Виявлення порушень цілісності цифрового зображення в контексті цифрової криміналістики

Abstract

Цифрова криміналістика – галузь знань, що активно розвивається наразі. Задачі, що стоять перед цифровою криміналістикою, часто перетинаються з математичними методами пошуку слідів порушень цілісності цифрових зображень. Фотомонтаж, застосування фільтрів та інші порушення цілісності цифрових зображень можливі завдяки графічним редакторам з численною кількістю інструментів, зокрема – фільтрами штучного підвищення різкості. Такі графічні редактори як Gimp або Adobe Photohsop дозволять користувачам навіть без спеціальної підготовки виконувати різні маніпуляції з зображеннями і з іншими цифровими мультимедійними файлами. Проблемі виявлення порушень цілісності цифрових зображень у вигляді обробки фільтрами, зокрема, фільтрами підвищення різкості, у відкритому друці приділено мало уваги. Метою цієї роботи є підвищення ефективності виявлення обробки цифрового зображення шляхом модифікації методу виявлення підвищення різкості. Було помічено, що під впливом фільтру штучного підвищення різкості у матрицях цифрового зображення з’являється велика кількість пікселів із значенням 0. Даний ефект отримав назву «ефект чорного». У роботі проведено аналіз параметрів цифрового зображення та ефекту чорного, що дозволило виконати модифікацію методу виявлення штучного підвищення різкості цифрових зображень. У результаті виконання роботи модифіковано метод виявлення штучного підвищення різкості цифрових зображень. Оригінал методу було протестовано для цифрових зображень у форматі без втрат. Виконану модифікацію перевірено як для зображень, збережених після обробки фільтром у форматі без втрат, так і з втратами. При тестуванні методу кількість помилок першого роду склала 8%, другого роду – 10% для цифрових зображень, збережених після фальсифікації з втратами, та 4% і 7% відповідно для цифрових зображень, збережених після фальсифікації у форматі без втрат.

Digital forensics is a field of knowledge that is currently actively developing. The challenges facing digital forensics often intersect with mathematical methods for finding traces of violations of the integrity of digital images. Photomontage, application of filters and other violations of the integrity of digital images are possible thanks to graphic editors with a large number of tools, in particular - filters for artificial sharpening. Graphic editors such as Gimp or Adobe Photohsop will allow users to perform various image manipulations and other digital media files, even without special training. Little attention has been paid in open printing to the problem of detecting violations of the integrity of digital images in the form of filter processing, in particular, sharpening filters. The aim of this work is to improve the detection efficiency of digital image processing by modifying the method of detecting sharpening. It has been observed that a large number of pixels with a value of 0 appear in the digital image matrices under the influence of the artificial sharpening filter. This effect is called the "black effect". The paper analyzes the parameters of the digital image and the black effect, which allowed to modify the method of detecting artificial sharpening of digital images. As a result of the work, the method of detecting artificial sharpening of digital images was modified. The original method was tested for digital images in a lossless format. The performed modification was checked both for the images saved after processing by the filter in a lossless format, and with losses. When testing the method, the number of errors of the first kind was 8%, the second kind - 10% for digital images saved after falsification with loss, and 4% and 7% respectively for digital images saved after falsification in lossless format.