不要別的,只要科學

等不到列文虎克再世,如何科學地鑒別「毫無PS痕跡」的假照片?


人們常說耳聽為虛,眼見為實,但如果照片是偽造的呢?有很多方法可以識別出偽造的照片——只要你足夠細心。下面這張照片看上去就是兩個人站在建築物外面,其中一個人似乎在給另一個遞東西。

再仔細看看,你可能會發現真相並不簡單。

穿幫的證據往往藏匿於圖像深處,但對漢尼·法裏德(Hany

這張照片是假的,其中一個男人完全是P上去的。

研究表明,不管我們認為自己有多火眼金睛,大多數人還是很不擅長識別假照片的。然而作為圖像分析領域的行家裏手,法裏德有著獨特的技巧,他細致入微的觀察,讓再難以被察覺的篡改痕跡也可能無處遁形。

經過多年的修煉後,他掌握了一個訣竅,那就是觀察照片裏人眼中的光。他說:

另一個破綻可能是人耳的顏色。如果太陽在身後,人耳從前面看起來就是紅色的,因為那是血的顏色,如果光線來自前面,你就看不到耳朵的紅色。

但是法裏德還有更科學的武器。作為達特茅斯學院計算機科學系主任,他一直在研究如何鑒別在數十年前就被處理過的照片。

有些假照片很容易辨認,美國總統的高爾夫俱樂部放著的這本《時代》雜志就是假的。

以影子為例。如果你從照片中陰影的邊緣畫一條線,延伸到一個產生陰影物體上的點,通過追蹤這條線,你就可以找到光源的位置。如果你在陰影上畫出好幾條這樣的線,那麼它們應該是相交於一點的。

如果照片被篡改過,照片中某些物體的陰影可能與照片其餘部分的光源不匹配。這種方法可以識別那些後期添加了元素的照片。

前文照片露出的就是這樣的破綻。通過從人或物體上畫出一條線來模擬反射光的路徑,它們應該聚在一點上。如果沒有,那就說明照片可能被篡改了。

在當今世界,虛假圖像對從政治到醫學的各個領域都有影響。

「有競選的地方就會有假照片。」

當2004年總統大選期間,一張這樣的照片被揭露:競選人和越戰老兵約翰

 這張政治家約翰

偽造照片當然不是個新鮮事兒,BBC也曾報道過這種普遍的現象。2012年,颶風「桑迪」肆虐時,BBC發布了一份偽造颶風照片指南。你很可能已經看過一張暴風下的自由女神像的照片,這確實很壯觀,但可惜也是假的。BBC專欄作家羅斯·伊芙樂斯(Rose

2012年颶風桑迪襲擊紐約時,這張被修改的照片便開始在網上傳開

事實上,修改過的照片在攝影技術誕生之初就已出現。甚至連美國總統林肯的肖像也被許多人認為是一幅合成畫像,他們認為林肯的頭被移到了另一位政治家的身體上。而隨著數碼相機和照片編輯軟件的普及,這個問題則變得空前棘手。

即使是政府也不會放過發布假圖片的機會——伊朗曾公布了一張2008年導彈試驗的照片,其中一枚導彈可能沒有發射成功,卻莫名的被擦除了。當政府用他國照片作為國防決策依據的時候,其真實性務必要核實,法裏德警告說。

美國國防部高級研究計劃局(DARPA)正在嘗試開發一種工具,以自動檢測圖像和視頻的偽造,並評估其真實性。法裏德是DARPA下屬團隊的研究員,他和凱文·康納(Kevin

入職Adobe

人類在鑒別圖像方面則相形見絀。斯坦福大學最近一項研究表明,從中學到大學的學生在鑒別網絡信息可信度方面是很困難的。在一次實驗中,學生們觀看了一張據說是「福島核輻射花」的照片,這張照片在沒有標注來源的情況下被發到了網上。在170名看過照片的高中生中,只有不到20%

