CN102446211A - 图像备案和验证的方法及*** - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种图像备案和验证的方法，该方法包括：图像备案时根据其备案信息生成不可伪造的水印数据，并将该水印数据嵌入备案图像中，通过保存嵌入数字水印的备案图像以及从中提取的图像特征，实现备案图像存档，同时以嵌入数字水印的备案图像代替原始备案图像进行应用；图像验证时通过结合图像检索和数字水印检测来验证图像是否进行过备案，并将检测到水印的待验证图像与其对应备案图像比对来检测是否存在对备案图像的篡改。本发明同时公开了一种图像备案和验证***。通过结合图像检索和数字水印技术，并辅以图像篡改检测，本发明可实现对图像的备案存档，并基于备案数据，验证未知图像是否进行过备案，以及是否为篡改后的备案图像。

Description

图像备案和验证的方法及***

技术领域

本发明涉及多媒体信息管理技术领域，尤其涉及一种图像备案和验证方法及***。

背景技术

随着计算机和网络技术的发展，以及电子商务的普及，互联网正逐渐成为各种商品的广告发布渠道和销售渠道，并且规模越来越大。但是对于一些特殊的商品，比如药品，国家是有相关法律法规规定，不能随意发布广告和进行销售的。

特别针对广告，依据《中华人民共和国广告法》、《中华人民共和国药品管理法》、《中华人民共和国药品管理法实施条例》、《药品广告审查办法》和《药品广告审查发布标准》等法律法规的相关规定，药品、医疗器械、保健食品等商品的广告(以下简称：药品广告)是需要交由各级食品药品监督管理局进行审查，审查通过并进行备案后才能对外发布，并且发布使用的药品广告必须与审查备案的内容完全一致。

目前，针对药品广告的备案流程主要包括药品生产商或代理机构提交各种相关材料以及药品广告的内容文件(如广告图像)，由各级食品药品监督管理局进行审核后，将相关信息和广告内容进行保存，然后通知企业是否通过。而针对互联网上药品广告的监管则主要采用受理举报，然后将怀疑违法违规的网络药品广告及其相关信息在备案库中进行查询、验证，主要由人工来判别该广告是否违法违规，并根据判别的结果进行相应的处理。

但是，互联网上广告发布渠道数量巨大，而互联网药品市场涉及范围广、隐蔽性强，需要对海量的药品广告进行验证和监管，一旦发生违法行为，控制难、取证难，监管难度极大。面对互联网上的海量信息，上述传统的监管手段很难实现对互联网上药品广告的有效监管，不能达到打击违法违规药品广告，保护消费者的目的。所以，非常有必要采用信息技术手段，来提高对互联网药品广告的监管效率，而广告内容备案和验证的方法则是需要改进的重点。

图像是互联网上的商品广告的主要发布形式之一，药品广告也大多以图像的形式在互联网上进行发布和传播。因此，急需一种图像的备案和验证技术，能够实现对海量图像的有效验证，具体能够解决以下技术问题：

1)能够利用药品广告图像的备案数据，在没有其它辅助信息的情况下，实现对未知广告图像的快速验证，判定其是否为备案广告图像。

由于按照规定，只能发布使用与备案广告内容完全一致的药品广告，所以验证判定一幅未知广告图像是否为备案内容，是药品广告监管的主要工作。而互联网药品广告监管的特点决定，除了一幅待验证的未知广告图像之外，往往没有其它额外辅助信息可以利用。

2)在利用药品广告图像的备案数据，对新广告图像的验证过程中，能够判定其是否是对备案广告图像的篡改。

药品广告图像中可能包含对药品功能、疗效及用法的描述，对备案广告图像很小一点篡改，就可能使得广告的性质和内容发生较大的变化。比如在广告图像上加入“绝对”、“治愈”等用语，或者将“30天起效”改为“3天起效”。这些修改对图像本身来说，改动变化很小，但是对药品广告的内容则是非常大的改变。所以需要在验证过程中发现这类篡改。

