Digitaalisen kuvamanipuloinnin havaitseminen

Abstract

Kuvankäsittelyohjelmistojen saatavuuden ja helppokäyttöisyyden kehittyminen on kyseenalaistanut digitaalisen valokuvan käytön todisteena, mikäli kuvan alkuperäisyydestä ei voida olla varmoja. Tästä syystä digitaalisen kuvamanipuloinnin havaitsemisesta on muodostunut yhä tärkeämpi tutkimusaihe. Tässä työssä keskitytään manipuloidun alueen, sekä JPEG-uudelleenpakkauksen havaitsemiseen kuluttajaluokan digitaalikameran kuvantamisprosessia hyväksikäyttäen. Työn tavoitteena on selvittää eri menetelmien toimivuus erilaisilla kuvamanipulaatioilla, sekä luoda helppokäyttöinen toteutus menetelmien testausalustaksi. Lukija perehdytetään ensin kirjallisuusselvityksen tapaan digitaalisen kameran komponentteihin ja kuvankäsittelyprosesseihin. Tämän jälkeen esitellään kuvamanipulaatiotyypit, sekä matemaattisia menetelmiä kuvantamisprosessin jälkeisen kuvamanipuloinnin havaitsemiseksi. Esitellyn teorian pohjalta esitellään toteutukset kolmea eri kuvantamisprosessin vaihetta hyväksikäyttävälle menetelmälle. Toteutetut menetelmät perustuvat kameran objektiivin epätäydellisyyteen, kuvasensorin aiheuttamaan kohinaan, sekä JPEG-uudelleenpakkauksen aiheuttamiin artefakteihin diskreetissä kosinimuunnoshistogrammissa. Kokeellisessa osuudessa toteutettuja menetelmiä testataan kuvilla, joiden sisältöä on muutettu tietyllä alueella, sekä jälkikäsitelty koko kuvan alalta sisällönmuutoksen jälkeen. Muokatut kuvat pakataan sekä häviöttömästi, että JPEG-algoritmilla. Toteutuksen ja testitilanteiden pohjalta lukijan on helpompi arvioida toteutetun menetelmän käyttötilanteiden rajoituksia ja soveltuvuutta kuvamanipuloinninhavaitsemissovelluksiin. /Kir11