(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
通信ネットワーク内の受信するノードで送信するノードからディジタル署名、保護されていないビデオフィンガープリント、および保護されていないビデオコンテンツを受信し、受信されたビデオフィンガープリントが、オリジナルのビデオフィンガープリントの受信された版であり、オリジナルのビデオフィンガープリントが、送信するノードによるオリジナルのビデオフィンガープリントの送信の前に、オリジナルのビデオコンテンツのサンプルされたフレームから検出した顕著な特徴点の移動の軌跡に基づいて前記オリジナルのビデオフィンガープリントを導出するフィンガープリント採取アルゴリズムを使用して、オリジナルのビデオコンテンツから導出される、ことと、
受信するノードで、ディジタル署名が保護されていないビデオフィンガープリントと一貫するかどうかを判定することによって、受信されたビデオフィンガープリントを検証することと、
保護されていないビデオコンテンツの所定の限度の消失を許容する方法で、受信するノードで、保護されていないビデオフィンガープリントが保護されていないビデオコンテンツと一貫するかどうかを判定することによって、ビデオコンテンツを検証し、ビデオコンテンツを検証することが、フィンガープリント採取アルゴリズムを使用して、受信するノードでビデオコンテンツを処理することによって、新たなビデオフィンガープリントを生成することを含む、ことと、
を含み、保護されていないビデオフィンガープリントおよび保護されていないビデオコンテンツが検証される場合に、保護されていないビデオコンテンツは、受信するノードでの後続使用について認証される、
ビデオコンテンツを認証する方法。
【請求項２】
ビデオコンテンツの所定の限度の消失を許容する方法が、複雑さ不変距離測定アルゴリズムを使用する、受信するノードでの受信されたビデオフィンガープリントと、新たなビデオフィンガープリントとの間の距離メトリックに基づいており、
ディジタル署名が、送信するノードによるディジタル署名の送信の前に、暗号化アルゴリズムおよび秘密鍵を使用してオリジナルのハッシュ値から作られ、
オリジナルのハッシュ値が、オリジナルのハッシュ値の暗号化の前に、ハッシュアルゴリズムを使用してオリジナルのビデオフィンガープリントから導出される、
請求項１に記載の方法。
【請求項３】
保護されていないビデオフィンガープリントの検証に関連して、方法が、
オリジナルのハッシュ値に関する復号されたハッシュ値を入手するために、受信するノードで復号アルゴリズムおよび公開鍵を使用してディジタル署名を復号することと、
オリジナルのハッシュ値に関する新たなハッシュ値を入手するために、受信するノードでハッシュアルゴリズムを使用して保護されていないビデオフィンガープリントを処理することと、
新たなハッシュ値が復号されたハッシュ値と一致する場合に保護されていないビデオフィンガープリントが検証されるように、受信するノードで新たなハッシュ値を復号されたハッシュ値と比較することと
をさらに含む、請求項２に記載の方法。
【請求項４】
保護されていないビデオコンテンツの検証に関連して、方法が、
フィンガープリント採取アルゴリズムを使用して、受信するノードで保護されていないビデオコンテンツを処理することによって、新たなビデオフィンガープリントを生成することと、
複雑さ不変距離測定アルゴリズムを使用して、受信するノードで保護されていないビデオフィンガープリントと新たなビデオフィンガープリントとの間の距離メトリックを決定することと、
距離メトリックが所定のしきい値を超えない場合に保護されていないビデオコンテンツが検証されるように、受信するノードで距離メトリックを所定のしきい値と比較することと
をさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
フィンガープリント採取アルゴリズムの使用に関連して、方法が、
保護されていないビデオコンテンツからビデオフレームのサンプルを選択し、サンプルビデオフレームを連結された時間シーケンス内で配置することと、
各サンプルビデオフレーム内の顕著な特徴点を検出することと、
連結された時間シーケンスの次のサンプルビデオフレーム内の対応する顕著な特徴点に関する各サンプルビデオフレーム内の各顕著な特徴点のオプティカルフローの角度方位を計算することと、
各サンプルビデオフレームの顕著な特徴点の角度方位をサンプルビデオフレームごとの対応する角度範囲ビンに分配することと、
角度範囲ビンごとのヒストグラムを形成するために、連結された時間シーケンスにわたってサンプルビデオフレームの各角度範囲ビンの値を連結することと、