3)在利用药品广告图像的备案数据，对新广告图像的验证过程中，能够容忍对备案广告图像的一些合理编辑，如格式转换、尺寸放缩等。

进行备案的药品广告图像往往尺寸偏大，其图像文件也比较大。而这些药品广告图像在互联网上实际发布使用中，为了提高传播效果，往往需要对其尺寸进行一些放缩，或者转化成压缩率较大的图像格式。这些对备案药品广告图像的编辑，都是合理的，在对药品广告图像的验证过程中，如果认为这些合理编辑是篡改，将增大验证的误报率，降低监管的效率。

发明内容

本发明实施例提供一种图像备案和验证的方法及***，该方法及***可以对图像内容进行有效备案，并实现针对海量图像的高效验证。该方法及***结合基于内容的图像检索和数字水印，并辅以图像篡改检测，用以实现针对类似药品广告这类需要内容审查的图像，进行备案存档，并在此基础之上，验证未知图像是否进行过备案，并在容忍一定程度的图像压缩、尺寸缩放，以及格式转换的条件下，验证未知图像是否是对备案图像的篡改。

本发明的图像备案和验证方法包括：步骤11，基于备案图像的备案信息计算生成数字水印数据，保存该水印数据后将其嵌入到备案图像中，得到嵌入数字水印的备案图像；步骤12，提取嵌入数字水印备案图像的图像特征，保存嵌入数字水印备案图像及其特征，并与对应的备案信息和水印数据相关联；步骤13，以嵌入数字水印的备案图像代替原始备案图像；步骤14，针对待验证图像，提取其图像特征并在所有备案图像中进行检索，检索结果包含满足一定条件的备案图像及其关联的备案信息和水印数据，如果没有检索到，则说明待验证图像未进行备案；步骤15，基于检索结果，按照备案图像与待验证图像的相似度从高到低的顺序，逐一检测检索结果中每一幅备案图像对应的数字水印是否存在于待验证图像中，如果在待验证图像中没有检测到检索结果中所有备案图像对应的数字水印，则说明待验证图像未进行备案。

本发明的图像备案和验证***包括：数字水印模块，用于基于备案图像的备案信息计算生成数字水印数据，保存该水印数据后将其嵌入到备案图像中，得到嵌入数字水印的备案图像；备案存储中心模块，用于保存嵌入数字水印的备案图像，并与对应的备案信息和水印数据相关联，同时提取嵌入数字水印备案图像的图像特征并建立索引；图像检索模块，用于针对待验证图像，提取其图像特征并在所有备案图像中进行检索，检索结果包含满足一定条件的备案图像及其关联的备案信息和水印数据，如果没有检索到，则说明待验证图像未进行备案；所述数字水印模块基于检索结果，按照备案图像与待验证图像的相似度从高到低的顺序，检测待验证图像是否含有与检索结果中备案图像对应的数字水印，如果没有检测到对应的数字水印，则说明待验证图像未进行备案。

采用本发明可以通过对图像进行备案存档，实现对互联网等环境下使用、传播的海量图像进行高效验证，判断其是否进行过备案，以及是否在备案图像上进行了篡改。采用本发明可使得对图像，特别是药品广告图像的智能监测成为可能，让计算机代替人工进行图像内容的验证，为互联网环境下的海量广告图像的传播提供一种有效的监管手段。

附图说明

图1为本发明实施例中进行图像备案和验证的流程图；

图2为本发明实施例中根据备案图像的备案信息生成水印数据的流程图；

图3为本发明实施例中基于检索结果进行数字水印检测的流程图；

图4为通过滑动窗口遍历图像的示意图；

图5为本发明实施例中进行备案图像篡改检测的流程图；

图6为本发明实施例中的图像备案和验证***的结构示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本发明进一步详细说明。

本发明的图像备案和验证方法的工作原理包括以下两个方面：第一方面，在进行图像备案时，首先根据备案图像的备案信息生成不可伪造的数字水印数据并保存后，将该水印数据嵌入备案图像之中；然后通过保存嵌入数字水印的备案图像，提取图像特征建立索引，并且将该图像与其备案信息和水印数据相关联来完成图像的备案；而嵌入数字水印的备案图像则返回给备案用户供其后续应用，即在互联网等外部环境中传播应用的该备案图像版本必须是嵌入数字水印后的备案图像。第二方面，在进行图像验证时，首先通过提取待验证图像的特征，并在所有备案图像中进行检索，得到若干满足一定条件的备案图像及其关联的备案信息和水印数据；将检索结果按照相似度从大到小排序后逐一检测待验证图像中是否存在检索结果备案图像对应的数字水印；检测到数字水印后，将该数字水印对应的备案图像与待验证图像进行比对，检测待验证图像中是否存在对备案原图的篡改；最终汇总并返回验证结果。

