KR101311309B1 - Detecting method of image operation and detecting device of image operation - Google Patents
Detecting method of image operation and detecting device of image operation Download PDFInfo
- Publication number
- KR101311309B1 KR101311309B1 KR1020120038125A KR20120038125A KR101311309B1 KR 101311309 B1 KR101311309 B1 KR 101311309B1 KR 1020120038125 A KR1020120038125 A KR 1020120038125A KR 20120038125 A KR20120038125 A KR 20120038125A KR 101311309 B1 KR101311309 B1 KR 101311309B1
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- target image
- image
- value
- prnu
- inspection target
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06T—IMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
- G06T7/00—Image analysis
- G06T7/0002—Inspection of images, e.g. flaw detection
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
- H04N25/00—Circuitry of solid-state image sensors [SSIS]; Control thereof
- H04N25/60—Noise processing, e.g. detecting, correcting, reducing or removing noise
- H04N25/67—Noise processing, e.g. detecting, correcting, reducing or removing noise applied to fixed-pattern noise, e.g. non-uniformity of response
- H04N25/671—Noise processing, e.g. detecting, correcting, reducing or removing noise applied to fixed-pattern noise, e.g. non-uniformity of response for non-uniformity detection or correction
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
- H04N2201/00—Indexing scheme relating to scanning, transmission or reproduction of documents or the like, and to details thereof
- H04N2201/32—Circuits or arrangements for control or supervision between transmitter and receiver or between image input and image output device, e.g. between a still-image camera and its memory or between a still-image camera and a printer device
- H04N2201/3201—Display, printing, storage or transmission of additional information, e.g. ID code, date and time or title
- H04N2201/3225—Display, printing, storage or transmission of additional information, e.g. ID code, date and time or title of data relating to an image, a page or a document
- H04N2201/325—Modified version of the image, e.g. part of the image, image reduced in size or resolution, thumbnail or screennail
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Quality & Reliability (AREA)
- Computer Vision & Pattern Recognition (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Theoretical Computer Science (AREA)
- Multimedia (AREA)
- Signal Processing (AREA)
- Image Analysis (AREA)
Abstract
Description
본 발명은 영상이 조작되었는지를 검출하는 것이 가능한 영상 조작 검출방법 및 영상 조작 검출장치에 관한 것이다.The present invention relates to an image manipulation detection method and an image manipulation detection apparatus capable of detecting whether an image has been manipulated.
정보통신 기술의 발전으로 인한 정보화 사회로의 변화는 디지털 기기의 대중화를 불러 일으켰다. 또한, 최근에 출시되는 디지털 기기들은 저렴한 가격으로 출시됨에도 불구하고 과거의 디지털 기기와 비교해 뛰어난 성능을 보인다. 이로 인해 일반 사용자는 디지털 기기를 손쉽게 접할 수 있게 되었고, 그에 따라 디지털 기기에 의해 생성되는 자료의 신뢰성은 점차 중요해지고 있다.The change to the information society due to the development of information and communication technology has caused the popularization of digital devices. In addition, recently released digital devices perform better than the past digital devices despite being released at a low price. This makes it easier for general users to access digital devices, and as a result, the reliability of data generated by digital devices becomes increasingly important.
또한, 포토샵, 일러스트레이터와 같은 전문적인 영상 편집 장치의 대중화로 인하여 이를 이용한 손쉬운 영상의 위변조가 점점 많이 이뤄지고 있는 반면, 이렇게 위변조된 영상을 탐지할 수 있는 기술 개발은 아직 초보적인 수준에 머무르고 있다. In addition, due to the popularization of professional image editing apparatuses such as Photoshop and Illustrator, easy forgery of images using them is being made more and more, while the development of technology for detecting such forgery images is still at a rudimentary level.
한편, 디지털 이미지 포렌식(forensic) 기술은 디지털 기기에서 생성되는 자료의 신뢰성 문제와 관련된 기술로서, 영상 획득 장비 판별, 영상 위조 탐지 기술로 크게 나뉘어져 연구되고 있다. 먼저 영상 획득 장비 판별 기술은, 검사대상 영상으로부터 검사대상 영상을 획득하는데 사용된 장비가 무엇인지 판단하는 기술이다. 이러한 영상 획득 장비 판별 기술은 검사대상 영상만을 이용해서 검사대상 영상을 획득하는데 사용한 장비의 타입뿐만 아니라, 정확한 모델명 수준까지 판별하는 것을 목표로 한다.On the other hand, digital image forensic technology is a technology related to the reliability problem of data generated in digital devices, and has been largely divided into image acquisition equipment identification and image forgery detection technology. First, the image acquisition equipment discrimination technique is a technique for determining what equipment is used to acquire the inspection target image from the inspection target image. The image acquisition equipment discrimination technology aims to determine not only the type of equipment used to acquire the inspection target image but also the exact model name level using only the inspection target image.
또한, 영상 위조 탐지 기술은, 검사대상 영상이 위변조 단계를 거쳤는지 여부를 판별하는 기술이다. 디지털 이미지의 위변조는 눈에 띄는 단서를 남기지는 않지만, 영상을 구성하는 통계적 특성에는 변화를 준다. 그러한 변화된 통계적 특성을 찾음으로써 위ㆍ변조된 부분을 찾는 것을 목표로 한다.In addition, the image forgery detection technology is a technology for determining whether the inspection target image has undergone a forgery modulation step. Forgery of digital images leaves no visible clues, but changes the statistical properties that make up the image. It aims to find the forged and altered parts by finding such changed statistical characteristics.
한편, CCTV등에서 촬영된 보안영상은 RGB영상 뿐만 아니라 적외선영상 형태로도 존재하고, 특별한 조작방법에 의해서 조작되어진다. 그렇기 때문에 보안영상은 앞서 살펴본 기존의 포렌식 기술로는 높은 정확도로 조작을 검출하기 어려운 실정이다. On the other hand, security images taken by CCTV, etc. exist in the form of infrared image as well as RGB image, and is manipulated by a special operation method. Therefore, the security video is difficult to detect the operation with high accuracy with the conventional forensic technology described above.
본 발명의 일 목적은 검사대상 영상이 촬영된 장치를 검출하거나, 검사대상 영상의 일부가 잘려지거나, 변형되었는지, 즉 검사대상 영상이 조작되었는지를 검출하는 것이 가능한 영상 조작 검출방법 및 영상 조작 검출장치에 관한 것이다.An object of the present invention is an image manipulation detection method and an image manipulation detection apparatus capable of detecting a device in which an inspection target image is photographed, or detecting whether a portion of the inspection target image is cut or modified, that is, whether the inspection target image has been manipulated. It is about.
본 발명의 일 실시 예에 따른 영상의 조작여부를 검출하는 방법은 검사대상 영상의 크기 변화율을 산출하여, 상기 검사대상 영상의 크기가 상기 산출된 크기 변화율에 대응되도록 상기 검사대상 영상을 복원하는 단계, 상기 복원된 검사대상 영상에서 PRNU(Photo Response Non-Uniformity)값을 추출하는 단계, 기준 장치의 기준 PRNU 값을 이용하여, 상기 추출된 PRNU 값과 상기 기준 PRNU 값의 유사성을 비교하는 단계, 상기 비교결과를 통해 도출되는 상관관계 평면을 이용하여 PCE(peak to correlation energy) 값을 산출하는 단계 및 산출된 PCE값과 상기 기준 장치의 PCE기준값을 비교하여, 상기 검사대상 영상이 촬영된 장치가 상기 기준 장치인지를 판별하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.The method for detecting whether an image is manipulated according to an embodiment of the present invention includes calculating a size change rate of an inspection target image and restoring the inspection target image such that the size of the inspection target image corresponds to the calculated size change rate. Extracting a PRNU (Photo Response Non-Uniformity) value from the reconstructed inspection target image, comparing the similarity between the extracted PRNU value and the reference PRNU value using a reference PRNU value of a reference device, Calculating a peak to correlation energy (PCE) value using a correlation plane derived through a comparison result, and comparing the calculated PCE value with a PCE reference value of the reference device, wherein the device to which the test target image is photographed is And determining whether it is a reference device.
일 실시 예에 있어서, 상기 상관관계 평면에서의 첨두치의 위치를 이용하여, 상기 검사대상 영상에서 추출된 영역이 있는지를 추정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.The method may further include estimating whether there is an area extracted from the inspection target image by using the position of the peak in the correlation plane.
