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等不到列文虎克再世,如何科学地鉴别“毫无P

来源BBC Future
作者Tiffanie Wen
翻译SME科技故事
人们常说耳听为虚,眼见为实,但如果照片是伪造的呢?有很多方法可以识别出伪造的照片——只要你足够细心。下面这张照片看上去就是两个人站在建筑物外面,其中一个人似乎在给另一个递东西。
再仔细看看,你可能会发现真相并不简单。
穿帮的证据往往藏匿于图像深处,但对汉尼·法里德(Hany Farid) 来说,这些证据散落特定的细节里——比如窗户反射光的方向不对,影子也没有对齐。
研究表明,不管我们认为自己有多火眼金睛,大多数人还是很不擅长识别假照片的。然而作为图像分析领域的行家里手,法里德有着独特的技巧,他细致入微的观察,让再难以被察觉的篡改痕迹也可能无处遁形。
经过多年的修炼后,他掌握了一个诀窍,那就是观察照片里人眼中的光。他说: “当两个人站在同一张照片里时,我们可以看到他们眼睛里的光源(如太阳或闪光灯)的反射。反射光的位置、大小和颜色告诉我们光源的位置、大小和颜色。如果两者特性不一致,这张照片就可能是合成的。”
另一个破绽可能是人耳的颜色。如果太阳在身后,人耳从前面看起来就是红色的,这是散射的缘故,如果光线来自前面,你就看不到耳朵的红色。
但是法里德还有更科学的武器。作为达特茅斯学院计算机科学系主任,他一直在研究如何鉴别在数十年前就被处理过的照片。
有些假照片很容易辨认,美国总统的高尔夫俱乐部放着的这本《时代》杂志就是假的。
以影子为例。如果你从照片中阴影的边缘画一条线,延伸到一个产生阴影物体上的点,通过追踪这条线,你就可以找到光源的位置。如果你在阴影上画出好几条这样的线,那么它们应该是相交于一点的。
如果照片被篡改过,照片中某些物体的阴影可能与照片其余部分的光源不匹配。这种方法可以识别那些后期添加了元素的照片。
前文照片露出的就是这样的破绽。通过从人或物体上画出一条线来模拟反射光的路径,它们应该聚在一点上。如果没有,那就说明照片可能被篡改了。
在当今世界,虚假图像对从政治到医学的各个领域都有影响。
“有竞选的地方就会有假照片。” 法里德说,“为了让竞选人更好看,修改照片是常有的事。竞选团队可能会添加一些多种肤色的人群到照片里去,让竞选人看起来不会像个种族主义者,他们也会通过合成照片来抹黑竞争对手。”
当2004年总统大选期间,一张这样的照片被揭露:竞选人和越战老兵约翰 · 克里(John Kerry)坐在简 · 方达(Jane Fonda)的旁边,参加一场1970年的反战集会。这张照片曾被多家知名报纸刊登,也在网上广泛流传。然而,这张照片在后来被证明由两张照片合成。
这张政治家约翰 · 克里(John Kerry)的照片被伪造以误导选民
伪造照片当然不是个新鲜事儿,BBC也曾报道过这种普遍的现象。2012年,飓风“桑迪”肆虐时,BBC发布了一份伪造飓风照片指南。你很可能已经看过一张暴风下的自由女神像的照片,这确实很壮观,但可惜也是假的。BBC专栏作家罗斯·伊芙乐斯(Rose Eveleth) 也曾聊到过照片影响人们记忆的方式。
2012年飓风桑迪袭击纽约时,这张被修改的照片便开始在网上传开
事实上,修改过的照片在摄影技术诞生之初就已出现。甚至连美国总统林肯的肖像也被许多人认为是一幅合成画像,他们认为林肯的头被移到了另一位政治家的身体上。而随着数码相机和照片编辑软件的普及,这个问题则变得空前棘手。
即使是政府也不会放过发布假图片的机会——伊朗曾公布了一张2008年导弹试验的照片,其中一枚导弹可能没有发射成功,一个发射失败的发射架被剔除了。当政府用他国照片作为国防决策依据的时候,其真实性务必要核实,法里德警告说。
美国国防部高级研究计划局(DARPA)正在尝试开发一种工具,以自动检测图像和视频的伪造,并评估其真实性。法里德是DARPA下属团队的研究员,他和凯文·康纳(Kevin Conner)在2011年共同创办了图像分析公司 Fourandsix。他们已经注册了一个叫izitru的工具,它可以查看文件的组成,并帮助判断图像是否直接来自摄像头。
入职Adobe 16年、主攻 Photoshop产品的康纳说: “这项技术还没有发展到可以随机输入一张图就能告诉你答案的阶段,这也许很难实现,但也正是 DARPA 正在努力的方向。”
文章来源:《中华耳科学杂志》 网址: http://www.zhekxzz.cn/zonghexinwen/2021/0814/433.html