Как проверить, была ли изменена фотография. Forensically
Для проверки иллюстраций в сервисе Forensically мы использовали две фотографии. : одна с сайта pixabay.com (пользователя под ником friday2022), вторая — она же, но дополнительно обработанная и с добавленным элементом.
Откройте сервис Forensically. Нажмите «Open File» (открыть файл) в верхней строке, загрузите изображение для проверки.
Инструменты для экспертизы фотографий находятся в колонке справа.
Magnifier (Лупа)
Цифровое увеличительное стекло — наведите мышку на фотографию, чтобы поближе рассмотреть даже самые мелкие детали на изображении. Цифровая лупа увеличивает размер файла в пикселях в дополнение к контрасту в окне.
Чтобы изменить контраст файла для анализа, выберите в «Enhancement» (улучшение) одну функцию из трех:
- Histogram Equalization (выравнивание гистограммы) — более продвинутый вариант, он сохраняет исходное качество файла и предотвращает потенциальную потерю данных,
- Auto Contrast (автоконтраст) — сохраняет цвета нетронутыми,
- Auto Contrast by Channel (автоконтраст по каналам) — вы может изменить исходную контрастность изображения или файла.
Clone Detection (клон)
Детектор клонов выделяет похожие области на изображении и служит индикатором того, что изображение было изменено с помощью инструмента клонирования. Каждый скопированный элемент имеет синюю отметку и соединен с красной линией. Если функция обнаруживает несколько перекрывающихся областей, это означает, что фотография является клоном или была изменена. В последнем случае все эти области будут белыми.
- Minimal Similarity (минимальное сходство) — определяет, насколько клонированные пиксели должны быть похожи на оригинал,
- Minimal Detail (минимальные детали) — блоки с меньшей детализацией не учитываются при поиске клонов,
- Minimal Cluster Size (минимальный размер кластера) — определяет, сколько клонов необходимо найти, чтобы они отображались в результатах,
- Blocksize (размер блока) — определяет размер блоков, используемых для обнаружения клонов,
- Maximal Image Size (максимальный размер изображения) — максимальная ширина или высота изображения, используемого для поиска клона. Для анализа больших изображений требуется больше времени,
- Show Quantized Image (показать квантованное изображение) — показывает изображение после его сжатия. Полезно настроить минимальное сходство и минимальную детализацию. Блоки, которые были отклонены из-за недостаточной детализации, отображаются черным цветом.
Error Level Analysis (анализ уровня ошибок)
Изображение делается для сравнения со сжатой версией. Этот процесс очень помогает в обнаружении манипуляций на фотографии. При анализе уровня ошибок любая область, которая светлее или темнее других, свидетельствует о том, что она была изменена.
Рекомендуется использовать этот инструмент с осторожностью, поскольку результаты могут поначалу несколько сбивать с толку.
На что обращать внимание:
- края — они должны иметь одинаковую яркость в результате анализа уровня ошибок. Все высококонтрастные края должны быть похожи друг на друга, все низкоконтрастные края должны выглядеть одинаково. На оригинальной фотографии низкоконтрастные края должны быть почти такими же яркими, как и высококонтрастные,
- текстуры — похожие текстуры должны иметь аналогичную окраску. Области с большей детализацией поверхности, такие как крупный план баскетбольного мяча, скорее всего, будут иметь более высокий результат анализа уровня ошибок, чем гладкая поверхность,
- поверхности — независимо от фактического цвета поверхности, все плоские поверхности должны иметь примерно одинаковую окраску.
Исходная фотография с камеры должна иметь много белых областей при отправке указанной фотографии на анализ ошибок. Эти белые области должны выглядеть как белый шум или белая краска, нанесенная аэрографом. Когда фотография загружается в различные программы просмотра или редактирования и сохраняется в формате JPEG, теряется высокий уровень детализации и частоты.
