Luận Văn Xây dựng chương trình xác thực ảnh số 

Mục lục
DANH MỤC CÁC HÌNH 3
LỜI MỞ ĐẦU 4
Chương 1 . TỔNG QUAN VỀ XỬ LÝ ẢNH VÀ GIẢ MẠO ẢNH 5
1.1 Xử lý ảnh, các vấn đề cơ bản trong xử lý . 5
1.1.1 Xử lý ảnh là gì? . 5
1.1.2 Định nghĩa ảnh số (Digital Image) 5
1.1.3 Các vấn đề cơ bản trong xử lý ảnh 6
1.2 Ảnh giả mạo và các dạng giả mạo ảnh cơ bản 7
1.2.1 Ảnh giả mạo 7
1.2.2 Các loại ảnh giả mạo cơ bản 7
1.2.3 Các cách tiếp cận chính trong xác thực ảnh số . 11
Chương 2 . MỘT SỐ KỸ THUẬT XÁC THỰC ẢNH SỐ . 14
2.1 Các kỹ thuật xác thực ảnh chủ động 14
2.1.1 Kỹ thuật LSB 16
2.1.2 Kỹ thuật thủy vân bền vững . 20
2.2 Các kỹ thuật xác thực ảnh bị động . 22
2.2.1 Phát hiện dựa vào mâu thuẫn hướng nguồn sáng 22
2.2.2 Kỹ thuật phát hiện sao chép - dịch chuyển vùng trên ảnh . 30
Chương 3. CHƯƠNG TRÌNH THỬ NGHIỆM . 36
3.1 Phát biểu bài toán 36
3.1.1 Phát biểu bài toán . 36
3.1.2 Thuật toán: 36
3.2 Phân tích thiết kế chương trình 37
3.2.1 Phân tích chức năng và thiết kế modul chương trình 37
3.2.2 Một số giao diện của chương trình 41
3.3.3 Một số kết quả thực nghiệm 45
KẾT LUẬN 48
TÀI LIỆU THAM KHẢO . 49
2




DANH MỤC CÁC HÌNH
Hình 1: Quá trình xử lý ảnh 5
Hình 3: Ảnh thu nhận và ảnh mong muốn 6
Hình 2: Biểu diễn ảnh bằng hàm f ( X , Y ) 6
Hình 4: Ghép ảnh từ hai ảnh riêng rẽ 8
Hình 5: Ví dụ về tăng cường ảnh . 9
Hình 6: Ảnh che phủ và bỏ đi đối tượng 10
Hình 7: Ảnh bổ sung đối tượng 1 0
Hình 8: Phát hiện dựa vào hướng chiếu sáng 12
Hình 9: Sơ đồ việc phát hiện giả mạo dựa vào cơ sở dữ liệu. 1 3
Hình 10: Quy trình xác thực ảnh chủ động 1 4
Hình 11: Ví dụ thủy vân trên tài liệu Word 1 5
Hình 12: Biểu diễn ảnh Bitmap không nén . 1 7
Hình 13: Quá trình nhúng tin với kỹ thuật LSB . 1 8
Hình 14: Quá trình tách tin và xác thực ảnh 1 9
Hình 15: Quy trình thực hiện thủy vân bền vững 2 1
Hình 16: Phát hiện mâu thuẫn hướng nguồn sáng 2 2
Hình 17: Hai đối tượng được chiếu bởi một nguồn sáng ở gần 28
Hình 18: Một dạng giả mạo bằng sao chép- di chuyển . 3 0
Hình 19: Minh họa cho việc tìm kiếm khối bao của thuật toán Exact macth . 3 2
Hình 20: Giao diện hiển thị ảnh 41
Hình 21:Giao diện thực hiện các phép toán trên ảnh . 4 2
Hình 22:Giao diện phát hiện ảnh giả mạo 4 3
Hình 23: Giao diện hiển thị kết quả vùng giả mạo 4 4
Hình 24: Kết quả thực hiện thuật toán phát hiện . 4 5
Hình 25: Kết quả của thuật toán phát hiện che phủ đối tượng ôtô . 4 6
Hình 26:Kết quả của thuật toán phát hiện ảnh giả mạo bằng sao chép đối tượng 46
3




LỜI MỞ ĐẦU
Có một câu nói nổi tiếng là một hình ảnh trị giá bằng một ngàn từ. Ảnh hưởng
của những thông tin từ những bức ảnh là rất lớn, có tác động mạnh mẽ và trực tiếp
tới con người. Do vậy ảnh được coi là công cụ biểu diễn và truyền đạt thông tin rất
phổ biến và hữu dụng. Với các công nghệ kỹ thuật số hiện đại và sự phổ biến của
các phần mềm chỉnh sửa hình ảnh làm cho việc thao tác với ảnh số rất dễ dàng. Kết
quả là, có sự tăng nhanh chóng số lượng ảnh số giả mạo trên các phương tiện truyền
thông và trên mạng Internet.
Ảnh giả mạo được xem là ảnh không có thật, việc có được ảnh là do sự ngụy
tạo bởi các chương trình xử lý ảnh hoặc quá trình thu nhận. Giả mạo ảnh nhằm vào
nhiều mục đích trong đó có việc vu cáo, tạo ra các tin giật gân, đánh lừa đối thủ,
làm sai lệch chứng cứ phạm tội . Xu hướng này chỉ ra lỗ hổng bảo mật nghiêm
trọng và làm giảm độ tin cậy của các hình ảnh kỹ thuật số. Do vậy, kỹ thuật xác
minh tính toàn vẹn và tính xác thực của ảnh số đã trở nên rất quan trọng, đặc biệt là
khi sử dụng các hình ảnh để làm bằng chứng trong pháp luật, cũng như các tin tức,
hay những dữ liệu trong hồ sơ y tế, hoặc tài liệu tài chính. Vì thế xác thực ảnh hay
nói cách khác là chứng minh ảnh đó là giả hay thật là vấn đề phải đặt ra ngày càng
cấp bách và càng trở nên khó khăn. Việc phát hiện và chống giả mạo ảnh là một chủ
đề ngày càng được quan tâm bởi nhiều nhóm nghiên cứu trên thế giới và trong
nước.
Lĩnh vực nghiên cứu này có nhiều tiềm năng phát triển trong tương lai gần và
dần trở thành một hướng đi mới trong lĩnh vực bảo đảm an toàn thông tin rất hiệu
quả. Vì vậy, em đã chọn đề tài ”Xây dựng chương trình xác thực ảnh số ” làm đồ án
tốt nghiệp của mình. Nội dung đồ án gồm 3 chương:
- Chương 1 : Trình bày tổng quan về xử lý ảnh và các dạng ảnh giả mạo cơ bản.
- Chương 2: Trình bày các kĩ thuật xác thực ảnh số.
- Chương 3: Xây dựng chương trình thử nghiệm.
Cuối cùng là phần kết luận và đề xuất hướng nghiên cứu trong tương lai.