一種圖像判別裝置及其判別方法
【專利摘要】本發(fā)明公開一種圖像判別裝置及其判別方法，所述裝置包括：第一系數(shù)塊集合生成模塊，用于將圖像分割并去除含有像素值0或255的子塊，進(jìn)行DCT變換得到第一系數(shù)塊集合；第二系數(shù)塊集合生成模塊，用于將第一系數(shù)塊集合中的DCT系數(shù)值取整并去除全部為0的子塊，形成第二系數(shù)塊集合；DCT量化噪聲集合生成模塊，用于將第一系數(shù)塊集合和第二系數(shù)塊集合中對應(yīng)位置的系數(shù)值取差值，形成DCT量化噪聲集合；判定模塊，用于計算DCT量化噪聲集合中系數(shù)值的方差并與閾值比較，若方差小于閾值，則判定圖像為JEPG解壓縮圖像。通過本發(fā)明裝置和方法能夠?qū)ΜF(xiàn)有技術(shù)無法判別的高壓縮質(zhì)量圖像有效鑒別其是否為JEPG解壓縮圖像。
【專利說明】一種圖像判別裝置及其判別方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及圖像處理【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及一種用于鑒別圖像是否JPEG解壓縮圖像的圖像判別裝置及其判別方法。
【背景技術(shù)】
[0002]JPEG (Joint Photographic Experts Group)是廣泛應(yīng)用于多場合的圖像格式，因其易于儲存和傳輸而被大量廣泛應(yīng)用。JPEG圖像壓縮標(biāo)準(zhǔn)由國際電信聯(lián)盟(InternationalTelecommunication Union, ITU)、國際標(biāo)準(zhǔn)化組織(International Organizationfor Standardization, ISO)和國際電工委員 ^(International ElectrotechnicalCommisson, IEC)于1988年首次提出，并迅速獲得普及應(yīng)用。其編解碼過程分別如圖1和圖2所示，其中量化器是表示利用自定義的量化步長去除64個DCT (Discrete CosineTransform)變換系數(shù)，然后四舍五入取整，F(xiàn)DCT和IDCT分別表示前向DCT變換和逆DCT變換。
[0003]隨著計算機技術(shù)的發(fā)展以及數(shù)碼相機的大量普及，人們會更多地拍攝和接觸到大量的圖片，但同時由于各種易于操作的圖像編輯軟件的出現(xiàn)，更多被篡改、偽造的圖片也大量涌現(xiàn)。出于對圖像真實性的考究，尤其在取證過程中鑒別圖像真?zhèn)蔚男枰际沟梦覀円莆毡鎰e圖像真?zhèn)蔚哪芰?。其中，鑒別圖像是否JPEG解壓縮圖像對于圖像篡改的檢測具有重要的作用。但篡改一般情況下從視覺上無法產(chǎn)生明顯的差異，現(xiàn)有技術(shù)也無法很好地對JPEG解壓縮圖像進(jìn)行判別，例如如圖3所示，當(dāng)圖像未壓縮圖像J由盡P2組成，P1為未壓縮圖像，A為JPEG解壓縮圖像，若P2壓縮質(zhì)量OF = 100或99
時，現(xiàn)有技術(shù)是無法對圖像I進(jìn)行判別的。
[0004]因此，現(xiàn)有技術(shù)還有待于改進(jìn)和發(fā)展。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]鑒于上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明的目的在于提供一種圖像判別裝置及其判別方法，旨在解決目前問題。
[0006]本發(fā)明的技術(shù)方案如下:
一種圖像判別裝置，其中，所述裝置包括以下部分:
第一系數(shù)塊集合生成模塊，用于將圖像分割成連續(xù)不重疊的子塊，查找并去除含有像素值為O或255的子塊，對剩余的子塊分別進(jìn)行DCT變換得到第一系數(shù)塊集合；
