[發明專利]一種基于深度學習的單幅圖像相機溯源方法

有效

• 申請號: 201810785332.3
• 申請日: 2018-07-17
• 公開（公告）號: CN109034230B
• 公開（公告）日: 2021-03-30
• 發明（設計）人: 丁興號;陳云舒;唐圳;黃悅
• 申請（專利權）人: 廈門大學
• 主分類號: G06K9/62
• 分類號: G06K9/62;G06K9/46;G06K9/40;G06N3/04
• 代理公司: 廈門南強之路專利事務所(普通合伙) 35200
• 代理人: 馬應森

一種基于深度學習的單幅圖像相機溯源方法，涉及信息安全領域，包括以下步驟，步驟1、利用多尺度拉普拉斯濾波器提取不同尺度的高頻圖像，并進行初步特征提取和拼接合并；步驟2、將步驟1中拼接合并后的特征送入基于信噪比增強的特征抽取器進一步進行特征提取；步驟3、將步驟2中進一步提取的特征送入基于層級結構的串聯型多任務分類模塊，實現對相機品牌、相機型號或個體相機設備的識別；能夠自適應地提取相機成像過程的微弱指紋特征，抑制強背景噪聲，且準確率高，也可適用于對篡改圖像的相機溯源和對手機拍攝圖像的溯源，具有更強的魯棒性。

技術領域

本發明涉及信息安全領域，具體涉及由單幅圖像溯源拍攝該圖像相機的方法。

背景技術

在飛速發展的信息時代，數字圖像已經滲透到社會生活的每一個角落，人們隨時可以使用相機或者手機記錄身邊的點點滴滴。數字圖像的廣泛使用也促進了數字圖像編輯軟件的開發與應用，例如Adobe Photoshop、VSCO、Snapseed等圖像處理軟件。利用這些編輯工具，用戶可以隨意對圖像進行修改以達到更好的視覺效果。然而方便了用戶的同時，也給一些不法分子以可乘之機,不法分子可拍攝一些非法圖片并進行傳播，更有甚者在未經授權的情況下，對他人拍攝的圖像內容進行違規編輯、合成虛假圖像等，從而導致篡改圖像和盜版行為在社會生活中泛濫成災。

數字圖像獲取過程中，來自真實場景的光線利用色彩濾波陣列選擇性的通過部分光線進入照相機傳感器上的光學鏡頭，進而生成數字圖像信；然后通過色彩插值算法、白平衡矯正、圖像銳化、對比度增強、伽馬校正等色彩處理算法提高圖像質量；最后通過編碼算法，將處理后的數字信號存儲在相機存儲器中^[1,2]。而不同相機在硬件設備^[3]，色彩插值算法^[4,5^,6]，圖像壓縮算法，鏡頭徑向突變^[7]等方面都攜帶著各自的固有信息，這些固有信息稱為“相機設備指紋”。因此可利用遺留在圖像上的“相機設備指紋”特征識別不同的相機源。對于相機溯源技術而言，由于傳統手工提取特征的方法主要依靠統計學來建模相機指紋特征，這需要消耗大量的人力和時間；而利用基礎卷積神經網絡對單幅圖像進行特征提取容易過擬合圖像內容或者用戶拍攝偏好上。相比于蘊含于單幅圖像中的“相機設備指紋”，圖像內容和用戶拍攝偏好具有更強的信號，這類更強的信號稱其為強背景噪聲。因此，為了抑制強背景噪聲，使得網絡能夠自適應地提取相機指紋特征，需要尋求新的深度學習方法。

參考文獻：

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[4]S.Bayram,H.Sencar,N.Memon,and I.Avcibas.Source cameraidentification based on cfa interpolation.In IEEE International Conference onImage Processing,pages III–69–72,2005.