這種效應不是由於輻射,而是一種叫帶化的自然過程(fasciation)。

就算是對圖像來源秉持懷疑態度,我們仍然難以觀察到矛盾所在。在巴西南裏奧格蘭德州進行的一項研究中,研究人員向受試者展示了一系列照片,並詢問他們這些圖片是否受到了偽造。其中一些圖片從未被處理過,但一半以上是合成的:有些區域被擦除,或者包含從同一張照片複制的元素。受試者只有約47%

參與研究的維克多·謝丁格碩士(Victor

這張奧巴馬的照片在2008年流傳,但它是假的——時鐘就是線索,它源於希拉裏在3點鐘拿起電話的一則電視廣告

人們常常把真的誤以為是假的,又把假的當成真的,法裏德覺得人們總是表現出迷之自信。而無知又自信,正是最糟糕的組合。

辦法總比困難多,電腦可以幫助我們找到人眼可能忽略的細節。影像鑒定技術就是通過檢驗圖像中的細節是否符合物理定律,使用一系列技術和算法來識別假照片的。影像鑒定可能無法達到100%的正確率

讓我們來看一張著名的照片,幾十年來,它一直讓陰謀論者討論不休。

陰謀論者聲稱這張奧斯瓦爾德的照片是假的(來源:

上面的這張照片是前美國海軍陸戰隊軍人李·哈維·奧斯瓦爾德(Lee

陰謀論者指出,照片中的一些特征就是篡改的「證據」——影子,特別是奧斯瓦爾德臉上的影子,和其他物體的影子似乎來自不同的光源。奧斯瓦爾德的下巴看起來比入獄照裏的寬,考慮到槍的重量,他的站姿也顯得古怪,其他人則對照片裏槍的長度提出異議。

法裏德和同事在2009年、2010年和2015年發表的系列論文中研究了這張照片。他們根據奧斯瓦爾德的入獄照、身高、體重以及槍的重量,建立了現場和人物的3D模型。他們發現照片中的影子是來自於單一光源的,奧斯瓦爾德臉上的陰影使得他下巴看起來比入獄照中的更寬。

他們還發現,根據奧斯瓦爾德的重心和持槍方式,他的站姿是合理的。考慮透視因素,照片中的步槍長約40.186英寸(101.2厘米),只比制造商報告的長度短了不到一英寸。總之,研究人員沒有發現任何照片被篡改的證據。

這正是人類視覺系統很難做出正確論斷的例子,法裏德說:「你很難看到真相,乍一看,照片的某些方面確實很奇怪。這是一個有趣的例子,鑒定技術說明人們以為的情況不一定就是真相——它們在物理上都是完全合理的。」

其他鑒定方法則與圖像內容無關,而與數據如何被編碼有關。例如,當照片從手機或相機中導出時,它通常被打包成

單純的

執法機構經常使用這種方法來幫助確認一張照片從相機導出後是否被修改過。使用代碼查看

一張經過處理的照片,能否通過重新排列元數據而使其看起來真實呢?理論上來說是可以的,實際卻很難做到。法裏德說這就像把一個電腦的所有零件拆出來,再組裝回去一樣。

法裏德強調,鑒定技術並不能保證總是假照片總是被鑒別出來。制造惡作劇者和法律工作者之間的較量,就像一場無聲的軍備競賽。

造假的門檻比以前更高了,如果能通過20種不同的鑒定技術來處理同一張照片時,從元數據、陰影、顏色甚至是噪點都是一致的時候,那麼這張照片就很可能是真實的。

那麼,我們該怎麼做才能辨別出那些在網上流傳的假照片呢?雖然我們不能法裏德一樣專業地鑒定圖片,但是還是一些別的辦法可以幫到我們。反向圖片搜索(

法裏德還建議關注圖片的來源。與博客或社交媒體相比,發布在《紐約時報》等主流新聞網站上的照片更可能是真的。

然而,一張好照片甚至能騙過專業新聞機構。最好的做法就是問問自己,它是否太完美以至於不真實了?法裏德敦說:「瀏覽數字圖片的時候,我們最好保持適度的懷疑,但也別太激進,人們很容易認為一張真實的照片是假的。」


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