Αναγνώριση βίντεο, με εφαρμογές στα συστήματα ασφαλείας

Abstract

Οι πρόσφατες εξελίξεις στα φορητά συστήματα καταγραφής βίντεο και η ευκολία πρόσβασης σε αυτά έχουν οδηγήσει στην αύξηση των βίντεο που μεταδίδονται καθημερινά στο διαδίκτυο. Αυτό έχει επηρεάσει σημαντικά το ρυθμό επέκτασης του διαδικτύου των πραγμάτων με την προσθήκη φθηνών συστημάτων ασφαλείας για την καταγραφή και μετάδοση βίντεο. Τέτοια συστήματα συχνά έχουν χαμηλές προδιαγραφές ασφαλείας παρά το γεγονός ότι χρησιμοποιούνται για να παρέχουν δικαστικά τεκμήρια εγκλήματος. Εγκληματίες μπορούν εύκολα να αποκτήσουν πρόσβαση, να κλέψουν και να πλαστογραφήσουν βίντεο στο σημείο όπου πολλές φορές να είναι αδύνατη η διάκριση ενός αυθεντικού βίντεο από ένα πλαστό. Επιπλέον, οι εξελίξεις στον τομέα της μηχανικής μάθησης έχουν οδηγήσει στην αύξηση ψηφιακά δημιουργημένων βίντεο γνωστών ως Deep Fakes με στόχο τον εξευτελισμό, τη δολιοφθορά, απειλή και προπαγάνδα σε κάθε τομέα της σύγχρονης ζωής, κοινωνικό, πολιτικό και στρατιωτικό. Όπως είναι αναμενόμενο, η ακεραιότητα ενός βίντεο δε μπορεί να θεωρηθεί δεδομένη και πρέπει σε πολλές περιπτώσεις να ελέγχεται. Η επιστήμη της Δικανικής Υπολογιστών έχει προτείνει αρκετές μεθόδους, ενεργητικές και παθητικές, για την προστασία και απόδειξη της ακεραιότητας των βίντεο στην πηγή ή κατά την απόκτηση. Ωστόσο, η ανάγκη για πιο ακέραιες και αποδοτικές μεθόδους αυξάνεται παράλληλα με το μέγεθος και τον αριθμό των βίντεο και καθώς οι αλγόριθμοι συμπίεσης γίνονται συνεχώς πιο αποδοτικοί. Στόχος της παρούσας μεταπτυχιακής διατριβής είναι να προτείνει μία νέα μέθοδο αναγνώρισης πλαστογραφίας, βασισμένη στα χαρακτηριστικά της Πυκνής Οπτικής Ροής. Η συγκεκριμένη μέθοδος εφαρμόζεται σε ένα Raspberry Pi 4B στοχεύοντας στην προσομοίωση ενός περιβάλλοντος διαδικτύου των πραγμάτων, με μία συσκευή χαμηλού κόστους, ικανή να αναγνωρίσει πλαστογραφία σε στατικά βίντεο συστημάτων ασφαλείας. Το τελικό εργαλείο ελέγχεται χρησιμοποιώντας δύο σύνολα πλαστών βίντεο και αποδεικνύει ότι η μέθοδος είναι ικανή να αναγνωρίσει πλαστογραφίες μέσω αντιγραφής με αναδιάταξη, εισαγωγής και διαγραφής ενώ είναι ανθεκτική σε μέτρια ποσοστά συμπίεσης και θορύβου. Ολοκληρώνοντας, η μεταπτυχιακή διατριβή προτείνει μία μεθοδολογία για την αυτοματοποίηση της ανίχνευσης όπως επίσης παραθέτει προτάσεις για μελλοντική έρευνα.