1參考書(shū)周琳娜等，數(shù)字圖像取證技術(shù)，北京郵電大學(xué)出版社，2008年2內(nèi)容提綱概論數(shù)字圖像篡改數(shù)字圖像盲取證復(fù)制粘貼篡改操作取證重壓縮重采樣取證模糊潤(rùn)飾取證圖像獲取設(shè)備取證案例——廣場(chǎng)鴿3一、概論數(shù)碼相機(jī)和數(shù)字打印掃描設(shè)備的急劇增長(zhǎng)和快速普及，使人們比以往任何時(shí)候更能接觸到大量照片、圖片——“讀圖時(shí)代”越來(lái)越多的圖像處理和編輯軟件如Photoshop、ACDSee、iPhoto等的廣泛使用，使得修改、編輯以及存儲(chǔ)數(shù)碼照片變得越來(lái)越簡(jiǎn)單和有趣圖像處理編輯軟件可以讓任何一個(gè)普通的電腦使用者成為數(shù)碼惡作劇者，或潛在的造假者41、數(shù)字圖像篡改事件政治風(fēng)波新聞失實(shí)恐怖活動(dòng)秘密通信金融詐騙科學(xué)欺騙個(gè)人名譽(yù)損失52004年美國(guó)總統(tǒng)大選期間合成照片政治風(fēng)波

2004年美國(guó)總統(tǒng)大選期間網(wǎng)絡(luò)上廣為流傳著約翰·特里年輕時(shí)與反越戰(zhàn)明星簡(jiǎn)·方達(dá)同臺(tái)演出的照片，其引發(fā)的政治聯(lián)想不言而喻6Internet上的合成篡改圖像Internet網(wǎng)上有人將克林頓和薩達(dá)姆的照片合成在白宮前握手7洛杉磯時(shí)報(bào)伊拉克戰(zhàn)場(chǎng)新聞失實(shí)2003年洛杉磯時(shí)報(bào)刊登了一組該報(bào)記者從伊拉克戰(zhàn)場(chǎng)上發(fā)回的構(gòu)圖嚴(yán)謹(jǐn)?shù)默F(xiàn)場(chǎng)照片，被普遍認(rèn)為具有角逐普利獎(jiǎng)的實(shí)力，卻被人指出這是一幅合成照片，時(shí)報(bào)立即調(diào)查更正并開(kāi)除了這位有著25年從業(yè)經(jīng)歷的攝影記者

8？美國(guó)在伊拉克大兵的“硬紙板事件”美國(guó)海軍陸戰(zhàn)隊(duì)一等兵特德在伊拉克與當(dāng)?shù)匦『㈦S手照的一張舉著硬紙板的照片，由于硬紙板上的字被幾易其稿，造成了極壞的政治影響，被五角大摟調(diào)查

9爆炸當(dāng)天發(fā)回圖片（左）和“華賽”金獎(jiǎng)作品（右）2006年第二屆中國(guó)國(guó)際新聞攝影比賽（簡(jiǎn)稱(chēng)“華賽”）爆出了最大新聞：獲得經(jīng)濟(jì)與科技新聞?lì)悊畏皙?jiǎng)的作品《中國(guó)農(nóng)村城市化改革第一爆》疑為合成作品，經(jīng)組委會(huì)認(rèn)定后最終被取消金獎(jiǎng)獲獎(jiǎng)資格。102007年底至2008年上半年，連續(xù)爆出的“華南虎”造假事件、“藏羚羊”照片事件和“廣場(chǎng)鴿”照片造假更是打碎了不少人長(zhǎng)期以來(lái)對(duì)影像真實(shí)性的信心11121314科學(xué)論文中的圖片應(yīng)該準(zhǔn)確地反映數(shù)據(jù)，但隨著圖像處理軟件的出現(xiàn)，篡改數(shù)據(jù)或圖片的現(xiàn)象越來(lái)越嚴(yán)重，成為不端行為的新現(xiàn)象據(jù)《科學(xué)時(shí)報(bào)》2006年7月10日?qǐng)?bào)道，《自然—細(xì)胞生物學(xué)》的主編BerndPulverer指出，1989年，有關(guān)篡改圖片的指控占不端行為指控量的2.5%，到2001年，這個(gè)數(shù)據(jù)上升到26%；《細(xì)胞生物學(xué)期刊》曾估計(jì)在其收到的論文中，有20%的論文含修改過(guò)的數(shù)據(jù)，而今天這一數(shù)據(jù)可能上升到25%。如果用軟件來(lái)增加圖像中新的部分，蓄意在論文圖表上編造實(shí)驗(yàn)中沒(méi)有的數(shù)據(jù)，就演化成為作假行為，是一種嚴(yán)重的欺詐行為。15美國(guó)科學(xué)家邁克爾·羅伯茨在2006年12月7日承認(rèn)，自己執(zhí)筆的一項(xiàng)研究報(bào)告存在造假問(wèn)題，報(bào)告中的老鼠胚胎細(xì)胞圖像屬于偽造，他希望刊出此文的《科學(xué)》雜志撤回問(wèn)題論文。1617美國(guó)9.11恐怖襲擊事件發(fā)生前不久，“USAToday”有報(bào)道稱(chēng)在1998年兩座東非美國(guó)大使館的炸彈攻擊事件中，拉登等人曾利用聊天室、色情BBS等網(wǎng)站隱藏恐怖攻擊目標(biāo)的地圖和照片，并下達(dá)恐怖活動(dòng)的指示。在9.11事件發(fā)生之后，“WiredNews”上也有文章指出恐怖分子在eBay和Amazon等拍賣(mài)網(wǎng)站上利用數(shù)字圖像作為載體進(jìn)行隱密通信。但是迄今為止還沒(méi)有完備的技術(shù)手段能夠證明這些消息的真實(shí)性。18USAToday報(bào)道19必須面對(duì)的問(wèn)題：數(shù)字圖像正面臨著被隨意篡改和偽造的威脅，如何保證數(shù)字圖片的真實(shí)性？如何進(jìn)行認(rèn)證？如何建立“數(shù)據(jù)警察”？202、數(shù)字圖像取證技術(shù)

