视听资料真实性原始性检验

图像原始性、真实性检验方法学习内容：视听资料的原始性与真实性数字图像的原始性检验（重点）数字图像的真实性检验（重点）视听资料的原始性与真实性•由于视听资料的易变性，任何案件里的控辩双方都会对视听资料的原始性和真实性提出疑问，所以必须分析清楚什么是视听资料的原始性。•所谓某物是原始的，其本意指它是本源的、本初的、第一手的，没有经过扰动和改变的，非复制和模拟的。（视听资料的两种存在形式：1.电子数据2.计算机文档）（采集数字图像所用设备：数码相机、数字摄像机、扫描仪、具有拍照功能的手机等。它们主要由两部分组成：一是对某个波段光敏感的器件；二是模/数转换器。）视听资料的原始性与真实性检验1.原始性检验•原始性查证主要在电子数据层面展开。主要考察在采样、量化过程是否达到语音信号处理的技术要求；电子数据有无受到黑客、计算机犯罪分子的人为破坏，电子数据有无受到设备故障、突然停电、地震、强烈的电磁辐射等外部因素侵害。这些因素都会使物化存在的电子数据丧失其原始性。视听资料的原始性与真实性检验2.真实性检验•真实性查证主要在计算机文档层面展开。所谓真实性指的是从电子数据经过D/A转换生成的影像、动画、语音、符号等多媒体计算机文档，与其真实客体之间的逼真程度。原则上说，原始性不变的电子数据由其产生的计算机文档的真实性可靠;被恶意改变的电子数据原始性已不存在，计算机文档的真实在必然丧失。数字图像的原始性检验•任何图像都不是原始的，因为它们只是客观存在的、三维实体的二维表象，实体才是原始的。任何图像都不是原始的，那我们所谓的原始性检验到底要检验什么？数字图像的原始性检验一、数字水印方法（一）检验原理水印指的是嵌人原始数据中一段文字，或标识，或序列号，用以说明数字产品的版权、作者或者具有其他标志作用的特殊印记。•数字水印是保护版权的有效办法。•水印一经嵌人，即与载体数据紧密结合并隐藏其中。从图像处理的角度看，嵌人水印信号可以视为在强背景下叠加一个弱信号，只要叠加的水印信号强度低于人类视觉系统(HumanVisualSystem,HVS)的对比度门限，HVS就无法感到信号的存在。对比度门限受视觉系统的空间、时间和频率特性的影响。因此，通过对原始图像作一定的调整，有可能在不改变视觉效果的情况下嵌人一些信息。水印信号嵌入数字水印方法水印信号恢复数字水印方法水印信号检测数字水印方法数字图像的原始性检验（二）图像原始性检验方法•利用e一show软件，将水印加入到原始图得到加了水印的照片。两张完全一样的照片，如果需要鉴别哪个是原始的，哪个是伪造的，只需要提取它们的水印即可。•完全一样的照片，伪造有什么意义？水印指的是嵌人原始数据中一段文字，或标识，或序列号，用以说明数字产品的版权、作者或者具有其他标志作用的特殊印记。数字水印是保护版权的有效办法。这里的水印应该是为了确定数字产品的版权、作者等。数字图像的原始性检验二、md5检验方法•md5指的是扩展名为.md5，通常只有一行文本的一份文件。md5(tanajiya.tar.gz)=0ca175b9c0f726a831d895e269332461•在unix下有很多软件在下载的时候都有这样一个文件，这就是所谓的taja.tar.gz文件的数字签名。其典型应用是对一段信息(message)产生信息摘要(message-digest)，以防止被篡改。md5将整个文件当做个大文本信息，通过其不可逆的字符串变换算法，产生了这个唯一的md5信息摘要。•在传播文件的过程中，无论文件的内容发生了任何形式的改变，如人为修改或下载过程中线路不稳定引起的传输错误等，重新计算md5时就会发现信息摘要改变了，由此可以判定这是一个不正确的文件，也就是说数字图像已经失去了其原始性。数字图像的原始性检验三、直方图检验方法（一）基本概念•直方图是对图像每个亮度级别的像素数量统计结果的图形表示，横坐标是亮度值，纵坐标是像素数。