Noise Analysis (анализ шума)
Основан на алгоритме обратного подавления шума. Вместо того, чтобы удалять шум из изображения, он удаляет остальную часть изображения. Это чрезвычайно полезно, если вы хотите обнаружить определенные манипуляции с изображением, таких как аэрография, деформации, деформация и клонирование с коррекцией перспективы. Для достижения наилучших результатов рекомендуется использовать изображения очень высокого качества.
- Noise Amplitude (амплитуда шума) — делает шум ярче;
- Equalize Histogram (выравнивание гистограммы) — применяет выравнивание гистограммы к шуму. Это может раскрыть вещи, но также может их скрыть. Вы должны попробовать как выравнивание гистограммы, так и масштабирование для анализа на шум;
- Magnifier Enhancement (улучшение лупы) — доступно три различных улучшения: выравнивание гистограммы, автоконтраст и автоконтраст по каналам;
- Opacity (непрозрачность) — если вы уменьшите его, увидите больше исходного изображения.
Level Sweep (развертка уровня)
Инструмент позволяет быстро просмотреть гистограмму изображения. Он увеличивает контраст определенных уровней яркости. Использование этого инструмента заключается в том, чтобы сделать края, которые были введены при копировании и вставке содержимого, более заметными.
Чтобы использовать этот инструмент, просто наведите указатель мыши на изображение и прокрутите колесико мыши. Ищите интересные разрывы в изображении.
В настройки инструмента входит:
- Sweep — позиция на гистограмме для проверки, параметр меняется колесиком мыши при наведении курсора на изображение, это позволяет прокручивать гистограмму,
- Width — ширина среза гистограммы для проверки,
- Opacity — если вы уменьшите его, увидите больше исходного изображения.
Luminance Gradient (градиент яркости)
Инструмент анализирует изменения яркости по осям «x» и «y» изображения. Он показывает, как освещены разные части изображения, чем помогает найти аномалии. Части изображения, находящиеся под одинаковым углом (к источнику света) и при одинаковом освещении, должны иметь одинаковый цвет.
Другое использование — проверка краев. Подобные ребра должны иметь одинаковые градиенты. Если градиенты на одном краю значительно острее, чем на остальных, это признак того, что изображение могло быть скопировано. Инструмент также хорошо выявляет шумы и артефакты сжатия.
Исходя из анализа иллюстраций, проведенного в сервисе Forensically, первоначальное изображение было обработано, на нем был замене фон. Или на новый фон добавлены элементы: женщина и дерево.
Forensically программа как пользоваться
Back in 2012 I hacked to together a little tool for performing Error Level Analysis on images. Despite being such a simple tool with, frankly, a bad UI it has been used by over 250’000 people.
A few days ago I randomly stumbled across the paper Detection of Copy-Move Forgery in Digital Images by Jessica Fridrich, David Soukal, and Jan Lukáš. I wanted to see if I could do something similar and make it run in a browser. It took a good bit of tweaking but I ended up with something that works. I took a copy of my photo film emulator as a base for the UI, adapted it a bit, ported the old ELA code and added some new tools. The result is called Forensically.
How to use Forensically
If you want some guidance on how to use forensically you get to pick your poison. On offer is a 12 minute monologue in form of a tutorial video or a whole bunch of cryptic text on the help page. I’m sorry that neither are very good.
How the Clone Detection works
I guess the most interesting feature of this new tool is the clone detection. So let me reveal to you how I made it work. I will try to keep the explanation simple. If there is interest in it I might still write a more technical description of the algorithm later.
The basic idea
This does actually work, but it will only find perfect copies. We want the matching to be more fuzzy.
Compression
So the next key step is to make the matching more fuzzy. We do this by compressing the key to make it less unique. You can think of this step as converting each of the little blocks into a tiny JPEG and then using those pixels as a key. The actual implementation is using Haar wavelets for this step. You can see the compressed blocks that are used by clicking on Show Quantized Image in the Clone Detection Tool.
This works too but now we have too many results!
Filtering
So the next step is to filter all of the blocks and to throw away the boring ones. This is done by comparing the amount of detail in the high frequencies to a threshold. You can think of it as subtracting a blurred image of the block from the block and then looking at how much is left of the pixels. In practice the blurring is not required because the wavelet step has already done it for us. You can see the rejected blocks as black spots in the quantized image.