新たなビデオフィンガープリントを確立する動き時系列の対応するセットを形成するために、角度範囲ビンのヒストグラムのセットを正規化することと
をさらに含む、請求項４に記載の方法。
【請求項６】
新たなビデオフィンガープリントを確立するためのフィンガープリント採取アルゴリズムの使用に関連して、方法が、
対応するヒストグラムを線形セグメントの対応するシーケンスに変換するために、線形セグメント化アルゴリズムを使用して各動き時系列を圧縮することと、
抽出された主傾斜によって表される新たなビデオフィンガープリントの動き時系列の対応するセットを形成するために、時間特性および振幅特性のうちの少なくとも１つについて所定のしきい値より大きい線形セグメントを選択することに少なくとも部分的に基づいて各圧縮された動き時系列から主傾斜を抽出することと
をさらに含む、請求項５に記載の方法。
【請求項７】
ソースデバイスからビデオコンテンツを受信することと、
フィンガープリント採取アルゴリズムを使用してビデオコンテンツを処理することによってビデオフィンガープリントを生成することと、
オリジナルのハッシュ値を入手するためにハッシュアルゴリズムを使用してビデオフィンガープリントを処理することと、
オリジナルのハッシュ値に関するディジタル署名を入手するために、暗号化アルゴリズムおよび秘密鍵を使用してオリジナルのハッシュ値を暗号化することと、
ディジタル署名、ビデオフィンガープリント、およびビデオコンテンツを送信するノードのストレージデバイスに少なくとも一時的に格納することと、
ディジタル署名、ビデオフィンガープリント、およびビデオコンテンツを１つまたは複数の通信セッションで送信するノードから通信ネットワーク内の受信するノードに送信することと
を含み、
フィンガープリント採取アルゴリズムの使用に関連して、方法が、
ビデオコンテンツからビデオフレームのサンプルを選択し、サンプルビデオフレームを連結された時間シーケンス内で配置することと、
各サンプルビデオフレーム内の顕著な特徴点を検出することと、
連結された時間シーケンスの次のサンプルビデオフレーム内の対応する顕著な特徴点に関する各サンプルビデオフレーム内の各顕著な特徴点のオプティカルフローの角度方位を計算することと、
各サンプルビデオフレームの顕著な特徴点の角度方位をサンプルビデオフレームごとの対応する角度範囲ビンに分配することと、
角度範囲ビンごとのヒストグラムを形成するために、連結された時間シーケンスにわたってサンプルビデオフレームの各角度範囲ビンの値を連結することと、
ビデオフィンガープリントを確立する動き時系列の対応するセットを形成するために、角度範囲ビンのヒストグラムのセットを正規化することとをさらに含む、ビデオコンテンツを認証する方法。
【請求項８】
受信するノードが、送信するノードからディジタル署名、ビデオフィンガープリント、およびビデオコンテンツを受信した後に、受信されたビデオフィンガープリントを検証するために、復号されたハッシュ値が受信されたビデオフィンガープリントと一貫するかどうかを判定することができ、受信されたビデオコンテンツの所定の限度の消失を許容する形で受信されたビデオコンテンツを検証するために、受信されたビデオフィンガープリントが受信されたビデオコンテンツと一貫するかどうかを判定することができる、請求項７に記載の方法。
【請求項９】
ビデオフィンガープリントを確立するためのフィンガープリント採取アルゴリズムの使用に関連して、方法が、
対応するヒストグラムを線形セグメントの対応するシーケンスに変換するために、線形セグメント化アルゴリズムを使用して各動き時系列を圧縮することと、
抽出された主傾斜によって表されるビデオフィンガープリントの動き時系列の対応するセットを形成するために、時間特性および振幅特性のうちの少なくとも１つについて所定のしきい値より大きい線形セグメントを選択することに少なくとも部分的に基づいて各圧縮された動き時系列から主傾斜を抽出することと
をさらに含む、請求項７に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【背景技術】
【０００１】
本開示は、さまざまなアクセスデバイス、ネットワークアーキテクチャ、および通信プロトコルに対処するために、送信中に意図的に変更される可能性があるビデオコンテンツを認証する方法および装置に関する。さまざまな実施形態では、送信するノード、受信するノード、またはその両方が、そのようなプロセスを実施する。このプロセスのさまざまな実施形態は、ビデオフィンガープリント（ｖｉｄｅｏ  ｆｉｎｇｅｒｐｒｉｎｔ）およびビデオコンテンツの暗号ディジタル署名を使用して、対応するビデオフィンガープリントとビデオコンテンツとを別々に検証することによって、ビデオコンテンツを認証する。本明細書で開示されるビデオコンテンツを認証するプロセスのさまざまな実施形態は、受信するノードでの、所定の限度のビデオコンテンツの消失を許容する。たとえば、本明細書で説明される方法および装置は、モバイルカメラおよび固定カメラから、政府安全性組織、軍事組織、ニュース組織、および一般公衆までの、リアルタイムビデオの幅広いアクセスを許す。
