两种应用传感器模式噪声的扫描仪源辨识策略

图 １数 码 相 机 成 像 管 道 仪 Ｃ Ｄ 传 感 器 上 每 个 元 素 的 特 征 ．但 是 由 于 成 本 和 时 间 的 限 Ｃ 图 ｌ显示 的是 相 机 的成 像 过 程 ， 物反 射 的 光 线 经 过 镜 头 、 制 ． 际 中大 部 分 操 作 并 不 需 要 在 最 大 分 辨 率 下 进 行 ． 也 对 辨 景 实 这 滤 波 器 和 Ｃ Ａ阵 列 照射 在 成 像 传 感 器 上 ． 感 器 将 光 信 号 转 化 识 构 成 了一 定 困 难 Ｆ 传
２ １ 第 ２期 ０ ０年
福
建 电
脑
９ ５
两种应 用传感器模式 噪声 的扫描仪 源辨识策 略
简 超
（华 南理 工 大 学 自动 化科 学 与 工程 学 院 广 东 广 州 ５ ０４ １６ １１
【 要】 摘 ：针 对扫描 图片的源辨识 问题 ， 文探 索利用传感 器模式噪 声（ｅ ｓｒ ａｔ ｎｎｉ ） 本 ｓｎｏ ｔ ｒ ｏｓ 进行 源设备辨 识的可能性 ｐ ｅ ｅ 及方法。 由于扫描 仪和数码相机具有 类似 的结构和成像原理 ， 文考虑使 用矩阵参考模式 和线状参 考模式两种 源辨识 方法， 本
用 此 模 式 噪 声进 行相 关 性 检测 以达 到 源 辨 识 的 目 的 。 验 表 明 ． 实 所 提 出的 算 法 能 很好 地 分辩 不 同 扫描 仪 生成 的 图像 ． 噪 性 强 抗 １ 算 法 、 １１数 码 相 机 源 辨 识 策 略 ．
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控 制板
步进 Ｉ 赶机
图 ２扫 描 仪 结 构 不 意 图
１扫描 仪使 用一 维 的 光敏 Ｃ Ｄ传 感 器 来 获 取 二 维 图 像 ： ． Ｃ ２ ．通 常 扫 描 仪 的 Ｃ Ｄ传 感 器 都 是 由 三条 分 别 对 应 三 基 色 Ｃ
板
玻扳
器嚣盏
通 常 ． 同的 成 像 设 备 会 使 用 不 同 的成 像 传 感 器 ． 采 用 不 不 并 同 的 数 字 信 号 后 处 理 方 法 ， 此 ， 使 图像 的 内 容 完 全 相 同 ． 因 即 生 成 的数 字 图像 也 存 在 细 微 的 差 异 ．数 字 取 证 技 术 就 是 根 据 这 些 差 异 来 追 溯 源 设 备 的 在 本 文提 出 的扫 描 仪 源 辨 识 算 法 中 ．我 们 首 先 将 原始 图像 减 去 其 低 通 滤 波 图像 所获 得 的残 差 图 像 认 为 模 式 噪 声 ．然 后 应
向 的像 素 点 数 量 共 同决 定 的 ．而 扫 描 仪 只 存 在 水 平 方 向 的 像 素
点 ． 因此 扫 描 仪 的 最 大 分 辨 率 是 由水 平 方 向 像 索 点 的 数 量 和 步 进 电机 每 次 移 动 的 最 小 距 离 共 同 决 定 的 ： ４虽 然 在 扫 描 仪 的 最 大 分 辨 率 下 能 够 最 大 限 度 的 反 映 扫 描 ．
（ 、 、 ） 线 形 传 感 器 构 成 ． 不 是 像 相 机 一 样 存 在 颜 色 捕 红 绿 蓝 的 而 值过 程 ：
３ ．数 码 相 机 的 最 大 分 辨 率 是 由 Ｃ Ｄ 上 水 平 方 向 和 垂 直 方 Ｃ
