伪造图像司法鉴定技术研究

石鑫华视觉

摘要：网声像资料的真伪鉴定已成为现代司法鉴定领域中较为重要的组成部分，与此相关的各种司法争议和伪证现象日益突出。面对司法鉴定发展中的严峻形势，人们意识到有必要利用先进的图像处理技术来解决伪造图像的司法鉴定问题。本文介绍了图像取证技术的研究背景，研究内容，以及各种伪造技术手段，最后阐述了司法取证中伪造图像的主要鉴定技术方法。 关键字：伪造图像；数字图像处理；司法取证 中图分类号：TP393.08 文献标识码：A 声像资料是随着现代科学技术发展而出现的一种新的证据形式，与书证、物证、证人证言、当事人陈述、鉴定结论、勘验笔录一起作为民事诉讼法法定证据。声像资料主要以视频、图像、声音为表现形式，能准确、生动地记录并还原案发情况，包括与案件有关的场景、过程和音效等，为案件的侦查、诉讼及审理提供可信度较高的线索。该鉴定技术是运用物理学、计算机科学和图像学的基本原理和研究成果，对录音带、录像带、磁盘、光盘、【刳片及文档等载体上记录的声音、图像信息进行真实性、完整性及其所反映的事件过程进行鉴定，并对声音、图像中的语言、人体、物体做出种类或同一认定】。

随着数字技术的普及，现代社会对于司法鉴定中的高科技要求越来越迫切，特别在司法取证中的声像资料鉴定，国内外法律界都予以高度重视。2002年4月1日最高人民法院出台了《最高人民法院关于民事诉讼证据的若干规定》，其中第69条就声像资料有效证据的条件、证据能力等做出了较为具体的规定。第69条规定，存有疑点的声像资料不能单独作为认定案件事实的依据。因此，司法人员必须以谨慎的态度，对每份声像征据严格进行综合审查，保证声像资料的证明力。随着我国诉讼制度的逐步完善，声像资料在司法取证中重要地位已逐渐得到确立，为维护司法公正提供了有力的支持。

一、研究背景

声像资料的司法鉴定领域中，图像资料的鉴定是当前较为重要的研究内容之一。随着计算机技术的飞速发展和广泛普及，图像资料的发展趋势呈现出载体形式日益多样化和图像操作简单化的特点。图像资料的记录方式已不仅局限于采用传统模拟摄像机拍摄，人们更多地利用数码相机、数码摄像机、智能手机等高科技产品进行图像采集和存储。同时越来越多的智能化图像处理和编辑软件如CoreIDraw、Photoshop、Neolmaging、 ACDSee等得到了广泛使用，使得修改、编辑和存储图像资料变得越来越简单，颠覆了人们“眼见为实”的传统观念。

图像取主技术的产生是社会发展和法制健全的必要产物，是基于司法机关的执法需求而诞生的。图像取汪是汁算机取证的一个分支，运用计算机科学技术及相关科研领域的基本理论原理、研究方法、实现技术等手段获取犯罪行为相关的图像证据。图形取证是对数字化图像证据进行收集、审查、识别、分析和出示法庭的过程。区别于汁算机取证，图像取证不仅对图像文件的计算机磁盘存储格式进行审查，还对图像内容的真实性和原始性等进行审查鉴定。

二、伪造图像取证的主要内容

数字化的图像伪造是指利用数字图像处理技术对照片和影像进行替换、拼接、添加、删减等多种方式的处理。根据伪造图像性质的不同，伪造图像可分为合成图像、润饰图像和变种图像三大类型：

(1)合成图像：指由两幅或多幅数字图像通过拼接、添加、裁剪等操作对图像内容进行修改。

(2)润饰图像：指对图像画面内容的色彩、清晰度、亮度与反差、背景等进行修补、润色处理，如消除人脸皱纹、修正脸部阴影、改变人物肤色或景物的色彩、消除景物的粗糙或锯齿现象，或者去除干扰画面的元素等。

(3)变种图像：是一种把一幅图像逐渐变成另一幅图像的技术。该法的思想原理是通过确定原始图像与目标图像对应的特征点，以不同的权重叠加两幅图像，使其生成兼有两幅图像特征的新图像。常用在伪造人物证件照片的情况。