(DigitalImageForensics)通過(guò)對(duì)圖像統(tǒng)計(jì)特性的分析來(lái)判斷數(shù)字圖像內(nèi)容的真實(shí)性、完整性和原始性，也就是判斷數(shù)字圖像從被數(shù)碼相機(jī)拍攝以后有沒(méi)有經(jīng)過(guò)篡改的技術(shù)它是計(jì)算機(jī)取證的一個(gè)分支，是對(duì)源于數(shù)字圖像資源的數(shù)字證據(jù)進(jìn)行確定、收集、識(shí)別、分析及出示法庭的過(guò)程不同于先前的計(jì)算機(jī)取證，數(shù)字圖像取證主要是針對(duì)于數(shù)字圖像內(nèi)容的完整性和原始性，而不是對(duì)計(jì)算機(jī)文件或磁盤(pán)格式的取證21數(shù)字圖像取證分類(lèi)主動(dòng)取證基于數(shù)字水印技術(shù)，如易碎數(shù)字水印技術(shù)和數(shù)字簽名技術(shù)提供了很多驗(yàn)證數(shù)字篡改的方法，但這些方法都是通過(guò)提前向原始數(shù)字照片中嵌入驗(yàn)證信息實(shí)現(xiàn)的，屬于主動(dòng)取證被動(dòng)取證主動(dòng)取證技術(shù)由于受到應(yīng)用條件的限制，已經(jīng)無(wú)法從根本上遏制圖像篡改發(fā)展，現(xiàn)在數(shù)字圖像取證更注重被動(dòng)取證技術(shù)研究22數(shù)字圖像取證分類(lèi)主動(dòng)取證和被動(dòng)取證，按其認(rèn)證方法分又分可分為三小類(lèi)：基于數(shù)字水印的圖像認(rèn)證：在被保護(hù)的圖像中預(yù)先嵌入脆弱水印，篡改圖像將破壞水印而暴露篡改行為基于數(shù)字簽名的圖像認(rèn)證：利用圖像內(nèi)容得到長(zhǎng)度很短的認(rèn)證碼、數(shù)字簽名或視覺(jué)摘要(VisualHash)。屬于半主動(dòng)方法，雖然沒(méi)有改動(dòng)圖像，但需預(yù)先產(chǎn)生輔助數(shù)據(jù)認(rèn)證碼與數(shù)字簽名：對(duì)任何改動(dòng)都很敏感視覺(jué)摘要（感知Hash）：僅對(duì)惡意篡改比較敏感，對(duì)壓縮、濾波等合法處理不敏感，完全被動(dòng)認(rèn)證：這類(lèi)方法既不需要事先在圖像中嵌入水印，也不依賴(lài)輔助數(shù)據(jù)，僅根據(jù)待認(rèn)證的圖像本身判斷其是否經(jīng)過(guò)篡改、合成、潤(rùn)飾等偽造處理23二、數(shù)字圖像篡改真實(shí)性篡改完整性篡改原始性篡改版權(quán)篡改241、數(shù)字圖像真實(shí)性篡改合成變種潤(rùn)飾增強(qiáng)計(jì)算機(jī)生成繪畫(huà)25合成合成是由兩幅或多幅數(shù)字圖像通過(guò)復(fù)制其中一幅中的某一部分粘貼到另一幅圖像中以造成某種假象，或者把一幅圖像的某一部分復(fù)制粘貼到這幅圖像的另一部分上以此來(lái)隱藏重要目標(biāo)26合成篡改圖像27worth1000網(wǎng)站上的合成篡改圖像及其圖像源28變種把一幅圖像逐漸變成另一幅圖像的技術(shù)。采用的方法是，分別找出原圖像和目標(biāo)圖像上對(duì)應(yīng)的特征點(diǎn)，然后以不同的權(quán)重疊加兩幅圖像，這樣得到的圖像就兼有兩幅圖像的特征通常動(dòng)畫(huà)設(shè)計(jì)和計(jì)算機(jī)圖像的生成中會(huì)用到變種篡改29變種篡改圖像30潤(rùn)飾

圖像潤(rùn)飾一般是圖像處理專(zhuān)家采用的一種圖像修補(bǔ)操作，它在藝術(shù)照相中會(huì)經(jīng)常用到潤(rùn)飾還經(jīng)常用于圖像篡改后的掃痕，如在復(fù)制粘貼操作后，用模糊潤(rùn)飾來(lái)掃除拼接邊緣的痕跡31原始圖像（左）和潤(rùn)飾篡改圖像（右）32潤(rùn)飾篡改案例33增強(qiáng)

