利用PS軟件對添加、刪減、篡改圖像的鑒別

　　摘要：隨著數碼相機與電腦的普及，全民攝影時代到來。但隨之而來的攝影“造假”事件也層出不窮。有人為了讓自己的形象更有魅力修改照片，有人為了從照片上抹去不喜歡的人或物。數字影像種類繁多，弄虛作假的手段也五花八門，因此對數字影像的鑒辨也變得更加迫切。本文就如何利用Photoshop軟件對添加、刪減、篡改圖像的鑒定方法進行簡要論述。
　　關鍵詞：Photoshop 圖像處理 粘貼 復制 添加 圖像鑒定
　　中圖分類號：G642文獻標識碼：A文章編號：1672-3791（2012）09（c）-0188-02
　　攝影分為前期拍攝和后期圖像制作，在膠片攝影時代，復雜的暗房技術只為少數專業人員所掌握。進入數字攝影時代后，隨著計算機圖像技術的快速發展，對數字圖像的處理可使用各類軟件進行，其中尤其以AdobePhotoshop（簡稱PS）圖像處理軟件使用最為廣泛，功能最為強大，操作上也較為方便。計算機圖像處理所形成圖像在視覺上與真實的自然圖像肉眼幾乎難以區分。對于修改圖像主要以“PS軟件”為主的情況下，本文就利用計算機圖像處理技術對添加、刪減、篡改圖像方法、特點及如何檢驗作一闡述，確定如何有效區分和鑒別真實的自然圖像和經過后期修改過的圖像。
　　1 利用PS軟件添加、刪減、篡改圖像方法
　　PS軟件的合成功能在圖像處理中占有重要地位，合成并不是簡單的拼湊，它需要運用各種素材，通過組織、處理、修飾、融合，得到新的“設計”作品，從而達到理想的效果，因此需要較高的藝術修養和PS操作能力。從近年來來看，利用計算機圖像處理技術修改圖像主要有以下幾種方法。
　　1.1 利用PS軟件在圖片中添加內容
　　添加圖像具體講就是從一張圖片中取出（即“摳圖”）一個局部、再把它加入到另一張圖片中，生成一張新的圖片即利用PS合成圖片。首先是選好合適的素材，然后把需要更換的部分用選區選取后，貼到素材圖上，再用蒙版控制好區域，最后進行整體調色及細節部分的修飾。
　　1.2 利用PS軟件刪除、修改圖片中間的內容
　　把圖片中你不想要的部分刪掉且不能影響圖片的完整，方法有多種，以圖章修補工具及建立選區為主。如果要修補的景物周圍是白色或單色，可用純色畫筆補上。
　　1.3 利用PS軟件對圖像變換、模糊處理
　　對圖像的修改的手法還有利用PS軟件使圖像變形和模糊。PS軟件中可以對圖像進行變形處理的方法包含：自由變換、液化濾鏡、扭曲濾鏡等，通過這個命令可以使圖像變形為特殊的形狀。
　　2 利用PS軟件添加、刪減、篡改圖像特點
　　拼補變造圖像是利用PS圖像處理技術常用手段之一。主要是利用PS圖像處理軟件的移動、刪除、剪貼、旋轉、局部放大、修飾等各種編輯功能對圖像進行處理，制成一幅新的圖像。
　　偽造照片是指對不實際存在的照片的一種意想性的創設，其突出表現是該照片不是真實的。偽造照片通常表現為把真實的照片不同部分通過剪輯、復制、合成，反映一幅新的內容的照片。其他部分加以改變的行為，其突出表現在于該照片是已經客觀存在的，是制作者將已經存在的照片根據自己的需要修改、編輯形成的。變造一般分為三種類型。
　　（1）添加性變造。就是在照片畫面上添加某些內容。
　　（2）刪除性變造。就是在照片畫面上裁切掉或刪掉某些內容。
　　（3）添加和刪除性相結合的變造。在實際檢驗非真實性照片的過程中，現實中經常遇到的是畫面中既有添加、也有刪除，還有二者相結合的變造照片，這更增加了檢驗難度。
　　3 利用PS軟件對添加、刪減、篡改圖像鑒定方法
　　變造的影像無論如何精心努力，修改后的照片經仔細觀察總是會落出蛛絲馬跡.對于這類可疑圖片的檢，應采用多種方法，從多方面、多層面進行檢驗，在很多情況下人們僅僅憑肉眼難以發現破綻，借助PS軟件可以對數字影像的真偽進行綜合評斷。
　　3.1 利用PS軟件查看數碼照片的Exif“元數據”
　　數碼照片的Exif“元數據”是一種影像文件格式，目前有V2.1和V2.2兩個版本。它是在Jpeg文件頭加上了數碼相機在拍攝過程中采集的多種拍攝信息，如相機數據（如相機生產商、型號等）、攝影參數（如快門速度、焦距等）和照片的縮略圖信息（視相機而定），有2～6kB大小（視相機而定），經過Tag編碼后儲存在Jpeg影像文件中。用完整版PS查看，先打開數碼照片，通過“文件簡介”選項中的“Exif”查看，有圖像說明（如相機機型、拍攝時間等）、用戶注釋（如Exif色彩空間等），相關聲音文件（如文件源、場景類型、Exif標30多項內容。
　　3.2 利用PS軟件對照片進行放大處理
　　利用景物成像、光照、色彩濾鏡等科學理論，利用對圖像中疑似偽造區域景物的光亮密度、反差、色調、灰度值等進行觀察對比，分析畫面中是否存在與成像原理相互矛盾的地方以判別照片是否存有改動痕跡。在自然圖像中二個或以上空域連貫區域精確匹配（包括顏色、形狀、紋理等）的概率很小，因此要成功識別圖像中的復制篡改區域，關鍵在于確定圖像塊的大小、特征。在照片檢驗中，利用PS將影像進行放大處理，再通過觀察照片中主體邊緣狀況，照片景深是否符合鏡頭成像規，影像的噪點的差異，色彩的連續性等，可以判斷照片是否在同一光線條件下拍，從而判斷照片的真偽。
