数字多媒体取证技术综述

数字多媒体取证是信息安全一个刚刚兴起的研究领域,研究数字多媒体取证技术对确保多媒体数据的可靠性有着极其重要的意义。以数字图像取证为代表,从篡改检测、来源辨识、真实性鉴定、设备成分取证以及多媒体取证方法的可靠性等五个方面对现有数字多媒体取证技术进行综述,重点介绍了典型算法,并指出当前研究中存在的一些主要问题,给出本领域未来的研究方向。     

基于深度学习的数字图像取证技术研究进展

随着数字图像篡改技术不断的革新换代,传统的取证方法已经无法对抗最新的多媒体篡改手段和技术,尤其是深度造假及深度学习技术带来的全新挑战。总结提炼了包括图像预处理模块、特征提取模块及分类结果后处理模块的通用数字图像取证框架,并在提出的框架基础之上分析现有相关研究的优缺点,同时归纳了数字图像取证面临的挑战并指明未来的发展方向。     

数字音频篡改被动检测研究综述

数字音频篡改被动检测是指不依赖任何预先嵌入的信息来鉴别数字音频真伪的技术,其最主要研究内容是判定数字音频的真实性和完整性,在司法取证、新闻公正、知识产权保护等领域有着广泛的应用前景。目前领域内相关综述主要从数字音频主动、被动取证总体框架开展,并未专门针对数字音频篡改被动取证研究进行系统全面总结,且涉及被动取证部分存在时效性不足的问题。据此首先总结了数字音频篡改被动检测的任务模型和取证框架,接着依据篡改手段、检测策略、所使用的统计特征及模型,将目前的数字音频篡改被动检测方法分为四类：基于篡改操作的检测方法、基于数字音频重压缩的检测方法、基于录音设备和音频录制环境的检测方法、基于数字音频信号自身统计特性的检测方法,然后分析了每种方法所采用的典型算法和扩展手段,并对不同检测算法进行性能比较,然后对这四类方法的检测特点和使用范围进行总结。最后综合近年来国内外研究人员的主要成果,总结了数字音频篡改被动检测研究面临的问题和挑战,并对未来的研究进行了展望。     

虚假数字人脸内容生成与检测技术

近年来,以深度学习算法为代表的人工智能技术在安防视频监控、个人隐私保护、自动驾驶等领域广泛应用.尤其在人脸识别等领域,深度学习方法显示出超越人类感知及辨别的能力,为人类的日常生活带来了诸多便利.然而,利用人工智能生成、对抗、伪造等技术产生的虚假数字人脸给个人隐私安全、社会安全乃至国家安全等方面带来了诸多风险和挑战.本文通过回顾虚假数字人脸内容生成与检测的相关研究工作,揭示其对国民、国家安全造成的潜在威胁.具体来说,本文首先介绍虚假数字人脸内容的攻击对象及攻击类型,从两种攻击对象—人工智能系统及人类感知系统,两大攻击类型—人脸对抗样本及人脸深度篡改,归纳、分析相应的生成、攻击及检测、防御技术.最后,本文讨论和展望虚假数字人脸内容生成与检测技术未来的研究方向和发展趋势.     

音频取证若干关键技术研究进展

介绍了音频取证领域的最新研究进展、音频真实性的研究状况。对音频取证研究领域的历史进行了回顾,探讨了音频取证的分类,构建了音频取证框架。对音频取证的若干个关键技术进行了总结,包括音频主动取证技术、基于电网频率特征的音频篡改技术、无电网频率成分下的音频篡改检测技术、录音设备的特征参数、模式识别、数据库建设情况以及录音场合识别等。最后对音 频取证技术进行了总结和展望。     

面向真实性鉴别的数字图像盲取证技术综述

数字图像盲取证技术作为一种不依赖任何预签名提取或预嵌入信息来鉴别图像真伪和来源的技术, 正逐步成为多媒体安全领域新的研究热点, 且有着广泛的应用前景. 首先简要描述了图像盲取证技术要解决的问题和任务. 根据图像鉴别使用的取证特征, 将用于真实性鉴别的图像盲取证技术划分为三类: 基于图像伪造过程遗留痕迹的盲取证技术、基于成像设备一致性的盲取证技术和基于自然图像统计特性的盲取证技术, 然后分别阐述了这三类取证技术的基本特征和典型方法, 对不同算法进行了性能比较和总结. 最后综合近年来国内外学者在面向真实性鉴别的图像盲取证技术方面的主要研究成果, 探讨了图像盲取证技术存在的问题及未来研究方向.     

