数码照片的技术处理

数码照片的技术处理

改变照片通常发生在艺术媒体上。这是不想让你设计数据处理软件的人。该技术可篡改事物特性,可用来处理加工照片。伪造的照片可能让无辜者蒙冤,有罪者逍遥法外。在保险索赔时,合成照片若被当成证据,就会使保险公司蒙受损失。此外,图像的真实性对于新闻出版业也是个严峻的问题。如何甄别照片的真伪,防止这种“电子骗术”是司法部门、新闻出版、国家安全、档案管理及防伪商标等领域急切要解决的难题。一、照片照片的合成利用图像处理软件可以通过如下几种技术来伪造照片。拼接技术:将不同的2张或多张照片合理地拼接成1张照片,但是不同的照片的分辨率有可能不同;替换技术:将图像中某一区域用其他照片中的某一区域代替,常见的有背景替换及换头术等;删减技术:将图像中的一些物体删除,并用原图像中的相应背景来代替;增添技术:将图像中增加一些文字及其他一些物体;常见的有在背景中增加1个人物;改变尺寸:1张图片的一部分经过放大、缩小或旋转处理;打印后重新扫描:1张照片用数码技术进行扫描,修改后重新打印;两次压缩:在数码相机中将1张图片直接以一定压缩率保存下来,对其进行修改后再以和先前略微不同的压缩率保存;人工制图:1张图片完全用计算机图像生成软件制造出来;隐藏信息:用肉眼看不出来的方法在1张数码照片中隐藏1条信息。伪造者在伪造照片时,往往视情况将上面的1种或多种技术融合使用,取长补短从而达到最完美的伪造效果。数码相机拍摄出的照片品质越高,会给照片伪造增加难度。一些品质不佳的照片,由于附带无意义的数据,容易伪造,伪造的数据与无意义数据的混淆增加了鉴定的难度。二、系统图像的精细度伪造照片的最终目的是尽量使修改后的照片逼真,完整无缺,避免他人辨认出来。伪造要比识别容易,伪造技术有高有低,有些通过低水平的伪造技术制成的照片,可以通过肉眼直接鉴别出其真假。而有些通过高水平的伪造技术制成的照片,只有通过一定的技术处理,使那些自以为技艺高超的伪造照片漏出破绽。如果图像没有经过编辑和修改,则整幅图像的精细度是统一的。而被篡改过的照片,每次修改并保存后,其图像质量较原始图像就会产生一定的下降,从而造成一幅图像中不同区域的图像精细度出现差别。这种差别无法用肉眼识别,但可以通过计算机计算来识别。譬如,完整或者局部的图像经过改变和旋转,空白的部分计算机总会补足象素,这时总会留下特定的模式,因此可通过计算来进行检测。而经过压缩的图像则破坏了原有的统计模式,这些处理都会留下计算机可以捕捉到的痕迹。英国学者哈尼·法里德说过,大多数自然图像都有8种不同的统计学特性,这些特性伪造者很难模仿。所有自然图像在小波转换方面都有可辨认的模式,并且所有自然图像的边缘(邻近像素之间亮度的突然变化)的频率和数量都类似,这就增加了伪造照片的可识别特性。三、伪造数码照片识别技术(一)照片的审美判断1.从物理学和几何学角度看,照片中的物体总是近大远小,如果照片中的物体不符合这一规律,那肯定是伪造的。由于照片上不同部分的光源应是一致的,因而可以通过照片中人物眼中光线反射的方法,来确定拍照时照相机所在位置,如果分析照相机所在位置与实际成像结果差之千里,照片肯定是假的。此外照片中的阴影分布是否合理也可作为照片真假的判断标准。2.从审美的角度看,画面是否清晰,色调是否连续。照片经过修改后,其清晰度可能降低,色调可能变得不连续。真实照片的色调和谐、过渡自然,而伪造照片在拼合处由于要修饰接口,经常采用复制颜色的方法,因此往往会出现色调不连续和过渡生硬的情况。3.从视觉的角度看,整体风格是否统一,人物的眼神,物体位置、摆设是否符合逻辑。比如2007年10月12日,陕西省林业厅公布周正龙拍摄到的野生华南虎照片后,关于照片真假的辩论就沸沸扬扬,以至闹到国外媒体关注、闹到要打官司的地步。提出质疑的人主要从照片表面通过肉眼看出了矛盾:整个照片没有确定的焦点,看上去都是模糊的;植物的色彩比较正常,老虎则偏蓝,显然是白平衡的问题;前景的树叶大,老虎与前景树叶相距并不远,但体型明显偏小;老虎的肚子下方明显处于亮部,而近处的树叶却并无闪光灯的闪光效果。再者,如果这样的距离闪光,理应出现树叶的投影在老虎身上;树叶通常不会出现半透明的状态,然而此幅照片中却有半透明的树叶,将虎尾若隐若现出来。由于各界人士纷纷依据照片表面提出可疑之处,但只是分析说明,没有具体的证据证明真伪。如果真是一幅伪造的照片,可以使用计算机计算检测到修改的地方。(二)伪造照片的识别计算机技术能识别出照片中细小差别,计算机识别图像真伪存在两个关键技术:图像特征提取和分类器的设计。对于合成照片或者计算机生成图像的鉴定,主要还取决于图像的纹理特征,边缘特征和空间特征。其中分类器可采用神经网络,支持向量机等。要想编制出一套算法可以准确高效地识别所有伪造照片,还有待进一步的研究,需要不断地检测、实验来获得。针对图像中小区域替换,增添技术、删减技术和拼接技术等得到的伪造照片,可以通过将图像分成许多小区域,再根据颜色特征和纹理特征等数值分类,再运行区域增长,计算大的区域是否特征奇异,最终确定是否是伪造图像。对于人工制作的图像,可以提取最远距离矩阵,高饱和度颜色的频率和灰度共生矩阵等特征,然后设计分类器来完成图像真伪的识别。用计算机识别伪造照片的基本步骤如下:1.将图像分成若干小块,分别提取各个子图像特征:如提取纹理特征向量、能量、熵、最大概率以及对比度等。或者将整幅图像提取边缘,提取边缘附近图像特征;2.分类:运行区域增长,获取更大区域图像;3.检测出奇异的图像特征:如果不同子图像的特征不匹配,对各个子图像特征进行分类检测,得出奇异的图像特征;4.分析识别是否是图像基本特征:分析第2步获取的奇异特征,是否是图像中某一物体固有特征;5.鉴定是否是伪造图像:由第3步可以判断是否是伪造图像。对伪造照片,用计算机识别技术的重点在于提取特征,提取特征的好坏直接影响到识别的正确率。因此,研究识别计算法,要侧重于研究图像的特征,以便分辨出图像的真假。四、伪造照片逃避法律制裁伪造数码照