一种图像判别装置及其判别方法
【专利摘要】本发明公开一种图像判别装置及其判别方法，所述装置包括：第一系数块集合生成模块，用于将图像分割并去除含有像素值0或255的子块，进行DCT变换得到第一系数块集合；第二系数块集合生成模块，用于将第一系数块集合中的DCT系数值取整并去除全部为0的子块，形成第二系数块集合；DCT量化噪声集合生成模块，用于将第一系数块集合和第二系数块集合中对应位置的系数值取差值，形成DCT量化噪声集合；判定模块，用于计算DCT量化噪声集合中系数值的方差并与阈值比较，若方差小于阈值，则判定图像为JEPG解压缩图像。通过本发明装置和方法能够对现有技术无法判别的高压缩质量图像有效鉴别其是否为JEPG解压缩图像。
【专利说明】一种图像判别装置及其判别方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及图像处理【技术领域】，尤其涉及一种用于鉴别图像是否JPEG解压缩图像的图像判别装置及其判别方法。
【背景技术】
[0002]JPEG (Joint Photographic Experts Group)是广泛应用于多场合的图像格式，因其易于储存和传输而被大量广泛应用。JPEG图像压缩标准由国际电信联盟(InternationalTelecommunication Union, ITU)、国际标准化组织(International Organizationfor Standardization, ISO)和国际电工委员 ^(International ElectrotechnicalCommisson, IEC)于1988年首次提出，并迅速获得普及应用。其编解码过程分别如图1和图2所示，其中量化器是表示利用自定义的量化步长去除64个DCT (Discrete CosineTransform)变换系数，然后四舍五入取整，FDCT和IDCT分别表示前向DCT变换和逆DCT变换。
[0003]随着计算机技术的发展以及数码相机的大量普及，人们会更多地拍摄和接触到大量的图片，但同时由于各种易于操作的图像编辑软件的出现，更多被篡改、伪造的图片也大量涌现。出于对图像真实性的考究，尤其在取证过程中鉴别图像真伪的需要，都使得我们要掌握辨别图像真伪的能力。其中，鉴别图像是否JPEG解压缩图像对于图像篡改的检测具有重要的作用。但篡改一般情况下从视觉上无法产生明显的差异，现有技术也无法很好地对JPEG解压缩图像进行判别，例如如图3所示，当图像未压缩图像J由尽P2组成，P1为未压缩图像，A为JPEG解压缩图像，若P2压缩质量OF = 100或99
时，现有技术是无法对图像I进行判别的。
[0004]因此，现有技术还有待于改进和发展。
【发明内容】
[0005]鉴于上述现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种图像判别装置及其判别方法，旨在解决目前问题。
[0006]本发明的技术方案如下:
一种图像判别装置，其中，所述装置包括以下部分:
第一系数块集合生成模块，用于将图像分割成连续不重叠的子块，查找并去除含有像素值为O或255的子块，对剩余的子块分别进行DCT变换得到第一系数块集合；
第二系数块集合生成模块，用于将所述第一系数块集合中的所有DCT系数值进行取整，查找并去除取整后的第一系数块集合中DCT系数值全部为O的子块，形成第二系数块集合；
DCT量化噪声集合生成模块，用于将所述第一系数块集合和第二系数块集合中相对应位置的DCT系数值取差值，形成DCT量化噪声集合；
判定模块，用于计算所述DCT量化噪声集合中所有系数值的方差值，将该方差值与预设的阈值进行比较，若所述方差值小于阈值，则判定图像为JEPG解压缩图像。
[0007]所述的图像判别装置，其中，所述装置还包括:
图像类型判别与转换模块，用于图像判别前进行图像类型的判定，当图像为RGB彩色图像时，转换图像为YCbCr图像。对Y分量进行判定。当图像为灰度图像时，直接使用灰度值。
[0008]一种利用如上所述的图像判别装置进行的图像判别方法，其中，所述方法包括以下步骤:
