利用透视关系检验照片真伪的方法 论文

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1、利用透视关系检验照片真伪的方法摘 要: 随着现代数字技术的普及，数字图像修改技术也变得越来越简单。虽然大多数的人对数 字图像的修改编辑只是为了增强图像的视觉效果，让图片更美观。但是，也会有少数不法分子借着高 超的PS技术对图片进行修改，伪造图像信息，再洗印为纸质照片，通过伪造的纸质照片来进行犯罪， 比如用假的图片来进行诈骗，恐吓,传播不良信息等等。越来越多伪造照片的出现，对我们查明案件事实真相形成很大的阻碍，懂得甄别纸质照片的真伪， 才能够保证照片的真实性，维护司法公正。为了便于基层公安民警检验纸质照片真伪，我们研究了利 用成像中的透视关系检验纸质照片真伪的方法，并取得了较好的效果，编出了鉴别

2、时的流程图，以方 便基层民警展开纸质图片鉴别工作。关键词：透视关系 图像真伪一、纸质照片真伪性鉴定在公安工作中的重要性自摄影术发明以来，照片就凭借它的真实性赢得了人们的青睐，在公安工作中，我们也因为图片 的纪实性，真实性而把它作为一种重要的证据。然而随着数码照片的出现，传统的胶卷相机的慢慢隐 退。数码摄影技术的出现使人们在进行图片转存的时候不必再经过暗房的冲洗，而是经过数据传输就 可以直接在电脑中查看，这使得数码照片在制作过程中，复制现实和改变事实，逼真、本真和伪真、 失真（1），在计算机软件的操作下，任何人都能轻易的使图片变得截然不同。为此人们对一向信赖的 照片产生了质疑，开始怀疑照片的真实

3、性。在公安工作中照片的真实性是最重要的，刑事摄像是以揭 露和证实犯罪为目的，是用于记录犯罪事实，显示、固定和检验犯罪证据的。（2）法庭上作为证物的照 片如果遭到篡改、伪造可能会造成冤假错案，影响司法公正，只有真实的照片才能帮助破案，才能作 为证据。2002年4 月1日最高人民法院出台了最高人民法院关于民事诉讼证据的若干规定，第69 条规定，存有疑点的声像资料不能单独作为认定案件事实的依据。因此公安民警只有掌握好专业的纸 质照片真伪鉴别知识，才能对每份图像证据严格进行综合审查，保证图像资料的证明力。现阶段对于检验照片真伪方法的研究仍处于起步的阶段，但已经有很多成熟的对于数码照片进行 盲被动检验的

4、方法了，如美国新泽西理工学院教授施云庆利用希尔伯特一黄变换、基于小波分解的矩 特征函数、二维相位一致性等理论建立模型（3,4），他对拼接图像进行检测，取得了80%的准确率。他 还利用HSV色彩模型对计算机图像进行鉴别，获得了 82.1%的识别率。美国Dartmouth大学Hany Farid教授利用图像光线的不一致性建立模型对拼接图像进行了检测。另外，Farid等认为，自然 图像各像素间存在统计关联性，若图像被篡改，则必然会破坏这种关联性。基于这个原理，他们提出 了用双频谱的方法侦测这种关联性改变（7）。国内方面中山大学的骆伟祺等人提出了一种篡改区域定 位算法（8），可有效对抗多种区域复制的后

5、处理操作。北京邮电大学周琳娜等人利用同态滤波、移动 平均滤波和数学形态学的方法对图像的模糊处理进行检测（9,10）。在这许多的数字图像盲被动检验方 法中，我们不难发现每一种都需要较为充足的专业知识和精密的仪器才能对照片进行检验，在条件允 许的情况下采取上述的方法当然能取得理想的检验结果，认定照片真伪和图像的原始性，但是在基层 公安工作中，我们要检验的往往是已经洗印好了的纸质照片，那样就无法运用高科技手段对照片进行 真伪鉴定，而且基层公安工作的紧迫性和时限性也要求我们必须有一种较为快速，有效，简单检验纸 质照片真伪的方法。通过对照片透视关系的研究我们发现可以运用照片的透视关系来对纸质照片进行 盲