【０００２】
公衆監視（ｐｕｂｌｉｃ  ｓｕｒｖｅｉｌｌａｎｃｅ）カメラは、道路、都市の歩道、空港、地下鉄、軍事基地、学校、店舗などの多様な場所にセキュリティおよび安全のために設置される。つい１０年ほど前まで、これらのビデオフィードは、プライベートであり、警察、軍、またはプライベートセキュリティ会社などの単一のエンティティのみが見ることができた。しかし、複数のセキュリティエンティティ（たとえば、警察、消防、救急、国土防衛など）による使用を可能にし、さまざまな使用のため（たとえば、セキュリティタスクをクラウドソーシングするため、交通渋滞に関する情報を得るためなど）に公衆アクセスを可能にするために、公衆監視ビデオが平文で送信されることが、ますます一般的になる。平文ビデオコンテンツは、オープンアクセス、または少なくとも暗号化に関して実用的であるものより幅広いアクセスを可能にするために、暗号化されていない。したがって、コンテンツ認証が、ソースデータ変更および中間者変更を含む悪意のある攻撃に対して防衛する必要がある。たとえば、攻撃者は、ビデオストリームをインターセプトすることができ、フレームを並べ替えるか、事前に記録されたビデオのうちの新しいビデオを注入することによって、有罪を示す証拠を除去することができる。認証は、受信器（すなわち、受信者）端（たとえば、セキュリティ管理ステーション）で受信されたビデオコンテンツが、ビデオカメラで取り込まれたまたは送信者端の別のソースによって供給されたオリジナルのビデオコンテンツと同一であることを保証する。たとえば、これは、公衆安全および第１応答者通信に必要になる可能性がある、ＬＴＥモバイルビデオのセキュリティに直接に関係する。
【０００３】
ビデオコンテンツ認証の複数の解決策がある。一般的に言うと、これらを、３つのカテゴリすなわち、１）対称暗号化、２）非対称暗号化を使用するディジタル署名、および３）透かしに分類することができる。しかし、これらの既存の解決策のどれもが、広範囲のデバイスがビデオ通信のソース端と受信器（すなわち、受信者）端との両方で使用される、広範囲の受信者にまたがってビデオコンテンツを認証することの現在の必要性には不十分である。
【０００４】
対称暗号化は、多数の異なるセキュリティエージェンシが単一の復号鍵を分配し、共有することを要求するので、不十分である。セキュリティにおいて、これは、鍵管理問題として知られている。あまりに多数の鍵の分配は、システムセキュリティを不可避的に下げる。より具体的には、対称暗号化は、完全に階層化された暗号化および選択的なまたは置換ベースの暗号化を含む。完全に階層化された暗号化では、ビデオコンテンツは、圧縮され、その後に暗号化される。この手法は、通常、重い計算および低い速度をもたらし、リアルタイムビデオ認証に不適切になる。選択的暗号化および置換ベースの暗号化は、バイトを選択的に暗号化し、またはビデオコンテンツをスクランブルするのに置換を使用する。このタイプの手法は、通常、Ｈ．２６４またはＭＰＥＧなど、特定のビデオフォーマットのために設計される。たとえば、ＭＰＥＧでは、対称暗号化が、Ｉフレーム、Ｐフレーム、およびＢフレームの間の関係に基づいて、バイトを選択し、置換するのに使用される。一般に、この手法は、フォーマット準拠ではない。
【０００５】
非対称暗号化を使用するディジタル署名は、データの認証に関して非常にセキュアな、一般に使用されている暗号法である。しかし、暗号計算の性質に起因して、これは、受信されるデータがソースデータと同一であることを必要とし、そうでない場合には、そのデータは認証されない。ビデオ送信、特に無線チャネルを介するビデオ送信に関する問題は、オリジナルのコンテンツが、チャネル内の雑音に起因して、またはデバイス能力（たとえば、モバイルデバイスのより小さいスクリーン）に起因してビデオのサイズを変更するために、変更される場合があることである。したがって、データが悪意をもって変更されたのではない可能性がある場合であっても、受信されたデータが、オリジナルと正確に同一ではない場合があり、その場合には、そのデータは、誤って認証されなくなる（すなわち、誤った拒絶）。
【０００６】
