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科学家发明新型软件:电子侦探揪出造假照片

http://www.sina.com.cn 2007年09月09日 14:11  新闻晚报

  朱静远

  随着图像处理软件的发展,“移花接木”的照片、录像开始出现在了媒体、网络甚至是法庭证据中。

  为此,科学家发明了一种新的软件,可以帮助人们察看录像、照片中的细节,如“基地”组织的录像、《哈里·波特》小说的泄密照、名人照片等等,从而甄别这些录像、照片是否经过修饰、伪造。

  “电子骗术”瞄上法总统

  近日,法国总统尼古拉·萨科齐的一张度假照片引起了世人关注。

  在《巴黎竞赛画报》刊登的这张萨科齐光着膀子与儿子泛舟湖上的照片中,萨科齐腰间的赘肉被电脑软件神秘地“消除”了。

  这样的修改让萨科齐显得健壮、年轻而不臃肿,但却遭到了“弄虚作假”的评论。《巴黎竞赛画报》辩解说,“船的位置突出了(萨科齐)腰部的凸起。我们试图减少一些阴影,但在印刷时修改被夸大了。”

  如今,修改图像的软件越来越容易操作,人们也越来越难发现图像是否经过修改,同时,修饰图像的问题已经不再仅仅发生在名人照片处理的过程中。

  “篡改照片的情况通常都发生在媒体中,但是,保卫工作、犯罪侦查中也有一些伪造图片的情况,”《Photoshop(一种图像处理软件)之辩》的作者辛西亚·巴隆说,“很多专家正在为甄别、防止这种‘电子骗术’而努力。”

  电脑程序专查篡改行径

  在过去6年中,电脑专家汉尼·法利德成为了一名专查篡改照片行径的“电子侦探”。《巴黎竞赛画报》修改照片的行为被揭露是因为人们将原版照片与经过修改的照片进行了对比,而法利德根本不需要原版照片就能指明真伪。

  位于美国新罕布什尔州汉欧沃镇的达特茅斯学院有一个图像科学组,作为该小组的负责人,法利德发明了一种电脑运算法则,可以梳理出细小的、不易为人所察觉的图像修改。

  “我们没有办法按下某个键就查出照片是否是真实的,”法利德说,“不过,我们可以通过电脑进行一系列测试,这些测试能基本确定图片的真伪。”

  法利德为这种程序所设计的一些调查技术其实十分简单,只不过未经训练的人通常不容易做到而已。倘若图像中的某一部分经过修改,它总会有一些不自然———合成的照片从物理学和几何学角度来看,会有细微的矛盾之处。有的照片里,主要人物被更换,但未经修改的影子却出卖了这一切。

  “有些东西是肉眼无法发现的”,法利德说。但对电脑来说,这些细小的差别都是显而易见的。

  现在,法利德可以全方位地检测一张照片,甚至是通过检查图像内人物眼中光线反射的方法来确定拍照时照相机所在的位置———如果分析结果表明,照相机所在的位置与实际成像结果差之千里,那么,这张照片无疑是假的。

  进入司法系统分析证据

  随着图像编辑软件的发展,调查人员和法庭都在学习如何应对伪造的图像资料。由于图像和文件资料是证据的基础,法利德已经将他的发明应用到了司法系统中,以此帮助法官和陪审员判断证据是否遭到篡改。

  最近,法利德就在一起知识产权诉讼案中利用图像甄别软件作证。

  在这起案件中,原告称被告盗窃软件,并提供了软件的电脑截屏图作为证据。经过测试,法利德发现,这张截屏图是伪造的。

  “他们想要愚弄法庭,”法利德说,“我想,这已经从一起民事诉讼变成了一件刑事案件。”

  法利德至今已经参与了20多起案件的证据检查工作,他说,在证据上作假的人更多。

  在另一起诉讼案中,原告坚持称有人在经过扫描的电子文档中自行加入了他的签名。如果这名原告所说属实的话,甄别软件能够发现签名与文件其他部分的差异,但是,软件检测的结果显示,电子文件的所有部分都是“原装”的。法利德因此推断:原告是在纸制的文件上签名后再将其扫描成为电子文件的,并不存在他人伪造签名的情况。

  测定“基地”老二的合成照

  电脑甄别图像的重要部分之一是测定图像中的矛盾之处。

  “电子文档的一个好处就是它们会留下记录,不管你对此是否了解,”纳斯尔·梅蒙是位于纽约的工艺大学的一名计算机教授,她说,“不管你对图片进行什么样的处理,都会留下证据似的标记———这是隐藏在图片中的‘秘密’。”

