Удосконалення методу виявлення результатів клонування в цифровому зображенні

Abstract

Одним із найпоширеніших інструментів, що застосовується при неавторизованих змінах цифрових зображень, залишається клонування. Задача виявлення клонування привертає увагу фахівців у галузі захисту інформації, але остаточного розв’язку на сьогоднішній день не отримала. В роботі запропоновано модифікацію існуючого методу виявлення результатів клонування в цифровому зображенні, в тому числі в умовах додаткових до клонування збурних дій, що не відрізняються для клону/прообразу, та малих розмірів клону/прообразу. Модифікація методу має своєю метою забезпечення його ефективної роботи в умовах деяких геометричних перетворень, яких часто зазнає клон на практиці. Мета роботи досягається шляхом заміни принципу побудови матриці G мінімальних блокових відмінностей, що ставиться у співвідношення цифровому зображенню, яке піддається експертизі, і яка є основним предметом дослідження в методі. Елемент G, який відображає найменшу відмінність конкретного блока від будь-якого іншого блока зображення, отримується з урахуванням відмінностей сингулярних спектрів блоків, значення яких не змінюються при геометричних перетвореннях, що розглядаються. Запропонований удосконалений метод забезпечує при тестуванні абсолютне значення показника TRP = 100 %, унеможливлюючи пропуск клонованого зображення в умовах відсутності його постобробки чи наявності геометричних перетворень клону, крім цього, він є ефективним в умовах мультиклонування, коли одному прообразу відповідає декілька клонів, які зазнали (різних) геометричних перетворень.

Cloning remains one of the most common tools used for unauthorized changes to digital images. Cloning is implemented in all modern graphic editors. Many experts in the field of information security are engaged in solving the problem of cloning detection, but this task has no final solution to date. A modification of the method for identifying cloning results in a digital image is proposed in the paper. The effectiveness of this method exceeds the efficiency of modern analogues. It remains effective when the cloned image is subjected to additional disturbing influences. These disturbing influences do not differ for the clone and prototype. Also, the method is effective when the size of the clone / prototype is small. The purpose of the modification of the method is to ensure its effectiveness under the conditions of certain geometric transformations to which the clone is subjected. These transformations are: reflection relative to the vertical and/or horizontal axis, rotation through an angle multiple of 90°, reflection relative to the diagonal (main, secondary) of the corresponding matrix. In this paper, the principle of constructing a matrix of minimal block differences is changing. This matrix is mapped to a digital image. It is the main subject of research in the method. The element of the matrix of minimal block differences reflects the smallest difference of a particular block from any other block of the image. The difference between the blocks is calculated as the difference of their singular spectra. The singular spectrum of the matrix does not change during the geometric transformation. Advanced method has high efficiency. A value of TRP = 100 % indicates that when the method is running, skipping of cloned images does not occur. The improved method is also effective in identifying several clones that correspond to one prototype. Several clones experience different geometric transformations