相机溯源之传统方法(PRNU提取)

照相模型

噪声可以分为固定的噪声(Fixed Pattern Noise, FPN)和图像非均匀响应噪声(Photo-Response Nonuniformity Noise, PRNU)。我们提取PRNU,并取其高频部分。
相机溯源之传统方法(PRNU提取)_第1张图片
对于传感器处理过程,建立模型如下:
y i j = f i j ( x i j + η i j ) + c i j + ϵ i j y_{ij}=f_{ij}(x_{ij}+η_{ij})+c_{ij}+\epsilon_{ij} yij=fij(xij+ηij)+cij+ϵij其中, x i j x_{ij} xij为原始光照图像, η i j η_{ij} ηij为散粒噪声, c i j c_{ij} cij为暗电流, ϵ i j \epsilon_{ij} ϵij为随机噪声, y i j y_{ij} yij为传感器输出。

由于在传感器之后还存在许多线性和非线性的图像处理过程,因此最终得到的图像模型为:
p i j = P ( y i j , N ( y i j ) , i , j ) p_{ij} =P(y_{ij}, N(y_{ij}),i,j) pij=P(yij,N(yij),i,j)其中, N ( y i j ) N(y_{ij}) N(yij)表示非线性处理过程。

PNU提取算法

由于无法获得直接传感器处理后的原始数据,因此提取的噪声模板为近似的PNU。提取近似PUN采用将获得的图片减去滤波后的图片。即:
n ( k ) = p ( k ) − F ( p ( k ) ) \bm{n}^{(k)}=\bm{p}^{(k)}-F(\bm{p}^{(k)}) n(k)=p(k)F(p(k))在进行图像残差与噪声模板配对时,计算两者的相关系数,若相关系数大于阈值 t t t,则认为两者是出自同一相机,否则认为不是。相关系数计算公式为:
ρ c ( p ) = c o r r ( n , P c ) = ( n − n ‾ ) ⋅ ( P c − P ‾ c ) ∣ ∣ n − n ‾ ∣ ∣   ∣ ∣ P c − P ‾ c ∣ ∣ \rho_c(p)=corr(\bm n, \bm{P}_c)=\frac{(\bm n-\bm{\overline{n}})\cdot(\bm{P}_c-\bm{\overline P}_c)}{||\bm n-\bm{\overline{n}}||\ ||\bm{P}_c-\bm{\overline P}_c||} ρc(p)=corr(n,Pc)=n

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