일 실시 예에 있어서, 상기 추정하는 단계에서는 상기 첨두치의 위치가 기준위치와 다른 경우, 상기 검사대상 영상의 적어도 일부가 추출되었음을 추정하고, 상기 추출된 위치는 상기 첨두치의 위치의 우측에 대응되는 것을 특징으로 한다.In the estimating step, when the position of the peak is different from the reference position, it is estimated that at least a part of the inspection target image has been extracted, and the extracted position corresponds to the right side of the position of the peak. It features.
일 실시 예에 있어서, 상기 추출된 PRNU 값과 상기 기준 PRNU의 부분 유사성을 이용하여, 상기 검사대상 영상에서 변형된 영역을 추정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.The method may further include estimating a deformed region of the inspection target image by using partial similarity between the extracted PRNU value and the reference PRNU.
일 실시 예에 있어서, 상기 크기 변화율은 하기의 [수학식 1]로 나타내어지는 상기 검사대상 영상에 대응되는 픽셀함수(p(i, j))의 2차 도함수()의 분산을 이용하여 산출하고, 상기 분산()은 하기의 [수학식 2]인 것을 특징으로 한다.In one embodiment, the rate of change of magnitude is the second derivative of the pixel function p (i, j) corresponding to the inspection subject image represented by
[수학식 1][Equation 1]
[수학식 2]&Quot; (2) "
(여기에서, R은 영상의 가로크기에 대응하는 값이다)(Where R is a value corresponding to the horizontal size of the image)
일 실시 예에 있어서, 상기 복원하는 단계는 상기 2차 도함수의 분산에서 주기성을 분석하기 위하여, 상기 2차 도함수의 분산을 푸리에 변환하는 단계, 상기 푸리에 변환을 통해 도출되는 첨두치(peak) 값을 상기 푸리에 변환의 기준값과 비교하는 단계 및 비교결과, 상기 첨두치 값이 상기 기준값보다 큰 경우, 상기 검사대상 영상의 크기가 변환되었음을 판단하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.In an embodiment, the restoring may include performing a Fourier transform of the variance of the second derivative to analyze the periodicity in the variance of the second derivative, and extracting a peak value derived through the Fourier transform. Comparing with the reference value of the Fourier transform and as a result of the comparison, if the peak value is larger than the reference value, determining that the size of the inspection target image has been converted.
일 실시 예에 있어서, 상기 크기 변화율(W)은 주파수로 표현될 수 있는 상기 첨두치 값()을 이용하여, 하기의 [수학식 3]과 같이 산출되는 것을 특징으로 한다.In one embodiment, the rate of change of magnitude (W) is the peak value (which can be expressed as a frequency) ) Is calculated as shown in Equation 3 below.
[수학식 3]&Quot; (3) "
일 실시 예에 있어서, 상기 유사성을 비교하는 단계에서는 상기 추출된 PRNU 값과 상기 기준 PRNU 값의 교차상관관계를 연산하고, 상기 연산된 교차상관관계로부터 상기 상관관계평면을 도출하는 것을 특징으로 한다.The comparing of the similarity may include calculating a cross correlation between the extracted PRNU value and the reference PRNU value, and deriving the correlation plane from the calculated cross correlation.
일 실시 예에 있어서, 상기 산출된 PCE값이 상기 PCE기준값보다 작은 경우, 상기 검사대상 영상이 조작되었다고 판별되는 것을 특징으로 한다.In an exemplary embodiment, when the calculated PCE value is smaller than the PCE reference value, it is determined that the inspection target image is manipulated.
일 실시 예에 있어서, 상기 복원된 검사대상 영상에서 웨이블릿 기반의 필터를 적용하여 노이즈를 추출하고, 추출된 노이즈에 최우추정법(MLE: maximum likelihood estimation)을 적용하여 상기 복원된 검사대상 영상의 PRNU를 추출하는 것을 특징으로 한다.In one embodiment, the noise is extracted by applying a wavelet-based filter from the reconstructed inspection target image, and the PRNU of the reconstructed inspection target image is applied by applying a maximum likelihood estimation (MLE) to the extracted noise. It is characterized in that the extraction.
일 실시 예에 있어서, 상기 기준 PRNU 값은 상기 상관관계 평면의 에너지를 최소화하고 높은 첨두지를 갖는 상관관계 평면이 도출되도록 MACE 필터 형태로 변환된 것을 특징으로 한다.In an embodiment, the reference PRNU value may be converted into a MACE filter in order to minimize energy of the correlation plane and derive a correlation plane having a high peak.
본 발명의 일 실시 예에 따른 영상 조작 검출장치는 검사대상 영상의 크기 변화율을 산출하여, 상기 검사대상 영상의 크기가 상기 산출된 크기 변화율에 대응되도록 상기 검사대상 영상을 복원하는 복원부, 상기 복원된 검사대상 영상에서 PRNU(Photo Response Non-Uniformity)값을 추출하는 PRNU 추출부, 기준 장치의 기준 PRNU 값을 이용하여, 상기 추출된 PRNU 값과 상기 기준 PRNU 값의 유사성을 비교하는 비교부, 상기 비교결과를 통해 도출되는 상관관계 평면을 이용하여 PCE(peak to correlation energy) 값을 PCE산출부 및 산출된 PCE값과 상기 기준 장치의 PCE기준값을 비교하여, 상기 검사대상 영상이 촬영된 장치가 상기 기준 장치인지를 판별부를 포함하는 것을 특징으로 한다.An image manipulation detecting apparatus according to an embodiment of the present invention calculates the size change rate of the inspection target image and restores the inspection target image such that the size of the inspection target image corresponds to the calculated size change rate, and the restoration. A PRNU extraction unit for extracting a PRNU (Photo Response Non-Uniformity) value from the scanned image, a comparison unit comparing the similarity between the extracted PRNU value and the reference PRNU value using a reference PRNU value of a reference device, By using the correlation plane derived through the comparison result, a PCE (peak to correlation energy) value is compared with the PCE calculation unit and the calculated PCE value and the PCE reference value of the reference device. It is characterized in that it comprises a determination unit whether the reference device.
일 실시 예에 있어서, 상기 판별부는 상기 상관관계 평면에서의 첨두치의 위치를 이용하여, 상기 검사대상 영상에서 추출된 영역을 추정하는 것을 특징으로 한다.The determining unit may estimate an area extracted from the inspection target image by using a position of a peak in the correlation plane.
일 실시 예에 있어서, 상기 판별부는 상기 추출된 PRNU 값과 상기 기준 PRNU의 부분 유사성을 이용하여, 상기 검사대상 영상에서 변형된 영역을 추정하는 것을 특징으로 한다.The determining unit may estimate a deformed region of the inspection target image by using partial similarity between the extracted PRNU value and the reference PRNU.
일 실시 예에 있어서, 상기 기준 PRNU 값은 상기 상관관계 평면의 에너지를 최소화하고 높은 첨두지를 갖는 상관관계 평면이 도출되도록 MACE 필터 형태로 변환된 것을 특징으로 한다.In an embodiment, the reference PRNU value may be converted into a MACE filter in order to minimize energy of the correlation plane and derive a correlation plane having a high peak.
본 발명의 일 실시 예에 따른 영상 조작 검출방법 및 영상 조작 검출장치는 검사대상 영상으로부터 PRNU 값을 추출하고, 이를 기반으로 상관관계 평면을 도출하여, 검사대상 영상이 조작되었는지 여부를 검출할 수 있다.The image manipulation detecting method and the image manipulation detecting apparatus according to an embodiment of the present invention may extract a PRNU value from an inspection target image, derive a correlation plane based on the detection image, and detect whether the inspection target image is manipulated. .
또한, 본 발명의 일 실시 예에 따른 영상 조작 검출방법 및 영상 조작 검출장치는 CCTV에 의해서 촬영되는 보안영상이 조작되었는지를 검출하여, 보안영상의 조작으로 인한 범죄를 방지할 수 있다In addition, the image manipulation detection method and the image manipulation detection apparatus according to an embodiment of the present invention can detect whether the security image captured by the CCTV has been manipulated, it is possible to prevent crime due to the manipulation of the security image.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 영상 조작 검출장치의 블록도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 영상 조작 검출방법을 설명하기 위한 개념도이다.
도 3, 도 4 및 도 5는 조작된 영상을 설명하기 위한 개념도이다.
도 6 및 도 7은 본 발명의 일 실시 예에 따른 영상 조작 검출방법의 정확도를 설명하기 위한 개념도이다.
도 8 및 도 9는 본 발명의 일 실시 예에 따른 영상 조작 검출방법을 이용하여 보안영상의 조작되었는지를 검출하는 방법 설명하기 위한 개념도이다.1 is a block diagram of an image manipulation detection apparatus according to an exemplary embodiment.
