基于模式噪声分量符号信息的快速源相机辨识

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1、华南理工大学学报(自然科学版)第39卷第12期JournalofSouthChinaUniversityofTechnologyVO1．39No．122011年12月(NaturalScienceEdition)December2011文章编号：1000-565X(2011)12—0001—06基于模式噪声分量符号信息的快速源相机辨识术胡永健赖志茂刘啡贝(华南理工大学电子与信息学院，广东广州510640)摘要：现有基于传感器光响应非均匀性模式噪声的源相机辨识方法多采用蛮力搜索(即穷举)策略，当相机指纹数量较多且指纹长度较长时，效率较低．文

2、中提出一种基于模式噪声分量符号信息的快速源相机辨识方法．即利用模式噪声中的大幅值分量构造相机的精简指纹，采用分离链接哈希表结构存储参考指纹信息，按照测试指纹和参考指纹之间的同符号分量个数对候选参考指纹排序，按序进行相关性检测．实验表明，文中方法大大减少了相关性运算的次数．关键词：源相机辨识；相机指纹；相关性检测；快速搜索；分离链接哈希表中图分类号：TP301．6doi：10．3969／j．issn．1000-565X．2011．12．001近年来，如何确定数码照片来源引起了广泛的算传感器模式噪声(或称相机指纹)和数字图像噪关注¨。．确定待

3、测图像的数码相机类型或个体，可声残余之间的相关性值，来达到鉴别数字图像来源为保护数字作品版权以及追踪不良数字图像来源等的目的．利用图像的噪声残余是因为其中包含了大问题提供法律依据．量的指纹信息，可以近似看成是从单幅图像中提取不同品牌的数码相机通常使用不同的镜头和成出来的相机指纹．假设相机指纹库中存有Ⅳ台相机像传感器，并采用不同的数字信号后处理运算，包括指纹，每台相机指纹的长度(即模式噪声中分量的去马赛克、伽马矫正、色彩矫正、白平衡、压缩以及存个数)为，如果直接利用相关性检测方法在指纹库储等．因此，即使拍摄同一对象，所生成的数字图像中查找与

4、给定待测图像匹配的相机指纹，就需要计不仅在风格上有所不同，在图像质量上也存在细微算待测图像噪声残余和指纹库中所有相机指纹的相差异，这为由照片追踪生成照片的成像设备提供了关性值，计算复杂度是0(nN)．在实际应用中，Ⅳ很基础．Lukas等首次提出利用成像传感器的模式容易超过10，而n通常有10。，显然，这样的计算量噪声作为相机指纹来识别数码相机个体，其中相机难以接受．传感器的模式噪声被认为主要是由光敏材料的光子为了使基于模式噪声的源相机辨识方法更具实响应非均匀性(PRNU)引起的．若将模式噪声看成际应用价值，需要减少计算量．笔者提出了一种一

5、个扩频后的水印信号，则可借助水印处理中经典利用成像传感器模式噪声大分量信息进行源设备辨的相关性检测算法来作判断．后续文献又对文献识的方法，不仅改善了相关性检测器的性能，提高了[4]在指纹抽取J、指纹在大规模照片检测环境下数据的分辨能力，还大大减少了检测的计算量．Gol-的有效性一以及指纹信息的高效应用等方面jan等则利用特殊的指纹摘要和稀疏矩阵结构体进行了改进．对大量相机指纹实现快速源辨识．在此基础上，文中现有利用相关性检测的源相机辨识算法通过计提出一种新的快速算法，首先利用模式噪声中的大收稿日期：2011—05—18基金项目：国家自然科

6、学基金资助项目(60772115)作者简介：胡永健(1962一)，男，教授，博士生导师，主要从事多媒体信息安全、图像处理以及模式识别等的研究．E—mail：eeyjhu@scut．edu．cn2华南理工大学学报(自然科学版)第39卷幅值分量构造相机指纹，降低相机指纹的长度，然后构成新相机指纹．用一维向量来保存这m个借助分离链接哈希表结构统计测试指纹和参考指纹大幅值分量的幅值信息，同时用记录这m个大中具有同符号分量的个数，据此从指纹库中快速定幅值分量在F中的位置信息．设一维索引向量位与待测图像匹配的相机指纹，避免直接蛮力搜索z[d]，d=1

7、，2，⋯，m，1≤z[d]≤凡，其中n是原相机带来的大量相关性计算．指纹的长度，则有L，={，[d]}：。，=F[L]．同理，利用单幅测试图像噪声残余w前m个大幅值1快速源相机辨识算法分量构造新的测试图像噪声残余，分别用一维向1．1相机指纹的构造量w和w来保存这m个大幅值分量的幅值信息数码相机PRNU模式噪声的主要有用成分是高和位置信息．通常情况下，选取的大分量数目为m≤频信号，可通过对图像实施高通滤波进行提取Ⅲ4j：10，与长度为≥10。的原相机指纹相比，大大降低w=I一_厂(I)(1)了相机指纹长度，减少了后续的相关性计算量．有关式中

8、，J为原始图像的二维矩阵形式，w表示图像噪m的取值以及它与相关性计算量的关系在文献[8]声残余，．厂表示去噪滤波器．文中采用文献[8]的方中有详细讨论．法提取参考模式噪声和测试图像噪声残余，其