국내 연구진이 영상 내 색상 정보와 주파수 정보를 함께 활용하는 인공지능(AI) 엔진 기술을 학계 처음으로 개발했다. 위·변조 탐지 기술 정밀도와 정확도를 크게 높이고 편집 변형도 탐지할 수 있게 했다.
한국과학기술원(KAIST)은 이흥규 전산학부 교수팀이 새로운 AI 구조와 학습 방법론 등으로 영상 이미지 위변조 탐지 소프트웨어(SW) '카이캐치' 2.1 버전을 개발했다고 13일 밝혔다.
카이캐치는 '이상 유형 분석 엔진'과 '이상 영역 추정 엔진'으로 구성된다. 이상 유형 분석 엔진은 블러링, 노이즈, 크기 변화, 명암 대비 변화, 모핑, 리샘플링 등을 탐지한다. 이상 영역 추정 엔진은 이미지 짜깁기, 잘라 붙이기, 복사 붙이기, 복사 이동 등을 탐지한다.
기존 기술은 그레이 스케일(회색조)로 이상 유무를 탐지했으나, 분석 신호 표현력이 낮고 탐지 오류가 많아 위·변조 여부 판정에 어려움이 많았다. 개발 기술은 색상 정보와 주파수 정보를 함께 활용해 정밀도와 재현율이 크게 향상되고 변형 영역을 컬러 스케일로 표현한다. 위·변조 여부도 더욱 명확하게 판별 가능해졌다.
연구팀은 영상 생성 시 발생하는 흔적과 압축 시 발생하는 흔적 신호를 함께 분석하기 위해 색상 정보와 주파수 정보를 모두 활용하는 접근 방법을 학계 처음으로 제시했다.
주파수 정보를 하나의 분할 네트워크에서 직접 입력으로 받아들이는 방식의 '압축 왜곡신호 탐지 네트워크(CAT-Net)'를 학계 최초로 개발하고, 기존 기법들과 비교해 탐지 성능이 크게 뛰어남을 입증했다. 비디오 편집 변형을 탐지하는 기능 역시 카이캐치 2.1 버전에 탑재됐다.
이흥규 교수는 “카이캐치 2.1 은 CAT-Net이라는 새로운 네트워크 구조와 학습 방법론, 색상 및 주파수 영역 왜곡 흔적 동시 분석 기술로 명확한 판별이 가능하도록 개발됐다”며 “또 최근 CCTV 비디오 편집 여부 분쟁이 많아 크게 도움을 줄 수 있을 것으로 기대하며 향후에도 지속적으로 취약점들을 보완해 나갈 계획”이라고 말했다.
한편 이번 연구는 제1 저자로 참여한 권명준 KAIST 전기 및 전자공학부 박사, 김창익 교수, 남승훈 박사, 유인재 박사 등과 공동으로 수행됐다. '스프링거 네이처'에서 발간하는 컴퓨터 비전 분야 톱 국제저널인 '국제 컴퓨터 비전 저널(International Journal of Computer Vision, IF 7.410)'에 5월 25일자 온라인판에 게재됐다.
이번 연구는 한국연구재단 창의도전연구기반지원사업지원과 KAIST 창업기업인 디지탈이노텍과의 산학협력 연구로 수행됐다.
김영준기자 kyj85@etnews.com