2 is a conceptual diagram illustrating an image manipulation detection method according to an exemplary embodiment.
3, 4 and 5 are conceptual views for explaining the manipulated image.
6 and 7 are conceptual views illustrating the accuracy of the image manipulation detection method according to an embodiment of the present invention.
8 and 9 are conceptual views illustrating a method of detecting whether a security image is manipulated using an image manipulation detection method according to an exemplary embodiment.
상술한 본 발명의 특징 및 효과는 첨부된 도면과 관련한 다음의 상세한 설명을 통하여 보다 분명해 질 것이며, 그에 따라 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 것이다. 본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러가지 형태를 가질 수 있는 바, 특정 실시 예들을 도면에 예시하고 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 개시형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예들을 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The above and other features and advantages of the present invention will become more apparent from the following detailed description of the present invention when taken in conjunction with the accompanying drawings, It will be possible. While the invention is susceptible to various modifications and alternative forms, specific embodiments thereof are shown by way of example in the drawings and are herein described in detail. It is to be understood, however, that the invention is not intended to be limited to the particular forms disclosed, but on the contrary, is intended to cover all modifications, equivalents, and alternatives falling within the spirit and scope of the invention. The terminology used herein is for the purpose of describing particular embodiments only and is not intended to be limiting of the invention.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 일 실시 예에 따른 영상 조작 검출방법 및 영상 조작 검출장치에 대하여 살펴본다.Hereinafter, an image manipulation detection method and an image manipulation detection apparatus according to an exemplary embodiment will be described with reference to the accompanying drawings.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 영상 조작 검출장치의 블록도이다.1 is a block diagram of an image manipulation detection apparatus according to an exemplary embodiment.
본 발명에 따른 영상 조작 검출방법 및 영상 조작 검출장치는 RGB 영상 또는 적외선 영상이 조작되었는지를 검출하는 것으로서, 영상의 소스가 조작되었는지, 영상의 적어도 일부가 추출되었는지, 영상의 적어도 일부가 변형되었는지를 검출하는 것이 가능하다.The image manipulation detection method and the image manipulation detection apparatus according to the present invention detect whether an RGB image or an infrared image is manipulated, and determine whether a source of an image is manipulated, at least a portion of the image is extracted, or at least a portion of the image is deformed. It is possible to detect.
한편, 도 1에 도시된 것과 같이, 영상이 조작되었는지 검출하는 것이 가능한 영상 조작 검출장치(100)는 복원부(110), PRNU(Photo Response Non-Uniformity) 추출부(120), 비교부(130), PCE산출부(140), 판별부(150)를 포함할 수 있다.Meanwhile, as illustrated in FIG. 1, the image
복원부(110)는 검사대상 영상의 크기 변화율을 산출하고, 산출된 크기 변화율을 이용하여, 검사대상 영상의 크기를 원래의 크기로 복원할 수 있다.The
상기 크기 변화율은 하기의 [수학식 1]로 나타내어지는 상기 검사대상 영상에 대응되는 픽셀함수(p(i, j))를 이용하며, 상기 픽셀함수의 픽셀값은 0~255 사이의 값을 가질 수 있다. 여기에서, 상기 i, j는 상기 영상에서 특정 픽셀의 위치를 나타내는 변수이다.The rate of change of size uses a pixel function (p (i, j)) corresponding to the inspection target image represented by
상기 복원부(110)는 상기 픽셀함수(p(i, j))의 2차 도함수() 분산의 주기적인 확률적 특성을 이용하여, 상기 크기 변화율을 산출할 수 있다.The
먼저, 상기 복원부(110)는 상기 픽셀함수(p(i, j))를 2차 미분하여 하기의 [수학식 1]과 같은 2차 도함수()를 연산한다.First, the
[수학식 1][Equation 1]
그리고, 상기 복원부(110)는 상기 2차 도함수()를 이용하여, 하기의 분하기의 [수학식 2]와 같이, 상기 2차 도함수()의 분산()을 추정할 수 있다.And, the
[수학식 2]&Quot; (2) "
(여기에서, R은 영상의 가로크기에 대응하는 값)(Where R is a value corresponding to the horizontal size of the image)
다음으로, 상기 복원부(110)는 상기 분산() 에서 주기성을 분석하기 위하여, 분산()을 푸리에 변환(Fourier transform)시킨다. Next, the
푸리에 변환은 주기성을 찾기 위하여 사용되는 것으로서, 상기 복원부(110)는 상기 푸리에 변환을 통해 도출되는 첨두치(peak) 값을 상기 푸리에 변환의 기준값과 비교한다.The Fourier transform is used to find a periodicity, and the
비교결과, 상기 기준값보다 상기 도출된 첨두치(peak)가 큰 경우, 상기 분산( )은 주기성을 갖는다고 표현할 수 있고, 나아가 상기 검사대상 영상이 크기변환되었다고 판단될 수 있다.As a result of the comparison, when the derived peak is greater than the reference value, the variance ( ) May be expressed as having periodicity, and furthermore, it may be determined that the inspection subject image is scaled.
한편, 복원부(110)는 상기 푸리에 변환을 통해 도출되는 첨두치(peak)의 위치를 이용하여, 크기 변환율(W)을 연산한다. On the other hand, the
상기 푸리에 변환을 통해 도출되는 첨두치(peak)의 위치는 주파수를 나타내므로, 검사대상 영상의 크기 변환율(W)는 하기의 [수학식 3]과 같이 산출될 수 있다.Since the peak position derived from the Fourier transform represents a frequency, the size conversion ratio W of the inspection target image may be calculated as shown in Equation 3 below.
[수학식 3]&Quot; (3) "
이와 같이, 상기 복원부(110)는 상기 산출된 크기 변환율(W)을 이용하여, 검사대상 영상을 원래의 크기로 복원시킴으로써, 기준영상과 싱크(sync)를 동일하게 조절할 수 있다.As described above, the
여기에서, 기준영상은 상기 검사대상 영상이 촬영되었다고 추측되는 기준장치에서 획득되는 영상으로서, 본 발명에서는 상기 검사대상 영상의 속성값들을 상기 기준영상의 속성값들과 비교함으로써, 상기 검사대상 영상이 조작되었는지 검출할 수 있다.Here, the reference image is an image obtained from a reference device that is assumed that the inspection target image has been taken. In the present invention, by comparing the attribute values of the inspection target image with the attribute values of the reference image, It can be detected whether it has been manipulated.
한편, PRNU추출부(120)는 상기 산출된 크기 변환율(W)에 대응하여 복원된 검사대상 영상에서 PRNU(Photo Response Non-Uniformity)값을 추출한다.On the other hand, the
여기에서, PRNU(Photo Response Non-Uniformity) 값은 픽셀응답 불균일성의 정도를 나타내는 값으로서, 상기 복원된 검사대상 영상에 웨이블릿 기반의 필터를 적용하여 추출될 수 있다.Here, the PRNU (Photo Response Non-Uniformity) value is a value representing the degree of pixel response nonuniformity, and may be extracted by applying a wavelet-based filter to the reconstructed inspection target image.
상기 PRNU추출부(120)는 먼저, 상기 복원된 검사대상 영상에서, 상기 웨이블릿(wavelet) 기반의 필터(filter)를 이용하여, 노이즈(noise)를 추출하고, 추출된 노이즈에 최우추정법(MLE: maximum likelihood estimation)을 적용하여 하기의 [수학식 4]와 같이, 상기 복원된 검사대상 영상의 PRNU를 추출한다.The
[수학식 4]&Quot; (4) "
여기에서, 는 검사대상 영상이 동영상인 경우, 동영상을 이루는 복수개의 정지영상 중 k번째 정지영상의 노이즈 residual이고, 는 k번째 복원된 검사대상 영상에 웨이블릿 기반 필터를 적용한 후 노이즈가 제거된 프레임(frame)이다.From here, Is the noise residual of the kth still image among the plurality of still images constituting the moving image when the inspection target image is a moving image, Is a frame from which noise is removed after applying a wavelet-based filter to the k-th reconstructed inspection target image.
또한, 여기에서 상기 웨이블릿(wavelet) 기반의 필터(filter)는 복수개의 사이클로 구성된 탄성파 펄스를 이용하는 것이고, 상기 최우추정법은 관측된 표본에 기초하여 관측 불가능한 파라미터(모수(母數)를 추정하는 방법이다.In addition, the wavelet-based filter here uses a seismic pulse composed of a plurality of cycles, and the maximum likelihood estimation method is a method of estimating an unobservable parameter (parameter) based on an observed sample. .