非対称暗号化およびディジタル証明は、フレームにハールウェーブレットフィルタ、離散コサイン変換（ＤＣＴ）、またはウェーブレット変換を適用することと、その後、入手されたパラメータに基づいてハッシュ値を生成することとによって入手することができる。暗号セキュリティを実施する市販のカメラの例が、米国カリフォルニア州サンノゼのＣｉｓｃｏ  Ｓｙｓｔｅｍｓ，Ｉｎｃ．社のＣｉｓｃｏ  Ｖｉｄｅｏ  Ｓｕｒｖｅｉｌｌａｎｃｅ  ２５００  Ｓｅｒｉｅｓ  ＩＰ  Ｃａｍｅｒａである。これは、ａｄｖａｎｃｅｄ  ｅｎｃｒｙｐｔｉｏｎ  ｓｔａｎｄａｒｄ（ＡＥＳ）を使用するハードウェアベースの非対称暗号化を含む。
【０００７】
非対称暗号化およびディジタル署名解決策の変形形態は、暗号チェックサムに基づき、この暗号チェックサムは、全フレーム、周期的フレーム、パケット、または周期的パケットのディジタル署名されたチェックサムを提供する。暗号チェックサム解決策は、変更検出およびメッセージ完全性チェックを提供する。暗号チェックサム解決策は、送信中のビデオパケット消失のケースを処理することができる。しかし、たとえば４Ｇモバイルの場合のサイズ縮小もしくはトランスコーディング、またはＨＴＴＰ適応ビットレートストリーミングのために、ビデオが意図的に変更される場合に、暗号チェックサムは、各変更するノードでチェックサムが再適用されない限り、変更されたビデオと一致しない。各変更するノードでの再適用は、プロプライエタリネットワークでは可能であるが、非標準であり、すべてのノードで暗号化鍵を分配し、セキュアに維持するために、かなり複雑な、潜在的な非セキュアな鍵管理を必要とするはずである。
【０００８】
透かしは、非対称暗号化および対称暗号化に関する問題を回避でき、したがって、現在の問題に対する有効な解決策である。しかし、透かしは、それ自体の不利益を有する。透かしは、オリジナルのビデオに埋め込まれるので、そのビデオを必ず変更する。透かしに関するトレードオフは、埋め込まれた透かしが知覚不能であることと、認証を実行するためにビデオから透かしを抽出する能力とである。現在の問題では、ビデオを変更することは望ましくなく、認証の成功を最大にすることが望ましい。これらの状況の下で、透かしをビデオに埋め込むことは、望ましくない。ディジタル透かしは、真正性を検証するためにビデオフレームに情報を埋め込む。透かし技法は、非圧縮ビデオと圧縮ビデオ（たとえば、Ｈ．２６４）との両方について存在する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】米国特許第５７９９０９２号明細書
【非特許文献】
【００１０】
【非特許文献１】Ｒｏｓｔｅｎ他、Ｍａｃｈｉｎｅ  Ｌｅａｒｎｉｎｇ  ｆｏｒ  Ｈｉｇｈ−Ｓｐｅｅｄ  Ｃｏｒｎｅｒ  Ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ、Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓ  ｏｆ  Ｅｕｒｏｐｅａｎ  Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ  ｏｎ  Ｃｏｍｐｕｔｅｒ  Ｖｉｓｉｏｎ、２００６年、４３０−４４３頁
【非特許文献２】Ｌｕｃａｓ他、Ａｎ  Ｉｔｅｒａｔｉｖｅ  Ｉｍａｇｅ  Ｒｅｇｉｓｔｒａｔｉｏｎ  Ｔｅｃｈｎｉｑｕｅ  ｗｉｔｈ  ａｎ  Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ  ｔｏ  Ｓｔｅｒｅｏ  Ｖｉｓｉｏｎ、Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓ  ｏｆ  ＤＡＲＰＡ  Ｉｍａｇｉｎｇ  Ｕｎｄｅｒｓｔａｎｄｉｎｇ  Ｗｏｒｋｓｈｏｐ、１９８１年４月、１２１−１３０頁
【非特許文献３】Ｆｅｄｅｒａｌ  Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｓｔａｎｄａｒｄｓ  Ｐｕｂｌｉｃａｔｉｏｎ（ＦＩＰＳ  ＰＵＢ）１８０−３、Ｓｅｃｕｒｅ  Ｈａｓｈ  Ｓｔａｎｄａｒｄ（ＳＨＳ）、Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ  Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ、米国国立標準技術研究所、２００８年１０月、３２頁
【非特許文献４】Ｒｉｖｅｓｔ他、Ａ  Ｍｅｔｈｏｄ  ｆｏｒ  Ｏｂｔａｉｎｉｎｇ  Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｓｉｇｎａｔｕｒｅｓ  ａｎｄ  Ｐｕｂｌｉｃ−Ｋｅｙ  Ｃｒｙｐｔｏｓｙｓｔｅｍｓ、Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ  ｏｆ  ｔｈｅ  ＡＣＭ、Ｖｏｌ．２１、Ｎｏ．２、１９７８年２月、１２０−１２６頁
