[发明专利]图像处理装置和图像处理方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种图像处理装置和图像处理方法，更特别地，涉及一种检测捕获的图像中的改变位置的图像处理装置和图像处理方法。

背景技术

提出了以下检测由紧凑型数字照相机、单镜头反射数字照相机等捕获的图像中的改变的技术。这些技术被设计为：不在捕获的图像中未嵌入诸如数字水印的任何附加信息，而是分析原本包含在捕获的图像中的模式或者比较各个区域的特征量，来检测改变。这些技术不嵌入诸如数字水印的任何附加信息，因此具有如下优点：能够检测改变而不会由于附加信息的嵌入而使捕获的图像的图像质量劣化或者增加处理时间。

Ahmet Emir Dirik，Nasir Memon，“IMAGE TAMPER DETECTION BASED ON DEMOSAICING ARTIFACTS”ICIP2009，pp.1497-1500（文献1）被设计为：根据捕获的图像估计并分析照相机的诸如CMOS传感器或者CCD（电荷耦合器件）的图像传感器的彩色滤光器阵列（CFA，color filter array）模式，并且使用该模式来检测改变。CFA例如是RGB彩色滤光器排列，其指示图像传感器的各个胞元（与图像的像素相对应的单位）的RGB光接收模式。为了降低成本，市场上的许多图像传感器被配置为使各个胞元获取RGB颜色信息中的任意一个。图像传感器使用以拜耳排列为代表的CFA来有效地获取颜色信息，并且从入射光获取颜色信息。CFA具有例如以2×2个胞元的正方形排列为单位在图像传感器上规则并且周期性地排列的胞元。

由图像传感器生成的图像（下文中称为“RAW（原始）图像”）的各个像素仅具有RGB颜色信息中的一个。为了生成各个像素具有全部RGB颜色信息的全色图像，需要对原始图像进行去马赛克处理。去马赛克处理通过诸如双线性插值的线性插值，根据邻近像素对在各个像素中丢失的颜色信息进行插值。

例如，将另一图像的区域复制到改变目标图像（下文中称为“外部复制”），将使另一图像的CFA模式与目标图像的CFA模式在改变位置处混合。其结果是，周期性CFA模式在改变图像中的改变位置处被打断。文献1中的技术被设计为：通过根据全色图像估计图像传感器的CFA模式并且检测CFA模式的周期性被扰乱的位置，来检测改变。

另外，一些改变以改变目标图像的部分区域被复制到该图像中的另一区域（下文中称为“内部复制”）的方式进行。根据内部复制，部分复制源区域的特征量与部分复制目的地区域的特征量匹配。在Alin C.Popescu，Hany Farid，“Exposing Digital Forgeries by Detecting Duplicated Image Regions”，TR2004-515，Dartmouth College，Computer Science（文献2）中公开的技术，通过经由主成分分析提取捕获的图像中的各个部分区域（例如各个32×32像素区域）的特征量，并且检测同一图像内特征量彼此匹配的区域对（副本对），来检测改变。

使用文献1中的技术，能够检测由于外部复制而发生的改变，但是难以检测由于CFA模式不易被打断的内部复制而发生的改变。相反，文献2中的技术能够检测由于内部复制而发生的改变，但是不能检测由于各个区域的特征量彼此不匹配的外部复制而发生的任意改变。因此，为了检测由于内部复制而发生的改变和由于外部复制而发生的改变两者，使用利用CFA模式的技术和利用部分区域的特征量的技术的组合是有效的。

当使用CFA模式时，将捕获的图像划分为例如各自由64×64像素构成的相对大的块，并且通过针对各个块估计CFA模式来检测改变。由于该原因，虽然这种技术检测改变，但是其不能检测改变区域的形状，而最多仅能够检测近似改变位置。相对于此，使用小的部分区域的特征量还能够检测改变区域的形状。

然而，使用32×32个像素的部分区域的特征量的处理，需要比在使用由64×64个像素构成的块的CFA模式时大约长100倍的处理时间。也就是说，基于使用CFA模式的技术和使用部分区域的特征量的技术的组合的改变检测，强烈地依赖于使用部分区域的特征量的技术的处理时间，而需要长的时间段。

发明内容