圖像處理技術(shù)在聲像資料鑒定中的應(yīng)用探析

宋哲

摘要：作為司法鑒定領(lǐng)域的一個(gè)熱點(diǎn)研究問(wèn)題，電子數(shù)據(jù)聲像資料鑒定工作在我國(guó)的司法訴訟中發(fā)揮著尤為重要的作用。聲像資料的特點(diǎn)是多樣性和易篡改性。司法機(jī)關(guān)相關(guān)技術(shù)人員在進(jìn)行數(shù)字影像證據(jù)認(rèn)定時(shí)，主要的鑒定方式是分析數(shù)字影像中能夠所顯示的內(nèi)容是否有被篡改、替換、添加、合成及偽造的情況。為了更有效對(duì)涉及電子數(shù)據(jù)及聲像資料類信息化高科技犯罪行為本身進(jìn)行有效打擊，維護(hù)當(dāng)事人合法權(quán)益，需要對(duì)電子數(shù)據(jù)聲像資料鑒定技術(shù)工作進(jìn)行強(qiáng)化。本文筆者結(jié)合圖像處理技術(shù)在聲像資料鑒定中的應(yīng)用進(jìn)行分析，在此基礎(chǔ)上結(jié)合對(duì)聲像資料真?zhèn)芜M(jìn)行鑒定的原理進(jìn)行闡述和解釋，旨在為相關(guān)司法鑒定實(shí)踐提供參考和借鑒。

關(guān)鍵詞：圖像處理技術(shù);電子數(shù)據(jù)聲像資料鑒定;應(yīng)用探析

中圖分類號(hào)：TP393 ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：1009-3044（2020）27-0076-02

隨著現(xiàn)代互聯(lián)網(wǎng)及科學(xué)信息技術(shù)的不斷進(jìn)步與發(fā)展，《最高人民法院關(guān)于修改〈關(guān)于民事訴訟證據(jù)的若干規(guī)定〉的決定》已于2019年10月14日由最高人民法院審判委員會(huì)第1777次會(huì)議通過(guò)，并自2020年5月1日起施行[1]。在此《決定》中再次明確電子數(shù)據(jù)聲像資料作為一種新的證據(jù)形式，已成為民事訴訟法定證據(jù)之一，和人證、物證、當(dāng)事人陳述、鑒定結(jié)果和證人發(fā)言與現(xiàn)場(chǎng)筆錄具有同樣重要的作用，且能夠?qū)Π赴l(fā)現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行更加直觀的還原，具有較高可信度[2]。然而，隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步和發(fā)展，特別是電子數(shù)據(jù)在生活中的廣泛應(yīng)用，手機(jī)及計(jì)算機(jī)等電子物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的廣泛使用同時(shí)也為犯罪分子提供了可乘之機(jī)，很多犯罪分子猖狂的偽造篡改電子證據(jù)，對(duì)此類案件審判的公正性造成了嚴(yán)重的危害，所以加強(qiáng)對(duì)電子數(shù)據(jù)聲像資料的鑒定具有十分重要的意義。

1 電子數(shù)據(jù)聲像資料鑒定的含義及內(nèi)容

聲像資料鑒定是指利用現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)手段結(jié)合專業(yè)經(jīng)驗(yàn)知識(shí)，對(duì)錄音帶、錄像帶、磁盤、光盤、存儲(chǔ)卡、圖片等載體上記錄的聲音、圖像信息的真實(shí)性、所反映的情況過(guò)程及聲音、人體、物體的同一性等問(wèn)題所進(jìn)行的科學(xué)判斷[3]。電子數(shù)據(jù)則是基于計(jì)算機(jī)應(yīng)用和通信等電子化手段形成的信息數(shù)據(jù)，聲像資料鑒定則與電子數(shù)據(jù)息息相關(guān)。

