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摘 要：当前对数字图像进行篡改，很难用肉眼进行识别，所以图像篡改识别也就越来越多的被重视起来，其研究也逐步深入。本文主要是介绍当前进行图像篡改识别技术的研究，分析篡改识别技术的主要类型，并进行详细阐述。
关键词：图像篡改；数字图像；盲取证技术
中图分类号：TP391.41
随着数字化时代的到来，人们越来越多的利用数字技术进行图像的处理和开发，使得人们可以欣赏到各种美妙的图像，提高了人们的生活品质。但是这些图像处理技术有有利的一面，必然存在有害的一面，同样给人们的生活带来困扰，伪造和篡改各种图像进行欺诈等行为，给人们的生活带来了不少不安全因素。针对这些困扰，通过进行研究开发了许多进行伪造图像鉴定的技术，对图像进行检测，辨别真伪。
1 数字图像的篡改主要分类
数字图像的伪造手段多样，基本可以分为几个类型，包括图像的合成、润饰、增强、变种、绘画和计算机生成这六个基本类型。后期经过研究又增加了三种类型，图像携密篡改、二次获取图像及数字图像版权篡改这三个种类。通过对伪造手段的分类最终归纳了四种篡改类型，图像真实性篡改、原始性篡改、完整性篡改以及版权篡改这四个部分。篡改的内容较多，但是我们研究的重点在于对数字图像内容的篡改作为重点，其又分为内容的真实性篡改和完整性篡改两类，如图1所示。
图1 篡改分类模型
1.1 内容的真实性篡改
数字图像的真实性实际是图像真假的一个问题。篡改者的目的就是将图像变成与真实图像不符的图像，以达到其篡改目的。篡改技术主要有图像拼接、图像增强、图像润饰以及图像的变形几个种类。
1.1.1 将两幅图像进行具有标志特征的点找出并利用技术手段变为另一幅图像中的特点的方式就是图像拼接。进行两幅图像相关特征点的寻找是进行图像拼接的关键，将两者的对应特征点进行相应的叠加，也就兼顾了两幅图像的相关特征。作为图像篡改中非常常见的一种篡改手段，图像拼接可以将两幅或者更多的图像上的特点，根据篡改者的目的合成到一张图像上去。
1.1.2 图像的润饰主要作用是对篡改后图像篡改痕迹的清除，这当然是发生在图像拼接后。进行图像润饰的主要技术手段是进行篡改区域进行模糊、锐化、羽化、修补等清除痕迹的措施，经过润饰后就会使图像的欺骗性更强。
2 图像篡改检测
根据篡改方式，图像拼接就包含了复制、粘贴以及旋转缩放，如图2示。
图2 图像拼接取证技术模型
图像拼接就必然进行复制粘贴的操作，为了获得图像的良好角度，旋转与缩放的操作也是必不可少的。复制粘贴含有两种形式，一种是同一图像内的复制粘贴，另一种是不同图像的复制粘贴形式，图像内的粘贴必然会导致同一幅图像中的图像数据发生变化，不同图像间的复制粘贴必然导致不同区域具有不同的来源特征或不同的图像统计特征；而旋转缩放必然导致重采样，所以从这些角度着手可以对拼接篡改进行有效检测[1]。
2.1 复制粘贴操作在同一图像内
图像篡改在同一个图像内的复制粘贴必然存在篡改区域相同的图像区域，将图像进行分区分析，运用匹配搜索的方式进行检测图像篡改内容的操作，当前的研究者主要运用这个特点进行篡改的检测工作。
2.2. 不同图像间的复制粘贴工作
将两张或者更多的图像进行各自部分的拼接，并在一张图像上进行呈现的操作，进行一个整体图像的伪造过程，达到一个新的效果。这种篡改方式应用非常广泛，造成的影响更大，比copy-move的操作更加广泛。由于其在进行篡改过程中，多张图像的线条和色彩有着明显的区分，因此其更容易留下篡改痕迹。