第二系數(shù)塊集合生成模塊，用于將所述第一系數(shù)塊集合中的所有DCT系數(shù)值進(jìn)行取整，查找并去除取整后的第一系數(shù)塊集合中DCT系數(shù)值全部為O的子塊，形成第二系數(shù)塊集合；
DCT量化噪聲集合生成模塊，用于將所述第一系數(shù)塊集合和第二系數(shù)塊集合中相對應(yīng)位置的DCT系數(shù)值取差值，形成DCT量化噪聲集合；
判定模塊，用于計算所述DCT量化噪聲集合中所有系數(shù)值的方差值，將該方差值與預(yù)設(shè)的閾值進(jìn)行比較，若所述方差值小于閾值，則判定圖像為JEPG解壓縮圖像。
[0007]所述的圖像判別裝置，其中，所述裝置還包括:
圖像類型判別與轉(zhuǎn)換模塊，用于圖像判別前進(jìn)行圖像類型的判定，當(dāng)圖像為RGB彩色圖像時，轉(zhuǎn)換圖像為YCbCr圖像。對Y分量進(jìn)行判定。當(dāng)圖像為灰度圖像時，直接使用灰度值。
[0008]一種利用如上所述的圖像判別裝置進(jìn)行的圖像判別方法，其中，所述方法包括以下步驟:
A、所述第一系數(shù)塊集合生成模塊將圖像分割成連續(xù)不重疊的子塊，查找并去除含有像素值為O或255的子塊，對剩余的子塊分別進(jìn)行DCT變換得到第一系數(shù)塊集合；
B、所述第二系數(shù)塊集合生成模塊將所述第一系數(shù)塊集合中的所有DCT系數(shù)值進(jìn)行取整，查找并去除取整后的第一系數(shù)塊集合中DCT系數(shù)值全部為O的子塊，形成第二系數(shù)塊集合；
C、所述DCT量化噪聲集合生成模塊將所述第一系數(shù)塊集合和第二系數(shù)塊集合中相對應(yīng)位置的DCT系數(shù)值取差值，形成DCT量化噪聲集合；
D、所述判定模塊計算所述DCT量化噪聲集合中所有系數(shù)值的方差值，并將該方差值與預(yù)設(shè)的閾值進(jìn)行比較，若所述方差值小于閾值，則判定圖像為JEPG解壓縮圖像。
[0009]所述的圖像判別方法，其中，所述步驟A之前還包括:所述圖像類型判別與轉(zhuǎn)換模塊判定圖像類型，當(dāng)圖像為RGB彩色圖像時，轉(zhuǎn)換圖像為YCbCr圖像。
[0010]所述的圖像判別方法，其中，所述步驟A具體為:
Al、所述第一系數(shù)塊集合生成模塊將圖像分割成連續(xù)不重疊的8X8像素大小的子塊，查找并去除含有像素值為O或255的子塊，將剩余的子塊按原有先后順序排序得到變換前集合;
A2、所述第一系數(shù)塊集合生成模塊對變換前集合中子塊分別進(jìn)行DCT變換得到第一系數(shù)塊集合。
[0011]所述的圖像判別方法，其中，所述步驟B具體為:
B1、所述第二系數(shù)塊集合生成模塊將所述第一系數(shù)塊集合中的所有DCT系數(shù)值通過其小數(shù)部分四舍五入完成取整運算，得到取整后系數(shù)塊集合；
B2、所述第二系數(shù)塊集合生成模塊查找并去除所述取整后系數(shù)塊集合中第2-64個系數(shù)值全部為O的子塊，剩余子塊形成第二系數(shù)塊集合。
[0012]所述的圖像判別方法，其中，所述步驟C具體為:
Cl、所述DCT量化噪聲集合生成模塊將所述第一系數(shù)塊集合與所述第二系數(shù)塊集合進(jìn)行比對，保留所述第一系數(shù)塊集合中與所述第二系數(shù)塊集合位置對應(yīng)的子塊形成第三系數(shù)塊集合；
C2、所述DCT量化噪聲集合生成模塊將所述第三系數(shù)塊集合和第二系數(shù)塊集合中相對應(yīng)位置的DCT系數(shù)值取差值，將所有差值按原有先后順序排序形成DCT量化噪聲集合。
[0013]所述的圖像判別方法，其中，所述步驟D中若所述方差值大于或等于閾值，則所述判定模塊判定圖像為未壓縮圖像。
[0014]所述的圖像判別方法，其中，所述閾值為0.069。
[0015]所述的圖像判別方法，其中，所述第一系數(shù)塊集合生成模塊將圖像分割成連續(xù)不重疊的8X8像素大小的子塊，當(dāng)分割后出現(xiàn)剩余部分，且該剩余部分不足8X8像素大小，則去除該剩余部分。
