基于成像透視原理的圖像真?zhèn)舞b別的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種基于成像透視原理的圖像真?zhèn)舞b別的方法，更具體的說(shuō)，尤其涉 及一種通過(guò)比較圖片中所反映出的鑒定目標(biāo)尺寸大小與該目標(biāo)的實(shí)際尺寸大小或范圍的 基于成像透視原理的圖像真?zhèn)舞b別的方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 視頻或圖片通常含有較大的數(shù)據(jù)信息，可作為司法過(guò)程中的有理證據(jù)，來(lái)證明所 要佐證的內(nèi)容。然而，隨著視頻和圖像處理技術(shù)的進(jìn)步和發(fā)展，越來(lái)越多的視頻或圖像存在 人為篡改的可能性，而且通過(guò)常規(guī)的檢測(cè)方法無(wú)法鑒別其真?zhèn)?，為圖像作為司法證據(jù)提出 了嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。如2007年出現(xiàn)的"華南虎事件"，如圖4所示，給出了涉事圖片，2007年10 月份，陜西省林業(yè)廳宣布在陜西發(fā)現(xiàn)華南虎，并公布了據(jù)稱(chēng)為陜西安康市鎮(zhèn)坪縣城關(guān)鎮(zhèn)村 民周正龍2007年10月3日拍攝到的華南虎照片，就連世界權(quán)威雜志《科學(xué)》也無(wú)法對(duì)照片 的真實(shí)性給出結(jié)論，可見(jiàn)現(xiàn)有數(shù)字照片的篡改技術(shù)已經(jīng)達(dá)到了以假亂真的程度。
[0003] 透視成像也稱(chēng)為透視圖，它是一種把三維空間物體的形狀在二維平面上表示出來(lái) 的立體圖，雖然數(shù)字圖像將三維空間內(nèi)的物體在平面上顯示出來(lái)，但如果能結(jié)合具體的拍 攝場(chǎng)景，則可計(jì)算出畫(huà)面中出現(xiàn)的物體的尺寸大小，利用物體和待鑒定對(duì)象的尺寸不變性 可判定圖像的真?zhèn)?。在圖像的篡改時(shí)，篡改人員只是注重怎樣將目標(biāo)復(fù)制、黏貼、嵌入在圖 像中，且通過(guò)現(xiàn)有數(shù)字圖像處理技術(shù)無(wú)法判斷圖像修改的痕跡，往往忽略了目標(biāo)在背景中 的具體尺寸，如2013年出現(xiàn)的安徽寧國(guó)市民政局局長(zhǎng)等人慰問(wèn)百歲老人的照片，如圖3所 示，給出了該數(shù)字圖片，正是由于沒(méi)有考慮到圖片篡改時(shí)目標(biāo)在具體尺寸中的大小，導(dǎo)致常 人即可看出照片是PS過(guò)的，引起輿論一片嘩然。但華南虎事件中的圖片無(wú)法用肉眼看出其 真?zhèn)涡?，這就需要具體計(jì)算目標(biāo)在圖片中所反映的尺寸了，通過(guò)將目標(biāo)在圖片中反映出來(lái) 尺寸與實(shí)際尺寸或?qū)嶋H參考尺寸相比較，看其尺寸大小是否合理來(lái)判斷尺寸的真?zhèn)涡浴?br>
【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明為了克服上述技術(shù)問(wèn)題的缺點(diǎn)，提供了 一種基于成像透視原理的圖像真?zhèn)?鑒別的方法。