  为了寻找图片中的“秘密”,计算机安全顾问尼尔·卡拉维兹发明了能定位图片中被修改区域的技术,他甚至能以此追踪这些修改手段,并发现图像的本来面目。

  卡拉维兹最成功的作品之一就是分析2006年“基地”组织二号人物扎瓦希里的图像。当时公布的图像显示,扎瓦希里坐在一间办公室里,墙上装饰着一幅写有字的横幅。通过电脑分析,卡拉维兹发现,扎瓦希里的形象与背景图像是合成的———就像是电影拍摄中常用的绿屏扣像方法(使用大面积的绿色背景进行拍摄的素材,通过扣像,用其它背景素材取代不需要的背景),扎瓦希里原本是坐在一张布景前。

  卡拉维兹最后的结论是:扎瓦希里这次露面的图象是由4种图像合成的,分别是扎瓦希里本人的图像、字幕、办公室的背景以及标语上的字。“很显然,有人在图像上给横幅添上了字,”卡拉维兹说。

  如果图像是没有经过编辑、修改的话,整幅图像的精细度是统一的。但若是伪造的图像,每次修改并保存后,其原始的图像质量就会下降,造成一幅图像中不同区域的图像精细度出现差别。这种差别是肉眼无法察觉的,但卡拉维兹的软件能发现其中的不同。

  追踪《哈里·波特》泄密细节

  今年7月,《哈里·波特》系列的第7部小说出版。在小说公开销售之前,就有人在互联网上贴出了小说中每一页的电子照片。直到现在,泄密者仍然没有找到,但“电子侦探”们通过先进的技术查到了很多细节。

  在每一份照片文档中,都含有被称为“元数据”的信息,它能显示所用相机的生产年份、拍摄的时间,还有照片的序列号。“只要使用这台数码相机的人去修理自己的相机,我们就能发现他,”主营互联网安全的BTCounterpane公司技术总监布鲁斯·施内尔说,“这种信息是隐藏在所有数码产品中的,即使是复印机也有‘元数据’信息,我们看到复印的文件上所隐藏的这一信息就能追踪到具体的某一台复印机。”

  不过,施内尔也担心,这样的技术可能会泄露个人隐私。此外,某些技术型的不法分子也会通过篡改“元数据”的方法隐藏自己的行踪。

  相关链接

  揪出“李鬼”有妙招

  有时候,识别伪造的图片并不需要高精度的机器,只要仔细观察,也能发现其中破绽。

  颈部的接缝

  最常见的假照片是将名人的头像换到另一个人的脖子上。上个月早些时候,肯塔基州的共和党人印刷了一批小册子,内有民主党州长候选人史蒂夫·贝史尔在赌场狂欢的“照片”。小册子内写明,这是一张“非真实的照片”,是为了嘲笑贝史尔在赌博问题上的立场而制作的。不过,这张照片能为我们揭示“换头术”最常见的破绽:头部倾斜角度与身体不符,颈部还留有奇怪的连接线。

  整齐的线条

  由于电脑处理时通常会产生横平竖直的线条或是呈90度的角度,因此,这类过于“整齐”的照片就有造假的嫌疑。在某些照片中,示威者所举的标语呈完美的矩形,这就肯定是后期添加的。

  重复的物体

  去年夏天以色列与黎巴嫩的冲突中,路透社曾发过一张照片,照片中显示烟雾从建筑群中冒出。如果仔细观察你就会发现,有两道烟雾其实是一样的———这就是造假的明显痕迹。事后,路透社承认,该摄影记者为加强视觉效果,复制了图片中的一道烟雾将其加到另一幢建筑上。

  矛盾的影子

  造假者最常犯的错误就是光顾着修改、拼贴图像中的主体,而忽略了影子和光线是否合拍。即使是普通人也能发现其中的矛盾之处。

  完美的假象

  如果照片看起来太完美,完美到都不像是真的,那它多半就是假的。

  美国网球明星安迪·罗迪克在看到《男性健美》杂志封面上的照片时,他不敢相信那个人就是他自己。照片中的他肌肉发达,手臂粗壮。

  “很显然,我没有《男性健美》杂志封面上那么健美,”罗迪克在自己的博客上开玩笑说,“我也不知道,我怎么会有那么发达的肱二头肌,我右手上的胎记也突然不见了。”

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