[0016]有益效果:本發(fā)明提供一種J圖像判別裝置及其判別方法，通過本發(fā)明裝置和方法實現(xiàn)了對由未壓縮圖像和JEPG解壓縮圖像兩部分組成的圖像的有效鑒別，也可對圖像格式為未壓縮的圖像(例如TIFF格式、BMP格式等)進(jìn)行判定是否由JPEG解壓縮再儲存為當(dāng)前格式的圖像，尤其針對現(xiàn)有技術(shù)無法判別的具有高壓縮質(zhì)量的圖像，本發(fā)明的方法可有效鑒別其是否為JEPG解壓縮圖像。另外本發(fā)明的圖像判別方法在小尺寸(如32X32)圖像的判別工作上具有更穩(wěn)健的表現(xiàn)。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0017]圖1為現(xiàn)有技術(shù)中JEPG圖像壓縮過程不意圖。
[0018]圖2為現(xiàn)有技術(shù)中JEPG圖像解壓縮過程示意圖。
[0019]圖3為現(xiàn)有技術(shù)中圖像/的構(gòu)成示意圖。
[0020]圖4為本發(fā)明具體實施例中圖像判別裝置的原理框圖。
[0021]圖5為本發(fā)明具體實施例中圖像判別方法流程圖。
[0022]圖6為圖5中步驟SlOO的具體方法流程圖。
[0023]圖7為本發(fā)明圖像判別方法中圖像分割示意圖。
[0024]圖8為本發(fā)明圖像判別方法中圖像分割出現(xiàn)剩余部分的示意圖。
[0025]圖9為本發(fā)明圖像判別方法中去除子塊及剩余子塊排序示意圖。
[0026]圖10為本發(fā)明的DCT系數(shù)值編排順序示意圖。
[0027]圖11為圖5中步驟S300的具體方法流程圖。
[0028]圖12為圖5中步驟S300的具體方法流程圖。
[0029]圖13為本發(fā)明具體實施例中JEPG壓縮過程產(chǎn)生DCT量化噪聲示意圖。
[0030]圖14為本發(fā)明具體實施例中圖像判別裝置進(jìn)行圖像判別的方法流程圖。
[0031]圖15為本發(fā)明實施例1中圖像判別裝置圖像分塊結(jié)果示意圖。
[0032]圖16為本發(fā)明實施例1中圖像判別裝置對子塊進(jìn)行DCT變換后結(jié)果示意圖。
[0033]圖17為本發(fā)明實施例1中圖像判別裝置對子塊取整，去掉AC系數(shù)為O子塊并排序結(jié)果不意圖。
[0034]圖18為實施例4中對未壓縮圖像與JPEG壓縮圖像的判別精度結(jié)果示意圖?！揪唧w實施方式】
[0035]本發(fā)明提供一種圖像判別裝置及其判別方法，為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及效果更加清楚、明確，以下對本發(fā)明進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。
[0036]如圖4所示的一種圖像判別裝置，其中，所述裝置包括以下部分:
第一系數(shù)塊集合生成模塊100，用于將圖像分割成連續(xù)不重疊的子塊，查找并去除含有像素值為O或255的子塊，對剩余的子塊分別進(jìn)行DCT變換得到第一系數(shù)塊集合。
[0037]第二系數(shù)塊集合生成模塊200，用于將所述第一系數(shù)塊集合中的所有DCT系數(shù)值進(jìn)行取整，查找并去除取整后的第一系數(shù)塊集合中DCT系數(shù)值全部為O的子塊，形成第二系數(shù)塊集合。
[0038]DCT量化噪聲集合生成模塊300，用于將所述第一系數(shù)塊集合和第二系數(shù)塊集合中相對應(yīng)位置的DCT系數(shù)值取差值，形成DCT量化噪聲集合。
[0039]判定模塊400，用于計算所述DCT量化噪聲集合中所有系數(shù)值的方差值，將該方差值與預(yù)設(shè)的閾值進(jìn)行比較，若所述方差值小于閾值，則判定圖像為JEPG解壓縮圖像。
[0040]較佳實施例中，所述裝置還包括:
