一种改进的图像复制粘贴篡改检测算法及FPGA实现
发布时间：2021-05-25 13:52
当今,数字图像作为一种常见的多媒体传播媒介,在现代社会中扮演着关键的角色。然而,随着图像篡改技术的发展,图像的伪造变得更容易,甚至普通人也能完成图像的伪造。当这些伪造图像被用于一些重要场合如法庭审判、医生诊断病情等时,会造成一系列严重的后果。因此,检测图像是否伪造具有重要的意义。被动数字图像取证技术不需要先验知识,并且图像检测只基于图像本身的内容来完成。在许多图像篡改方法中,图像复制粘贴篡改是一种非常普遍的形式。常见的方法难以辨别,因而成为研究的热点。本文研究了一种改进的图像复制粘贴篡改检测算法。首先分析了SIFT查找特征点时对比度阈值对特征点数目的影响,发现对于纹理平滑区域,对比度阈值较高会降低算法的可信度。接着给出本课题的改进算法,首先通过降低对比度阈值以获取更多的特征点。接着使用Haar小波代替特征点的梯度直方图信息来生成特征矢量,使特征矢量的维度减少到64,是经典SIFT的一半,这样做可以有效降低特征矢量生成和后续特征匹配的时间复杂度。接着使用g2NN匹配算法进行特征匹配,可以检测多个目标的图像复制粘贴篡改。最后在一次聚类的基础之上,使用GMS算法进行二次聚类进一步提高算法检测...
【文章来源】：哈尔滨工业大学黑龙江省 211工程院校 985工程院校
【文章页数】：72 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 课题研究的背景与意义
1.2 国内外研究现状
1.2.1 国内外研究现状
1.2.2 图像篡改方式研究
1.3 经典图像复制粘贴篡改检测算法介绍
1.3.1 频域的DCT图像复制粘贴篡改检测算法
1.3.2 基于矩估计的图像复制粘贴篡改检测算法
1.3.3 基于关键点的图像复制粘贴篡改检测算法
1.4 FPGA发展现状
1.5 本文章节安排
第2章 改进图像复制粘贴篡改检测算法
2.1 引言
2.2 算法原理
2.2.1 SIFT特征点提取
2.2.2 特征矢量生成
2.2.3 特征匹配
2.3 Matlab仿真
2.3.1 可行性检验
2.3.2 有效性检验
2.3.3 健壮性检验
2.4 本章小节
第3章 改进算法硬件结构设计
3.1 引言
3.2 特征点提取结构设计
3.2.1 高斯滤波结构设计
3.2.2 高斯差分滤波结构设计
3.2.3 特征点查找结构设计
3.3 特征矢量生成结构设计
3.3.1 Haar小波结构设计
3.3.2 特征点定向结构设计
3.3.3 特征提取结构设计
3.4 特征匹配结构设计
3.4.1 循环并行全比较排序算法
3.4.2 GMS结构设计
3.5 本章小结
第4章 改进检测算法的FPGA实现及结果分析
4.1 DMA数据传输实现
4.1.1 PCIe驱动程序实现
4.1.2 PCIe数据传输实现
4.1.3 PCIe IP核生成
4.2 FPGA实现及结果分析
4.2.1 改进算法FPGA实现
4.2.2 改进检测算法结果分析
4.3 本章小结
结论
参考文献
攻读硕士学位期间发表的学术论文及其他成果
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于FPGA和USB的面阵CCD图像采集系统设计[J]. 杨勇奇,王典洪,徐朝玉,倪效勇,罗林波. 现代电子技术. 2018(16)
[2]浅谈FPGA技术的优势及其应用[J]. 陈木. 电子世界. 2015(13)
[3]图像镜像复制粘贴篡改检测中的FI-SURF算法[J]. 李岩,刘念,张斌,袁开国,杨义先. 通信学报. 2015(05)
[4]利用CSURF的图像复制粘贴篡改检测[J]. 巩家昌,郭继昌. 天津大学学报(自然科学与工程技术版). 2014(09)
[5]基于像素匹配的图像“复制-粘贴”篡改检测算法[J]. 张静,冯占磊,苏育挺. 天津大学学报. 2009(08)
[6]鲁棒的区域复制图像篡改检测技术[J]. 骆伟祺,黄继武,丘国平. 计算机学报. 2007(11)
硕士论文
[1]基于KAZE和GMS的航拍图像拼接技术研究[D]. 闫阔.大连理工大学 2018
[2]基于积分图像和Camshift的运动目标跟踪研究[D]. 范帆.浙江工业大学 2017
