Analise Forense de Documentos
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Analise Forense de Documentos


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da Arte
\u2023 Ao criar uma composição, frequentemente, é necessário 
casar os padrões de iluminação das partes compostas
\u2023 Abordagens na literatura tem buscado estimar a origem 
de iluminação global em uma cena para apontar 
inconsistências
[Johnson & Farid 2005]
\u2023 Estimação de diversas fontes de iluminação
[Johnson 2007]
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A. Rocha, 2012 \u2013 Análise Forense de Documentos Digitais
Estado da Arte
\u2023 Alguns autores tem analisado inconsistências de 
iluminação via reflexos oculares em 
composições envolvendo pessoas
[Johnson & Farid 2007b]
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A. Rocha, 2012 \u2013 Análise Forense de Documentos Digitais
Inconsistências de Iluminação
\u2023 Para a estimação da origem de iluminação em 
uma cena, abordagens tradicionais supõem que 
a superfície:
\u2022 É Lambertiana
\u2022 Tem um valor constante de reflectância
\u2022 É iluminada por uma fonte localizada no 
infinito 
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A. Rocha, 2012 \u2013 Análise Forense de Documentos Digitais
Inconsistências de Iluminação
\u2023 Segundo essas suposições, podemos representar a 
intensidade na imagem como
\u2023 é o valor da constante de reflectância
\u2023 é um vetor de tamanho três apontando na direção da 
origem de iluminação
\u2023 é um vetor de tamanho três representando a superfície 
normal no ponto (x,y) e é o termo representando a 
iluminação constante do ambiente
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I(x, y) = \u21e5(\ufffdU(x, y) · \ufffd\ufffd+A),
\u21e4
~\u21e5
\ufffdU
A
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Inconsistências de Iluminação
\u2023 Nesse modelo simplificado, com quatro pontos 
com a mesma reflectância e superfícies normais 
distintas pode-se
\u2022 achar a direção da luz e
\u2022 termo ambiente
\u2023 Como? Mínimos quadrados
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A. Rocha, 2012 \u2013 Análise Forense de Documentos Digitais
Inconsistências de Iluminação
\u2023 Qual o problema? 
\u2023 Abordagens tradicionais requerem o 
conhecimento de superfícies normais 3D, de 
pelo menos, quatro pontos distintos
\u2023 Muito restritivo com a posse de apenas uma 
imagem 
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A. Rocha, 2012 \u2013 Análise Forense de Documentos Digitais
Inconsistências de Iluminação
\u2023 Para contornar esse problema, [Johnson & Farid 
2005] utilizam uma abordagem desenvolvida por 
[Nillius & Eklundh 2001] 
\u2023 [Nillius & Eklundh 2001] relaxam a restrição de 
reflectância constante em toda a cena e adotam 
o modelo em que a imagem possui regiões 
(patches) com reflectância constante
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A. Rocha, 2012 \u2013 Análise Forense de Documentos Digitais
Inconsistências de Iluminação
\u2023 Isso tem muito sentido para imagens \u201coutdoors\u201d
\u2023 Extensão para mais fontes (imagens \u201cindoors\u201d)
\u2023 Para o funcionamento desta técnica, é necessário a 
intervenção do usuário para marcar contornos de 
oclusão na imagem
\u2023 Contornos de oclusão são bons candidatos para a 
determinação de superfícies normais
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A. Rocha, 2012 \u2013 Análise Forense de Documentos Digitais 69
Imagem Destino (host)
Im
ag
em
 C
om
po
st
a 
(S
pl
ic
ed
)
Direção de Iluminação \u21e51
Direção de Iluminação \u21e52
Inconsistências de Iluminação
©
 A
. R
oc
ha
A. Rocha, 2012 \u2013 Análise Forense de Documentos Digitais
Luz não direcional ou difusa
Luz direcional
~123º
~86º
~98º
~98º
~93º
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Inconsistências de Iluminação
Montagens © A. Rocha
A. Rocha, 2012 \u2013 Análise Forense de Documentos Digitais
Inconsistências de Iluminação
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(a)
(b)
(c) (d) (e) (f)
M
on
ta
ge
m
 ©
 A
. R
oc
ha
A. Rocha, 2012 \u2013 Análise Forense de Documentos Digitais
Análise de Reflexos Oculares
\u2023 Reflexos oculares (peq. brancos na íris) podem nos 
dar pistas importantes em relação a uma 
composição envolvendo pessoas
\u2023 A posição de um reflexo ocular é determinada pela
\u2022 posição relativa da fonte de luz
\u2022 a superfície de reflexão
\u2022 visualizador
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A. Rocha, 2012 \u2013 Análise Forense de Documentos Digitais
Análise de Reflexos Oculares
\u2023 Reflexos oculares podem fornecer informações 
poderosas quanto à forma, cor, localização da 
fonte de iluminação em uma cena
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A. Rocha, 2012 \u2013 Análise Forense de Documentos Digitais
Análise de Reflexos Oculares
\u2023 A lei da reflexão da Física diz que um raio de 
luz reflete a partir de uma superfície em um 
ângulo de reflexão igual ao ângulo de incidência 
medidos em relação a uma superfície normal
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A. Rocha, 2012 \u2013 Análise Forense de Documentos Digitais
Análise de Reflexos Oculares
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Câmera
\u2713i
\u2713r
~U
Fonte de Luz
Modelo Computacional
do Olho
Modelagem e Estimação da
Direção de Iluminação
Localização e Extração de
Características
Imagem para Análise
~V
=
~R
~\u21e5©
 A
. R
oc
ha
A. Rocha, 2012 \u2013 Análise Forense de Documentos Digitais
Análise de Reflexos Oculares
\u2023 Assumindo vetores unitários, a direção do raio 
refletido pode ser escrita em termos da 
direção da luz e a normal de superfície 
\u2023 Assumindo-se um refletor perfeito ( ), 
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\ufffdR
\ufffdU~\u21e5
\u21e5R = \u21e5\ufffd+ 2(cos(\ufffdi)\u21e5U \ufffd \u21e5\ufffd)
= 2cos(\ufffdi)\u21e5U \ufffd \u21e5\ufffd.