通過(guò)改變圖像特定部分的顏色、對(duì)比度、背景等來(lái)著重突出圖像某部分內(nèi)容，這種操作雖然不能顯著的改變圖像內(nèi)容，但是它可以模糊或者突出某些細(xì)節(jié)，或者改變照片的明暗程度等34增強(qiáng)篡改圖像35計(jì)算機(jī)生成從產(chǎn)生機(jī)理來(lái)看，photo與CG(computergenerated)還是有很多的不同的：photo是從真實(shí)世界投影到圖像設(shè)備的傳感器上形成的照片，形成過(guò)程非常復(fù)雜CG圖是通過(guò)許多基本的圖像處理步驟來(lái)粗略模擬photo的形成過(guò)程而得來(lái)的，不管有多么逼真，總是機(jī)器而非自然的產(chǎn)物，它與自然的photo圖在圖像的統(tǒng)計(jì)特征上是會(huì)有一些差異的（如直方圖的連續(xù)性，色彩數(shù)量，細(xì)小紋理的復(fù)雜程度等），這些差異被很多技術(shù)用來(lái)區(qū)分兩種圖像的重要信息36Photo與計(jì)算機(jī)生成圖的對(duì)比37繪畫(huà)

專(zhuān)業(yè)人員或者藝術(shù)家利用圖像處理軟件進(jìn)行圖像制作，這類(lèi)圖像往往跟真實(shí)場(chǎng)景的照片有較大差別，不會(huì)引起混淆。但是，由于目前掃描儀的精度越來(lái)越高，某些繪畫(huà)或者打印制品經(jīng)過(guò)掃描后所得到的數(shù)字圖像也與自然圖像或者計(jì)算機(jī)生成圖像難以區(qū)分而且人臉及指紋識(shí)別系統(tǒng)也應(yīng)該具有識(shí)別自然生理特征圖像和經(jīng)過(guò)打印掃描之后的生理特征圖像的能力，所以對(duì)繪畫(huà)圖像的識(shí)別也與計(jì)算機(jī)圖像和自然圖像的識(shí)別一樣，應(yīng)該納入到數(shù)字圖像取證的范圍中來(lái)38數(shù)字照片（左）和繪畫(huà)圖像（右）對(duì)比392、數(shù)字圖像完整性篡改

對(duì)數(shù)字圖像數(shù)據(jù)完整性的篡改40圣安尼奧河的畫(huà)中利用河邊小草的長(zhǎng)短對(duì)應(yīng)電報(bào)中摩爾斯碼的點(diǎn)和劃，隱藏了一封密信41著名小說(shuō)《福爾摩斯探案集》中的跳舞的小人，則利用跳舞小人的各異姿勢(shì)代表不同的字母，根據(jù)概率計(jì)算，其中揮動(dòng)小旗的跳舞人代表二十六個(gè)英文字母中的最常用字母“e”

42圖像數(shù)據(jù)LSB嵌入示例433、數(shù)字圖像原始性篡改隨著時(shí)代的進(jìn)步，數(shù)字圖像已經(jīng)大量應(yīng)用于新聞報(bào)道、科學(xué)研究、保險(xiǎn)申訴調(diào)查、犯罪調(diào)查以及情報(bào)分析等重要領(lǐng)域，這就要求數(shù)字照片所拍攝反應(yīng)的場(chǎng)景是真實(shí)世界的場(chǎng)景，而不是照片或圖像等虛擬世界的成像，或?yàn)閜hotoshop等圖像處理軟件處理后的結(jié)果對(duì)數(shù)字圖像所拍攝場(chǎng)景的真實(shí)性和原始性的認(rèn)證44數(shù)字圖像原始性篡改指的是二次獲取圖像，即數(shù)字圖像再經(jīng)過(guò)一次數(shù)字獲取處理后形成的新的數(shù)字圖像，二次獲取圖像是相對(duì)于“現(xiàn)場(chǎng)”圖像而言的“現(xiàn)場(chǎng)”圖像——景物內(nèi)容經(jīng)過(guò)一次圖像獲取設(shè)備獲得“二次獲取”圖像——景物內(nèi)容經(jīng)過(guò)兩次以上圖像獲取設(shè)備獲得，如照片的掃描圖，照片的照片45分辨率較高的原始照片（左）和經(jīng)打印后掃描的二次獲取圖像（右）46自2007年10月至今一直受大眾關(guān)注的華南虎照事件就屬于數(shù)字圖像原始性篡改取證范圍，其取證的主要焦點(diǎn)在于數(shù)碼華南虎照是否經(jīng)過(guò)了二次獲取，即虎照的原始現(xiàn)場(chǎng)是平面虎還是立體虎的問(wèn)題474、數(shù)字圖像版權(quán)篡改

主要改變的是圖像的版權(quán)等一些額外附加信息，而并不改變圖像內(nèi)容信息和圖像像素?cái)?shù)據(jù)信息相對(duì)這類(lèi)篡改的取證主要依賴(lài)數(shù)字水印、數(shù)字指紋等事先向圖像中先嵌入信息的主動(dòng)取證技術(shù)48三、數(shù)字圖像盲取證

