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디지털 동영상의 위, 변조 분석 연구
이 보고서는 한국연구재단(NRF, National Research Foundation of Korea)이 지원한 연구과제( 디지털 동영상의 위, 변조 분석 연구 | 2010 년 신청요강 다운로드 PDF다운로드 | 이정범(한양여자대학교) ) 연구결과물 로 제출된 자료입니다.
한국연구재단 인문사회연구지원사업을 통해 연구비를 지원받은 연구자는 연구기간 종료 후 6개월 이내에 결과보고서를 제출하여야 합니다.(*사업유형에 따라 결과보고서 제출 시기가 다를 수 있음.)
  • 연구자가 한국연구재단 연구지원시스템에 직접 입력한 정보입니다.
연구과제번호 G00050
선정년도 2010 년
과제진행현황 종료
제출상태 재단승인
등록완료일 2011년 05월 17일
연차구분 결과보고
결과보고년도 2011년
결과보고시 연구요약문
  • 국문
  • The development of digital technology is a new feature in the field has expanded image processing. In particular, digital images, using the necessary tools to deal with the environment becomes easier, as the technology improves the user's advantage is hard to distinguish the authenticity of the image will become more sophisticated, and the incense, is expected be made continuously. At present, these problems no longer overlook the problems that cannot. Fortunately for solving these problems led to some of the efforts and the results of this research paper has been announced is a fact. In spite of, the concerns of the points so far, most still images, such as photographs or illustrations is that in the confined. The modulated video will also enhance the likelihood of occurrence should be noted. Already broadcast dramas, movies, CF, etc. are made completely by the modified video, video of professional monopoly away from too easily and seamlessly to the general public be able to manage the day is caused by far. Pictures in a few years after the introduction of the digital environment, anyone can easily manipulate photo images that point considering the current pace of development of the technology when you view the above, compared to the social problems caused by the modulated video must.
    In this study, the above could incense, modulated digital video to identify and analyze criteria for the proposed method.
  • 영문
  • 디지털 기술의 발달은 이미지 처리 분야를 획기적으로 확대하는 새로운 장이 되었다. 그러나 그 이면에는 전문가조차도 위, 변조를 분간하기 어려울 정도의 정교한 편집 작업이 가능하게 되었다는 새로운 문제를 발생시켰다. 이는 우리가 일상생활에서 주로 접하게 되는 광고 이미지는 물론이거니와 나아가 불손한 목적을 지니고 제작된 이미지에서 확인할 수 있다. 각종 관급 공사의 심의를 받기 위해 진행되지도 않은 공사를 진행 과정 혹은 진행 완료된 것으로 조작하여 보고하는 행위는 이미 언론 매체를 통해 그 사실이 확인된 바 있으며, 제출된 이미지의 진위 여부를 완벽하게 구분해 내지 못하는 현재의 상황 역시 문제점으로 제시된 바 있다. 특히, 디지털 이미지를 다루기 위해 필요한 도구의 사용 환경이 쉬워지고, 사용자의 활용 기술이 향상됨에 따라 진위여부를 구분하기 어려운 이미지는 향 후 더욱 정교해질 것이며, 지속적으로 제작될 것으로 판단된다. 이러한 문제는 현 시점에서 더 이상 간과할 문제가 아니라고 할 수 있다. 다행스러운 점은 이러한 문제를 해결하기 위한 몇몇의 노력이 연구로 이어지고 있으며 그 결과가 논문을 통해 발표되고 있다는 사실이다. 그럼에도 불구하고 우려되는 점은 지금까지의 연구 대부분은 사진 또는 삽화와 같이 정지영상에 국한되어 있다는 점이다. 사진의 신뢰도가 흔들리게 된 계기가 디지털 환경의 도입이었다는 점을 근거로 하여 볼 때, 위, 변조된 동영상 역시 발생 가능성이 높아질 것이라는 점에 주목하여야 한다. 이미 방송드라마, 영화, CF등에서 완벽하게 합성되거나 수정된 동영상이 제작되고 있는 만큼, 동영상 역시 전문가의 전유물에서 벗어나 일반인이 쉽고 완벽하게 다룰 수 있게 될 날이 멀지 않았기 때문이다. 사진에 디지털 환경이 도입된 후 불과 수년 만에 누구나 쉽게 사진 이미지를 다룰 수 있게 되었다는 점과 현재의 기술 발전 속도를 고려하여 볼 때 위, 변조된 동영상으로 인한 사회적 문제에 대비하여야할 것이다.
