数字图像取证ppt
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数字图像主动取证技术综述
要原始载体信息。
(3)全盲水印：进行水印恢复时仅需要密钥信息。
主流方向
二、主动取证技术介绍
2.4 数字水印技术分类
4. 按照嵌入域分类 (1) 空域水印：直接在宿主信号进行像素嵌入，脆弱水印
(2) 变换域水印：DCT、DWT等，鲁棒水印与半脆弱水印 (3) 压缩域水印：在压缩后的位流中嵌入水印，如在矢量量
三、脆弱水印研究
3.2 定位脆弱水印 研究现状
1995年，Walton首次提出用脆弱数字水印方法实现图 像的认证，算法将随机选择的一些像素的灰度值中除了最 低有效之外的其它位的校验和作为水印信息嵌入在该像素 的LSB上，该算法为后来的研究指明了方向。 如今，图像脆弱水印算法已经发展了十几年，从定位精 度的角度看主要分为基于像素和基于图像块两类算法。
二、主动取证技术介绍
2.2 主动取证技术定义
数字图像
+
主动取证
=
图像主动取证
载体
技术动作
信息安全
二、主动取证技术介绍
1. 主动：在数字媒体传输之前事先嵌入相关有用信息 （水印），以保护数字媒体。 2. 取证：需要验证数字媒体是否真实、完整和版权信息 时，提取事先嵌入的有用信息进行对比、取证，验证 版权所属与真实性。
三、脆弱水印研究
3.2 定位脆弱水印
1、基于像素级 文献[1]、[2]中，Yeung和Minzter较早提出一种基于单像素的 脆弱水印算法，算法不能抵抗黑盒攻击，存在严重的安全隐患。 单像素脆弱水印算的安全隐患，推动了基于图像块的脆弱水印 算法的发展
[1]Yeung M, Mintzer F.An invisible watermarking technique for image verification [A].In Proceedings of the IEEE International Conference on Image Processing[C]. Santa Barbara, USA, 1997,680-683. [2]M. M. Yeung, F. C. Mintzer. Invisible watermarking for image verification. Journal of Electronic Imaging, July 1998,7(3):578– 591.
数字图像取证简介
现状、前景、未来
• 现状：研究人员逐年在增加，研究不断深入。
• 不足：绝大多数的存在的工具仅仅能鉴别图像 的真伪。没有做一种针对这种通过图像介质传达的 信息的更改的研究，没有提到篡改的动机。
• 未来：图像取证的主要的挑战可能是将它与视 觉感知相结合。理解视觉语义的概念可能会解决当 前数字图像取证技术的主要缺点：在恶意篡改和 “无辜”润饰之间的区别，如红眼修正和艺术性的 操纵。
不依赖篡改形式的篡改检测
• 绝大多数的图像被存储为JEPG格式，因 为它是一种广为传播的压缩技术之一。
• 如果一幅图像起初就来源于两幅不同的 JEPG图像，不同的压缩痕迹会显现出来。
• 被篡改区域比这个区域周围有一个更低 的质量因子。
主要内容
1 数字图像取证介绍 2 数字图像主动取证技术 3 数字图像源设备识别 4 数字图像篡改检测 5 数字图像取证的前景和未来
谢谢观赏！
主要内容
1 数字图像取证介绍 2 数字图像主动取证技术 3 数字图像源设备识别 4 数字图像篡改检测 5 数字图像取证的前景和未来
什么是数字图像取证
• 数字图像取证技术（Digital Image Forensics）是判断数字图像有没有被篡 改的技术通过对图像统计特征的分析来判 断数字图像内容的真实性、完整性和原始 性。 • 数字图像取证技术是计算机取证技术 的一个分支，是对源于数字图像资源的数 字证据进行确定、收集、识别、分析及出 示法庭的过程。 • 目前，数字图像取证技术可以分为主 动取证技术和被动取证技术两大类。
主要内容
1 数字图像取证介绍 2 数字图像主动取证技术 3 数字图像源设备识别 4 数字图像篡改检测 5 数字图像取证的前景和未来
图像的获取与存储
数字图像反取证PPT课件
▪ M. C. Stamm, S. K. Tjoa, W. S. Lin, and K. J. R. Liu, "Undetectable Image Tampering Through JPEG Compression Anti-Forensics", IEEE Int'l Conf. Image Processing (ICIP), Hong Kong, China, September 2010.