【非特許文献５】Ｋｏｂｌｉｔｚ、Ｅｌｌｉｐｔｉｃ  Ｃｕｒｖｅ  Ｃｒｙｐｔｏｓｙｓｔｅｍｓ、Ｍａｔｈｅｍａｔｉｃｓ  ｏｆ  Ｃｏｍｐｕｔａｔｉｏｎ、Ｖｏｌ．４８、Ｎｏ．１７７、１９８７年１月、２０３−２０９頁
【非特許文献６】Ｍｉｌｌｅｒ、Ｕｓｅ  ｏｆ  Ｅｌｌｉｐｔｉｃ  Ｃｕｒｖｅｓ  ｉｎ  Ｃｒｙｐｔｏｇｒａｐｈｙ、Ａｄｖａｎｃｅｓ  ｉｎ  Ｃｒｙｐｔｏｌｏｇｙ  −  Ｃｒｙｐｔｏ  Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓ：  Ｌｅｃｔｕｒｅ  Ｎｏｔｅｓ  ｉｎ  Ｃｏｍｐｕｔｅｒ  Ｓｃｉｅｎｃｅ、１９８６年、４１７−４２６頁
【非特許文献７】Ｂａｔｉｓｔａ他、Ａ  Ｃｏｍｐｌｅｘｉｔｙ−Ｉｎｖａｒｉａｎｔ  Ｄｉｓｔａｎｃｅ  Ｍｅａｓｕｒｅ  ｆｏｒ  Ｔｉｍｅ  Ｓｅｒｉｅｓ、Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓ  ｏｆ  Ｓｏｃｉｅｔｙ  ｏｆ  Ｉｎｄｕｓｔｒｉａｌ  ａｎｄ  Ａｐｐｌｉｅｄ  Ｍａｔｈｅｍａｔｉｃｓ（ＳＩＡＭ）Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ  ｏｎ  Ｄａｔａ  Ｍｉｎｉｎｇ、２０１１年４月２８−３０日、米国アリゾナ州メーサ、６９９−７１０頁
【非特許文献８】Ｋｅｏｇｈ他、Ａｎ  Ｏｎｌｉｎｅ  Ａｌｇｏｒｉｔｈｍ  ｆｏｒ  Ｓｅｇｍｅｎｔｉｎｇ  Ｔｉｍｅ  Ｓｅｒｉｅｓ、Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓ  ｏｆ  ＩＥＥＥＥ  Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ  Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ  ｏｎ  Ｄａｔａ  Ｍｉｎｉｎｇ、２００１年１１月２９日−１２月２日、２８９−２９６頁
【非特許文献９】Ｃｈａｕｄｈｒｙ他、Ｈｉｓｔｏｇｒａｍｓ  ｏｆ  Ｏｒｉｅｎｔｅｄ  Ｏｐｔｉｃａｌ  Ｆｌｏｗ  ａｎｄ  Ｂｉｎｅｔ−Ｃａｕｃｈｙ  Ｋｅｒｎａｌｓ  ｏｎ  Ｎｏｎｌｉｎｅａｒ  Ｄｙｎａｍｉｃａｌ  Ｓｙｓｔｅｍｓ  ｆｏｒ  ｔｈｅ  Ｒｅｃｏｇｎｉｔｉｏｎ  ｏｆ  Ｈｕｍａｎ  Ａｃｔｉｏｎｓ、ＩＥＥＥ  Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ  ｏｎ  Ｃｏｍｐｕｔｅｒ  Ｖｉｓｉｏｎ  ａｎｄ  Ｐａｔｔｅｒｎ  Ｒｅｃｏｇｎｉｔｉｏｎ、２００９年、１９３２−１９３９頁
【非特許文献１０】Ｌｏｗｅ、Ｄｉｓｔｉｎｃｔｉｖｅ  Ｉｍａｇｅ  Ｆｅａｔｕｒｅｓ  ｆｒｏｍ  Ｓｃａｌｅ−Ｉｎｖａｒｉａｎｔ  Ｋｅｙｐｏｉｎｔｓ、Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ  Ｊｏｕｒｎａｌ  ｏｆ  Ｃｏｍｐｕｔｅｒ  Ｖｉｓｉｏｎ、Ｖｏｌ．６０、Ｉｓｓｕｅ  ２、２００４年１１月、９１−１１０頁
【非特許文献１１】Ｂａｙ他、ＳＵＲＦ：  Ｓｐｅｅｄｅｄ  Ｕｐ  Ｒｏｂｕｓｔ  Ｆｅａｔｕｒｅｓ、Ｃｏｍｐｕｔｅｒ  Ｖｉｓｉｏｎ  ａｎｄ  Ｉｍａｇｅ  Ｕｎｄｅｒｓｔａｎｄｉｎｇ、Ｖｏｌ．１１０、Ｉｓｓｕｅ  ３、２００８年６月、３４６−３５９頁
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
前述に基づいて、ビデオコンテンツを認証するプロセスが、ビデオコンテンツが予期されずに変更された時、密かに変更された時、またはだます目的で変更された時を検出できると同時に、さまざまなネットワークアーキテクチャおよび通信プロトコルにまたがってさまざまなユーザデバイスを使用するさまざまな人にアクセスを与えることが望ましい。そのような幅広いアクセスを許すために、このプロセスは、送信中に合法的に期待されて変更されビデオコンテンツを許容できなければならない。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