\ufffdV = \ufffdR
\u21e5\ufffd = 2cos(\ufffdi)\u21e5U \ufffd \u21e5V
= 2(\u21e5V T \u21e5U)\u21e5U \ufffd \u21e5V .
A. Rocha, 2012 \u2013 Análise Forense de Documentos Digitais
Análise de Reflexos Oculares
\u2023 Com isso, a direção de iluminação pode ser 
estimada a partir da normal de superfície e a 
direção de visualização em um reflexo ocular
\u2023 Problemas?
\u2022 Reflexos oculares são pequenos
\u2022 Ataques contra-forenses possíveis
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\ufffdV
~\u21e5
\ufffdU
Inconsistências 
Estruturais
A. Rocha, 2012 \u2013 Análise Forense de Documentos Digitais
Inconsistências de Compressão
\u2023 Algumas técnicas forenses são desenvolvidas 
com um alvo em específico
\u2023 Normalmente, mudanças estruturais são 
analisadas
\u2023 Ex.: Paletas de cores do formato de imagem GIF
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A. Rocha, 2012 \u2013 Análise Forense de Documentos Digitais
Estado da Arte
\u2023 [Popescu & Farid 2004b] analisam os efeitos de 
dupla quantização de imagens codificadas em 
formato JPEG
\u2023 Dupla quantização não implica ato malicioso
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A. Rocha, 2012 \u2013 Análise Forense de Documentos Digitais
Detecção de Dupla Compressão
\u2023 Dupla quantização pode ser representada como 
uma sequência de três passos
\u2022 Quantização de um sinal com um Passo b
\u2022 De-quantização com Passo b
\u2022 Quantização com Passo a
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A. Rocha, 2012 \u2013 Análise Forense de Documentos Digitais
Detecção de Dupla Compressão
\u2023 Se a/b não resulta em um valor inteiro, a dupla 
quantização insere artefatos periódicos no sinal
\u2023 Hipótese: a dupla quantização JPEG introduz 
artefatos específicos não presentes em imagens 
comprimidas uma única vez
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A. Rocha, 2012 \u2013 Análise Forense de Documentos Digitais
Detecção de Dupla Compressão
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Sinal original gerado por uma Gaussiana padrão
Quantização com Passo 2
Dupla quantização. Passos 3 seguido de 2
Quantização com Passo 3
Dupla quantização. Passo 2 seguido de 3
© A. Popescu
A. Rocha, 2012 \u2013 Análise Forense de Documentos Digitais
Detecção de Dupla Compressão
\u2023 [Popescu & Farid 2004b] propõem uma 
abordagem para detectar os \u201cpicos\u201d e \u201cvales\u201d
\u2023 O algoritmo consiste em estimar a matriz de 
quantização JPEG
\u2023 Após a estimativa busca-se por \u201cpicos\u201d e \u201cvales\u201d 
nos histogramas dos sinais
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A. Rocha, 2012 \u2013 Análise Forense de Documentos Digitais
Detecção de Dupla Compressão
\u2023 Quais os problemas com a detecção de dupla 
quantização JPEG?
\u2022 Recorte
\u2022 Compressões de alta qualidade seguidas de 
compressões de baixa qualidade
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Acabou?
A. Rocha, 2012 \u2013 Análise Forense de Documentos Digitais
Abordagens Adicionais
\u2023 Autenticação de imagens
\u2022 Dada uma imagem, queremos dizer apenas se 
esta é autêntica, ou seja, é idêntica à imagem 
que foi capturada ou se sofreu qualquer 
modificação 
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A. Rocha, 2012 \u2013 Análise Forense de Documentos Digitais
Abordagens Adicionais
\u2023 [Kee & Farid 2010]