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基于三流编码解码网络的图像拼接篡改定位检测技术研究

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基于三流编码解码网络的图像拼接篡改定位检测技术研究

作者：张潇彭天津大学

学位级别：硕士

在信息技术高速发展的今天,越来越多的篡改图像在社会中传播,严重影响社会的安定和谐。为了降低篡改图像对社会带来的影响,图像篡改检测领域的相关研究变得愈加重要,其中,定位检测技术因其可以定位图像的篡改区域、获取更丰富的篡改信息... 详细信息

在信息技术高速发展的今天,越来越多的篡改图像在社会中传播,严重影响社会的安定和谐。为了降低篡改图像对社会带来的影响,图像篡改检测领域的相关研究变得愈加重要,其中,定位检测技术因其可以定位图像的篡改区域、获取更丰富的篡改信息,近年来一直是图像篡改检测领域的研究热点。传统的定位检测方法需要研究人员设计特征,十分复杂且缺乏泛化能力。随着深度学习技术的发展,基于深度学习的图像篡改定位检测技术受到的关注日益增加,其通过训练神经网络自动提取特征,极大地降低了方法的复杂度,并且提高了方法的泛化能力。本文从特征提取的角度出发,针对图像篡改中的拼接篡改问题,提出了一种三流编码解码网络结构,并在此基础上引入混合注意力机制,提出了基于注意力机制的三流编码解码网络模型。主要内容如下:(一)在现有模型基础上进行优化改造,针对现有图像拼接篡改检测特征差异性不足以及特征提取不够充分等问题,提出了一种三流编码解码网络结构,使用RGB、HSV颜色空间特征以及噪声信号特征,利用编码器解码器结构提取并融合特征,并利用融合特征对图像拼接篡改部分进行定位检测。通过对多组实验对比分析,所得结果可以验证,三流编码解码网络结构在图像拼接篡改定位检测任务中可以取得较好的效果。(二)针对现有研究中特征关联性考虑不够充分的问题,本文在三流编码解码结构的基础上,使用混合注意力机制,提出了基于注意力机制的三流编码解码网络模型,将篡改图像不同特征通道的重要性程度以及同一特征通道不同位置的重要性程度等信息引入模型,从而使模型在提高对关键信息的关注度的同时,降低模型对其他部分信息的关注度,过滤无效信息,有效遏制了模型提取信息过多,干扰最终模型检测效果的问题,提高了模型对拼接篡改部分的定位检测能力。通过与其他几种图像篡改定位检测模型进行对比分析,所得结果可以验证,基于注意力机制的三流编码解码网络模型能够在图像拼接篡改定位检测任务中取得较好效果。

关键词：图像拼接篡改检测注意力机制编码解码网络篡改定位

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一种支持篡改定位的电子航海图零水印研究

测绘通报 2020年第10期 152-156页

作者：陈阳彭认灿董箭李彬彬唐露露海图信息中心天津300450 海军大连舰艇学院军事海洋与测绘系辽宁大连116018 海洋测绘工程军队重点实验室辽宁大连116018

本文针对电子航海图(ENC)使用过程中面临的数据安全问题,结合S-57标准下CRC校验和完整性认证需求,提出了一种顾及点位篡改定位特性的电子航海图零水印算法。该算法在分析ENC物标(要素)中以经纬度表示的离散点位坐标数据分布规律的基础上... 详细信息

本文针对电子航海图(ENC)使用过程中面临的数据安全问题,结合S-57标准下CRC校验和完整性认证需求,提出了一种顾及点位篡改定位特性的电子航海图零水印算法。该算法在分析ENC物标(要素)中以经纬度表示的离散点位坐标数据分布规律的基础上,构造离散点经纬度坐标数据校验码生成模型,结合离散点经纬度坐标数量对ENC单元格网进行二叉树分块处理,并分块解算基于离散点经纬度坐标校验码的二值序列,通过该二值序列与置乱加密后的水印图像进行异或操作构造零水印图像。算法中离散点的经纬度坐标校验码和格网分块技术的引入,在保证ENC数据精度和满足CRC校验的同时,具备点位篡改定位的特性。试验结果表明,该水印算法具有良好的稳健性、不可见性和一定的篡改定位精度,适用于电子航海图数据的版权保护。

关键词：校验码电子航海图零水印置乱篡改定位

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基于文字边缘失真特征的翻拍图像篡改定位

中国科技论文 2024年第2期19卷 160-168,199页

作者：陈昌盛陈自炜李锡劲深圳大学电子与信息工程学院广东深圳518060

针对翻拍文档图像的篡改定位问题,提出一种基于文字边缘失真特征的翻拍图像篡改定位方法。从文字边缘分布、边缘梯度以及待检测文本与参考文本在边缘梯度上的差异3个方面构建了文字失真特征,并训练了一个基于深度神经网络的分类器进行... 详细信息

