Ученые Самарского университета разработали программу, которая разоблачает фейковые изображения

Ученые Самарского университета разработали программный продукт, который за несколько секунд позволяет проверить достоверность любого изображения. Это касается как снимков, полученных с космических спутников, так и цифровых документов, и фотографий для глянца. 

Фейковые изображения превратились в большую проблему для компаний, чья работа связана с проверкой и с распространением информации — в первую очередь, это средства массовой информации, банки и страховые компании. 

При этом видов визуальных искажений, которые вносятся намеренно, множество: начиная от геометрических преобразований на снимке и ретуширования, заканчивая дублированием объектов. 

Для определения подлинности изображения команда ученых кафедры геоинформатики и информационной безопасности Самарского университета использует определенный набор программных средств. 

"Когда вы получаете изображение из неизвестного или непроверенного источника, вам нужно узнать, вносились ли в него изменения. Это легко выяснить с помощью нашего программного обеспечения, — говорит руководитель проекта, доцент кафедры геоинформатики и информационной безопасности Андрей Кузнецов. — Это особенно наглядно при анализе снимков дистанционного зондирования Земли (ДЗЗ)". Фотографии, полученные с космических аппаратов, имеют очень большой размер по сравнению с повседневными снимками фотоаппаратом или камерой мобильного устройства. Программное же обеспечение намного быстрее человеческого глаза может найти "лишнюю" деталь — например, новое, искусственно встроенное в изображение здание или тучу, закрывающую важные объекты на территории съемки.

"Проверить является ли "настоящей" туча, закрывающая интересующий вас объект, например, базу на снимке ДЗЗ, элементарно, — говорит руководитель проекта. — Мы анализируем изменены ли размеры тучи, или она целиком перенесена с другого снимка. Проверяем какой угол наклона солнца был в момент съемки, сопоставляем с положением тени тучи на снимке. Как был повернут сенсор спутника, какое в целом он занимал положение на орбите и делаем вывод — искажена интересующая вас область изображения или нет". 

Могут обнаружить ученые на фото и дублирование объектов. "Проиллюстрируем алгоритм поиска дублированных областей на изображении, — продолжает Андрей Кузнецов. — Картинка разбивается на маленькие блоки, и в каждом из них компьютер вычисляет некоторое значение. Как только все данные рассчитаны, строится гистограмма, которая показывает сколько раз одинаковые значения встречаются на изображении. Если значение встречается больше одного раза, то вероятнее всего, это подделка". 

При этом анализ изображения, утверждают разработчики, в самых сложных случаях занимает до одной минуты, а в стандартных ситуациях — всего две-три секунды.

Использование подобных технологий позволяет интересующей стороне сэкономить время, поскольку отпадает сама необходимость выезжать на место с целью проверки или контроля реального положения дел. 

В пакет программного обеспечения, разработанного учеными, входит множество алгоритмов, которые запускаются поочередно. Каждый алгоритм направлен на обнаружение конкретного вида искажений изображения. Так, программное обеспечение, разработанное командой ученых можно также использовать для обнаружения подделок цифровых копий документов. К примеру, при анализе фиктивной справки о доходах программа, настроенная на определенный вид искажений, моментально выведет злоумышленника на чистую воду: все графические изменения на электронной копии будут отчетливо видны. "Это может быть полезно банкам, страховым компаниям, поскольку сделает невозможными случаи, когда человек для получения кредита предоставляет скан справки о доходах с лишним нулем в зарплате, и затем исчезает с полученной суммой", — приводит пример Андрей Кузнецов. 

Поможет определить программа и разного рода поддельные справки в цифровом формате, требующиеся из правоохранительных и медицинских учреждений при устройстве на работу. Также программный продукт даст четкий ответ — применялся ли фотошоп в глянцевых изданиях, или же перед зрителем неискаженное многочисленными фотофильтрами изображение. 

"Мы анализируем какого рода атаки применяются для изменения не столько цвета и света в изображении, сколько для изменения содержания сцены. А это значит, что наша программа помогает разоблачать ложные снимки, документы, а в конечном счете — фейковые события", — заключают ученые.

Для справки

В Самарском университете сформировалась одна из ведущих российских научных школ в области обработки данных дистанционного зондирования Земли (ДЗЗ) и геоинформатики. Научная работа в этом направлении сосредоточена на кафедре геоинформатики и информационной безопасности, а также в профильной научно-исследовательской лаборатории (НИЛ-55) и реализуется в партнерстве с Институтом систем обработки изображений РАН и ОАО "Самара-Информспутник".

Деятельность коллектива исследователей направлена на разработку и эксплуатацию геоинформационных систем, а также создание продуктов и сервисов, основанных на использовании данных ДЗЗ по таким направления как: урбанистика и городское планирование, освоение природных ресурсов и сельское хозяйство, картография и навигация, транспорт и мониторинг природных катастроф. На их базе создаются мобильные приложения и сервисы геолокации, системы экологического мониторинга, оценки ущерба для страховых требований, оценки недвижимости, а также помощи при стихийных бедствиях и прочие.

Профильные кафедры и исследовательские центры оснащены современными системами приема и обработки космической информации, комплексами защиты информации, а также другим специальным оборудованием.
Фото: Наталия Орлова