    특히, 사진과 동영상이 진실에 대한 절대적인 신뢰를 바탕으로 사건 해결을 위한 증거로서의 역할을 다하고 있는 현 시점에서, 위, 변조 기술의 발달로 인하여 사진의 신뢰도가 떨어지고 있는 만큼, 동영상 역시 위, 변조가 불가능할 것이라는 믿음이 언제 사라질지 모르는 상황에 이르렀다. 이는 현재 수많은 사건을 해결하는 과정에서 결정적인 증거물로 채택되고 있는 CCTV는 물론이거니와 UCC를 통해 전달되는 다양한 종류의 영상물 역시 예외가 될 수 없다. 이미 인터넷을 통해 공공연하게 등장하는 패러디 사진의 경우 한 장의 이미지로서 단순한 사건 또는 문제에 대한 풍자에 그치고 있으나, UCC등을 통해 등장하고 있는 합성 또는 조작된 동영상의 경우 그 진실성에 대해 새로운 문제를 야기하기 시작했기 때문이다. 이는 동영상이 지니고 있는 사실성과 동영상을 합성하는 기술이 아직은 일반화 되지 않았기 때문에 발생하는 문제이기도 하다. 특히 사진의 경우 한 장의 사진을 오랫동안 분석할 수 있기 때문에 일반인도 조금만 집중해서 분석할 경우 합성 또는 위조의 흔적을 어렵지 않게 찾아낼 수 있으나, 동영상의 경우 매 초당 30장의 사진을 봐야하므로 인간의 시지각으로는 각 프레임에 남아있을 수 있는 조작의 흔적을 찾는 것이 거의 불가능하기 때문이다. 이 경우에는 동영상의 각 프레임을 분리해서 분석할 수 있는 기술과 분석 방법에 대한 준거가 마련되어야 하며, 동영상 역시 픽셀 구조로 이루어진 스틸사진과 영상 생성 동일하므로 새로운 분석 방법에 앞서 스틸 사진의 분석 방법을 적용해 보는 것이 필요하다.
    디지털 동영상의 위, 변조 분석은 21세기 영상 산업 발달에 의한 산출물의 진위 여부를 가려내기 위한 연구이며, 본 연구에서는 향 후 발생하게 될 위, 변조된 디지털 동영상을 구분하기 위한 준거와 분석 방법 가운데, 각 픽셀에 발생하는 보간을 분석의 틀로 하여 동영상을 분석하기위한 방법을 제안하고자 한다.
연구결과보고서
  • 초록
  • 2009년 대검찰청(www.spo.go.kr)의 영상 감정 규정에는 위, 변조된 디지털 이미지의 범위를 다음과 같이 정의하고 있으며, 과학수사와 관련하여 문제가 발생되고 이를 분석하여야 할 대상으로 모든 형태의 이미지를 포함하고 있다.
    “범죄수사와 관련된 아날로그사진, 디지털사진, 아날로그 CCTV 테이프, 디지털 CCTV(통칭 DVR)영상물 자료, VHS 일반 테이프, CD 등의 영상물에서 필요한 지식이나 증거를 제공하기 위하여 사진이나 영상물의 합성․조작여부 및 인물 등의 식별, 동일인 여부, 문자 또는 물체 등의 식별, 기타 필요한 사항에 대해 과학적인 실험 및 관찰을 통하여 분석, 검사, 감정하는 것을 말한다.”
    감정의 범위는 7가지로 구분되어 있으며, 이 가운데 이미지 위, 변조와 관련한 사항은 “사진의 합성․조작 여부”, “영상물의 화질개선, 합성․조작 여부”, “기타 영상학․사진학적 감정이 필요한 사항”의 3가지 사항이 해당한다. 그러나 감정 범위에 속하는 디지털 이미지의 구체적 감정 방법에 대한 구체적 기준이 정립되어 있지는 않으며 이는 감정기간의 연장에 따른 금전적, 시간적 손실을 초래할 수 있다.
    2009년 대검찰청 컴퓨터범죄 관련 유형별 처리현황 통계<표1>를 기준으로 전자문서 관련 범죄의 증가율이 매년 증가하고 있다는 사실을 근거로 하여 볼 때, 디지털 이미지관련 분석 준거의 정립 및 분석도구의 개발이 시급한 실정이다.
    디지털 이미지의 위, 변조 분석 기법의 경우 관련 연구의 상업적 접근이 매우 어렵다는 문제를 포함하고 있다. 이미 디지털 이미지 관련 범죄가 꾸준히 증가하고 있는 상황임에도 불구하고 연구 및 결과를 위한 기초 기반 인프라가 형성되고 있지 못한 상황은 IT강국이라는 명성을 얻고 있는 국가로서 경쟁력을 높여야 할 필요가 있다.
