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基于内容的多区域篡改图像认证技术

作　者: 冯峰
导　师: 高宝建
学　校: 西北大学
专　业: 信号与信息处理
关键词: 图像认证数字签名篡改检测与定位安全性 JPEG压缩
分类号: TP391.41
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
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内容摘要

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=2~m-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。

全文目录

摘要  3-4
Abstract  4-7
第一章绪论  7-13
  1.1 引言  7-8
  1.2 课题的研究现状  8-9
  1.3 本文的主要工作  9-13
第二章数字图像认证理论基础  13-23
  2.1 图像认证系统的基本特性和要求  13-14
  2.2 图像认证系统性能评价准则  14-16
  2.3 基于数字签名的图像内容认证  16-18
  2.4 基于数字水印的图像内容认证  18-21
  2.5 两种认证方法的比较  21-23
第三章认证摘要的提取算法研究  23-27
  3.1 基于Hash函数的认证摘要提取方法  23-24
  3.2 认证摘要提取的新方法  24-25
  3.3 算法性能分析比较  25-27
第四章图像内容的特征量提取及预处理方法  27-35
  4.1 JPEG压缩  27-29
  4.2 基于图像块均值的特征量提取及预处理方法一  29-32
    4.2.1 JPEG压缩对图像块均值的影响  29-30
    4.2.2 图像特征量提取及预处理方法  30-31
    4.2.3 预处理对图像质量产生影响的分析  31-32
  4.3 基于图像DCT系数的特征量提取及预处理方法二  32-33
    4.3.1 预量化原理  32
    4.3.2 图像预处理方法及特征值的提取  32-33
    4.3.3 预处理对图像质量产生影响的分析  33
  4.4 两种方法分析比较及实验结果  33-35
第五章适用于多区域篡改的JPEG图像认证算法设计  35-51
  5.1 图像认证方案一  35-38
  5.2 图像认证方案二  38-41
  5.3 性能分析及比较  41-44
    5.3.1 算法对JPEG压缩的鲁棒性分析  41-42
    5.3.2 算法篡改检测能力分析  42-43
    5.3.3 算法定位能力分析  43-44
    5.3.4 安全性分析  44
  5.4 实验结果  44-49
    5.4.1 方案一实验结果  44-46
    5.4.2 方案二实验结果  46-49
  5.5 本章小结  49-51
结论  51-53
参考文献  53-57
攻读学位期间论文发表情况  57-59
致谢  59

基于内容的多区域篡改图像认证技术

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