At this stage the algorithm works but it does still show a lot of uninteresting copies of blocks that just happen to look similar.
Clustering
So now we take another look at all of the clones that we found. If the distance between the source and destination is too small we reject them. Next we look at clones that start from a similar place and are copied into a similar direction. If we find less than Minimal Cluster Size other clones that are similar we discard the clone as noise.
Source Code
I haven’t figured out how I want to license the code and assets yet. But I do plan to release it in some form.
Feedback
As always, feedback is appreciated both on the app and on the post. Would you like future posts to be more in depth and technical or do you like the current format?
Как узнать, отфотошоплена ли картинка
Если полагаете, что фото перед вами подвергалось монтажу, опробуйте приведённые способы — от простых к сложным.
Учтите, что не существует универсального метода отличить фотомонтаж от настоящего снимка. Опытный фотошопер может обойти любой способ и сделать фейк невероятно реалистичным. Кроме того, часто фотожабы попадаются вам на глаза после того, как их многократно сохранили и урезали, и распознать обман на такой картинке гораздо сложнее.
Осмотрите фотографию
Обратите внимание на следующие моменты.
1. Нереалистичность картинки
Самые грубые фейки можно отличить безо всяких инструментов — достаточно наблюдательности. Просто посмотрите на снимок в целом. Если на нём группа людей, посчитайте, сколько у них рук и ног, и удостоверьтесь, что у всех конечностей есть хозяева.
У дам справа и по центру что-то с руками, конечности буквально исчезают. А вот у счастливого отца слева рук, наоборот, многовато
Прикиньте пропорции тел и голов людей на фото: часто неопытные фотожаберы вставляют на снимки чужие лица чересчур неаккуратно.
2. Деформированный фон
Когда начинающий фотошопер изменяет форму и размер объекта на снимке, то искривление может затронуть и фон. Например, некоторые мужчины на фото увеличивают свои мускулы, а женщины — грудь и бедра.
Накачанные мышцы искажают само пространство вокруг себя
Однако если рядом с изменяемым объектом есть прямые линии, стены, дверные проёмы, то они тоже часто деформируются. И это сразу бросается в глаза. Например, вот целая галерея фотографий таких атлетов: эти парни реально пугают.
3. Отсутствие пор и морщин на лице
Даже самая идеальная кожа при ближайшем рассмотрении вовсе не гладкая: на ней есть морщинки, родинки, поры и пятна. Поэтому если лицо на фотографии напоминает мордашку фарфоровой куклы или модельки из видеоигры — перед вами монтаж.
4. Следы клонирования на картинке
Самый простой способ удалить что-либо с картинки — воспользоваться функцией «Штамп» в Photoshop или каком-нибудь другом редакторе изображений. Инструмент копирует участки фотографии, находящиеся рядом с обрабатываемой областью, и использует их, чтобы замазать нежелательные объекты.
Неумелые фотошоперы злоупотребляют этой функцией, в результате чего на картинке появляются абсолютно одинаковые кусочки, бросающиеся в глаза.
5. Неполадки с тенями и светом
Обратите внимание на свет и тени. Убедитесь, что всё объекты отбрасывают тень, причём в правильном направлении. Посмотрите, нет ли на снимке, наоборот, бесхозных теней. И если таковые имеются, значит, какой-то объект был удалён с картинки, а про тень ретушёр забыл.
Также проверьте свет. Если два человека или предмета на фото освещены по-разному, как будто у каждого свой источник света, — значит, снимок подвергся редактированию.
Поищите оригинал картинки
Просто загрузите картинку в поисковик и попробуйте найти похожие изображения. Если ваш снимок отфотошоплен, есть вероятность, что вы сможете обнаружить оригинал и увидеть, что именно ретушировалось.
Кроме того, полезно посмотреть на даты появления изображения в Сети — это тоже можно узнать с помощью поисковиков. Если вы видите снимок якобы с места недавнего события, но есть идентичные фото, датированные прошлым месяцем, — очевидно, что вас пытаются обмануть.
