4 Minutės
Triukšmu užkoduoto apšvietimo (NCI) koncepcija: pažangi video autentiškumo patikra
Dirbtinio intelekto generuojami ir manipuliuoti vaizdo įrašai tapo beveik neatskiriami nuo tikro turinio, todėl tai kelia rimtų iššūkių žurnalistams, teismo ekspertams ir visuomenei. Kornelio universiteto mokslininkai sukūrė naujovišką metodą – triukšmu užkoduotą apšvietimą (NCI), kuris leidžia šviesos srauto svyravimuose slaptai įterpti laiko žymes turinčius vandens ženklus. Ši technologija, pristatyta SIGGRAPH 2025 konferencijoje ir aprašyta ACM Transactions on Graphics, siekia suteikti turinio tikrintojams pranašumą – koduotus apšvietimo signalus, kuriais klastotojai negali lengvai pasinaudoti ar juos atkartoti.
Vaizdo įrašų forensika ilgą laiką rėmėsi informacijos asimetrija: forensikos metodai privalo naudoti signalus, kurių oponentai negali lengvai aptikti ar modeliuoti. Tradicinės skaitmeninio vandens ženklo technologijos ar kontrolinės sumos gali aptikti failo pakeitimus, tačiau jos turi apribojimų – pavyzdžiui, reikia valdyti fiksavimo įrenginį, turėti pirminį failą arba nesuprasti skirtumo tarp nekenksmingų ir kenksmingų pakeitimų. NCI sprendžia šiuos trūkumus perkeldama žymėjimą iš failo bitų lygio į apšvietimo modelius, kurie žmogui nematomi, tačiau juos galima atkurti naudojant specialius algoritmus.
Triukšmu užkoduotas apšvietimas: principas ir veikimas
NCI sistema įveda vos juntamus, pseudoatsitiktinius šviesos pokyčius į paprastas šviesos šaltines, tokius kaip monitorių ekranai ar kambario lempos. Nedidelė programinė įranga moduliuoja šviesos įrenginio spinduliuotę pagal slaptus kodus, sukurdama laiko žymėmis pažymėtų, žemos kokybės atskaitos vaizdo įrašų rinkinį – vadinamuosius kodinius vaizdo įrašus. Jie atspindi, kaip scena atrodytų esant subtiliai skirtingoms apšvietimo moduliacijoms ir tarnauja kaip įtikinamas originalumo įrodymas.
Kai vaizdo įrašas yra manipuliuojamas, pakeistos sritys dažniausiai nesutampa su apšvietimo parašais, užkoduotais visuose kodiniuose vaizdo įrašuose. Lygindama įrašytą medžiagą su visų kodinių įrašų rinkiniu, sistema automatiškai aptinka neatitikimus ir fiksuoja klastojimo faktą. Dėl to, kad modulation primena natūralų triukšmą, tai išlieka nepastebima tiek žmogui, tiek pagrindinėms automatizuotoms priemonėms, o atrakinama tik turint slaptą kodą. Šis metodas gali būti įdiegtas monitoriuose, išmaniosiose lempose, arba integruotas į esamas lempas naudojant specialų valdiklį.
Patikimumas, atsparumas ir vaidmuo forensikoje
Kornelio komanda ištestavo NCI prieš įvairias manipuliacijas: laiko keitimą, vaizdo montažus, taip pat AI generuotus deepfake vaizdus. Metodas išsaugojo patikimumą net ir realiomis sąlygomis: judant objektui ar kamerai, keičiant apšvietimą, taikant skirtingą vaizdo suspaudimą, skirtingoms aplinkoms ir situacijoms.
Kadangi vandens ženklas apima kelis kodinius vaizdo įrašus, klastotojui reikia sukurti suderintą, nuoseklų klastočių rinkinį, kad galėtų apgauti sistemą. Tai gerokai apsunkina darbą ir reikalauja daug daugiau resursų, taip atkuriant informacijos asimetriją naudos gavėjų pusėje.
Mokslininkai pažymi, kad nė viena technologija nėra visapusiška. NCI buvo sukurta kaip papildomas forensikos sluoksnis, puikiai derantis su kitais autentiškumo tikrinimo įrankiais, tokiais kaip metaduomenų analizė, aparatinės įrangos autentifikacija ar kilmės registrai. Esminis šios technologijos privalumas – galimybė įterpti autentifikavimo signalus į pačią aplinką, o ne vien į failą, kas leidžia tiksliau atsiskirti nekenksmingą redagavimą nuo kenksmingų pakeitimų.
Ekspertų požiūris
Projekto vadovas pabrėžė, kad šiuolaikinių dirbtinio intelekto modelių ir plačiai prieinamo vaizdo redagavimo įrankių laikais įrašą laikyti neginčijamu įrodymu nebegalima. Įterpdami vandens ženklus tiesiai į apšvietimą, mokslininkai tikisi padėti lengviau atskleisti manipuliacijas ir sumažinti priklausomybę nuo kamerų ar vienos rūšies patikros metodų.
Susijusios technologijos ir ateities perspektyvos
Triukšmu užkoduotas apšvietimas papildo naujausias autentiškumo nustatymo ir kovos su deepfake tyrimų sritis. Jis yra artimas kamerų identifikavimo, jutiklių triukšmo analizės ir aktyvios autentifikacijos metodams, siekiantiems užtikrinti turinio kilmę. Ateityje NCI galima pritaikyti platesnėms apšvietimo sistemoms, optimizuoti kodavimo efektyvumą ir neperceptyvumą žmonėms, integruoti į redakcijų ar archyvų darbo srautus.
Ilgalaikėje perspektyvoje ši technologija žada sustiprinti medijos atsparumą klastotėms: dalį autentifikavimo perkelti į fizinę aplinką ir įvairinti signalus, įrodančius vaizdo įrašo autentiškumą. Kai generatyvinės neuralinės sistemos tobulėja, kelių sluoksnių gynyba – nuo kriptografinės kilmės iki aparatinių ir fizinių ženklų – bus būtina siekiant išlaikyti pasitikėjimą vizualiniais įrodymais.
Išvada
Triukšmu užkoduotas apšvietimas – tai nauja, šviesos pagrindu kuriamų vandens ženklų klasė, galinti atskleisti manipuliuotus vaizdo įrašus subtiliomis apšvietimo moduliacijomis ir laiko žymėmis pažymėtais kodiniais vaizdo įrašais. Kornelio universiteto tyrimais įrodyta, kad NCI efektyviai išlaiko informacijos asimetriją, apsunkina klastojimą ir tampa svarbiu, fizika grįstu autentiškumo užtikrinimo įrankiu, kuris gali tapti kertiniu įrankiu gynyboje nuo vis realesnės sintetinės medijos raidos.
Šaltinis: arstechnica
Komentarai