手机水印相机程序拍摄照片的真实性鉴定

曾锦华，邱秀莲，卞新伟，施少培

（1.司法鉴定科学研究院，上海 200063；2.上海市司法鉴定专业技术服务平台，上海 200063；3.华东政法大学，上海 200042）

随着手机等移动智能设备的广泛普及，其上配备的摄像头和麦克风等传感器为随时随地的声像资料采集提供了极大的便利，在使用手机自带的相机程序拍摄基础上，越来越多的满足个性化需求的其他相机程序亦被广泛使用。

本文中的个性化相机程序指的是区别于手机自带的通用相机程序，由第三方软件开发者开发的具有水印、美颜等个性化功能的相机程序。在实际图像资料司法鉴定案件中经常遇到针对手机中个性化相机程序拍摄照片的真实性鉴定需求，例如可以显示拍摄时间和地点等信息的水印相机拍摄的照片。不同于手机操作系统自带的通用相机程序，个性化相机程序拍摄的照片有其自身特有的图像特点，传统的图像成像和元数据等检测角度和检验内容需要依据新情况进行重定义以适应新型相机程序成像图像的数据特点。基于此，本文研究手机水印相机程序拍摄照片的原始性鉴定问题，通过研究苹果手机中水印相机程序拍摄照片的图像特点，分析相应的照片原始性鉴定检验内容和方法，并在此基础上，总结针对类似个性化相机程序拍摄照片的图像真实性鉴定的检验思路和实施路径，为相关司法鉴定实践提供技术参考。

1 照片真实性鉴定

随着图像编辑技术的越发成熟，图像鉴定中传统的视觉检验遇到了极大的挑战。剪辑合成的照片通常可以做到“真假难辨”的程度，特别是近年来盛行的人工智能合成图像技术[1-3]的逐渐成熟，越发加重了该问题的挑战性。如何准确判断图像的真伪成为法庭证据审查、事实证明的关键问题，司法鉴定领域中的图像真实性鉴定提供了一种客观科学的解决方案。图像真实性鉴定指的是“运用元数据分析、成像分析、处理痕迹分析、图像信号分析等技术手段，对图像是否经过后期加工（或篡改）处理所进行的科学判断”[4]。

图像真实性鉴定可以进一步划分为原始性鉴定和完整性鉴定，其中，图像原始性鉴定指的是判断检材图像是否为原始图像；图像完整性鉴定指的是判断检材图像是否经过剪辑处理。原始性鉴定包含了完整性鉴定，即如果检材图像为原始图像，那其必然未经过剪辑，反之则不然。

现有的针对数字照片的图像真实性鉴定关键技术包括：

1）存储介质检验。存储介质检验主要指的是利用电子数据鉴定领域的数据恢复和数据提取方法对检材照片所在的载体的底层物理数据检验，包括存储位置、删除数据恢复等检验。

2）文件属性/元数据检验。文件属性和元数据检验是图像真实性鉴定的基础方法，具体检验角度包括检材照片的文件名命名方式、文件大小、图像格式、创建和修改时间等文件属性信息的检验，以及检材照片的EXIF、文件结构等元数据信息的检验[5]。

3）成像分析。成像分析包括对检材照片的图像内容、成像角度、光强和色调分布、透视比例、景深关系的检验分析。现阶段，行业内出现了众多基于人工智能、模式识别的针对成像分析的自动化检测方法，具有较好的适用性。

4）处理痕迹分析。处理痕迹分析重点关注检材照片的异常区域或像素分布，例如重复区域图像、可疑成像物、图像非正常斑块、变形或错位等情况。

5）图像信号分析。图像信号分析主要指通过人工智能统计分析方法，识别剪辑图像和原始未剪辑图像的图像统计信号特点，从而实现图像内容的真实性鉴定，具体检测方法包括图像重采样、重压缩检测[6-7]等。

6）其他分析。其他检验角度包括数字水印分析和成像设备识别等，这里的数字水印指的是基于内容、非密码机制的信息隐藏技术；成像设备识别主要指通过光学传感器识别实现检材照片来源设备的识别方法。

图像编辑技术的越发成熟和图像反取证技术的快速发展，使得判断检材照片的真实性须综合应用上述提及的图像真实性鉴定关键技术，特别是引入电子数据鉴定领域中的存储介质检验内容和检验角度，从图像原始性鉴定角度出发，来全方位判断检材照片的真实性鉴定问题。具体的鉴定实施方法和检验流程可参考相关的行业标准和技术规范[4-5,8]，本文不再赘述。

2 手机水印相机程序拍摄照片的原始性鉴定

水印相机是一种美化类手机软件，可以在照片拍摄基础上实现当前时间、地理位置、天气、心情、环境声音分贝数等信息的实时记录。例如腾讯开发的水印相机程序，其典型功能包括滤镜美颜、特色水印、智能水印、打卡记录等功能（如图1）。

图1 腾 讯发布的水印相机程序界面Fig.1 The interface of watermarking camera program published by Tencent Technology Co. Ltd