Можно воспользоваться Google, «Яндексом» или специализированным поисковиком TinEye. А лучше искать и там, и там — для надёжности.
Посмотрите метаданные картинки
Это очень простой, хотя и не самый достоверный способ. Откройте метаданные EXIF вашего изображения и просмотрите их. Это можно сделать в свойствах файла: щёлкните по нему правой кнопкой мыши в «Проводнике» Windows или Finder в macOS.
Если повезёт, вы сможете увидеть модель камеры, дату съёмки и дату редактирования изображения. К снимкам, у которых заполнены поля с моделью фотоаппарата и временем съёмки, доверия чуть больше.
Когда изображение подвергается коррекции в Photoshop или другом редакторе, приложение может сохранить в метаданных картинки информацию о своей версии и операционной системе, в которой выполнялась ретушь.
Правда, таким образом можно подловить только неопытного ретушёра, ведь данные EXIF легко отредактировать. Кроме того, если фотограф просто подкрутил яркость, цвета и контраст, но больше ничего не менял, в метаданных всё равно будет указано, что снимок отфотошоплен.
Произведите цветокоррекцию
Некоторые фейки сделаны не так грубо, чтобы можно было распознать их невооружённым взглядом. И в этом случае вам на помощь придёт любой графический редактор или просмотрщик изображений, позволяющий осуществлять цветокоррекцию.
Самолёт явно добавили уже при обработке фото
В Windows для изучения фото можно воспользоваться FastStone Image Viewer. Откройте в нём изображение и нажмите «Цвета» → «Коррекция цветов».
В macOS — встроенным «Просмотром». Щёлкните «Инструменты» → «Настроить цвет…».
Поиграйте с ползунками и, возможно, заметите на фотографии какие-то детали, которые не бросаются в глаза сразу.
- Подкрутите яркость и контраст. Тёмные области станут ярче, а яркие — темнее. Это позволит увидеть артефакты и склейки на фото.
- Увеличьте уровень насыщенности. Так тоже можно заметить на фото границы склейки рядом с объектами, добавленными при помощи монтажа.
- Увеличьте резкость. Возможно, обнаружите то, что пытались скрыть инструментом Blur, на размытых областях.
- Обратите цвета. В FastStone Image Viewer нажмите «Цвета» → «Негатив». В «Просмотре» macOS воспользуйтесь функцией «Инструменты» → «Настроить цвет…» и перетащите ползунки на гистограмме так, чтобы правый оказался слева, а левый — справа. Инвертирование цветов на снимке поможет рассмотреть замазанные области на однотонном фоне.
Проанализируйте шумы на фотографии
Это уже более сложный метод. Вряд ли новичку удастся с первого раза распознать, что не так в шумах на снимке, однако попробовать стоит.
Настоящие фотографии из-за несовершенства фототехники всегда имеют довольно высокий уровень шума. Графические же редакторы его практически не создают. Таким образом, изучив шумы на снимке, вы сможете выявить вставленный объект.
Для этого воспользуйтесь онлайн-инструментом Forensically. Откройте его, загрузите нужное изображение, а затем выберите вкладку Noise Analysis справа. Можете покрутить ползунки туда-сюда, чтобы изменить чувствительность. Чужеродные объекты будут выделяться на общем фоне.
Но учтите, что и этот метод можно обмануть. Так, если фотошопер вручную добавит шумы на фейк, отличить посторонние элементы будет в разы сложнее.
Проанализируйте уровень ошибок
Error Level Analysis, то есть анализ уровня ошибок — это метод, который позволяет обнаружить артефакты при наложении одного изображения на другое. Посмотрев на снимок через фильтр ELA, вы увидите, что подвергшиеся коррекции области кажутся белее остальных. Если же фото не редактировалось, то оно выглядит однородным: ни один участок не будет темнее или светлее.