• 最邻近插值法(输出像素的赋值为当前点的像素) • 双线性插值法（2*2矩阵所包含的有效点的加权平均值） • 立方回旋插值（4*4矩阵所包含的有效点的加权平均值）
Company name
16
4.3 重采样产生的相关性
❖ 重采样会使得图像数据之间特殊的相关性
❖ 例如一维信号重采样 y A x
假设
pXi
x i ei x
2
i
2 qi
ln
❖ 其中
N 0 Q i N 0 2 Q i2 (2 N 1 Q i 4 S )2 (Ni Q 4 S )
1
A
0.5
0
0
0 0 ...
0.5 那0么
10
... ...
0.5
0.5
...
y2i
y2i1 xi 0.5xi 0.5xi1
且有 y2i0.5y2i 10.5y2i 1
插值以后的向量y的数据间存在很强的线性相关性
Company name
17
4.4 重采样取证方法
❖ 对于二维图像
▪ 遍历每个像素，计算每个像素是其周围像素线性组合 的概率
▪
X
DCT系数量化
round
数字图像取证简介课件
隐写术
• 隐写术是可以通过某些媒体的秘密通 道（尤其是图像和视频）。 • 数字隐写系统由信息的嵌入、传输、 提取等几部分组成，这与通信系统的发 送和接收类似。其中可将数字隐写的载 体看作通信信道，将待隐写信息看作需 要传递的信号，而信息的嵌入和提取分 别看作通信中的调制和解调过程。 • 应用隐写技术的通信双方将不会被第 三方检测，从而保证图像的安全性。
Digital image forensics : a booklet for beginner
数字图像取证
数字图像处理离我们的生活越来越近
21世纪以来，随着电子技术的飞速发展，数 码相机及图像扫描设备迅速普及，数字图像已 广泛应用于人们的日常办公、学习以及生活当 中。以Photoshop、iPhoto、ACDSee等为代表 的图像处理软件功能越强大，使用越来越方便， 普通用户很容易利用这些工具编辑、修改、美 化图像。
不依赖篡改形式的篡改检测
• 绝大多数的图像被存储为JEPG格式，因 为它是一种广为传播的压缩技术之一。
• 如果一幅图像起初就来源于两幅不同的 JEPG图像，不同的压缩痕迹会显现出来。
• 被篡改区域比这个区域周围有一个更低 的质量因子。
主要内容
1 数字图像取证介绍 2 数字图像主动取证技术 3 数字图像源设备识别 4 数字图像篡改检测 5 数字图像取证的前景和未来
作者定义固有的篡改图像指纹m为
，
这个用来在运用了m后灰度直方图的改变。
• 指纹被建立模型和分析来区分篡改图像和真实图像。
图像融合检测
• 将不同图像的部分拼接进一幅图像导 致图像融合篡改。 • 现代编辑工具允许以一种有说服力的 方式覆盖拼接痕迹，但是对篡改者来说要匹 配组成合成图像区域的光照条件仍然是不可 能的，很多研究都致力于通过场景光照分析 来进行篡改检测。该技术基于对阴影的几何 的和光度的属性的分析。通过点光源观察一 个物体亮度，和这个物体在地板上的阴影是 与平面同源性有关的，作者提出验证在一个 场景中的的所有物体是否满足该同源性条件。
数字图形图像基础共50页PPT
第一章 概述 1.3 数字图像理论W格式是一种最原始的文件格式，它的结构记录 所有的像素，因此文件很大，用于在多个应用程序和计 算机平台之间传递文件。该格式支持带Alpha通道的 CMYK、RGB、灰度文件和不带Alpha通道的多通道、 Lab、索引颜色、双色调文件。
第一章 概述 1.3 数字图像理论基础
1.3.3 图像文件格式
图像文件格式指的是图像以什么方式保存在磁盘上。 Photoshop可支持包括PSD、BMP、JPG、GIF、TIFF、 PNG、TGA、PCX、PDF和RAW等20多种文件格式。
1、PSD格式 PSD格式是Photoshop专用格式，也是Photoshop默 认文件格式，可以包含图层、通道和颜色模式，还可以 保存具有调节层、文本层的图像。将其转换其它文件格 式前，将合并图层。 PSD文件保留了所有原图像的数据信息，是唯一能 够支持全部图像颜色模式的格式。
第一章 概述 1.3 数字图像理论基础