一態様では、ビデオコンテンツを認証する方法を提供する。一実施形態では、この方法は、通信ネットワーク内の受信するノードで送信するノードからディジタル署名、保護されていないビデオフィンガープリント、および保護されていないビデオコンテンツを受信することと、保護されていないビデオフィンガープリントを検証するために、受信するノードで、ディジタル署名が保護されていないビデオフィンガープリントと一貫するかどうかを判定することと、保護されていないビデオコンテンツの所定の限度の消失を許容する形で保護されていないビデオコンテンツを検証するために、受信するノードで、保護されていないビデオフィンガープリントが保護されていないビデオコンテンツと一貫するかどうかを判定することとを含む。保護されていないビデオフィンガープリントおよび保護されていないビデオコンテンツが検証される場合に、保護されていないビデオコンテンツは、受信するノードでの後続使用について認証される。
【００１３】
もう１つの態様では、ビデオコンテンツを認証する装置を提供する。一実施形態では、この装置は、通信ネットワークを介して送信するノードからディジタル署名、保護されていないビデオフィンガープリント、および保護されていないビデオコンテンツを受信するように構成された入力モジュールと、保護されていないビデオフィンガープリントを検証するために、ディジタル署名が保護されていないビデオフィンガープリントと一貫するかどうかを判定するように構成されたフィンガープリント検証モジュールと、保護されていないビデオコンテンツの所定の限度の消失を許容する形で保護されていないビデオコンテンツを検証するために、保護されていないビデオフィンガープリントが保護されていないビデオコンテンツと一貫するかどうかを判定するように構成されたコンテンツ検証モジュールと、入力モジュール、フィンガープリント検証モジュール、およびコンテンツ検証モジュールと動作可能に通信しており、保護されていないビデオフィンガープリントおよび保護されていないビデオコンテンツが検証される場合に、保護されていないビデオコンテンツが、受信するノードでの後続使用について認証されるように動作を制御するように構成されたコントローラモジュールとを含む。保護されていないビデオフィンガープリントは、オリジナルのビデオフィンガープリントの受信された版であり、オリジナルのビデオフィンガープリントは、送信するノードによるオリジナルのビデオフィンガープリントの送信の前に、フィンガープリント採取アルゴリズムを使用してオリジナルのビデオコンテンツから導出される。
【００１４】
もう１つの態様では、ビデオコンテンツを認証する方法を提供する。一実施形態では、この方法は、ソースデバイスからビデオコンテンツを受信することと、フィンガープリント採取アルゴリズムを使用してビデオコンテンツを処理することによってビデオフィンガープリントを生成することと、オリジナルのハッシュ値を入手するためにハッシュアルゴリズムを使用してビデオフィンガープリントを処理することと、オリジナルのハッシュ値に関するディジタル署名を入手するために、暗号化アルゴリズムおよび秘密鍵を使用してオリジナルのハッシュ値を暗号化することと、ディジタル署名、ビデオフィンガープリント、およびビデオコンテンツを送信するノードのストレージデバイスに少なくとも一時的に格納することと、ディジタル署名、ビデオフィンガープリント、およびビデオコンテンツを１つまたは複数の通信セッションで送信するノードから通信ネットワーク内の受信するノードに送信することとを含む。
【００１５】
もう１つの態様では、固定コンピュータ可読媒体を提供する。一実施形態では、この固定コンピュータ可読媒体は、第１のコンピュータによって実行された時に、通信ネットワークに関連するコンピュータ制御された受信するノードに、ビデオコンテンツを認証する方法を実行させる第１のプログラム命令を格納する。一実施形態では、この方法は、通信ネットワーク内の受信するノードで、送信するノードからディジタル署名、保護されていないビデオフィンガープリント、および保護されていないビデオコンテンツを受信した後に、保護されていないビデオフィンガープリントを検証するために、復号されたハッシュ値が保護されていないビデオフィンガープリントと一貫するかどうかを判定することと、保護されていないビデオコンテンツの所定の限度の消失を許容する形で保護されていないビデオコンテンツを検証するために、受信するノードで、保護されていないビデオフィンガープリントが保護されていないビデオコンテンツと一貫するかどうかを判定することとを含む。保護されていないビデオフィンガープリントおよび保護されていないビデオコンテンツが検証される場合に、保護されていないビデオコンテンツは、受信するノードでの後続の使用について認証される。
【００１６】
本発明の適用可能性のさらなる範囲は、下で提供される詳細な説明から明白になる。しかし、本発明の趣旨および範囲に含まれるさまざまな変更および修正が当業者に明白になるので、詳細な説明および特定の例が、本発明の好ましい実施形態を示すが、例示としてのみ与えられることを理解されたい。
【００１７】
