CN111784708B

CN111784708B - 图像防篡改检验方法和装置

Info

Publication number: CN111784708B
Application number: CN202010638559.2A
Authority: CN
Inventors: 白雪松
Original assignee: Shanghai Junyu Digital Technology Co ltd
Current assignee: Shanghai Junyu Digital Technology Co ltd
Priority date: 2020-07-03
Filing date: 2020-07-03
Publication date: 2021-03-12
Anticipated expiration: 2040-07-03
Also published as: CN111784708A

Abstract

本发明提供了一种图像防篡改检验方法和装置，涉及网络信息安全的技术领域，方法包括：获取待处理图像；将所述待处理图像按像素转换为第一颜色编码格式图像；其中，第一颜色编码格式图像包括多种色度值分量；将第一颜色编码格式图像的至少一种色度值分量按预设转换区域或单位区域共享值中的至少一种方式进行转换，得到转换后的图像；将转换后的图像进行保存；对保存后的图像按预设转换区域或单位区域共享值中的至少一种方式进行检验，以检验图像是否被篡改；本发明能够实现检验图像是否被篡改的目的，从而确保信息的安全性。

Description

图像防篡改检验方法和装置

技术领域

本发明涉及网络信息安全的技术领域，尤其是涉及一种图像防篡改检验方法和装置。

背景技术

目前，图像在存储和传输时通常会保存为某种文件格式，例如JPG，BMP，PNG等。由于常用的文件格式数据存储结构已为大众所熟知，存储信息的位置(比如JPG文件的EXIF区域)，导致存储的图像很容易被他人读取和篡改。而当前在线拍照进行身份验证已成为趋势，所拍摄的个人图像通常以某种文件格式保存在某一位置，而如何保证所拍摄的图像没有被非法篡改，关乎网络信息安全。

发明内容

本发明的目的在于提供一种图像防篡改检验方法及装置，能够生成防篡改的图像，从而提升了信息的安全性。

第一方面，本发明提供的一种图像防篡改检验方法，包括：

获取待处理图像；

将所述待处理图像按像素转换为第一颜色编码格式图像；其中，第一颜色编码格式图像包括多种色度值分量；

将第一颜色编码格式图像的至少一种色度值分量按预设转换区域或单位区域共享值中的至少一种方式进行转换，得到转换后的图像；

将转换后的图像进行保存；

对保存后的图像按预设转换区域或单位区域共享值中的至少一种方式进行检验，以检验图像是否被篡改。

在可选的实施方式中，将第一颜色编码格式图像的至少一种色度值分量按预设转换区域进行转换，得到转换后的图像包括：

对第一颜色编码格式图像按预设图像分割规则进行图像分割，以确定第一颜色编码格式图像的预设转换区域；

将第一颜色编码格式图像的至少一种色度值分量在预设转换区域进行转换。

在可选的实施方式中，将第一颜色编码格式图像的至少一种色度值分量按单位区域共享值进行转换，得到转换后的图像包括：

将第一颜色编码格式图像按预设像素规格依次划分为多个单位区域，其中，一个预设像素规格对应一个单位区域；

将每个单位区域的至少一种色度值分量按所述色度值分量相对应的单位区域共享值进行转换。

在可选的实施方式中，所述单位区域共享值为平均值、最大值或最小值中的一种。

在可选的实施方式中，将转换后的图像进行保存，包括：

将转换后的图像以第一图像格式进行保存，或者，将转换后的图像转换为第二颜色编码格式图像后，以第二图像格式进行保存。

在可选的实施方式中，所述第一颜色编码格式图像为YUV格式图像，所述色度值分量包括U值和V值中的至少一种；所述第二颜色编码格式图像为RGB图像。

在可选的实施方式中，对保存后的图像按预设转换区域或单位区域共享值中的至少一种方式进行检验，以检验图像是否被篡改：

获取保存后的图像；

将保存后的图像按像素转换为第一色彩格式检测图像；

确定第一色彩格式检测图像的至少一种色度值分量的预设转换区域，并在预设转换区域进行检测，以检验图像是否被篡改；和/或，检测每个单位区域的像素是否具有相同的色度值，以检验图像是否被篡改。

