图像真伪方法研究

图像真伪方法研究

王帅

（公安海警学院电子技术系）

摘要：随着信息技术的不断发展，各种图像修改软件层出不穷，使得图像的作伪变得越来越简单，如何识辨图像的真伪在生活和工作中有着很大的作用，本文研究了各种伪造图像的类型及特点，通过深入分析图像检验原理，提出了一系列图像真伪检验的具体方法，并对图像真伪方法做出了展望。

关键词：图像真伪；检验；方法

各种图像处理软件的出现及其功能的复杂化使伪造图像出现的频率越来越高，图像的真伪也越来越难以识别，使图像所带来的信息的可靠性受到了挑战。但是值得注意的是，伪造的图像经过处理后必然使得图像整体性出现失调，根据图像色彩、透视度等方面一体性的检查，可以为图像真伪的判断提供了一定的方向。计算机技术的发展使得伪造图像变得越来越接近真实，使图像真伪鉴定并不如理想中那么简单。本文经过伪造图像类型和鉴定原理的研究，提出了几种切实可行的鉴定方法。

一、图像真伪的研究价值

随着图像加工处理技术的不断发展，图像作伪的方法也越来越简单，没有合适的真伪辨别方法往往很难分辨图像的真实性，这样就会对人民财产安全和社会的正常运转造成麻烦。司法机构只有确保图像证据的准确性，才能真正做到公平公正、惩恶扬善；新媒体只有分析图像信息的真实性，才能将真是的社会现状呈现给群众；国家军事机构获取军事情报时，也需要分析情报图像的真伪，方可做出正确的举措。所以说，图像真伪分辨影响着社会机器的正常运作和国家的长治久安，其研究价值非常大。

二、常见计算机伪造图像类型

现在图像多以数字形式进行储存，常见数字图像伪造类型主要有通过不同图像的拼接形成的拼接性伪造、在原有图像基础上进行内容添加的添加性伪造、在原有图像基础上进行内容删减的裁剪性伪造以及对图像进行局部克隆的克隆性伪造四种。很多时候，图像伪造过程中往往四种伪造类型交叉使用，使图像作伪的漏洞减少，增加了图像真伪的辨别难度。

三、图像真伪检验原理

3.1成像的景深原理

相机是模仿人眼成像的，成像过程中焦点实际上是一个微小的光圈，相机像人眼一样，对成像的模糊圈直径有一定的允许范围，在此范围内均可进行较为清晰的成像，将这个范围对应到景物本身的前后距离上便是景深。需要注意的是，在景深范围外景物的清晰度存在渐变的差异性，焦点平面出景象最为清晰，越远离焦点平面成像越模糊，除此之外，根据相机光学成像的原理，光圈和焦距大小与景深成反比，前景深大于后景深。我们可以根据以上成像过程中景深的原理对图像的真伪进行相关性判断。

3.2成像的透视原理

在将实际的三维景象转变为二维图像时，景象中的立体关系要通过透视原理进行体现,在立体成像中透视原理如下：（1）基面内的平行或垂直的两条直线可以无限延伸，与基面不平行的直线再延伸中最终消于一点，称为消点。（2）距离基面越远，线段长度越短，线段间间隔越小，且线段的相对高度与摄影时的高度有关。（3）近处景象大，远处景象小。近处的物体占据视角比较大，远处的物体占据的视角比较小，通过大小对比展现出远近关系。

3.3光线性质的整体性

摄影是通过光学进行成像，在图像的实际拍摄中，根据当时环境不同，往往会有不同的光源，由于拍摄角度的不同，同种光源所起的作用也不同，使拍摄的图像有各自独特的光影和色晕效果。图片在作伪和修改时，往往会使图像光线性质整体性失调，在色调、影调、亮度等方面无法保持一致性，可根据这种原理，可以进行图像真伪检测。

四、图像真伪检验方法

4.1信息分析检验

在图像真伪检验时，首先查看EXIF元数据信息，观察原始拍摄信息是否完整合理以及有无修改痕迹，然后再检查拍摄的图像内容是否符合事实逻辑，例如季节气候与人物衣着的关系等，若一切合理，则将图像进行放大处理，观察图像细节部分有无剪切拼凑的痕迹，色调是否统一、线条是否出现错位等。

4.2根据成像的景深原理进行检验

景深的大小受光圈和焦距的影响比较明显，不同图像景深一般不同，使图像作伪时很难做到景深的一致性。例如通过添加或者克隆伪造的图像，往往使同一平面的景物出现清晰度不同的现象，这便违背了成像的景深原理。在利用景深原理判断图像真伪时，首先应该寻找景深的范围，然后检验图像清晰度变化是否符合景深原理。

4.3根据成像的透视原理进行检验

根据透视原理，可以通过观察比较图像中的线段长度、物体大小、影调等方面是否满足透视原理进行图像的真伪识别，在利用透视原理时，应注意镜头焦距对透视效果的影响，焦距越小那么透视效果越明显。如果图像中的物体的成像比例不满足透视原理的要求，则说明图像作伪。

4.4根据图像光线性质进行检测

由于不同图像光源和拍摄角度的不同，图像的光线性质也存在很大的差异。通过添加或者克隆得到的图像很难使图像在光线性质上达到一致。在进行图像真伪检验时，可以通过比较各个人物和景观形成阴影的各种光线性质是否保持一致性和协调性进行真伪判断，并对作伪的可疑点利用计算机软件进行数据化的分析。

4.5根据摄影还原法进行对照检验

在很多时候，对于景深检验、透视检验以及光线检验中出现的可疑点往往无法得到确认，这时便需要对图像的场景进行模拟还原，在通过还原拍摄观察图像的可行性。通过摄影还原拍摄的图像与原始图像进行对比判断图像的客观真实性和图像拍摄实现的客观条件。

五、发展方向与展望

随着图像修改技术的不断成熟，传统的图像检验必然逐渐面临困境，这要求在新时代图像真伪检验必须逐渐与计算机领域相结合，加快图像自主鉴别技术的研发，并与现有的图像真伪检验技术相结合，创造出符合时代潮流的新型图像真伪检验方法，从而逐渐建立起合理的图像真伪检验体系。

六、结语

综上所述，现时代图像造伪技术越来越发达，造伪漏洞也越来越少，这对图像真伪检验提出了巨大的挑战。这便要求新时代的图像真伪检验人员在精通各项图像检验原理和方法的同时，将之与计算机技术结合，与时俱进，不断探究图像真伪检验的新方法。

参考文献

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