利用阴影几何进行度量测量及伪区域检验

摘要

随着图像编辑软件的高速发展，数字图象输入、输出设备的发展和普及，用户实现图像伪造趋于简单化并使伪造的图像达到较高的逼真度，从而影响我们对其真实性的判定。在现在，伪造图像越来越多的出现在媒体杂志、法庭证物、保险索赔、科学发现以及安全监督等应用中。因此我们需要研究基于计算机的更加专业的方法-数字图像鉴定技术来确保公共信任秩序、打击犯罪、维护司法公正和新闻诚信。到目前为止，基于单视图进行伪造图像的鉴定已经取得了相当可观的进步。比如最近几年提出的基于水印的图像鉴定技术，但由于水印必须在拍照时将验证信息嵌入到图像内容中，因此这种方法只适用于具有增加水印功能的照相机。加之由于在图像处理过程中数字水印容易受到影响而发生失真，必将影响到图像鉴定的结果。因此如何在没有嵌入任何保护信息和先验知识为依赖的情况下，从图像本身所具有的特征入手，评价一幅数字图像内容的可信程度成为一个新的研究趋势。目前计算机视觉作为图像领域中的一个新的研究方向得到了广泛的关注并被广泛的应用于图像处理、图像识别、景物分析、图像理解中以便对图像进行预处理或从图像中抽取出统计特性和结构信息。
　　 在本文中，首先介绍在单视图中基于给定的一些几何条件来获得物体的度量信息，简要介绍利用成像几何以及平面单应的方法获得物体的高度信息以及平面上空间点世界坐标的求解。提出了如何利用阴影投影的平行特性以及阴影几何关系获得物体的度量信息和孤立空间点坐标的求解。最后，根据得到的度量信息以及物体间阴影所满足的点光源的一致性和相交性等几何关系来进行图像伪区域的检验。
　　 本义中所介绍算法的输入为一幅图像，通过本义中所提到的方法对图像中的物体进行度量信息的求解并进行对比试验。在高度测量方法比较中，实验结果表明利用阴影投影平行特性的高度测量方法的简便性以及精确度的相似性。在空间点坐标的求解方法比较中，实验结果表明了阴影几何求解方法的可行性及精确度的相似性。最后分别验证通过获得物体度量信息和图像中阴影物体所满足的几何条件来实现图像伪区域的鉴定。