Individuazione della motointerpolazione in sequenze video

Nowadays, considering the availability of relatively cheap video cameras and powerful user-friendly editing software, video tampering is a quite easy task. Although good forgeries may leave no visual clues, if they involve non invertible operations they inevitably leave some footprints. As an example, the statistical correlations between the frames of the video sequence or between the pixels of the individual frames may be altered. A typical video tampering operation is temporal splicing, that consists in appending a video sequence to another one. However, if the sequences spliced together do not share the same frame rate, they have to be temporally interpolated beforehand. This operation is often made using motion compensated interpolators, which introduce less visual artifacts. The purpose of the thesis is to propose a detector for this kind of interpolation. Moreover, the detector is capable to identify the used interpolation factor, allowing to uncover the original frame rate of the sequence. This method relies on the analysis of the temporal correlation introduced by the interpolators. A sizeable series of tests have shown that the detector accuracy is high in standart test condition. In addition the detector has been tested in order to check its robustness in different conditions: decreasing the number of sequence frames, decreasing the dimensions of the frames and using coded video sequences. Finally the detector has been used to identify the presence of slow motion parts into real video sequences from TV broadcasts.

Oggigiorno, considerando la disponibilità di videocamere relativamente economiche e di potenti software di video editing, la manomissione e l'alterazione di sequenze video è divenuta abbastanza semplice. Sebbene tali manomissioni, se di buona qualità, non siano percebili visivamente, qualora comportino operazioni non invertibili si tradurranno inevitabilmente in qualche traccia all'interno della sequenza stessa. Ad esempio le correlazioni statistiche fra i frame della sequenza o fra i pixel dei singoli frame possono essere alterate. Un esempio abbastanza comune di manomissione consiste nel produrre una singola sequenza video legando fra loro due sequenze diverse. Se le due sequenze da unire non hanno il medesimo frame rate, si rende necessaria la moto-interpolazione preliminare di una o di entrambe le sequenze. Questo solitamente viene fatto mediante interpolatori moto-compensati, i quali consentono minimizzare gli artefatti visivi. Lo scopo della tesi è proporre un detector per questa tipologia di interpolazione che non solo è in grado di individuare la presenza o meno di moto-interpolazione in una certa sequenza video, ma anche di identificare il fattore di interpolazione utilizzato e quindi di risalire al frame rate originario della sequenza. Tale metodo si basa sull'analisi della correlazione temporale fra frame adiacenti introdotta dai moto-interpolatori. Una serie considerevole di test effettuati in condizioni controllate ha mostrato che il detector gode di un'elevata accuratezza. Al fine di verificare la robustezza del detector in relazione a vari scenari sono stati eseguiti test aggiuntivi al diminuire del numero di frame della sequenza, al diminuire delle dimensioni dei frame e utilizzando sequenze video compresse. Infine sono state valutate le performance del detector nell'individuare parti in slow motion all'interno di sequenze video reali provenienti da trasmissioni televisive.