電子數(shù)據(jù)聲像資料鑒定內(nèi)容包括錄音資料中語(yǔ)音同一認(rèn)定;錄音、圖片、視頻資料的真實(shí)性和原始性鑒定，資料的降噪和信號(hào)增強(qiáng);錄音、圖片、視頻資料的同源性鑒定;圖片、視頻資料中人像同一認(rèn)定;圖片、視頻比對(duì)樣本錄制;視頻資料中時(shí)間過(guò)程分析、圖片、視頻資料的模糊圖像處理;照相、錄像器材的認(rèn)定;電子數(shù)據(jù)搜索、提取;電子數(shù)據(jù)的恢復(fù);手機(jī)機(jī)身數(shù)據(jù)獲取;電子郵件;電子文檔、即時(shí)通信真實(shí)性（完整性）鑒定;文件一致性鑒定;交通事故形態(tài)綜合鑒定;事故當(dāng)事人交通行為方式鑒定、車速鑒定、碰撞在路面的位置鑒定、多車事故中當(dāng)事人死亡或狀況監(jiān)測(cè);車輛安全技術(shù)狀況與事故關(guān)系鑒定、受傷的過(guò)程分析、車與車、車與人是否發(fā)生過(guò)碰撞;車輛安全技術(shù)檢測(cè);車輛安全技術(shù)狀況與事故關(guān)系鑒定等方面[4-5-6]。

2 圖像偽造篡改常用方法

2.1 復(fù)制粘貼

對(duì)圖像或視頻資料中的背景區(qū)域或其他部分的圖像進(jìn)行復(fù)制，并將原圖像或視頻資料中的對(duì)應(yīng)區(qū)域進(jìn)行覆蓋是復(fù)制粘貼偽造篡改圖像的基本原理[7]。在選擇復(fù)制粘貼工具時(shí)，比較常用的圖像處理工具包括PS中的多邊形工具和套索工具等等。另外，使用橡皮工具將指定像素點(diǎn)作為復(fù)制準(zhǔn)基點(diǎn)，并以此為基礎(chǔ)對(duì)周圍的圖像信息進(jìn)行復(fù)制。人們?cè)谌粘Ｉ钪幸渤３Ａ?xí)慣使用PS來(lái)進(jìn)行圖像編輯，但是由于不同的運(yùn)用途徑也會(huì)產(chǎn)生不同的效果，如果只用作美化圖片情有可原，然而在現(xiàn)實(shí)中很多不法分子利用PS技術(shù)做出違法犯罪行為，對(duì)圖像進(jìn)行偽造，如美國(guó)在2004年就對(duì)我國(guó)西安水災(zāi)進(jìn)行了錯(cuò)誤的報(bào)道，引起了很大的社會(huì)轟動(dòng)，原因是在美國(guó)發(fā)布的新聞報(bào)刊上有一張圖片過(guò)于放大了災(zāi)害的程度[8]。

2.2 重采樣

重采樣就是重新采樣，是通過(guò)縮放、旋轉(zhuǎn)和平移等方式來(lái)重新采集圖像[9]。但是重新對(duì)圖像進(jìn)行采集對(duì)導(dǎo)致操作后和原圖存在一定的差別，如像素降低、圖像倍數(shù)變大、清晰度降低等等，同時(shí)，采用旋轉(zhuǎn)對(duì)圖像進(jìn)行操作會(huì)造成線條的扭曲及變形。

2.3 潤(rùn)飾操作

PS等圖像處理軟件中含有調(diào)整色彩和色調(diào)的功能，旨在滿足用戶對(duì)不同色彩飽和度的需求，便于用戶對(duì)色彩進(jìn)行快速的調(diào)整，從而使圖片更加生動(dòng)形象和真實(shí)[10]。一般情況下同幅圖像的亮度、色彩一般不會(huì)有明顯的變化。

2.4 模糊操作

模糊操作在篡改圖像中發(fā)揮了非常重要的作用。通過(guò)模糊操作，如使用漸變?yōu)V鏡弱化或強(qiáng)化圖像，以及人臉替換、磨皮等功能將圖像中的缺陷降到最低。

2.5 圖像重壓縮

圖像重壓縮即通過(guò)各種方法重新解壓圖片，在人們的生活、辦公、學(xué)習(xí)中經(jīng)常遇到JPEG圖片，此時(shí)就需要對(duì)其進(jìn)行解壓處理。而當(dāng)前圖片格式通常是JPG，這種壓縮格式即便能將圖片壓縮得很小，但是會(huì)導(dǎo)致文件受損，特別是壓縮比例較高的情況下，甚至?xí)霈F(xiàn)損害圖像和圖像數(shù)據(jù)丟失的情況[11]。