什么是數(shù)字圖像盲取證？數(shù)字圖像盲取證（BlindDigitalImageForensics）是指在不依賴(lài)任何預(yù)簽名提取或預(yù)嵌入信息的前提下，對(duì)圖像的真?zhèn)魏蛠?lái)源進(jìn)行鑒別和取證盡管多數(shù)篡改都不會(huì)引起人們視覺(jué)上的懷疑，但是圖像篡改會(huì)不可避免的引起圖像統(tǒng)計(jì)特性上的變化圖像取證技術(shù)通過(guò)檢測(cè)圖像統(tǒng)計(jì)特性的變化，來(lái)判斷圖像的原始性、真實(shí)性和完整性49三、數(shù)字圖像盲取證數(shù)字圖像盲取證要回答的問(wèn)題包括：這幅是否“原始”圖像？還是被某種篡改偽造手段處理后的圖像？如果它是被篡改偽造的圖像，是被哪種手段篡改的？這幅圖像是如何產(chǎn)生的？是相機(jī)拍攝的，還是計(jì)算機(jī)生成的，還是從其他圖像復(fù)制粘貼而來(lái)？如果是相機(jī)拍攝的，又是由哪種類(lèi)型的相機(jī)拍攝的，什么時(shí)候，在哪兒拍攝的？這幅圖像是完整的嗎？是否被嵌入了看不見(jiàn)的秘密信息？50三、數(shù)字圖像盲取證數(shù)字圖像盲取證技術(shù)的分類(lèi)：圖像內(nèi)容真實(shí)性鑒別（也稱(chēng)為防偽檢測(cè)）：判斷數(shù)字圖像在最初獲取之后是否遭受了任何形式的修改或處理圖像來(lái)源鑒別：判斷生成圖像的獲取設(shè)備。這一類(lèi)技術(shù)將圖像與一系列具有共同特性的像源聯(lián)系起來(lái)，以便于將圖像匹配給某一類(lèi)型的來(lái)源設(shè)備圖像隱密分析取證：針對(duì)圖像的完整性篡改（隱寫(xiě)術(shù)）進(jìn)行取證本是信息安全技術(shù)的一個(gè)分支51數(shù)字圖像盲取證系統(tǒng)框架52三、數(shù)字圖像盲取證數(shù)字圖像盲取證的應(yīng)用案例：如在2007年底相繼爆出的“華南虎”事件、“廣場(chǎng)鴿”事件和“藏羚羊”事件的數(shù)字照片取證中，由于事先無(wú)法向待取證照片中嵌入主動(dòng)取證所需要的數(shù)字水印，所以相關(guān)事件的取證大多采用了被動(dòng)盲取證的分析方法三、數(shù)字圖像盲取證數(shù)字圖像盲取證的應(yīng)用案例：攝影家協(xié)會(huì)數(shù)碼影像鑒定中心：從攝影學(xué)和數(shù)碼影像技術(shù)學(xué)兩個(gè)方向分析華夏物證鑒定中心：從40張數(shù)碼照片的屬性和與年畫(huà)虎紋理對(duì)比檢測(cè)中山大學(xué)電子與通信工程系賴(lài)劍煌教授團(tuán)隊(duì)：通過(guò)“基于紋理特征點(diǎn)的幾何參數(shù)相似性度量方法”分析取證中國(guó)刑科協(xié)指紋檢驗(yàn)委員會(huì)劉持平：從拓?fù)鋵W(xué)的角度也做出了同樣的結(jié)論，認(rèn)為從照片和年畫(huà)“截取的老虎軀干部位圖像的拓?fù)湫再|(zhì)相同”這4方取證所用方法都是數(shù)字圖像盲取證的一個(gè)分支5354三、數(shù)字圖像盲取證-研究方向1、圖像篡改檢測(cè)偽造者盡力偽造出逼真的圖像，一般經(jīng)歷三個(gè)步驟：復(fù)制-黏貼操作，即圖像合成操作。重采樣、潤(rùn)飾、模糊操作（為了消除簡(jiǎn)單復(fù)制-黏貼造成的可視篡改痕跡的操作）JPEG重壓縮操作（對(duì)偽造好的圖像進(jìn)行重新存儲(chǔ)所產(chǎn)生的操作）因此，圖像篡改檢測(cè)相關(guān)研究也集中在這三個(gè)方面。55三、數(shù)字圖像盲取證-研究方向1、圖像篡改檢測(cè)1.1、復(fù)制粘貼操作檢測(cè)在數(shù)字圖像的篡改操作中，復(fù)制粘貼（合成）是最簡(jiǎn)單也是最常用的圖像偽造手段復(fù)制粘貼分為在同一幅圖像中和不同圖像之間的操作兩種。其中，由于同一幅圖像中圖像塊的亮度、色彩度比較相似，進(jìn)行復(fù)制粘貼不會(huì)引起明顯的視覺(jué)變化56三、數(shù)字圖像盲取證-研究方向1、圖像篡改檢測(cè)1.1、復(fù)制粘貼操作檢測(cè)同幅圖復(fù)制粘貼篡改方法也有較大的破綻，其最直接的檢測(cè)方法是搜索待檢圖像中是否有完全相同的區(qū)域。但這種窮舉搜索取證技術(shù)的缺點(diǎn)是計(jì)算量大，對(duì)自然噪聲的魯棒性差，解決這些問(wèn)題需要確定合理的匹配塊，并且需要快速的搜索算法。57三、數(shù)字圖像盲取證-研究方向1、圖像篡改檢測(cè)1.1、復(fù)制粘貼操作檢測(cè)不同圖像之間的復(fù)制粘貼操作比在同一幅圖像中的復(fù)制粘貼篡改應(yīng)用更多，針對(duì)不同圖像之間的復(fù)制粘貼操作，取證方法通常都是基于篡改區(qū)域與非篡改區(qū)域的光照方向不一致性、基于自然圖像統(tǒng)計(jì)特征一致性(如自然圖像內(nèi)在連續(xù)性、相關(guān)性、一致性)〕等特點(diǎn)來(lái)設(shè)計(jì)的針對(duì)光照方向不一致性的數(shù)字圖像盲取證技術(shù)的基本檢測(cè)思想是:利用不同圖像中的人、物或背景合成一幅新的圖像時(shí)，雖然可以利用圖像編輯和處理軟件輕松地生成或去除一些陰影，但是很難編輯光照的方向;58三、數(shù)字圖像盲取證-研究方向1、圖像篡改檢測(cè)1.1、復(fù)制粘貼操作檢測(cè)一次拍攝形成的數(shù)字圖像中各個(gè)物體所受的光照方向是一致的。因此，如果給定的一幅數(shù)字圖像中存在所受光的光照方向不一致的物體，那么就說(shuō)明該圖像曾遭受過(guò)篡改操作。利用圖像內(nèi)在連續(xù)性檢測(cè)的基本思想是:在拍攝圖像時(shí)，數(shù)碼相機(jī)中設(shè)有的光學(xué)低通裝置會(huì)對(duì)圖像進(jìn)行低通濾波，使得數(shù)字照片中的像素值具有連續(xù)的性質(zhì)，而復(fù)制一粘貼以后，邊界會(huì)產(chǎn)生不連續(xù)的變化，因此可以通過(guò)檢測(cè)邊界的這種不連續(xù)性來(lái)檢測(cè)圖像是否經(jīng)過(guò)復(fù)制一粘貼。三、數(shù)字圖像盲取證

