[发明专利]一种基于三维重建估计光照方向的图像篡改检测算法

说明书

技术领域

本发明涉及一种在三维环境下估计光源方向，并利用光照方向的一致性判定 图像是否遭到篡改的方法。

背景技术

目前，图像处理及图像编辑软件的快速发展和普及，给数字图像的真实性和 完整性带来了严重的信任危机。因此，作为保护数字图像安全性的有效手段，图 像取证技术越来越受到重视。如何通过有效的算法和路径判定图像是否遭到篡 改，是目前图像取证领域亟待解决的。

发明内容

本发明的目的是提供一种判断数字图像是否遭到篡改的方法。

为了达到上述目的，本发明的技术方案是提供了一种基于三维重建估计光照 方向的图像篡改检测算法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1、寻找图像上的最亮点，将各最亮点分别设为各原始点，图像中的每 个可见凹面或凸面都存在一个最亮点；

步骤2、在各原始点周围进行区域生长，得到多个待检测区域，其步骤包括： 分别计算每个原始点与各邻域元素间的亮度差，若当前邻域元素与其对应的原始 点之间的亮度差满足预设的条件，则将当前邻域元素和其对应的原始点划入同一 待检测区域；

步骤3、分别计算各个待检测区域的光照方向的倾角和偏角，从而得到每个 待检测区域的光照方向，其中，对于任意一个待检测区域，其光照方向的偏角为 γ，则有：

式中，分别表示光照方向在待检测区域中第i个像素点(x_i，y_i)沿x，y方向的局部估计值，E_x，y{.}表示对待检测区域中所有像素点求均值运算；

对于任意一个待检测区域，其光照方向的倾角为τ，则有：

E‾xyE‾2=f3(τ),]]>式中，f3(τ)≈Σi=07cicosiτ,]]>c_i为系数，α为当前待检测区域的倾角，β为当前待检测区域的表面法向量偏角，E(α，β)＝max{η(sinτsinαcos(γ-β)+cosτcosα)，0}，E‾2=12πη∫02π∫0π2E2(α,β)cosαdαdβ;]]>