3 圖像處理技術(shù)在聲像資料鑒定中的應(yīng)用

3.1 成像原理的一致性檢測(cè)

3.1.1 色彩矩陣檢測(cè)

CCD和CMOS是兩種最常見(jiàn)的數(shù)碼相機(jī)圖像傳感器。數(shù)碼相機(jī)的成像原理是通過(guò)傳感器中的芯片彩色濾鏡對(duì)圖像信息進(jìn)行獲取[12]。在傳感器中，所有位置都會(huì)采取固定的顏色強(qiáng)度信息。每一個(gè)像素點(diǎn)在傳感器成像的過(guò)程中都會(huì)自動(dòng)過(guò)濾圖片顏色，最終到達(dá)像素位置的只有一種基光色。由于圖像中相鄰像素點(diǎn)之間相關(guān)性會(huì)由于圖像和插值算法而改變;不同來(lái)源的相機(jī)采用不同的CFA插值，大部分的數(shù)碼相機(jī)都使用單傳感器和顏色濾波陣列，并通過(guò)CFA插值獲得彩色圖像，這些都可以用來(lái)作為判定圖像中是否存在異圖拷貝粘貼的依據(jù)。

3.1.2 噪聲源檢測(cè)

數(shù)碼相機(jī)在拍攝過(guò)程中會(huì)引入噪聲模式，相機(jī)型號(hào)不同，引入的噪聲模式也存在差異[13]。模式噪聲通過(guò)肉眼無(wú)法直接觀察到，但在相機(jī)成像中噪聲成像是固有模式。圖像來(lái)源不同也會(huì)出現(xiàn)不同的噪聲分布規(guī)律，在同一圖像中，位置不同的同質(zhì)區(qū)域具有相似的噪聲分布規(guī)律。通過(guò)對(duì)圖像區(qū)域的噪聲的分析和對(duì)比模式噪聲也能夠有效鑒別出圖像是否為偽造。以被檢圖像為例，在進(jìn)行區(qū)域劃分工作時(shí)，對(duì)圖像區(qū)域中殘留噪聲和相機(jī)參考模式噪聲的關(guān)聯(lián)性進(jìn)行鑒別，如果圖像區(qū)域沒(méi)有受到模式噪聲的影響，說(shuō)明該圖像有很大可能是偽造的。這種鑒定方法需要鑒定人對(duì)相機(jī)成像的模板噪聲先驗(yàn)知識(shí)事先了解，也就是說(shuō)需要在鑒定之前擁有同型號(hào)相機(jī)或使用該相機(jī)拍攝的相片。通過(guò)對(duì)圖像中相似顏色區(qū)域的噪聲分布情況進(jìn)行分析判斷可以很容易得出篡改或拼接區(qū)域的大致情況

3.1.3 光照條件檢測(cè)

根據(jù)自然光源的分布規(guī)律可以看出不同物體具有不同的陰影，陰影受各種因素的影響會(huì)有不同的視覺(jué)表現(xiàn)形式。單一光源的情況下，不同物體的光照方向肯定是一致的。通過(guò)判斷一幅圖像中不同物體光照方向是否一致，甚至某些細(xì)節(jié)特別是物體邊緣的模糊程度，這些都可作為判斷圖像是否有復(fù)制粘貼方式進(jìn)行篡改拼接的依據(jù)。一般情況下，人工模糊和圖像成像時(shí)的自然模糊在模糊類型、模糊核大小上是不同的，自然模糊一般是由于景深不同造成的，在一幅圖像中，同一景深的物體模糊程度和模糊類型應(yīng)該一致，通過(guò)對(duì)同景深下的兩個(gè)物體邊緣模糊核差異情況進(jìn)行判斷，也能夠判斷出圖像是否存在篡改的可能性。

3.2 圖像特征一致性檢測(cè)

