图像与多媒体技术・Ｉｍａｇｅ＆Ｍｕｌｔｉｍｅｄｉａ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ 基于Ｈａｒｒｉｓ角点检测的数字图像反取证技术研究 文／高飞 王正光 ｆｓｐｅｃｉａｌ（’ｇａｕｓｓｉａｎ’，［５ １］，１．５） Ｈａｒｒｉ Ｓ角点检９／４就属于基于 即： 加无关角点，破坏图像中原有角点的位置。 模版的检测算法。通过识别出图 像的角点就可以大致描绘出图像 的轮廓。而且通过比对和匹配图 像的角点还可以对复制一粘贴伪 造区域进行检测和定位。本文通 过对Ｈａｒｒｉ Ｓ角点检测算法进行系 Ｗ（ｘ，ｙ）＝［０．１２０１；Ｏ．２３３９；０．２９２１；０．２３３９； ０．１２０ｌ Ｊ。 Ｈａｒｒｉｓ角点所做的高斯滤波也可看成是某 个脉冲和图像卷积的结果。所以使用逆滤波器 可以降低高斯滤波对于图像的作用。不过这种 令 逆滤波器是提前运用的，即在脉冲对图像进行 ＡＩ＝０．１２０１ 蜒＋０．２３３９＂目＋ｏ ２９２１’碍＋０．２３３９ ４０．１２０１‘鹾 统的分析和实验研究旨在寻找一 种方法在不改变图像大致原貌的 Ａ３ ｌ如１・研＋０．２３３９＊耐，ｅＯ．２９２１・研ｍ２３３９ ｍｌⅪ１ 职 基础上隐藏，篡改，增加图像角点， 使Ｈａｒｒｉ ｓ角点检测算法无法正常 Ａ２ ０．１２０１ ＩｘｌＩｙｌ＋０．２３３９ Ｉｘ２Ｉｙ３＋Ｏ．２９２１ Ｉ 识别出图像应有的角点。 ３Ｉｙ３＋０．２３３９ Ｉｘ４Ｉｙ５＋０．１２０１ Ｉｘ５Ｉｙ５ 则 【关键词】Ｈａｒｔｉ Ｓ角点检测数字图像反取证 Ｍ＝［ Ａ Ｉ ］ ：＾ 一 ＋ 技术 其中＾和 分别是Ｍ的两个特征值。通过计算 Ｒ的值即可确定窗口是否包含角点。如果一个 像素点的Ｒ值大于某个闽值并且大于周围相 角点是图像的一种极其重要的特征。准确 邻８个像素点的Ｒ值，即可确认该点为角点。 地找到一幅图像的角点有助于理解和分析该图 所以说要想处理一张图片使得Ｈａｒｒｉｓ角 像。同时角点检测又是图像取证的一种基本方 点检测算法无法正确地检测出角点即改变像素 法。角点检测可分为三类，分别是基于图像灰 的Ｒ值即可。 度的角点检测、基于二值图像的角点检测、基 由于Ｈａｒｒｉｓ算法在做检测之前先进行了高 于轮廓的角点检测。而基于图像灰度的检测又 斯滤波，所以各个点之间并不是单独存在的， 分为梯度、模版和模板梯度三种类型。Ｈａｒｒｉｓ 而是互相之间有关联的，改变一个像素的值会 角点检测就属于基于模版的检测算法。通过 引发周围其他像素Ｒ值的改变。这样，经过 识别出图像的角点就可以大致描绘出图像的轮 处理后再进行角点计算所得的结果是未知的， 廓。而且通过比对和匹配图像的角点还可以对 无法预测的。因为每幅图片像素之间的关系并 复制一粘贴伪造区域进行检测和定位。 不相同，如果只是改变其中一个像素，处理后 本文通过对Ｈａｒｒｉｓ角点检测算法进行系 的结果依赖于图片本身。Ｈａｒｒｉｓ检测算法做的 统的分析和实验研究旨在寻找一种方法在不改 高斯滤波既有利又有弊，好的一方面是处理了 变图像大致原貌的基础上隐藏，篡改，增加图 噪声点的问题，使得图像中的噪声点无法被当 像角点，使Ｈａｒｒｉｓ角点检测算法无法正常识别 成角点检测出来。但是不好的一方面是引入了 出图像应有的角点。 相关性，使得各个像素之间关联性增强。怎样 １ Ｈａｒ ｒｉ ｓ算法 解除这种相关性成了Ｈａｒｒｉｓ角点反检测的重要 Ｈａｒｒｉｓ角点检测算法的本质是用一个窗口 步骤。 