一種識別位圖是否經(jīng)過jpeg壓縮的方法
【技術領域】
[0001] 本發(fā)明屬于多媒體信息安全領域，尤其涉及一種識別位圖是否經(jīng)過JPEG壓縮的 方法。
【背景技術】
[0002] 位圖的內(nèi)容很容易被修改，因此就有被惡意篡改而用于非法之目的的可能。另外， 位圖容易被隱藏信息，用于秘密通信，從而危及信息安全。識別位圖是否經(jīng)過JPEG壓縮可 以有助于后續(xù)檢測圖像的篡改和信息隱藏。
[0003] 人工辨識位圖是否經(jīng)過JPEG壓縮準確性差而且效率低下，因此可行的方案就是 發(fā)展有效的計算機自動識別方法。
[0004] JPEG是在圖像攝取設備中廣泛應用的有損壓縮技術，其工作原理為：JPEG壓縮是 基于分塊的圖像壓縮方案，首先將圖像分割成互不重疊的8x8分塊，然后對每一分塊進行 離散余弦變換（DCT)后得到8x8的DCT系數(shù)矩陣，再根據(jù)一個8x8的量化表對DCT系數(shù)矩 陣進行量化取整，最后將所得到的系數(shù)進行編碼，生成JPEG文件。JPEG解壓時首先從JPEG 文件頭讀取量化表，并對文件碼流進行解碼，得到量化DCT系數(shù)。再根據(jù)量化表對量化DCT 系數(shù)進行反量化、逆向離散余弦變換（IDCT)，并取整，最終還原出位圖。
[0005] 現(xiàn)有技術1:專利號CN103067713A的中國專利：一種位圖JPEG壓縮檢測的方法及 系統(tǒng)提出了通過因數(shù)直方圖判定位圖是否經(jīng)過JPEG壓縮的方法，其基本過程如下：對待檢 測的位圖數(shù)據(jù)進行分塊并計算對應的DCT系數(shù)矩陣，將所述DCT系數(shù)矩陣轉(zhuǎn)換為對應的整 型矩陣，得出一個表示所述整型矩陣中各正因數(shù)分別出現(xiàn)的次數(shù)的因數(shù)直方圖；分析所述 因數(shù)直方圖的單調(diào)性獲得一個度量值；判斷所述度量值是否大于預先選定的閥值，當是時， 則判定所述待檢測的位圖經(jīng)過JPEG壓縮，當否時，判定所述待檢測的位圖未經(jīng)JPEG壓縮。 該方法的計算比較復雜，對高質(zhì)量壓縮過的位圖辨別能力有限，因此現(xiàn)有技術還有待改進 和發(fā)展。
[0006] 在JPEG工作原理中，DCT系數(shù)經(jīng)歷了量化取整操作，這一操作導致反量化的DCT系 數(shù)是整數(shù)。因此，分析位圖的DCT系數(shù)的小數(shù)特性是識別一幅圖像是否經(jīng)過壓縮的好方法。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0007] 本發(fā)明提供一種識別位圖是否經(jīng)過JPEG壓縮的檢測方法。理論上，未經(jīng)過壓縮 的位圖其分塊DCT系數(shù)的小數(shù)部分服從-0. 5到+0. 5之間的均勻分布；而壓縮過的位圖其 分塊DCT系數(shù)應為整數(shù)，但由于解壓縮到像素時引入了四舍五入誤差，8x8個像素的這種誤 差經(jīng)過DCT線性組合以后近似服從-0. 5到+0. 5之間的正態(tài)分布，因此壓縮過的位圖其分 塊DCT系數(shù)不再是整數(shù)，其小數(shù)部分近似服從-0. 5到+0. 5之間的正態(tài)分布。本發(fā)明抓住 了DCT系數(shù)小數(shù)部分的分布特征，提供了一種簡單易行，檢測率高的識別方法。所發(fā)明的方 法為：對待檢測的位圖數(shù)據(jù)進行8x8分塊，對每塊計算對應的DCT系數(shù)矩陣，然后截取所以 DCT系數(shù)的小數(shù)部分，再計算小數(shù)部分的方差，方差的量值如果大于預先選定的閥值，則判 定所檢測的位圖未經(jīng)過JPEG壓縮；如果小于預先選定的閥值，則判定所檢測的位圖經(jīng)過了JPEG壓縮。該方法的效果見表1 :