近些年來(lái)，我國(guó)的科學(xué)技術(shù)發(fā)展水平越來(lái)越高，人們?cè)趥卧靾D片方面也有了更多的經(jīng)驗(yàn)和最新的技術(shù)成果。偽造的圖像即便能夠和原圖具有較高的相似度，但是假的就是假的，和真實(shí)的圖片之間還是存在著一定差別，即便是再高明的偽造技術(shù)，也必然存在著細(xì)微的漏洞。例如，在判斷一張圖片是否為偽造圖片時(shí)，結(jié)合這張圖的質(zhì)感、角度和光照等因素就能夠直接進(jìn)行判斷;或者可以根據(jù)人物的整體姿態(tài)是否協(xié)調(diào)、周邊環(huán)境是否與人物相匹配、照片構(gòu)圖原理是否合理等特征得出圖片是否有篡改。

成像的基本原理包括分辨率、色調(diào)以及景物密度等，在不同條件下的照片的參數(shù)也會(huì)存在不同程度的差異，如光線、氣候環(huán)境和時(shí)間段的不同，圖片往往呈現(xiàn)出不同的色調(diào)、分辨率和景物密度[14]。圖像在經(jīng)過(guò)偽造者的拼接和遮蓋等操作后往往會(huì)破壞圖像的整體協(xié)調(diào)感，使圖片看起來(lái)不協(xié)調(diào)的矛盾，這是因?yàn)閭卧煺咄ㄟ^(guò)一系列的操作破壞了上述規(guī)律，因此降低了圖片的真實(shí)性，使專業(yè)人員一眼就能辨別出圖像是經(jīng)過(guò)偽造的。在用PS圖像處理等軟件編輯過(guò)程中，經(jīng)過(guò)兩次或多次JPEG壓縮的圖像，在直接觀察中或許差別不大，但重新JPEG編碼后圖像的壓縮因子差異及內(nèi)部某些信息存在丟失，均會(huì)在其頻率域內(nèi)會(huì)留下明顯特征，通過(guò)對(duì)圖像的頻率域的特征進(jìn)行分析，可以判定圖像圖像的原始性及真實(shí)性，并在一定程度上輔助檢驗(yàn)得出圖像疑似篡改的大致區(qū)域。

3.3 遺留痕跡檢測(cè)

在膠片時(shí)代人們主要采用較為簡(jiǎn)單的取像工具，有助于聲像資料真?zhèn)舞b定工作的開(kāi)展。然而隨著科技的進(jìn)步和時(shí)代的發(fā)展，越來(lái)越多的智能化數(shù)碼產(chǎn)品開(kāi)始出現(xiàn)和普及，因此也出現(xiàn)了越來(lái)越多樣化的圖像存儲(chǔ)及傳播格式，限制了傳統(tǒng)聲像資料真?zhèn)舞b定工作的開(kāi)展。

在合成圖像之后，大部分的圖像邊緣會(huì)產(chǎn)生一定的改變，為了改善這種情況，偽造者會(huì)采用各種方式來(lái)進(jìn)行處理，如漸變、羽化等，但是采用這些方法會(huì)降低圖像邊緣的灰度級(jí)[15]。偽造者在獲取圖像時(shí)，如果采用的是復(fù)制粘貼的方法，技術(shù)人員能夠根據(jù)圖像中的相似區(qū)域，輕而易舉地發(fā)現(xiàn)圖像存在偽造痕跡。

4 結(jié)束語(yǔ)

在現(xiàn)代司法訴訟案件中，電子數(shù)據(jù)及聲像資料作為一種有效的證據(jù)形式，甚至?xí)苯佑绊懼鴮徟械淖罱K結(jié)果，基于以上筆者認(rèn)為對(duì)數(shù)字圖像處理技術(shù)的應(yīng)用研究在電子數(shù)據(jù)聲像資料類司法鑒定中地位尤為重要。在鑒定數(shù)字影像真?zhèn)螘r(shí)若能充分利用這些圖像處理技術(shù)，可在一定程度上使取證手段的可靠性得到增強(qiáng)，同時(shí)也能幫助司法鑒定機(jī)構(gòu)鑒定人更好地利用專業(yè)知識(shí)，精準(zhǔn)打擊利用電子數(shù)據(jù)聲像資料造假進(jìn)行扭曲事實(shí)等違法犯罪行為，同時(shí)最大限度保障當(dāng)事人合法權(quán)益，維護(hù)法律的公平公正。

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【通聯(lián)編輯：光文玲】