本文以市面上盛行的两款水印相机为例，研究了手机水印相机程序拍摄照片的真实性鉴定中的原始性鉴定问题，其核心关键技术与一般的数字照片的图像原始性鉴定关键技术基本相符，但由于水印相机程序拍摄照片具有个异性的图像数据特点，侧重点存在差异。本文在此仅对手机水印相机程序拍摄照片的原始性鉴定中的重点检验内容进行论述，其他的检验方法和角度可以遵循常见的相关行业技术标准和技术规范[4,8]。

由于现有的大部分主流手机无法对存储器的数据进行物理提取，仅能通过数据备份方式获取手机中的逻辑提取数据，故传统的存储介质检验无法在此情况下有效开展实施。此外，水印相机拍摄的照片由原始传感器成像获取的照片和水印内容信息合并形成，从图像内容角度，其最终的具有水印信息的照片为“合成形成图像”，不具备原始形成的图像内容特性，因此，传统的成像分析、处理痕迹分析、图像信号分析等技术手段也不适合处理水印和原始图像内容重叠区域，甚至会引起误导的反作用。针对水印相机拍摄的照片的真实性鉴定，当前基于人工智能的自动化真伪检测手段无法有效发挥其作用，而基于专家经验的视觉检验方法在面对不断发展的图像编辑手段时又存在极大能力制约，因此，文件属性和元数据信息的检验在类似场景中将发挥重要且突出的作用，但其本身又因具有特异性区别于传统的文件属性和元数据信息检验内容。例如，上述水印相机拍摄照片的元数据中存在“Photoshop”字段信息，该信息在传统的图像真实性盲取证鉴定中被认为是图像编辑的重要信息表征，然而其系水印相机程序在生成图像时自身附带的元数据属性信息；苹果手机操作系统中，部分用户对手机相册中的照片文件进行非图像剪辑的操作行为也会自动导致照片文件属性中文件修改时间的更新变化等，上述现象应予以充分辨别关注，避免误检。同时，检验过程中必须注意不同水印相机程序的软件版本可能会形成其所拍摄照片的图像数据特点，而与手机硬件版本无关。下文中对手机水印相机拍摄照片的图像特点，以及手机中原有照片后期通过手机水印相机添加水印信息的图像特点进行研究总结，其他通用的剪辑操作形成的图像剪辑特点在此不作描述，可以参见参考文献[9]。

2.1 手机水印相机程序拍摄的原始照片图像特点

本文研究的两款水印相机软件分别为腾讯发布的版本为3.3.80的水印相机程序（简称为腾讯水印相机）和北京小嘿科技公司发布的版本为2.9.248的“今日水印相机”（简称为小嘿水印相机）。

通过ExifToolGUI 3.37.0.0查看腾讯水印相机程序拍摄的原始照片的文件属性和元数据信息如图2所示。检验发现，该照片的元数据中包含EXIF信息、IPTC信息以及Photoshop信息等。其中，IPTC为国际出版电讯委员会（International Press Telecommunications Council）的缩写，IPTC元数据标准是一种元数据标准格式，被广泛应用于JPEG数字照片中用于描述照片的作者、版权、创建时间等信息。

图2 腾讯水印相机程序拍摄的原始照片的文件属性和元数据信息Fig.2 File attributes and metadata information of the original photo taken by Tencent-issued watermarking camera program for mobile phone

上述照片通过Adobe Photoshop cc 2019软件查看的文件元数据的重要原始数据信息整理如下：

其中，“IPTCDigest”为照片中IPTC元数据信息的MD5哈希校验值，当IPTC元数据信息发生变化时，该值也会相应地发生变化，当前的IPTCDigest值为“2C6EF1534A144CBDE6B81754EAA1FA29”。“DocumentID”为该照片的全局唯一标识符，而“InstanceID”为该照片当前版本的标识符，即当照片修改产生新版本时，其“InstanceID”也会相应更新。例如，上述照片经过Photoshop软件另存为操作时，其相关的元数据信息中的“DocumentID”和“InstanceID”如图3所示。其中，“DocumentID”和“InstanceID”字段均发生了变化，而原有的“DocumentID”信息填充进了“OriginalDocumentID”。

图3 经过Photoshop软件另存为操作后照片的“DocumentID”和“InstanceID”信息Fig.3 Information of DocumentID and InstanceID resulted from the photo re-saved by Photoshop as “manipulated”

综合ExifToolGUI和Adobe Photoshop软件检验信息以及不同拍摄参数设置条件下拍摄照片的元数据信息检验发现，腾讯水印相机程序拍摄的原始照片的图像大小均为“1 080×1 440像素”，长宽方向图像分辨率均为72 DPI，位深度为8 bit，通道数为3通道，文件大小基本集中在200～500 kB区间。此外，其“DocumentID”与“InstanceID”的数值相同，元数据的创建时间和修改时间一致，且与图像水印信息中的时间信息一致。值得关注的是，ExifToolGUI软件检验的元数据信息中包含两个“IPTCDigest”信息，分别为“2C6EF1534A144CBDE6B81754EAA1FA29”“8717e17f0977a42b9582442348a73e28”，且两者不相同。通过Winhex软件查看照片的电子数据信息，均能找到上述两个“IPTCDigest”数值数据。