尽管有些人对数字图像的修改只是为了个人娱乐爱好，但不排除有一小部分人故意、甚至恶意传播一些经过精心伪造和篡改的数字图像，以谋取个人私利、或危害社会公共安全、利益等。若伪造照片大量充斥在人们生活中，则势必威胁和谐社会的稳定。另一方面，经伪造的图像不易被当事人发现，在形成恶意事件甚至是犯罪事实后，也不易被侦查，这就给图像的取证工作提出了很高的要求。根据伪造图像取证对象的不同，伪造图像的取证内容可分为以下三种类型。

(1)图像来源检验：检测样本照片的来源陛质，是属于原始相机拍摄、计算机生成、或由其他图像合成产生。若为原始相机拍摄，则进一步检测出拍摄器材种类，如确定其制作的硬件设备、牌号、厂家、产地等，为查明有关案件提供事实依据。

(2)图像隐密分析检测：利用隐密分析工具检测样本照片是否含有隐藏的危险信息等。隐密图像主要利用数字图像中存在的冗余空间携带某种秘密信息。由于人眼视觉系统对图像的冗余信息不敏感，携带有秘密信息的隐密图像与原始图像视觉差异不大，如普通的JPEG图像中若携带有秘密信息，则其图像颜色可能会稍微发生点变化，但对于人眼而言，其视觉效果并无差异。

(3)图像完整性检验：主要确认样本照片是否经某种图像处理技术进行修改，含有伪造信息。若为伪造照片，则进一步检测出是经过何种手段篡改而成，如图像中是否含有利用草地、树木等掩盖的对象或人物区域（如军用汽车），或某一图像场景中是否存在添加或删除的新人物等。

三、伪造图像取证的关键技术

客观性审查技术

图像真伪鉴定最直接的办法是先对其来源的客观性进行认证审查，即先要求查看照片的原始版本，传统的为底片，数码照片的文件格式要求为Raw。对于数码照片，可先查看其元数据和哈希值，以辅助图像取征工作。

元数据

Exif信息，也称元数据，是英文Exchangeable ImageFile(可交换图像文件)的缩写，是镶嵌在JPEG图像文件格式内的一组拍摄参数，主要包括摄影时的光圈、怏f J、ISO、日期时问等各种与当时摄影条件相关的信息、相机品牌型号、色彩编码，甚至还包括拍摄时录制的声音以及全球定位系统(GPS)等信息。查看该信息可通过以下二种方法实现：

(1)电子记事本软件。用电子记事本软件可粗略查看任一图像文件的EXIF信息，方法为用“记事本”程序打开待审查的样本照片，如图1所示，蓝色区别部分强调出该图像的拍摄器材为NIKON 4100，拍摄时间为2008:5:26上午8:04:23。

(2)微软Windows系统图像软件。利用微软Windows系统提供的照片属性查看选项，也可查看其EXIF信息，如图2所示，该法提供的EXIF较记事本方法查看的种类增多。

(3)专业图像软件。用以上两种方法查看Exif信息虽然很快，但都不够完整。还可使用专业看图软件（如ACDSee）、ExifShow软件，或用数码相机（摄像机）厂商提供的原始数据校验管理工具查看完整的EXIF信息。方法同样是通过属性进行查看，在此不再赘述。

哈希值

哈希值(Hash)是一段数据唯一且极其紧凑的数值表示形式，是根据哈希算法将任意长度的二进制值映射为固定长度的较小二进制值。每个文件都有一个独一无二的字符串哈希值，图像也不例外，可以利用某些专业的软件，如Encase查看图像的哈希值。如美国国家标准技术研究院(NIST)就定期在网站上公布各类已知有害和违法文件的哈希值，以辅助美国联邦政府加强对网络犯罪，如儿童色情图片犯罪的打击力度㈩。

综上，通过查看图像文件的哈希值和元数据，可初步审查该文件的来源，以及该版本是否为初始版本。然而，由于_Hj图像处理软件编辑过的数码相片有可能会丢失其元数据或改变哈希值，所以，为了达到最准确的鉴定目的，还必须采用进一步科学的原理进行鉴别。