从上述工作原理中可以看到，本发明将应用图像数字水印算法。该算法通常分为水印嵌入过程和水印检测过程两部分。水印嵌入过程中实现将一组标识信息(即数字水印数据)直接嵌入数字图像之中；在需要时，通过水印检测过程可以从嵌入水印的图像中提取出被嵌入的标识信息，或者判断出该图像中是否嵌入了某已知标识信息。

嵌入图像的数字水印不影响原图像的使用价值，也不易被人视觉察觉到，是图像数字水印算法的基本要求，即水印的不可见性。

在嵌入水印的图像被有意或无意地进行滤波、添加噪声、放大/缩小、有损压缩、剪切、位移等修改后，水印是否还能够被正常地检测，是评价图像数字水印算法的重要指标，即鲁棒性。

图像数字水印算法为公知的技术手段，有多种公开的算法可以采用，其主要技术原理是在水印嵌入过程中利用离散傅立叶变换或离散余弦变换等图像变换算法将数字图像变换到频域，在频域中选择某些位置(如中频区域)进行水印添加计算后再反变换回去，得到嵌入水印的图像；在水印检测过程中则同样将嵌入水印的图像变换到频域，然后利用相关性计算等方法提取出水印或检测有无已知水印。

在具体实施中，本发明可以采用具备下列性能的公开图像数字水印算法：水印检测过程中不需要原图，即为盲水印算法；水印检测过程中不需要从图像中提取出数字水印数据，而只需要判断图像中是否嵌入了某已知数字水印数据；考虑到备案图像在具体应用中不允许进行修改，所以对数字水印算法的鲁棒性要求不高，只需要保证嵌入的数字水印能够在一定程度上抵抗尺度缩放、有损压缩等攻击方式即可；在保证水印鲁棒性的前提下，提高水印的不可见性，使嵌入效果更好，尽量减小对图像实际应用的影响。

因此，本发明可以在较宽泛的选择面里选择合适的数字水印算法，如基于离散傅立叶变换或离散余弦变换的扩频水印算法等。同时，随着数字水印技术进步，具备上述特点的创新数字水印算法也可以直接应用于本发明中。

图1为本发明图像备案和验证方法的流程图。

参照图1，其中前三个步骤为进行图像备案时的操作，后三个步骤为进行图像验证时的操作。

步骤11为数字水印生成与嵌入步骤，在该步骤基于备案图像的备案编号等备案信息计算生成不可伪造的数字水印数据，保存该水印数据后将其嵌入到备案图像中，得到嵌入数字水印的备案图像。

为了得到与备案图像对应，并且不可伪造的数字水印数据，将基于备案图像的备案编号等备案信息计算生成不可伪造的数字水印数据，如图2所示，数字水印数据的具体计算方法如下：步骤21，针对备案图像的备案信息，利用不公开的密钥，采用数据加密算法进行加密，得到加密备案信息。步骤22，针对加密备案信息，采用数据摘要算法进行摘要提取，得到一串摘要码。步骤23，根据数字水印所需数据位数，取出摘要码中的若干固定数位，组成数字水印数据。

其中，对备案信息进行加密的数据加密算法，可以采用DES、TripleDES、RC4和Blowfish等常用、公开的对称加密算法，而加密的密钥则需要保密、不公开。而对加密备案信息进行摘要提取的数据摘要算法，则可以采用MD5、SHA1等常用、公开的方法。这样通过对称加密和摘要提取所获得的摘要码，是与备案图像的备案信息相对应，并且由于加密密钥不公开而无法伪造的。摘要码的位数D一般大于数字水印所需位数L，所以可以按照设定的方案，从摘要码中提取固定位数、固定位置的数位，来组成数字水印数据。例如，可以提取摘要码的前L位，组成L比特0-1序列的数字水印数据。