直方图显示了所测影像的灰度分布曲线，其左边显示的是图像的阴影信息，中间部分显示的是图像的中间色调信息，右边显示的是图像的高亮信息。•灰度直方图反映的是一幅图像中各灰度级与各灰度级像素出现的频率之间的关系。灰度级为横坐标，灰度级的频率为纵坐标。数字图像的原始性检验•1.亮度平均值，可以是整幅图像的，也可以是图像里所选定的某个区域的亮度平均值。根据亮度平均值可以大致判断图像属于高光、暗调还是中间调。•2.标准偏差，是衡量图像亮度值偏离平均值的标准。标准偏差越小，表明图像的反差越小;标准偏差越大，图像的反差就越大。•3.亮度，是图像明暗程度的量度，既决定明暗的平衡，也决定明暗色调的强度。亮度变化以灰度值增加或减少来表示，灰度值范围[0；255].直方图最左端为0级灰度，最右端为255级灰度。直方图的垂直轴方向代表给定灰度值下的像素数目。图像作亮度变化时，可以看到图像的直方图向左或向右平移。•4.对比度，指的是从黑到白的渐变层次。对比度值越大，从黑到白的渐变层次就越多，色彩表现就越丰富、亮丽，图像就越清晰醒目。而对比度小，则会使整个画面都灰蒙蒙的。对比度越大，不同颜色间的差值也越大。直方图的横轴从左到右代表照片从黑(暗部)到白(亮部)的像索数量。数字图像的原始性检验三、直方图检验方法(二)原始性检验方法•经过明暗和对比度处理的图像和原始图像在视觉检验时是发现不了它们之间存在差异的。但是作出它们的直方图，其间的差别就出来了，利用直方图可以发现被修改过的图像。数字图像的原始性检验四、图像压缩比及其应用（一）图像压缩分类•压缩可分为两大类:第一类为可逆压缩，也称为无损压缩，从压缩后的图像能够完全恢复出原来的图像;第二类是不可逆压缩，信息有所丢失，无法完全恢复出原图像。第二类具有更高的压缩比，有时也被选用。•在图像的查看保存中，由于软件功能的限制，图像的压缩比必然会被改变，改变的结果是图像的细节发生了变化。数字图像的原始性检验四、图像压缩比及其应用(二)利用压缩比检验原始性方法•方法1:将图像转换为Lab模式，观察a色调通道。如果无矩形框现象，则必定为变造图像;如果有矩形框，但其形状不规则，也为变造图像。•方法2:将原始图像调整为Lab模式，选中a通道，放大观察图像。如果显示的是规则的矩阵方格，在不修改原图的情况下查看并保存文件，且不改变文件的格式。多次保存之后仍然利用Lab模式选择a通道，放大观察图像。如果观察到的是大小不规则矩阵，或是不出现矩阵。这两种情况都说明它们是非原始图像。右边图像哪里经过变造了？思考：学习完原始性检验，大家觉得我之前举的例子是否符合原始性检验的内容？数字图像的真实性检验•图像真实性检验方法是从成像基本原理派生出来的。成像原理包括:透视关系、焦平面与景深、人体各部比例以及人与环境的比例关系等。任何图像出现与这些原理相违背的现象，必定是变造的。•对于经过编辑的图像，可以通过分辨率变化分析、差值判据以及边缘特征分析等方法予以辨认和判断。图像真实性检验01景深关系判据02透视原理判据分辨率变化判据03差值判据04边缘特征判据05成像原理判据06数字图像的真实性检验一、景深关系判据•一张照片只有一个焦平面和固定的景深，出现一个图像中心，即只有一个清晰的平面。在添加性伪造照片中，添加部分所在的照片景深和原始照片中的景深不一致，或者添加部分与所在图像焦平面的位置关系和添加部位与焦平面的位置关系不一致。这些现象为判别图像真实性提供了依据。数字图像的真实性检验二、透视原理判据•观察物体时，由于观察点、观察位置不同，相同大小的物体会呈现出近大远小、近高远低、近宽远窄、近疏远密的视觉现象,这就是所谓的线条透视现象。•当人眼观看影像时，就会通过影像间存在的透视关系和遮挡关系，想象出被摄景物所处的真实空间和物体的真实大小，在二维平面影像基础上产生了三维空间物体的立体感。所摄画面中相同物体的影像放大率相差越悬殊，影像的透视关系越强烈，使人感受到二者相距越遥远，画面的空间纵深感越强。反之，则会认为二者的距离近，空间纵深感就越弱。