在可选的实施方式中，检测每个单位区域的像素是否具有相同的色度值，以检验图像是否被篡改包括：

检测具有相同色度值的单位区域的数量是否超出预设阈值，如果是，则图像未被篡改；否则，图像被篡改。

第二方面，本发明提供的一种图像防篡改检验装置，包括：

第一获取模块，用于获取待处理图像；

第一像素转换模块，用于将所述待处理图像按像素转换为第一颜色编码格式图像；其中，第一颜色编码格式图像包括多种色度值分量；

生成模块，用于将第一颜色编码格式图像的至少一种色度值分量按预设转换区域或单位区域共享值中的至少一种方式进行转换，得到转换后的图像；

保存模块，用于将转换后的图像进行保存；

检验模块，用于对保存后的图像按预设转换区域或单位区域共享值中的至少一种方式进行检验，以检验图像是否被篡改。

第三方面，实施例提供一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现所述前述实施方式任一项所述的方法的步骤。

第四方面，实施例提供一种具有处理器可执行的非易失的程序代码的计算机可读介质，所述程序代码使所述处理器执行所述前述实施方式任一项所述方法。

本发明提供的图像防篡改检验方法和装置，通过将待处理图像转换为第一颜色编码格式图像，然后将第一颜色编码格式图像的色度值分量按预设转换区域或单位区域共享值中的至少一种进行转换，得到转换后的图像，并将转换后的图像进行保存；然后，对保存后的图像按预设转换区域或单位区域共享值中的至少一种方式进行检验，从而检验图像是否被篡改；本发明能够实现检验图像是否被篡改的目的，从而确保信息的安全性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的图像防篡改检验方法的流程图；

图2为本发明实施例提供的图像防篡改检验方法的边缘检测结果比对示意图；

图3为本发明实施例提供的图像防篡改检验装置的原理图；

图4为本发明实施例提供的电子设备的系统原理图。

图标：31-第一获取模块；32-第一像素转换模块；33-生成模块；34-保存模块；35-检验模块；400-电子设备；401-通信接口；402-处理器；403-存储器；404-总线。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

下面结合附图，对本发明的一些实施方式作详细说明。在不冲突的情况下，下述的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

目前，图像在存储和传输时通常会保存为某种文件格式，比如JPG格式的，BMP格式，PNG格式等等。而由于常用的文件格式数据存储结构已为大众所熟知，存储信息的位置(比如JPG文件的EXIF区域)，导致存储的图像很容易被读取和篡改。当前在线拍照进行身份验证已成为趋势，如何保证拍摄的图像在保存后没有被非法篡改，关乎网络安全。一种可能的场景是，待处理图像为用户的个人面部图像，被存储在服务器或个人电脑上。如果用户的面部图像这一个人信息被非法篡改，将大大影响个人信息安全，如果大批用户的面部图像均被篡改，将严重影响整个网络的安全。

基于此，本发明提供一种图像防篡改检验方法及装置，能实现检验图像是否被篡改的目的，从而确保网络信息安全。

参照图1，本实施例提供的一种图像防篡改检验方法，包括：

S110，获取待处理图像；

本步骤中，本实施例的待处理图像的格式为图像的常用格式，例如JPG、BMP、PNG等等。

S120，将待处理图像按像素转换为第一颜色编码格式图像；其中，第一颜色编码格式图像包括多种色度值分量；

在本实施例中，颜色编码格式指的是彩色图像的编码格式(方案)，图像在存储每个像素数据时，都要存储该像素的颜色信息。RGB是一种常用的编码格式，图像的每个像素的颜色信息都可以转成RGB并进而转成YUV编码方式。

本实施例中第一颜色编码格式图像指的是YUV格式的图像。YUV也是一种颜色编码格式，YUV通常用于各个视频处理组件中。“Y”表示该像素明亮度(Luminance)，也就是灰阶值，“U”和“V”表示该像素色度(Chrominance)，作用是描述影像色彩及饱和度，用于指定像素的颜色。由于人的眼睛对亮度的变化敏感，对色度的变化不敏感，因此，如果图像中的U值分量和V值分量波动时，对图像的影响不大。因此，本实施例将待处理图像转换为YUV格式的图像；这样，对YUV格式的图像中U值分量和V值分量进行适度的转换而得到的图像并不影响显示效果，人们在观看转换后的图像时，不影响人们的观感。