A、所述第一系数块集合生成模块将图像分割成连续不重叠的子块，查找并去除含有像素值为O或255的子块，对剩余的子块分别进行DCT变换得到第一系数块集合；
B、所述第二系数块集合生成模块将所述第一系数块集合中的所有DCT系数值进行取整，查找并去除取整后的第一系数块集合中DCT系数值全部为O的子块，形成第二系数块集合；
C、所述DCT量化噪声集合生成模块将所述第一系数块集合和第二系数块集合中相对应位置的DCT系数值取差值，形成DCT量化噪声集合；
D、所述判定模块计算所述DCT量化噪声集合中所有系数值的方差值，并将该方差值与预设的阈值进行比较，若所述方差值小于阈值，则判定图像为JEPG解压缩图像。
[0009]所述的图像判别方法，其中，所述步骤A之前还包括:所述图像类型判别与转换模块判定图像类型，当图像为RGB彩色图像时，转换图像为YCbCr图像。
[0010]所述的图像判别方法，其中，所述步骤A具体为:
Al、所述第一系数块集合生成模块将图像分割成连续不重叠的8X8像素大小的子块，查找并去除含有像素值为O或255的子块，将剩余的子块按原有先后顺序排序得到变换前集合;
A2、所述第一系数块集合生成模块对变换前集合中子块分别进行DCT变换得到第一系数块集合。
[0011]所述的图像判别方法，其中，所述步骤B具体为:
B1、所述第二系数块集合生成模块将所述第一系数块集合中的所有DCT系数值通过其小数部分四舍五入完成取整运算，得到取整后系数块集合；
B2、所述第二系数块集合生成模块查找并去除所述取整后系数块集合中第2-64个系数值全部为O的子块，剩余子块形成第二系数块集合。
[0012]所述的图像判别方法，其中，所述步骤C具体为:
Cl、所述DCT量化噪声集合生成模块将所述第一系数块集合与所述第二系数块集合进行比对，保留所述第一系数块集合中与所述第二系数块集合位置对应的子块形成第三系数块集合；
C2、所述DCT量化噪声集合生成模块将所述第三系数块集合和第二系数块集合中相对应位置的DCT系数值取差值，将所有差值按原有先后顺序排序形成DCT量化噪声集合。
[0013]所述的图像判别方法，其中，所述步骤D中若所述方差值大于或等于阈值，则所述判定模块判定图像为未压缩图像。
[0014]所述的图像判别方法，其中，所述阈值为0.069。
[0015]所述的图像判别方法，其中，所述第一系数块集合生成模块将图像分割成连续不重叠的8X8像素大小的子块，当分割后出现剩余部分，且该剩余部分不足8X8像素大小，则去除该剩余部分。
[0016]有益效果:本发明提供一种J图像判别装置及其判别方法，通过本发明装置和方法实现了对由未压缩图像和JEPG解压缩图像两部分组成的图像的有效鉴别，也可对图像格式为未压缩的图像(例如TIFF格式、BMP格式等)进行判定是否由JPEG解压缩再储存为当前格式的图像，尤其针对现有技术无法判别的具有高压缩质量的图像，本发明的方法可有效鉴别其是否为JEPG解压缩图像。另外本发明的图像判别方法在小尺寸(如32X32)图像的判别工作上具有更稳健的表现。
【专利附图】
【附图说明】
[0017]图1为现有技术中JEPG图像压缩过程不意图。
[0018]图2为现有技术中JEPG图像解压缩过程示意图。
[0019]图3为现有技术中图像/的构成示意图。
[0020]图4为本发明具体实施例中图像判别装置的原理框图。
[0021]图5为本发明具体实施例中图像判别方法流程图。
[0022]图6为图5中步骤SlOO的具体方法流程图。
[0023]图7为本发明图像判别方法中图像分割示意图。
[0024]图8为本发明图像判别方法中图像分割出现剩余部分的示意图。
[0025]图9为本发明图像判别方法中去除子块及剩余子块排序示意图。
[0026]图10为本发明的DCT系数值编排顺序示意图。
[0027]图11为图5中步骤S300的具体方法流程图。
[0028]图12为图5中步骤S300的具体方法流程图。
[0029]图13为本发明具体实施例中JEPG压缩过程产生DCT量化噪声示意图。
[0030]图14为本发明具体实施例中图像判别装置进行图像判别的方法流程图。
