Calibration and removal of lateral chromatic aberration in images

This paper addresses the problem of compensating for lateral chromatic aberration in digital images through colour plane realignment. Two main contributions are made: the derivation of a model for lateral chromatic aberration in images, and the subsequent calibration of this model from a single view of a chess pattern. These advances lead to a practical and accurate alternative for the compensation of lateral chromatic aberrations. Experimental results validate the proposed models and calibration algorithm. The effects of colour channel correlations resulting from the camera colour filter array interpolation is examined and found to have a negligible magnitude relative to the chromatic aberration. Results with real data show how the removal of lateral chromatic aberration significantly improves the colour quality of the image

Signal conditioning in process of high speed imaging

The accuracy of cinematic analysis with camera system depends on frame rate of used camera. Specific case of cinematic analysis is in medical research focusing on microscopic objects moving with high frequencies (cilia of respiratory epithelium). The signal acquired by high speed video acquisition system has very amount of data. This paper describes hardware parts, signal condition and software, which is used for image acquiring thru digital camera, intelligent illumination dimming hardware control and ROI statistic creation. All software parts are realized as virtual instruments

Diseño, implementación y optimización del sistema de compresión de imágenes sobre el ordenador de a bordo del proyecto de nanosátelite Eye-Sat

Eye-Sat es un Proyecto de nano satélites, dirigido por el CNES (Centre National d’Etudes Spatiales) y desarrollado principalmente por estudiantes de varias escuelas de ingeniería del territorio francés. El objetivo de este pequeño telescopio no solo radica en la oportunidad de realizar la demostración de distintos dispositivos tecnológicos, sino que también tiene como misión la adquisición de fotografías en la bandas de color e infrarrojo de la vía Láctea, así como el estudio de la intensidad y polarización de la luz Zodiacal. Los requerimientos de la misión exigen el desarrollo de un algoritmo de compresión de imágenes sin pérdidas para las imágenes “Color Filter Array” CFA (Bayer) e infrarrojas adquiridas por el satélite. Como miembro de la comisión consultativa para los sistemas espaciales, CNES ha seleccionado el estándar CCSDS-123.0-B como algoritmo base para cumplir los requerimientos de la misión. A este algoritmo se le añadirán modificaciones o mejoras, adaptadas a las imágenes tipo, con el fin de mejorar las prestaciones de compresión y de complejidad. La implementación y la optimización del algoritmo será desarrollada sobre la plataforma Xilinx Zynq® All Programmable SoC, el cual incluye una FPGA y un Dual-core ARM® Cortex™-A9 processor with NEONTM DSP/FPU Engine

Color reproduction from noisy CFA data of single sensor digital cameras

2007-2008 > Academic research: refereed > Publication in refereed journalVersion of RecordPublishe

Extracción y análisis de características para identificación, agrupamiento y modificación de la fuente de imágenes generadas por dispositivos móviles