6、被动检验。二、物体成像的透视原理物体成像的透视原理是指：景物通过光学镜头成像，虽然从三维空间转变为二维平面，但照片中物体位置的关系还是应该符含空间中的透视规律的（11）。景物在照片中成像的透视规律如下:（1）凡是对画面平行的直线、平面，在画面上就没有变化，仍保持它原来的方向。（12）（2）不平行画面的平行直线要消失到一点，这个点叫消点。（3）近大远小。（4）不平行于照片画面的平面无限扩展要消失到一条直线上, 这条直线就是平面的消线。 消线就 是平面的方向, 消线不同平面的方向也不同。 平面上的直线或平行平面的直线、平面都要消失到该 平面的消线上。三、常见的图片伪造手段和伪造图片的特点在司法实践

7、上看，伪造照片的方式是多种多样的，其中伪造的手段主要是:（一）添加性伪造 图像内容的添加可造成原本不在此处的某人或物到过此地的效果，以达到某种特殊的目的。图像 中内容的添加一般是用磁性套索选择图像（羽化）一复制一粘贴一大小调整一边缘模糊处理一色彩矫 正一合并图层等步骤来完成。（二）裁减性伪造 将一幅图像中的某一内容删除，造成原画面中某一人物不在现场的效果。图像中内容的减少一 般是用磁性套索选择图像（羽化）一删除一仿制图章（原图中内容）一边缘模糊处理一色彩矫正一合并 图层等步骤来完成。（三）拼接性伪造 图像内容的变换可造成一种无中生有的效果。例如诽谤、敲诈、恐吓、诈骗犯罪中，犯罪嫌疑人 常使用“

8、换头术”，来威胁当事人。图像内容的变换一般也是通过磁性套索选择图像（羽化）一复制一 粘贴一大小调整一边缘模糊处理一色彩矫正一合并图层等步骤来完成。（13）伪造图片的特点： 图片作为一个有机整体，有其特殊的性质，在添加，减少，变换图片的同时，总会有一些与原照 片的不符。如图像的清晰度、反差大小、色块大小、色调连续性、有无非正常斑块、有无影像变形等， 分析其成因是否为剪切拼接过程所遗留的（14）。虽然伪造者会有意识地改变原照片的外在表现形式， 但照片上景物各点特定的位置关系，以及这种位置关系所呈现出的几何规律仍具有一定的规律性。我 们现在就用成像的透视关系对伪造图片进行检验。四、通过透视原理对伪造

9、图片进行检验物体成像的原理中提出 “凡是平行于地面的直线都要消失在地平线上的同一点上”。 地平线是 大地这个平面的消线, 从拍照点作个平行于大地的平面遇到地平线, 这个平面就叫做视平面。 既然 地平线在从拍照点作出的视平面上, 那么拍照点多高地平线就多高。所以说地平线是视点高度在照片 画面上的标志。在对纸质图片进行检验时我们可以以地平线为标准对伪造图片进行检验。一 利用透视关系对添加性伪造图片进行检验添加性伪造照片就是在照片的画面上插入人物或其它物体。 我们来分析下面这张添加性图平行与地 面的直线在检验中我们可以看出图片中的前面的车辆与后面的车辆不在一个水平面上，违反了物体成像的 透视关系，背

10、景图片的地平线较为正常，应该为平拍，而前景车辆的水平线明显较高，应该为俯拍。 由此可以判断这张照片为后期添加照片，属于伪造照片。同时，在图片中可以发现前景中的车辆和背景中的大小关系不一致，车子显得太小，不符合透视 关系中“近大远小”的原理，也可以确定该图片为伪造图片。二 利用透视关系对裁剪性伪造图片进行检验裁减性伪造，就是在照片画面上裁切掉或删掉某些内容。比如删掉照片画面中的某人或某物。下面我们同样通过成像的透视关系来进行对裁剪性伪造图片进行检验。检验中发现经过被裁减删除图像中原有人物的图片透视关系变化不大，在伪造的图片中人物之间 的透视关系表现一致，同一高度的人物与事物在同一水平面上，没有图

