Chương 1 TỔNG QUAN VỀ PHÁT HIỆN MẪU CHẤT LIỆU TRONG ẢNH
2.4. Phát hiện ảnh số giả mạo dựa vào thuật toán DMBLIF
2.4.2. Thuật toán phát hiện ảnh số giả mạo KPFImage
Phát hiện ảnh giả mạo là kiểm tra xem một bức ảnh cho trước có phải bị làm giả hay khơng. Một ảnh có thể nghi ngờ là giả mạo nếu trong bức ảnh đó có các phần
chính là bản sao của một phần nào đó trong ảnh. Các cách tiếp cận tìm các bản sao của một phần con trong ảnh thường dựa trên việc so sánh các đặc trưng trích chọn được từ ảnh như cường độ ảnh, đặc trưng đường biên (contour), đáp ứng của các bộ lọc hay các đặc trưng địa phương ảnh. Xuất phát từ thuật toán Exact Match của TS. Jessica Fridich [40] đã phát hiện được các phần làm giả có cùng kích thước và tỉ lệ. Song các phần mềm xử lý ảnh hiện nay có thể tạo ra các vùng giả mạo bằng cách thay đổi kích thước tỉ lệ một cách rất dễ dàng để sự ngụy tạo khó phát hiện được, trường hợp này thì thuật tốn Exact Match không giải quyết được. Để khắc phục được vấn đề này một cải tiến của Exact Match đó là Exact Match* [28] của tác giả luận án đề xuất, thuật toán này thực hiện việc đối sánh các khối bao nhằm dị tìm các bản sao xuất hiện trong ảnh trên cơ sở tìm các hệ số co giãn thơng qua các kỹ thuật nội suy mà các phần mềm xử lý ảnh chuyên dùng, nhưng với trường hợp các bản sao bị thay đổi bởi phép quay thì khơng thực hiện được. Trên cơ sở nghiên cứu về việc tìm kiếm mẫu chất liệu trong ảnh, các mẫu chất liệu này có thể bị thay đổi bởi tỉ lệ, ánh sáng hay các phép biến đổi hình học như phép quay, dịch chuyển v.v. Do đó nếu biết một vùng nào đó trong ảnh là nghi ngờ giả mạo thì có thể xem nó như là một mẫu chất liệu và tiến hành tìm kiếm các bản sao của mẫu chất liệu này trong ảnh. Mặc khác nhằm giải quyết bài toán phát hiện ảnh giả mạo trong cả trường hợp bản sao giả mạo bị thay đổi bởi phép quay, luận án đã đề xuất ứng dụng phát hiện mẫu chất liệu trong ảnh cho bài toán phát hiện ảnh giả mạo dạng cắt dán là dạng ảnh giả được tạo ra bằng cách thêm hoặc bớt đi một hoặc một số vùng trong ảnh và đã đề xuất áp dụng kỹ thuật phát hiện mẫu chất liệu dựa vào đặc trưng bất biến địa phương nhằm tìm ra các bản sao của các vùng được xem là mẫu chất liệu nghi ngờ giả mạo. Thuật toán được đề xuất trên cơ sở này đã giải quyết được hầu hết các trường hợp làm giả như thay đổi kích thước, tỉ lệ và các phép biến đổi hình học trong đó có phép quay.
Đã có nhiều nhóm nghiên cứu trong việc phát hiện ảnh giả mạo dạng cắt dán. Một trong những nhóm tiêu biểu là J. Fridich [40] đưa ra thuật toán "Exact Match" một thuật toán phát hiện ảnh giả mạo dựa vào đối sánh khối bao. Thuật toán này nhằm
mục đích phát hiện ảnh giả mạo trong trường hợp ảnh bị cắt dán bởi các phần khác trong ảnh. Tuy nhiên, nó lại khơng giải quyết được trường hợp các đối tượng giả mạo sau khi được trích ra từ một phần nào đó của ảnh đã được thay đổi kích thước hoặc quay đi một góc cho phù hợp, mà đây là cách thường làm ra ảnh giả. Hình 2.10a là ảnh gốc với một chiếc máy bay trực thăng. Hình 2.10b được tạo ra từ ảnh 2.10a bằng cách bổ sung thêm thành bốn chiếc trực thăng ở các vị trí khác nhau. Các trực thăng này chính là được sao chép từ trực thăng gốc.
(a) (b)
Hình 2.10. Ảnh giả mạo cắt dán bởi bổ sung đối tượng (a) Ảnh gốc; (b) Ảnh giả mạo bổ sung đối tượng
Trong [28] đã đề xuất một cải tiến cho thuật toán Exact match trên cơ sở nghiên cứu các kỹ thuật nội suy hiện đang được PhotoShop sử dụng. Thuật tốn này có khả năng phát hiện đối với các ảnh giả mạo dạng cắt dán từ chính một ảnh và có sự thay đổi về kích thước đối với các đối tượng bị cắt dán. Myna và các cộng sự [73] đã đưa ra phương pháp phát hiện ảnh giả mạo dựa trên phép biến đổi Wavelet, nhưng vẫn không giải quyết được trong trường hợp đối tượng được dán đã bị phóng to hay thu nhỏ lại.
Ở đây, luận án đề xuất kỹ thuật phát hiện ảnh giả mạo dạng cắt dán dựa trên cơ sở phát hiện mẫu chất liệu trong ảnh dựa vào đặc trưng bất biến địa phương để phát hiện ảnh giả mạo dạng cắt dán trong trường hợp vùng nghi ngờ giả mạo bị thay đổi tỉ lệ, thay đổi kích thước và cịn cả sự thay đổi về sự dịch chuyển và quay.
Ảnh số giả mạo dạng copy/move thuộc dạng ảnh giả mạo được tạo ra bằng cách cắt dán từ các ảnh khác nhau hoặc trên cùng một ảnh. Dạng ảnh giả này, sử dụng một phần của ảnh được copy và dán vào một phần khác trên cùng một ảnh. Điều này thực hiện nhằm mục đích làm cho đối tượng nào đó bị biến mất, bằng cách phủ lên đó phần được copy từ chỗ khác. Các vùng kết cấu như cỏ, tán lá, sỏi đá hoặc vải với các mẫu không đều đặn là các vùng được dùng để sao chép và dán lên đối tượng sẽ biến mất vì nó giống như pha trộn với nền, nên mắt thường khơng nhìn thấy được sự nghi ngờ nào. Do các phần được sao chép và dán trên cùng một ảnh nên các thành phần nhiễu, tông màu và hầu hết các thuộc tính quan trọng khác sẽ tương đồng với phần cịn lại vì vậy sẽ rất khó phát hiện sự khơng tương thích bằng các phương pháp thống kê. Để làm cho ảnh giả thật hơn, người ta có thể phóng to, thu nhỏ hay quay đi một góc trước khi dán.