步骤12为备案图像存档步骤，需要提取嵌入数字水印备案图像的图像特征，保存嵌入数字水印的备案图像及其特征，并与其对应的备案信息和水印数据相关联。

在步骤13将嵌入数字水印的备案图像代替原始备案图像用于对外发布等后续应用。

步骤14为图像检索步骤，在该步骤，针对待验证图像，提取其图像特征并在所有备案图像中进行检索，得到若干满足一定条件的备案图像及其关联的备案信息和水印数据，如果没有检索到，则说明待验证图像未进行备案。

在进行图像验证时，需要利用基于内容的图像检索技术，即根据待验证图像，在所有备案图像中进行检索，通过提取图像特征，找出与待验证图像最为相似的部分备案图像。基于内容的图像检索技术中可采用图像的各种特征，包括颜色、纹理、边缘等，而颜色直方图特征应用较为普遍，并且计算简单，区分性能良好，所以可被本发明采用。而计算两幅图像颜色直方图特征的相似度则可以采用直方图求交的方法进行计算。这就是说，两幅图像p₁和p₂的相似度S(p₁，p₂)由下列公式计算：

$S(p_1,p_2)={\mathrm{\Σ}}_{i=1}^B\min (h_i\left(p_1\right),h_i\left(p_2\right))---\left(1\right)$

其中h(p)为图像p的归一化颜色直方图特征，B为直方图特征的维数，及直方图bin(直方图中的条柱)的数目。

为了使得图像验证时的检索效率提高，在进行图像备案时提取了嵌入水印的备案图像的特征之后，可以利用数据聚类、局部敏感哈希(Locality-Sensitive Hashing，LSH)等公知方法对所有嵌入水印的备案图像的特征建立索引，减小特征相似度计算的次数，提高检索效率。

在进行图像验证时，本发明通过利用待验证图像，在所有备案图像中进行检索，获得由N条备案记录组成的检索结果，其中每条备案记录由备案图像、与待验证图像的相似度，及其对应的备案信息和水印数据组成，而进入检索结果的备案图像应具备下列条件：1，该备案图像与待验证图像的相似度大于阈值T_h，即与待验证图像充分相似。2，该备案图像与待验证图像中面积较大图像的面积与面积较小图像的面积之比小于阈值T_s，即该备案图像与待验证图像的面积不能相差过大。

在步骤15，基于检索结果的水印检测，基于检索结果，按照备案图像与待验证图像的相似度从高到低的顺序，逐一检测检索结果中每一幅备案图像对应的数字水印是否存在于待验证图像中，如果在待验证图像中没有检测到检索结果中所有备案图像对应的数字水印，则说明待验证图像未进行备案。

在进行图像验证时，基于待验证图像在所有备案图像中进行检索的结果进行数字水印检测，得到高效而准确的图像验证。如图3所示，具体的检测流程包括：步骤31：进行初始化，处理对象包括待验证图像，以及由N条备案记录组成的检索结果，其中每条备案记录包括满足上述条件1和条件2的备案图像、与待验证图像的相似度，及其对应的备案信息和水印数据。同时，初始化变量i＝1，i表示第i条备案记录。步骤32：将检索结果中的N条备案记录按照与待验证图像的相似度从大到小进行排序。在步骤33，利用数字水印算法，在待验证图像中检测其是否含有检索结果中第i条备案记录中的数字水印。

如果在步骤33中检测到数字水印，则跳转到步骤35，反之则跳转到步骤36。步骤35，检测成功，待验证图像为备案图像，并且对应于检索结果中的第i条备案记录。步骤36，判断i是否等于N，如果相等，则说明待验证图像中不存在所有检索结果对应的数字水印，跳转到步骤38，反之则需要检测下一条检索结果对应的数字水印，跳转到步骤37。步骤37：变量i值增加1。步骤38，检测失败，待验证图像为未备案图像。

步骤16，备案图像篡改检测。将含有数字水印的待验证图像与其对应备案原图比对，检测是否存在篡改。如果检测到篡改，则说明待验证图像为篡改后的备案图像，反之则说明待验证图像为正常的备案图像。