[0031]图15为本发明实施例1中图像判别装置图像分块结果示意图。
[0032]图16为本发明实施例1中图像判别装置对子块进行DCT变换后结果示意图。
[0033]图17为本发明实施例1中图像判别装置对子块取整，去掉AC系数为O子块并排序结果不意图。
[0034]图18为实施例4中对未压缩图像与JPEG压缩图像的判别精度结果示意图。【具体实施方式】
[0035]本发明提供一种图像判别装置及其判别方法，为使本发明的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下对本发明进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
[0036]如图4所示的一种图像判别装置，其中，所述装置包括以下部分:
第一系数块集合生成模块100，用于将图像分割成连续不重叠的子块，查找并去除含有像素值为O或255的子块，对剩余的子块分别进行DCT变换得到第一系数块集合。
[0037]第二系数块集合生成模块200，用于将所述第一系数块集合中的所有DCT系数值进行取整，查找并去除取整后的第一系数块集合中DCT系数值全部为O的子块，形成第二系数块集合。
[0038]DCT量化噪声集合生成模块300，用于将所述第一系数块集合和第二系数块集合中相对应位置的DCT系数值取差值，形成DCT量化噪声集合。
[0039]判定模块400，用于计算所述DCT量化噪声集合中所有系数值的方差值，将该方差值与预设的阈值进行比较，若所述方差值小于阈值，则判定图像为JEPG解压缩图像。
[0040]较佳实施例中，所述装置还包括:
图像类型判别与转换模块500，用于图像判别前进行图像类型的判定，当图像为RGB彩色图像时，转换图像为YCbCr图像，并使用亮度分量Y。当图像为灰度图时，直接启动第一系数块集合生成模块执行相应操作。
[0041]如图5所示为所述图像判别装置的图像判别方法，其中，所述方法包括以下步骤: S100、所述第一系数块集合生成模块将图像分割成连续不重叠的子块，查找并去除含
有像素值为O或255的子块，对剩余的子块分别进行DCT变换得到第一系数块集合。
[0042]较佳实施例中，所述步骤SlOO之前还包括:所述图像类型判别与转换模块判定图像类型，当图像为灰度图时，则直接执行步骤S100，当图像为RGB彩色图像时，转换图像为YCbCr图像，使用亮度分量Y。
[0043]进一步地,所述步骤SlOO如图6所示,具体为:
S110、所述第一系数块集合生成模块将图像分割成连续不重叠的8X8像素大小的子块，查找并去除含有像素值为O或255的子块，将剩余的子块按原有先后顺序排序得到变换前集合。
[0044]较佳的是，当分割后出现剩余部分，且该剩余部分不足8X8像素大小，则去除该剩余部分。
[0045]具体处理过程如图7所示，将图像J进行分割成连续不重叠的子块，各子块(例如I1)大小为8X8像素。如图8所示，对于最后分割完子块I2后，剩余部分P像素值不足8X8
像素值大小的，则直接去除此P部分，统计所分割得到4个子块。h、(i=l，2,…，IT1)表示
第个子块，为便于标识，将其子块组合描述为J = 卟...Aw)，即为变换前集合。
[0046]由于在对图像进行JPEG解压缩的过程中，小于O或大于255的系数都会被截断成O或255，由此会产生误差(或称为截断噪声)。为避免产生的截断噪声影响本发明方法的判别性能，将J中像素值为O或255的子块去除，剩下的子块数量为I2 ,则12 。将剩余
有效子块按照原来的先后顺序重新排序，得到J 二 “…U，即如图9所示，例如假
设子块5中含有255像素。子块7中含有O像素，则将子块5和子块7删除，将剩余的子块按照原先的顺序重新排序。
[0047]S120、所述第一系数块集合生成模块对变换前集合中子块分别进行DCT变换得到
第一系数块集合。
[0048]具体的，所述变换前集合即为( 1=1,2,...,^ )，分别对丨;> (i=l,U2 )施行DCT变换，得到第一系数块集合? =,其中，』表示块索引值，w表示频率索引值，i/f表示第,个子块中第个系数值，其中，当m = O时，--1表示直流系数(DC)值，当
