基於幾何約束的人物合成盲檢測方法研究

《基於幾何約束的人物合成盲檢測方法研究》是依託天津大學，由李雪威擔任項目負責人的青年科學基金項目。

基本介紹

• 中文名：基於幾何約束的人物合成盲檢測方法研究
• 項目類別：青年科學基金項目
• 項目負責人：李雪威
• 依託單位：天津大學

項目摘要

圖片編輯軟體的普及正挑戰親眼所見的可信度，圖片可信度量研究是一項迫切需要而具有深遠意義的工作。針對常見的人物合成操作，本項目首先通過研究近景圖像中雙眼蘊含的等尺寸和共面等幾何約束，闡明相機內參估計中的獨立約束，提出僅用雙眼估計相機和視線方向的算法及相應偽造度量函式。然後探索遠景照片中太陽陰影和水面反射等自然現象中蘊含的幾何關係，包括經緯度、時間與太陽高度角的關係和光的鏡面反射定律以及上述幾何屬性在投影空間中的表現形式，闡明場景提供的幾何約束及相應的度量糾正算法，探討基於圖像的太陽高度角及鏡面法向消隱點估計問題，提出相應的盲檢測算法。本研究最後分析所提出的算法對噪音、透視畸變程度、有效像素數目等因素的魯棒性，明確其對相機拍攝角度等因素的限制，為實際套用提供理論依據，並提出退化情況的檢測方法。本研究將拓展透視幾何理論在圖片可信度量領域的套用範圍，研究成果將為其它圖片偽造盲檢測提供新線索。

結題摘要

項目取得的主要成果包括以下四項，第一項成果是提出在不需要先驗相機信息的情況下通過雙眼估計相機內參數和視線方向的算法，並提出了根據相應的偽造度量函式來判斷圖像是否有被篡改，這個成果主要是根據人物合成圖像中雙眼蘊含的等尺寸和共面等幾何屬性能夠在相機內參估計中提供獨立約束的特性，分析相機中心和眼睛虹膜邊界組成的斜圓錐體與眼睛視線方向的關係並結合相機校準方法得到結果。第二項成果是提出人臉和自然景物圖片的素描合成方法。這個成果首先提出了一種更有效的邊緣檢測算法可以對陰影部分的邊緣進行更準確的檢測，提高目標物體的邊緣檢測準確率，其次給出了一種簡單的合成素描方法。第三項成果是基於水平線檢測的手持拍攝取證。這個成果主要是通過計算圖像的水平線位置和方向從而得到圖像場景的旋轉角度，根據旋轉角度的取值判斷圖像是否是由手持設備拍攝。進一步可以根據求得的旋轉角對圖像結構進行調整。第四項成果是通過對太陽高度角即光照一致性的估計來判斷遠景人物圖像是否有被偽造，這個成果主要是根據相機輔助信息（經緯度、時間、地點等）和圖片中適用於平面度量糾正的幾何約束計算太陽高度角，根據太陽高度角的是否一致性判斷圖像是否被合成。本項目已經完成項目計畫書的要求，並且取得了良好的科技成果。同時在本項目的研究過程中一共發表學術論文8篇（不包括在投文章），其中發表SCI檢索的期刊論文3篇，發表國際會議論文5篇，授權的國家發明專利1項。本項目的研究成果能夠為圖像偽造檢測、圖像理解等計算機視覺任務提供重要線索。