浅谈图像的真实性检验

宋树巍

(中国刑事警察学院研究生处，辽宁沈阳 110854）

浅谈图像的真实性检验

宋树巍

(中国刑事警察学院研究生处，辽宁沈阳 110854）

随着相机的普及和图像处理技术的广泛应用，虚假图像的出现履见不鲜，与此同时，案件中需要进行真实性检验的图像的数量也不断增多。图像真实性检验是一项繁杂的工作，对于打击违法犯罪、实现社会诚信正义是非常有必要的。

图像检验;刑事技术;司法鉴定

近些年，接二连三的虚假图片事件闹得沸沸扬扬，比较著名的有2006年的《青藏铁路为野生动物开辟生命通道》照片，2007年的“周老虎”事件，2008年的《广场鸽接种禽流感疫苗》照片。诸多的图片真假难辨，眼见不一定为实的，有图也不一定为证了，人们对新闻图片产生了怀疑。尤其在一些违法犯罪活动中，不法人员用假照片实施诽谤、敲诈，严重扰乱了社会秩序。对图像及时作出准确的真伪鉴别，澄清事实，对维护社会诚信和正义起着重要保障作用。图像的真实性检验是近年来发展起来的一项新兴的检验技术，还不很完善，它随通信、图像处理等技术的发展而不断改进。这就要求检验人员充分利用相关知识，找准切入点，准确作出判断。

一、图像的真实性与原始性的区别

所谓图像的真实性，是指一幅图像所反映的内容与其记录时刻的真实场景是否一致的属性。首先要区分图像的真实性与原始性。图像的原始性是指图像获取后未经过任何修改的属性。图像的原始性与真实性是不等同的。在多数情况下，原始性包含于真实性中，即一幅图像是原始的就是真实的。在特殊情况下，如拍摄一张不真实的照片，所获得的图像是原始的，但并非真实的。图像的真实性着重于内容与实际事实的真实，而图像的原始性着重于图像本身的真实。从实践来看，图像真实性的检验意义大于原始性的检验。

图像的原始性检验只需要对一幅图像在拍摄之后是否被修改进行判断即可，它与图像内容之间、内容与图像文件信息之间无关系。图像的真实性检验需要运用光学、透视学、摄影技术、电子信息技术以及常识等知识对图像进行多方位判断，全面地审查图像。不同的虚假图像有不同的制作方式，检验方法没有固定的模式，所以图像的真实性检验比原始性检验难度要大，但是总有一些方法是比较有效的。

二、真实图像应遵循的规律

(一)光线规律

光具有直线传播的特性。由于客体表面的不平整性，图像的明暗程度反映出光源的数量、位置，一幅真实的图像各部位反映出的光源的数量、位置应该一致，伪造图像不同部位反映出的信息往往有矛盾。同时，光具有刚柔聚散的性质，不同类型的光的光质是不一样的。直射光照明时受光面照度高、阴影重、立体感强，散射光照明时图像的影调柔和、层次丰富，客体细节表现得比较好，而反射光照明时效果介于二者之间。被照明客体表面光的强度与光源到被照明客体之间距离成反比，特别是在人造光源照明客体时，不同距离的被照明客体表面光的强度差异是很大的。在不同的光线条件下，被摄客体反映出的色温有所差别。在真实场景下，拍摄的相同颜色的客体图像色温应该一致。

(二)景深规律

相机镜头中的凸透镜成像时，由于光线在焦点前后的聚集和扩散，点的影像在感光器件上形成模糊的、扩大的圆，即弥散圆。人眼的分辨力是有限的。如果弥散圆的直径小于人眼的鉴别能力，焦点前后两个容许弥散圆之间产生的影像模糊不能被人眼辨认，这两个弥散圆之间的距离就是景深。不同镜头的景深范围是不同的，但只一个最清晰点。真实图像表现的景深规律只能是:由模糊过渡到清晰，再由清晰渐变到模糊。若一幅图像出现两个及以上清晰点，那么这幅图像一定是不真实的。

(三)透视规律

摄影是对客观自然现象的再现，它必须遵循相应的透视规律。首先是线性透视。任何物体，越靠近观察者就显得越大，越远离就显得越小，而任意两条平行的线条会越来越靠拢，最终会交于一点。凡在视平线以下物象的水平线向上斜，凡在视平线以上物象的水平线向下斜，视中线右方的物象向左斜，视中线左方的物象向右斜，交会在“视平线”的“灭点”上。图像中不同距离但距视平线高度相同的物体就在一条直线上。其次是空气透视。当光线通过大气层时，由于空气介质对于光线的扩散作用，空间距离不同的景物在明暗反差、轮廓的清晰度及色彩的饱和度方面也都不同。当物体距观察者越远时，该物体表现得越模糊，色彩越偏灰、偏蓝，而近处的物体则较清晰，颜色则较饱满。