•伪造照片的素材来自不同的照片，而且取材和修改的位置在照片上所处远近位置也不相同。所以，会出现违背利用透视原理的现象，成为检验照片真实性的一种方法。数字图像的真实性检验二、透视原理判据（一）地平线判据（二）人体部位判据（三）人体与环境构成判据数字图像的真实性检验三、分辨率变化判据•图像分辨率(ImageResolution)指的是图像中存储的信息量。分辨率有多种衡量方法，典型的是以每英寸的像素数(PPI)来衡量。图像分辨率和图像尺寸一起决定文件的大小及输出质量。•图像的分辨率不同，当图像被放大时，出现的马赛克效应不同。分辨率小的图像，只要放大几倍就能看到一个个正方形的马赛克;分辨率高的图像，放大数十倍才能看到一个个具体的像素。通过放大照片查看照片中的各个成像体的分辨率，可以分辨出添加性伪造照片。拼接性伪造照片，由于使用的拼接图像的拍摄分辨率不同，通过放大照片也可以看到人物与背景分辨率(或马赛克效应)不同，从而鉴别出伪造照片。数字图像的真实性检验四、差值判据(一)原理•Photoshop具有对两张图片进行差值运算的功能。所谓差值运算是先将两个数字图像以矩阵的形式表示出来，然后将两个矩阵进行减法运算，最后得到一个新的矩阵，即-个新的图像。如果两个数字图像完全-致，则得到的将是一个全黑的图像;如果不一致，则将得到一个有图案的图像。•复制数字图像实质上是按照数据形式复制的，不丢失任何信息，是原样复制，这就是说，原图像与复制图像其像素排列完全相同。对这样两幅数字图像进行差值运算，将得到一个全黑的图像。这就是差值运算检验克隆伪造图像的原理。数字图像的真实性检验四、差值判据(二)克隆图像检验方法•在待检图像里寻找相同图像区域，选定一个图像块后，复制后粘贴。移动复制图层至另一图像块。选定混合模式为差值。微移复制图层并观察混合效果。当混合为黑时，说明图像块是克隆伪造的。基于模板匹配方法，针对8位bump灰度图开发的软件，经过实验验证，在检验克隆图像上取得了初步成效。该软件不仅能够对原样克隆方法变造图像进行检验，还能够对羽化复制、仿制图章复制进行检验，对克隆后又经过Photoshop亮度调整、对比度调整、色阶调整、曲线调整、模糊锐化处理等方法形成的变造图像也有一定的检验效果。•差值运算结果为0的情况下，可以认定存在克隆;在差值不为0的情况下，需要结合相似度等作进一步辨别。数字图像的真实性检验五、边缘特征判据•所谓羽化，是使粘贴图块与原图边界模糊化，使二者之间的过渡显得正常、自然。但是，羽化会造成边缘处-些细节丢失，并生成具有某种规律的、颜色统一的像素点。利用局部放大和描点可以很容易看出羽化的痕迹。数字图像的真实性检验六、成像原理判据•拍摄时间、地点、光线条件、环境景物以及给定照相机的特有参数等诸多因素共同作用才能形成一张完整的照片。想得到完全相同的，或局部完全相同的两张照片几乎是不可能的。由此可以认为，凡是存在整体相同、局部不同，或者整体不同、局部相同的照片，都可以认定是经过修改的照片。变造图像所谓变造图像，是指图像局部内容删除、添加、替换、缩放或位移。1、添加变造2、删减变造3、两次压缩变造4、改变尺寸5、打印后重新扫描伪造图像伪造图像，是指利用多幅图像进行编辑，重新合并为一张新的图像。1、拼接2、人工制图3、隐藏信息(三)变造、伪造图像的表观特征改变图像内容或虚构图像背景信息一般都是利用Photoshop―类图像编辑软件完成的。伪造者在完成了内容变造操作之后会对图像进行一系列掩饰性技术处理。但是，由于图像的拍摄条件和制作条件不同，经变造操作后的图像会表现出许多参数的差异。在低水平伪造者的图像里，往往存在着不符合光线成像原理，不符合景深成像原理以及不符合透视原理等问题。即使操作者的技术水平、实际经验较好，伪造图像也定会留下JohnCRuss指出的下列特征：(1)新添加的内容与背景环境不和谐。(2)图像各部分之间的光线、颜色、明暗等存在差异(3)图像中各部分细节纹理、质地等出现差异(4)图像中的一部分与另一图像完全雷同。(5