数字视频区域篡改的检测与定位

目的 数字视频区域篡改是指视频帧图像的某个关键区域被覆盖或被替换,经过图像编辑和修补之后,该关键区域的修改痕迹很难通过肉眼来分辨。视频图像的关键区域承载了视频序列的关键语义信息。如果该篡改操作属于恶意的伪造行为,将产生非常严重的影响和后果。因此,视频区域篡改的检测与定位研究具有重要的研究价值和应用前景。方法 数字图像的复制粘贴篡改检测已经取得较大的研究进展,相关研究成果也很多。但是,数字视频区域篡改的检测与定位不能直接采用数字图像的复制—粘贴篡改取证算法。数字视频区域篡改检测与定位是数字视频被动取证研究领域中的一个新兴的研究方向,近年来越来越多的学者在该领域开展研究工作。目前,数字视频的区域篡改检测与定位研究还缺少完善的理论支撑和通用的检测与定位算法。在广泛调研最近几年的最新研究成果的基础上,对数字视频区域篡改的被动取证概念及重要性进行了介绍,将现有的数字视频区域篡改被动取证算法分为4类：基于噪声模式的算法、基于像素相关性的算法、基于视频内容特征的算法和基于抽象统计特征的算法。然后,对这些区域篡改检测与定位的算法进行对比分析,并介绍现有的视频区域篡改软件和算法,以及篡改检测算法的测试数据库。最后,对本研究领域存在的问题和挑战进行总结,并对未来的研究趋势进行展望。结果 选取了20篇文献中的18种算法,分别介绍每种算法的算法原理,并对这些算法进行对比分析。大部分的算法都宣称可以检测并定位出篡改可疑区域,但是检测和定位的精度、计算复杂度都各有差异。其中,基于时空域的像素相关性分析的算法具有较好的检测和定位效果,并且支持运动背景视频中的运动目标删除篡改检测和定位。基于光流平滑性异常的算法和基于运动目标检测的算法都是基于公开的视频篡改测试库进行比较测试的,两种算法都具有较好的检测和定位效果。基于隐写分析特征提取的集成分类算法虽然只能实现时域上的篡改定位,不能实现更精细的空域篡改定位,但是该算法为基于机器学习的大规模视频篡改取证研究提供了新思路和可能的发展方向,具有较大的指导意义。结论 由于视频编码压缩引入噪声,以及视频区域篡改软件工具和技术的改进,视频区域篡改检测和定位仍是一个极具挑战的课题。未来几年,基于视频内容特征和抽象统计特征的视频区域篡改检测和定位算法,有可能结合深度学习算法,得到进一步的研究和发展;相关的理论算法、系统模型和评价标准等研究成果将逐步完善。     

数字图像篡改盲检测综述

随着近些年成本低廉的高性能电子成像设备的不断普及和操作简单的数字图像编辑软件的广泛应用,人们制作一幅篡改图像已经变得越来越容易。这些技术使得人们很难察觉和辨识那些使用专业技术处理过的篡改图像的伪造痕迹,因而对包括新闻传播、司法取证、信息安全等诸多领域带来了严重的威胁,数字信息的安全性和可靠性也因此越来越受到国际社会的广泛关注。综上所述,开展针对数字图像篡改检测方法的研究有着极其重要的意义。本综述围绕数字图像篡改盲检测方法开展工作。首先,本文根据数字图像篡改检测方法所依赖的线索对篡改检测方法进行层次化分类,将图像篡改检测方法分为两个方面:基于成像内容及成像系统印记一致性的检测方法和基于篡改及JPEG重压缩痕迹的检测方法。然后,按照内容的来源和篡改操作所处的阶段,将以上两方面篡改检测方法进一步分为四个分组:基于成像内容一致性的检测方法、基于成像系统印记一致性的检测方法、基于篡改及其后处理痕迹的检测方法和基于JPEG重压缩痕迹的检测方法;又根据目前文献涉及话题的分布情况,再将四个分组细分为十二个分类:基于光照一致性的检测方法、基于特征提取与分类的检测方法、基于成像色差印记一致性的检测方法、基于自然模糊印记一致性的检测方法、基于成像系统噪声印记一致性的检测方法、基于彩色滤波阵列插值印记一致性的检测方法、基于几何变换及插值痕迹的检测方法、基于人为模糊痕迹的检测方法、基于中值滤波痕迹的检测方法、基于特征匹配的检测方法、基于对齐JPEG重压缩假设的检测方法和基于非对齐JPEG重压缩假设的检测方法。接着,本文梳理出每种分类的主干的思想脉络并对该类中重要的算法加以详尽分析和论述。除此以外,本文还对各类方法中典型的算法的性能做了比较,并归纳总结了在各种方法中常见的性能衡量标准和公开数据集,便于后续研究使用。最后,本文对各方法存在的问题加以总结,并对未来发展的趋势做出预测。希望此综述能够对数字取证有关的研究者提供研究文献的参考、研究方法上的启发和研究思路上的借鉴。     

