司法取证视角下的图像清晰化技术研究
发布时间：2020-07-12 08:02
【摘要】：信息时代,随处可见的图像采集设备使得数字图像广泛应用于人们的生活和工作当中。而采集设备和采集环境不可避免的会对数字图像带来干扰,导致图像模糊、变形,图像不能准确反映拍摄场景的具体内容及细节特征。同时,随着图像处理工具和编辑工具的快速发展,普通用户可以轻松地使用这些工具隐藏或隐藏图像本身所包含的信息,并篡改图像。在司法实践中,数字图像因其客观性和直观性,是司法取证环节的主要证据来源之一,数字图像的质量也直接影响着其证明力的强弱,进而影响整个司法证明活动的进程。因此,研究司法取证视角下的图像清晰化技术,具有极强的现实意义和应用价值。一方面,无损的图像清晰化技术可以最大程度的还原显示图像的细节特征,利于人们对图像内容的识别,为司法证明活动提供依据;另一方面,可操作性的图像清晰化方法可以更广泛的应用于司法实践,尤其是基层司法证明活动中。本文从现实问题出发,采用理论归纳法、实验分析法、比较研究法,以理论研究为基础,以实验分析为依据,通过严谨归纳,研究满足司法取证活动需要的图像清晰化技术。本文分为五部分:第一章介绍研究背景、研究意义、研究的主要内容、研究思路、研究方法及创新点与不足之处;第二章从图像增强和图像复原两方面介绍图像清晰化技术的基础理论,介绍数字图像还原取证的研究现状;第三章主要介绍图像质量评价标准,通过实验验证基于图像增强的图像清晰化技术;第四章主要介绍图像去噪,以及在司法实践中常见的去运动模糊和图像去雾技术,通过实验验证其可行性;第五章是概括总结部分,根据实验结果提出满足司法取证活动需要的图像清晰化技术,并对数字图像司法取证工作提出设想。本文的主要创新点如下:首先,本文从司法取证的角度研究数字图像清晰化技术,打破传统的单一研究领域,结合法学与计算机科学技术的交叉应用,研究服务于司法取证实践需要的图像清晰化技术;其次,本文重点介绍了司法实践中运用广泛的图像增强和图像复原技术,通过实验研究,验证每一种方法的具体适用场景;最后,本文从目前我国司法实践中专业设备和专业技术人员短缺的实际情况出发,研究便于一线司法实践人员易上手、可操作的图像清晰化技术;本文存在的不足之处如下:一是由于实验方法的局限性,对图像的增强或复原不一定能达到最佳效果,这将对实验结果带来一定影响;二是本文仅以满足司法实践需求的角度研究可操作性强的图像清晰化技术,未能从图像增强或图像复原的本质出发,最大程度恢复原始图像,在以后的研究中,需要不断更新研究方法,进一步探究二者的平衡点。
【学位授予单位】：甘肃政法学院
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：D918.9
【图文】：
甘肃政法学院硕士学位论文个灰度区间进行非线性拉伸，通过重新分配图像像素值，使大致相等，将原始图像的直方图变换为“均匀”分布的形式值的动态范围从而达到增强图像对比度的效果。数字图像的像素总数为 n，灰度级为L，kn 表示灰度级为现的概率为 ()rkP r，直方图均衡化的过程如下：统计原始图像的灰度级个数及各灰度级出现的次数kn 及频率 kjjkjrjnkLnLLPr00,0,1,2,...,11)(1)()计算变换后的灰k 的像素数目；最后，重新分布直方图，以提高图像对比度。
i1式中， mZ Z,Z,...,Z12 表示图像的灰度分布，iZ 为灰度图中像素 i 的概率，m灰度等级。EN 值越大，图像包含的信息量越多。3.2 基于增强技术的图像清晰化研究在司法实践中，图像增强技术的主要目的是满足人的视觉系统要求，使处理后的像具有较好的视觉结果。本章就灰度变换增强、直方图均衡化、算术运算等图像增强理方法利用 Matlab、Photoshop 等软件展开实证研究。3.2.1 灰度变换增强[35]司法实践中摄取图片有别于其他场合，不能选择摄制时间，摄制环境，也不能采各种辅助设备，而违法行为的发生往往都发生在夜间等摄制条件不好的时候。在这种况下摄制的图像模糊不清，细节特征不明显。通过灰度变换，提升图像的对比度，凸图像的细节特征，可以为司法工作提供可靠依据。本实验的操作平台为 Photoshop cc2018，实验图片来自于互联网，主要方法是通Photoshop 中的“亮度/对比度”及“色阶”实现。图像质量评价通过 Matlab 2017b 实