通过研究小嘿水印相机程序形成的图像特点发现，其元数据信息中同样包含EXIF信息、IPTC信息以及Photoshop信息等字段内容。由于上述字段内容大体为相关标准字段，与上文介绍的相关内容一致，在此不再赘述。在图像画面大小和文件大小方面，小嘿水 印相机程序拍摄的图像大小与程序中照片分辨率设置相关，这一点与腾讯水印相机存在差异。

2.2 已有照片后期添加水印信息的照片图像特点

上述两款手机水印相机除了实时拍摄添加水印信息外，亦可给手机相册中已有的其他照片添加水印信息，该情况下形成照片的元数据具有其自身的特点。例如，在腾讯水印相机中表现为照片长宽方向图像分辨率、位深度、通道数等信息与手机水印相机程序拍摄的原始照片图像特征一致，但图像大小不再固定为“1 080×1 440像素”，而是与已有照片图像大小相关，但文件大小仍基本为200～500 kB。通过ExifToolGUI软件检验的元数据信息中包含的两个“IPTCDigest”的数值相同，这一点值得特别关注。此外，重要的是，新形成的照片的元数据信息中仍大部分保留了原始照片的元数据信息。因此，可以根据图像大小、元数据字段和结构等差异来识别该类型操作形成的水印照片。同样，通过研究小嘿水印相机程序发现，在原有照片基础上添加水印信息形成的图像，其部分元数据信息得到了保留，比如图像画面大小、长宽方向图像分辨率、原始创建时间、经纬度信息等，但原始照片的成像设备信息未得到保留，相应地在“IPTC”信息中的“By-line”字段中有相应的制作软件的信息“todayCam”。

3 案例研究

本案例中需要对一送检苹果手机中腾讯水印相机程序中的一张照片是否原始形成照片进行鉴定。检验过程中依据GB/T 29360-2012《电子物证数据恢复检验规程》、GA/T 756-2008《数字化设备证据数据发现提取固定方法》、SF/T 0119-2021《声像资料鉴定通用规范》、SF/Z JD0401002-2015《手机电子数据提取操作规范》、SF/Z JD0302001-2015《图像真实性鉴定技术规范》、SF/T 0078-2020《数字图像元数据检验技术规范》鉴定方法，使用火眼证据分析软件 v4.16.1.37055、MediaInfo 20.03、iTools v4.4.5.1、Hash校验工具1.4.7、ExifToolGUI 3.37.0.0、Winhex 19.8 SR-4等设备和工具进行检验。在信号屏蔽环境下，对送检手机中的相关数据进行收集和提取。送检手机基本信息如表1所示。

表1 送检苹果手机基本信息Table 1 The basic information of one iPhone for testing

检验发现，检材照片的元数据字段和结构与手机水印相机程序拍摄的原始照片图像特点一致；文件属性中的文件创建时间、元数据信息中的创建时间和修改时间、照片画面中的水印信息所示时间多者相互间一致；照片图像大小为“1 080×1 440像素”，长宽方向图像分辨率均为72 DPI，位深度为8 bit，通道数为3通道，文件大小为314 kB，元数据信息中包含的两个“IPTCDigest”的数值不相同。上述信息均支持检材照片具有手机水印相机程序原始拍摄形成的图像特点，但检材照片的文件属性中的修改时间却存在明显异常，明显晚于文件的创建时间和元数据信息中所示的文件形成时间。

综合分析考虑苹果手机操作系统中某些非图像剪辑的操作行为也会导致照片文件属性中文件修改时间的自动更新，且检材照片在非水印位置的图像内容、光强分布、透视比例关系、景深关系等成像特征未发现异常，未发现明显的图像成像质量、图像像素分布等处理痕迹。考虑到无法完全排除存在应用现有技术手段难以发现的编辑痕迹的可能性，最终出具的鉴定意见为“未发现检材照片不是原始照片的迹象”。

4 总结

本文研究了手机中水印相机程序拍摄的照片的图像真实性鉴定问题，探讨针对该问题可行的技术方法和鉴定方案，并以市面上盛行的两款水印相机程序为例，详细研究了相关的检验内容和检验角度。手机水印相机程序形成的照片具有其自身的图像数据特点，传统的视觉检验、存储介质检验、成像分析、处理痕迹分析、图像信号分析等技术手段在处理上述问题中存在诸多制约。文件属性和元数据检验具有重要作用，但其检验内容在应对水印相机程序中又具有其自身独特的原始性数据特点。因此，针对手机中水印相机程序拍摄照片的图像真实性鉴定问题，必须充分了解相关检验方法的优缺点和适用性，在此基础上，充分研究其文件属性和元数据特异性特征，从而实现科学准确的真实性鉴定技术判断。