数字图像复制粘贴篡改取证技术比较研究

本文介绍了目前几种对数字图像复制粘贴篡改取证的算法,比较了各种算法的性能和特点,分析和讨论复制粘贴篡改的检测原理,并展望了该技术未来的发展方向。     

基于多模双线性池化方法的虚假新闻检测模型

社交媒体的兴起促进了新闻行业的发展,使虚假新闻的传播也变得更为便利,然而多样化的新闻表现形式带来了很多负面影响,比如新闻内容夸大事实、恶意篡改新闻文本或图像内容、构造虚假新闻事实引起社会舆论,这促使了虚假新闻检测工作成为新闻领域新的挑战。为了应对虚假新闻检测工作的研究,将新闻文本与图像信息结合起来,通过多模双线性池化方法,改变传统特征融合方法,构建出基于新特征融合方法的虚假新闻检测模型,并且采用虚假新闻检测领域标准数据集验证模型的性能,实验结果表明,文本与图像的融合特征表现在虚假新闻检测领域不可替代,且所提方法能够有效提升虚假新闻检测性能。     

语音伪造与鉴伪的发展与挑战

本文对语音伪造与鉴伪的发展进行了梳理与阐释。针对语音伪造的适用场景与关键技术点,分别对身份风格伪造、音色与韵律伪造、语音模拟三大核心语音伪造技术的基本概念、发展历程、优势与不足进行梳理与分析。针对语音伪造的应对技术语音鉴伪技术,首先介绍整理了针对性较强、面向参数式语音伪造、拼接式语音伪造与语音模拟技术框架的应对技术,在此基础上介绍了具有普适性更强的基于深度鉴别网络语音鉴伪研究进展。在此基础上,本文针对语音伪造技术所面临口语化、低资源的挑战,对未来多风格、低成本、鲁棒性发展趋势进行分析。对于语音鉴伪,本文从语料库、特征挖掘、异常检测三个角度对未来的研究重点进行诠释。     

利用Harris特征点和环形均值描述的图像区域复制篡改的被动取证

提出一种利用Harris特征点和环形均值描述的图像区域复制篡改检测算法。首先对图像进行自适应维纳滤波,并利用Harris算子提取图像的特征点,然后通过对每个特征点的环形邻域进行均值描述生成特征向量矩阵,并采用字典排序和阈值化处理进行相似性匹配,从而确定候选匹配点,最后利用RANSAC算法剔除错误的匹配点,实现复制和篡改区域的标识定位。实验结果表明,算法对于复制区域的旋转和翻转变换具有较强的鲁棒性,并且可以有效抵抗常见的后处理攻击,包括高斯模糊、加性高斯白噪声、JPEG压缩以及它们的混合操作,尤其能够抵抗非显著视觉结构的平坦区域和小区域的复制、粘贴、篡改操作。     

数字彩色图像拷贝－变换－移动篡改检测

针对拷贝-变换-移动篡改技术,提出基于尺度不变特征变换（SIFT）特征点的检测算法。该算法利用快速匹配方法得到互相匹配的SIFT特征点作为种子点,根据SIFT特征点的尺度和方向信息制定合适的生长策略逐步生长出被篡改区域。实验结果证明,该算法对常用的润色操作和JPEG压缩有较好的稳健性。     

下采样对数字图像伪造检测的影响分析

在数字图像伪造检测中,取证过程容易导致伪造痕迹丢失,造成图像内容鉴别困难。为此,研究数字图像伪造检测方法的可靠性。给出图像复制-移动伪造检测流程,分析下采样处理对图像伪造检测的影响。理论分析与实验结果表明,在一定情况下,下采样处理会移除数字图像的伪造痕迹,影响检测结果。     

