Orientadores: Anderson de Rezende Rocha, Hélio Pedrini

Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Computação

Resumo: Antes tomadas como naturalmente genuínas, fotografias não mais podem ser consideradas como sinônimo de verdade. Com os avanços nas técnicas de processamento de imagens e computação gráfica, manipular imagens tornou-se mais fácil do que nunca, permitindo que pessoas sejam capazes de criar...

Resumo: Antes tomadas como naturalmente genuínas, fotografias não mais podem ser consideradas como sinônimo de verdade. Com os avanços nas técnicas de processamento de imagens e computação gráfica, manipular imagens tornou-se mais fácil do que nunca, permitindo que pessoas sejam capazes de criar novas realidades em minutos. Infelizmente, tais modificações, na maioria das vezes, têm como objetivo enganar os observadores, mudar opiniões ou ainda, afetar como as pessoas enxergam a realidade. Assim, torna-se imprescindível o desenvolvimento de técnicas de detecção de falsificações eficientes e eficazes. De todos os tipos de falsificações de imagens, composições são de especial interesse. Esse tipo de falsificação usa partes de duas ou mais imagens para construir uma nova realidade exibindo para o observador situações que nunca aconteceram. Entre todos os diferentes tipos de pistas investigadas para detecção de composições, as abordagens baseadas em inconsistências de iluminação são consideradas as mais promissoras uma vez que um ajuste perfeito de iluminação em uma imagem falsificada é extremamente difícil de ser alcançado. Neste contexto, esta tese, a qual é fundamentada na hipótese de que inconsistências de iluminação encontradas em uma imagem são fortes evidências de que a mesma é produto de uma composição, apresenta abordagens originais e eficazes para detecção de imagens falsificadas. O primeiro método apresentado explora o reflexo da luz nos olhos para estimar as posições da fonte de luz e do observador da cena. A segunda e a terceira abordagens apresentadas exploram um fenômeno, que ocorre com as cores, denominado metamerismo, o qual descreve o fato de que duas cores podem aparentar similaridade quando iluminadas por uma fonte de luz mas podem parecer totalmente diferentes quando iluminadas por outra fonte de luz. Por fim, nossa última abordagem baseia-se na interação com o usuário que deve inserir normais 3-D em objetos suspeitos da imagem de modo a permitir um cálculo mais preciso da posição 3-D da fonte de luz na imagem. Juntas, essas quatro abordagens trazem importantes contribuições para a comunidade forense e certamente serão uma poderosa ferramenta contra falsificações de imagens

Abstract: Once taken for granted as genuine, photographs are no longer considered as a piece of truth. With the advance of digital image processing and computer graphics techniques, it has been easier than ever to manipulate images and forge new realities within minutes. Unfortunately, most of the...

Abstract: Once taken for granted as genuine, photographs are no longer considered as a piece of truth. With the advance of digital image processing and computer graphics techniques, it has been easier than ever to manipulate images and forge new realities within minutes. Unfortunately, most of the times, these modifications seek to deceive viewers, change opinions or even affect how people perceive reality. Therefore, it is paramount to devise and deploy efficient and effective detection techniques. From all types of image forgeries, composition images are specially interesting. This type of forgery uses parts of two or more images to construct a new reality from scenes that never happened. Among all different telltales investigated for detecting image compositions, image-illumination inconsistencies are considered the most promising since a perfect light matching in a forged image is still difficult to achieve. This thesis builds upon the hypothesis that image illumination inconsistencies are strong and powerful evidence of image composition and presents four original and effective approaches to detect image forgeries. The first method explores eye specular highlight telltales to estimate the light source and viewer positions in an image. The second and third approaches explore metamerism, when the colors of two objects may appear to match under one light source but appear completely different under another one. Finally, the last approach relies on user¿s interaction to specify 3-D normals of suspect objects in an image from which the 3-D light source position can be estimated. Together, these approaches bring to the forensic community important contributions which certainly will be a strong tool against image forgeries