한편, 상기 PRNU추출부(120)는 복원된 검사대상 영상 및 기준영상이 RGB영상이 아닌 적외선 영상인 경우에도, 검사대상 영상이 조작되었는지 여부에 대한 검출 정확도를 위하여, 기준장치의 기준 PRNU 값, 즉, 상기 기준장치에서 촬영된 기준영상에 대응되는 기준 PRNU 값을 MACE(Minimum Average Correlation Energy) 필터 형태로 변환할 수 있다. 여기에서, MACE필터는 상관관계 평면 에너지를 최소화하고, 높은 첨두치를 가지는 상관관계 평면을 도출할 수 있도록 설계될 수 있다.On the other hand, the
한편, 상기 MACE필터는 하기의 [수학식 5]와 같이 표현될 수 있다.On the other hand, the MACE filter may be expressed as shown in Equation 5 below.
[수학식 5]&Quot; (5) "
여기에서, H는 MACE필터, X는 기준 PRNU의 1차원 벡터(vector)형태, +는 전치행렬, u는 기 정의된 상관관계 상수값, k는 X배열의 인덱스를 나타내고, 대문자로 표현된 것은 푸리에 변환되었음을 의미한다.Here, H denotes a MACE filter, X denotes a one-dimensional vector form of a reference PRNU, + denotes a transpose matrix, u denotes a predefined correlation constant value, and k denotes an index of the X array. Means Fourier transform.
즉, 여기에서, X배열의 크기가 K이면, k는 1≤k≤K이다.That is, here, if the size of the X array is K, k is 1 ≦ k ≦ K.
한편, 비교부(130)는 복원된 검사대상 영상에서 추출된 PRNU 값과 상기 기준 PRNU 값 간의 유사성을 비교하기 위하여, 추출된 PRNU 값과 상기 기준 PRNU 값의 교차상관관계를 산출하여, 상관관계 평면을 도출한다.Meanwhile, the
여기에서, 상관관계는 두 변량 사이에 한쪽이 증가하면 다른 쪽도 증가(또는 감소)하는 경향이 있는 경우를 의미한다. 또한, 두 변량 x, y사이의 상관관계의 정도를 나타내는 수값을 상관계수라고 한다. 여기에서, 두 변량 x, y는 각각 추출된 PRNU 값과 기준 PRNU 값이 될 수 있다.Here, the correlation means when one side increases between two variables, the other side tends to increase (or decrease). In addition, a numerical value representing the degree of correlation between two variables x and y is called a correlation coefficient. Here, two variables x and y may be extracted PRNU values and reference PRNU values, respectively.
PCE 산출부(140)는 상기 도출된 상관관계 평면에서 하기의 [수학식 6]으로 나타낼 수 있는 PCE(personal consumption expecditures)를 산출할 수 있다.The PCE calculator 140 may calculate a personal consumption expecditures (PCE) which can be expressed by Equation 6 below in the derived correlation plane.
[수학식 6]&Quot; (6) "
여기에서, CC는 상관관계 평면을 의미하고, 는 상관관계 평면에서의 첨두치를 나타낸다.Where CC refers to the correlation plane, Represents the peak in the correlation plane.
다음으로, 판별부(150)는 상기 [수학식 6]을 통해 산출된 PCE값과 기준값을 비교한다.Next, the
상기 판별부(150)는 비교결과, 상기 산출된 PCE값이 기준값 보다 같거나 큰 경우, 복원된 검사대상 영상이 기준영상과 동일한 장치에서 촬영되었다고 판별한다. 또한, 상기 판별부(150)는 비교결과, 상기 산출된 PCE값이 기준값 보다 작은 경우, 복원된 검사대상 영상이 기준영상과 동일하지 않은 장치에서 촬영되었다고, 즉, 조작되었다고 판별할 수 있다.As a result of the comparison, when the calculated PCE value is equal to or larger than the reference value, the
또한, 판별부(150)는 상기 상관관계 평면에서의 첨두치의 위치를 이용하여, 복원된 검사대상 영상에서 추출된 영역(잘려나간 영역 또는 삭제된 영역)이 있는지를 추정할 수 있다.In addition, the
즉, 판별부(150)는 첨두치의 위치가 기준위치에 있는지를 판별하고, 상기 첨두치의 위치가 기준위치에 있지 않은 경우, 상기 검사대상 영상 중 적어도 일부가 잘려나갔다고 판별할 수 있다.That is, the
여기에서, 상기 기준위치는 상관관계 평면에서 (1, 1)의 위치로서, 상기 판별부(150)는 상기 첨두치의 위치가 (1, 1)의 위치에 있지 않은 경우, 상기 검사대상 영상이 조작되었다고 판별할 수 있다.Here, the reference position is a position of (1, 1) in the correlation plane, and the
또한, 상기 검사대상 영상에서 잘려나간 부분은 상기 첨두치가 위치한 영역의 우측 하단에 위치할 수 있다.In addition, a portion cut out of the inspection target image may be located at a lower right side of the region where the peak is located.
이는, 검사대상 영상에서 부분적으로 추출된 영역의 좌측 상단의 위치는 상관관계 평면의 첨두치의 위치와 동일하다는 특성을 이용하는 것이다.This uses the characteristic that the position of the upper left of the region partially extracted from the inspection target image is the same as the position of the peak of the correlation plane.
따라서, 검사대상 영상에서 부분적으로 추출된 영역은 하기의 [수학식 7]과 같이 나타낼 수 있다.Therefore, the region partially extracted from the inspection target image may be represented by Equation 7 below.
[수학식 7][Equation 7]
여기에서, w는 검사대상 영상의 크기 변화율, M은 검사대상 영상의 가로 크기, N은 검사대상 영상의 세로 크기, 은 첨두치의 위치를 의미한다.Here, w is the rate of change of the size of the inspection target image, M is the horizontal size of the inspection target image, N is the vertical size of the inspection image, Means the position of the peak.
또한, 판별부(150)는 상기 복원된 검사대상 영상에서 추출된 PRNU값과 기준 PRNU값의 부분 유사성을 이용하여, 검사대상 영상에서 부분적으로 변형된 영역을 추정할 수 있다.In addition, the
판별부(150)는 합성된 부분의 PRNU 값의 노이즈가 약하거나, 기준 PRNU값과 동기화가 되지 않는 경우, 상관관계 값이 매우 낮은 특성을 이용하여, 부분적으로 변형된 영역을 추정할 수 있다.If the noise of the synthesized portion of the PRNU value is weak or is not synchronized with the reference PRNU value, the
이상에서 살펴본 것과 같이, 본 발명의 일 실시 예에 따른 영상 조작 검출장치는 검사대상 영상과 기준영상의 PRNU 및 이를 이용한 상관관계 평면을 이용하여, 촬영장치가 변경(소스조작)되었거나, 부분적으로 삭제되었거나, 부분적으로 변형되는지 등 검사대상 영상이 조작되었는지를 검출할 수 있다.As described above, the image manipulation detection apparatus according to an embodiment of the present invention uses a PRNU of the inspection target image and the reference image and a correlation plane using the same, and thus the photographing apparatus is changed (source operation) or partially deleted. It is possible to detect whether the inspection target image has been manipulated, for example, or partially deformed.
이하에서는, 도 2, 도3, 도 4 및 도 5와 함께, 영상 조작 검출방법 및 구체적인 실시 예에 대하여 살펴본다.Hereinafter, an image manipulation detection method and a specific embodiment will be described with reference to FIGS. 2, 3, 4, and 5.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 영상 조작 검출방법을 설명하기 위한 개념도이고, 도 3, 도 4 및 도 5는 조작된 영상을 설명하기 위한 개념도이다.2 is a conceptual diagram illustrating an image manipulation detection method according to an exemplary embodiment, and FIGS. 3, 4, and 5 are conceptual views illustrating an manipulated image.
먼저, 도 2를 살펴보면, 본 발명에 따른 영상 조작 검출방법은 검사대상 영상의 크기 변화율을 산출하여, 검사대상 영상의 크기가 산출된 크기변화율에 대응되도록 검사대상 영상의 크기를 복원하는 단계가 진행된다(S210).First, referring to FIG. 2, in the image manipulation detection method according to the present invention, the size change rate of the inspection target image is calculated and the size of the inspection target image is restored so that the size of the inspection target image corresponds to the calculated size change rate. It becomes (S210).
상기 크기 변화율은 상기 검사대상 영상의 픽셀함수(p(i, j))를 이용하며, 상기 픽셀함수의 픽셀값은 0~255 사이의 값을 가질 수 있다. 여기에서, 상기 i, j는 상기 영상에서 특정 픽셀의 위치를 나타내는 변수이다.The size change rate may be a pixel function (p (i, j)) of the inspection target image, and the pixel value of the pixel function may have a value between 0 and 255. Here, i and j are variables representing positions of specific pixels in the image.