从图 3-1 可以看出，经过亮度/对比度及色阶调整，图像亮度得到提升，细节展示更清晰，图像的视觉效果更好。根据表 3-2 的质量评价数据可以看出，经过增强处理的图像，均值更接近于 128，说明图像平均亮度更符合人眼的视觉需要，对比度的提升说明图像亮度增大，对比明显，图像层次丰富，信息熵的提升说明图像所呈现的内容越多。3.2.2 直方图均衡化阴雨和雾霾天气由于亮度不够，拍摄的图片整体对比度偏低，视觉效果差，严重影响图像特征的识别。通过直方图均衡化，将集中的像素灰度平均分布，可以增强图像对比度。[36]该方法常用于阴天与雾霾天气的图像清晰化处理。本实验以 Photoshop cc2018 为操作平台，通过其色调均化功能将雾天图片进行直方图均衡化处理，比较处理后图片与原始图片的均值、对比度及信息熵，验证直方图均衡化算法在图像清晰化中的实际效果。实验效果图及直方图见图 3-2 和 3-3，图像质量评价数据见表 3-3。原图 c 74.8590 50.2948 7.3607效果图 c 96.6872 60.2166 7.6469
【学位授予单位】：甘肃政法学院
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：D918.9
【图文】：
甘肃政法学院硕士学位论文个灰度区间进行非线性拉伸，通过重新分配图像像素值，使大致相等，将原始图像的直方图变换为“均匀”分布的形式值的动态范围从而达到增强图像对比度的效果。数字图像的像素总数为 n，灰度级为L，kn 表示灰度级为现的概率为 ()rkP r，直方图均衡化的过程如下：统计原始图像的灰度级个数及各灰度级出现的次数kn 及频率 kjjkjrjnkLnLLPr00,0,1,2,...,11)(1)()计算变换后的灰k 的像素数目；最后，重新分布直方图，以提高图像对比度。
i1式中， mZ Z,Z,...,Z12 表示图像的灰度分布，iZ 为灰度图中像素 i 的概率，m灰度等级。EN 值越大，图像包含的信息量越多。3.2 基于增强技术的图像清晰化研究在司法实践中，图像增强技术的主要目的是满足人的视觉系统要求，使处理后的像具有较好的视觉结果。本章就灰度变换增强、直方图均衡化、算术运算等图像增强理方法利用 Matlab、Photoshop 等软件展开实证研究。3.2.1 灰度变换增强[35]司法实践中摄取图片有别于其他场合，不能选择摄制时间，摄制环境，也不能采各种辅助设备，而违法行为的发生往往都发生在夜间等摄制条件不好的时候。在这种况下摄制的图像模糊不清，细节特征不明显。通过灰度变换，提升图像的对比度，凸图像的细节特征，可以为司法工作提供可靠依据。本实验的操作平台为 Photoshop cc2018，实验图片来自于互联网，主要方法是通Photoshop 中的“亮度/对比度”及“色阶”实现。图像质量评价通过 Matlab 2017b 实
从图 3-1 可以看出，经过亮度/对比度及色阶调整，图像亮度得到提升，细节展示更清晰，图像的视觉效果更好。根据表 3-2 的质量评价数据可以看出，经过增强处理的图像，均值更接近于 128，说明图像平均亮度更符合人眼的视觉需要，对比度的提升说明图像亮度增大，对比明显，图像层次丰富，信息熵的提升说明图像所呈现的内容越多。3.2.2 直方图均衡化阴雨和雾霾天气由于亮度不够，拍摄的图片整体对比度偏低，视觉效果差，严重影响图像特征的识别。通过直方图均衡化，将集中的像素灰度平均分布，可以增强图像对比度。[36]该方法常用于阴天与雾霾天气的图像清晰化处理。本实验以 Photoshop cc2018 为操作平台，通过其色调均化功能将雾天图片进行直方图均衡化处理，比较处理后图片与原始图片的均值、对比度及信息熵，验证直方图均衡化算法在图像清晰化中的实际效果。实验效果图及直方图见图 3-2 和 3-3，图像质量评价数据见表 3-3。原图 c 74.8590 50.2948 7.3607效果图 c 96.6872 60.2166 7.6469
【参考文献】
相关期刊论文 前7条
1 向海燕;;超分辨率图像恢复方法综述[J];重庆理工大学学报(自然科学);2014年09期
2 王万国;王滨海;张晶晶;李丽;;基于直方图规定化的图像去雾算法[J];计算机技术与发展;2014年09期
3 储昭辉;汪荣贵;方帅;;基于Retinex理论的小波域雾天图像增强方法[J];计算机工程与应用;2011年15期
4 沈\
本文编号：2751662
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