一種基于內(nèi)容的圖像簽名的方法及篡改檢測的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及圖像處理技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉一種基于內(nèi)容的圖像簽名的方法及篡改檢 測的方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著數(shù)字媒體技術(shù)的發(fā)展，大量圖像信息在網(wǎng)絡(luò)上流通，這給人們的學(xué)習(xí)和生活 提供了方便，但是新的問題也隨之產(chǎn)生。圖像在傳輸?shù)倪^程過可能會被篡改，這使得人們無 法確定圖像信息的真實性，特別是對于醫(yī)療記錄、法庭證物等對真實性非常敏感的圖像，惡 意的篡改可能會產(chǎn)生嚴(yán)重的后果。圖像篡改檢測工具用于判斷圖像是否被篡改，從而確保 這些圖像數(shù)據(jù)的真實性。
[0003] 圖像篡改主要有拼接合成圖片，圖像變形，修飾，增強(qiáng)及以上幾種組合。篡改檢測 針對兩種情況：基于統(tǒng)計的盲認(rèn)證和基于內(nèi)容的數(shù)字簽名（DS,DigitalSignature)或水 印技術(shù)。本專利針對的是后者，即事先為圖像產(chǎn)生簽名，通過圖像簽名檢測圖像是否被篡 改，并能定位篡改的位置。
[0004] 傳統(tǒng)的基于文本的數(shù)字簽名方法中，將整張圖像的二進(jìn)制流作為輸入，其中任意 一個字節(jié)數(shù)據(jù)與原數(shù)據(jù)不同都會產(chǎn)生截然不同的簽名，而在實際情況中，圖像經(jīng)常會被壓 縮等不影響視覺效果的處理，這種情況不屬于惡意的篡改，故該方法不能直接用與圖像篡 改檢測。已有的基于圖像簽名的篡改檢測技術(shù)中，主要存在效率低，魯棒性不強(qiáng)的缺點。因 而需要設(shè)計一種針對圖像篡改的高效檢測方法。
[0005] 現(xiàn)有產(chǎn)生圖像數(shù)字簽名的方法分為基于圖像的空間域和變換域進(jìn)行特征提取兩 種方式。在空間域方法中，對圖像進(jìn)行空間的劃分或分層并對不同空間作相應(yīng)的簽名，這種 方法可以對篡改進(jìn)行定位。在變換域的方法中，利用DCT變換、小波變換等圖像在變換域的 特性提取出特點生產(chǎn)簽名，該類方法對圖像壓縮變換一般都具有魯棒性，并能實現(xiàn)對篡改 的有效定位。
[0006] 在現(xiàn)在基于空間域劃分的方法中，存在安全性低、檢測概率低、對JPEG壓縮不具 有魯棒性的缺點，有基于變換域的方法中不能區(qū)分是有損壓縮還是內(nèi)容篡改，有存在定位 模糊的問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 本發(fā)明的目的是在準(zhǔn)確地檢測出圖像是否被篡改的前提下，能對圖像被篡改的部 分進(jìn)行有效的定位，同時對于修改圖像大小等對圖像內(nèi)容視覺不影響的修改具有魯棒性。
[0008] 為了解決上述問題，本發(fā)明提出了一種基于內(nèi)容的圖像簽名的方法，包括如下步 驟：
[0009] 對圖像進(jìn)行交叉分塊生成多個子空間；
[0010] 對各個子空間分別運行多個哈希算法；
[0011] 采用位圖索引作為圖像的簽名。
[0012] 所述圖像進(jìn)行交叉分塊包括：
[0013] 對需要簽名圖像的行分塊數(shù)X和列分塊數(shù)y
[0014] 采用哈希算法將圖像平均分成x*y份；
[0015] 對分塊的圖像進(jìn)行兩兩的交叉分塊。
[0016] 所述對各個子空間分別運行多個哈希算法包括：
[0017] 初始化n位的位圖為0,使用k個哈希函數(shù)將每一個交叉分塊映射到0到n的空 間，對于每一次哈希值i，將位圖的第i位設(shè)為1。
[0018] 相應(yīng)的，本發(fā)明還提出了一種基于內(nèi)容的圖像篡改檢測的方法，包括如下步驟：
[0019] 對簽名后的圖像進(jìn)行交叉分塊生成多個子空間；
[0020] 對每一個交叉分塊，使用與簽名相同的哈希函數(shù)進(jìn)行映射，判斷哈希值所對應(yīng)的 位都是1時，則判斷所述交叉分塊沒有被篡改，否則判斷所述交叉分塊被篡改；
[0021] 在判斷出交叉分塊被篡改后，根據(jù)交叉分塊的位置判定被篡改的區(qū)域。
[0022] 實施本發(fā)明實施例基于圖像的內(nèi)容提供檢測圖像是否被篡改的工具，使用變長的 圖像簽名檢測圖像是否被篡改，并對圖像被篡改的部分進(jìn)行有效的定位，同時對于修改圖 像大小等對圖像內(nèi)容視覺不影響的修改具有魯棒性。
【附圖說明】
