A new copy-move forgery detection
method based on AKAZE and GSURF
Journal Name:
- Dicle Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Mühendislik Dergisi
Keywords (Original Language):
| Author Name | University of Author |
|---|---|
Abstract (2. Language):
Copy move forgery, one of the most common type of
image forgeries, copies a portion on the image and
pastes it onto another region on the same image.
Main purposes of this forgery type are either
replicate or conceal an object in the image. Copy
move forgery detection methods can be classified
into two groups: Block based and Keypoint based
methods. Keypoint based methods have gained
popularity lately because they can detect forged
regions faster. Two of the most important problems
of these techniques are, linear scale space used in
creating scale images and blurring whole image
without preserving edges, which feature extraction
methods rely on. In this work, we used both AKAZE
keypoint extraction method, utilizing non-linear
scale space to construct scale images and G-SURF
descriptor extraction algorithm, relying edge
information during the descriptor construction. The
method also uses RANSAC algorithm to eliminate
false matches.
AKAZE is a keypoint extraction and descriptor
construction algorithm using non-linear scale space.
Keypoint extraction methods in the literature
construct scale space of an image by using
approximation of Gaussian. Main disadvantage of
these methods is they do not respect the natural
boundaries of objects in the image. These algorithms
apply smoothing operation on image diminishing
both noise and edge information at the same time.
Thus keypoint information on the edge regions of the
image cannot be preserved by these methods.
However, AKAZE constructs non-linear scale space
of the image and applies adaptive blurring operation
on image.
G-SURF descriptor extraction algorithm use second
order multi-scale gauge derivatives to construct
descriptors and it also utilizes per pixel information
to make blurring adaptive according to the content
of the image. In this work we used Gauge-SURF
descriptor with 20s×20s square grid.
RANSAC is also used by the method to eliminate
false matches. This algorithm determines a
randomly created set from matched keypoints and it
constructs a transformation matrix by using this set.
This transformation matrix evaluates other matched
keypoints and some of them are indicated as outlier.
This procedure can be applied number of times to
approximate real solution.
Proposed method extracts keypoints from the test
image using AKAZE keypoint extraction algorithm
and it then constructs descriptors for each keypoint
using G-SURF descriptor extraction algorithm.
Matching keypoints are determined after descriptors
are extracted. The method uses k-nn to determine the
best match for each keypoint. RANSAC algorithm is
applied on the matched keypoints to eliminate false
matches as the last step.
MICC-F220 database is used to evaluate and to
compare the results of the method. The database
consists of 110 forged and 110 original images.
Experiments indicate that the method has improved
True Positive Rate (TPR) with reduced False
Positive Rate (FPR) compared to similar works
reported in the literature. The method gives better
results when both TPR and FPR are considered
together.
The results also indicate that the method has higher
recall rates under various attacks. Precision values
are also better than the similar works when JPEG
compression and Gaussian blurring attacks are
considered. However, the method gives worse
results when scaling attack is considered. AKAZE
detects less keypoints on the pasted regions
compared to SIFT method when rescaling attack is
applied before pasting operation. Thus, the method
cannot detect some keypoints on the forged regions
when compared to the method in (Amerini et al.,
2011). Usage of Gauge-SURF descriptor becomes
meaningless due to the artefacts of keypoint
extraction method.
We plan to improve the method with segmentation
algorithms in the future. Test image can be
segmented into regions depending on colour or
pattern information and similarity can be tested
among regions to improve the precision of the
method. We also aim to improve AKAZE keypoint
extraction method to make it more robust against
scaling attacks. Blurring parameter, which is used
during scale space construction, can be adaptively
chosen according to the characteristics of the
current test image.
Bookmark/Search this post with
Abstract (Original Language):
Görüntü sahteciliği yöntemlerinden sıklıkla karşılaşanı olan Kopyala-Yapıştır Sahteciliği, görüntü
içerisindeki bir bölgenin başka bir bölgenin üzerine kopyalanması ile gerçekleştirilir. Bir nesnenin
kapatılması yada var olan bir nesnenin tekrarlanması bu tür sahteciliğin amaçları arasında yer almaktadır.
Kopyala yapıştır sahteciliğini tespit etmeye çalışan yöntemler ikiye ayrılmaktadır: Blok tabanlı ve Anahtar
noktası tabanlı yöntemler. Son yıllarda ise Anahtar noktası tabanlı yöntemler daha hızlı bir şekilde sahte
bölgeyi tespit edebildikleri için araştırmacılar arasında popülerlik kazanmıştır. Fakat anahtar noktası
tabanlı yöntemlerin en önemli problemlerinden biri kullandıkları ölçek uzayının lineer olması ve ölçek uzayı
görüntülerini oluştururken görüntünün her bölgesine eşit bulanıklaştırma uygulamasıdır. Çalışmada
doğrusal olmayan ölçek uzayını ölçek görüntülerini oluşturmada kullanan AKAZE (Accelerated KAZE)
anahtar noktası çıkarma yöntemini, yine tanımlayıcı elde etme aşamasında görüntünün kenar bilgisini
koruyan G-SURF (Gauge-Speeded-Up Robust Features) tanımlayıcı elde etme algoritması ile beraber
kullanılmıştır. Aynı zamanda hatalı eşleşmeleri ortadan kaldırabilmek amacı ile RANSAC (Random Sample
Consensus) algoritmasından faydalanılmıştır. Önerilen yöntemin sonuçlarını değerlendirebilmek ve
kıyaslama yapabilmek amacı ile MICC-F220 veritabanı kullanılmıştır. Deneyler yöntemin Doğru Pozitif
Oranı ve Yanlış Pozitif oranı açısından benzer yöntemlerle kıyaslayınca daha iyi sonuçlar ürettiğini
göstermiştir. Sonuçlar aynı zamanda yöntemin çeşitli saldırılar karşısında daha yüksek Seçicilik değerleri
elde ettiğini ortaya koymaktadır. Duyarlık değerleri ise özellikle JPEG sıkıştırma ve Gauss bulanıklaştırma
saldırıları değerlendirildiğinde benzer çalışmalardan daha iyi sonuçlar üretmektedir.
FULL TEXT (PDF):
- 4