S130，将第一颜色编码格式图像的至少一种色度值分量按预设转换区域或单位区域共享值中的至少一种方式进行转换，得到转换后的图像；

在这里，可以根据用户需求，采用按预设转换区域、或者按单位区域共享值转换、或者先按预设转换区域再按单位区域共享值、或者先按单位区域共享值再按预设转换区域，这几种方式的一种进行转换。

需要说明的是，色度值分量的转换方式不限于以上两种，用户可以根据自身需求增加(或者修改、删减)为其他转换方法。

预设转换区域，即用于根据自身需求自定义转换区域，指定第一颜色编码格式图像的哪一部分不必用来作为转换区域，哪一部分需要用来进行转换区域。

单位区域共享值，即将第一颜色编码格式图像划分为多个单位区域，每个单位区域共享相同的色度值。

这里转换的对象是图像的色度值分量，即Y值分量、U值分量或V值分量中的一种。

优选地，由于人类的感知能力，对亮度敏感度高，对色度敏感度低，Y值用于表示像素的明亮程度，Y值的改变容易被用户察觉，而U值、V值的改变不易被察觉。为了确保图像的显示效果，确保图像被转换后不影响用户的观看，本实施例只对U值分量或V值分量进行转换。

S140，将转换后的图像进行保存；

具体地，用户根据自身需求将图像保存为相应的图片格式，例如JPG，BMP，PNG等等。

S150，对保存后的图像按预设转换区域或单位区域共享值中的至少一种方式进行检验，以检验图像是否被篡改。

优选地，图像按照S130的步骤设定防篡改标识后，采用与步骤S130相对应的检验步骤进行检验。例如，步骤S130中，用户在按自定义的加密规则设定了转换区域，那么本步骤中，对自定义的加密规则进行解密，确定用户对哪些区域进行转换了，即确定相应的转换区域。又例如，步骤S130中，用户划分了多个单位区域，并将单位区域共享值设定为平均值(也就是单位区域的某一分量的色度值设定为该区域的该分量色度值的平均值)，那么在执行本步骤时，检验单位区域的该分量的色度值是否是同一个值即可。

另外，步骤S130如果只采用了按预设转换区域或单位区域共享值中的一种方式转换，那么对应的本步骤中检验的步骤也采用预设转换区域或单位区域共享值中的一种检验；即S130中采用的标识方式与本步骤的检验方式是对应的。

通过上述步骤，本实施例能够方便的检测出图像是否被篡改，从而确保网络安全。

一种可选的实施方式是，步骤S130中的将第一颜色编码格式图像的至少一种色度值分量按预设转换区域进行转换，得到转换后的图像包括如下步骤：

具体地，用户自定义转换区域，例如，用户将图像分割为左右两部分，并定义第一颜色编码格式图像左边的左半部分区域进行U值和V值的转换，而右半部分的图像保持不变。这里，用户可以将图像分割为3等份，也可以按自定义的标识(例如：厂家标识、厂家名称)进行图像分割，并定义哪些区域可以被用来转换，哪些部分无需转换，即哪些区域是转换区域。

另一种可选的实施方式中，步骤S130中的将第一颜色编码格式图像的至少一种色度值分量按单位区域共享值进行转换，得到转换后的图像包括：

将每个单位区域的至少一种色度值分量按色度值分量相对应的单位区域共享值进行转换。

在这里，预设像素规格指的是将图像按照a像素×b像素的规格依次划分为若干单位区域，其中，a值和b值为用户的自定义值。

单位区域共享值可以是平均值、最大值、最小值等等，具体采用哪种值，以转换后不影响用户观看为准。

例如，将第一颜色编码格式图像划分为2×2像素点进行划分，在每个2×2的单位区域内，求取该单位区域的平均U值、平均V值，将该单位区域中的每个像素点的U值替换为平均U值，将该单位区域中的每个像素点的V值替换为平均V值。在这里，每一个单位区域都有其各自的平均U值和平均V值。

又例如，将第一颜色编码格式图像按照2×4像素点进行划分，得到若干个2×4的单位区域(上下相邻2像素，左右相邻4像素)，计算每个单位区域的U值平均值、V值平均值，在每个单位区域的8个像素点共享各自的U值平均值和V值平均值。

