[發明專利]一種模糊退化數字圖像在司法中的復原取證方法

在審

• 申請號: 201510037693.6
• 申請日: 2015-01-26
• 公開（公告）號: CN104616257A
• 公開（公告）日: 2015-05-13
• 發明（設計）人: 黃惠芬;鄭曉勢;常玉紅;王志紅;賀永會
• 申請（專利權）人: 山東省計算中心(國家超級計算濟南中心);黃惠芬
• 主分類號: G06T5/00
• 分類號: G06T5/00;G06T7/20
• 代理公司: 濟南泉城專利商標事務所 37218
• 代理人: 褚慶森

技術領域

本發明涉及一種模糊退化數字圖像在司法中的復原取證方法，更具體的說，尤其涉及一種可有效消除圖像由于運動、拍攝環境惡劣和分辨率低所導致的圖形模糊的模糊退化數字圖像在司法中的復原取證方法。

背景技術

數字圖像內容取證技術主要是通過對數字圖像的統計特性的分析來判斷圖像內容的準確性、完整性和原始性。各種圖像都有可能是經過一種或者多種篡改以后的圖像，雖然他們不能被人的視覺直接感知，但是各種篡改不可避免地會改變圖像的某些數據特性。運用科學、合理的圖像處理手段來檢測出這種人為篡改所造成的數據特性的改變，是數字圖像取證的關鍵。

在司法審查中，經常遇到這樣的情況，所提供的數字圖像模糊不清，不足以對所佐證的內容提供充實的證據，此時，就需要對模糊退化的圖像進行還原處理，使之成為司法過程中的有效證據。概括來說，造成圖像模糊退化的原因主要有三類：（1）一是由于拍攝環境惡劣（如大雨、大霧、大雪或者霧霾）所造成的圖像模糊不清；（2）二是由于圖像采集設備分辨率低所造成的圖像精細度不夠；（3）三是由于圖像采集設備與采集對象之間的相對運動所造成的圖像模糊不清。

對于第一類情形，如果圖像中的關鍵目標模糊不清，則不能觀察清楚圖像的細節，無法提供令人信服的有用信息，造成圖像的證明力度不夠。對于第二類情形，分辨率低下的數字圖像所能顯示的感興趣目標的細節有限，如不能將圖像中關鍵物體通過科學的手段清晰地顯示出來，則可能造成了本來囊括了有效證明內容的圖像而失去應用的作用。在有些情況下，對方為了使本來清晰可辨的圖像失去作為證據的作用，可能會人為地降低圖像的分辨率，以使違法或犯罪證據無法獲取，這種情況下，對于分辨率低下的數字圖像的清晰還原也十分重要。對于第三類情形，由于在數字圖像采集的瞬間，物體或圖像采集設備發生突然的抖動或快速運動，則就造成了運動模糊或離焦模糊的數字圖像，將運動模糊或離焦模糊的圖像清晰化，也是數字圖像取證的關鍵。

發明內容

本發明為了克服上述技術問題的缺點，提供了一種模糊退化數字圖像在司法中的復原取證方法。

本發明的模糊退化數字圖像在司法中的復原取證方法，其特別之處在于，通過以下步驟來實現：a).運動或離焦模糊的判斷，對于待清晰化的模糊退化數字圖像，首先人為地判斷其是否存在運動模糊或離焦模糊，如果存在，則執行步驟b)；如果不存在，則執行步驟c)；b).運動或離焦模糊的清晰化，對于待清晰化的數字圖像，采用公式（1）對其進行清晰化處理：

?????（1）

為對原始圖像的一個估計，為圖像的退化函數，為圖像的加性噪聲；和獲取的越準確，就越接近；由模糊運動方向和運動長度確定；利用獲取的模糊運動方向和長度對圖像進行清晰化處理，并將模糊圖像的加性噪聲去除，以獲取清晰圖像；執行步驟c)；c).判斷是否存在拍攝條件所限的模糊，判斷待清晰化的圖像是否存在由于拍攝條件惡劣所造成的圖像模糊，如果存在，則執行步驟d)；如果不存在，則執行步驟e)；d).模糊圖像的清晰化處理，設待處理圖像中像素點的R、G、B值分別為、、，圖像中所有像素點的R、G、B值的取值范圍分別為、、，0≤≤255，0≤≤255，0≤≤255，利用公式（2）對其進行清晰化處理：

????????（2）

利用求取的、、值來替換像素點的R、G、B值，即可實現對圖形的清晰化處理；其中，，，；執行步驟e)；e).分辨率低下模糊的判斷，人為判斷是否存在由于圖像分辨率較低所導致的圖像模糊不清的情形，如果沒有，則執行步驟g)；如果存在，則執行步驟f)；f).低分辨率圖像的清晰化處理，通過以下步驟來實現：f-1).多幅低分辨率圖像的獲取，如果待清晰化的圖像為視頻幀圖像，通過對視頻幀的處理，獲取多幅畫面一致的低分辨率圖像；如果待清晰化的圖像為單幅數字圖像，則采用插值法獲取多幅畫面一致的低分辨率圖像；設獲取的低分辨率圖像的數量為N個；f-2).圖像的超分辨率重建，依據步驟f-1)中所獲取的N個低分辨率圖像，采用去模糊、降噪的超分辨率圖像重建方法，獲取模糊圖像的超分辨率圖像；執行步驟g)；g).圖形處理完畢，模糊退化數字圖形的復原處理完畢，對于存在運動或離焦模糊、拍攝條件惡劣所造成的圖像模糊、分辨率低下所造成的圖像模糊均可消除，最后獲取的圖像為原始模糊圖像科學、合理的復原圖像，其顯示的細節內容可作為證據使用。