DAI h0c QUOc GIÁ hA II0 0AT hÓc c0IIG ITIGhE Tran Th! Kim Ye’n PhAT hIEII AITh GIA MAO Luan viin thac st IIganh csng nghe thong hn II[gami hufng dan kh0a hOc: TS. D0 IIAIIG TOATII hñã II0i — 2007 cÁc ThUẬT IIGỮ VÀ cÁc TỪ VIẾT TÁT 2-D 2- Dimensi0n 3-D 3- Dimensi0n AC Alternating current ccD charge cOupled Divice cOvariance Matrix Ma trận đông biên Dc Direct current DcT Discrete cOsin TransfOrm DPI DOt per inch EM ExpectahOn/MaximizahOn algOrithm Image Enhancement Tang cojong anh PcA Principal COmpOnent Analysis DAITh MUc cAc hillh hình 1. các giai đ0ạn chính †r0ng xử lý ảIh.- + s+sv>evsves hình 1. các thành phần chính †r0ng hệ thống xử lý ảnh hình 1.
Minh họa về việc giả mạO ảnh. Minh họa ch0 lOại giả mạO ghép ảHh. Minh hoa chO 10ai gia mạO lăng coJờng ảnh. Ảnh che phủ và sỏ đi đối lơ|ợng.------ s2 ©s+2se22z+2se+zsz 13 hình 1.
Ảnh số sung đối †0|Ợig.--- 2: 22 522 +2 S:S£££EE+EEEttExevEEesrxsecres 14 hình 1. Sơ đồ việc phát hiện giả mạO0 dựa vàO cơ sở đữ liệu. Minh họa các l0ại nguồn sáng. Kết quả áp dụng thuật 10án s0 khớp bền vững ch0 hình 1.
Kết quả của thuật 10án phát hiện dựa trên PcA. Lấy mẫu lại một ín hiệu với lÿ lệ 4/3. Kết quả thực hiện thuật 10án EM ch0 các in hiệu ở hình 2. Ví dụ về lấy mẫu lại ảnh.---- 2-2 ©:++2+£+EE+2zx£+Ez+stzsecrez 42 hình 2.
Kết quả của thuật 10án EM 4p dung dé oc lojợng xác suất. Ví dụ ch0 thuật l0án phát hiện việc lấy mẫu lại. Minh họa siêu đồ xác suất hân †a0. Độ chính xác của thuật l0án phát hiện với các tham số lấy mẫu lại khác HhaU.
-ó- E3 191091011 HT HT HH nh HH HH TH Hà HH nh ng giưy 49 hình 3. Ảnh giả đơiợc lạ0 ra bằng việc c0py mội vòng khói và đán và0 ảnh nhiều lẦN.-- 225cc S2ES2E9E12EEEE5E155123E13152E12E171511111111111 1511111221121. Ảnh bố Sung đối 000150777 3. Ảnh giả đơiợc †a0 ra từ 2 ảnh ở hình 3.
hai ảnh gốc đề lạ0 ra ảnh giả ở hình 3. Kết quả của thuật 10án oiớc lojợng hơjớng nguồn sáng ch0 2 đối tong 000i 1. Gia0 diệnchơJơI1g TTÌITH. (a) ảnh gốc; (5) ảnh giả mạ0; (c) Kết quả thực hiện thuật 10án.
Kết quả của thuật l0án phát hiện với các kích thơiớc khối khác nhau 57 hình 3. Kết quả của thuật 10án phát hiện ảnh giả mạ0 ở hình 3. 57 MO DAU Hgày nay, với sự phát triển mạnh mẽ của ngành Kh0a học máy lính cũng nhơi sự sÒng nỗ của lĩnh vực công nghệ thông tin đã đây nhanh sự phái triển của nhiều lĩnh vực nhơi quân sự, y học, giá0 dục, kinh 16, giai tri v. Su phat triển của phần cứng cả về phojơng diện thu nhận, hiên thị, cùng với lốc độ xử lý đã mở ra nhiều hơlớng mới ch0 sự phát triển phần mềm, đặc siệt là công nghệ xử lý ảnh đã ra đời và phát triển nhanh.
Sức mạnh của các phần mềm s0ạn thảO0 và xử lý ảnh nhơi Ph0l0sh0p đã giúp ch0 việc lạO ra ảnh giả mạO ngày càng đễ dàng hơn. các chojơng lrình xử lý ảnh này có thê thêm và0 h0ặc bỏ đi các đặc lroIng của ảnh mà í† đề lại các dấu hiệu về sự giả mạ0 v. IIgơiời la lạ0 ra các ảnh giả mạ0 thojờng nhằm và0 các mục đích nhọ| vu cá0, †ạ0 ra các lin giật gân, đánh lừa đối thủ, làm sai lệch chứng cứ phạm lội v. D0 vậy, việc phát hiện ra ảnh giả mạ0 là vấn đề phải đặt ra ngày càng cấp sách và càng trở nên khó khăn.