利用传感器噪声对复制遮盖篡改的检测

由于现今功能强大的图像编辑软件很容易就可以得到,所以对数字图像进行操作和编辑变得非常的容易,在一幅图像中添加或移掉一个重要的人或物并且不留任何痕迹是很有可能的.如果这些篡改图用在媒体或法律上,对社会将造成很大的影响.随着数码相机和摄像机的不断普及,验证数码图像变得越来越重要了.利用相机的传感器噪声对复制遮盖篡改图像进行检测,并根据其模板噪声进一步确定篡改区域.对多幅图像进行操作,实验证明效果不错.     

利用颜色滤波阵列特性和模糊估计检测篡改

由于有功能强大的计算机和图像处理软件的存在,普通用户可以将数字图像篡改成他们想得到的任何形式.如果这些篡改图用在媒体或法律上,对社会将造成很大的影响,所以检测数字篡改变成了一个非常严峻的问题.在大多数情况下,数字篡改图像是很逼真的,但是在处理过程中也会留下一些痕迹.将图像的颜色滤波阵列特性和模糊估计的方法结合起来对图像进行篡改检测,对多幅图像操作,实验证明有不错的检测效果.     

基于融合的高分辨率彩色图像拷贝—变换—移动篡改检测

拷贝—变换—移动篡改是一种操作简单但非常有效的数字图像篡改方法,现有检测框架无法检测。同时,在处理高分辨率篡改图像时,基于穷举搜索的现有算法框架会有计算量的困难。针对高分辨率彩色图像拷贝—变换—移动篡改提出了基于图像融合和尺度不变特征变换(SIFT)特征点匹配的检测算法。首先利用基于加权多尺度基本形的图像融合方法将降采样后的彩色图像信息融合至单幅灰度图像中,然后设计快速匹配方法得到融合图像中匹配的SIFT特征点作为种子点,最后根据图像处理规则和SIFT特征点的尺度和方向信息制定合适的生长策略逐步生长出被篡改区域。对手动制作的篡改图片和可疑新闻图片的实验结果表明,该算法对常用的润色操作和亮度调整以及JPEG有损压缩有较强的稳健性。     

基于点匹配的区域拷贝篡改检测

图像区域拷贝是一种常见的数字图像篡改技术,目前的大部分数字图像区域拷贝取证技术未考虑旋转和缩放因素。提出一种新的基于点匹配的图像区域篡改检测算法。首先利用尺度不变旋转变换(SIFT)寻找图像中的关键点,使用主成分分析法(PCA)对关键点进行降维描述,然后利用关键点特征向量的相似度寻找关键相似点。实验表明,该算法不但能够较精确地定位出复制和粘贴的图像伪造区域,还能有效抵抗噪声污染、有损压缩以及旋转等攻击,并有效地减少运算量,提高了检测效率。     

基于SIFT的区域复制窜改检测算法*

提出了一种区域复制窜改检测算法,用于检测同幅图像中经几何变换的区域复制窜改问题.先利用SIFT算法提取出图像中SIFT关键点后,再用欧式距离找出所有匹配的关键点,最后根据同一幅自然图像不存在互相匹配的特征点这一特性,判定图像是否被窜改以及定位出被窜改的区域.实验结果表明,算法不仅可以检测出伪造图像中经平移变换的窜改区域,还可以检测出经旋转、缩放以及两者组合的几何变换.与其他的区域复制窜改算法相比,算法对伪造图像的检测有了较大的改进.     

Dual tree complex wavelet transform approach to copy-rotate-move forgery detection

As a common scheme of image tampering,copy-move forgery plays an important role in image forgery committee.Although several blind methods aimed at detecting replicated regions have been proposed,these methods cannot detect the rotation changes in the duplicated areas efciently.In this paper,a new forensic method is presented to detect the replicated areas rotated by arbitrary angles,even by JPEG compression.To achieve this,overlapping blocks of pixels are decomposed using dual tree complex wavelet transform(DTCWT),and then channel energies are extracted from each subband at each decomposition level using the L1norm.Finally,the anisotropic rotationally invariant features are extracted using magnitudes of discrete Fourier transform for these channel energies.The implementation procedure of the proposed method is described in detail.Extensive experimental results,including a comparative evaluation with existing methods and the special applications in practice,are also presented to demonstrate the robustness and efectiveness of the proposed method.