～
｝ 图 ～ 一 一像 一 盈… 回 凰 …
藏 Ｆ （ Ｃ Ａ ）
并通过实验进行验证。 Fra bibliotek【 关键词 】 ：数 字图像取 证 ； 扫描仪 源辨识 ； 式噪声 ；相关性检测 模
０、 言 引
点：
扣描 １
数 字 图像 取 证 是 近 年 来 兴 起 的 一 种 鉴 定 数 字 图像 来 源 的新 方 法 ．它 利 用成 像 过 程 中成 像 设 备 在 数 字 图 像 内 所 残 留的 机 器 印 迹 （ 称 模 式 噪 声 ） 行 分 析 和 判 断 ， 到 追 溯 数 字 图像 来 源 、 或 进 达 验 证 其 真伪 以及 判 断 图 像 内容 是 否 遭 到 篡 改 的 目的
为 电信 号 。 再经 过数 字 信 号后 处 理 ， 得 到 图 像 。 就 从 图 １我们 知 道 。 像 过 程 的 每一 部 分都 可 能 引入 噪 声 这 成 些 噪声 可 以分 为 两 部 分 ． 部 分 为 随机 噪声 ． 一 部 分 则 是 模 式 一 另 噪 声 一 在 拍 摄 同 样 的场 景 时几 乎 恒 定 不 变 的噪 声 。传 感 器 模 式 噪 声 主 要 由光 敏 材 料 制 造 时 的非 均 匀 性 造 成 ． 易 消 除 ． 作 为 不 可 设 备 指 纹 使 用 。模 式 噪 声 的一 个 重要 的 性 质 是 其 中 的 高频 分量 与 拍 摄 场 景 无 关 ，并 且 在 大 部 分 数 字 信 号 过 程 中保 持 稳 定 据 此 ． 将 模 式 噪 声 看 成 扩 频 水 印 ． 可 借 助 基 于 相 关 性 的检 测 器 若 就 作 出判 断 。 相 机 源 辨 识 的 主 要 步 骤 如 下 ： 择 合 适 的去 噪 滤 波 器 ． 用 选 对 于 求 取 参 考模 式 的 图像 逐 一 进 行 去 噪 操 作 获 取 噪 声 残 余 ．再 将 所 有 的 噪 声 残 余进 行 叠 加 并 求 平 均 ．获 得 该 类 相 机 的 参 考 模 式 噪 声 ； 于测 试 图像 。 对 同样 使 用 去 噪 滤 波 器 进 行 去 噪 操 作 获 得 图 像 的 噪 声 残余 ．并 将 此 噪声 与相 机 的 参 考 模 式 噪 声 进 行 相 关 性 运 算 ， 过 得 到 的 相 关 性 值判 断 图 片 的来 源 。 通 以上 是 相 机 源 辨 识 的 基 本 原 理 和 过 程 。 由 于 扫 描 仪 和 数 码 相 机使 用 的是 非 常 类 似 的传 感 器 和 成 像 方 法 ．可 将 数 码 相 机 的 方 法 用 于 扫描 仪 源 辨 识 。下 面我 们 将 讨论 扫 描 仪 的 工 作 方 式 和 可 能 使用 的源 辨 识 策 略 １ ． 描 仪 工作 原理 和 特 性 ２扫 图 ２显示 的是 扫 描 仪 结 构 示 意 图 。 过 步进 电机 的 运 动 ． 通 装 在 扫 描 组 件 上 的 Ｃ Ｄ传 感 器 依 次 逐 行 扫 描 放 在 玻 璃 板 上 的 文 Ｃ 档 ， 终 获得 完 整的 图像 。可 以看 出 。 描 仪 与 数码 相 机 在 成 像 最 扫 关键部件是非常相似的。 但是 ． 描 仪 也 有 与 数 码 相 机 不 同的 特 扫