Mặc dò nhu cầu về việc phát hiện các giả mạ0 ảnh số đã đojợc công nhận bởi cộng đồng các nhà nghiên cứu, nhơing hiện nay rất í† lài liệu có giá trị về lĩnh vực này. Tr0ng việc chống giả mạ0 ảnh, ngơjời la đã nghiên cứu các kỹ thuật về lạ0 sản quyền ảnh trên cơ sở giấu các thông tin cần thiết và0 sức ảnh trolớc khi phát hành đề tránh tình trạng sa0 chép sát hợp pháp hOặc để liện ch0 việc phát hiện các sửa đổi h0ặc cắt ghép sau này. The0 cách liếp cận này, các thiết sị máy ảnh số và camera ngày nay thojờng sô sung các lính năng sản quyền ngay lr0ng quá lrình thu nhận ảnh. Dựa vàO0 đó sau này ta co thé siết đơjợc nguồn gốc của sức ảnh.
IIhờ đó mà có thể siết đơjợc đó có phải là ảnh gốc hay không? cách liếp cận này dựa và0 giả thiết rằng việc giả mạ0 ảnh sẽ làm thay đổi thông lin sản quyền. Tuy nhiên, hạn chế của cách liếp cận này là thông tin bản quyền phải đơoiợc chèn và0 lại thời gian thu nhận ảnh nên chỉ giới hạn với các camera s6 dojgc trang sị đặc siệt. Trên đây đã điểm qua lầm quan trong cia vấn đề phát hiện ảnh giả mạ0 4 và điều đó ch0 †a thấy rõ lính cần thiết cũng nhợi lính thời sự đồng thời là ý nghĩa kh0a học và thực tiễn của vấn đề. IIhận thức đơiợc điều này, lôi đã chọn đề lài: “Phát hiện ánh giả mạ0” ch0 luận văn của mình.
bố cục của luận văn sa0 gồm phần mở dau, phan két ludn va ba chojong nội dung đojợc lô chức nhơi sau: choJơng 1: Tổng quan về xử lý ảnh và giả mạ0 ảnh choJơng này trình sày lồng quan về một hệ thống xử lý ảnh, các vấn đề cơ bản lr0ng xử lý ảnh, đồng thời trình sày tổng quan về ảnh giả mạ0 và phát hiện ảnh giả mạ0, cụ thể là các dạng ảnh giả mạO0 cơ sản cùng các cách liếp cận chính đề phát hiện ảnh giả mạ0. choJơng 2: Một số phoJơng pháp phát hiện ảnh giả mạ0 choJơng này trình sày một số kỹ thuật phát hiện ảnh giả mạO0 nhơi: Kỹ thuật phát hiện dựa và0 phân tích nguồn sáng, kỹ thuật phát hiện dựa và0 việc tìm ra dấu vết của việc lay mẫu lại và các kỹ thuật phát hiện dựa và0 việc tìm ra các vùng lặp ir0ng ảnh. chojong 3: Ứng dụng Trình bày các ứng dụng của các kỹ thuật phát hiện ảnh giả mạO và sử dụng Visual c++ cài đặt kỹ thuật phát hiện các vùng lặp lr0ng ảnh để phát hiện l0ại ảnh giả mạ0 sinh bởi tha0 lác c0py và dịch chuyên vùng lrên ảnh. chơjơng 1 — TÓIIG QUAII VẺ XỬ LÝ ÁẢNh VÀ GIÁ MẠ0 ÁINh chương này bình oày lổng quan về mội hệ thống xử lý anh, cic van dé co oán le0ng xử lý ảnh, đông thời loình oày lổng quan về ảnh giả mạ0 và phát hiện anh gia mad, cu thé la cic dạng ảnh giả mạ0 cơ van dng voi cic cich liép can chính để phái hiện ảnh giả mao.1 Xir ly amh, cdc van dé co ban t0ng xir ly anh 1.1 Xử lý ảnh là gì? Xử lý ảnh là một kh0a học lojơng đối mới mẻ s0 với nhiều ngành kh0a học khác, nhất là Ir0ng quy mô công nghiệp, s0ng lr0ng xử ly anh da pat đầu xuất hiện những máy lính chuyên dụng.