本発明は、デバイスのさまざまな部分の構成、配置、および組合せ、ならびに方法のステップに存し、これによって、企図された目的が、以下でより十分に示され、特許請求の範囲で具体的に指摘され、添付図面に示されているように達成される。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】ビデオコンテンツを認証するプロセスの例示的実施形態を示す機能図である。
【図２】特徴点を検出し、次のサンプルフレームに関する経時的な特徴点のオプティカルフローの角度方位を計算し、角度方位を角度範囲ビンに分配する、フィンガープリント採取アルゴリズムの例示的実施形態を使用して分析されたビデオコンテンツの例示的なサンプルフレームを示す図である。
【図３】図２に関連するフィンガープリント採取アルゴリズムの例示的実施形態を使用してビデオコンテンツのフィンガープリントを生成することに関する経時的な例示的な角度範囲ビンの例示的な動き時系列を示すグラフである。
【図４】線形セグメント化処理の後の、図３の例示的な動き系列（ｍｏｔｉｏｎ  ｓｅｒｉｅｓ）を示すグラフである。
【図５】主傾斜抽出の後の、図４の例示的な動き系列を示すグラフである。
【図６】ビデオコンテンツを認証するプロセスのもう１つの例示的な実施形態を示す機能図である。
【図７】ビデオコンテンツのビデオフィンガープリントを生成するプロセスの例示的実施形態を示す機能図である。
【図８】さまざまなフィンガープリント採取アルゴリズムの性能の定量的比較からの結果を示すテーブルである。
【図９】ビデオコンテンツを認証するプロセスの例示的実施形態を示す流れ図である。
【図１０】図９と組み合わされて、ビデオコンテンツを認証するプロセスのもう１つの例示的実施形態を示す流れ図である。
【図１１】図９および１０と組み合わされて、ビデオコンテンツを認証するプロセスのもう１つの例示的実施形態を示す流れ図である。
【図１２】図９と組み合わされて、ビデオコンテンツを認証するプロセスのもう１つの例示的実施形態を示す流れ図である。
【図１３】図９および１２と組み合わされて、ビデオコンテンツを認証するプロセスのもう１つの例示的実施形態を示す流れ図である。
【図１４】ビデオコンテンツを認証する受信するノードの例示的実施形態を示すブロック図である。
【図１５】図１４の受信するノードに関連するフィンガープリント検証モジュールの例示的実施形態を示すブロック図である。
【図１６】図１４の受信するノードに関連するコンテンツ検証モジュールの例示的実施形態を示すブロック図である。
【図１７】ビデオコンテンツを認証するプロセスのもう１つの例示的実施形態を示す流れ図である。
【図１８】図１７と組み合わされて、ビデオコンテンツを認証するプロセスのもう１つの例示的実施形態を示す流れ図である。
【図１９】ビデオコンテンツを認証する、送信するノードの例示的実施形態を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
ビデオコンテンツを認証する方法および装置のさまざまな実施形態を、本明細書で開示する。例示的実施形態は、ビデオフィンガープリントおよびディジタル署名を組み合わせるビデオ認証解決策を説明するものである。ある種の実施形態では、ビデオフィンガープリントおよびディジタル署名が、ビデオコンテンツとは別々に（ビデオコンテンツに埋め込まれずに）送信される。他の実施形態では、ビデオフィンガープリントおよびディジタル署名は、たとえば透かしまたは任意の適切な埋込み技法として、ビデオコンテンツに埋め込まれる。本明細書で説明される認証するプロセスは、送信中に合法的に期待されて変更されたビデオコンテンツを認証できると同時に、ビデオコンテンツが予期されずに変更された時、密かに変更された時、またはだます目的で変更された時を検出するように構成される。本明細書で説明されるさまざまな実施形態は、その内容が参照によって全体的に本明細書に組み込まれる、１９９５年２月２５日に出願され、Ｌｕｃｅｎｔ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ，Ｉｎｃ．社に譲渡された、米国特許第５７９９０９２号で開示される自己検証識別カードに関する認証の概念の一部に基づいて作られた。
【００２０】
図１を参照すると、ビデオコンテンツを認証するプロセスの例示的実施形態は、オリジナルのビデオコンテンツからビデオフィンガープリントを抽出することから始まる。ビデオフィンガープリントは、ビデオコンテンツの特有の簡潔な記述を提供する。その後、ビデオフィンガープリントに暗号的に署名して、ディジタル署名を入手する。たとえば、ビデオフィンガープリントを、ハッシュ関数を使用して処理して、ハッシュ値を入手することができる。オリジナルのハッシュ値を、オリジナルのビデオコンテンツのソースに関連する秘密鍵を使用して暗号化して、ディジタル署名を生成することができる。ディジタル署名は、１）オリジナルのビデオに一意であり、２）ビデオコンテンツの真のソースをも取り込む、秘密鍵の所有者以外の誰も、これを作ることはできない、という２つのプロパティを有する。したがって、ディジタル署名は、ビデオコンテンツの真実性を認証する、非常にセキュアな手段である。