Forensically поддерживает и этот метод. Чтобы исследовать подозрительную картинку через фильтр ELA, загрузите её в сервис и выберите пункт Error Level Analysis справа.
Однако если фотография была много раз пересохранена или её размер изменяли, то следы монтажа замылятся и ELA не поможет их найти.
Фотошоп или нет? Онлайн проверка фото на фейк
Современный интернет настолько насыщен всевозможными фейками, что уже с трудом понимаешь чему верить, а чему нет. Если новости еще можно как-то проверить и убедиться в их достоверности, то определить фейковые фотографии очень сложно.
Программы фотомонтажа достигли такого уровня, что имея даже базовые навыки работы в Photoshop, можно сделать фотофейк, который с трудом удастся отличить от реального снимка. Как же проверить: фотошоп перед вами или нет? С помощью данной статьи вы сможете буквально за считанные минуты анализировать любое фото и с уверенностью определять использованы ли в нем приемы монтажа.
Можно ли определить монтаж на фото? Немного теории
В государственных структурах, о которых не принято говорить вслух, существуют специальные отделы, которые занимаются экспертизой фотографий. При помощи сложных методов в специально разработанных для этого программах они анализируют попадающие к ним медиа файлы и выносят вердикт о том, насколько велика вероятность того, что при их создании был использован Фотошоп либо аналогичные фоторедакторы.
В интернете вы найдете сотни статей с советами о том как определить явный фотошоп:
- Ищите проблемы со светом и тенями.
- Внимательно смотрите на фон фото и ищите искажения.
- Проверьте исходные метаданные файла (EXIF).
- Обратите внимание на общую реалистичность картинки и т.д.
Да, эти советы применимы, когда фото было сделано на скорую руку, а вот если к созданию фейка подошли профессионалы, то без специальных средств анализа вы уже не сможете распознать в нем фотомонтаж.
Онлайн проверка фото на Фотошоп. От теории к практике
Forensically — бесплатный онлайн сервис, который считается лучшим на сегодняшний день для экспертизы на фотошоп. Он использует передовой набор уникальных алгоритмов анализа, при помощи которых вы сможете выявить мельчайшие несостыковки на снимке и быстро выявить фейки.
Наглядно суть работы Forensically, а также конкретные примеры вы можете увидеть из ролика, созданного автором сервиса:
Настоятельно рекомендую не пожалеть пять минут времени и посмотреть видео, потому что в нем наглядно продемонстрирована работа каждого инструмента Forensically, и приведены интересные примеры монтажа и их выявления.
Я же в свою очередь кратко расскажу как анализировать фотографии в Forensically и тоже покажу парочку примеров.
В верхней части окна браузера есть две кнопки:
- «Open File» — загрузить свой файл
- Help – вызов справки (на английском языке)
В правой части окна находятся инструменты для анализа фотографии. Объясню назначение и работу каждого из них.
Magnifier
Инструмент Magnifier (Лупа, или увеличительное стекло) позволяет увидеть мельчайшие детали изображения, скрытые для обычного взгляда. Работа инструмента основана на увеличении размеров пикселей и контраста внутри исследуемой области.
Наводя лупу на различные области изображения вы сможете увидеть мельчайшие несостыковки, которые будут свидетельствовать о его возможной обработке в Photoshop.
Лупа имеет три варианта работы, отличающиеся по настройкам контраста и гистограммы. Их выбор доступен из выпадающего списка.
Clone Detection
Инструмент выявляет похожие области на изображении, которые часто создаются при помощи клонирующего штампа (Clone Stamp) Фотошопа. Похожие области на фотографии будут подсвечены голубым (белым) цветом и соединены розовой линией.
Клонированные фрагменты отчетливо видны
Инструмент имеет пять настроек с ползунками, перемещая которые вы производите поиск дублированных областей, уточняя параметры этого поиска.
Если при использовании данного инструмента появляется надпись «No clones have been detected», попробуйте сначала поиграть с ползунками «Minimal Similarity» и «Minimal Detail», а потом переходите к остальным.
