基于成像参数的新型安全数码相机模型及其关键技术研究

数字图像防伪认证是数码时代面临的重大难题，基于安全数码相机模型的数字图像认证水印技术是解决该问题的有效途径。现有安全数码相机模型存在"拥有者伪造"和"认证时需相机参与"的不足，限制了数字图像认证水印技术的推广与应用。本项目从相机密钥分配和利用成像参数构建相机密钥与认证密钥"一对多"的新型绑定关系入手，设计一种能有效避免拥有者伪造且认证无需相机参与的新型安全数码相机模型，并从水印生成、水印嵌入、篡改检测及其篡改检测性能和安全性评估等方面研究抗JPEG压缩的可恢复认证水印算法。在此基础上，从新型安全数码相机模型和认证水印算法两方面，展开对数字图像认证水印技术可靠性评价体系的深入研究。本项目的研究不仅为实现具有防伪功能的数码相机工业制造提供技术积累，而且有助于及早确立"数字世界"的法律秩序，对维护公共信任秩序、新闻诚信、维护司法公正和打击犯罪等具有重要的理论意义和实用价值。

数字图像防伪认证是数码时代面临的重大难题，认证数字水印技术是解决该问题的有效途径之一。本项目按计划圆满完成了全部研究内容，达到了预期研究目标和研究成果，同时还开展了音频、网页等其它数字媒体的认证水印等研究。. 在项目资助下，课题组取得的研究成果分3方面总结如下。(1)新型安全数码相机模型：发明了“一种基于状态参数的安全数码相机模型”，分析了模型的安全性，并在智能手机平台上，设计开发了验证安全数码相机模型各项性能的仿真软件。(2)图像认证水印技术：提出了“基于像素邻域统计特性”、“邻域块统计比较”、“多链阈值比较”和“双阶段检测”等4种篡改检测方法，推导给出了“一般篡改”、“拼贴攻击”、“恒特征攻击”等篡改方式下，上述四种篡改检测方法的篡改检测性能，提出了两种“基于相邻像素统计特性”的图像隐写分析方法。在此基础上，给出了认证水印算法安全性的定量评价指标——不同攻击下算法的漏警率、虚警率和误检测率；通过对图像稀疏表示、超分辨重建、图像修复和图像块分类变长编码等方面的研究，提出了“基于分类DCT编码”和“变长均值编码”的变容量可恢复认证水印算法；提出了“基于双三次预测”、“结合均值和VQ编码”的可恢复认证水印算法；提出“一种结合DCT和Curvelet插值的半脆弱可恢复认证水印算法”。（3）其它数字媒体的认证水印技术：提出了两种基于质心和邻域均值鲁棒音频水印嵌入方法；提出了基于质心、p_ZMs、CSCD和ACE等半脆弱音频脆弱水印算法；提出了基于标签属性和可在浏览器上标示篡改的网页脆弱水印算法。. 标注本项目资助的已发表论文共29篇，其中已发表期刊论文20篇，国际会议论文6篇，国内专业会议CIHW论文2篇，科技论文在线1篇。上述已发表论文中，SCI收录/刊源论文10篇，EI收录/刊源论文17篇（不重复计算）。标注本项目资助的已投稿论文11篇，其中4篇论文已被EI源期刊录用。本项目资助期间完成发明专利6件，其中3件已授权。标注基金资助的博士论文一篇，硕士论文3篇。