[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

摘要

本发明提供了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。本发明提供了一种在三维场景下估计光照方向的偏角和倾角的方案，以此来估计出图像的光照方向是否一致，并以此来判定图像是否遭到篡改。

主权项

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：$\frac{{\stackrel{\‾}{E}}_{xy}}{\sqrt{{\stackrel{\‾}{E}}^2}}=f_3\left(\mathrm{\τ}\right),$式中，$f_3\left(\mathrm{\τ}\right)\≈\underset{i=0}{\overset{7}{\Σ}}{c}_i{\cos }^i\mathrm{\τ},$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}，${\stackrel{\‾}{E}}^2=\frac{1}{2\mathrm{\π}\mathrm{\η}}{\∫}_0^{2\mathrm{\π}}{\∫}_0^{\frac{\mathrm{\π}}{2}}{E}^2(\mathrm{\α},\mathrm{\β})cos\mathrm{\α}d\mathrm{\α}d\mathrm{\β};$步骤4、将所有待检测区域的光照方向两两比较，若有任意一组不一致，则图像已经遭到篡改，若全部一致，则图像未被篡改。