상기 크기 변화율은 상기 픽셀함수(p(i, j))의 2차 도함수( ) 분산의 주기적인 확률적 특성을 이용하여 산출될 수 있다.The rate of change of magnitude is the second derivative of the pixel function p (i, j) ( ) Can be calculated using the periodic probabilistic nature of the variance.
즉, 앞서 도 1에서 살펴본 것과 같이, 상기 복원하는 단계(S210)에서는 상기 픽셀함수(p(i, j))를 2차 미분하여 하기의 [수학식 1]과 같은 2차 도함수( )를 연산한다.That is, as described above with reference to FIG. 1, in the restoring operation (S210), the second derivative of the pixel function p (i, j) is second-derived to obtain a second derivative ( ) Is calculated.
[수학식 1][Equation 1]
또한, 상기 복원하는 단계(S210)에서는 하기의 [수학식 2]와 같이, 상기 2차 도함수( )에 대한 분산( )을 추정하고, 상기 분산( ) 의 주기성을 이용하여, 검사대상 영상의 크기 변화율을 분석한다.Further, in the restoring step (S210), as shown in Equation 2 below, the second derivative ( For variance ( ), And the variance ( ), The rate of change of the size of the inspection target image is analyzed.
[수학식 2]&Quot; (2) "
(여기에서, R은 영상의 가로크기에 대응하는 값이다.)(Where R is a value corresponding to the horizontal size of the image).
한편, 상기 복원하는 단계(S210) 상기 분산( ) 에서 주기성을 분석하기 위하여, 분산( )을 푸리에 변환(Fourier transform)시킨다. On the other hand, the restoring step (S210) the dispersion ( In order to analyze the periodicity in ) Is Fourier transform.
푸리에 변환은 주기성을 찾기 위하여 사용되는 것으로서, 상기 푸리에 변환을 통해 도출되는 첨두치(peak) 값을 상기 푸리에 변환의 기준값과 비교함으로써, 상기 분산( )이 주기성이 있는지 알아낼 수 있다.The Fourier transform is used to find a periodicity, and by comparing the peak value derived through the Fourier transform with a reference value of the Fourier transform, ) Can determine if it is periodic.
비교결과, 상기 기준값보다 상기 도출된 첨두치(peak)가 큰 경우, 상기 분산( )은 주기성을 갖는다고 표현할 수 있고, 나아가 상기 검사대상 영상이 크기변환되었다고 판단될 수 있다.As a result of the comparison, when the derived peak is greater than the reference value, the variance ( ) May be expressed as having periodicity, and furthermore, it may be determined that the inspection subject image is scaled.
한편, 상기 복원하는 단계(S210)에서는 상기 푸리에 변환을 통해 도출되는 첨두치(peak)의 위치를 이용하여, 크기 변환율(W)을 연산한다. On the other hand, in the step of restoring (S210) using the position of the peak (peak) derived through the Fourier transform, the size conversion rate (W) is calculated.
상기 푸리에 변환을 통해 도출되는 첨두치(peak)의 위치는 주파수를 나타내므로, 검사대상 영상의 크기 변환율(W)는 하기의 [수학식 3]과 같이 산출될 수 있다.Since the peak position derived from the Fourier transform represents a frequency, the size conversion ratio W of the inspection target image may be calculated as shown in Equation 3 below.
[수학식 3]&Quot; (3) "
이와 같이, 상기 복원부(110)는 상기 산출된 크기 변환율(W)을 이용하여, 검사대상 영상을 원래의 크기로 복원시킴으로써, 기준영상과 싱크(sync)를 동일하게 조절할 수 있다.As described above, the
여기에서, 기준영상은 상기 검사대상 영상이 촬영되었다고 추측되는 기준장치에서 획득되는 영상으로서, 본 발명에서는 상기 검사대상 영상의 속성값들을 상기 기준영상의 속성값들과 비교함으로써, 상기 검사대상 영상이 조작되었는지 검출할 수 있다.Here, the reference image is an image obtained from a reference device that is assumed that the inspection target image has been taken. In the present invention, by comparing the attribute values of the inspection target image with the attribute values of the reference image, It can be detected whether it has been manipulated.
S210단계를 통해, 상기 검사대상 영상의 크기가 복원되는 과정이 완료되면, 복원된 검사대상 영상에서 PRNU 값을 추출하는 단계(S220)가 진행된다.In step S210, when the process of restoring the size of the inspection target image is completed, extracting a PRNU value from the restored inspection target image (S220) is performed.
상기 PRNU 값을 추출하는 단계(S220)에서는 상기 산출된 크기 변환율(W)에 대응하여 복원된 검사대상 영상에서 PRNU(Photo Response Non-Uniformity)값을 추출한다.In the extracting of the PRNU value (S220), a PRNU (Photo Response Non-Uniformity) value is extracted from the inspection target image reconstructed corresponding to the calculated size conversion rate (W).
여기에서, PRNU(Photo Response Non-Uniformity) 값은 픽셀응답 불균일성의 정도를 나타내는 값으로서, 상기 복원된 검사대상 영상에 웨이블릿 기반의 필터를 적용하여 추출될 수 있다.Here, the PRNU (Photo Response Non-Uniformity) value is a value representing the degree of pixel response nonuniformity, and may be extracted by applying a wavelet-based filter to the reconstructed inspection target image.
상기 PRNU 값을 추출하는 단계(S220)에서는 상기 복원된 검사대상 영상에서, 상기 웨이블릿(wavelet) 기반의 필터(filter)를 이용하여, 노이즈(noise)를 추출하고, 추출된 노이즈에 최우추정법(MLE: maximum likelihood estimation)을 적용하여 앞서 도 1과 살펴본 하기의 [수학식 4]와 같이, 상기 복원된 검사대상 영상의 PRNU를 추출할 수 있다.In the extracting of the PRNU value (S220), the noise is extracted from the reconstructed inspection target image by using the wavelet-based filter, and a maximum likelihood estimation method (MLE) is extracted to the extracted noise. By applying a maximum likelihood estimation, the PRNU of the reconstructed inspection target image may be extracted as shown in Equation 4 below.
[수학식 4]&Quot; (4) "
여기에서, 는 검사대상 영상이 동영상인 경우, 동영상을 이루는 복수개의 정지영상 중 k번째 정지영상의 노이즈 residual이고, 는 k번째 복원된 검사대상 영상에 웨이블릿 기반 필터를 적용한 후 노이즈가 제거된 frame이다.From here, Is the noise residual of the kth still image among the plurality of still images constituting the moving image when the inspection target image is a moving image, Is a frame from which noise is removed after applying a wavelet-based filter to the k-th reconstructed inspection target image.
또한, 여기에서 상기 웨이블릿(wavelet) 기반의 필터(filter)는 복수개의 사이클로 구성된 탄성파 펄스를 이용하는 것이고, 상기 최우추정법은 관측된 표본에 기초하여 관측 불가능한 파라미터(모수(母數)를 추정하는 방법이다.In addition, the wavelet-based filter here uses a seismic pulse composed of a plurality of cycles, and the maximum likelihood estimation method is a method of estimating an unobservable parameter (parameter) based on an observed sample. .
한편, PRNU 값을 추출하는 단계(S220)에서는 복원된 검사대상 영상 및 기준영상이 RGB영상이 아닌 적외선 영상인 경우에도, 검사대상 영상이 조작되었는지 여부에 대한 검출 정확도를 위하여, 기준장치의 기준 PRNU 값, 즉, 상기 기준장치에서 촬영된 기준영상에 대응되는 기준 PRNU 값을 MACE(Minimum Average Correlation Energy) 필터 형태로 변환할 수 있다. On the other hand, in the step of extracting the PRNU value (S220), even if the restored inspection target image and the reference image is an infrared image instead of an RGB image, for the detection accuracy of whether the inspection target image is manipulated, the reference PRNU of the reference apparatus A value, that is, a reference PRNU value corresponding to the reference image photographed by the reference apparatus, may be converted into a MACE (Minimum Average Correlation Energy) filter.
여기에서, MACE필터는 상관관계 평면 에너지를 최소화하고, 높은 첨두치를 가지는 상관관계 평면을 도출할 수 있도록 설계될 수 있다.Here, the MACE filter may be designed to minimize the correlation plane energy and derive a correlation plane having a high peak.
한편, 상기 MACE필터는 앞서 도 1과 함께 살펴본 하기의 [수학식 5]와 같이 표현될 수 있다.On the other hand, the MACE filter may be expressed as shown in Equation 5 described above with reference to FIG.
