بخشی از مقاله
چکیده
در عصر حاضر، تصاویر دیجیتالی در خیلی از مراکز قانونی، به عنوان منبع اطلاعات بوده و درخواست برای تعیین اصل بودن یک تصویر، به شدت افزایش یافته است. در این مقاله، یک الگوریتم مؤثرتری برای بررسی و شناسایی دستکاری، پیادهسازی میشود. که در آن ترکیبی از روشهای بلوک محور و نقاط کلیدی برای استخراج نواحی جعلی، پیادهسازی شده است. در الگوریتم پیشنهادی، ابتدا تصویر ورودی را گرفته و پس از انطباق با آزمون هدف که مبتنی بر بانک اطلاعاتی بوده، نسبت به تشخیص اینکه آیا دستکاری در تصویر صورت گرفته است یا خیر، اقدام میگردد.
در صورت مشاهدهی نتیجه مثبت، بدین معنی که جعل صورت گرفته است. نخست، با استفاده از الگوریتم خوشهبندیساده - - 6/,&4، تصویر ورودی به بلوکهای نامنظم و غیرهمپوشان، تقسیم بندی میشود. سپس نقاط ویژگی به عنوان مشخصههای بلوک، با استفاده از روش باینری محلی با چند رزولوشن، استخراج میشود. ویژگیهای بلوک با همدیگر، انطباق داده میشوند، تا نواحی مظنون به جعل، شناسایی گردند.
در مرحلهی دوم، جهت تشخیص دقیقتر نواحی جعل، نقاط مشخصه با سوپرپیکسل های کوچک به عنوان بلوکهای مشخصه، جایگزین شده و بلوکهای ویژگیِ مجاور با ویژگیهای رنگ موضعی که مشابه با بلوکهای ویژگی هستند، جابجا میشوند تا نواحیِ ادغامی را تولید نمایند. در نهایت، برای حذف جورشدههای اشتباه از الگوریتم RANSAC5 - وفاق نمونه تصادفی - روی نواحی ادغامی استفاده شده است.
نتایج آزمایشات با استفاده از بانک اطلاعاتی آزمون و روشهای جعل چرخش، محوکردن، فشرده سازی jpeg و غیره نشان میدهد که الگوریتم پیشنهادی، در زمینهی تشخیص جعل کپی-انتقال، به دقت 97 درصد و فراخوانی 98 درصد برسد و نسبت به سایر روشهای معتبر در فراخوانی و دقت، به اندازهی 3 درصد بهبود یافته است. این الگوریتم، حتی میتواند روشهای چرخش، محوکردن و فشرده سازیjpeg را نیز به وسیله محاسباتی که پیچیدگی کمتری دارند، شناسایی نماید.
-1 مقدمه:
با گسترش فناوری کامپیوتری و نرمافزارِ پردازش تصویر، جعل تصاویر دیجیتال بسیار ساده شده است. با اینحال، تصاویر دیجیتالی منابع رایج اطلاعات می باشند وبه همین دلیل پایاییِ تصاویر دیجیتال به یک مسألهی مهم تبدیل شده است. در سالهای اخیر، پژوهشگران بیشتر و بیشتری اقدام به تمرکز بر مسألهی دستکاریِ تصاویر دیجیتال نمودهاند. از انواع دستکاریهای موجود، میتوان به جعلِ کپی انتقال اشاره کرد، که به معنای کپیکردن و سپس چسباندن نواحی کپیشدهی یک تصویر در سایر قسمتهای همان تصویر می باشد.
طی عملیات کپیانتقال،- برخی از روشهای پردازشِ تصویر نظیر چرخش، مقیاسبندی، ماتسازی - تاری - ، فشردهسازی و افزودنِ نویز، افزوده میشوند تا جعل را قابل قبول برای ارائهکننده نمایند. به دلیل اینکه قسمتهای کپی شده و انتقال داده شده، از تصویری یکسان، کپی می شوند. مؤلفهی نویز، مشخصهی رنگ و سایر مشخصات مهم، با مابقی تصویر سازگاری دارند.
برخی از روشهای تشخیص جعل که مبتنی بر مشخصات تصویرِ مربوطه باشند،می در این حالت قابل اِعمال نیستند. در سالهای قبل، روشهای تشخیص جعلِ بسیاری برای تشخیص جعلِ کپی-انتقال مطرح گردیدهاند. از جمله، روش مبتنی بر پیکسل، روش مبتنی بر فرمت تصویر، روش مبتنی بر دوربین و غیره، که در شکل 1، بطور کامل آورده شده است.
•روشهای تشخیص جعلِ مبتنی بر بلوک، که تصویر ورودی را به بلوکهای منظم و همپوشان - دایرهای - مربعی - مستطیلی - تقسیم میکنند. آنگاه ناحیهی دستکاریشده را می توان با انطباق بلوکهای پیکسلهای تصویر یا ضرایب انتقال، بدست آورد. این روشها، دارای سه ایراد اساسی میباشند. اول اینکه، هرچه سایز عکس بزرگتر باشد، هزینهی محاسباتی آن افزایش مییابد. دوم اینکه، این روشها قادر به شناسایی دقیق تبدیلات هندسی نیستند. سوم اینکه، سرعت فراخوانی آنها پایین است.
• روشهای تشخیص جعل مبتنی بر نقطهی کلیدی، که در آنها نقاط کلیدی استخراج میشوند و در سراسر تصویر با هم منطبق میشوند تا نواحی تکراری را شناسایی نمایند. در الگوریتمهای [2]SIFT6و [3]SURF7، برای استخراج ویژگیها، استفاده شده است. با اینحال، هرچندکه این روشها میتوانند نقاط کلیدیِ انطباقیافته را مکانیابی کنند، اکثر آنها نمیتوانند نواحیِ جعل را بخوبی مکانیابی نمایند؛ بنابراین، قادرنیستند به تشخیص درست و رضایت بخش بودن و نرخ فراخوانیِ بالا و پایدار دست یابند.
تا دقت اعتبار را بالا برده و درصد احتمالات خطای آن پایین بیاید و قادر به تشخیص سریع و انواع جعل صورت پذیرفته در تصویر باشد، تا یک الگوریتم قابل ارائه برای سازمانهای معتبر - دادگاه، بیمه، پلیس آگاهی نیروی انتظامی، پلیس فتا نیروی انتظامی و غیره - بوده و بشود به تصاویر ارسالی در شبکههای اجتماعی که یکی از راهکارهای تبهکاران برای از بین بردن آبروی افراد حقیقی و حقوقی می باشد؛ اعتماد نمود.
مابقی این مقاله به این صورت سازماندهی شده است؛ بخش2، کارهای انجام شدهی قبلی را توصیف میکند؛ بخش3، الگوریتم پیشنهادی ارائه میشود؛ در بخش4، نتایج تجربی بدست آمده توصیف میشود و مقایسه روش ارائه شده، با روشهای قبلی، به صورت کامل تشریح میشود و در بخش 5، نتیجه گیری و یک روش پیشنهادی مناسب برای بهبود کار، ارائه شده است.
-2 کارهای انجام شده :
قابلیت اعتماد به عکسها نقش اساسی در برخی زمینهها شامل بررسی پزشکی قانونی، تحقیق جنایی، سیستمهای نظارت، سرویسهای هوشمند، تصویربرداری پزشکی و خبرنگاری دارد. هنر ایجاد تصویر تقلبی سابقهی طولانی مدتی دارد. ولی عصر دیجیتالی امروزی تغییر راحت اطلاعات ارائه شده از طریق تصویر بدون اینکه اثری از دستکاری مشاهده شود را امکان پذیر نموده است.