在图像上沿着周围八个方向移动，然后通过计 ２基于Ｈａｒ ｒ ｊ ｓ角点检测的反取证算法及 算公式： 逆滤波器分析 Ｍ＝ ）［ ｚｘ ２ 矿Ｉｘｙ］ 所谓的基于Ｈａｒｒｉｓ角点检测的反取证算法 是指对一幅图像进行处理，使得在用Ｈａｒｒｉｓ算 求得窗口中是否存在角点，其中ｗ（ｘ，ｙ） 法对这幅图像进行角点检测时所检测出的角点 是一个高斯平滑滤波器，普遍性地，在使用 多为伪角点，而真实的角点则被隐藏。基于这 Ｍａｔｌａｂ计算图像角点时，该高斯滤波函数取： 个目的，可以对图像中的角点进行隐藏，并增 １０４・电子技术与软件工程Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ＆Ｓｏｆｔｗａｒｅ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ 干扰之前所做的预先的逆滤波。换成另外一种 角度来看，提前做的处理可以当成噪声脉冲， 那么Ｈａｒｒｉｓ角点检测所做的高斯滤波就成为了 噪声脉冲的逆滤波。提前经过处理的图像在经 过进行高斯滤波之后，就又变回了原图像，这 样Ｈａｒｒｉｓ在寻找角点时各个像素之间的关联就 可以降低，在这个基础上更改某个像素的值并 不会对于其他的点产生影响。 ３代码实现 ３．１逆滤波器的代码 ｆｏｒｌ＝１：ｋ ｏｆｒＯ＝一３：３ ｆｏｒ０２＝一３：３ Ｐｌ＝ｓｕｍ（ｄＯｕｂ１ ｅ（ｃｕｒｒｅｎｔ（Ｃ（１，２）＋Ｏ一 ２：Ｃ（１，２）＋ｏ＋２，ｃ（１，１）＋ｏ２））． ｈ２）； Ｐ＝ｓｕｍ（ｐｌ（：））； ｃｕｒｒｅｎｔ（ｃ（１，２）十ｏ，ｃ（１，１）＋ｏ２）＝ ｕｉｎｔ８（ｐ）； ． ｅｎｄ ｅｎｄ ｅｎｄ ３．２ Ｈａｒｒｉ Ｓ角点检测的Ｍａｔｌａｂ代码 ｏｆｒｉ＝２：ｈｅｉｇｈｔ－１ ｏｆｒｊ＝２：ｗｉｄｔｈ一１ ｉｆ Ｒ（ｉｊ）＞０．０１ Ｒｍａｘ＆＆Ｒ（ｉｊ）＞Ｒ（ｉ一 １Ｊ一１）＆＆Ｒ（ｉｊ）＞Ｒ（ｉ—Ｉｊ）＆＆Ｒ（ｉｊ）＞Ｒ（ｉ一１Ｊ＋１） ＆＆Ｒ（ｉＪ）＞Ｒ（ｉ，ｊ一１）＆＆Ｒ（ｉｊ）＞Ｒ（ｉｊ＋１）＆＆ Ｒ（ｉｊ）＞Ｒ（ｉ＋ｌｊ一１）＆＆Ｒ（ｉｊ）＞Ｒ（ｉ＋ｉｊ）＆＆ＲＯｊ） ＞Ｒ（ｉ＋１ｊ＋１） ｒｅｓｕｌｔ（ｉ，ｊ） １； ｃｎｔ＝ｃｎｔ＋ｌ； ｅｎｄ； ｍａｇｅ＆Ｍｕｌｔｉｍｅｄｉａ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ・图像与多媒体技术 表ｌ：１０００张图片处理后统计数据 次数 ｌ 原角点数 ｌ０６－３８ 处理后角点数 １０２．４１４７９ 消除角点数 ８９．４５３３７ 增加角点数 ８５．４８３３８ 未处理角点数 １６．９３１４０４ 未处理角点数百分比 １７．８４３１３４０９０９０９１％ ２ １Ｏ６－３８ ９０．４１０５０３ ９０．４１２６４ ７４．４３８３７ ｌ５．９７２１３２９ １６．７０２６９５４４７６８０７％ ３ １０６－３８ ７９．０４６０８７ ９０．９２８１８ ６３．５８９４９ １５．４５６５９１６４ １６．１３１５９１０ｌ５１１８８００％ ４ １０６．３８ ７３．２１３２９０ ９１．２２７２２ ５８．０５５７３ １５．１５７５５６２７ １５．７５１９４６６８８２４１６ＯＯ％ ５ １Ｏ６＿３８ ６５．８２６３６６ ９１．４５６５９ ５０．８９８ｌ７ １４．９２８１８８６４ ｌ５．４９１３９９４３８４４４９０Ｏ％ ６ １０６＿３８ ６０．６３７７２７ ９１．６５２７３ ４５．９０５６８ １４．７３２０４７１６ ｌ５．１５６２Ｏ５９３９５２４８Ｏ０％ ７ １Ｏ６．３８ ５６．８２９５８ １ ９１．７７９２０ ４２．２２４００ １４．６０５５７３４２ １５．