[0008] 表 1
[0009]
[0010] 從表1可以看出，本發(fā)明比現(xiàn)有技術1的識別準確率高，而且對圖像尺寸大于 16x16時，本發(fā)明的識別準確率均在99%以上。
【具體實施方式】
[0011] 將圖像分割成互不重疊的8x8分塊，然后對每塊計算對應的DCT系數(shù)矩陣。
[0012] 截取所有DCT系數(shù)的小數(shù)部分，再計算這些小數(shù)部分的方差。
[0013] 如果方差的量值大于預先選定的閥值，則判定所檢測的位圖未經(jīng)過JPEG壓縮；如 果小于預先選定的閥值，則判定所檢測的位圖經(jīng)過了JPEG壓縮。
[0014] 上述閥值的選取步驟為：任選若干未經(jīng)壓縮的位圖，對每幅位圖按上述方式計算 各自的相應方差，統(tǒng)計這些方差的均值，記為a;同時，對上述位圖經(jīng)過各種因子的JPEG壓 縮，然后解壓還原為位圖，再對這些解壓后的位圖，按上述方式計算各自的相應方差，統(tǒng)計 這些方差的均值，記為b;最后選?。╝+b)/2為閾值。
【主權項】
1. 一種識別位圖是否經(jīng)過JPEG壓縮的方法，其特征在于所述方法包括以下步驟： A. 采用位圖分塊DCT系數(shù)的小數(shù)部分為分析依據(jù)； B. 以小數(shù)部分的方差為識別標準； C. 方差的量值如果大于預先選定的閥值，則判定位圖未經(jīng)過JPEG壓縮；否則該位圖經(jīng) 過了 JPEG壓縮。2. 根據(jù)權利要求1所述的方法，其特征在于所述閥值的確定步驟為： D. 任選若干未經(jīng)壓縮的位圖，計算各自的相應方差，統(tǒng)計這些方差的均值，記為a ; E. 對上述位圖經(jīng)過各種因子的JPEG壓縮，然后解壓還原為位圖，最后對這些解壓后的 位圖計算各自的相應方差，統(tǒng)計這些方差的均值，記為b ; F. 選?。╝+b)/2為閾值。
【專利摘要】本發(fā)明是：一種識別位圖是否經(jīng)過JPEG壓縮的方法，屬于多媒體信息安全領域。針對識別一幅位圖是否經(jīng)過JPEG壓縮問題，本發(fā)明的技術方案為：對待檢測的位圖數(shù)據(jù)進行8x8分塊，對每塊計算其DCT系數(shù)矩陣，然后截取所有DCT系數(shù)的小數(shù)部分，再計算這些小數(shù)部分的方差，方差的量值如果大于預先選定的閥值，則判定所檢測的位圖未經(jīng)過JPEG壓縮；如果小于預先選定的閥值，則判定所檢測的位圖經(jīng)過了JPEG壓縮。本發(fā)明通過對DCT系數(shù)小數(shù)部分的分析，可準確判斷出位圖是否經(jīng)過JPEG壓縮，計算復雜度低，辨別能力強。本發(fā)明有助于后續(xù)檢測圖像的篡改和信息隱藏。
【IPC分類】H04N17/00, H04N1/41, H04N19/467, H04N19/60, G06T9/00
【公開號】CN105049867
【申請?zhí)枴緾N201510522016
【發(fā)明人】張軍, 袁志斌, 王志堅, 沈永珞
【申請人】廣東財經(jīng)大學
【公開日】2015年11月11日
【申請日】2015年8月19日