1、圖像篡改檢測(cè)-研究方向1.2、重采樣、模糊潤(rùn)飾操作檢測(cè)篡改者經(jīng)過(guò)復(fù)制粘貼篡改操作后，為了消除偽造圖像上的篡改痕跡，往往會(huì)對(duì)篡改部分進(jìn)行如縮放、旋轉(zhuǎn)、模糊等預(yù)先處理和潤(rùn)飾操作，會(huì)產(chǎn)生重采樣、及模糊潤(rùn)飾的效果重采樣：盡管這種痕跡不會(huì)引起視覺(jué)上的差別，但由于插值（上采樣或下采樣）的原因，經(jīng)重采樣后篡改圖像塊的像素與其周?chē)袼刂g會(huì)產(chǎn)生周期性的線性關(guān)系，即：其重采樣部分的像素值會(huì)變成其周?chē)袼氐木€性組合，并且所有重采樣像素線性組合的系數(shù)相同?？梢岳肊M(ExpectationMaximumation)算法檢測(cè)這種相關(guān)性。5960三、數(shù)字圖像盲取證-研究方向1、圖像篡改檢測(cè)1.2、重采樣、模糊潤(rùn)飾操作檢測(cè)模糊潤(rùn)飾操作：模糊操作的基本原理是對(duì)圖像的局部鄰近像素值進(jìn)行鄰域灰度平均，其目的是為了將圖像偽造所造成的拼接邊緣淡化甚至消除。圖像模糊實(shí)際上就是對(duì)圖像在空域內(nèi)進(jìn)行模板處理，不同的模糊方法有著不同的模板類(lèi)型。以圖像處理軟件AdobePhotoshCS3Extended為例，用戶(hù)可以選擇多種模糊方法。用戶(hù)在選定模糊區(qū)域之后可以直接選擇模糊工具進(jìn)行模糊，也可以選擇濾鏡中的表面模糊、動(dòng)感模糊、方框模糊、高斯模糊等選項(xiàng)進(jìn)行模糊。模糊檢測(cè)方法已取得一些重要成果。61三、數(shù)字圖像盲取證-研究方向1、圖像篡改檢測(cè)1.3、JPEG重壓縮檢測(cè)篡改后的圖像需要重新保存，若原始圖像是JPEG格式，修改后仍舊保存為JPEG格式，則圖像就經(jīng)過(guò)了雙重JPEG壓縮，這是一種不可逆的有損壓縮過(guò)程由于雙重JPEG壓縮對(duì)圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行了兩次量化，引入了一些單次JPEG壓縮所沒(méi)有的特征，通過(guò)統(tǒng)計(jì)檢測(cè)能夠發(fā)現(xiàn)圖像是否經(jīng)過(guò)了雙重JPEG壓縮當(dāng)然，雙重JPEG壓縮并不一定說(shuō)明圖像經(jīng)過(guò)篡改，有些未經(jīng)篡改的正常圖像也有可能由于被重新保存而經(jīng)歷雙重壓縮62三、數(shù)字圖像盲取證-研究方向數(shù)字圖像內(nèi)容真實(shí)性篡改取證分類(lèi)63三、數(shù)字圖像盲取證-研究方向2、圖像來(lái)源認(rèn)證圖像來(lái)源認(rèn)證：在不明圖像來(lái)源的情況下，單從數(shù)字圖像本身來(lái)判別它的生成設(shè)備（如數(shù)碼相機(jī)、掃描儀、計(jì)算機(jī)）不同生成設(shè)備產(chǎn)生的數(shù)字圖像雖然在視覺(jué)上區(qū)別不大，但由于各種生成設(shè)備特征不同（如鏡頭、感光器件、打印機(jī)或掃描儀的零部件運(yùn)動(dòng)特征等），其生成的數(shù)字圖像也會(huì)有不同的特征區(qū)別，通過(guò)分析提取這些能夠區(qū)別圖像來(lái)源的特征，建立特征庫(kù)，試圖對(duì)數(shù)字圖像的來(lái)源進(jìn)行盲認(rèn)證64三、數(shù)字圖像盲取證-研究方向2、圖像來(lái)源認(rèn)證為確保和鑒定數(shù)字圖像內(nèi)容的真實(shí)性以及來(lái)源的可靠性，對(duì)數(shù)碼照片、計(jì)算機(jī)生成圖像以及掃描圖像的分類(lèi)識(shí)別成為數(shù)字圖像取證中需要研究的重要技術(shù)65三、數(shù)字圖像盲取證-研究方向2、