[0023] 為了更清楚地說明本發(fā)明實施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實施例或現(xiàn) 有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本 發(fā)明的一些實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以 根據(jù)這些附圖獲得其它的附圖。
[0024] 圖1是本發(fā)明實施例中的基于內(nèi)容的圖像簽名的方法流程圖；
[0025] 圖2是本發(fā)明實施例中的基于內(nèi)容的圖像篡改檢測的方法流程圖。
【具體實施方式】
[0026] 下面將結(jié)合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完 整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例。基于 本發(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他 實施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
[0027] 本發(fā)明的目的是在準(zhǔn)確地檢測出圖像是否被篡改的前提下，能對圖像被篡改的部 分進(jìn)行有效的定位，同時對于修改圖像大小等對圖像內(nèi)容視覺不影響的修改具有魯棒性。
[0028] 本發(fā)明提供一種基于內(nèi)容的圖像篡改檢測方法，與基于空間域的簽名類似，但是 該方法將圖像劃分成多個交叉的子空間，對各個子空間分別運行多個哈希算法，使用位圖 索引（Bitmap)作為圖像的簽名。生成圖像簽名的流程如圖1所示。具體流程為：
[0029] 對圖像進(jìn)行交叉分塊；
[0030] 用戶可以指定對需要簽名圖像的行分塊數(shù)X和列分塊數(shù)y;
[0031] 采用哈希算法將圖像平均分成x*y份。
[0032] 對分塊的圖像進(jìn)行兩兩的交叉分塊，如表1所示，表格中的數(shù)字表示所在分塊對 應(yīng)的一個或多個交叉分塊的序號，每一個分塊分別對應(yīng)1至4個交叉分塊，
[0033] 初始化n位的位圖為0,使用k個哈希函數(shù)將每一個交叉分塊映射到0到n的空 間，對于每一次哈希值i，將位圖的第i位設(shè)為1。
[0034] 最終得到的位圖即為圖像的簽名。
【主權(quán)項】
1. 一種基于內(nèi)容的圖像簽名的方法，其特征在于，包括如下步驟： 對圖像進(jìn)行交叉分塊生成多個子空間； 對各個子空間分別運行多個哈希算法； 采用位圖索引作為圖像的簽名。
2. 如權(quán)利要求1所述的基于內(nèi)容的圖像簽名的方法，其特征在于，所述圖像進(jìn)行交叉 分塊包括： 對需要簽名圖像的行分塊數(shù)X和列分塊數(shù)y采用哈希算法將圖像平均分成x*y份； 對分塊的圖像進(jìn)行兩兩的交叉分塊。
3. 如權(quán)利要求1所述的基于內(nèi)容的圖像簽名的方法，其特征在于，所述對各個子空間 分別運行多個哈希算法包括： 初始化n位的位圖為0,使用k個哈希函數(shù)將每一個交叉分塊映射到O到n的空間，對 于每一次哈希值i，將位圖的第i位設(shè)為1。
4. 一種基于內(nèi)容的圖像篡改檢測的方法，其特征在于，包括如下步驟： 對簽名后的圖像進(jìn)行交叉分塊生成多個子空間； 對每一個交叉分塊，使用與簽名相同的哈希函數(shù)進(jìn)行映射，判斷哈希值所對應(yīng)的位都 是1時，則判斷所述交叉分塊沒有被篡改，否則判斷所述交叉分塊被篡改； 在判斷出交叉分塊被篡改后，根據(jù)交叉分塊的位置判定被篡改的區(qū)域。
【專利摘要】本發(fā)明實施例公開了一種基于內(nèi)容的圖像簽名的方法，包括如下步驟：對圖像進(jìn)行交叉分塊生成多個子空間；對各個子空間分別運行多個哈希算法；采用位圖索引作為圖像的簽名。本發(fā)明實施例還公開了一種基于內(nèi)容的圖像篡改檢測的方法，包括如下步驟：對簽名后的圖像進(jìn)行交叉分塊生成多個子空間；對每一個交叉分塊，使用與簽名相同的哈希函數(shù)進(jìn)行映射，判斷哈希值所對應(yīng)的位都是1時，則判斷所述交叉分塊沒有被篡改，否則判斷所述交叉分塊被篡改；在判斷出交叉分塊被篡改后，根據(jù)交叉分塊的位置判定被篡改的區(qū)域。實施本發(fā)明實施例對圖像被篡改的部分進(jìn)行有效的定位，同時對于修改圖像大小等對圖像內(nèi)容視覺不影響的修改具有魯棒性。
【IPC分類】G06K9-00
【公開號】CN104766060
【申請?zhí)枴緾N201510155045
【發(fā)明人】薛凱軍, 利開園, 肖劍
【申請人】東莞中山大學(xué)研究院, 中山大學(xué)
【公開日】2015年7月8日
【申請日】2015年4月2日