Đề có thê hình dung cấu hình một hệ thống xử lý ảnh chuyên dụng hay một hệ thống xử lý ảnh dùng lr0ng nghiên cứu, đà0 lạ0, trơjớc hết chúng †a sẽ xem xét các sơjớc cần thiết Ir0ng xử lý ảnh. Trojớc hết là quá trình thu nhận ảnh. Ảnh có thê thu nhận qua camera. Thojờng ảnh thu nhan qua camera 1a tin higu tojong tu (10ai camera ống kiểu ccIT), nhoỊng cũng có thê là ín hiệu số hóa (10ai ccD-change cOupled Device).
Ảnh cũng có thể thu nhận từ vệ linh qua các bộ cảm ứng (sens0r), hay ảnh, lranh đojợc quét lrên scanner. Tiếp the0 là quá trình số hóa để biến đổi lín hiệu liên lục sang lín hiệu rời rạc (lấy mẫu) và số hóa sằng lojợng hóa, trojớc khi chuyền sang giai đ0ạn xử lý, phân tích hay loIu trữ lại. Quá trình phân lích ảnh a0 gồm nhiều công đ0ạn nhỏ. Trojớc hết là công việc lăng cơjờng ảnh để nâng ca0 chất lojợng ảnh.
D0 những nguyên nhân khác nhau: có thể đ0 chất lojợng thiết sị thu nhận ảnh, d0 nguồn sáng hay đ0 nhiễu, ảnh có thể bi suy biến. D0 vậy cần phải lăng cơjờng và khôi phục lại ảnh để làm nỗi sật một số đặc lính chính của ảnh, hay làm ch0 ảnh gần giống nhất với lrạng thái gốc - trạng thái trojớc khi ảnh sị biến dạng. Giai 7 đ0ạn liếp the0 là phát hiện các đặc tinh nhq sién, phan ving anh, trích chọn các đặc lính, v. cudi cong, toy †he0 mục đích của ngơiời sử dụng, sẽ là giai đOạn nhận dang, phân lớp hay các quyết định khác.
các giai đ0ạn chính trOng qua trinh xu ly ảnh đơøJợc mô †ả qua hình 1. Thu nhận Tiền xử lý. > z > z > (Camera, scanner, (Nan chinh, xóa Trich chon sensor, .) đặc trơịng Lo tit A Hậu xử lý ——>| (Chính xác hóa, rút > Két luan gon, .) Vv Hệ quyết định hình 1. các giai đạn chính lr0ng xử lý ảnh Với các giai đ0ạn lrên, một hệ thống xử lý ảnh gồm các thành phần lối thiểu nhơ| hình sau: Màn hình đô họa Ỷ @ Camera _| Boxutly »| Bộ nhớ ảnh 7 tojong tự _ Ỷ Máy chủ >| Bộxử lý _ ảnh sô | ‡ Màn hình Bàn phím.
May in hình 1. các thành phần chính tr0ng hé thong xir ly anh e_ Đối với một hệ thống xử lý ảnh thu nhận qua camera - camera nhơ| là cỦn mắt của hệ thống. có 2 l0ại camera: camera ống l0ại ccIT' và camera ccD. L0ại camera ứng với chuẩn ccIT quét ảnh với lần số 1/25 và mỗi ảnh gồm 625 dong.
LOai ccD gồm các ph0†0 didt và làm tojong tng mét cojong dé sdng ki một điểm ảnh với một phần tử ảnh (pixel). Hhơi vậy, ảnh là lập hợp các điểm ảnh. Số pixel †ạ0 nên một ảnh gọi là độ phân giải. e©_ bộ xử lý loJơng tự thực hiện các chức năng sau: e_ chọn camera thích hợp nếu hệ thống có nhiều camera.
e chon man hình hiển thi tin hiệu. Thu nhận tin hiéu videO boi sộ số hóa. Thực hiện lẫy mẫu và mã hóa. Tiền xử lý ảnh khi thu nhận: dòng kỹ thuật sảng tra (L00k Up Table).
e_ bộ xử lý ảnh số gồm nhiều £6 xử lý chuyên dụng: xử lý lọc, trích chọn đơøJòng ba0, nhị phân hóa ảnh. e_ Máy chủ đóng vai trò điều khiển các thành phần miêu lả ở trên. ©_ bộ nhớ ng0ài: Dữ liệu ảnh cũng nhơi các đữ liệu khác, để có thể chuyển gia0 ch0 các quá trình khác, nó cần đojợc lơiu lrữ. * “+ các khái niệm cơ bản lr0ng xử lý ảnh Điểm ảnh (pixel): biêu diễn cojiờng độ sáng hay một dấu hiệu nà0 đó lại một lọa độ nà0 đó của đối lojợng lr0ng không gian.
Điểm ảnh là một hàm nhiều biến P(&i, xa, ., xa) lrÔng đó n là số chiều của ảnh. Ảnh: là một lập hợp các điểm ảnh, thông thơojờng đơjợc biểu diễn đojới dạng ma lrận các điểm ảnh.