检测到备案图像对应的数字水印数据的待验证图像必然是经过备案的图像，但是，还可能被进行了细小的篡改。由于数字水印算法的鲁棒性，图像细小的篡改可能不影响其中数字水印的检测，但是有可能造成图像内容的改变。为了检测并防止这种篡改影响备案的效果，本发明实施例通过将待验证图像与备案图像进行比对，检测出可能存在的篡改处。其中如图4所示，主要利用一个边长为l的正方形滑动窗口每次向右或向下移动l/3来对图像进行遍历、分块，通过检测待验证图像与备案图像在同一分块位置内的像素差的大小，发现该窗口内是否有篡改。

具体的篡改检测流程如图5所示，包括：步骤41：设待验证图像和对应备案图像中，面积较小的图像宽度和高度分别为w和h，将面积较大的图像通过缩放，转化为宽度和高度分别为w和h的图像，即使得两幅图像的宽度和高度都为w和h。步骤42：使用一个边长为l的正方形滑动窗口来对图像进行分块，从左上角开始，窗口每次向右或向下移动l/3，窗口遍历待验证图像和对应备案图像后，得到M对图像分块，其中M等于：

$M=(1+\frac{3(w-l)}{l})\×(1+\frac{3(h-l)}{l})---\left(2\right)$

步骤43：针对每对图像分块按照下列公式计算像素差：

${\mathrm{DP}}_i=\frac{1}{l^2}\underset{j=1}{\overset{l^2}{\mathrm{\Σ}}}\max \left(\right|R_{\mathrm{ij}}^{\′}-R_{\mathrm{ij}}^{\′\′}|,|G_{\mathrm{ij}}^{\′}-G_{\mathrm{ij}}^{\′\′}|,|B_{\mathrm{ij}}^{\′}-B_{\mathrm{ij}}^{\′\′}\left|\right)---\left(3\right)$

其中Dp_i为第i对图像分块的像素差，(R′_ij，G′_ij，B′_ij)和(R″_ij，G″_ij，B″_ij)分别为待验证图像和对应备案图像中第i个图像分块中第j个像素的RGB颜色分量。

步骤44：设所有图像分块对的平均像素差

对每对图像分块，如果DP_i＞max(λ·DP_m，T_d)，则说明第i对图像分块的位置存在篡改处。其中λ为一预定系数，而T_d则为一预定的阈值。

步骤45：如果所有图像分块对的位置都不存在篡改，则跳转到步骤46，反之则跳转到步骤47。步骤46：验证成功，待验证图像为没有篡改的备案图像。步骤47：验证失败，待验证图像为存在篡改的备案图像，篡改位置为所有检测出篡改的图像分块的位置。

本发明实施例对待验证图像进行图像验证操作后，得到的验证结果包括：结果1：待验证图像是否为备案图像，即是否为经过备案的图像。结果2：如果待验证图像为备案图像，其是否对备案图像内容进行了篡改。结果3：如果待验证图像为篡改后的备案图像，指出篡改的位置。

本发明实施例中，通过结合基于内容的图像检索技术和图像数字水印技术来实现对图像的备案和高效验证，并且辅以图像篡改检测技术来获得更加完整的验证结果。

基于同一发明构思，本发明实施例还提供一种图像备案和验证的***，如图6所示，在该***中设置包括：至少一个备案客户端模块51，用于在图像备案操作时，接收备案图像文件输入，并返回备案处理后用于后续应用的图像；至少一个验证客户端模块52，用于在图像验证操作时，接收待验证图像文件输入，并返回验证结果；调度模块53，用于调度相关模块进行处理；备案存储中心模块54，用于保存备案图像及其图像特征，并与备案信息及水印数据相关联；数字水印模块55，用于在图像备案操作时根据备案图像的备案信息生成数字水印数据，并嵌入备案图像中；同时也用于在图像验证操作时检测待验证图像中是否存在指定的数字水印。一个图像检索模块56，用于实现通过提取图像的特征，以及建立特征索引，在所有备案图像中快速检索出符合条件1和条件2的备案图像。一个图像篡改检测模块57，用于将待验证图像与备案图像进行比对，检测其是否存在篡改。