圖像類型判別與轉(zhuǎn)換模塊500，用于圖像判別前進(jìn)行圖像類型的判定，當(dāng)圖像為RGB彩色圖像時，轉(zhuǎn)換圖像為YCbCr圖像，并使用亮度分量Y。當(dāng)圖像為灰度圖時，直接啟動第一系數(shù)塊集合生成模塊執(zhí)行相應(yīng)操作。
[0041]如圖5所示為所述圖像判別裝置的圖像判別方法，其中，所述方法包括以下步驟: S100、所述第一系數(shù)塊集合生成模塊將圖像分割成連續(xù)不重疊的子塊，查找并去除含
有像素值為O或255的子塊，對剩余的子塊分別進(jìn)行DCT變換得到第一系數(shù)塊集合。
[0042]較佳實施例中，所述步驟SlOO之前還包括:所述圖像類型判別與轉(zhuǎn)換模塊判定圖像類型，當(dāng)圖像為灰度圖時，則直接執(zhí)行步驟S100，當(dāng)圖像為RGB彩色圖像時，轉(zhuǎn)換圖像為YCbCr圖像，使用亮度分量Y。
[0043]進(jìn)一步地,所述步驟SlOO如圖6所示,具體為:
S110、所述第一系數(shù)塊集合生成模塊將圖像分割成連續(xù)不重疊的8X8像素大小的子塊，查找并去除含有像素值為O或255的子塊，將剩余的子塊按原有先后順序排序得到變換前集合。
[0044]較佳的是，當(dāng)分割后出現(xiàn)剩余部分，且該剩余部分不足8X8像素大小，則去除該剩余部分。
[0045]具體處理過程如圖7所示，將圖像J進(jìn)行分割成連續(xù)不重疊的子塊，各子塊(例如I1)大小為8X8像素。如圖8所示，對于最后分割完子塊I2后，剩余部分P像素值不足8X8
像素值大小的，則直接去除此P部分，統(tǒng)計所分割得到4個子塊。h、(i=l，2,…，IT1)表示
第個子塊，為便于標(biāo)識，將其子塊組合描述為J = 卟...Aw)，即為變換前集合。
[0046]由于在對圖像進(jìn)行JPEG解壓縮的過程中，小于O或大于255的系數(shù)都會被截斷成O或255，由此會產(chǎn)生誤差(或稱為截斷噪聲)。為避免產(chǎn)生的截斷噪聲影響本發(fā)明方法的判別性能，將J中像素值為O或255的子塊去除，剩下的子塊數(shù)量為I2 ,則12 。將剩余
有效子塊按照原來的先后順序重新排序，得到J 二 “…U，即如圖9所示，例如假
設(shè)子塊5中含有255像素。子塊7中含有O像素，則將子塊5和子塊7刪除，將剩余的子塊按照原先的順序重新排序。
[0047]S120、所述第一系數(shù)塊集合生成模塊對變換前集合中子塊分別進(jìn)行DCT變換得到
第一系數(shù)塊集合。
[0048]具體的，所述變換前集合即為( 1=1,2,...,^ )，分別對丨;> (i=l,U2 )施行DCT變換，得到第一系數(shù)塊集合? =,其中，』表示塊索引值，w表示頻率索引值，i/f表示第,個子塊中第個系數(shù)值，其中，當(dāng)m = O時，--1表示直流系數(shù)(DC)值，當(dāng)
【權(quán)利要求】
1.一種圖像判別裝置，其特征在于，所述裝置包括以下部分: 第一系數(shù)塊集合生成模塊，用于將圖像分割成連續(xù)不重疊的子塊，查找并去除含有像素值為O或255的子塊，對剩余的子塊分別進(jìn)行DCT變換得到第一系數(shù)塊集合； 第二系數(shù)塊集合生成模塊，用于將所述第一系數(shù)塊集合中的所有DCT系數(shù)值進(jìn)行取整，查找并去除取整后的第一系數(shù)塊集合中DCT系數(shù)值全部為O的子塊，形成第二系數(shù)塊集合； DCT量化噪聲集合生成模塊，用于將所述第一系數(shù)塊集合和第二系數(shù)塊集合中相對應(yīng)位置的DCT系數(shù)值取差值，形成DCT量化噪聲集合； 判定模塊，用于計算所述DCT量化噪聲集合中所有系數(shù)值的方差值，將該方差值與預(yù)設(shè)的閾值進(jìn)行比較，若所述方差值小于閾值，則判定圖像為JEPG解壓縮圖像。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的圖像判別裝置，其特征在于，所述裝置還包括: 圖像類型判別與轉(zhuǎn)換模塊，用于圖像判別前進(jìn)行圖像類型的判定，當(dāng)圖像為RGB彩色圖像時，轉(zhuǎn)換圖像為YCbCr圖像。