  • 연구결과 및 활용방안
  • 진행된 연구의 결과를 종합해 볼 때, 다음과 같은 결론을 내릴 수 있다.
    첫째, 합성된 디지털 동영상의 위, 변조 여부를 분석하기 위하여 디지털 사진의 분석 방법과 같은 보간을 근거로 한 분석 방법은 디지털 이미지를 분석 한다는 점에서 사진과 영상을 구분하지 않고 적용이 가능하다는 점이다. 이미지의 형식과 사용도구가 다르다고 해서 디지털 이미지가 지니고 있는 고유의 데이터 처리 방식에는 변화가 발생하지 않기 때문이다. 이는 디지털 동영상을 분석하기 위한 새로운 접근법을 모색하기보다는 디지털 이미지라는 커다란 범주 안에서 분석 가능한 방법을 적용하는 것이 무엇보다 의미가 있기 때문이다. 즉, 기존의 디지털 사진과 동일한 분석의 틀을 디지털 동영상에 적용하고 분석해보는 과정은 이전의 실험에서는 적용하지 못하였던 새로운 시도라고 할 수 있다.
    둘째, 디지털 동영상의 위, 변조를 구분할 수 있는 도구개발과 함께 디지털 이미지의 영역을 분류하지 않는, 일반적으로 분석이 가능한 도구에 대한 적용 및 검증 실험이 병행되어야 한다. 대부분의 분석 기준이 절대적인 분석기준이 아닌 만큼 새로운 분석도구의 개발이 중요하기는 하지만 기존의 분석도구를 다양한 매체에 적용하고 검증하는 과정 역시 중요하기 때문이다.
    셋째, 본 연구에서 적용하였던 IDA (Interpolation Detection Algorithm)의 핵심이 되는 EM (Expectation Maximization) Algorithm 및 Probability Map의 결과 제시 방법에 기인하는 분석 결과의 정량화에 대한 문제점은 아직까지 해결해야 할 문제로 남아있으며, 검증 결과의 정량화를 위한 후속 연구를 진행하고 있는 만큼 긍정적 결과를 기대할 수 있을 것이다.
    넷째, 디지털 동영상과 관련된 기술의 보급과 발전 속도를 고려하여 볼 때, 현재는 사진에 머무르고 있는 위, 변조의 영역이 머지않은 시점에 동영상을 넘나들며 간단한 조작으로 정교하게 조작된 영상을 생산할 수 있게 될 것이다. 이러한 관점에서 볼 때 동영상의 위, 변조 분야 역시 먼 훗날 발생하게 될 아직은 현실과 멀리 떨어져있는 개념이라는 의식에서 벗어나 동영상의 위, 변조를 분석하기 위한 시도가 지속적으로 이어져야 할 것이다.
    현재, 컴퓨터 그래픽스 기술의 발달은 실제 촬영이 어려운 장면의 연출이 가능하도록 하여 콘텐츠 제작자의 상상력을 가시화할 수 있게 되었다. 특히 TV, 영화, 게임, 광고, 교육, 의료 등 실생활 전반에 영향을 미칠 수 있는 모든 분야에 적용되면서 새로운 문화 창출의 도구로 활용되고 있다. 새로운 콘텐츠 제작 기법의 도입은 현실과 구분할 수 없을 정도의 콘텐츠 생성이 가능하게 도왔으며, 이로 인하여 발생할 수 있는 사회적 문제를 방지하기 위해 DRM등의 분야에서 활발한 연구가 진행되고 있다. 그럼에도 불구하고 모든 콘텐츠에 이러한 기술을 적용하는 것은 많은 시간과 비용을 투자해야 한다는 문제가 발생하여 실제로 모든 콘텐츠에 이를 적용하는 것이 쉽지 않다. 이를 근거로 하여 상기와 같은 기술을 적용하지 않고 위, 변조된 디지털 이미지를 분석할 수 있는 도구의 개발이 시급하다. 본 연구의 결과는 현재 세계 최고 수준의 인프라를 갖추고 있는 국내 IT기술과 디지털 기술 및 디지털 콘텐츠의 기획, 제작, 연구, 개발 등의 발전에 기인하여 지속적으로 증가하고 있는 디지털 이미지관련 사건 해결의 중추적 역할을 담당할 것으로 기대한다.
  • 색인어
  • Sequence Image, Interpolation, Moving Picture Fakery
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