[0005] 本發(fā)明的基于成像透視原理的圖像真?zhèn)舞b別的方法，其特征之處在于，通過(guò)以 下步驟來(lái)實(shí)現(xiàn)：a).成像光軸的確定，根據(jù)數(shù)字圖像的中心點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的成像環(huán)境中的物體 確定出拍攝圖像時(shí)成像設(shè)備的光軸⑶的位置和方向；b).確定前端面5紀(jì)，根據(jù)數(shù)字 圖像四個(gè)邊的中點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的成像環(huán)境中的物體，確定出與成像光軸相垂直端面，此端面 定位為前端面盡T ;c).確定物距/，根據(jù)焦點(diǎn)在光軸上的位置，確定出前端面距離 焦點(diǎn)S的距離，此距離定義為物距/ ;d).確定待鑒定目標(biāo)所在的端面，根據(jù)待鑒定目標(biāo)周 圍不可發(fā)生移動(dòng)的物體，確定出待鑒定目標(biāo)所在的與成像光軸相垂直的端面，此端面定義 為后端面;e).求取兩端面之間的距離，根據(jù)前端面5足和后端面在實(shí)際拍攝場(chǎng)景 中的位置，確定出兩端面之間的距離e ;f).水平物體的確定，在前端面5紀(jì)中尋找位置和 大小均不可變的物體，并標(biāo)定其水平方向上的兩點(diǎn)物點(diǎn)G和σ ,形成水平線(xiàn)段GGf，并在 數(shù)字圖像中找出物點(diǎn)σ和σ所對(duì)應(yīng)的像點(diǎn)g和gf ;g).標(biāo)記待鑒定物體的水平點(diǎn)，在數(shù)字 圖像中標(biāo)記出待鑒定物體水平方向上的兩標(biāo)記點(diǎn)i和形成水平線(xiàn)段；h).求取標(biāo) 記點(diǎn)和f在前端面中的長(zhǎng)度，假設(shè)圖像中處于同一水平線(xiàn)上的兩標(biāo)記點(diǎn)J和^是由前 端面5左中的物點(diǎn)J和，發(fā)出的，依據(jù)成像原理，通過(guò)公式（1)求出假設(shè)存在的水平線(xiàn)段 Jir的長(zhǎng)度:
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種基于成像透視原理的圖像真?zhèn)舞b別的方法，其特征在于，通過(guò)以下步驟來(lái)實(shí) 現(xiàn)： a) .成像光軸的確定，根據(jù)數(shù)字圖像的中心點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的成像環(huán)境中的物體 確定出拍攝圖像時(shí)成像設(shè)備的光軸〇*?的位置和方向； b) .確定前端面￡皮，根據(jù)數(shù)字圖像四個(gè)邊的中點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的成像環(huán)境中的物體，確定出 與成像光軸相垂直端面，此端面定位為前端面； c) .確定物距/,根據(jù)焦點(diǎn)公在光軸上的位置，確定出前端面5紀(jì)距離焦點(diǎn)S的距離， 此距離定義為物距/; d) .確定待鑒定目標(biāo)所在的端面，根據(jù)待鑒定目標(biāo)周?chē)豢砂l(fā)生移動(dòng)的物體，確定出待 鑒定目標(biāo)所在的與成像光軸相垂直的端面，此端面定義為后端面; e) .求取兩端面之間的距離，根據(jù)前端面￡龍和后端面i?i〃在實(shí)際拍攝場(chǎng)景中的位置， 確定出兩端面之間的距離0 ; f) .水平物體的確定，在前端面SSi中尋找位置和大小均不可變的物體，并標(biāo)定其水平 方向上的兩點(diǎn)物點(diǎn)σ和σ ,形成水平線(xiàn)段GOf，并在數(shù)字圖像中找出物點(diǎn)J和σ所對(duì)應(yīng) 的像點(diǎn)g和; g) .標(biāo)記待鑒定物體的水平點(diǎn)，在數(shù)字圖像中標(biāo)記出待鑒定物體水平方向上的兩標(biāo)記 點(diǎn)和,形成水平線(xiàn)段Af ; h) .求取標(biāo)記點(diǎn)^和，在前端面中的長(zhǎng)度，假設(shè)圖像中處于同一水平線(xiàn)上的兩標(biāo)記點(diǎn) S和f是由前端面s紀(jì)中的物點(diǎn)J和Jf發(fā)出的，依據(jù)成像原理，通過(guò)公式（1)求出假設(shè)存 在的水平線(xiàn)段J 1T的長(zhǎng)度呤1:
