Electric network frequency extraction from videos

Electric Network Frequency (ENF) fluctuations are used as an emerging technology for multimedia authentication, timestamping and geolocation in forensics, for video sunchronisation in the film making industry etc. The employed techniques require extracting fluctuations from the recordings in ques...

Πλήρης περιγραφή

Λεπτομέρειες βιβλιογραφικής εγγραφής
Κύριος συγγραφέας: Μπακταλιά, Ελένη
Άλλοι συγγραφείς: Baktalia, Eleni
Γλώσσα:English
Έκδοση: 2023
Θέματα:
Διαθέσιμο Online:https://hdl.handle.net/10889/24740
id nemertes-10889-24740
record_format dspace
institution UPatras
collection Nemertes
language English
topic Electric network frequency
Authentication
Video
Συχνότητα ηλεκτρικού δικτύου
Βίντεο
Αυθεντικοποίηση
spellingShingle Electric network frequency
Authentication
Video
Συχνότητα ηλεκτρικού δικτύου
Βίντεο
Αυθεντικοποίηση
Μπακταλιά, Ελένη
Electric network frequency extraction from videos
description Electric Network Frequency (ENF) fluctuations are used as an emerging technology for multimedia authentication, timestamping and geolocation in forensics, for video sunchronisation in the film making industry etc. The employed techniques require extracting fluctuations from the recordings in question and comparing them to ground-truth frequencies. The objective of this thesis is the study of different methods and factors affecting the ENF extraction from the visual part of videos. For this purpose, three algorithms were implemented, each one applied to a different video category. The first two, for static global and rolling shutter videos respectively and the last one for non-static global shutter videos. The algorithms for the static cases were presented on white wall videos for simplicity reasons but they were eventually expanded to colorful scenes. Multiple factors can affect the process of ENF extraction so the influence of video compression and type of lightbulb were investigated for both types of shutter. For the non-static videos, a superpixel-based approach was used and different numbers of superpixels were tested in order to determine the least amount needed for the success of the algorithm. The validity of the algorithms was checked by correctly identifying the video’s recording time for all the examined cases. According to the findings of the experiments the results vary depending on the type of shutter. Global shutter videos maintain the same similarity index between the ENF and the ground-truth signal for all kinds of compression when for rolling shutter videos the index is significantly more impacted. Additionally, when it comes to room illumination while incandescent lights produce the finest results for rolling shutter videos, LEDs perform best for global shutter videos. The superpixel technique works for both static and non-static videos, and the more movement is incorporated into the video, the more superpixels are required for the correct timestamping.
author2 Baktalia, Eleni
author_facet Baktalia, Eleni
Μπακταλιά, Ελένη
author Μπακταλιά, Ελένη
author_sort Μπακταλιά, Ελένη
title Electric network frequency extraction from videos
title_short Electric network frequency extraction from videos
title_full Electric network frequency extraction from videos
title_fullStr Electric network frequency extraction from videos
title_full_unstemmed Electric network frequency extraction from videos
title_sort electric network frequency extraction from videos
publishDate 2023
url https://hdl.handle.net/10889/24740
work_keys_str_mv AT mpaktaliaelenē electricnetworkfrequencyextractionfromvideos
AT mpaktaliaelenē exagōgētēssychnotētastouēlektrikoudiktyouapobinteo
_version_ 1771297177385041920