如图6所示，备案客户端模块与验证客户端模块分别与调度模块相连，而数字水印模块、图像检索模块和图像篡改检测模块则分别同时与调度模块和备案存储中心模块相连。

在进行图像备案时，本发明实施例首先通过备案客户端模块接收备案图像和备案信息，并通过调度模块将其发送给数字水印模块；数字水印模块根据图像的备案信息生成不可伪造的数字水印数据后，将其嵌入备案图像之中，并将嵌入数字水印的备案图像分别发送给调度模块和备案存储中心模块；调度模块通过备案客户端模块将嵌入数字水印的备案图像返回给备案用户进行后续应用；备案存储中心模块保存所有嵌入数字水印的备案图像，并与相应的备案信息和数字水印关联；图像检索模块提取备案存储中心模块中保存的所有备案图像的特征，并对这些图像特征建立索引。

在进行图像验证时，本发明实施例首先通过验证客户端模块接收待验证图像，并通过调度模块将其发送给图像检索模块；图像检索模块提取待验证图像的特征，在所有备案图像中检索得到若干满足条件1和条件2的备案图像及其相应的备案信息和数字水印，并将检索结果按照相似度从大到小排序后发送给调度模块；调度模块根据检索结果，利用数字水印模块，逐一验证待验证图像中是否存在检索结果备案图像的备案信息对应的数字水印；检测到数字水印后，调度模块利用图像篡改检测模块将待验证图像与备案图像进行比对，检测待验证图像中是否存在篡改；最终由调度模块汇总并通过验证客户端模块向用户返回验证结果。

本发明实施例进行图像验证后，得出包括结果1、结果2和结果3在内的验证结果，该验证结果可由验证客户端模块导出到***外的XML文件中，将这些XML文件装载到其他***中，可以使其他***获得图像验证的结果。

采用本发明可以通过对图像进行备案存档，实现对互联网等环境下使用传播的海量图像进行高效验证，判断其是否进行过备案，以及是否在备案图像上进行了篡改。由于在验证过程中，先利用速度较快的图像检索技术过滤掉大量与待验证图像不相似的备案图像，然后再利用速度较慢的数字水印检测技术按照与待验证图像相似度从大到小的顺序检测待验证图像中的数字水印，最后再对检出数字水印的图像进行速度最慢的篡改检测。这种类似“瀑布”的流程设计，使得本发明进行图像验证的速度较快，满足对海量图像的验证需求。

特别地，将本发明与药品广告备案***和互联网药品广告采集***整合实施，可实现对互联网上药品图像广告的智能监测。通过要求药品广告发布商使用经过备案并且嵌入水印的药品广告图像，让计算机代替人工进行药品广告图像的验证，确认药品广告发布商是否发布的是经过备案的药品广告图像，是否对备案药品广告图像进行了篡改，为互联网环境下的海量药品广告图像的传播提供一种有效的监管手段。

本发明适用于药品广告管理及监测***。相关监管单位利用该***对药品广告进行登记、审核、备案、管理，并对在互联网上传播的药品广告进行监测，找出其中未进行备案或未通过审核的违法违规药品广告。本发明用于对具有类似药品广告性质的图像进行监管，这类图像在应用前需要进行审查、备案，并且在应用过程中不允许对图像内容进行篡改。

显然，本领域的工程技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围，特别是可以采用不同的数字水印算法和图像特征。如果对本发明的这些改动和变型属于本发明权利要求及其等同技术范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型。

Claims (14)

1.一种图像备案和验证方法，该方法包括步骤：

步骤11，基于备案图像的备案信息计算生成数字水印数据，保存该水印数据后将其嵌入到备案图像中，得到嵌入数字水印的备案图像；

步骤12，提取嵌入数字水印备案图像的图像特征，保存嵌入数字水印备案图像及其特征，并与对应的备案信息和水印数据相关联；

步骤13，以嵌入数字水印的备案图像代替原始备案图像；

步骤14，针对待验证图像，提取其图像特征并在所有备案图像中进行检索，检索结果包含满足一定条件的备案图像及其关联的备案信息和水印数据，如果没有检索到，则说明待验证图像未进行备案；