主动鉴定技术

主动鉴定技术是采用数字水印(Digital Watermarking)技术识别图像真伪，该技术是将一些标识信息以数字水印的形式直接嵌入数字载体（包括多媒体、文档、软件等）中，以达到对该数字载体身份认证的目的。

数字水印技术是一种最直接的客观性认征技术，概括起来具有两大特点：第一，水印是一种几乎不可见的印记，必须在特定环境下才能被识别，不影响原载体的使用价值，也不易被人的知觉系统（如视觉或听觉系统）觉察或注意到；第二，水印的制作和复制比较复杂，需要特殊的工艺和材料，且只有专门软件才能识别，一旦水印被破坏，则可知原载体已被修改。因此数字水印技术是最直接的防止数字图像被伪造或篡改的方法，通过这些隐藏在载体中的信息，可以确认内容创建者、购买者、传送隐秘信息或者判断载体是否被篡改。目前国内主主要用在司法汪据保全、数字作品知识产权保护、票据防伪等领域，如支票、征书、护照、发票等重要印刷品中。

数字水印技术的使用需要事先使用专用软件（如VisualWatermark)在图像中嵌入水印，且只有通过特殊的阅读程序才可以读取，其应用范围和普及程度有一定的局限性。

被动鉴定技术

被动鉴定技术是依靠被篡改图像自身的特性，在不预先向取证图像中嵌入水印等标识的情况下对图像内容的真实性、完整性和原始性进行认证的技术，也称为数字图像盲取证技术。 该鉴定技术主要利用景物成像、光照、色彩滤镜矩阵等科学理论，对图像中疑似伪造区域景物的光亮密度、反差、色调、灰度值等进行算对比、分析，以判别照片是否存有改动痕迹。如分析画面中是否存在与成像原理相互矛盾的地方。图3所示为根据景物的成像及光照原理对人物的瞳孔进行图像真伪鉴别分析实例，如果图像中人物眼睛中有两个白点，则表明必有两个分离的光源存在。因此，若一张照片中某人的眼畦中有两个点而另外某人的眼睛中只有一个点，那么这张照片一定是由两张张原始照片拼接而成的。

另一种区域检测法主要依靠图像的统汁特性，利用图像的空域灰度值、变换域的频域系数或DCT系数等进行某种算法运算，以确定图像中是否含有与成像原理不符的异常区域。如通过复制／粘贴手法对照片进行修改，可掩盖图像中某些重要目标或制造不在场征据等，如图4利用纹理较密集的植被掩盖其中的部分牧马（图4右侧草地区域）。对于这类型的伪造照片，可根据统计学原理确定其算法检测机理为：在自然图像中二个或以上空域连贯区域精确匹配（包括颜色、形状、纹理等）的概率很小，因此要成功识别图像中的复制篡改区域，关键在于确定图像块的大小、特征，以及区域匹配算法。两者在进行匹配算法比对运算时，会直接影响到检测算法的效率和精确度。 由于被动鉴定技术单纯依靠被篡改图像自身的特性进行检测，因此应用范围广泛，实用性更强，较适用于检测图像中存在有复制／粘贴、双重JPEG压缩、图像儿何形变的重采样，以及伪造边缘模糊处理等情况。被动鉴定技术的理论研究难度较大，目前鲜有研究成果，已有的科研成果在性能上也有很大不足，距离正式商用还有很长一段距离。

    四、总结

声像资料的司法鉴定是社会发展和司法制度进步的必然产物。图像资料尤其是伪造图像的司法鉴定是该领域中较为重要的研究内容。本文简要介绍了图像取证技术的产生背景与发展历程，详细论述了伪造图像司法鉴定领域的主要研究内容，并深入探讨了伪造图像取证的关键实现技术。 随着现代数字技术的不断深入发展，势必会出现更先进的图像伪造手段，这对数字图像的取证工作将提出更高挑战。由于图像取证是一个全开放的研究领域，目前已得到司法取证科研领域的全面重视，相信随着图像取证技术的逐步发展，图像取证的理论研究会日趋深入，数字图像取证体系也会日渐完善和规范。