[发明专利]估计JPEG压缩位图量化步长的方法及系统

说明书

本发明涉及一种估计JPEG压缩位图量化步长的方法，包括：对输入的JPEG压缩位图进行DCT变换，得到对应的DCT系数矩阵；对上述得到的DCT系数矩阵，根据不同的频率抽取得到DCT系数序列；对得到的每个DCT系数序列，计算量化误差函数；根据所述量化误差函数，对上述每个DCT系数序列计算函数g(u；C_ij)；遍历所有频率获得每个g(u；C_ij)最小值的位置，以得到量化步长的估计值。本发明还涉及一种估计JPEG压缩位图量化步长的系统。本发明无需凭借经验人为设定阈值，g(u；C_ij)的计算利用了C_ij系数序列的全部系数，计算复杂度低，易于实现。

技术领域

本发明涉及一种估计JPEG压缩位图量化步长的方法及系统。

背景技术

JPEG有损压缩技术能够有效去除图像的冗余信息，具有较高的文件压缩率和细节保真度，且提供了在二者间权衡的机制(通过选择不同的压缩质量因子)，因此在图像摄取设备中广泛应用。随图像编辑技术的发展，JPEG图像的内容有可能被恶意篡改而用于不法目的，并在篡改后以位图(Bitmap)形式重新保存。这些伪造的位图如果不能被正确辨别，可能会造成严重的社会危害：如见于新闻报道可能会误导公众舆论，用作法庭证据可能导致假案错案。仅靠人眼从海量位图中辨别哪些经过篡改既效率低下，也不切实际。目前可行的解决方案是一种计算机自动检测篡改的技术。

不少学者已对位图的篡改检测技术进行了广泛深入的研究，提出了多种方法。这些方法通常都需要获知待检测位图整幅乃至各个局部的压缩历史信息，即需要获知位图是否经过JPEG压缩，以及如果经过压缩，估计压缩时使用何种量化参数。JPEG压缩位图检测方法及系统能否做到精细准确，直接影响着具体的篡改检测方法和系统的性能。因此，通过检测位图(Bitmap)是否经过JPEG压缩和估计压缩位图的量化参数能够为位图的篡改检测提供可靠的压缩历史信息。

在整个JPEG压缩和解压缩过程中，DCT与IDCT，编码与解码是两对无损操作，只有图像信息的丢失主要由量化导致。换言之，量化操作会在JPEG图像上留下量化效应。经JPEG压缩的位图存在量化效应，而未经JPEG压缩的位图则不存在。因此，通过检测量化效应，可鉴别一幅位图是否经过JPEG压缩，而估计JPEG压缩位图量化步长是检测量化效应的常用方法。

然而，现有估计JPEG压缩位图量化步长的方法有如下缺点：(1)只利用了部分DCT系数而非全部系数，因此并没有充分利用所有可用信息来估计量化步长，估计准确率不高；(2)阈值的选取，难以确定一个最优阈值对不同图像乃至同一幅图像的不同频率都适用。

发明内容

有鉴于此，有必要提供一种估计JPEG压缩位图量化步长的方法及系统，其能够克服现有估计方法的缺点，为位图的篡改检测提供依据。

本发明提供一种估计JPEG压缩位图量化步长的方法，该方法包括如下步骤：a.对输入的JPEG压缩位图进行DCT变换，得到对应的DCT系数矩阵；b.对上述得到的DCT系数矩阵，根据不同的频率抽取得到DCT系数序列；c.对得到的每个DCT系数序列，计算量化误差函数；d.根据所述量化误差函数，对上述每个DCT系数序列计算函数g(u；C_ij)；e.遍历所有频率获得每个g(u；C_ij)最小值的位置，以得到量化步长的估计值。

其中，所述步骤c具体包括：设每一个系数序列C_ij共有N个系数，计算量化误差函数如下：

上式中||表示取绝对值，x_k是系数序列C_ij的第k个元素，q是量化步长的可能取值，一般令1≤q≤M。f(q；C_ij)是以C_ij为参数，以q为自变量的函数。