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一种去除ICMOS相机固定模式噪声的方法

现代应用物理 2022年第2期13卷 53-58页

作者：严维鹏宋岩姚志明宋顾周段宝军强脉冲辐射环境模拟与效应国家重点实验室西北核技术研究所西安710024

针对ICMOS相机固有模式噪声严重影响拍摄到的图像质量的问题,提出了一种去除ICMOS相机固有模式噪声的方法。将ICMOS相机每个像素点看作独立探测器,获得每个像素点的照射光强灰度曲线,再把ICMOS相机拍摄图像的每个像素点的灰度值与对应... 详细信息

针对ICMOS相机固有模式噪声严重影响拍摄到的图像质量的问题,提出了一种去除ICMOS相机固有模式噪声的方法。将ICMOS相机每个像素点看作独立探测器,获得每个像素点的照射光强灰度曲线,再把ICMOS相机拍摄图像的每个像素点的灰度值与对应光强灰度曲线做插值计算,将灰度值转换为对应光强,从而消除传感器像素点放大器工作在不同放大倍数时造成的影响。结果表明,校正后图像灰度值的相对偏差均为10^(-3)量级,与校正前相比,至少小一个量级,校正后图像各处均匀性明显变好,图像质量得到明显改善,达到了去除固有模式噪声的目的。

关键词： ICMOS 模式噪声光强-灰度曲线插值

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基于模式噪声的源相机识别算法研究及应用

基于模式噪声的源相机识别算法研究及应用

作者：张文娜济南大学

学位级别：硕士

随着图像采集设备和处理技术的不断革新,图像的获取及编辑日趋方便,图像逐渐成为人们日常交流的重要媒体。然而,给人们生活带来极大便利的同时,与之共存的还有许多信息安全的隐患。不法分子为达到其非法目的,对新闻报道、医学影像甚至... 详细信息

随着图像采集设备和处理技术的不断革新,图像的获取及编辑日趋方便,图像逐渐成为人们日常交流的重要媒体。然而,给人们生活带来极大便利的同时,与之共存的还有许多信息安全的隐患。不法分子为达到其非法目的,对新闻报道、医学影像甚至法庭取证等涉及到的数字图像肆意篡改及伪造,严重影响了社会的公序良俗,降低了政府的公信力。因此,研究旨在辨别图像来源及真伪的数字图像取证技术具有重要的现实意义和理论、应用价值。源相机识别技术是图像溯源和版权保护的有利手段,对于给定的数字图像,其目的在于识别拍摄该图像的相机来源。本论文针对设备级别的源相机识别问题,基于目前源相机识别方法的整体框架,在分析了各主要环节中当前研究方法存在问题的基础上,围绕传统信号处理方法在相机指纹估计阶段的模式噪声估计、残差聚合以及深度学习方法在相机设备特征表示等关键技术,开展了如下工作:（1）提出了一种基于图像块的多尺度似然概率对数期望的源相机模式噪声估计算法。首先,利用多尺度似然概率对数期望去噪算法尽可能地保持原始图像信息的完整性,从而降低图像内容对残差图像的影响,获得更为精准的模式噪声。进而,在所提出的设备级别源相机识别框架上,使用视觉效果、识别准确度以及接受者操作特征曲线衡量算法有效性。最后,大量仿真实验结果验证了该算法在限制实际应用的小尺寸图像块的性能改进尤为明显。（2）提出了一种基于边缘引导加权平均和最大似然估计的相机模式噪声聚合算法。首先,以边缘信息为准则估计像素级别的可靠性,用以引导残差图像的加权。其次,提出了一种相机模式噪声与测试图像模式噪声加权归一化相关系数的计算方法,以提高测试阶段的算法识别性能。在此基础上,结合最大似然估计方法完成残差聚合过程,得到统计意义上更精确的模式噪声。进而,设计实验分别验证边缘引导加权平均方法以及结合最大似然估计方法对识别性能的影响。最后,设计了基于模式噪声的源相机识别软件,将上述源相机模式噪声估计算法和源相机模式噪声聚合算法嵌入其中,实现了方法选择、相机指纹的提取及保存、待测图像指纹提取、待测图像指纹与相机指纹的相似性度量等功能,以便数字图像取证在实践中应用。（3）提出了一种基于残差预测模块和卷积神经网络模块的源相机识别算法。首先,利用残差预测模块降低图像内容对源相机识别特征的干扰,提高特征的可靠性。其次,在传统方法的先验知识指导下设计卷积神经网络模块,删除网络中的池化层以保留特征的位置信息。最后,进行大规模的实验,验证卷积神经网络模块的识别准确度以及提出的源相机识别算法的有效性。

关键词：数字图像取证源相机识别模式噪声图像去噪卷积神经网络

一种用于图片来源检测的相机参考模式噪声提取算法

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计算机工程 2017年第12期43卷 227-230,236页

