“이것만 있으면 위변조영상 다 잡아낸다”…‘카이캐치’ 새버전 앱으로 나왔다

[헤럴드경제=구본혁 기자] 국내 연구진이 영상 내 변형 영역을 더욱 정밀하게 탐지하기 위해 영상내 색상 정보와 주파수 정보를 함께 활용하는 인공지능 엔진 기술을 최초로 개발했다.

한국과학기술원(KAIST) 전산학부 이흥규 교수 연구팀이 새로운 인공지능 구조와학습 방법론, 고급 변형 이미지 영상들을 사용해 영상 이미지 위변조 탐지 소프트웨어인 ‘카이캐치(KaiCatch)’ 2.1 버전을 개발했다고 13일 밝혔다.

카이캐치 소프트웨어는 ‘이상(異常) 유형 분석 엔진’과 ‘이상(異常) 영역 추정 엔진’ 두 개의 인공지능 엔진으로 구성된다. 이상 유형 분석 엔진은 블러링, 노이즈, 크기 변화, 명암 대비 변화, 모핑, 리샘플링 등을 필수 변이로 정의해 이를 탐지하며 이상 영역 추정 엔진은 이미지 짜깁기, 잘라 붙이기, 복사 붙이기, 복사 이동 등을 탐지한다. 이번에 새로 개발한 기술은 이상 영역 추정 엔진으로 기존 기술에서는 이상 영역 탐지 시 그레이 스케일(회색조)로 이상 유무를 탐지했으나 분석 신호의 표현력이 낮고 탐지 오류가 많아 위변조 여부 판정에 어려움이 많았다. 이번에 개발된 기술은 색상 정보와 주파수 정보를 함께 활용해 정밀도와 재현율이 크게 향상되고 변형 영역을 컬러 스케일로 표현함으로써 해당 영역의 이상 유무뿐만 아니라 위변조 여부도 더욱 명확하게 판별이 가능해졌다.

연구팀은 이번 연구에서 영상 생성 시 발생하는 흔적과 압축 시 발생하는 흔적 신호들을 함께 분석하기 위해 색상 정보와 주파수 정보를 모두 활용하는 접근 방법을 학계 처음으로 제시했다. 또 이러한 방법론을 설계 구현하기 위해 주파수 정보를 하나의 분할 네트워크에서 직접 입력으로 받아들이는 방식의 ‘압축 왜곡신호 탐지 네트워크(CAT-Net)’을 학계 최초로 개발하고 기존 기법들과 비교해 탐지 성능이 크게 뛰어남을 입증했다.

비디오 편집 변형의 경우도, 프레임 삭제, 추가 등에 의한 편집 변형이 흔히 CCTV 비디오 등에서 발생한다는데 착안해 이러한 비디오 편집 변형을 탐지하는 기능 역시 이번 카이캐치 2.1 버전에 탑재됐다.

이흥규 교수는 “카이캐치는 위변조 분야 최고 기술로 만든 소프트웨어인데, 오탐지율이 높아 실제 탐지 정밀도가 이론치보다 매우 낮았는데 카이캐치 2.1은 첨단 기술을 사용해 정밀도를 높여, 보다 명확한 판별이 가능하도록 개발됐다”면서 “CCTV 비디오 편집 여부에 대한 분쟁이 많아 크게 도움을 줄 수 있을 것으로 기대한다”고 말했다.

현재 카이캐치 소프트웨어는 안드로이드 기반 휴대폰의 구글 플레이스토어에서 ‘카이캐치’를 검색하여 앱을 다운로드 받아 설치한 후, 영상 이미지들을 카이캐치에 업로드하면 위변조 여부를 간단하게 테스트해 볼 수 있다.

이번 연구결과는 ‘스프링거 네이처’가 발간하는 컴퓨터 비전 분야 국제학술지 ‘국제 컴퓨터 비전 저널’ 5월 25일 온라인판에 게재됐다.