１３１２２８８３３６９３３００％ ８ ｌＯ６－３８ ５３．８０３８５８ ９１．９０１３９ ３９．３２０４７ １４．４８３３８６９２ ｌ４．８９０９９５１０２４８ｌ１００％ ９ ｌ０６．３８ ５１．３５７９８４ ９１．９６１４１ ３６．９３４６ｌ １４．４２３３６５４９ １４．８９３Ｏ８４４２２８６９５ＯＯ％ ｌ０ １０６－３８ ４９．６５８０９２ ９１．９５０６９ ３５．３ １０８２ １４．３４７２６６８８ １４．７９３４７４４７０８４２３Ｏ０％ ｌ５ １０６．３８ ４５．１３６１２０ ９２．０８５７４ ３０．９２３９０ １４．２１２２ｌ８６５ １４．５６６５５９６７６Ｏ２５９Ｏ０％ ２０ １０６－３８ ４３．７９０９９６ ９２．１３２９０ ２９．６２５９３ １４．１６５０５８９５ ｌ４．５２６７５８８１２Ｏ９５０ＯＯ％ ５０ １０６＿３８ ４３．０３３２２６ ９２．２４１ｌ５ ２８．８８９６０ １４．１４３６２２７２ １４．４７７７９１３１７４９４６００％ １Ｏ０ ｌ０６－３８ ４３．０２５７２３ ９２．２４１１５ ２８．８８２１０ ｌ４．１４３６２２７２ １４．４７７７９１３ ｌ７４９４６００％ ５００ １Ｏ６．３８ ４３．０３２１５４ ９２．１６１８４ ２８．８９６０３ １４．１３６１２Ｏ０４ １４．４７７８９７９０４９６７６００％ ｅｎｄ； ｅｎｄ； 入分析意图寻找一种反取证算法对图像中的角 点进行隐藏和修改，使得基于Ｈａｒｒｉｓ角点检测 的图像取证方法失效。 通过对Ｈａｒｒｉｓ算法进行深入研究可以了解 Ｈａｒｔｉ Ｓ角点检测方法［Ｊ】．计算机应用与 软件，２００８（１２）：２４２－２４３． ４反取证算法综分析 因为Ｈａｒｒｉｓ算法中寻找角点是用每个像 素的Ｒ值与其周围像素的Ｒ值做比较，所以 只更改其中一个像素值很可能会影响其他相邻 像素的Ｒ值的比较结果。所以对一幅图像进 行多次反取证算法的处理可以隐藏尽可能多的 角点。 ［２］赵万金，龚声蓉，刘纯平，沈项军．一种 自适应的Ｈａｒｒｉ Ｓ角点检测算法【Ｊ］．计算 机工程，２００８（１ ０）：２１２－２１４． 角点检测算法的基本原理和作用，从而找出一 种合适并且高效的反取证算法。反取证的实现 和应用可以对篡改，抄袭图片的常用手段进行 了解和认识并且在了解这些手段的前提下对于 图像篡改等情况进行防范和分析。本文中所提 出的反取证算法有着简单，对于图像的依赖性 【３】张黎，马燕，李顺宝．基于细节增强的自 适应Ｈａｒｒｉ Ｓ角点检测算法［Ｊ】．计算机应 用与软件，２Ｏ１ ２（０４）：２５３－２５５． 【４】刘睿，王锋，陈卫东，孔李军．基于小波 变换多尺度Ｈａｒｒｉ Ｓ角点检测算法［Ｊ］．微 计算机信息，２００９（１ ８）：２４４—２４５． 表１是对１０００张不同图片经过实验后得 较强，不同图像的处理效果不一样，无法滤除 到的平均统计数据。从中可以发现对图像进行 ８次反取证算法处理是较为妥当的 掉图像中的噪声点，会使一些噪声被当作角点 检测出来，对于复杂的图片处理效果不明显。 作者单位 １．南开大学滨海学院天津市 ３００２７０ ５结论 参考文献 本文通过对Ｈａｒｒｉｓ角点检测算法进行深 ［１］王德超，２．天津师范大学天津市３００３８７ 涂亚庆，张铁楠．一种多尺度 Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ＆Ｓｏｆｔｗａｒｅ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ电子技术与软件工程・１０５