基于高光去除的打印图像相机来源取证技术

论文摘要

照片作为生成证据的一种,在刑侦过程和司法体系中扮演着非常重要的角色。照片一般会以数字图像和打印图像两种形式递交法庭,在确认照片可以作为法庭的有效证据之前需要对其来源与真实性进行认证。以此为应用背景,图像取证领域的学者们一直把数字图像相机来源认证作为一个重要的研究方向,但是对于打印照片的相机来源认证却鲜有研究成果问世。事实上在很多时候是无法获得原始数字图像的,例如照片的提供者只保留了数码照片的打印版本而删除了原始数字图像,或者提供的数字图像本身就是经过扫描获取到的等等。因此,如何能够确保这类图像来源的真实性和可靠性,也成为了当下维护社会稳定和司法公正急切需要解决的新问题。本文将对打印照片的相机来源取证技术展开研究,主要工作总结如下：（1）提出了一种基于模式噪声的打印扫描图像来源取证方法。本文首先对传统的数字图像相机来源取证技术进行了研究,并对相机的成像系统以及在此过程中成像器件和处理操作对生成的数字图像产生的的影响进行了介绍。对于在数字图像来源取证中对不同相机来源的区分度较高的相机传感器模式噪声,分析了其作为特征进行打印扫描图像相机来源检测的可行性,通过比较选择出一种能够较大程度上滤除不含原始图像信息成分的滤波器用于提取噪声。最后,针对图像二次获取过程中可能引入的几何失真问题,提出了基于相机传感器模式噪声的打印扫描图像来源取证方法。实验结果表明,该方法对于打印扫描图像进行来源检测的平均准确率达到了76.8%,比Fridrich的方法提高了5%。而且该方法对于图像二次获取过程中引入的旋转、缩放、剪切等影响,均能达到稳定的检测效果。（2）提出了一种基于高光成分去除的打印扫描图像来源取证方法。通过对前面提出方法在实验中失效图像与有效图像的比较,发现扫描过程中引入的高光可能会对检测的结果产生不利影响。为了验证这一假设并能更加准确地检测图像来源,本文从高光产生的机理入手,利用双色反射模型和镜面反射-漫反射机制将图像中的镜面反射成分和漫反射成分进行了分离,从而达到了去除高光的目的。通过对四种品牌的相机进行的对比实验证明该方法能够将打印扫描图像的初始相机来源检测的平均准确率提高到84.3%。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 绪论
• 1.1 模拟图像及其特点
• 1.2 数字图像及其特点
• 1.3 打印扫描图像
• 1.4 打印图像来源取证技术的研究背景及意义
• 1.5 本文的研究内容与结构
• 2 数字图像来源取证技术概述
• 2.1 数字图像的取证技术概述
• 2.1.1 数字图像主动取证技术
• 2.1.2 数字图像被动盲取证技术
• 2.2 数字图像的来源被动盲取证系统模型
• 2.3 数字图像主要获取设备
• 2.3.1 数字图像来源分类
• 2.3.2 数码相机的成像系统
• 2.4 数码相机的成像差异性
• 2.4.1 数码相机的种类
• 2.4.2 成像器件对于数字图像的影响
• 2.4.3 后期处理操作对于数字图像的影响
• 2.5 数字图像相机来源被动盲取证技术研究现状
• 2.6 本章小结
• 3 基于相机模式噪声的打印图像相机来源取证技术
• 3.1 问题的提出
• 3.2 模式噪声及其提取框架
• 3.2.1 相机的模式噪声
• 3.2.2 模式噪声的提取框架
• 3.2.3 降噪滤波器
• 3.3 利用PRNU噪声的相关性进行相机来源的检测
• 3.3.1 PRNU参考噪声的估计
• 3.3.2 PRNU噪声的零均值化处理
• 3.3.3 利用PRNU噪声进行相机来源的检测
• 3.3.4 打印扫描图像相机来源取证算法的实现
• 3.4 实验设计及结果比较
• 3.5 本章小结
• 4 基于镜面反射成分去除的打印图像来源取证方法
• 4.1 问题的提出
• 4.2 去除镜面反射分量算法的原理及应用
• 4.2.1 双色反射（DR）模型
• 4.2.2 色度的概念
• 4.2.3 图像色度归一化算法
• 4.2.4 镜面反射-漫反射机制
• 4.2.5 漫反射像素检测
• 4.2.6 镜面反射分量去除算法
• 4.2.7 整合的打印扫描图像相机来源取证算法流程
• 4.3 实验设计及结果比较
• 4.4 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表学术论文情况
• 致谢