Error Level Analysis
Каждый раз, когда вы сохраняете изображение в фотошопе, оно подвергается целому набору преобразований, даже если визуально и при большом увеличении кажется, что с картинкой ничего не произошло. Артефакты преобразования остаются всегда, особенно когда дело касается файлов JPEG (JPG).
ELA легко обнаружил признаки монтажа на фото
Когда вы читаете в интернет разного рода разоблачения на основе фотографий, то чаще всего онлайн изобличители используют Error Level Analysis для выявления фейков. Однако с этим инструментом следуют быть осторожным при вынесении выводов, потому что при определенных условиях он может давать ложные срабатывания. В частности, если вы имеете контрастный объект на относительно чистом однородном фоне (самолет на фоне неба).
Noise Analysis
Noise Analysis, или Анализатор Шума, с очень специфичным алгоритмом работы: вместо того, чтобы снижать шум на фото, он наоборот его увеличивает.
Всё дело в том, что каждое изображение имеет свой уровень шума, который зависит от матрицы фотоаппарата, условий съемки, параметров сжатия картинки и пр. Если на одно фото разметить любой фрагмент другого фото, то они будут иметь разную интенсивность и характер шума.
Отчетливо заметен иной характер шума у вставленного объекта
Анализатор шума как раз и выявляет такие несоответствия, указывающие на наличие у фотографии элементов монтажа.
Level Sweep
Этот инструмент позволяет быстро просмотреть гистограмму изображения. Он увеличивает контраст определенных уровней яркости и делает более заметными края объектов, которые были добавлены в оригинальное фото.
Просто наведите курсор на изображение и вращайте колесико мыши, пытаясь найти характерные «разрывы» в картинке.
Luminance Gradient Analysis
Как мы хорошо знаем, световые лучи падают на объекты неравномерно, что делает одни участки боле светлыми, другие — более темными. Создается так называемый градиент освещенности.
Заметен качественно иной характер освещения вставленного объекта
Данный инструмент анализирует изменения яркости по осям X и Y изображения, ища неравномерности и аномалии в освещении разных частей изображения. Также инструмент неплохо выявляет шумы и имеющиеся артефакты сжатия.
Principal Component Analysis
Principal Component Analysis (PCA) имеет очень сложный и заумный алгоритм работы. Не буду его описывать, скажу лишь, что он выполняет анализ основных компонентов изображения и выявляет таким образом на снимке наличие определенных манипуляций и деталей.
С исходной фотографии вырезано летящее насекомое
Данный метод редко используется как основной для проверки фотографий на фотошоп, а в связке с другими хорошо дополняет общую картину.
Прочие инструменты анализа фото
- Meta Data — показывает скрытые данные EXIF, если такое имеются у изображения.
- Geo Tags — основываясь на данных GPS показывает место на карте, где была снята фотография.
- Thumbnail Analysis — отображает скрытое превью исходного изображения. Если само изображение было обработано в Фотошопе, то превью часто остаётся прежним.
- JPEG Analysis — дает информацию о матрицах квантования (quantization matrices) и некоторых служебных мета данных, на основе которых можно судить о внесении редактуры в изображение. Например, если вы знаете, что фотокамера, на которую было снято изображение, использует один тип матрицы квантования, а изображение, которое вы пытаетесь проверить, использует другой тип матрицы квантования, то это неплохой индикатор того, что файл был отредактирован или, по крайней мере, пересохранен в какой-то программе.
- String Extraction — обнаруживает скрытые мета данные, которые служат для дальнейших выводов о наличии монтажа и обработки.
Выводы
При помощи Forensically вы без труда можете проверить онлайн любое фото на предмет его правки в Photoshop или ином редакторе. При помощи удобных инструментов вы проанализируете различные составные части изображения и быстро выявите несостыковки и очевидные несоответствия фотомонтажа.
Конечно же, любой инструмент можно обмануть, скрыв следы фотошопа, и создать таким образом практически «идеальный фейк», неотличимый от реального фото. Однако таких примеров очень мало, а большинство фейков создано довольно грубо и легко поддаются разоблачению.