[수학식 5]&Quot; (5) "
여기에서, H는 MACE필터, X는 기준 PRNU의 1차원 벡터(vector)형태, +는 전치행렬, u는 기 정의된 상관관계 상수값, k는 k는 X배열의 인덱스를 나타내고, 대문자로 표현된 것은 푸리에 변환되었음을 의미한다.Here, H is a MACE filter, X is a one-dimensional vector form of a reference PRNU, + is a transpose matrix, u is a predefined correlation constant value, k is an index of an X array, and is represented in capital letters. Means that it is Fourier transformed.
즉, 여기에서, X배열의 크기가 K이면, k는 1≤k≤K이다.That is, here, if the size of the X array is K, k is 1 ≦ k ≦ K.
위에서 살펴본 것과 같이, 상기PRNU 값을 추출하는 단계(S220)에서 복원된 검사대상 영상의 PRNU 값이 추출되면, 기준장치의 기준 PRNU 값을 이용하여, 추출된 PRNU 값과 기준 PRNU 값의 유사성을 비교하는 단계가 진행된다(S230).As described above, when the PRNU value of the reconstructed test target image is extracted in the step of extracting the PRNU value (S220), the similarity between the extracted PRNU value and the reference PRNU value is compared using the reference PRNU value of the reference device. The process proceeds (S230).
상기 비교하는 단계(S230)에서는 복원된 검사대상 영상에서 추출된 PRNU 값과 상기 기준 PRNU 값 간의 유사성을 비교하기 위하여, 추출된 PRNU 값과 상기 기준 PRNU 값의 교차상관관계를 산출하여, 상관관계 평면을 도출할 수 있다.In the comparing step (S230), in order to compare the similarity between the PRNU value extracted from the reconstructed inspection target image and the reference PRNU value, the cross correlation between the extracted PRNU value and the reference PRNU value is calculated, and the correlation plane. Can be derived.
여기에서, 상관관계는 두 변량 사이에 한쪽이 증가하면 다른 쪽도 증가(또는 감소)하는 경향이 있는 경우를 의미한다. 또한, 두 변량 x, y사이의 상관관계의 정도를 나타내는 수값을 상관계수라고 한다. 여기에서, 두 변량 x, y는 각각 추출된 PRNU 값과 기준 PRNU 값이 될 수 있다.Here, the correlation means when one side increases between two variables, the other side tends to increase (or decrease). In addition, a numerical value representing the degree of correlation between two variables x and y is called a correlation coefficient. Here, two variables x and y may be extracted PRNU values and reference PRNU values, respectively.
이와 같이, 상기 비교하는 단계(230)에서 상관관계 평면이 도출되면, 상기 상관관계vudausdmf 이용하여 PCE값을 산출하는 단계가 진행된다(S240). As such, when the correlation plane is derived in the comparing step 230, calculating the PCE value using the correlation vudausdmf is performed (S240).
상기 PCE값을 산출하는 단계(S240)에서는 앞서 도 1과 함께 살펴본 하기의 [수학식 6]으로 나타낼 수 있는 PCE(personal consumption expecditures)를 산출할 수 있다.In the calculating of the PCE value (S240), personal consumption expecditures (PCE), which may be represented by Equation 6 described above with reference to FIG. 1, may be calculated.
[수학식 6]&Quot; (6) "
여기에서, CC는 상관관계 평면을 의미하고, 는 상관관계 평면에서의 첨두치를 나타낸다.Where CC refers to the correlation plane, Represents the peak in the correlation plane.
위에서 살펴본 것과 같이, 복원된 검사대상 영상의 PCE값이 산출되면, 산출된 PCE값과 기준 장치의 PCE값을 비교하여, 복원된 검사대상 영상이 촬영된 장치가 상기 기준장치인지를 판별하는 단계가 진행된다(S250).As described above, when the PCE value of the reconstructed inspection target image is calculated, comparing the calculated PCE value and the PCE value of the reference apparatus, and determining whether the device on which the reconstructed inspection target image is photographed is the reference apparatus. It proceeds (S250).
상기 판별하는 단계(S250)에서는 상기 비교결과, 상기 산출된 PCE값이 기준값 보다 같거나 큰 경우, 복원된 검사대상 영상이 기준영상과 동일한 장치에서 촬영되었다고 판별할 수 있다. 또한, 이와 반대로, 상기 산출된 PCE값이 기준값 보다 작은 경우, 복원된 검사대상 영상이 기준영상과 동일하지 않은 장치에서 촬영되었다고, 즉, 조작되었다고 판별될 수 있다.In the determining operation S250, when the calculated PCE value is equal to or larger than a reference value, it may be determined that the reconstructed inspection target image is captured by the same device as the reference image. In addition, on the contrary, when the calculated PCE value is smaller than the reference value, it may be determined that the reconstructed inspection target image is captured by the device that is not the same as the reference image, that is, the manipulation.
예를 들어, 도 3을 살펴보면, 제1 이미지(210)는 검사대상 영상이고, 제2 이미지(220)는 기준장치의 기준영상이다. 상기 도시된 제1 및 제2 이미지(210, 220)는 동일한 영상인 듯 보이지만, 제1 및 제2 영역(210a, 220a)에 도시된 의자의 위치가 상이함을 볼 수 있다.For example, referring to FIG. 3, the
즉, 제1 및 제2 이미지는 비슷한 장소에서 서로 다른 촬영장치(카메라 또는 CCTV)를 통해 촬영된 영상, 즉 소스가 서로 다른 영상이다.That is, the first and second images are images captured by different photographing apparatuses (cameras or CCTVs) at similar places, that is, images having different sources.
상기 판별하는 단계(S250)에서는 도 3에서와 같이, 검사대상 영상이 기준영상과 서로 다른 장치를 통해 촬영되었는지 판별할 수 있다.In the determining step S250, as illustrated in FIG. 3, it may be determined whether the inspection target image is captured by a device different from the reference image.
또한, 상기 판별하는 단계(S250)에서는 상기 상관관계 평면에서의 첨두치의 위치를 이용하여, 복원된 검사대상 영상에서 추출된 영역(잘려나간 영역 또는 삭제된 영역)이 있는지를 추정할 수 있다.In the determining step S250, the position of the peak value in the correlation plane may be used to estimate whether there is an area (cut out area or deleted area) extracted from the restored inspection target image.
즉, 상기 판별하는 단계(S250)에서는 첨두치의 위치가 기준위치에 있는지를 판별하고, 상기 첨두치의 위치가 기준위치에 있지 않은 경우, 상기 검사대상 영상 중 적어도 일부가 잘려나갔다고 판별한다.That is, in the determining step S250, it is determined whether the position of the peak is at the reference position, and when the position of the peak is not at the reference position, it is determined that at least a part of the inspection target image is cut out.
여기에서, 상기 기준위치는 상관관계 평면에서 (1, 1)의 위치로서, 상기 판별부(150)는 상기 첨두치의 위치가 (1, 1)의 위치에 있지 않은 경우, 상기 검사대상 영상이 조작되었다고 판별할 수 있다.Here, the reference position is a position of (1, 1) in the correlation plane, and the
또한, 상기 검사대상 영상에서 잘려나간 부분은 상기 첨두치가 위치한 영역의 우측 하단에 위치할 수 있다. 이는, 검사대상 영상에서 부분적으로 추출된 영역의 좌측 상단의 위치는 상관관계 평면의 첨두치의 위치와 동일하다는 특성을 이용하는 것이다.In addition, a portion cut out of the inspection target image may be located at a lower right side of the region where the peak is located. This uses the characteristic that the position of the upper left of the region partially extracted from the inspection target image is the same as the position of the peak of the correlation plane.
따라서, 검사대상 영상에서 부분적으로 추출된 영역은 하기의 [수학식 7]과 같이 나타낼 수 있다.Therefore, the region partially extracted from the inspection target image may be represented by Equation 7 below.
[수학식 7][Equation 7]
여기에서, w는 검사대상 영상의 크기 변화율, M은 검사대상 영상의 가로 크기, N은 검사대상 영상의 세로 크기, 은 첨두치의 위치를 의미한다.Here, w is the rate of change of the size of the inspection target image, M is the horizontal size of the inspection target image, N is the vertical size of the inspection image, Means the position of the peak.
