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基于内容的多区域篡改图像认证技术

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第一章绪论

1.1引言

1.2课题的研究现状

1.3本文的主要工作

第二章数字图像认证理论基础

2.1图像认证系统的基本特性和要求

2.2图像认证系统性能评价准则

2.3基于数字签名的图像内容认证

2.4基于数字水印的图像内容认证

2.5两种认证方法的比较

第三章认证摘要的提取算法研究

3.1基于Hash函数的认证摘要提取方法

3.2认证摘要提取的新方法

3.3算法性能分析比较

第四章图像内容的特征量提取及预处理方法

4.1 JPEG压缩

4.2基于图像块均值的特征量提取及预处理方法一

4.2.1 JPEG压缩对图像块均值的影响

4.2.2图像特征量提取及预处理方法

4.2.3预处理对图像质量产生影响的分析

4.3基于图像DCT系数的特征量提取及预处理方法二

4.3.1预量化原理

4.3.2图像预处理方法及特征值的提取

4.3.3预处理对图像质量产生影响的分析

4.4两种方法分析比较及实验结果

第五章适用于多区域篡改的JPEG图像认证算法设计

5.1图像认证方案一

5.2图像认证方案二

5.3性能分析及比较

5.3.1算法对JPEG压缩的鲁棒性分析

5.3.2算法篡改检测能力分析

5.3.3算法定位能力分析

5.3.4安全性分析

5.4实验结果

5.4.1方案一实验结果

5.4.2方案二实验结果

5.5本章小结

结论

参考文献

攻读学位期间论文发表情况

致 谢

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摘要

随着多媒体技术的高速发展,各种图像处理设备和图像编辑软件已经被广泛使用,对图像进行各种操作已经很方便,恶意篡改和传播给人们的生活和社会造成巨大危害。因此,数字图像认证成为国内外研究的热门课题。它主要解决的问题是区分恶意篡改和正常处理,并且对篡改的区域进行精确定位。 本文主要研究了基于数字签名的图像内容认证,重点分析多区域篡改的检测方法和提高篡改检测概率的方法,取得的主要研究成果如下: 1.利用纠错编码的陪集分解原理给出了一种从长度为n=2m-1的二进制信息序列中提取m比特摘要的方法。该方法得到的认证摘要对特征数据的变化高度敏感,相对hash函数提取摘要的方法,该算法实现简单灵活,摘要长度短。 2.证明了JPEG压缩引起图像块均值失真的一个上界,并据此提出一种新的图像预处理方法;深入研究了JPEG压缩对图像DCT系数的影响,利用预量化原理设计了一种新的图像预处理方法。 3.设计了两种新的基于数字签名的近似图像认证方案,两种方案分别在JPEG质量因子QF≥25和QF≥40的情况下,可以区分恶意篡改和正常压缩失真;在多区域篡改的情况下,可以实现篡改检测和准确定位,且都具有较高的篡改检测概率和较低的虚警概率。理论分析和仿真实验均可以证明其正确性和有效性。

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