针对翻拍文档图像的篡改定位问题,提出一种基于文字边缘失真特征的翻拍图像篡改定位方法。从文字边缘分布、边缘梯度以及待检测文本与参考文本在边缘梯度上的差异3个方面构建了文字失真特征,并训练了一个基于深度神经网络的分类器进行决策。同时,为了评估检测方法的性能,构建了一个包含120张合法图像、1 200张翻拍篡改文档图像的数据集。实验结果表明:所提出的方法在跨库实验场景下词汇级别的ROC曲线下面积(area under ROC curve,AUC)和等错误率(equal error rate,EER)分别达到了0.84和0.23;与Forensic Similarity (128×128)和DenseFCN相比,所提出的特征结合LightDenseNet的方法在翻拍篡改文档数据集的跨库协议下,词汇级别的AUC指标分别提高了0.06和0.17。

关键词：文档图像翻拍攻击篡改定位文字边缘失真翻拍篡改文档数据库

基于BJND的立体图像篡改定位及恢复水印方法

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光电子．激光 2013年第4期24卷 785-793页

作者：王晶蒋刚毅王晓东郁梅骆挺彭宗举邵枫宁波大学信息科学与工程学院浙江宁波315211

针对立体图像内容的真实性认证和完整性保护等问题,提出一种基于双目恰可觉察失真(BJND)的立体图像篡改定位及恢复水印方法。首先,利用奇异值的稳定特性,设计左右图像的定位水印;然后,根据BJND强度将左右图像的定位水印嵌入到左图像中;... 详细信息

针对立体图像内容的真实性认证和完整性保护等问题,提出一种基于双目恰可觉察失真(BJND)的立体图像篡改定位及恢复水印方法。首先,利用奇异值的稳定特性,设计左右图像的定位水印;然后,根据BJND强度将左右图像的定位水印嵌入到左图像中;最后,利用离散余弦变换(DCT)和JPEG量化压缩生成恢复信息,并将右图像和左图像遮挡暴露区域的恢复信息分别嵌入到右图像和左图像中。实验结果表明,本文方法所构造的水印对JPEG压缩、椒盐噪声、高斯白噪声等偶然攻击比较鲁棒,而对剪切、拼接、旋转等恶意攻击较为脆弱,同时对左右图像的恶意篡改区域检测率大于98%。由于充分利用了左右图像的匹配特性,恢复的被篡改立体图像其左右图像PSNR达36.02dB～41.29dB。

关键词：立体图像水印双目恰可觉察失真(BJND) 篡改定位内容认证

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一种用于篡改定位及近似恢复的水印算法

测绘科学技术学报 2017年第3期34卷 300-304,310页

作者：侯翔杨辉信息工程大学河南郑州450001

针对遥感影像易被非法篡改的问题,提出了一种用于篡改定位及近似恢复的遥感影像半脆弱水印方案。首先将二值伪随机矩阵作为认证水印,通过量化Contourlet变换各方向子带中绝对值最大的系数将其嵌入,然后采用影像4×4分块后的灰度平均值... 详细信息

针对遥感影像易被非法篡改的问题,提出了一种用于篡改定位及近似恢复的遥感影像半脆弱水印方案。首先将二值伪随机矩阵作为认证水印,通过量化Contourlet变换各方向子带中绝对值最大的系数将其嵌入,然后采用影像4×4分块后的灰度平均值作为恢复水印,将其嵌入到最低有效位。水印检测不需要原始遥感影像参与,实现了盲提取。实验结果表明,算法对于噪声、JPEG压缩等合理性失真具有一定的鲁棒性,而对于恶意篡改等攻击具有脆弱性,能够实现篡改区域的精确定位和近似恢复,使恢复后的遥感影像满足基本的视觉要求,可有效保护遥感影像的安全。

关键词：半脆弱水印 Contourlet变换篡改定位内容恢复遥感影像数据精度

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一种改进的图像篡改定位及恢复的双水印算法

光电子．激光 2009年第7期20卷 938-943页

作者：赵彦涛李志全燕山大学电气工程学院河北秦皇岛066004

提出一种改进的图像篡改定位及恢复的双水印算法,首先将图像分成2×2大小的图像块,提取每个图像块的特征信息,2个图像块的特征信息形成的水印加密后嵌入在另外2个不重叠的图像块中,在篡改定位中,不仅采用校验码的验证,而且利用了图像块... 详细信息

提出一种改进的图像篡改定位及恢复的双水印算法,首先将图像分成2×2大小的图像块,提取每个图像块的特征信息,2个图像块的特征信息形成的水印加密后嵌入在另外2个不重叠的图像块中,在篡改定位中,不仅采用校验码的验证,而且利用了图像块的信息及隐藏在其他图像块中该图像块水印的一致性,使篡改定位的能力进一步增强。实验表明,本文的方法有良好的篡改定位能力,尤其对于非连续的非整体篡改。