예를 들어, 도 4를 살펴보면, 제1 이미지(210)는 기준장치의 기준영상이고, 제2 이미지(220)는 검사대상 영상이다. 상기 도시된 제1 및 제2 이미지(210, 220)의 제1 및 제2 영역(210a, 220a)이 상이함을 볼 수 있다.For example, referring to FIG. 4, the
즉, 제2 이미지(220)에서는 제1 이미지의 제1 영역(210a)만큼의 부분 이미지가 잘려나간 상태로서, 상기 판별하는 단계(S250)에서는 상기 제2 이미지(220)가 조작되었다고 판별할 수 있으며, 조작된 제2 영역(220a)의 위치 또한 파악하는 것이 가능하다.That is, the partial image of the
또한, 판별하는 단계(S250)에서는 상기 복원된 검사대상 영상에서 추출된 PRNU값과 기준 PRNU값의 부분 유사성을 이용하여, 검사대상 영상에서 부분적으로 변형된 영역을 추정할 수 있다.In operation S250, the partially deformed region of the inspection target image may be estimated using partial similarity between the PRNU value extracted from the restored inspection target image and the reference PRNU value.
즉, 판별하는 단계(S250)는 합성된 부분의 PRNU 값의 노이즈가 약하거나, 기준 PRNU값과 동기화가 되지 않는 경우, 상관관계 값이 매우 낮은 특성을 이용하여, 부분적으로 변형된 영역을 추정할 수 있다.That is, in the determining operation S250, when the noise of the synthesized portion of the PRNU value is weak or is not synchronized with the reference PRNU value, the partially deformed region may be estimated by using a very low correlation value. Can be.
예를 들어, 도 5를 살펴보면, 제1 이미지(210)는 기준장치의 기준영상이고, 제2 이미지(220)는 검사대상 영상이다. 상기 도시된 제1 및 제2 이미지(210, 220)의 제1 및 제2 영역(210a, 220a)이 상이함을 볼 수 있다.For example, referring to FIG. 5, the
즉, 제2 이미지(220)에서는 제1 이미지의 제1 영역(210a)에 포함된 물체가 지워진 상태, 즉 이미지의 일부가 변형된 상태로서, 상기 판별하는 단계(S250)에서는 상기 제2 이미지(220)가 조작되었다고 판별할 수 있다.That is, in the
이상에서 살펴본 것과 같이, 본 발명의 일 실시 예에 따른 영상 조작 검출방법은 검사대상 영상과 기준영상의 PRNU 및 이를 이용한 상관관계 평면을 이용하여, 검사대상 영상이 조작되었는지 여부를 검출할 수 있다.As described above, the image manipulation detection method according to an embodiment of the present invention may detect whether the inspection target image is manipulated by using the PRNU of the inspection target image and the reference image and a correlation plane using the same.
이하에서는, 본 발명에 따른 영상 조작 검출방법을 이용하여, 검사대상 영상이 조작되었는지를 검출한 실험결과에 대하여 도 6, 도 7, 도 8 및 도 9와 함께 살펴본다. 도 6 및 도 7은 본 발명의 일 실시 예에 따른 영상 조작 검출방법의 정확도를 설명하기 위한 개념도이다.Hereinafter, an experimental result of detecting whether an inspection target image is manipulated using the image manipulation detection method according to the present invention will be described with reference to FIGS. 6, 7, 8, and 9. 6 and 7 are conceptual views illustrating the accuracy of the image manipulation detection method according to an embodiment of the present invention.
도 6 및 도 7은 각각 RGB, 적외선으로 촬영된 보안영상의 촬영장치 판별 정확도를 나타낸다. 6 and 7 illustrate an accuracy of discriminating a photographing apparatus of a security image photographed with RGB and infrared rays, respectively.
촬영장치 판별 정확도를 측정하기 위해 촬영된 영상을 크기 변화율 1.1에서 1.8까지 0.1씩 크기 변환율을 증가시키면서 실험을 하였다. In order to measure the accuracy of discriminating the photographing apparatus, the experiment was performed by increasing the size conversion ratio by 0.1 from 1.8 to 1.8.
크기 변환율은 본 명세서에 개시된 방법으로 추정하였고 유사도 측정은 NCC(normalized cross correlation), Jessica가 제안한 코덱 노이즈 제거 필터 적용 후 NCC, 그리고 본 발명에 개시된 MACE(minimum average correlation energy) 방법으로 실험하였다. The size conversion ratio was estimated by the method disclosed herein, and the similarity measurement was performed by applying the normalized cross correlation (NCC), the NCC after applying the codec noise reduction filter proposed by Jessica, and the minimum average correlation energy (MAC) method disclosed in the present invention.
또한, 두 영상이 같은 영상장치에서 획득되었는지에 대한 PCE 값의 기준치(threshold)는 FPR(false positive rate) 1.0% 미만이 되도록 정하였다. In addition, the threshold value of the PCE value for whether two images are acquired by the same imager is set to be less than 1.0% of the false positive rate (FPR).
도 6 및 도 7에 도시된 실험 결과를 살펴보면 본 발명은 NCC 방법에 비해 최대 50%이상, NCC-Filter에 비해 10%이상 좋은 성능을 내는 것을 볼 수 있다.Looking at the experimental results shown in Figures 6 and 7 it can be seen that the present invention achieves up to 50% more than the NCC method, 10% or more better than the NCC-Filter.
또한, 도 8 및 도 9는 본 발명의 일 실시 예에 따른 영상 조작 검출방법을 이용하여 보안영상의 조작되었는지를 검출하는 방법 설명하기 위한 개념도이다.8 and 9 are conceptual views illustrating a method of detecting whether a security image is manipulated using an image manipulation detection method according to an exemplary embodiment.
먼저, 도 8 은 부분 추출 영역 추정 실험 결과를 나타낸다. 실험은 촬영된 영상을 크기 변환율 1.2로 크기 변환하고 무작위 위치에서 원본 영상 크기로 부분 추출 하여 실험하였다. 정확도 측정은 부분 추출 영역의 좌측 상단 좌표의 실제 좌표와 추정 좌표의 차를 평균하여 측정하였다. 실험 결과를 보면 제안한 기술이 1픽셀 미만의 오차로 부분 추출 영역을 추정하는 것을 볼 수 있다.First, FIG. 8 shows the results of the partial extraction region estimation experiment. The experiment was carried out by resizing the captured image with size conversion ratio 1.2 and partially extracting the original image size at random position. The accuracy was measured by averaging the difference between the actual coordinates and the estimated coordinates of the upper left coordinate of the partial extraction region. Experimental results show that the proposed technique estimates the partial extraction region with an error of less than 1 pixel.
다음으로, 도 9 는 부분 변형 영역 추정 실험 결과를 나타낸다. 실험 결과의 정확성 측정을 위하여 복사 이동 변형 탐지 분야에서 사용되는 Precision, Recall의 개념을 이용하였다. Precision은 부분 변형 영역을 얼마나 정확하게 찾았는지를 나타낸다. 그리고 Recall은 부분 변형된 영역을 얼마나 많은 비율로 찾았는지를 나타낸다. Precision과 Recall은 상충관계(trade_off) 이기 때문에 두 요소의 조화 평균으로 제안한 알고리즘의 정확성을 측정하였다. 실험 결과를 보면 조화 평균 81%로 부분 변형 영역을 검출하는 것을 볼 수 있다.Next, FIG. 9 shows the results of the partial deformation region estimation experiment. In order to measure the accuracy of the experimental results, the concept of Precision and Recall used in the field of radiation transfer deformation detection was used. Precision indicates how precisely the partial strain area was found. And Recall shows how many percentages of partially deformed regions were found. Since Precision and Recall are trade-offs, we measure the accuracy of the proposed algorithm with the harmonic mean of the two factors. The experimental results show that the partial deformation region is detected with a harmonic mean of 81%.
이상에서 살펴본 것과 같이, 본 발명에 따른 영상 조작 검출방법 및 영상 조작 검출장치는 검사대상 영상으로부터 PRNU 값을 추출하고, 이를 기반으로 상관관계 평면을 도출하여, 검사대상 영상이 조작되었는지 여부를 검출할 수 있다.As described above, the image manipulation detecting method and the image manipulation detecting apparatus according to the present invention extract a PRNU value from the inspection target image, derive a correlation plane based on the detection, and detect whether the inspection target image is manipulated. Can be.
또한, 본 발명의 일 실시 예에 따른 영상 조작 검출방법 및 영상 조작 검출장치는 CCTV에 의해서 촬영되는 보안영상이 조작되었는지를 검출하여, 보안영상의 조작으로 인한 범죄를 방지할 수 있다.In addition, the image manipulation detection method and the image manipulation detection apparatus according to an embodiment of the present invention can detect whether the security image photographed by the CCTV has been manipulated, thereby preventing crime caused by the manipulation of the security image.
