论文总字数：23640字

摘 要

在如今这个信息时代，数字图像已成为信息媒介被广泛应用在各行各业。而日益成熟的数字成像技术使数字图像的篡改变得很简单，且篡改效果让人难以用眼睛分辨，篡改后的图像可能作为论据被用在学术领域、新闻报道及法庭等场合，这肯定会对社会造成非常大的负面影响。因此，检测数字图像的真实性和完整性具有相当深刻的现实意义。

如今，在数字图像的研究检测领域，大体可分为两种检测方法：一种是类似于数字签名或数字水印的检测技术，我们称之为主动检测技术；另一种则相反，被我们称为被动检测技术，这种技术不需要向图像嵌入任何附加信息，其中最具有代表性的就是大家熟知的被动盲检测技术。这类方法包括复制-粘贴检测、模糊估计检测、开印双重压缩检测和重采样检测等。本文针对其中一种数字图像篡改盲检验法：图像的复制-粘贴篡改进行主要研究。在图像篡改技术领域，经常会用到的手段就是对图像进行区域复制粘贴篡改，该技术可以复制原图中的某一区域，然后将被复制部分粘贴到同一图像不相交的另一区域中，这样便可以抹去原图像中的重要信息。

本文采用一种基于小波变换的检测算法，首先对图像进行滑动分块，然后采用二维小波变换对图像的低频信息进行提取，接着对所有块中的低频信息进行字典排序，将最相似的块做出标记，即为复制-粘贴块。

关键词：图像复制粘贴篡改；小波变换；篡改检测

ABSTRACT

In today’s digital era, digital images that have become the information media are widely used in various industries. The increasingly digital radiography make it easy to manipulate digital images without leaving visible traces. Those tampered images may be widely used in different circumstances such as science, military, court and so on. As a result,spurious digital evidences may cause great negative influence on the society and politics.

Now, in the digital image detection area of research, detection techniques can be

roughly divided into two types: one is similar to a digital signature or digital watermark detection technology, which we call proactive detection technology;another contrast, we call passive detection technology, which does not need to any additional information embedded in the image. The most representative is known to everyone passive blind detection technology. Such methods include copy - paste inspection, open print double compression test, resampling test and fuzzy estimation inspection. In this paper, a special type of digital image tampering blind test, the image region copy - paste tamper detection for major research. In the image tampering technology, frequently used means is to copy and paste an image region tampering,the technology can be copied to an area in the original image, and then paste the copied part of the image does not intersect with one another area, thus can remove important information in the original image.

This paper presents a detection algorithm based on Wavelet Transform.Firstly, the image is divided into blocks.Then extract the low frequency information of the image by wavelet transform. Next,Sort the dictionary of low-frequency information in all blocks.Last,mark the most similar blocks,that is a copy and paste block.

Key Words:Copy-Move the Image Tampering；Wavelet Transform；Forgery Detection

目录

摘要 I

ABSTRACT II

第一章 绪论 1

1.1 选题的背景与意义 1

1.2 国内外数字图像取证的研究现状 4

1.3 本文的主要工作 7

1.4 论文的组织结构 8

第二章 复制-粘贴篡改检测方法概述 9

2.1复制-粘贴操作 9

2.1.1同幅图像复制-粘贴篡改 9

2.1.2不同图像复制拼接篡改 11

2.2现有的同幅图像复制-粘贴篡改取证算法 11

2.2.1遍历搜索法 11

2.2.2自相关检测法 11

2.2.3精确匹配法 12

2.2.4主成分分析法 12

2.2.5基于小波和奇异值分解的图像复制伪造区域检测 14

2.2.6基于像素匹配的图像复制粘贴篡改检测算法 14

第三章 基于滑动分块与小波变换相结合的检测算法 16

3.1 小波变换 16

3.1.1 小波变换的起源 16

3.1.2 连续小波变换 16

3.1.3 离散小波变换 17

3.1.4 字典排序 21

3.2 算法步骤 22

第四章 检测结果与分析比较 23

4.1 实验结果与分析 24

第五章 总结与展望 25

5.1 总结 25

5.2 展望 25

参考文献 27

致谢 30

第一章 绪论

1.1 选题的背景与意义

在信息技术飞速发展的如今，为满足日常需要而生产的数码产品数量日益变多，这些产品也已经进入了人们的生活。而随着网络与媒体的发展，数码相片的传播也变得越来越简单。与此同时，像Photoshop、ACDSee、美图秀秀等强大的图像处理软件受到越来越多人们的欢迎，只需要一份简单的教程，便使得修改、储存、编辑数字图片变得极易学习，且增添了不少生活乐趣。但在社会高速发展的大环境中，新技术也是一把“双刃剑”，虽然它能轻松的为人们带来方便，但是也给了那些机会主义者带来可乘之机，就是利用这种技术进行信息伪造。如今，图像伪造的事件逐日变多，主要方法是图像拼接，市面上也出现了很多的图像处理软件，这些软件很多可以通过网络免费下载并且简单易学，适用人群除了针对专业人员，就是普通大众也可以轻而易举的合成逼真的伪造图像，现在，我们已经不敢相信“眼见为实”这句从古流传下来的成语了。

如今，图像篡改被应用于各领域，像新闻媒体、电子商务、金融保险、法庭取证以及科学研究等，毫无疑问这样的行为会对国家的政治和社会的稳定造成极坏的后果。一些别有用心的人甚至会利用经过篡改的图像来引发一系列的军事冲突、外交流失甚至政治风波；如果媒体记者在新闻报道中利用经过了篡改后的图像，类似扭曲事实、篡改历史这些可耻行为，后果将不堪设想，严重的会使广大人民群众对新闻的真实与否产生怀疑；伪造科学研究中的实验图像就是学术造假；在保险行业，如果采用了经过伪造的图像并作为物证，尤其在处理索赔事件时，保险公司所遭受的经济损失是难以想象的；司法体系中，如果有篡改的图像，便可能让无辜者蒙冤，使违法犯罪者逍遥法外；对票据中文字、数字或印章等信息的篡改更是对电子商务产业的一个巨大考验。在新闻出版行业，图像的真实性也显得至关重要，如果某些数字图像被别有用心之人恶意篡改、编辑，严重的会达到损害他人名誉、混靖视听的程度，当今这些以非法手段造成对他人名誉损害的事件层出不穷。例如，通过把党或国家重要人物和娱乐界或商业界名人做成合影的照片，以达到提高自身社会地位或商业地位的欺诈目的。

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