步骤15，基于检索结果，按照备案图像与待验证图像的相似度从高到低的顺序，逐一检测检索结果中每一幅备案图像对应的数字水印是否存在于待验证图像中，如果在待验证图像中没有检测到检索结果中所有备案图像对应的数字水印，则说明待验证图像未进行备案。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在步骤15之后进一步包括：

步骤16，将含有数字水印的待验证图像与其对应备案原图比对，检测是否存在篡改，如果检测到篡改，则说明待验证图像为篡改后的备案图像，反之则说明待验证图像为正常的备案图像。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤11进一步包括：

步骤21：针对备案图像的备案信息，利用不公开的密钥，采用数据加密算法进行加密，得到加密备案信息； 

步骤22：针对加密备案信息，采用数据摘要算法进行摘要提取，得到一串摘要码；

步骤23：根据数字水印所需数据位数，取出摘要码中的若干固定数位，组成数字水印数据。

4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述检索结果中的备案图像需要满足以下条件：该备案图像与待验证图像的相似度大于阈值T_h，即与待验证图像充分相似；并且该备案图像与待验证图像中面积较大图像的面积与面积较小图像的面积之比小于阈值T_s，即该备案图像与待验证图像的面积不能相差过大。

5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤15进一步包括：

步骤31：使变量i＝1，i表示检索结果中N条备案记录的第i条。

步骤32：将检索结果中的N条备案记录按照与待验证图像的相似度从大到小进行排序；

步骤33：利用数字水印算法，在待验证图像中检测是否含有检索结果中第i条备案记录中的数字水印；

步骤34：如果在步骤33中检测到数字水印，则跳转到步骤35，反之则跳转到步骤36；

步骤35：检测成功，待验证图像为备案图像，并且对应于检索结果中的第i条备案记录；

步骤36：判断i是否等于N，如果相等，则说明待验证图像中不存在所有检索结果对应的数字水印，跳转到步骤38，反之则需要检测下一条检索结果对应的数字水印，跳转到步骤37； 

步骤37：变量i值增加1；

步骤38：检测失败，待验证图像为未备案图像。

6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤16进一步包括：

步骤41：设待验证图像和对应备案图像中，面积较小的图像宽度和高度分别为w和h，将面积较大的图像通过缩放，转化为宽度和高度分别为w和h的图像，即使得两幅图像的宽度和高度都为w和h；

步骤42：使用一个边长为1的正方形滑动窗口来对图像进行分块，从左上角开始，窗口每次向右或向下移动1/3，窗口遍历待验证图像和对应备案图像后，得到M对图像分块，其中M等于：

步骤43：针对每对图像分块按照下列公式计算像素差：

其中DP_i为第i对图像分块的像素差，(R′_ij，G′_ij，B′_ij)和(R″_ij，G″_ij，B″_ij)分别为待验证图像和对应备案图像中第i个图像分块中第j个像素的RGB颜色分量；

步骤44：设所有图像分块对的平均像素差 

对每对图像分块，如果DP_i＞max(λ·DP_m，T_d)，则说明第i对图像分块的位置存在篡改处，其中，λ为一预定系数，而T_d则为一预定的阈值；

步骤45：如果所有图像分块对的位置都不存在篡改，则跳转到步骤46，反之则跳转到步骤47； 

步骤46：验证成功，待验证图像为没有篡改的备案图像；

步骤47：验证失败，待验证图像为存在篡改的备案图像，篡改位置为所有检测出篡改的图像分块的位置。

7.一种图像备案和验证***，该***包括：

数字水印模块，用于基于备案图像的备案信息计算生成数字水印数据，保存该水印数据后将其嵌入到备案图像中，得到嵌入数字水印的备案图像；

备案存储中心模块，用于保存嵌入数字水印的备案图像，并与对应的备案信息和水印数据相关联，同时提取嵌入数字水印备案图像的图像特征并建立索引；

图像检索模块，用于针对待验证图像，提取其图像特征并在所有备案图像中进行检索，检索结果包含满足一定条件的备案图像及其关联的备案信息和水印数据，如果没有检索到，则说明待验证图像未进行备案；

所述数字水印模块基于检索结果，按照备案图像与待验证图像的相似度从高到低的顺序，检测待验证图像是否含有与检索结果中备案图像对应的数字水印，如果没有检测到对应的数字水印，则说明待验证图像未进行备案。