作者：陈凌翔柯永振孙玉婷天津工业大学计算机科学与软件学院天津300387

在传统相机参考模式噪声提取算法中,采用多张图片传感器模式噪声的平均值作为相机的参考模式噪声,但其未滤除插值颜色产生的噪声且未考虑不同类型的图片在计算相机参考模式噪声时所占比重,导致提取的相机参考模式噪声效果较差。为此,根... 详细信息

在传统相机参考模式噪声提取算法中,采用多张图片传感器模式噪声的平均值作为相机的参考模式噪声,但其未滤除插值颜色产生的噪声且未考虑不同类型的图片在计算相机参考模式噪声时所占比重,导致提取的相机参考模式噪声效果较差。为此,根据彩色滤波矩阵噪声方差的特点以及图片纹理和亮度的差异,提出一种改进的相机参考模式噪声提取算法。通过滤除插值颜色产生的噪声获取所有图片的真实传感器模式噪声,按照图片纹理和亮度乘积得到每张图片传感器模式噪声在相机参考模式噪声中所占比重,从而计算出相机的参考模式噪声。实验结果表明,与传统相机参考模式噪声提取算法相比,该算法具有更高的图片来源检测准确率。

关键词：模式噪声噪声提取图片来源检测彩色滤波矩阵插值

基于图像传感器复合模式噪声的物理不可克隆函数

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基于图像传感器复合模式噪声的物理不可克隆函数

作者：马西浙江大学

学位级别：硕士

随着各种移动设备(智能卡,智能手机,平板,智能手环和手表)在近年来越来越流行,人们也开始意识到硬件安全问题的重要性。以往的加密方式大多是基于密码学,攻击者可以利用入侵或非入侵的方式进入硬件设备,获取密钥从而破解加密系统。近几... 详细信息

随着各种移动设备(智能卡,智能手机,平板,智能手环和手表)在近年来越来越流行,人们也开始意识到硬件安全问题的重要性。以往的加密方式大多是基于密码学,攻击者可以利用入侵或非入侵的方式进入硬件设备,获取密钥从而破解加密系统。近几年来,物理不可克隆函数(PUF:Physical Unclonable Function)作为一种全新原理的加密方式进入许多人的视线,成为越来越热门的研究课题。物理不可克隆函数是一种新型的加密组件,具有不可克隆,不可预测以及难以特征化等特性,主要利用的是器件在制造过程中形成的不可避免的随机偏差。图像传感器作为一种常用的数字电路设备,在图像获取的过程中,由于每个像素传感器之间不可避免的随机差异,使得图像具备一定随机特性,称为图像模式噪声(Pattern Noise),并可用于PUF硬件设备加密。本论文基于图像传感器的噪声特性,在光照响应不一致噪声PUF(PRNU-PUF:Photo-Response Non-Uniformity based PUF)的基础上进行了改进,提出了一种复合模式噪声PUF(CPN-PUF:Composite Pattern Noise based PUF)。图像传感器的FPN和PRNU特征都是稳定且独立的特征,该PUF结合了图像传感器的固定模式噪声(FPN:Fixed-PatternNoise)和PRNU的特性,相比于传统图像传感器PUF在保证功能的情况下增强了安全性。同时,本文提出的CPN-PUF还具有性能更好,系统敏感度更高的特点。

关键词：加密物理不可克隆函数图像传感器模式噪声

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基于模式噪声的手机图片来源检测

基于模式噪声的手机图片来源检测

作者：陈凌翔天津工业大学

学位级别：硕士

数字图像来源取证一直是图像取证领域的一个重要分支。随着技术的发展,拍照设备功能的逐渐强大,特别是手机拍照越来越普遍。因此,拍照设备图片来源的检测也显得越来越重要。本文提出了一种用于图片来源检测的设备参考模式噪声提取改进算... 详细信息

数字图像来源取证一直是图像取证领域的一个重要分支。随着技术的发展,拍照设备功能的逐渐强大,特别是手机拍照越来越普遍。因此,拍照设备图片来源的检测也显得越来越重要。本文提出了一种用于图片来源检测的设备参考模式噪声提取改进算法,该算法首先提取所有图片的传感器模式噪声,接着根据用插值法得到颜色其噪声方差小于真实颜色的噪声方差这个特点滤除插值颜色的噪声,获取所有图片真实的传感器模式噪声,然后根据图片的纹理和亮度的乘积计算出每张图片传感器模式噪声在设备参考模式噪声中所占的比重,从而计算出设备的参考模式噪声。另外,本文针对很多算法在图片场景是夜间的情况时检测效果差,提出综合纹理和亮度的夜间场景图片来源检测算法。该算法首先将图片分成若干个区域分别提取模式噪声,然后根据图片的纹理和亮度分类处理这些噪声。给予纹理复杂的区域提取模式噪声要抑制纹理的干扰,而对光线昏暗的区域提取的模式噪声要进行增强。对于纹理复杂并且光线又昏暗的区域提取的模式噪声,要同时抑制纹理干扰和增强模式噪声。