100: 영상 조작 검출장치 110: 복원부
120: PRNU추출부 130: 비교부
140: PCE산출부 150: 판별부100: image manipulation detection device 110: restoring unit
120: PRNU extraction unit 130: comparison unit
140: PCE calculation unit 150: determination unit
Claims (5)
검사대상 영상의 크기 변화율을 산출하여, 상기 검사대상 영상의 크기가 상기 산출된 크기 변화율에 대응되도록 상기 검사대상 영상을 복원하는 단계;
상기 복원된 검사대상 영상에서 PRNU(Photo Response Non-Uniformity)값을 추출하는 단계;
기준 장치의 기준 PRNU 값을 이용하여, 상기 추출된 PRNU 값과 상기 기준 PRNU 값의 유사성을 비교하는 단계;
상기 비교결과를 통해 도출되는 상관관계 평면을 이용하여 PCE(peak to correlation energy) 값을 산출하는 단계 및
산출된 PCE값과 상기 기준 장치의 PCE기준값을 비교하여, 상기 검사대상 영상이 촬영된 장치가 상기 기준 장치인지를 판별하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 영상 조작 검출방법.In the method of detecting the operation of the image,
Reconstructing the inspection target image by calculating a size change rate of the inspection target image so that the size of the inspection target image corresponds to the calculated size change rate;
Extracting a Photo Response Non-Uniformity (PRNU) value from the restored inspection target image;
Comparing a similarity between the extracted PRNU value and the reference PRNU value using a reference PRNU value of a reference device;
Calculating a peak to correlation energy (PCE) value using the correlation plane derived through the comparison result; and
And comparing the calculated PCE value with the PCE reference value of the reference device to determine whether the device on which the inspection target image is captured is the reference device.
상기 상관관계 평면에서의 첨두치의 위치를 이용하여, 상기 검사대상 영상에서 추출된 영역이 있는지를 추정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 영상 조작 검출방법.The method of claim 1,
And estimating whether there is an area extracted from the inspection target image by using a position of a peak in the correlation plane.
상기 추출된 PRNU 값과 상기 기준 PRNU의 부분 유사성을 이용하여, 상기 검사대상 영상에서 변형된 영역을 추정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 영상 조작 검출방법.The method of claim 1,
Estimating a deformed region in the inspection target image by using the extracted PRNU value and the partial similarity of the reference PRNU.
상기 크기 변화율은
하기의 [수학식 1]로 나타내어지는 상기 검사대상 영상에 대응되는 픽셀함수(p(i, j))의 2차 도함수()의 분산을 이용하여 산출하고, 하기의 [수학식 2]를 이용하여 산출되는 상기 분산()의 주기성을 분석하여 상기 검사대상 영상의 크기변화율을 추정하는 것을 특징으로 하는 영상 조작 검출방법.
[수학식 1]
[수학식 2]
(여기에서, R은 영상의 가로크기에 대응하는 값 )The method of claim 1,
The rate of change of size
The second derivative of the pixel function p (i, j) corresponding to the inspection subject image represented by Equation 1 below ( Is calculated using the variance of and calculated using the Equation 2 below. And estimating the rate of change of the size of the inspection target image by analyzing the periodicity.
[Equation 1]
&Quot; (2) "
(Where R is a value corresponding to the horizontal size of the image)
상기 기준 PRNU 값은 상기 상관관계 평면의 에너지를 최소화하고 높은 첨두지를 갖는 상관관계 평면이 도출되도록 MACE 필터 형태로 변환된 것을 특징으로 하는 영상 조작 검출방법.The method of claim 1,
And the reference PRNU value is converted into a MACE filter in order to minimize energy of the correlation plane and derive a correlation plane having a high peak.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020120038125A KR101311309B1 (en) | 2012-04-12 | 2012-04-12 | Detecting method of image operation and detecting device of image operation |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020120038125A KR101311309B1 (en) | 2012-04-12 | 2012-04-12 | Detecting method of image operation and detecting device of image operation |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
KR101311309B1 true KR101311309B1 (en) | 2013-09-25 |
Family
ID=49456665
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
KR1020120038125A KR101311309B1 (en) | 2012-04-12 | 2012-04-12 | Detecting method of image operation and detecting device of image operation |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
KR (1) | KR101311309B1 (en) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR20190018205A (en) * | 2017-08-14 | 2019-02-22 | 한국항공대학교산학협력단 | Apparatus and method for detecting of image manipulation |
KR20190132077A (en) * | 2018-05-18 | 2019-11-27 | 대한민국(관리부서: 행정안전부 국립과학수사연구원장) | Method of detection of video double compression based on prediction of encoding parameters |
KR20220084236A (en) | 2020-12-13 | 2022-06-21 | 한국항공대학교산학협력단 | Advanced system and method for detecting video forgery |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2007114843A (en) | 2005-10-18 | 2007-05-10 | Denso Corp | Quality deciding device |
JP2007257331A (en) | 2006-03-23 | 2007-10-04 | Mitsubishi Electric Corp | Video synthesizing device |
JP2007333639A (en) | 2006-06-16 | 2007-12-27 | Toshiba Corp | Inspection system |
JP2009276149A (en) | 2008-05-13 | 2009-11-26 | Toshiba Corp | Device and method for visual examination |
-
2012
- 2012-04-12 KR KR1020120038125A patent/KR101311309B1/en active IP Right Grant
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2007114843A (en) | 2005-10-18 | 2007-05-10 | Denso Corp | Quality deciding device |
JP2007257331A (en) | 2006-03-23 | 2007-10-04 | Mitsubishi Electric Corp | Video synthesizing device |
JP2007333639A (en) | 2006-06-16 | 2007-12-27 | Toshiba Corp | Inspection system |
JP2009276149A (en) | 2008-05-13 | 2009-11-26 | Toshiba Corp | Device and method for visual examination |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR20190018205A (en) * | 2017-08-14 | 2019-02-22 | 한국항공대학교산학협력단 | Apparatus and method for detecting of image manipulation |
KR101981128B1 (en) * | 2017-08-14 | 2019-05-22 | 한국항공대학교산학협력단 | Apparatus and method for detecting of image manipulation |
KR20190132077A (en) * | 2018-05-18 | 2019-11-27 | 대한민국(관리부서: 행정안전부 국립과학수사연구원장) | Method of detection of video double compression based on prediction of encoding parameters |
KR102138142B1 (en) | 2018-05-18 | 2020-07-30 | 대한민국 | Method of detection of video double compression based on prediction of encoding parameters |
KR20220084236A (en) | 2020-12-13 | 2022-06-21 | 한국항공대학교산학협력단 | Advanced system and method for detecting video forgery |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US11341669B2 (en) | People flow analysis apparatus, people flow analysis system, people flow analysis method, and non-transitory computer readable medium | |
Debiasi et al. | PRNU-based detection of morphed face images | |
Hsu et al. | Video forgery detection using correlation of noise residue | |
Saad et al. | A DCT statistics-based blind image quality index | |
US6404900B1 (en) | Method for robust human face tracking in presence of multiple persons | |
JP6204199B2 (en) | Image quality assessment | |
Chierchia et al. | On the influence of denoising in PRNU based forgery detection | |
CN106934377B (en) | Improved human face detection system | |
CN110532746B (en) | Face checking method, device, server and readable storage medium | |
KR101311309B1 (en) | Detecting method of image operation and detecting device of image operation | |
WO2017092272A1 (en) | Face identification method and device | |
Thamaraimanalan et al. | Multi biometric authentication using SVM and ANN classifiers | |
Jin et al. | Perceptual Gradient Similarity Deviation for Full Reference Image Quality Assessment. | |
Mehrish et al. | Robust PRNU estimation from probabilistic raw measurements | |
CN112991159B (en) | Face illumination quality evaluation method, system, server and computer readable medium | |
JP4991356B2 (en) | Image processing apparatus, image processing method, and image processing program | |
D'Angelo et al. | A full-reference quality metric for geometrically distorted images | |
Chen et al. | A universal reference-free blurriness measure | |
Maalouf et al. | Offline quality monitoring for legal evidence images in video-surveillance applications | |
CN107273801B (en) | Method for detecting abnormal points by video multi-target tracking | |
Sonawane et al. | Image quality assessment techniques: An overview | |
JP2017012384A (en) | Wrinkle state analysis device and wrinkle state analysis method | |
CN111814565B (en) | Target detection method and device | |
Zhan et al. | An image splicing detection method based on PCA minimum eigenvalues. | |
KR20150120805A (en) | Method and system for detecting human in range image |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A201 | Request for examination | ||
E902 | Notification of reason for refusal | ||
E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
GRNT | Written decision to grant |