关键词：图像身份认证篡改定位篡改恢复双水印

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基于小波域的篡改定位可逆水印算法

计算机工程与设计 2014年第5期35卷 1583-1587页

作者：皇甫大恩刘晓斐开封大学信息工程学院河南开封475000 中国矿业大学安全学院江苏徐州221116

为了实现含水印图像的篡改定位及无失真提取水印,在小波变换、数字水印和篡改定位技术的基础上,提出了基于改进小波系数调整的可逆水印算法。对载体图像进行小波变换,通过循环取模编码对水印图像进行加密以保证其安全性,通过均匀嵌入算... 详细信息

为了实现含水印图像的篡改定位及无失真提取水印,在小波变换、数字水印和篡改定位技术的基础上,提出了基于改进小波系数调整的可逆水印算法。对载体图像进行小波变换,通过循环取模编码对水印图像进行加密以保证其安全性,通过均匀嵌入算法将加密后水印嵌入到调整后的小波系数中。该水印算法能够鉴别图像的真伪,能够发现载体图像所遭受的恶意篡改区域,并在载体上显示出来。仿真结果表明,与传统水印算法相比,算法能够无失真地提取水印(NC=1),还能通过定位水印找到载体图像发生篡改的位置。

关键词：水印篡改定位小波变换可逆编码

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基于强化样本的伪孪生网络图像篡改定位模型

网络与信息安全学报 2024年第1期10卷 33-47页

作者：王金伟张子荷罗向阳马宾南京信息工程大学数字取证教育部工程研究中心江苏南京210044 南京信息工程大学计算机学院江苏南京210044 南京信息工程大学网络空间安全学院江苏南京210044 数字工程与先进计算国家重点实验室河南郑州450001 信息工程大学河南郑州450001 齐鲁工业大学网络空间安全学院山东济南250353

随着互联网不断发展,网络上的篡改图像越来越多,掩盖篡改痕迹的手段越来越丰富。而现在大多数检测模型没有考虑到图像后处理操作对篡改检测算法的影响,限制了其在实际生活中的应用。为了解决上述问题,提出了一种通用的基于强化样本的伪... 详细信息

随着互联网不断发展,网络上的篡改图像越来越多,掩盖篡改痕迹的手段越来越丰富。而现在大多数检测模型没有考虑到图像后处理操作对篡改检测算法的影响,限制了其在实际生活中的应用。为了解决上述问题,提出了一种通用的基于强化样本的伪孪生网络图像篡改定位模型。所提模型利用伪孪生网络,一方面学习真实图像中的篡改特征;另一方面通过约束卷积,抑制图像内容,从而能够更加关注篡改残留的痕迹信息。网络的两分支结构可以达到充分利用图像特征信息的目的。模型利用强化样本,可以自适应地生成当前最需要学习的篡改类型图片,实现对模型有针对性地训练,使得模型在各个方向上学习收敛,最终得到全局最优模型。利用数据增强思路,自动生成丰富的篡改图像以及其对应的掩膜,这很好地解决了篡改数据集有限的问题。在4个数据集上的大量实验证明了所提模型在像素级操作检测方面的可行性和有效性。尤其是在Columbia数据集上,算法的F1值提高了33.5%,Matthews correlation coefficirnt(MCC)得分提高了23.3%,说明所提模型利用深度学习模型的优点,显著提高了篡改定位的检测效果。

关键词：强化样本篡改定位伪孪生网络数据增强篡改图像

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版权标识与篡改定位的数字图像水印方案

电视技术 2015年第14期39卷 5-8,24页

作者：蒋铭张小博史晓龙胡艳平庞卫丽中国电子科技集团公司第三研究所音视频部门北京100015

针对JPEG图像提出了用于版权标识和篡改定位功能的图像水印算法。水印嵌入和提取算法基于JPEG图像解压缩后的像素矩阵进行。水印算法结合了JPEG压缩核心技术DCT变换系数进行版权标识水印和篡改定位水印的嵌入和提取处理过程。水印算法... 详细信息

针对JPEG图像提出了用于版权标识和篡改定位功能的图像水印算法。水印嵌入和提取算法基于JPEG图像解压缩后的像素矩阵进行。水印算法结合了JPEG压缩核心技术DCT变换系数进行版权标识水印和篡改定位水印的嵌入和提取处理过程。水印算法性能测试对象为银行票据图像,实验结果包括给出了水印算法的图像体积增幅比、PSNR值以及水印误比特率指标结果。实验结果表明,算法在版权标识和篡改定位方面均具有较好的实用性。

关键词：数字水印版权保护篡改定位银行票据