一种识别位图是否经过jpeg压缩的方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于多媒体信息安全领域，尤其涉及一种识别位图是否经过JPEG压缩的 方法。
【背景技术】
[0002] 位图的内容很容易被修改，因此就有被恶意篡改而用于非法之目的的可能。另外， 位图容易被隐藏信息，用于秘密通信，从而危及信息安全。识别位图是否经过JPEG压缩可 以有助于后续检测图像的篡改和信息隐藏。
[0003] 人工辨识位图是否经过JPEG压缩准确性差而且效率低下，因此可行的方案就是 发展有效的计算机自动识别方法。
[0004] JPEG是在图像摄取设备中广泛应用的有损压缩技术，其工作原理为：JPEG压缩是 基于分块的图像压缩方案，首先将图像分割成互不重叠的8x8分块，然后对每一分块进行 离散余弦变换（DCT)后得到8x8的DCT系数矩阵，再根据一个8x8的量化表对DCT系数矩 阵进行量化取整，最后将所得到的系数进行编码，生成JPEG文件。JPEG解压时首先从JPEG 文件头读取量化表，并对文件码流进行解码，得到量化DCT系数。再根据量化表对量化DCT 系数进行反量化、逆向离散余弦变换（IDCT)，并取整，最终还原出位图。
[0005] 现有技术1:专利号CN103067713A的中国专利：一种位图JPEG压缩检测的方法及 系统提出了通过因数直方图判定位图是否经过JPEG压缩的方法，其基本过程如下：对待检 测的位图数据进行分块并计算对应的DCT系数矩阵，将所述DCT系数矩阵转换为对应的整 型矩阵，得出一个表示所述整型矩阵中各正因数分别出现的次数的因数直方图；分析所述 因数直方图的单调性获得一个度量值；判断所述度量值是否大于预先选定的阀值，当是时， 则判定所述待检测的位图经过JPEG压缩，当否时，判定所述待检测的位图未经JPEG压缩。 该方法的计算比较复杂，对高质量压缩过的位图辨别能力有限，因此现有技术还有待改进 和发展。
[0006] 在JPEG工作原理中，DCT系数经历了量化取整操作，这一操作导致反量化的DCT系 数是整数。因此，分析位图的DCT系数的小数特性是识别一幅图像是否经过压缩的好方法。
【发明内容】
[0007] 本发明提供一种识别位图是否经过JPEG压缩的检测方法。理论上，未经过压缩 的位图其分块DCT系数的小数部分服从-0. 5到+0. 5之间的均匀分布；而压缩过的位图其 分块DCT系数应为整数，但由于解压缩到像素时引入了四舍五入误差，8x8个像素的这种误 差经过DCT线性组合以后近似服从-0. 5到+0. 5之间的正态分布，因此压缩过的位图其分 块DCT系数不再是整数，其小数部分近似服从-0. 5到+0. 5之间的正态分布。本发明抓住 了DCT系数小数部分的分布特征，提供了一种简单易行，检测率高的识别方法。所发明的方 法为：对待检测的位图数据进行8x8分块，对每块计算对应的DCT系数矩阵，然后截取所以 DCT系数的小数部分，再计算小数部分的方差，方差的量值如果大于预先选定的阀值，则判 定所检测的位图未经过JPEG压缩；如果小于预先选定的阀值，则判定所检测的位图经过了JPEG压缩。该方法的效果见表1 :
[0008] 表 1
[0009]
[0010] 从表1可以看出，本发明比现有技术1的识别准确率高，而且对图像尺寸大于 16x16时，本发明的识别准确率均在99%以上。
【具体实施方式】
[0011] 将图像分割成互不重叠的8x8分块，然后对每块计算对应的DCT系数矩阵。
[0012] 截取所有DCT系数的小数部分，再计算这些小数部分的方差。
[0013] 如果方差的量值大于预先选定的阀值，则判定所检测的位图未经过JPEG压缩；如 果小于预先选定的阀值，则判定所检测的位图经过了JPEG压缩。
[0014] 上述阀值的选取步骤为：任选若干未经压缩的位图，对每幅位图按上述方式计算 各自的相应方差，统计这些方差的均值，记为a;同时，对上述位图经过各种因子的JPEG压 缩，然后解压还原为位图，再对这些解压后的位图，按上述方式计算各自的相应方差，统计 这些方差的均值，记为b;最后选取（a+b)/2为阈值。
【主权项】
1. 一种识别位图是否经过JPEG压缩的方法，其特征在于所述方法包括以下步骤： A. 采用位图分块DCT系数的小数部分为分析依据； B. 以小数部分的方差为识别标准； C. 方差的量值如果大于预先选定的阀值，则判定位图未经过JPEG压缩；否则该位图经 过了 JPEG压缩。2. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于所述阀值的确定步骤为： D. 任选若干未经压缩的位图，计算各自的相应方差，统计这些方差的均值，记为a ; E. 对上述位图经过各种因子的JPEG压缩，然后解压还原为位图，最后对这些解压后的 位图计算各自的相应方差，统计这些方差的均值，记为b ; F. 选取（a+b)/2为阈值。
【专利摘要】本发明是：一种识别位图是否经过JPEG压缩的方法，属于多媒体信息安全领域。针对识别一幅位图是否经过JPEG压缩问题，本发明的技术方案为：对待检测的位图数据进行8x8分块，对每块计算其DCT系数矩阵，然后截取所有DCT系数的小数部分，再计算这些小数部分的方差，方差的量值如果大于预先选定的阀值，则判定所检测的位图未经过JPEG压缩；如果小于预先选定的阀值，则判定所检测的位图经过了JPEG压缩。本发明通过对DCT系数小数部分的分析，可准确判断出位图是否经过JPEG压缩，计算复杂度低，辨别能力强。本发明有助于后续检测图像的篡改和信息隐藏。
【IPC分类】H04N17/00, H04N1/41, H04N19/467, H04N19/60, G06T9/00
【公开号】CN105049867
【申请号】CN201510522016
【发明人】张军, 袁志斌, 王志坚, 沈永珞
【申请人】广东财经大学
【公开日】2015年11月11日
【申请日】2015年8月19日