PHÁT HIỆN ẢNH GIẢ MẠO DỰA TRÊN SỰ KHÁC BIỆT
HƯỚNG NGUỒN SÁNG
3.1 Giới thiệu
Vấn đề ước lượng hướng nguồn sáng là một lĩnh vực nghiên cứu lớn của
thị giác máy tính. Trong phần này sẽ mô tả bài toán, đề xuất giải pháp và sau đó
sẽ trình bày cách thức để loại bỏ các yếu tố ngoại cảnh, làm đơn giản hóa các
điều kiện để hạn chế những phức tạp trong quá trình xử lý.
3.2 Các loại nguồn sáng
Ý tưởng phát hiện ảnh giả mạo ở trên là dựa vào nguồn sáng, tuy nhiên
thuật toán này không áp dụng giống nhau cho tất cả các loại nguồn sáng được.
Trong nguồn sáng đơn chúng ta lại chia thành hai loại: nguồn sáng ở rất xa
(xa vô hạn) và nguồn sáng ở gần.
3.3 Ước lượng hướng chiếu nguồn sáng
3.3.1 Ước lượng hướng chiếu của nguồn sáng
Phần này trình bày thuật toán ước lượng tự động hướng chiếu của nguồn
sáng đối với một ảnh đơn. Thuật toán gồm ba bước. Đầu tiên tìm ra những
đường có khả năng là biên khuất với xác suất cao nhất. Sau đó với mỗi đường
biên khuất chúng ta sẽ ước lượng véc-tơ chỉ hướng chiếu của nguồn sáng theo
mô hình bóng đổ. Cuối cùng các ước lượng đó được đưa vào mô hình mạng
Bayet để tìm một ước lượng thích hợp nhất cho hướng chiếu của nguồn sáng.
Điều kiện là đối tượng phải có bề mặt Lambertian, đồng thời toàn bộ bề mặt có
hệ số phản chiếu là
hằng số.
3.3.2 Tìm những đường có khả năng là biên khuất
Nhiệm vụ của bước này là tìm ra những đường có khả năng là biên khuất.
Có thể không tìm ra chính xác biên khuất nhưng cũng phải đưa ra những đường
đủ tốt cho bước tiếp theo.
Thuật toán phát hiện cạnh Canny gồm 6 bước như sau:
Bước 1: Bước đầu tiên trong thuật toán phát hiện cạnh Canny là khử nhiễu
và làm phẳng ảnh ban đầu trước khi cố gắng xác định và định vị bất kỳ một
cạnh nào đó.

n chuỗi cạnh mà có thể hoặc không là biên khuất. Để có thể tìm ra biên khuất
chính xác từ tập hợp n chuỗi đó ta cần chú ý một điều là đối với đường biên
khuất chính xác, nói chung sẽ có hiệp phương sai nhỏ hơn và phù hợp với mô
hình hơn là những đường không chính xác.
3.4 Nguồn sáng ở vô tận (3-D)
Hướng chuẩn hóa cho việc ước lượng hướng nguồn sáng bắt đầu từ việc
xây dựng một số giả thuyết đơn giản:
+ Bề mặt của đối tượng phản xạ ánh sáng đẳng hướng (bề mặt Lambertian)
+ Bề mặt của đối tượng có một hằng số phản xạ
+ Bề mặt được chiếu bởi nguồn sáng điểm ở xa vô hạn
+ Góc giữa bề mặt và hướng của nguồn sáng trong khoảng từ 0 đến 90 độ
Với những giả thuyết như vậy, mật độ ảnh có thể được mô tả bởi:
I
(
x , y
)
=R
(
⃗
N
(
x , y
)
.
⃗
L
)
+A(3.14)
Với:
+ R là hằng số phản xạ

¿
có thể được ước lượng một cách trực tiếp từ ảnh (hình 12b).
Hình 12: Mô hình minh họa cho: Nguồn sáng vô tận (3-D), Nguồn sáng vô
tận (2-D), và nguồn sáng cục bộ (2-D). Trong trường hợp 2-D, thành phần z của
bề mặt
⃗
N
bằng 0. Không giống trường hợp nguồn sáng vô tận, hướng của
nguồn sáng (
⃗
L¿
biến đổi từ bên này qua bên kia của bề mặt hình cầu