圖像來(lái)源認(rèn)證三種來(lái)源生成圖像從視覺(jué)上難以區(qū)分?jǐn)?shù)碼照片（左）、計(jì)算機(jī)生成圖像（中）和掃描圖像（右）示例66三、數(shù)字圖像盲取證-研究方向2、

圖像來(lái)源認(rèn)證數(shù)字照片獲取設(shè)備特征的識(shí)別包括兩大類(lèi)數(shù)碼照片、計(jì)算機(jī)生成圖、掃描圖像的分類(lèi)識(shí)別不同品牌、不同類(lèi)型的數(shù)碼相機(jī)生成照片的分類(lèi)識(shí)別67三、數(shù)字圖像盲取證-研究方向2、圖像來(lái)源取證數(shù)碼相機(jī)計(jì)算機(jī)掃描儀其它設(shè)備數(shù)字圖像

特征庫(kù)進(jìn)行圖像來(lái)源認(rèn)證數(shù)碼相機(jī)掃描儀計(jì)算機(jī)其它設(shè)備68三、數(shù)字圖像盲取證-研究方向3、圖像隱密分析檢測(cè)回答上述數(shù)字圖像取證的第三個(gè)問(wèn)題：這幅圖像是完整的嗎？是否被嵌入了看不見(jiàn)的秘密信息？需要用到隱密分析取證。圖像隱密分析技術(shù)本是信息安全技術(shù)的一個(gè)分支，也是數(shù)字圖像完整性取證的一部分隱寫(xiě)分析69四、復(fù)制粘貼篡改操作取證

同幅圖復(fù)制粘貼篡改復(fù)制或粘貼一幅圖像中的一部分以覆蓋同一幅圖像中的另一部分由于同一幅圖的亮度、色彩一般不會(huì)有明顯的變化，因此在同一幅圖中進(jìn)行復(fù)制粘貼操作不容易引起視覺(jué)上的懷疑同幅圖復(fù)制粘貼的篡改拼接區(qū)域不明顯，圖像篡改部分將會(huì)很難被察覺(jué)，所以此類(lèi)篡改一般為單一的復(fù)制粘貼篡改操作，不會(huì)再用模糊等潤(rùn)飾方法對(duì)邊緣拼接區(qū)域進(jìn)行處理70用背景掩蓋存在物體的復(fù)制粘貼操作71也有在同一幅圖中復(fù)制粘貼物體而不是用背景來(lái)掩蓋物體的例子，著名的“廣場(chǎng)鴿”案例就是這樣一個(gè)典型的例子，當(dāng)然，這樣的操作容易被人眼察覺(jué)到一幅圖中有兩個(gè)一模一樣的物體72四、復(fù)制粘貼篡改操作取證

不同圖復(fù)制拼接篡改兩張或多張圖像中的人或物體的不同部分拼接到一起，以期達(dá)到偽裝成是同一張照片的目的常見(jiàn)表現(xiàn)形式有“換頭術(shù)”等，這也是一種應(yīng)用較廣泛的篡改方法由于多幅照片的亮度、色彩區(qū)別較大，在兩幅或多幅照片圖像之間進(jìn)行復(fù)制粘貼操作的拼接邊緣會(huì)比較明顯，篡改者為了抹去篡改邊緣的痕跡，大多都進(jìn)行邊緣模糊等潤(rùn)飾操作73不同圖復(fù)制粘貼篡改圖74不同圖復(fù)制粘貼篡改圖75四、復(fù)制粘貼篡改操作取證

遍歷搜尋法：首先將圖像分塊，把每一圖像塊當(dāng)成一個(gè)模板，遍歷圖像剩余部分，看是否存在跟模板完全一樣的圖像塊，若存在，則增大圖像塊的大小，重新搜索，直到搜索不到完全相同的圖像塊為止優(yōu)點(diǎn)：理論簡(jiǎn)單，精確度高缺點(diǎn)：運(yùn)算量太大，對(duì)自然圖像噪聲的魯棒性不好76四、復(fù)制粘貼篡改操作取證

圖像塊自相關(guān)矩陣法：根據(jù)兩個(gè)復(fù)制粘貼的圖像塊完全相同而具有很強(qiáng)的自相關(guān)性的原理進(jìn)行搜尋。首先設(shè)定自相關(guān)判別閾值，再遍歷搜尋所有圖像塊，如果搜尋到超過(guò)設(shè)定閾值的兩個(gè)圖像塊，則認(rèn)為這兩個(gè)圖像塊中的一塊是另一塊的復(fù)制粘貼塊優(yōu)點(diǎn)：運(yùn)算量相對(duì)遍歷搜尋法小缺點(diǎn)：只能檢測(cè)出較大復(fù)制－粘貼圖像塊（很多文獻(xiàn)提出約為原圖1/4大小的圖像塊）77四、復(fù)制粘貼篡改操作取證

