数字图像篡改的检测方法研究【开题报告+文献综述+毕业设计】

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1、毕业设计开题报告计算机科学与技术数字图像篡改的检测研究一、选题的背景与意义21世纪是一个高速发展的信息化世纪，计算机已经深入到普通家庭。人们对生活水平的要求越来越高，使得各色各样的软件接踵面世。其中，数字图像处理软件深受人们的喜爱。我们现在普遍在使用的图像处理软件如PhotoShop、iPhoto、ACDSee等给我们的生活带来了前所未有的方便[1]。随着数字图像应用的普及图像编辑与处理工具的发展，图像篡改技术已广泛应用于人们的日常生活和工作当中，这在一定程度上满足了人们的正常需要。为满足人们的审美要求，这类软件的功能也越来越强大，照片的真伪几乎很难用肉眼辨别。然而，在满足人们生活

2、要求的同时，数字图像处理软件的发展也带来了不可忽视的弊端。因为人们难以辨别图像的真伪，就极容易受到不法分子的欺骗。一些不法分子将篡改图像用在了新闻媒体或法律上，对公共事业的公信力造成了严重的损害。图A图B图C图A是前端时间在网上流传的广场鸽照片，图中红圈里的两只鸽子差不多，从一处地方复制到另一处地方的；图B是登在南方都市报上的一幅草坪上鸽子与人和睦相处的图片，但是其中鸽子有很多都是相似的，只多次使用复制/粘帖篡改而成。鸽子的篡改图像可能引发的负面影响还小，但是有些图像的篡改就可能带来较大的影响。图C是一幅飞弹照片，图中的画圈部分很是相似，检测后发现也是经过篡改而成的，该照片反应一个

3、国家军事实力的强弱，所以带来的影响较大。45一张篡改过的照片很难用肉眼分辨真伪，造成了政治、文化、新闻和科学真实性等方面的负面影响。虽然图像处理软件的设计初衷是好的，但是也不乏一些人出于各种不同的目的，恶意传播一些经过精心伪造和篡改的数字图像，以达到不可告人的目的[2]。篡改图像如被大量地用于正式媒体、科学发现、保险和法庭证物等，这无疑将会对政治和社会稳定产生严重的影响。军事、政治和外交中的照片篡改会被别有用心的人利用而引发军事冲突、政治风波和外交失和。科学发现中的篡改实验图像就是科学欺骗;有关换头照等照片篡改对个人名誉造成损失的例子更是数不胜数。并且，伪造照片的激增可能使一些真正

4、的证据失去其应有的效应。这些存在的问题会引起人们对面前的数字图像的真实性产生质疑，对极其相似的图像难以区分真假[3]。因此，对数字图像篡改检测的需求变得越来越迫切了。由于图像中的复制区域和对应的粘贴区域基本相似,基于这个特点,可以通过寻找图像中存在的相似区域来检测图像的伪造痕迹。穷举搜索法最为简单,易于实现,但运算量大。为了减少运算量,J.Fridrich把对图像像素的点操作转化为块操作,提出了一种对图像块的DCT量化系数进行字典排序的算法,来检测图像复制伪造区域[5]。在Fridrich基础上，Farid提出基于主成份分析[6]（PCA）法得到降维后的特征向量，但每次移动一个像素

5、的滑窗操作使得排序矩阵的规模相当庞大，而字典排序又是计算复杂度的主要原因。为了进一步减小计算量，Li提出了基于离散小波变换（DWT）的方法[7][10]，该方法通过分析图像小波变换后的低频分量，利用奇异值分解获得小波低频图像的降维特征，然后对形成的特征矩阵进行字典排序，最后根据图像块的偏移频率信息,检测出复制伪造区域。再者，Johnson提出估计图像块二维光源方向的方法，该方法通过提取图像闭合边界，并沿着闭合边界将图像分成若干局部块，然后计算局部块的二维光源方向，根据光源方向的一致性情况来检测图像是否被篡改[8]。又有根据双压缩现象提出的基于双JPEG压缩统计特性的图像篡改检测方法

6、[9]。还有，借鉴图像匹配技术中的SIFT（scaleinvariantfeaturetransform）特征匹配算法[4]，提出了基于SIFT算法的图像复制-粘贴篡改操作的检测。该方法对图像旋转、缩放、亮度调整等后处理操作具有鲁棒性。二、研究的基本内容与拟解决的主要问题：l研究的基本内容45针对一种特殊的图像篡改方式——复制/粘贴(Copy-move),即从原图像中截取某一部分，将其复制、粘贴到该图像中的其他位置，并进行一定的后处理操作，从而达到遮盖某些区域目标的篡改行为，设计一种对复制-粘贴篡改行为的检测方法。利用Photoshop、Paint.NET、GIMP等图像编辑软件，

7、任何人都可以轻松地利用“复制”、“粘贴”、“删除”、“修复”等操作对一幅图像中的内容加以篡改。设计一种对同图中的复制-粘贴篡改行为的检测方法，并利用Matlab做仿真试验。l拟解决的主要问题：（1）复制/粘贴篡改图像是一种常见的形式，针对该篡改操作，提出一种有效的检测方法。（2）对可提升之处进行研究三、研究的方法与技术路线：研究的方法：计算机实验法，辅以文献法。在毕业设计的前期，广泛阅读大量的文献、图书和电子资料，掌握本毕业设计中的技术。然后，开始设计鉴别方法和具体代