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基于成像传感器特征的图像取证算法研究

作　者: 简超
导　师: 胡永健
学　校: 华南理工大学
专　业: 模式识别与智能系统
关键词: 数字图像取证 成像设备源辨识 模式噪声 数码相机源辨识 扫描仪源辨识
分类号: TP391.41
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
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内容摘要


数字成像设备的急剧增长和图像编辑软件的广泛应用在给人们的生活创造极大便利的同时,也带来了许多信息安全问题。数字图像取证技术(Digital Image Forensics)被认为是解决以上问题的关键技术之一。该技术已逐渐为人们所认识并开始被应用于篡改检测、源设备辨识、完整性鉴定等方面,对确保公共信任秩序、打击犯罪、维护司法公正等具有重要意义。本文主要研究了基于成像传感器特征的数字图像取证算法在源相机辨识和源扫描仪辨识上的应用。我们首先分析了典型的源设备辨识算法的优缺点,然后在此基础上提出了我们的改进算法。本文的主要工作如下:1.分析和仿真实现了Lukas等人的基于模式噪声(Pattern Noise)的源相机辨识算法,指出其中的不足;分析了我们前期所提出的利用模式噪声主分量信息的数码相机源辨识算法,讨论了模式噪声的预处理、去噪滤波器的选择和去颜色滤波器阵列(CFA,Color Filter Array)插值算法对提高模式噪声质量的影响,并重点分析了选取传感器模式噪声部分主分量构建新的相机指纹进行相关性检测的优缺点。2.提出三种利用彩色图像整体信息的源相机辨识算法。目前,国内外发表的大部分基于模式噪声的成像设备源辨识算法都只在单色图像上进行,而忽略了彩色图像各颜色通道之间的内在联系。我们通过分析成像设备自身与图像插值过程的特性,将单色通道算法成功的扩展到彩色图像上。提出了三种更能反应成像传感器整体特性的源辨识算法。3.提出两种基于传感器模式噪声的扫描仪源辨识方法。我们通过分析扫描仪的结构和成像原理,提出了阵列型参考模式和线型参考模式两种扫描源辨识算法并通过实验进行验证。

全文目录


摘要  7-8
ABSTRACT  8-12
第一章 绪论  12-24
  1.1 数字图像取证的研究背景和意义  12-13
  1.2 数字图像取证技术概述  13-15
  1.3 数字图像取证的分类  15-19
    1.3.1 数字图像主动取证  15-16
    1.3.2 数字图像被动取证  16-19
  1.4 数字图像取证的研究现状  19-21
    1.4.1 国外现状  19-20
    1.4.2 国内现状  20-21
  1.5 数字图像取证的发展方向  21
  1.6 本文主要工作  21-22
  1.7 本文结构  22-24
第二章 基于成像传感器特征的图像取证典型算法及仿真  24-37
  2.1 引言  24
  2.2 基于成像传感器特征的图像取证算法原理  24-26
    2.2.1 数码相机成像过程  24-25
    2.2.2 模式噪声  25-26
  2.3 LUKAS等人的数码相机源辨识算法  26-30
    2.3.1 参考模式噪声的求取  26-27
    2.3.2 相关性检测器  27-28
    2.3.3 Lukas 算法的仿真与结果分析  28-30
    2.3.4 Lukas 算法的不足  30
  2.4 利用模式噪声主分量信息的源辨识算法  30-36
    2.4.1 算法的原理与实现  30-34
    2.4.2 算法仿真与结果分析  34-36
  2.5 本章小结  36-37
第三章 利用彩色图像信息的源相机辨识算法  37-54
  3.1 引言  37-38
  3.2 利用彩色图像信息构造设备指纹  38-42
    3.2.1 相机彩色图像的生成  38-39
    3.2.2 三种构建相机指纹的策略  39-42
  3.3 仿真实现  42-50
  3.4 其他参数对算法结果的影响  50-53
  3.5 本章小结  53-54
第四章 两种应用传感器特征的扫描仪源辨识策略  54-65
  4.1 引言  54
  4.2 将数字图像取证应用于纸质安全文件保护  54-56
  4.3 扫描仪的工作原理及可能使用的辨识方法  56-58
  4.4 扫描仪源辨识算法原理  58-59
  4.5 算法仿真与结果分析  59-63
    4.5.1 使用阵列型模式噪声的实验结果  60-61
    4.5.2 使用线型模式噪声的实验结果  61
    4.5.3 扫描分辨率对两种算法的影响和分析  61-63
  4.6 本章小结  63-65
第五章 总结与展望  65-68
参考文献  68-73
攻读硕士学位期间取得的研究成果  73-74
致谢  74

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中图分类: > 工业技术 > 自动化技术、计算机技术 > 计算技术、计算机技术 > 计算机的应用 > 信息处理（信息加工） > 模式识别与装置 > 图像识别及其装置
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