[3]基于改进SIFT的数字图像篡改检测及其FPGA实现[D]. 谢云芳.哈尔滨工业大学 2016
[4]基于DCT的静态图像数字水印的Verilog HDL实现[D]. 崔迎朝.哈尔滨工业大学 2015
[5]基于USB3.0的高速数据传输系统的研究与设计[D]. 陈松.电子科技大学 2014
[6]基于PCIe的高速图像采集处理关键技术研究[D]. 樊博.中国科学院研究生院(长春光学精密机械与物理研究所) 2013
[7]图像匹配算法及其高速并行实现方法研究[D]. 陆丽华.南京航空航天大学 2010
本文编号：3205453
【文章来源】：哈尔滨工业大学黑龙江省 211工程院校 985工程院校
【文章页数】：72 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 课题研究的背景与意义
1.2 国内外研究现状
1.2.1 国内外研究现状
1.2.2 图像篡改方式研究
1.3 经典图像复制粘贴篡改检测算法介绍
1.3.1 频域的DCT图像复制粘贴篡改检测算法
1.3.2 基于矩估计的图像复制粘贴篡改检测算法
1.3.3 基于关键点的图像复制粘贴篡改检测算法
1.4 FPGA发展现状
1.5 本文章节安排
第2章 改进图像复制粘贴篡改检测算法
2.1 引言
2.2 算法原理
2.2.1 SIFT特征点提取
2.2.2 特征矢量生成
2.2.3 特征匹配
2.3 Matlab仿真
2.3.1 可行性检验
2.3.2 有效性检验
2.3.3 健壮性检验
2.4 本章小节
第3章 改进算法硬件结构设计
3.1 引言
3.2 特征点提取结构设计
3.2.1 高斯滤波结构设计
3.2.2 高斯差分滤波结构设计
3.2.3 特征点查找结构设计
3.3 特征矢量生成结构设计
3.3.1 Haar小波结构设计
3.3.2 特征点定向结构设计
3.3.3 特征提取结构设计
3.4 特征匹配结构设计
3.4.1 循环并行全比较排序算法
3.4.2 GMS结构设计
3.5 本章小结
第4章 改进检测算法的FPGA实现及结果分析
4.1 DMA数据传输实现
4.1.1 PCIe驱动程序实现
4.1.2 PCIe数据传输实现
4.1.3 PCIe IP核生成
4.2 FPGA实现及结果分析
4.2.1 改进算法FPGA实现
4.2.2 改进检测算法结果分析
4.3 本章小结
结论
参考文献
攻读硕士学位期间发表的学术论文及其他成果
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于FPGA和USB的面阵CCD图像采集系统设计[J]. 杨勇奇,王典洪,徐朝玉,倪效勇,罗林波. 现代电子技术. 2018(16)
[2]浅谈FPGA技术的优势及其应用[J]. 陈木. 电子世界. 2015(13)
[3]图像镜像复制粘贴篡改检测中的FI-SURF算法[J]. 李岩,刘念,张斌,袁开国,杨义先. 通信学报. 2015(05)
[4]利用CSURF的图像复制粘贴篡改检测[J]. 巩家昌,郭继昌. 天津大学学报(自然科学与工程技术版). 2014(09)
[5]基于像素匹配的图像“复制-粘贴”篡改检测算法[J]. 张静,冯占磊,苏育挺. 天津大学学报. 2009(08)
[6]鲁棒的区域复制图像篡改检测技术[J]. 骆伟祺,黄继武,丘国平. 计算机学报. 2007(11)
硕士论文
[1]基于KAZE和GMS的航拍图像拼接技术研究[D]. 闫阔.大连理工大学 2018
[2]基于积分图像和Camshift的运动目标跟踪研究[D]. 范帆.浙江工业大学 2017
[3]基于改进SIFT的数字图像篡改检测及其FPGA实现[D]. 谢云芳.哈尔滨工业大学 2016
[4]基于DCT的静态图像数字水印的Verilog HDL实现[D]. 崔迎朝.哈尔滨工业大学 2015
[5]基于USB3.0的高速数据传输系统的研究与设计[D]. 陈松.电子科技大学 2014
[6]基于PCIe的高速图像采集处理关键技术研究[D]. 樊博.中国科学院研究生院(长春光学精密机械与物理研究所) 2013
[7]图像匹配算法及其高速并行实现方法研究[D]. 陆丽华.南京航空航天大学 2010
本文编号：3205453
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