МЕТОД ВЫЯВЛЕНИЯ РЕЗУЛЬТАТОВ МУЛЬТИ- И ПОЛИКЛОНИРОВАНИЯ В ЦИФРОВОМ ИЗОБРАЖЕНИИ

Анотація

Сучасний рівень розвитку інформаційних технологій і комп'ютерних наук дозволяє легко створювати, змінювати і маніпулювати цифровими зображеннями, що  робить  надзвичайно  актуальним питання  організації  експертизи  їх цілісності. Одним  з  найбільш  поширених  і  часто використовуваних  програмних інструментів  при  неавторизованих  змінах зображення  є  клонування,  при  проведенні якого  на  практиці  для  його  «маскування» використовується постобробка зображення, що  ускладнює  виявлення клонів і прообразу. Існуючі методи не забезпечують бажану ефективність в умовах значних додаткових збурних  дій,  малих  відносних  розмірів клону в разі, коли клонування проводиться з  метою  усунення  об'єкта  зі  сцени зображення за допомогою прообразу, який вибирається з області з малими перепадами яскравості. Автором  в  рамках  блоково-орієнтованого  підходу  розроблено  метод KL  виявлення  результатів  клонування  в цифровому зображенні, ефективність якого перевищує ефективність сучасних аналогів. Робота  присвячена  розробці  методу виявлення  результатів  клонування  в зображенні, ефективного в умовах мульти- і  поліклонування  при  додаткових,  в  тому числі  значних  збурних  діях,  шляхом подальшого розвитку теоретичного базису. Основним  об'єктом  аналізу  при  експертизі цифрового  зображення,  формальним представленням якого є  nxm − матриця F з элементами  fij, i =1,n, j =1,m, виступає (n−q+1)x(m−q+1)-матриця G  мінімальних блокових  відмінностей,  яка ставиться у відповідність зображенню після попереднього вибору розміру qxq−блоку, сукупність яких визначає покриття  F. Елемент gij, i =1,n−q+1, j =1,m−q+1, матриці G відображає величину найменшої відмінності  qxq−блоку  Bij, що відповідає  елементу  fij,   від  будь-якого іншого qxq−блоку матриці  F. Якщо Bij і B_kl  - це відповідні блоки єдиного клону і прообразу, то околи радiуса r=1 локальних мінімумів gij і gkl матриці G, які їм відповідають, після  постобробки будуть  однаковими  за  значеннями відповідних  елементів: g_i-p,j-q =g_{k-p, l-q} , p,q∈{0, 1}, що не властиво для  блоків  оригінальних  ЦЗ.  У  разі мультіклонування  встановлено,  що  в околах  локальних  мінімумів  G, що відповідають блокам клонів і прообразу, будуть присутні  однакові  за  значеннями елементи, на  відміну від  більшості оригінальних блоків ЦЗ. Гістограми значень елементів матриці R=|B_ij –B_kl|для відповідних пар блоків Bij, Bklз  областей клонів і прообразу в разі мультиклонування має характерні особливості в порівнянні з гістограмами для пар блоків оригінальних областей  ЦЗ:  максимальна  попіксельна відміна  в  першому випадку менша, ніж у другому; для оригінальних блоків ЦЗ мода гістограми,  як  правило,  відрізняється  від «умовного  нуля»  (відповідний  стовпець гістограми не включає в себе нульові значення елементів R). Врахування виявлених особливостей околів локальних (глобальних) мінімумів матриці G і гістограм значень R дозволяє визначити відповідні блоки клонів і прообразів.  Для  вирішення цієї задачі  лід здійснювати аналіз графа, який формується наступним  чином. Знайденим  блокам  Bij, що належать областям клонів і прообразів, ставиться  у  відповідність  неорієнтований граф  E(V, X) з множиною вершин  V і множиною  ребер  X за наступним правилом:  кожному  блоку  Bij   відповідає вершина графа з міткою  (i, j); вершини графа (i, j) і (k,l) є суміжними, тобто утворюють ребро, тоді й тільки тоді, коли околи елементів gij і gkl однакового радіусу мають однакові за значенням відповідні елементи в матриці G. Кількість компонент  зв'язності  графа EVX (, ) визначає  кількість  різних  прообразів,  що були  використані  в  процесі поліклонування,  а  блоки,  для  яких відповідні  вершини  потрапили  в  одну компоненту  зв'язності  графа  E(V, X), утворюють групу «прообраз - його клони».