1.3.3 图像文件格式
6、PNG格式 PNG格式用于在网上进行无损压缩和显示图像。支持 带有一个Alpha通道的RGB、灰度模式和不带Alpha通道的 位图、索引颜色模式。 7、TGA格式 TGA是为视频摄影机图像而设计的图像格式。是一种图 形、图像数据的通用格式，是计算机生成图像向电视转换的 一种首选格式。支持带一个Alpha通道32位RGB文件和不带 Alpha通道的索引颜色、灰度、16位和24位RGB文件。
第一章 概述 1.3 数字图像理论基础
1.3.3 图像文件格式
4、GIF格式 GIF格式是一种LZW压缩格式，可以缩减文件大小和电 子传递时间，广泛应用于网络的HTML网页文档中。GIF格 式支持位图、灰度和索引颜色的颜色模式，不支持Alpha通 道。 5、TIFF格式 TIFF是Mac中广泛使用的图像格式。特点是图像格式复 杂、存储信息多，有利于原稿的复制。支持RGB、Lab、索 引颜色、CMYK、灰度的色彩模式和位图模式，并且在 CMYK、RGB和灰度三种颜色模式中支持Alpha通道。
数字图像基础PPT课件
2.55mm
第2章 第10页
2 Fundamental
2.1.2 人眼中的图像形成过程
人眼视觉的空间特性 空间分辨率为1’ 灰度分辨能力为64级
视觉的时间特性
活动图像的帧率至少15 fps时,人眼才有图像连续的感觉 活动图像帧率在25 fps时, 人眼感受不到闪烁感 监控视频 15fps, 电影 24fps, 电视 25fps, DVD 30 fps 电脑屏幕 60fps
数目:600~700万, 位于中心凹附近 每个锥状细胞连接到单独一个双
极性细胞 空间分辨率高, 对颜色敏感度高 感光灵敏度低,锥状视觉称为“明
视觉”
杆状细胞
数目:7500万~1.5亿 几个杆状细胞连接到同一个双极
性细胞 空间分辨率低,没有色彩感觉 感光灵敏度高,杆状视觉称为“暗视
觉”
第2章 第14页
2 Fundamental
2.1.3 亮度适应和鉴别-韦伯定理
韦伯定理: 如果一个物体的亮 度与其周围背景I有刚刚可察 觉到的差别I, 则I和I的比值 是I的函数,且该比值在一定亮 度范围内近似不变, 该比值称 为韦伯比.
韦伯定理说明人眼视觉系统对 亮度的对比度敏感,而非亮度 值本身
视网膜是倒置结构, 由外到里 由三层细胞构成
神经节细胞层: 神经节细胞,与 视神经相连,传递神经刺激
双极细胞层: 双极细胞,连接视 细胞和神经节细胞.
感光细胞层:两种视细胞,锥状 细胞 杆状细胞,感受光线的明 暗和颜色刺激
第2章 第7页
2 Fundamental
2.1.1 人眼的结构
锥状细胞
低照度, 韦伯比高, 亮度辨别能 力差;高照度,韦伯比低, 亮度辨 别能力强
Weber ratio I50 I
第2章 第10页
2 Fundamental
2.1.2 人眼中的图像形成过程
人眼视觉的空间特性 空间分辨率为1’ 灰度分辨能力为64级
视觉的时间特性
活动图像的帧率至少15 fps时,人眼才有图像连续的感觉 活动图像帧率在25 fps时, 人眼感受不到闪烁感 监控视频 15fps, 电影 24fps, 电视 25fps, DVD 30 fps 电脑屏幕 60fps
数目:600~700万, 位于中心凹附近 每个锥状细胞连接到单独一个双
极性细胞 空间分辨率高, 对颜色敏感度高 感光灵敏度低,锥状视觉称为“明
视觉”
杆状细胞
数目:7500万~1.5亿 几个杆状细胞连接到同一个双极
性细胞 空间分辨率低,没有色彩感觉 感光灵敏度高,杆状视觉称为“暗视
觉”
第2章 第14页
2 Fundamental
2.1.3 亮度适应和鉴别-韦伯定理
韦伯定理: 如果一个物体的亮 度与其周围背景I有刚刚可察 觉到的差别I, 则I和I的比值 是I的函数,且该比值在一定亮 度范围内近似不变, 该比值称 为韦伯比.
韦伯定理说明人眼视觉系统对 亮度的对比度敏感,而非亮度 值本身
视网膜是倒置结构, 由外到里 由三层细胞构成
神经节细胞层: 神经节细胞,与 视神经相连,传递神经刺激
双极细胞层: 双极细胞,连接视 细胞和神经节细胞.
