《盲環境下數字圖像篡改鑑定的數學模型研究》是依託北京郵電大學，由牛少彰擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：盲環境下數字圖像篡改鑑定的數學模型研究
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：牛少彰
- 依託單位：北京郵電大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
本項目對數字圖像內容的原始性、真實性和完整性認證進行數學理論基礎研究，主要包括：(1)基於成像設備的一致性特徵，針對成像設備的複雜性，對常見成像設備研究建立具有達到實用檢測精度、同時計算複雜度又在可接受範圍的數字圖像篡改鑑定數學模型。(2)使用差分方程進行圖像篡改遺留痕跡分析，研究圖像篡改行為引起的圖像連續性變化特徵。針對常見的圖像篡改方法，研究建立可以跟蹤圖像所經歷篡改行為的數學模型。(3)研究自然圖像特性的統計模型，分析圖像隱寫與圖像篡改對自然圖像特徵改變的區別，降低數字圖像篡改鑑定的虛警率。(4)使用模糊模式識別、模糊綜合評判方法，研究建立盲環境下基於多因素、多層次的數字圖像篡改鑑定可信性評估模型。項目的研究將解決數字圖像篡改鑑定技術的數學基礎理論問題，對解決數字圖像日益嚴重的信任危機以及司法鑑定等具有重要的套用價值。
結題摘要
項目的完成情況與研究計畫相符，取得主要研究成果有： 在基於成像設備一致性的數字圖像篡改鑑定數學模型研究方面，研究了針對CFA插值特徵的相機設備一致性鑑定方法，完成了基於圖像CFA插值特徵的圖像來源認證實驗，給出了基於相機瑕疵點的圖像來源認證以及基於CFA的圖像拼接篡改檢測的檢測算法。在基於相機內部參數的取證模型研究中，對現有的取證方法進行了大幅的改進，不僅擴大了標定物選擇的範圍，同時還通過改進模型使得取證中不必簡化內部參數就能實現單幅圖像的篡改鑑定。 在基於圖像偽造過程遺留痕跡取證方面，提出了能完整找到圖像依次經歷過的JPEG壓縮痕跡的量化誤差一致性檢測方法，並通過對JPEG壓縮痕跡的分析判斷照片是否遭到篡改，同時通過分塊逐步求精的思想定位篡改區域。通過對圖像文字信息遭到篡改的遺留痕跡檢測以及圖像增強修飾操作對圖像噪聲特徵的遺留痕跡檢測研究，提出了一種基於相機標定的文字篡改鑑定技術，實現對圖像中漢字的篡改檢測。 在圖像自然特徵一致性研究方面，根據光照強度的朗伯模型，建立了物體邊緣處的法線以及光照方向的光照強度模型，進而求解光照方向，並通過不同物體邊緣處的光照方向是否具有一致性來判斷照片的真實性；提出了使用投影與光照方向一致性來檢測照片中物體的篡改檢測方法,解決了圖像光源取證方面對目標物體個數的限制；對馬氏隱寫檢測算法進行了改進，實現了對圖像隱寫與圖像篡改的分類檢測；利用平行線在成像過程中退化的自然現象建立消隱模型，對數字照片的主點進行標定，並結合消隱規律進行圖像篡改檢測。 在數字圖像篡改鑑定綜合評判的數學模型研究方面，突破了傳統的“修改=篡改”的檢測方式，按照修改對圖像的影響將修改行為分為顛覆類、嚴重類以及一般類，通過結合對圖像中修改行為的分類以及對篡改鑑定技術的分類，提出了層次化的圖像真實性評價模型，並在此框架下提出了對新聞類照片進行真實性評價的一般流程。 項目組在取得豐富的理論研究成果的同時還將研究成果進行了實際套用，應邀對遭到眾多攝影愛好者質疑的第八屆國際新聞攝影比賽金獎作品《利比亞衝突》進行了檢測，使用基於消隱的方法進行特徵檢測，結合實際物體的大小以及成像原理，再綜合重採樣檢測及其它特徵檢測，給出了該照片是真實的鑑定結論，維護了我國新聞照片評選的國際聲譽。