spelling nemertes-10889-247402023-03-10T04:35:44Z Electric network frequency extraction from videos Εξαγωγή της συχνότητας του ηλεκτρικού δικτύου από βίντεο Μπακταλιά, Ελένη Baktalia, Eleni Electric network frequency Authentication Video Συχνότητα ηλεκτρικού δικτύου Βίντεο Αυθεντικοποίηση Electric Network Frequency (ENF) fluctuations are used as an emerging technology for multimedia authentication, timestamping and geolocation in forensics, for video sunchronisation in the film making industry etc. The employed techniques require extracting fluctuations from the recordings in question and comparing them to ground-truth frequencies. The objective of this thesis is the study of different methods and factors affecting the ENF extraction from the visual part of videos. For this purpose, three algorithms were implemented, each one applied to a different video category. The first two, for static global and rolling shutter videos respectively and the last one for non-static global shutter videos. The algorithms for the static cases were presented on white wall videos for simplicity reasons but they were eventually expanded to colorful scenes. Multiple factors can affect the process of ENF extraction so the influence of video compression and type of lightbulb were investigated for both types of shutter. For the non-static videos, a superpixel-based approach was used and different numbers of superpixels were tested in order to determine the least amount needed for the success of the algorithm. The validity of the algorithms was checked by correctly identifying the video’s recording time for all the examined cases. According to the findings of the experiments the results vary depending on the type of shutter. Global shutter videos maintain the same similarity index between the ENF and the ground-truth signal for all kinds of compression when for rolling shutter videos the index is significantly more impacted. Additionally, when it comes to room illumination while incandescent lights produce the finest results for rolling shutter videos, LEDs perform best for global shutter videos. The superpixel technique works for both static and non-static videos, and the more movement is incorporated into the video, the more superpixels are required for the correct timestamping. Οι κυματώσεις της Συχνότητας του Ηλεκτρικού Δικτύου (ΣΗΔ) είναι μια αναδυόμενη τεχνολογία για την αυθεντικοποίηση ψηφιακών μέσων, χρονολογική ταυτοποίηση, τοπολογικό εντοπισμό στην εγκληματολογία ή για τον συγχρονισμό βίντεο κτλ. Οι χρησιμοποιούμενες τεχνικές απαιτούν την εξαγωγή των κυματώσεων από τις καταγραφές για την σύγκριση τους με τις συχνότητες του δικτύου. Το αντικείμενο της παρούσας διπλωματικής είναι η εξέταση διαφορετικών μεθόδων και παραγόντων που επηρεάζουν την εξαγωγή της ΣΗΔ από το οπτικό κομμάτι των βίντεο. Τρείς αλγόριθμοι υλοποιήθηκαν με αυτό τον σκοπό, ένας για κάθε κατηγορία βίντεο. Οι πρώτοι δύο, για στατικά βίντεο με global και rolling κλείστρο και ο τελευταίος για μη-στατικά βίντεο. Οι αλγόριθμοι για τις στατικές περιπτώσεις επεξηγήθηκαν αρχικά σε βίντεο λευκού τοίχου αλλά τελικά επεκτάθηκαν σε σκηνές με χρώμα. Πολλοί παράγοντες μπορούν να επηρεάσουν την διαδικασία εξαγωγής της ΣΗΔ οπότε η συμπίεση του βίντεο και ο τύπος της λάμπας εξερευνήθηκαν και για τα δύο είδη κλείστρου. Για τα μη-στατικά βίντεο χρησιμοποιήθηκε μία προσέγγιση που βασίζεται σε superpixel και έγινε προσπάθεια να βρεθεί ο ελάχιστος απαιτούμενος αριθμός superpixel για την επιτυχία του αλγορίθμου. Η εγκυρότητα των αλγορίθμων ελέγχθηκε βρίσκοντας τον σωστό χρόνο καταγραφής των βίντεο για όλες τις περιπτώσεις που εξετάσθηκαν. Τα αποτελέσματα των βίντεο διαφέρουν σε σχέση με το είδος του κλείστρου. Tα βίντεο με global κλείστρο διατηρούν υψηλό τον δείκτη ομοιότητας για όλα τα είδη συμπίεσης ενώ για τα rolling shutter βίντεο επηρεάζεται αισθητά παραπάνω. Επιπλέον, όσο αφορά στον φωτισμό του δωματίου για την πρώτη περίπτωση καλύτερα αποτελέσματα δίνουν τα LED φώτα ενώ στην δεύτερη τα φώτα πυρακτώσεως. Η τεχνική των superpixel λειτουργεί για στατικά και μη στατικά βίντεο και όσο πιο πολλή κίνηση περιλαμβάνουν τόσο περισσότερα superpixel απαιτούνται για την ορθή χρονολογική ταυτοποίηση. 2023-03-09T07:30:40Z 2023-03-09T07:30:40Z 2023 https://hdl.handle.net/10889/24740 en application/pdf