感光细胞层:两种视细胞,锥状 细胞 杆状细胞,感受光线的明 暗和颜色刺激
第2章 第7页
2 Fundamental
2.1.1 人眼的结构
锥状细胞
低照度, 韦伯比高, 亮度辨别能 力差;高照度,韦伯比低, 亮度辨 别能力强
Weber ratio I50 I
数字图像处理 PPT课件
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课程教学引导 • 教材选择 • 教学结构及主要重点 • 教学目的
目录
第一章 概 论 第二章 数字图像处理基础 第三章 VC＋＋图像编程基础 第四章 图像增强与平滑 第五章 图像分割与边缘检测 第六章 图像的几何变换 第七章 频域处理 第八章 数学形态学及其应用 第九章 图像特征与理解 第十章 图像编码 第十一章 图像复原
应用实例（续）
无线电波成像 主要用途： ������ 医学（核磁共振成像）
������ 天文观测
应用实例（续）
其它成像模式 ������ 声波成像：
������ 地质勘探、工业、医学 ������ 电子显微镜
应用实例（续）
数字图像处理－绪论
基本概念 应用实例 研究目的 主要研究内容 本课程特点
当造成图像退化（图像品质下降）的原因已知时，
复原技术可以对图像进行校正。图像复原最关键的是对每
种退化都需要有一个合理的模型。
主要研究内容（续）
4、图像分割（Image Segmentation）
主要研究内容（续）
5、图像分析
图像处理应用的目标几乎均涉及到图像分析， 即 对图像中的不同对象进行分割、 特征提取和表示，从
1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 图像获取、表示与表现 ������图像增强 ������图像复原 ������图像分割 图像分析 ������图像重建 ������图像编码压缩 ……
主要研究内容（续）
1. 图像获取、表示和表现
该过程主要是把模拟图像信号转化为计算机所能 接受的数字形式，以及把数字图像显示和表现出来（ 如打印）。这一过程主要包括摄取图像、 光电转换及 数字化等几个步骤。
课程教学引导 • 教材选择 • 教学结构及主要重点 • 教学目的
目录
第一章 概 论 第二章 数字图像处理基础 第三章 VC＋＋图像编程基础 第四章 图像增强与平滑 第五章 图像分割与边缘检测 第六章 图像的几何变换 第七章 频域处理 第八章 数学形态学及其应用 第九章 图像特征与理解 第十章 图像编码 第十一章 图像复原
应用实例（续）
无线电波成像 主要用途： ������ 医学（核磁共振成像）
������ 天文观测
应用实例（续）
其它成像模式 ������ 声波成像：
������ 地质勘探、工业、医学 ������ 电子显微镜
应用实例（续）
数字图像处理－绪论
基本概念 应用实例 研究目的 主要研究内容 本课程特点
当造成图像退化（图像品质下降）的原因已知时，
复原技术可以对图像进行校正。图像复原最关键的是对每
种退化都需要有一个合理的模型。
主要研究内容（续）
4、图像分割（Image Segmentation）
主要研究内容（续）
5、图像分析
图像处理应用的目标几乎均涉及到图像分析， 即 对图像中的不同对象进行分割、 特征提取和表示，从
1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 图像获取、表示与表现 ������图像增强 ������图像复原 ������图像分割 图像分析 ������图像重建 ������图像编码压缩 ……
主要研究内容（续）
1. 图像获取、表示和表现
该过程主要是把模拟图像信号转化为计算机所能 接受的数字形式，以及把数字图像显示和表现出来（ 如打印）。这一过程主要包括摄取图像、 光电转换及 数字化等几个步骤。
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盲取证技术的过程模型
4.近期学习总结与收获
4.4数字图像盲取证技术 复制-粘贴篡改操作取证（相似区域的存在） 重压缩重采样取证（DCT系数、像素相关性的改变）
数字图 像盲取 证技术 模糊润饰取证（局部相关性的破坏）
图像获取设备取证（利用成像器件遗留痕迹） 图像隐密取证（载体数据分布特性的改变）
4.近期学习总结与收获
4.2常见的图像篡改类型（按照篡改发生的阶段） 图像来源篡改 计算机生成 绘画 基于过 程的图 像篡改 手段分 类 复制—粘贴(同幅图像）
图像内容篡改
拼接（不同图像） 变种 重获 润饰
后处理篡改
增强 JPEG重压缩
4.近期学习总结与收获
4.3数字图像内容取证
定义 通过对图像统计特性的分析来判断图像的真实性、完 整性、原始性和反映场景的客观性。
5.加强对反取证技术的研究。反取证会促进、推动取证技术的发展。