圖像塊匹配法：首先將圖像分成若干圖像塊，每一個(gè)圖像塊用一個(gè)矩陣表示，比較所有圖像塊矩陣，找出相同的圖像塊。分為精確匹配和模糊匹配兩種運(yùn)算量比前面兩種都小方法：將圖像分塊，把每一塊寫(xiě)成一個(gè)向量的形式，所有的圖像塊組成一個(gè)矩陣，對(duì)這個(gè)矩陣進(jìn)行字典排序，找到完全相同（精確匹配）或基本相同（模糊匹配）的行或列，對(duì)應(yīng)的像素位置即是復(fù)制粘貼塊中的像素位置為了避免圖像中有可能存在少量相同微小圖像塊或者臨近的相同微小塊的干擾，要設(shè)置一個(gè)閾值，當(dāng)在一定范圍內(nèi)相同的行（列）出現(xiàn)的次數(shù)大于閾值時(shí)才能判斷為復(fù)制粘貼塊78四、復(fù)制粘貼篡改操作取證

圖像塊匹配法：例：JessicaFridrich，基于量化DCT系數(shù)的模糊匹配法把圖像分塊對(duì)每個(gè)圖像塊進(jìn)行DCT變換，得到DCT系數(shù)矩陣使用量化矩陣量化DCT系數(shù)把量化DCT系數(shù)表示為向量對(duì)所有圖像塊組成的向量矩陣，進(jìn)行模糊匹配79四、復(fù)制粘貼篡改操作取證

80四、復(fù)制粘貼篡改操作取證

原始Jeep圖像和篡改后的Jeep圖像81四、復(fù)制粘貼篡改操作取證

不同相關(guān)系數(shù)檢測(cè)閾值ρ下的Jeep篡改圖像檢測(cè)結(jié)果82五、重壓縮重采樣取證數(shù)碼相機(jī)拍攝的照片大都保存為JPEG格式，篡改時(shí)需要將JPEG圖像轉(zhuǎn)化為BMP圖像，用圖像處理軟件進(jìn)行篡改操作后再壓縮成JPEG圖像進(jìn)行保存，因此圖像就經(jīng)過(guò)了雙重JPEG壓縮HanyFarid指出，雙重JPEG壓縮會(huì)給圖像引入一些單次JPEG壓縮沒(méi)有的特征圖像經(jīng)過(guò)雙重JPEG壓縮并不代表其一定被篡改過(guò)（例如在放大縮小等正常操作后也會(huì)重存圖像），但其可作為一種輔助手段，作為圖像偽造檢測(cè)時(shí)的一種間接證據(jù)83五、重壓縮重采樣取證

雙重JPEG壓縮取證

單次JPEG壓縮時(shí)，用量化矩陣對(duì)DCT系數(shù)進(jìn)行量化，得到量化DCT系數(shù)重壓縮時(shí)，先把量化DCT系數(shù)乘以原來(lái)的量化矩陣，再用新的量化矩陣來(lái)量化這兩種壓縮后圖像的DCT系數(shù)直方圖是有變化的。五、重壓縮重采樣取證

雙重JPEG壓縮取證

美國(guó)SUNYBinghamton大學(xué)以JessicaFridrich為核心的研究團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)單次JPEG壓縮后圖像的DCT系數(shù)的直方圖呈現(xiàn)類(lèi)高斯分布，而雙重JPEG壓縮后，其DCT系數(shù)的某些值就會(huì)周期性的減少或消失，而且這些DCT系數(shù)值消失的規(guī)律與質(zhì)量因子有關(guān)。84五、重壓縮重采樣取證

雙重JPEG壓縮取證如果初次壓縮的量化矩陣與二次壓縮量化矩陣相同(如圖a)所示)，那么經(jīng)過(guò)雙重JPEG壓縮之后圖像的DCT系數(shù)分布情況與經(jīng)過(guò)一次JPEG壓縮的圖像的DCT系數(shù)分布情況相同;

85五、重壓縮重采樣取證

雙重JPEG壓縮取證如果初次壓縮的量化矩陣是二次壓縮量化矩陣的倍數(shù)(如圖b)所示)，那么經(jīng)過(guò)雙重JPEG壓縮之后圖像的DCT系數(shù)分布圖中DCT系數(shù)的1，3，5，7等奇數(shù)位置上的系數(shù)為零;

86五、重壓縮重采樣取證

雙重JPEG壓縮取證如果初次壓縮量化矩陣的每個(gè)元素都小于二次壓縮量化矩陣的每個(gè)元素(如圖c所示)，那么經(jīng)過(guò)雙重JPEG壓縮之后圖像的DCT系數(shù)分布圖中會(huì)出現(xiàn)多峰現(xiàn)象;87五、重壓縮重采樣取證

雙重JPEG壓縮取證如果初次壓縮量化矩陣的每個(gè)元素都大于二次壓縮量化矩陣的每個(gè)元素(如圖d所示)，那么經(jīng)過(guò)雙重JPEG壓縮之后圖像的DCT系數(shù)分布圖中也會(huì)出現(xiàn)多峰現(xiàn)象。88五、重壓縮重采樣取證

