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基于相机内部参数的图像拼接检测算法研究与实现

作　者: 戴艳飞
导　师: 向辉
学　校: 山东大学
专　业: 计算机软件与理论
关键词: 图像被动认证图像拼接相机标定拼接检测
分类号: TP391.41
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
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内容摘要

随着数码摄影技术的发展,数码相机越来越普及,数字图像在日常生活中扮演了越来越重要的角色。另一方面,Adobe Photoshop等优秀图像处理软件功能的强大,使得图像的修改越来越容易,并且伪造得非常高明,单凭肉眼很难发现图像修改的蛛丝马迹。图像的种类繁多,图像承载的信息千差万别,图像鉴定也需要多种多样的工具。目前已经研究出了很多方法来鉴定图像真伪。但没有任何一种方法对所有类型图像和所有伪造手段都有效。而两幅或者多幅图像拼接在一起,是伪造者惯用的伪造手法,是目前最有实用价值的图像伪造手段。本文针对人物合影图像、几何信息较为丰富的人造环境图像,根据射影几何理论和计算机视觉理论,提出一种通过估算图像的相机内部参数矩阵,考察相机内部参数矩阵与现实情况是否相符的方法,对图像做拼接认证。对于人物合影图像,算法首先提取人的双眼角巩缘曲线方程,分别计算出圆环点的像的坐标,然后根据圆环点求出相机内部参数。对于几何条件丰富的图像,算法以平面为单位,提取每一个平面的知己信息,例如平面上的点的坐标,线的方程,或者是矩形的长或者宽,二次曲线的方程等,根据计算的点、线、矩形、二次曲线求解每个平面的单应性矩阵,将现实物体的正面视图与所研究的图像之间的单应性矩阵H求出来,根据单应性矩阵H,本文改进张正友的平面标定算法,求出图像的相机内部参数。求出每幅图像的相机内部参数之后,根据已知的焦距信息,和主点靠近图像中心的常规,判断求出来的相机内部参数是否合理,以此来判定图像是否是拼接在一起的。本文的主要贡献在于,提出了利用相机内部参数判定图像拼接概率的新算法,从计算机视觉的角度上考察图像的真实性。本文突破了现有相机标定算法需要多幅图像和特定标定模型的限制,在已有的经典相机标定算法基础上做了修改,将相机参数估计成功用于图像拼接的被动认证,并且取得了比较好的结果。

全文目录

摘要  8-9
Abstract  9-11
符号说明  11-12
第1章绪论  12-15
  1.1 研究背景  12
  1.2 国内外相关研究  12-14
  1.3 本文的主要内容和贡献  14
  1.4 本文的组织结构  14-15
第2章图像拼接与相机内部参数  15-23
  2.1 相关理论背景介绍  15-17
  2.2 绝对二次曲线相关理论  17-18
  2.3 IAC与相机内部矩阵K  18-19
  2.4 图像拼接与K  19-21
  2.5 实验结果  21-22
  2.6 本章小结  22-23
第3章传统相机标定  23-33
  3.1 相机模型  23-25
  3.2 张正友相机标定算法  25-28
  3.4 吴等的相机标定算法  28-31
  3.4 实验结果  31-32
  3.5 本章小结  32-33
第4章基于平面的相机内部参数求解  33-43
  4.1 射影变换矩阵H求解方法  33-39
    4.1.1 对应点、线  35-36
    4.1.2 对应矩形  36-37
    4.1.3 对应二次曲线  37-39
  4.2 内部参数矩阵K估算方法  39-40
  4.3 实验结果  40-42
  4.4 本章小结  42-43
第5章图像拼接检测算法  43-52
  5.1 拼接检测特征向量  43-44
  5.2 算法框架描述  44-47
    5.2.1 人物合影图像拼接认证算法  44-46
    5.2.2 人造环境图像拼接认证算法  46-47
  5.3 实验结果  47-49
  5.4 实验结果分析  49-52
第6章总结与展望  52-53
参考资料  53-57
致谢  57-58
攻读学位期间参加的主要科研项目  58-59
学位论文评阅及答辩情况表  59

基于相机内部参数的图像拼接检测算法研究与实现

内容摘要

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