3.一種利用如權(quán)利要求1所述的圖像判別裝置進(jìn)行的圖像判別方法，其特征在于，所述方法包括以下步驟: A、所述第一系數(shù)塊集合生成模塊將圖像分割成連續(xù)不重疊的子塊，查找并去除含有像素值為O或255的子塊，對剩余的子塊分別進(jìn)行DCT變換得到第一系數(shù)塊集合； B、所述第二系數(shù)塊集合生成模塊將所述第一系數(shù)塊集合中的所有DCT系數(shù)值進(jìn)行取整，查找并去除取整后的第一系數(shù)塊集合中DCT系數(shù)值全部為O的子塊，形成第二系數(shù)塊集合； C、所述DCT量化噪聲集合生成模塊將所述第一系數(shù)塊集合和第二系數(shù)塊集合中相對應(yīng)位置的DCT系數(shù)值取差值，形成DCT量化噪聲集合； D、所述判定模塊計算所述DCT量化噪聲集合中所有系數(shù)值的方差值，并將該方差值與預(yù)設(shè)的閾值進(jìn)行比較，若所述方差值小于閾值，則判定圖像為JEPG解壓縮圖像。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的圖像判別方法，其特征在于，所述步驟A之前還包括:所述圖像類型判別與轉(zhuǎn)換模塊判定圖像類型，當(dāng)圖像為RGB彩色圖像時，轉(zhuǎn)換圖像為YCbCr圖像。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的圖像判別方法，其特征在于，所述步驟A具體為: Al、所述第一系數(shù)塊集合生成模塊將圖像分割成連續(xù)不重疊的8X8像素大小的子塊，查找并去除含有像素值為O或255的子塊，將剩余的子塊按原有先后順序排序得到變換前集合; A2、所述第一系數(shù)塊集合生成模塊對變換前集合中子塊分別進(jìn)行DCT變換得到第一系數(shù)塊集合。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的圖像判別方法，其特征在于，所述步驟B具體為: B1、所述第二系數(shù)塊集合生成模塊將所述第一系數(shù)塊集合中的所有DCT系數(shù)值通過其小數(shù)部分四舍五入完成取整運算，得到取整后系數(shù)塊集合； B2、所述第二系數(shù)塊集合生成模塊查找并去除所述取整后系數(shù)塊集合中第2-64個系數(shù)值全部為O的子塊，剩余子塊形成第二系數(shù)塊集合。
7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的圖像判別方法，其特征在于，所述步驟C具體為: Cl、所述DCT量化噪聲集合生成模塊將所述第一系數(shù)塊集合與所述第二系數(shù)塊集合進(jìn)行比對，保留所述第一系數(shù)塊集合中與所述第二系數(shù)塊集合位置對應(yīng)的子塊形成第三系數(shù)塊集合； C2、所述DCT量化噪聲集合生成模塊將所述第三系數(shù)塊集合和第二系數(shù)塊集合中相對應(yīng)位置的DCT系數(shù)值取差值，將所有差值按原有先后順序排序形成DCT量化噪聲集合。
8.根據(jù)權(quán)利要求3所述的圖像判別方法，其特征在于，所述步驟D中若所述方差值大于或等于閾值，則所述判定模塊判定圖像為未壓縮圖像。
9.根據(jù)權(quán)利要求3所述的圖像判別方法，其特征在于，所述閾值為0.069。
10.根據(jù)權(quán)利要求5所述的圖像判別方法，其特征在于，所述第一系數(shù)塊集合生成模塊將圖像分割成連續(xù)不重疊的8X8像素大小的子塊，當(dāng)分割后出現(xiàn)剩余部分，且該剩余部分不足8X8像素大小，則去除該剩余部分。
【文檔編號】H04N19/88GK103796017SQ201410031464
【公開日】2014年5月14日 申請日期:2014年1月23日 優(yōu)先權(quán)日:2014年1月23日
【發(fā)明者】李斌 申請人:深圳大學(xué)