　　（1）檢查照片中主體邊緣（邊緣的細部如頭發等）是否有模糊不清的地方。大部分做假照片常常是將比較好的主體再放到比較理想的環境中去，以增加圖片的新聞性和美感。圖像邊緣可以定義為圖像局部特征的不連續性，表現為圖像灰度級的突變，紋理結構的突變和色彩的變化等，使得這些主體的邊緣往往是不光滑的。經高倍放大后可以發現：這些地方有很多模糊不清的痕跡。
　　（2）檢查照片景深是否符合鏡頭成像規律。不論是使用廣角鏡頭還是大望遠鏡頭，表現出來的景深都是有一定規律的。而變造的照片往往不能符合這些規律。
　　（3）檢查影像的噪點。數碼相機噪聲為圖像上可見的由CCD/CMOS或者數字信號系統造成的錯誤信息，數字圖像中的可見噪聲通常是受溫度和ISO感光度的影響，這兩個值越高則效果越差。利用不同數碼相機的本底噪聲的不同，不同ISO感光度下拍攝的照片的噪點不同，在高倍放大后對圖像的噪點進行區域統計比較法，可以對數碼影像的原始性進行檢驗。
　　（4）檢查影像色彩的連續性。顏色被公認為是圖像最有價值的底層特征。對于復雜背景真圖像，顏色特征具有相對良好的連續性，顏色的轉變更加柔和，同時相鄰的像素間顏色的RGB值不同。添加圖像的邊緣與背景之間顏色發生突變，或像素具有相似性，相鄰的像素間顏色的RGB值相同。
　　（5）檢查虛實變化的合理性。數字影像中清晰程度與拍攝時調焦對準平面的位置及景深的大小有，對于靜止物，當圖像中景深范圍以外的某一物的清晰程度超過景深范圍內景物的清晰度，應屬添加替換或合成的變造圖，但應排除操作不當造成的虛實變化非合理性當有運動物體時。圖像中靜止物體的清晰程度應高于運動物體的清晰程度，但如采用追隨法拍，則運動物體的清晰程度可高于靜止物體的清晰程度。
　　3.3 利用PS軟件測量比較法
　　利用PS軟件中的測量工具，測定照片可疑部分的拍攝角度與背景的拍攝角度、陰影的方向、光源的方向以及透視關系的異同確定圖片的真偽。
　　（1）測量照片中主體與周圍環境在拍攝角度上是否相同。有“矛盾”的不同的拍攝角度會出現不同的視覺效果。如果主體與周圍環境在拍攝角度上存在的矛盾上，可以看出這是一幅用兩種不同拍攝角度拍攝的圖片合拼成的“新圖片”。
　　（2）測量照片中物體的陰影方向是否統一。假照片往往是將不同時間、不同地點、不同環境下拍攝的畫面將它們放到一起的，多方面的不同就會出現不同的光線，從而出現不同的陰影，通過陰影，也可以找出假新聞照片的破綻。添加圖像與背景的陰影在強弱、長短上會有比較明顯的不同。
　　（3）測量照片中的光源方向是否統一。一幅畫面中的光應該是統一而不是矛盾的。光線角度的一致性在同一幅數字影像中，主光源的方向和位置是確定，被攝物凹凸部位的明暗變化和陰影的長短及方向應具有一致，當影像中某景物出現無法解釋的明暗變化或陰影時可以判斷其圖像有變造的可能數字影像在一幅畫面上明暗過渡是逐漸，是自然的。而合成一張新的照片時，不同照片上的人或物由于拍攝條件不，光線選擇肯定存在差異拍攝。因此，在拼接兩幅畫面時銜接處的光很難有自然的過渡。
　　（4）測量照片中成像透視比例關系是否一致。根據透視原理，在確定圖像的真偽檢驗中，可以運用比較圖像中各個成像物的大小透視、方向透視、影調透視以及物體音質比例關系的方法，測量并分析圖像中有無違背透視規律的現象存在。如果違背了透視成像規律，比如不平行畫面的平行直線沒有消失到一點上，近大遠小的比例不符合透視效果，與畫面不平行則方向不同的線段沒有消失于天點或地點，則照片肯定有添加的部分，這時就要仔細觀察分析，判斷出照片中的添加或刪除部分。
　　3.4 利用PS軟件改變圖像的影調
　　影調是指照片的黑白傾向。高調或低調照片中的修改痕跡，以及高光或暗部的修改痕跡都難以被發現，當設法改變照片的影調后，其中的修改痕跡就可能暴露。利用PS圖像處理軟件將圖像影調向相反方向調整，即高調照片提亮，低調照片壓暗，中間調照片分別提亮、壓暗。然后將照片放大到100%觀察提亮或壓暗部分，有些添加、刪減等遺留修描痕跡、背景區不協調、圖像質量差、成像不規則地方就會顯現出來。
　　本文簡要介紹了圖像修改的方法、特點，論述了對偽造圖像鑒定簡便方法。隨著現代數字技術的不斷深入發展，勢必會出現更先進的圖像偽造手段，這對數字圖像的鑒定工作將提出更高挑戰。由于圖像取證是一個全開放的研究領域，目前已得到科研機構、司法機關以及新聞界等的全面重視，相信隨著圖像取證技術的逐步發展，圖像真偽的理論研究會日趨深入，數字圖像鑒定體系也會日漸完善和規范。
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