11、像变形，所以利用透视关系检 验裁减性伪造图片的作用不大。三 利用透视关系对拼接性伪造图片进行检验拼接性伪造，就是通过对不同照片的不同部位进行拼接。比如把照片 A 中的人头换到照片 B 中的人头上形成一个新的照片。虽然这幅图片中主体占了整个画面的大部分，不过在它的背景上还是有很明显的透视关系存在， 仍能找到消点，消线的存在，在检验中发现，拼接性伪造图片为了更好的伪装自己，在选取拼接用的 大多是拍摄方式一致，视角关系相同的图片来进行拼接，从而在检验中，在拼接照片中利用透视关系 检验作用不大。五、利用透视关系对纸质照片进行盲被动检验盲被动检验是指相对于基于主动的数字水印的检验方法,盲被动检验方法不需

12、要原图像等先验知识作参考,它可以直接依据某种检验方法对目标图像进行检验,所以我们称之为盲被动检验。（13）同理， 我们在检验纸质照片时因为没有原图像进行参考，所以我们也称之为盲被动检验。通过一系列的伪造照片的分析比对，掌握了利用透视关系检验照片后，我们选择五张照片利用 透视关系来进行盲被动检验。如下：图一图图三图四图五这五张照片在洗印成为纸质照片后，无法在电脑上进行检验，于是我们便可以利用成像的透视关系对其进行检验。图一高于消点平行于地图二面的直线消点图三变形的车辆平行于地面的直线IB r蛙1* 1 ” jM|_.; 1,平行于地 面的直线在检验中发现图一中由于鸭子的所处距离较远，体型也较小，

13、在纸质图片无法放大的情况下我们 无法判断它的拍摄角度，但是在通过比对图片中的人与鸭子的大小发现，鸭子和人的距离在画面中隔 的不远，而且人的体型比鸭子大很多，而在这张图片中的表现是鸭子比人的体型，典型的违反了透视 关系中的“近大远小”原理，所以这张图片为添加伪造图片；图二中通过透视关系我们可以知道，图 片前景中的人物高于消线，违反了透视关系中“不平行于照片画面的平面无限扩展要消失到一条直线” 的原理，为添加伪造图片；图三中，我们通过透视关系发现，在图片最左侧的车辆有明显的变形，应 为拼接伪造图片；图四中，我们观察发现，由于是近景图片，图片的透视关系不强，所以我们无法用 透视关系来进行检验，但是经

14、过观察，发现图片左下侧的鱼颜色与其他鱼有明显差异，应为修改或添 加的图片；图五中我们发现，虽然图片的透视关系很强，消点，消线均能很好的找出来，但是图片没 有明显违反透视关系的因素，所以我们无法判断图片的真伪。六、总结实验证明，利用成像中的透视关系在检验纸质照片时，对添加型伪造照片的检验效果最明显，。 因为原始拍照条件具有唯一性和瞬时性, 所以用来拼接组合的照片它的原始拍照角度就会有所不同, 从而伪造照片中的人物、物体之间的透视关系就会不符合物体成像的透视关系。那么我们在检验时就 可以利用这些透视关系很容易的戳穿伪造照片的伪装。而在检验裁剪性伪造图片以及拼接性伪造图片 时，由于伪造者在伪造图片是

15、对图片的透视关系触动不大，所以在检验时较有难度。但是因为裁剪性 照片对于要涂改一些具有硬性直线性的背景,如墙的棱边、 桌椅边缘等, 在涂改拼接时最容易出现衔 接错位现象。而且处理完后的直线棱边会显得粗糙, 甚至有些歪曲不平。有些直线棱边在处理时有时 也容易违背“照片中凡是水平直线的无限扩展必须消失到地平线上”的规律，这时我们就可以运用成 像的透视关系对其进行检验。而拼接性照片、 照片中伪装人物的面部表情、动作角度与身体形态会 有一定不协调。因为照片反映了人物整体的形态特征, 如面部表情、动作特征和身体形态特征。这些 表情特征和动作特征都具有瞬时性和唯一性,在伪造过程中要找一个相同动作角度的人物照片很难 , 而且拍摄的条件也不同,从视觉的直观感来说伪造的人物看起来就显得别扭、不自然。那么在我们直 觉感觉不对的时候，通过运用透视关系对图片进行检验，从中找出伪造痕迹或者确定是真实图片，为 我们公安工作中对图片真伪难以确定的时候找到突破点。七、利用透视关系鉴别纸