2.2.1 基于光源方向不一致性的方法。取自两幅或者以上图像区域的图像，其光照方向必然存在不一致的现象，所以，对于图像中每个物体或区域的光照方向，经过判定不同物体或者不同区域都具有不同的光照方向，我们可以认定物体的光源不同或者区域的光源来源不同。Mahajand根据这个原理，提出了基于球面频率不变量的检测图像光照一致性方法，其缺点是只能进行光源二维方向的检测，且在阴天等直接光源缺乏的情况下不适用。
2.2.2 基于双相干特征和边缘百分比特征检测方法。首先提出双相干幅度和相位特征进行检测篡改图像的是Ng，但是这样直接应用的检测效果不是很好，精度较低。Ng为了将检测效率提高到一个新的水平，相继提出了对双相干敏感特征进行刻画，以及拼接不变量的估计两个新的基本方法，这就重新认定了新的特征，包括双相干幅度和相位变化的也测残差特征以及边缘百分比特征这三个内容。这样检测准确率得到了显著提高，不过其在完整有现实意义的图像检测上还需要提高，并作后续处理。
3 结束语
通过图像篡改的基础原理的分析，进行相关的检测取证要有的放矢，必须从照片形成机理和其固有特性上分析，并发掘出鉴定方法，逐步提高在图像篡改盲取证领域的技术水平。
参考文献：
[1]吴琼.面向真实性鉴别的数字图像盲取证技术综述[J].自动化学报，2008.
[2]徐亮.数字图像拼接篡改盲取证技术研究[J].电子设计工程，2012.
作者简介：许柯（1976.09-），男，湖南衡阳人，讲师，研究生，研究方向：信息安全、电子物证、舆情监测。
作者单位：湖南警察学院信息技术系，长沙 410138；长沙上意电子科技有限公司，长沙 410001
基金项目：2009年湖南省公安厅科研课题“针对图像篡改的数字图像盲取证研究”，2011年湖南警察学院科研项目：“等级测评中网络安全测评方法与支撑工具的研究”；杨仕强课题：湖南省科技厅计划；《上意远距离视频人体识别系统》（项目编号：2014FJ4126）；符振艾课题：湖南省科技计划项目：《基于生物特征提取的人脸识别系统设计技术研究》（项目编号：2014GK3040）。
关键词：图像篡改；数字图像；盲取证技术
中图分类号：TP391.41
随着数字化时代的到来，人们越来越多的利用数字技术进行图像的处理和开发，使得人们可以欣赏到各种美妙的图像，提高了人们的生活品质。但是这些图像处理技术有有利的一面，必然存在有害的一面，同样给人们的生活带来困扰，伪造和篡改各种图像进行欺诈等行为，给人们的生活带来了不少不安全因素。针对这些困扰，通过进行研究开发了许多进行伪造图像鉴定的技术，对图像进行检测，辨别真伪。
1 数字图像的篡改主要分类
数字图像的伪造手段多样，基本可以分为几个类型，包括图像的合成、润饰、增强、变种、绘画和计算机生成这六个基本类型。后期经过研究又增加了三种类型，图像携密篡改、二次获取图像及数字图像版权篡改这三个种类。通过对伪造手段的分类最终归纳了四种篡改类型，图像真实性篡改、原始性篡改、完整性篡改以及版权篡改这四个部分。篡改的内容较多，但是我们研究的重点在于对数字图像内容的篡改作为重点，其又分为内容的真实性篡改和完整性篡改两类，如图1所示。
图1 篡改分类模型
1.1 内容的真实性篡改
数字图像的真实性实际是图像真假的一个问题。篡改者的目的就是将图像变成与真实图像不符的图像，以达到其篡改目的。篡改技术主要有图像拼接、图像增强、图像润饰以及图像的变形几个种类。
1.1.1 将两幅图像进行具有标志特征的点找出并利用技术手段变为另一幅图像中的特点的方式就是图像拼接。进行两幅图像相关特征点的寻找是进行图像拼接的关键，将两者的对应特征点进行相应的叠加，也就兼顾了两幅图像的相关特征。作为图像篡改中非常常见的一种篡改手段，图像拼接可以将两幅或者更多的图像上的特点，根据篡改者的目的合成到一张图像上去。