(四)比例规律

很多客体各部位之间存在较固定的比例关系，比如人体各部位之间有就有严格比例，头长与肩宽的比例大约为1∶1.6，眼睛长在头长的1/2处等等。不同客体在高度、大小上也是各不相同的，比如普通狗的高度明显高于猫的高度，水杯的大小小于水壶。在图像中的客体影像也应反映出相应的大小比例，若图像中两可疑部位之间的比例关系不符合常理，该图像就应该成为重点检验对象。

(五)唯一性变化规律

哲学家说，“人不可能两次踏进同一条河流”，世界上没有两个完全相同的东西，即使是看似相同的两个客体，其实也是存在千差万别的。据此，一幅图像中两个完全相同的影像一定不是对真实场景的拍摄形成的。《广场鸽接种禽流感疫苗》照片就是出现两只飞行姿势完全一致的鸽子，通过观察色调和放大的像素块，都发现了可重复性，从而证明了图像的虚假性。

(六)其他规律

除以上规律外，一幅真实的图像还应该符合一切客观存在的自然规律，若有违背其他规律的现象也能证明图像的不真实性。

三、图像真实性检验的方法

(一)直接观察法

直接观察是图像检验的第一步，也是最常用最直观的方法。直接观察可对图像整体色调、亮度、光线、分辨率等有总体的上认识，对较明显的矛盾可直接作出判断。对那些处理比较精细的虚假图像，可借助图像软件等工具进行进一步检验。

(二)图像放大法

虚假图像的矛盾较多地暴露在细节之处，直接观察难以突破图像尺寸小、分辨率低对细节反映的限制，放大图像后可较好地观察到填充、添加区域的特征。真实图像边缘的锐度较高，经抠取添加、替换的图像边缘粗糙，马赛克呈现不规则现象。拼接图像的拼接位置可能出现拼接错位、颜色跨度大等。疑似相同的小尺寸对象经放大后，经比较可较容易地作出是否相同的判断。

(三)图像调整法

一幅图像通过眼睛观察只能反映出一些比较直观的东西，其中隐藏的其他信息能够有效地为判断图像真实性提供帮助。通过调整图像的反差、影调、色调、对比度、色阶、饱和度等，不仅能够把一些不明显的信息反映出来，而且可以比较图像中两个相似区域的上述参数是否一致，若相差太大或没有差别都能说明图像不是真实的。

(四)图像运算法

图像运算解决的是图像唯一性的问题。没有两个完全相同的物体，图像中也不存在两个完全相同的区域。通过图像间的运算、图层间的运算、梯度运算、频域运算等可以发现图像的形态、边缘、频谱是否具有可完全重复的一致性，以此判断图像的真实性。目前有很多研究者得出了多种关于复制区域检测的算法，为相同区域的检测提供了方便。

(五)图像测量法

真实图像中客体对象各部位之间的比例、客体之间的比例应呈现正常关系，通过测量各段在图像中的长度，可看其比值与实物比例的值是否一致。在透视图像中，要根据透视理论测量不同距离上客体之间的比例是否符合客观规律。在一些有不容易被改变的参照物的图像中，根据参照物的实际尺寸推算客体的相对尺寸，再与真实客体的尺寸进行比较，通过误差大小判断真假。此外还可以根据图像的镜头参数算出图像的应有的视角等数据，再测量实际场景中的相应数据，其符合与否也能反映出图像的真假。

(六)模拟实验法

对一些不好判断的图像，若能做模拟实验，可根据图像反映的条件，在同样的环境中对相同或相似的客体进行拍摄，如有相机参数就用同款相机、相同的参数拍摄，将拍摄的结果与检验对象进行比对，进而得出结论。

四、图像真实性检验应注意的问题

图像的真实性检验涉及很多学科的知识，检验不同图像运用的知识不尽相同，目前也没有固定的检验方法和模式，所以不要拘泥于的现有的检验方法，要根据图像的具体情况来查找图像中的矛盾。对有疑问的地方要试着用尽一切理论和实践方法去解释，在此过程中若找到有违背自然规律的地方即能否定图像的真实性。同时检验一定要细致，目前有很多制假人员的造假水平较高，给检验人员留下破绽的地方很少，只有细心查找才有可能发现。

责任编辑:贾永生

A Brief Talk on the Test of the Truth of Images

Song Shuwei
(Graduate Office，China Criminal Police University，Shenyang 110854，China)

Along with the widespread of cameras and image processing technique，false images came up frequently.At the same time，the images that need to be tested in cases keep increasing.To test the truth of images is a complicated work.It means a lot to beating offences and keeping the honesty，credit and justice of the society.

image;test;criminal technology;judicial expertise

D631.2

B

1009－3192(2013)04－0036－03

2013－05－11

宋树巍，男，中国刑事警察学院2011级物证技术方向研究生。