雙重JPEG壓縮取證HanyFarid在實(shí)驗(yàn)中分別使用不同的質(zhì)量因子將經(jīng)過(guò)雙重JPEG壓縮的圖像進(jìn)行了第三次JPEG壓縮，并根據(jù)新圖像的DCT系數(shù)與待檢測(cè)圖像的DCT系數(shù)間的差值繪制出一個(gè)散點(diǎn)圖，發(fā)現(xiàn)該圖像中會(huì)出現(xiàn)兩個(gè)明顯的波谷，這兩個(gè)波谷出現(xiàn)的位置分別是初次壓縮的質(zhì)量因子所對(duì)應(yīng)的位置和二次壓縮的質(zhì)量因子所對(duì)應(yīng)的位置。89五、重壓縮重采樣取證雙重JPEG壓縮取證波谷出現(xiàn)的位置分別是初次和二次壓縮的質(zhì)量因子所對(duì)應(yīng)的位置9091六、模糊潤(rùn)飾取證大多數(shù)圖像篡改，都需進(jìn)行拼接、粘貼等操作，為了消除在拼接邊緣產(chǎn)生的視覺(jué)或統(tǒng)計(jì)上的畸變，一般會(huì)采用模糊、淡化、漸變等潤(rùn)飾操作進(jìn)行后期處理，以消除拼接留下的人眼可察覺(jué)的偽造痕跡對(duì)圖像合成和潤(rùn)飾的檢測(cè)是數(shù)字圖像取證研究的重點(diǎn)92六、模糊潤(rùn)飾取證從圖像邊緣特性出發(fā)，分析相機(jī)自然模糊和人工模糊的區(qū)別通過(guò)某種圖像處理方式對(duì)這種區(qū)別加以放大，試圖對(duì)復(fù)制-粘貼操作后經(jīng)過(guò)模糊潤(rùn)飾處理的數(shù)字圖像篡改進(jìn)行檢測(cè)和定位93六、模糊潤(rùn)飾取證人工模糊操作的基本原理：對(duì)圖像的局部鄰近像素值進(jìn)行鄰域灰度平均，目的是為了將圖像偽造所造成的拼接邊緣淡化甚至消除用移動(dòng)平均濾波對(duì)選定的圖像區(qū)域進(jìn)行運(yùn)算而產(chǎn)生平滑的結(jié)果，不同的模糊模式可以通過(guò)選擇不同的移動(dòng)平均濾波函數(shù)和濾波窗的大小來(lái)實(shí)現(xiàn)94六、模糊潤(rùn)飾取證模糊半徑在模糊半徑內(nèi)等值模糊不進(jìn)行模糊離焦點(diǎn)有明確的模糊邊界從離焦點(diǎn)向外擴(kuò)散無(wú)明確的模糊邊界離焦模糊示意圖人工模糊示意圖人工模糊和相機(jī)離焦模糊對(duì)比示意圖六、模糊潤(rùn)飾取證數(shù)字圖像處理中經(jīng)常使用的高斯模糊操作，當(dāng)sigma取值為1，濾波矩陣以及輸出的像素表達(dá)式如右圖所示。圖像高斯模糊操作在頻域表現(xiàn)為低通濾波，這將會(huì)引起DCT域相鄰系數(shù)分布的變化。利用這一特點(diǎn)，提取出能夠準(zhǔn)確表示該變化的特征，可以實(shí)現(xiàn)高斯模糊操作的有效檢測(cè)。9596六、模糊潤(rùn)飾取證數(shù)碼相機(jī)直接拍攝的照片會(huì)在空域內(nèi)呈現(xiàn)出一定的色彩局部一致性。在圖像成像過(guò)程中，濾色陣列插值作用會(huì)使RGB三個(gè)分量在局部空間內(nèi)分別建立了聯(lián)系，具有局部相關(guān)性。而模糊操作對(duì)三個(gè)分量分別獨(dú)立地進(jìn)行了非線性均勻的修改，這會(huì)破壞原始數(shù)碼圖像的色彩局部一致性。因此，利用這一特點(diǎn)提取出準(zhǔn)確描述色彩局部一致性變化的特征可以很好地實(shí)現(xiàn)圖像模糊的檢測(cè)。97七、圖像獲取設(shè)備取證自然場(chǎng)景透鏡失真及光學(xué)低通CCD加性噪聲、相機(jī)固有模式噪聲、暗電流噪聲、拍攝噪聲去馬賽克白平衡及色彩處理圖像銳化對(duì)比度增強(qiáng)等操作伽瑪校正數(shù)據(jù)壓縮數(shù)字圖像數(shù)碼相機(jī)生成照片過(guò)程圖七、圖像獲取設(shè)備取證數(shù)碼相機(jī)圖像來(lái)源認(rèn)證由于不同品牌數(shù)字相機(jī)的鏡頭CCD、感光器件對(duì)獲得信息的處理方式不同，其生成的數(shù)字圖像特性也就不同，根據(jù)這些不同特性判別數(shù)字圖像的相機(jī)來(lái)源CCD（Charge-coupledDevice）電荷耦合器件，能夠把光學(xué)影像轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號(hào)98七、圖像獲取設(shè)備取證基于自然場(chǎng)景的取證從相機(jī)拍攝圖像的光照方向一致性進(jìn)行取證。文獻(xiàn)中把數(shù)碼相機(jī)拍攝的三維圖