Tesis inédita de la Universidad Complutense de Madrid, Facultad de Informática, Departamento de Ingeniería del Software e Inteligencia Artificial, leída el 02/10/2017.Nowadays, digital images play an important role in our society. The presence of mobile devices with integrated cameras is growing at an unrelenting pace, resulting in the majority of digital images coming from this kind of device. Technological development not only facilitates the generation of these images, but also the malicious manipulation of them. Therefore, it is of interest to have tools that allow the device that has generated a certain digital image to be identified. The digital image source can be identified through the features that the generating device permeates it with during the creation process. In recent years most research on techniques for identifying the source has focused solely on traditional cameras. The forensic analysis techniques of digital images generated by mobile devices are therefore of particular importance since they have specific characteristics which allow for better results, and forensic techniques for digital images generated by another kind of device are often not valid. This thesis provides various contributions in two of the main research lines of forensic analysis, the field of identification techniques and the counter-forensics or attacks on these techniques. In the field of digital image source acquisition identification techniques, both closed and open scenarios are addressed. In closed scenarios, the images whose acquisition source are to be determined belong to a group of devices known a priori. Meanwhile, an open scenario is one in which the images under analysis belong to a set of devices that is not known a priori by the fo rensic analyst. In this case, the objective is not t he concrete image acquisition source identification, but their classification into groups whose images all belong to the same mobile device. The image clustering t echniques are of particular interest in real situations since in many cases the forensic analyst does not know a priori which devices have generated certain images. Firstly, techniques for identifying the device type (computer, scanner or digital camera of the mobile device) or class (make and model) of the image acquisition source in mobile devices are proposed, which are two relevant branches of forensic analysis of mobile device images. An approach based on different types of image features and Support Vector Machine as a classifier is presented. Secondly, a technique for the ident ification in open scenarios that consists of grouping digital images of mobile devices according to the acquisition source is developed, that is to say, a class-grouping of all input images is performed. The proposal is based on the combination of hierarchical grouping and flat grouping using the Sensor Pattern Noise. Lastly, in the area of att acks on forensic t echniques, topics related to the robustness of the image source identificat ion forensic techniques are addressed. For this, two new algorithms based on the sensor noise and the wavelet transform are designed, one for the destruction of t he image identity and another for its fo rgery. Results obtained by the two algorithms were compared with other tools designed for the same purpose. It is worth mentioning that the solution presented in this work requires less amount and complexity of input data than the tools to which it was compared. Finally, these identification t echniques have been included in a tool for the forensic analysis of digital images of mobile devices called Theia. Among the different branches of forensic analysis, Theia focuses mainly on the trustworthy identification of make and model of the mobile camera that generated a given image. All proposed algorithms have been implemented and integrated in Theia thus strengthening its functionality.Actualmente las imágenes digitales desempeñan un papel importante en nuestra sociedad. La presencia de dispositivos móviles con cámaras fotográficas integradas crece a un ritmo imparable, provocando que la mayoría de las imágenes digitales procedan de este tipo de dispositivos. El desarrollo tecnológico no sólo facilita la generación de estas imágenes, sino también la manipulación malintencionada de éstas. Es de interés, por tanto, contar con herramientas que permitan identificar al dispositivo que ha generado una cierta imagen digital. La fuente de una imagen digital se puede identificar a través de los rasgos que el dispositivo que la genera impregna en ella durante su proceso de creación. La mayoría de las investigaciones realizadas en los últimos años sobre técnicas de identificación de la fuente se han enfocado únicamente en las cámaras tradicionales. Las técnicas de análisis forense de imágenes generadas por dispositivos móviles cobran, pues, especial importancia, ya que éstos presentan características específicas que permiten obtener mejores resultados, no siendo válidas muchas veces además las técnicas forenses para imágenes digitales generadas por otros tipos de dispositivos. La presente Tesis aporta diversas contribuciones en dos de las principales líneas del análisis forense: el campo de las t écnicas de identificación de la fuente de adquisición de imágenes digitales y las contramedidas o at aques a est as técnicas. En el primer campo se abordan tanto los escenarios cerrados como los abiertos. En el escenario denominado cerrado las imágenes cuya fuente de adquisición hay que determinar pertenecen a un grupo de dispositivos conocidos a priori. Por su parte, un escenario abierto es aquel en el que las imágenes pertenecen a un conjunto de dispositivos que no es conocido a priori por el analista forense. En este caso el obj etivo no es la identificación concreta de la fuente de adquisición de las imágenes, sino su clasificación en grupos cuyas imágenes pertenecen todas al mismo dispositivo móvil. Las técnicas de agrupamiento de imágenes son de gran interés en situaciones reales, ya que en muchos casos el analist a forense desconoce a priori cuáles son los dispositivos que generaron las imágenes. En primer lugar se presenta una técnica para la identificación en escenarios cerrados del tipo de dispositivo (computador, escáner o cámara digital de dispositivo móvil) o la marca y modelo de la fuente en dispositivos móviles, que son dos problemáticas relevantes del análisis forense de imágenes digitales. La propuesta muestra un enfoque basado en distintos tipos de características de la imagen y en una clasificación mediante máquinas de soporte vectorial. En segundo lugar se diseña una técnica para la identificación en escenarios abiertos que consiste en el agrupamiento de imágenes digitales de dispositivos móviles según la fuente de adquisición, es decir, se realiza un agrupamiento en clases de todas las imágenes de ent rada. La propuesta combina agrupamiento jerárquico y agrupamiento plano con el uso del patrón de ruido del sensor. Por último, en el área de los ataques a las técnicas fo renses se tratan temas relacionados con la robustez de las técnicas forenses de identificación de la fuente de adquisición de imágenes. Se especifican dos algoritmos basados en el ruido del sensor y en la transformada wavelet ; el primero destruye la identidad de una imagen y el segundo falsifica la misma. Los resultados obtenidos por estos dos algoritmos se comparan con otras herramientas diseñadas para el mismo fin, observándose que la solución aquí presentada requiere de menor cantidad y complejidad de datos de entrada. Finalmente, estas técnicas de identificación han sido incluidas en una herramienta para el análisis forense de imágenes digitales de dispositivos móviles llamada Theia. Entre las diferentes ramas del análisis forense, Theia se centra principalmente en la identificación confiable de la marca y el modelo de la cámara móvil que generó una imagen dada. Todos los algoritmos desarrollados han sido implementados e integrados en Theia, reforzando así su funcionalidad.Depto. de Ingeniería de Software e Inteligencia Artificial (ISIA)Fac. de InformáticaTRUEunpu