【权利要求】
1.一种图像判别装置，其特征在于，所述装置包括以下部分: 第一系数块集合生成模块，用于将图像分割成连续不重叠的子块，查找并去除含有像素值为O或255的子块，对剩余的子块分别进行DCT变换得到第一系数块集合； 第二系数块集合生成模块，用于将所述第一系数块集合中的所有DCT系数值进行取整，查找并去除取整后的第一系数块集合中DCT系数值全部为O的子块，形成第二系数块集合； DCT量化噪声集合生成模块，用于将所述第一系数块集合和第二系数块集合中相对应位置的DCT系数值取差值，形成DCT量化噪声集合； 判定模块，用于计算所述DCT量化噪声集合中所有系数值的方差值，将该方差值与预设的阈值进行比较，若所述方差值小于阈值，则判定图像为JEPG解压缩图像。
2.根据权利要求1所述的图像判别装置，其特征在于，所述装置还包括: 图像类型判别与转换模块，用于图像判别前进行图像类型的判定，当图像为RGB彩色图像时，转换图像为YCbCr图像。
3.一种利用如权利要求1所述的图像判别装置进行的图像判别方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤: A、所述第一系数块集合生成模块将图像分割成连续不重叠的子块，查找并去除含有像素值为O或255的子块，对剩余的子块分别进行DCT变换得到第一系数块集合； B、所述第二系数块集合生成模块将所述第一系数块集合中的所有DCT系数值进行取整，查找并去除取整后的第一系数块集合中DCT系数值全部为O的子块，形成第二系数块集合； C、所述DCT量化噪声集合生成模块将所述第一系数块集合和第二系数块集合中相对应位置的DCT系数值取差值，形成DCT量化噪声集合； D、所述判定模块计算所述DCT量化噪声集合中所有系数值的方差值，并将该方差值与预设的阈值进行比较，若所述方差值小于阈值，则判定图像为JEPG解压缩图像。
4.根据权利要求3所述的图像判别方法，其特征在于，所述步骤A之前还包括:所述图像类型判别与转换模块判定图像类型，当图像为RGB彩色图像时，转换图像为YCbCr图像。
5.根据权利要求3所述的图像判别方法，其特征在于，所述步骤A具体为: Al、所述第一系数块集合生成模块将图像分割成连续不重叠的8X8像素大小的子块，查找并去除含有像素值为O或255的子块，将剩余的子块按原有先后顺序排序得到变换前集合; A2、所述第一系数块集合生成模块对变换前集合中子块分别进行DCT变换得到第一系数块集合。
6.根据权利要求3所述的图像判别方法，其特征在于，所述步骤B具体为: B1、所述第二系数块集合生成模块将所述第一系数块集合中的所有DCT系数值通过其小数部分四舍五入完成取整运算，得到取整后系数块集合； B2、所述第二系数块集合生成模块查找并去除所述取整后系数块集合中第2-64个系数值全部为O的子块，剩余子块形成第二系数块集合。
7.根据权利要求3所述的图像判别方法，其特征在于，所述步骤C具体为: Cl、所述DCT量化噪声集合生成模块将所述第一系数块集合与所述第二系数块集合进行比对，保留所述第一系数块集合中与所述第二系数块集合位置对应的子块形成第三系数块集合； C2、所述DCT量化噪声集合生成模块将所述第三系数块集合和第二系数块集合中相对应位置的DCT系数值取差值，将所有差值按原有先后顺序排序形成DCT量化噪声集合。
8.根据权利要求3所述的图像判别方法，其特征在于，所述步骤D中若所述方差值大于或等于阈值，则所述判定模块判定图像为未压缩图像。
9.根据权利要求3所述的图像判别方法，其特征在于，所述阈值为0.069。
10.根据权利要求5所述的图像判别方法，其特征在于，所述第一系数块集合生成模块将图像分割成连续不重叠的8X8像素大小的子块，当分割后出现剩余部分，且该剩余部分不足8X8像素大小，则去除该剩余部分。
【文档编号】H04N19/88GK103796017SQ201410031464
【公开日】2014年5月14日 申请日期:2014年1月23日 优先权日:2014年1月23日
【发明者】李斌 申请人:深圳大学