4.近期学习总结与收获
4.1近期所看文献和论文 1.《数字图像取证技术》 周琳娜、王东明等 北京邮电出版社
2.《数字图像内容取证技术》周琳娜、张茹等 高等教育出版社 3.《数字图像处理》Rafael C. Gonzalez等 电子工业出版社
然后，运用Macromedia Flash Professional 8软件，以清华大 学出版社的《数据结构》中排序算法为例来制作FLASH课件。
最后，对整个课件制作过程做出总结，得出多媒体课 件可以更好地提高学生认知度的结论。
1.本科毕业设计
1.3存在的问题
（1)播放完本张幻灯片返回上一页时，上页的动画效果 有可能消失，尤其是在对文本实施时间轴特效（变形或 转换）后，并且后边的帧在“动作”面板中无法添加代 码。
2.2.研究生学习的特点
1.从被教育到自我教育
2.从他人认可到自我认可 4.从记忆到运用
6.从面到点 8从接受到创造
3.从群居到独居
5.从解题到找题
7.从整块学习到零星学习
2.研究生学习认识与规划
2.3研究生需要具备的能力
1.文献检索技能 四种 能力 3.论文撰写
2.实验技能
4.论文发表
2.研究生学习认识与规划
学习汇报
主要内容
1.本科毕业设计 2.研究生学习认识与规划 3.对数字图像真伪鉴别的认识
4.近期学习总结与收获
5.下一步的学习计划
1.本科毕业设计 基于FLASH软件的《数据结构》课件设计
1.1选题意义
a.传统教学方法的弊端 单一、呆板；信息量少，效率低；课堂氛围沉闷；难以 形象化地表示一些过程； b.flash的优点
4.《数字图像取证与反取证技术研究》 盛国瑞 5.《数字图像被动取证与反取证技术研究》曹雁军 6.《数字图像盲鉴别的关键理论与技术研究》 吕颖达 7.《数字图像真伪鉴别技术研究》 陈海鹏 8.《基于局部纹理特征的计算机生成图像盲鉴别算法》李梦臻 9.《基于分形维数和小波域特征的计算机生成图像检测算法》孙利
分类 主动取证技术和被动取证技术（盲取证技术） 主动取证技术
基于数字 签名的图 像取证技 术
基于数字 水印的图 像取证技 术
4.近期学习总结与收获
数字签名 或水印 数字 图像 传输 鉴别图像 真伪
自然场景
图像 获取 设备
主动取证技术的过程模型 图像 获取 设备
自然场景
数字 图像
传输
鉴别图像 真伪
3.2研究现状
图像真伪鉴别技术起步较晚，现在刚起步、不成熟、有 较大发展空间，但已取得一定成果。其中，主动取证技术在 实际应用中有局限，而盲取证技术是未来主导方向。
3.对数字图像真伪鉴别的认识
3.3未来发展方向 1.集中在图像统计特性的建模研究 自然图像模型 数字图像特定篡改模型 数字图像隐密分析模型 2.针对多类型的图像退化建立多手段综合的还原工具。 3.从理论研究到实际应用，例设计不依赖训练数据库的取证技术。 4.设计联合多种检测算法的盲鉴别技术。
短小精悍，课件占用空间小；能独立运行，实用性强； 良好的互动性和灵活性；
c.数据结构本身的难度 数据结构以C语言为基础，从应用的角度，它比其它高 级语言更难掌握。
1.本科毕业设计
1.2主要内容
首先，介绍了制作多媒体课件的常用工具，并比较 各种软件的优缺点。 其次，针对《数据结构》本身的特点，分析传统讲授数 据结构课程的方法和现在利用FLASH制作课件的优点。
4.近期学习总结与收获
4.5取证技术的评价指标
Fห้องสมุดไป่ตู้R(false positive rate)= 把未篡改图像错判为篡改图像的个数
未篡改图像的总个数
判定为经过篡改图像的个数 TPR(true positive rate)= 经过篡改图像的总个数
目标：降低FPR，提高TPR
5.下一步的学习计划
2.4如何做？
合作 6
success
强大的心脏
合作
毅力 3 时间 2 身体 1
3.对数字图像真伪鉴别的认识
3.1研究背景
计算机技术和数字相机、图像编辑软件的发展使得“眼 见”不一定“为实”，“有图”不一定“有真相”，这对 社会稳定产生不良影响。因此，建立维持秩序的“数字警 察”——数字图像篡改取证成为当务之急。
看图像隐密取证的论文和《数字图像处理》。 1.《图像隐藏信息提取攻击与可逆数据隐藏》 田雨果 2.《面向隐私保护的数字图像隐写方法研究》 殷赵霞 3.《基于隐藏容量的数字图像信息隐藏算法研究》 韩佳伶
（2)当从外部加载.swf的文件到课件中后，无法控 制播放完成后消失，使其不影响后续幻灯片的效果。
2.研究生学习认识与规划
2.1研究是什么？
Research is a human activity based on intellectual investigation and aimed at discovering, interpreting, and revising human knowledge on different aspects of the world.