关键词：图像来源夜间检测模式噪声图像盲检测源相机识别

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基于局部区域模式噪声的数字图像源辨识算法

合肥工业大学学报（自然科学版） 2012年第10期35卷 1335-1340页

作者：胡达胡永健刘琲贝华南理工大学电子与信息学院广东广州510640

数码相机的传感器模式噪声可以作为相机指纹实现数字图像源辨识。针对模式噪声的提取效果对图像内容有较大的依赖性,文章发现亮度高纹理简单的区域模式噪声质量较高。因此,首先根据图像的纹理和亮度设计一个评估函数,用该函数对测试图... 详细信息

数码相机的传感器模式噪声可以作为相机指纹实现数字图像源辨识。针对模式噪声的提取效果对图像内容有较大的依赖性,文章发现亮度高纹理简单的区域模式噪声质量较高。因此,首先根据图像的纹理和亮度设计一个评估函数,用该函数对测试图像每个块进行评估,选择出亮度高纹理简单的区域;最后利用选择区域的模式噪声,使用相关性检测器实现数字图像源辨识。实验证明了基于局部区域模式噪声的数字图像源辨识算法的有效性和优越性。

关键词：数字图像源辨识模式噪声亮度高纹理简单评估函数相关性检测

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数字图像模式噪声篡改反取证

计算机工程与应用 2014年第18期50卷 156-161页

作者：杨弘周治平江南大学物联网工程学院江苏无锡214122

针对基于模式噪声的图像来源性取证技术,提出一种全新的误导攻击方式,分析了特定相机的相机成像模型,推导出了模式噪声替换公式,该公式抑制了原有相机的模式噪声痕迹,并附加上了伪造相机的模式噪声,通过线性回归或基于图像内容特征的方... 详细信息

针对基于模式噪声的图像来源性取证技术,提出一种全新的误导攻击方式,分析了特定相机的相机成像模型,推导出了模式噪声替换公式,该公式抑制了原有相机的模式噪声痕迹,并附加上了伪造相机的模式噪声,通过线性回归或基于图像内容特征的方式求出合理的嵌入参数。实验表明,该算法不但可以有效地混淆来源性取证,更可以让伪造者控制取证技术的结论,从而达到误导的效果。

关键词：数字图像来源性取证反取证模式噪声非均一响应回归分析

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一种基于模式噪声熵的图像来源取证算法

计算机应用研究 2012年第6期29卷 2385-2386,2389页

作者：谢建潘晓中李德龙肖海燕武警工程大学电子技术系网络与信息安全武警部队重点实验室西安710086

针对数字图像的来源取证,提出了一种基于模式噪声熵的检测算法。传感器作为数码相机的重要部件,由于在制造过程中的缺陷,成像时会给图像带来一种模式噪声。该算法利用传感器产生的模式噪声具有唯一性这一特点,对图像进行小波降噪并提取... 详细信息

针对数字图像的来源取证,提出了一种基于模式噪声熵的检测算法。传感器作为数码相机的重要部件,由于在制造过程中的缺陷,成像时会给图像带来一种模式噪声。该算法利用传感器产生的模式噪声具有唯一性这一特点,对图像进行小波降噪并提取图像的模式噪声,利用模式噪声的熵值对不同来源的图像进行区分。实验结果表明,该方法对原始图像有较高的检测率,对有损压缩图像也有较好的鲁棒性。

关键词：数字图像来源取证模式噪声熵

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一种基于模式噪声的视频抠像检测算法

四川大学学报（自然科学版） 2011年第4期48卷 777-782页

作者：郭琳琳张静苏育挺天津大学电子信息工程学院天津300072

蓝屏抠像技术是一种常用的视频篡改手段,为实现对其有效检测,本文提出一种基于模式噪声的数字视频抠像检测算法.算法基于成像传感器的像素不均匀性,采用了小波滤波器提取视频帧中相对稳定的残留噪声,并利用对多帧残留噪声取平均值的办法... 详细信息

蓝屏抠像技术是一种常用的视频篡改手段,为实现对其有效检测,本文提出一种基于模式噪声的数字视频抠像检测算法.算法基于成像传感器的像素不均匀性,采用了小波滤波器提取视频帧中相对稳定的残留噪声,并利用对多帧残留噪声取平均值的办法,获取视频的模式噪声.通过分析抠像视频与正常视频的模式噪声的频谱差异,实现对抠像视频的检测.实验结果表明,该算法的可行性和有效性.

关键词：数字取证视频抠像模式噪声