在这里，图像是否进行了单位区域共享值的转换，可以通过边缘检测的方式进行检验。如果将某第一颜色编码格式图像的V值或U值单独生成灰度值，并进行边缘计算，可以看到途中有明显的竖条纹形态，这是U值、V值进行区域共享的典型特征。例如，图2中，左边未进行单位区域共享值的转换，右边进行了单位区域共享值的转换。

在可选的实施方式中，单位区域共享值为平均值、最大值或最小值中的一种。

在这里，还可以采用其他计算规则，例如，去除最大值、最小值后再计算某一单位区域的平均值。也可以是其他类型的值，例如某单位区域像素点按某一公式进行拟合后的拟合值，例如按正态分布进行拟合后，取正态分布的峰值。具体采用哪种计算规则，可根据实际需要进行设定。本实施例中，具体采用哪种计算规则，采用哪种值，以色度值进行转换后不影响用户观看为准。

可选地，上述实施例中的步骤S140包括如下步骤：

进一步地，第一颜色编码格式图像为YUV格式图像，色度值分量包括U值和V值中的至少一种；第二颜色编码格式图像为RGB图像。

具体地，第一颜色编码格式为YUV格式的图像，第二颜色编码格式为RGB格式的图像。如果用户需要转换为JPG编码格式，则采用YUV编码进行存储；如果用户需要转换为BMP、PNG等无损压缩图像，那么将YUV转换为RGB编码。

这里还需要再强调的是，之所以将待处理图像转换为YUV格式，这是因为YUV格式的图像在U值分量和V值分量小幅度的波动后，不影用户的观看，不改变用户通过肉眼从转换后的图像中获取的图像信息。

可选地，上述实施例中的步骤S150具体包括如下步骤：

获取保存后的图像；

将保存后的图像按像素转换为第一色彩格式检测图像；

具体地，获取保存后的图像后，将保存后的图像的每个像素转换为YUV值，得到第一色彩格式检测图像。

如果步骤S130中执行了对预设转换区域设置防篡改标识的步骤，那么在此，需要先找到预设转换区域。确定预设转换区域后，在该区域检验防篡改标识，以检验图像是否被篡改。

如果步骤S130中，进行了单位区域共享值的转换，那么校验每个单位区域共享值是否具有相同的U值、V值，如果是，那么证明该保存的图像没有被篡改。

一种优选的实施方式是，在步骤S130中，首先确定预设转换区域，然后对预设转换区域的U值、V值分别进行单位区域共享值的转换。在执行本检验步骤时，首先找到预设转换区域，然后校验预设转换区域的U值、V值在预设像素规格的单位区域中是否相同，如果是，则证明图像未被篡改。

进一步地，上述实施例中的方法中检测每个单位区域的像素是否具有相同的色度值，以检验图像是否被篡改包括：

在这里，如果图像被保存为JPG格式，JPG格式的图像在解码时，U值、V值会有一些波动，那么并不是每个单位区域都具有相同的共享值，因此，在校验每个单位区域共享值时需要设定一个波动阈值(即预设阈值)。如果某幅保存的图像在校验时，具有相同单位区域共享值的比例达到或超过预设阈值，则证明该保存的图像没有被篡改。

