25、基于形态学操作的图像块大小取证新方法

基于形态学操作的图像块大小取证新方法

1. 引言

随着数字多媒体处理技术和相关软件工具（如Photoshop）的发展，普通用户篡改多媒体数据内容且不留下明显痕迹变得越来越容易，这使得验证多媒体数据的可信度成为一项极具挑战性的任务。

传统的多媒体安全方法在数据创建时需要额外的处理，例如基于水印的方法需要预先嵌入不可见的数字水印，以便在后续检测篡改。然而，在许多实际的取证场景中，往往没有数字水印或数字签名等额外信息可用，因此这些需要额外信息的主动方法在这些情况下会失效。

近年来，一些被动方法被提出，用于在不依赖额外信息的情况下，分析多媒体数据的获取和处理方式。这些被动方法利用成像设备或软件系统中各个模块留下的固有痕迹来揭露数字篡改。块处理在许多编码机制中广泛应用，块效应是其固有的特征之一。虽然大多数关于块效应的研究主要集中在图像恢复和增强方面，但从数字取证的角度来看，块效应是分析多媒体信号内容的有用特征。

以往的研究大多假设图像是通过已知的压缩方案（如JPEG、MPEG）以固定的块大小（如8×8或16×16）进行压缩的。但在实际的取证案例中，不同的源编码器可能采用各种块大小，例如一些矢量量化编码器使用小至2×2的块大小，JPEG 2000可以选择任意块大小对图像进行分块，而且块不一定是规则的正方形。因此，在不知道图像先前处理信息的情况下，能否检测块效应的存在并估计块大小，对于进一步的取证分析（如源编码器识别和量化参数估计）至关重要，因为不准确的块大小估计会导致后续分析无效。

现有的一种估计块大小的方法是先分别获取每个维度的梯度，然后在正交方向上对结果数据进行平均，得到水平和垂直方向的一维平均值，再使用最大似然估计（MLE）来估计一维信号的周期，