υ.求取水平線(xiàn)段at所表征的實(shí)際長(zhǎng)度，根據(jù)相似三角形所具備的性質(zhì)，通過(guò)公式 (2)求出數(shù)字圖像中待鑒定目標(biāo)上的水平線(xiàn)段所對(duì)應(yīng)的實(shí)際水平長(zhǎng)度|￡)療| :
j) .求取堅(jiān)直方向的標(biāo)記線(xiàn)段所對(duì)應(yīng)的長(zhǎng)度，采用與步驟f)至i)相同的方法，計(jì)算出 待鑒定目標(biāo)上堅(jiān)直方向的標(biāo)記線(xiàn)段所對(duì)應(yīng)的實(shí)際堅(jiān)直長(zhǎng)度； k) .圖像真?zhèn)蔚蔫b別，根據(jù)步驟i)和步驟j)中所獲取的待鑒定目標(biāo)上的標(biāo)記點(diǎn)所對(duì)應(yīng) 的實(shí)際水平長(zhǎng)度和堅(jiān)直長(zhǎng)度，將求取的實(shí)際長(zhǎng)度與待鑒定目標(biāo)實(shí)體或者該類(lèi)鑒定目標(biāo)尺寸 范圍進(jìn)行對(duì)比，如果差值超過(guò)了誤差所允許的范圍，則表明鑒定目標(biāo)是合成到背景圖片中 的，數(shù)字圖像是偽造圖片；如果差值在合理的范圍內(nèi)，則表明數(shù)字圖像以此鑒定目標(biāo)為判別 對(duì)象的情況下，為未經(jīng)篡改圖像。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于成像透視原理的圖像真?zhèn)舞b別的方法，其特征在于：步 驟C)中所獲取的物距/、步驟e)所測(cè)量的距離e、步驟f)中水平線(xiàn)段的長(zhǎng)度GCT、步驟h) 中的水平線(xiàn)段長(zhǎng)度1^1、步驟i)中的實(shí)際水平長(zhǎng)度|D￡)f|均精確至厘米；步驟f)中的像點(diǎn) g與gf之間的距離bl、i步驟g)中的像點(diǎn)d與f之間的距離一fI采用像素個(gè)數(shù)或者圖 像上的實(shí)際距離來(lái)計(jì)算，如果采集圖像上的實(shí)際距離則精確值毫米。
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明的基于成像透視原理的圖像真?zhèn)舞b別的方法，包括：a).成像光軸的確定；b).確定前端面 ；c).確定物距；d).確定待鑒定目標(biāo)所在的端面；e).求取兩端面之間的距離；f).水平物體的確定；g).標(biāo)記待鑒定物體的水平點(diǎn)；h).求取標(biāo)記點(diǎn)和在前端面中的長(zhǎng)度；i).求取水平線(xiàn)段所表征的實(shí)際長(zhǎng)度；j).求取豎直方向的標(biāo)記線(xiàn)段所對(duì)應(yīng)的長(zhǎng)度；k).圖像真?zhèn)蔚蔫b別。本發(fā)明的圖像真?zhèn)舞b別的方法，求取待鑒定對(duì)象豎直方向的標(biāo)記線(xiàn)段所對(duì)應(yīng)的實(shí)際豎直長(zhǎng)度，通過(guò)將求出的水平、豎直長(zhǎng)度與實(shí)體相比較，可判斷出鑒定目標(biāo)是否為合成到背景圖片中，實(shí)現(xiàn)數(shù)字圖像的真?zhèn)闻袛唷?br>【IPC分類(lèi)】G06T7-00
【公開(kāi)號(hào)】CN104637054
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510048232
【發(fā)明人】黃惠芬, 鄭曉勢(shì), 王志紅, 賀永會(huì), 常玉紅
【申請(qǐng)人】山東省計(jì)算中心（國(guó)家超級(jí)計(jì)算濟(jì)南中心）, 黃惠芬
【公開(kāi)日】2015年5月20日
【申請(qǐng)日】2015年1月30日