1.1.2 图像的润饰主要作用是对篡改后图像篡改痕迹的清除，这当然是发生在图像拼接后。进行图像润饰的主要技术手段是进行篡改区域进行模糊、锐化、羽化、修补等清除痕迹的措施，经过润饰后就会使图像的欺骗性更强。
2 图像篡改检测
根据篡改方式，图像拼接就包含了复制、粘贴以及旋转缩放，如图2示。
图2 图像拼接取证技术模型
图像拼接就必然进行复制粘贴的操作，为了获得图像的良好角度，旋转与缩放的操作也是必不可少的。复制粘贴含有两种形式，一种是同一图像内的复制粘贴，另一种是不同图像的复制粘贴形式，图像内的粘贴必然会导致同一幅图像中的图像数据发生变化，不同图像间的复制粘贴必然导致不同区域具有不同的来源特征或不同的图像统计特征；而旋转缩放必然导致重采样，所以从这些角度着手可以对拼接篡改进行有效检测[1]。
2.1 复制粘贴操作在同一图像内
图像篡改在同一个图像内的复制粘贴必然存在篡改区域相同的图像区域，将图像进行分区分析，运用匹配搜索的方式进行检测图像篡改内容的操作，当前的研究者主要运用这个特点进行篡改的检测工作。
2.2. 不同图像间的复制粘贴工作
将两张或者更多的图像进行各自部分的拼接，并在一张图像上进行呈现的操作，进行一个整体图像的伪造过程，达到一个新的效果。这种篡改方式应用非常广泛，造成的影响更大，比copy-move的操作更加广泛。由于其在进行篡改过程中，多张图像的线条和色彩有着明显的区分，因此其更容易留下篡改痕迹。
2.2.1 基于光源方向不一致性的方法。取自两幅或者以上图像区域的图像，其光照方向必然存在不一致的现象，所以，对于图像中每个物体或区域的光照方向，经过判定不同物体或者不同区域都具有不同的光照方向，我们可以认定物体的光源不同或者区域的光源来源不同。Mahajand根据这个原理，提出了基于球面频率不变量的检测图像光照一致性方法，其缺点是只能进行光源二维方向的检测，且在阴天等直接光源缺乏的情况下不适用。
2.2.2 基于双相干特征和边缘百分比特征检测方法。首先提出双相干幅度和相位特征进行检测篡改图像的是Ng，但是这样直接应用的检测效果不是很好，精度较低。Ng为了将检测效率提高到一个新的水平，相继提出了对双相干敏感特征进行刻画，以及拼接不变量的估计两个新的基本方法，这就重新认定了新的特征，包括双相干幅度和相位变化的也测残差特征以及边缘百分比特征这三个内容。这样检测准确率得到了显著提高，不过其在完整有现实意义的图像检测上还需要提高，并作后续处理。
3 结束语
通过图像篡改的基础原理的分析，进行相关的检测取证要有的放矢，必须从照片形成机理和其固有特性上分析，并发掘出鉴定方法，逐步提高在图像篡改盲取证领域的技术水平。
参考文献：
[1]吴琼.面向真实性鉴别的数字图像盲取证技术综述[J].自动化学报，2008.
[2]徐亮.数字图像拼接篡改盲取证技术研究[J].电子设计工程，2012.
作者简介：许柯（1976.09-），男，湖南衡阳人，讲师，研究生，研究方向：信息安全、电子物证、舆情监测。
作者单位：湖南警察学院信息技术系，长沙 410138；长沙上意电子科技有限公司，长沙 410001
基金项目：2009年湖南省公安厅科研课题“针对图像篡改的数字图像盲取证研究”，2011年湖南警察学院科研项目：“等级测评中网络安全测评方法与支撑工具的研究”；杨仕强课题：湖南省科技厅计划；《上意远距离视频人体识别系统》（项目编号：2014FJ4126）；符振艾课题：湖南省科技计划项目：《基于生物特征提取的人脸识别系统设计技术研究》（项目编号：2014GK3040）。