参见图3，本实施例提供的一种图像防篡改检验装置，包括：

第一获取模块31，用于获取待处理图像；

第一像素转换模块32，用于将待处理图像按像素转换为第一颜色编码格式图像；其中，第一颜色编码格式图像包括多种色度值分量；

生成模块33，用于将第一颜色编码格式图像的至少一种色度值分量按预设转换区域或单位区域共享值中的至少一种方式进行转换，得到转换后的图像；

保存模块34，用于将转换后的图像进行保存；

检验模块35，用于对保存后的图像按预设转换区域或单位区域共享值中的至少一种方式进行检验，以检验图像是否被篡改。

可选地，上述实施例的装置中的生成模块33包括如下模块：

图像分割模块，用于对第一颜色编码格式图像按预设图像分割规则进行图像分割，以确定第一颜色编码格式图像的预设转换区域；

第一转换模块，用于将第一颜色编码格式图像的至少一种色度值分量在预设转换区域进行转换。

可选地，上述实施例的装置中的生成模块33包括如下模块：

单位区域划分模块，用于将第一颜色编码格式图像按预设像素规格依次划分为多个单位区域，其中，一个预设像素规格对应一个单位区域；

第二转换模块，用于将每个单位区域的至少一种色度值分量按色度值分量相对应的单位区域共享值进行转换。

进一步地，上述实施例的装置中单位区域共享值为平均值、最大值或最小值中的一种。

一种可选的实施方式，上述实施例中的保存模块34还包括：

进一步地，上述实施例的装置中，第一颜色编码格式图像为YUV格式图像，色度值分量包括U值和V值中的至少一种；第二颜色编码格式图像为RGB图像。

优选地，上述实施例的装置中的检验模块35包括如下模块：

第二获取模块，用于获取保存后的图像；

第二像素转换模块，用于将保存后的图像按像素转换为第一色彩格式检测图像；

确定模块，用于确定第一色彩格式检测图像的至少一种色度值分量的预设转换区域，并在预设转换区域进行检测，以检验图像是否被篡改；和/或，检测每个单位区域的像素是否具有相同的色度值，以检验图像是否被篡改。

进一步地，上述实施例的装置包括阈值检测模块，用于检测具有相同色度值的单位区域的数量是否超出预设阈值，如果是，则图像未被篡改；否则，图像被篡改。

参见图4，本发明实施例还提供了一种电子设备400，包括通信接口401、处理器402、存储器403以及总线404，处理器402、通信接口401和存储器403通过总线404连接；上述存储器403用于存储支持处理器402执行上述图像防篡改检验方法的计算机程序，上述处理器402被配置为用于执行该存储器403中存储的程序。

可选地，本发明实施例还提供一种具有处理器402可执行的非易失的程序代码的计算机可读介质，程序代码使处理器402执行如上述实施例中的图像防篡改检验方法。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims

1.一种图像防篡改检验方法，其特征在于，包括：

获取待处理图像；

将转换后的图像进行保存；

对保存后的图像按预设转换区域或单位区域共享值中的至少一种方式进行检验，以检验图像是否被篡改；

对保存后的图像按预设转换区域或单位区域共享值中的至少一种方式进行检验，以检验图像是否被篡改：获取保存后的图像；将保存后的图像按像素转换为第一色彩格式检测图像；确定第一色彩格式检测图像的至少一种色度值分量的预设转换区域，并在预设转换区域进行检测，以检验图像是否被篡改；和/或，检测每个单位区域的像素是否具有相同的色度值，以检验图像是否被篡改；

检测每个单位区域的像素是否具有相同的色度值，以检验图像是否被篡改包括：检测具有相同色度值的单位区域的数量是否超出预设阈值，如果是，则图像未被篡改；否则，图像被篡改。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，将第一颜色编码格式图像的至少一种色度值分量按预设转换区域进行转换，得到转换后的图像包括：

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，将第一颜色编码格式图像的至少一种色度值分量按单位区域共享值进行转换，得到转换后的图像包括：

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述单位区域共享值为平均值、最大值或最小值中的一种。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，将转换后的图像进行保存，包括：

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述第一颜色编码格式图像为YUV格式图像，所述色度值分量包括U值和V值中的至少一种；所述第二颜色编码格式图像为RGB图像。

7.一种图像防篡改检验装置，其特征在于，包括：

第一获取模块，用于获取待处理图像；

保存模块，用于将转换后的图像进行保存；

检验模块，用于对保存后的图像按预设转换区域或单位区域共享值中的至少一种方式进行检验，以检验图像是否被篡改；

所述检验模块，还用于获取保存后的图像；将保存后的图像按像素转换为第一色彩格式检测图像；确定第一色彩格式检测图像的至少一种色度值分量的预设转换区域，并在预设转换区域进行检测，以检验图像是否被篡改；和/或，检测每个单位区域的像素是否具有相同的色度值，以检验图像是否被篡改；

所述检验模块，还用于检测具有相同色度值的单位区域的数量是否超出预设阈值，如果是，则图像未被篡改；否则，图像被篡改。

8.一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述权利要求1至6任一项所述的方法的步骤。