8.根据权利要求7所述的***，其特征在于，该***还包括

图像篡改检测模块，用于将含有数字水印的待验证图像与其对应备案原图比对，检测是否存在篡改，如果检测到篡改，则说明待验证图像为篡改后的备案图像，反之则说明待验证图像为正常的备案图像。

9.如权利要求7所述的***，其特征在于，数字水印模块通过以下 方式来生成数字水印：

步骤21：针对备案图像的备案信息，利用不公开的密钥，采用数据加密算法进行加密，得到加密备案信息；

步骤22：针对加密备案信息，采用数据摘要算法进行摘要提取，得到一串摘要码；

步骤23：根据数字水印所需数据位数，取出摘要码中的若干固定数位，组成数字水印数据。

10.如权利要求7所述的***，其特征在于，所述检索结果中的备案图像需要满足以下条件：该备案图像与待验证图像的相似度大于阈值T_h，即与待验证图像充分相似；并且该备案图像与待验证图像中面积较大图像的面积与面积较小图像的面积之比小于阈值T_s，即与待验证图像的面积不能相差过大。

11.如权利要求7所述的***，其特征在于，数字水印模块通过以下方式来检测数字水印：

步骤31：使变量i＝1，i表示检索结果中N条备案记录的第i条。

步骤32：将检索结果中的N条备案记录按照与待验证图像的相似度从大到小进行排序；

步骤33：利用数字水印算法，在待验证图像中检测是否含有检索结果中第i条备案记录中的数字水印；

步骤34：如果在步骤33中检测到数字水印，则跳转到步骤35，反之则跳转到步骤36；

步骤35：检测成功，待验证图像为备案图像，并且对应于检索结果中 的第i条备案记录；

步骤36：判断i是否等于N，如果相等，则说明待验证图像中不存在所有检索结果对应的数字水印，跳转到步骤38，反之则需要检测下一条检索结果对应的数字水印，跳转到步骤37；

步骤37：变量i值增加1；

步骤38：检测失败，待验证图像为未备案图像。

12.如权利要求7所述的***，其特征在于，图像篡改检测模块进一步执行：

步骤41：设待验证图像和对应备案图像中，面积较小的图像宽度和高度分别为w和h，将面积较大的图像通过缩放，转化为宽度和高度分别为w和h的图像，即使得两幅图像的宽度和高度都为w和h；

步骤42：使用一个边长为1的正方形滑动窗口来对图像进行分块，从左上角开始，窗口每次向右或向下移动1/3，窗口遍历待验证图像和对应备案图像后，得到M对图像分块，其中M等于：

步骤43：针对每对图像分块按照下列公式计算像素差：

其中DP_i为第i对图像分块的像素差，(R′_ij，G′_ij，B′_ij)和(R″_ij，G″_ij，B″_ij)分别为待验证图像和对应备案图像中第i个图像分块中第j个像素的RGB颜色分量； 

步骤44：设所有图像分块对的平均像素差 

对每对图像分块，如果DP_i＞max(λ·DP_m，T_d)，则说明第i对图像分块的位置存在篡改处，其中，λ为一预定系数，而T_d则为一预定的阈值；

步骤45：如果所有图像分块对的位置都不存在篡改，则跳转到步骤46，反之则跳转到步骤47；

步骤46：验证成功，待验证图像为没有篡改的备案图像；

步骤47：验证失败，待验证图像为存在篡改的备案图像，篡改位置为所有检测出篡改的图像分块的位置。

13.根据权利要求1-12任一项所述的***，进一步包括：

至少一个备案客户端模块，用于在图像备案操作时，用于接收备案图像文件输入，并返回备案处理后用于后续应用的图像；

至少一个验证客户端模块，用于在图像验证操作时，用于接收待验证图像文件输入，并返回验证结果。

调度模块，用于调度相关模块进行处理。

14.如权利要求13所述的图像备案和验证***，其特征在于，该***中，备案客户端模块与验证客户端模块分别与调度模块相连，数字水印模块、图像检索模块和图像篡改检测模块则分别同时与调度模块和备案存储中心模块相连。 

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