【００２１】
ビデオストリームが、４Ｇ無線送信（および他の応用例）でそうであるように、送信の前、送信中、または送信の後に意図的に変更される場合に、標準的なディジタル署名だけを使用して、ビデオコンテンツを認証することはできない。というのは、受信されたビデオコンテンツが、ある合法的な環境の下で、認証に関してオリジナルのビデオコンテンツと必ずしも正確に一致しないからである。したがって、平文（すなわち、暗号化されていない）ビデオフィンガープリントが、ディジタル署名および平文（すなわち、暗号化されていない）ビデオコンテンツと一緒に受信者に送信される。
【００２２】
より具体的には、ビデオ送信者（たとえば、ビデオキャプチャ、ビデオソースなど）端で、ビデオコンテンツを認証するプロセスの例示的実施形態は、オリジナルのビデオコンテンツのビデオフィンガープリントを生成することを含む。ビデオフィンガープリントは、動き時系列を生成するために、ビデオコンテンツの顕著な特徴の軌道を記録することによって入手することができる。オリジナルのビデオコンテンツを、周期的にまたはランダムにサンプリングされるフレームのシーケンスによって表すことができる。サンプリングされたフレームごとに、ｆｅａｔｕｒｅｓ  ｆｒｏｍ  ａｃｃｅｌｅｒａｔｅｄ  ｓｅｇｍｅｎｔ  ｔｅｓｔ（ＦＡＳＴ）アルゴリズムなどのローカル特徴ディテクタを使用して、顕著な特徴点を検出することができる。ＦＡＳＴアルゴリズムに関する追加情報については、その内容が参照によって全体的に本明細書に組み込まれる、Ｒｏｓｔｅｎ他、Ｍａｃｈｉｎｅ  Ｌｅａｒｎｉｎｇ  ｆｏｒ  Ｈｉｇｈ−Ｓｐｅｅｄ  Ｃｏｒｎｅｒ  Ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ、Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓ  ｏｆ  Ｅｕｒｏｐｅａｎ  Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ  ｏｎ  Ｃｏｍｐｕｔｅｒ  Ｖｉｓｉｏｎ、２００６年、４３０−４４３頁を参照されたい。
【００２３】
検出された特徴点の軌道を、Ｌｕｃａｓ−Ｋａｎａｄｅアルゴリズムなどのオプティカルフロー技法を使用して追跡することができる。Ｌｕｃａｓ−Ｋａｎａｄｅアルゴリズムに関する追加の詳細については、その内容が参照によって全体的に本明細書に組み込まれる、Ｌｕｃａｓ他、Ａｎ  Ｉｔｅｒａｔｉｖｅ  Ｉｍａｇｅ  Ｒｅｇｉｓｔｒａｔｉｏｎ  Ｔｅｃｈｎｉｑｕｅ  ｗｉｔｈ  ａｎ  Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ  ｔｏ  Ｓｔｅｒｅｏ  Ｖｉｓｉｏｎ、Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓ  ｏｆ  ＤＡＲＰＡ  Ｉｍａｇｉｎｇ  Ｕｎｄｅｒｓｔａｎｄｉｎｇ  Ｗｏｒｋｓｈｏｐ、１９８１年４月、１２１−１３０頁を参照されたい。
【００２４】
特徴点移動の方位を、ある個数のビンに分割することができる。たとえば、８つのビンについて、各ビンは、３６０度方位範囲をカバーするために、４５度方位スパンを表す（たとえば、ビン１は０−４５度、ビン２は４５−９０度など）。特徴点は、方位の角度に基づいて各ビンに集計される。ビンごとに、経時的なビンの値を連結することによって、ヒストグラムを生成する。
【００２５】
図２を参照すると、検出された特徴点およびその計算されたオプティカルフローを伴うビデオフレームの例が示されている。フレームの右上に示されたヒストグラムは、オプティカルフローの方位に関するビンの値を表す。最も上のビンは、０度と４５度との間の方位を有する点の個数である。各ビンは、ヒストグラムの上から下へ進んで、４５度だけ増分する４５度範囲の点の個数を反映する。画像内では、顕著な特徴が、多数の方向に移動しつつあることがわかる。
【００２６】
ヒストグラム（経時的に正規化される）は、ビデオフィンガープリントがビンごとの動き時系列を含む動き時系列を形成する。たとえば、８つのビンを用いると、８つの動き時系列がビデオフィンガープリントを形成する。図３に、時系列の例を示す。図４に、時系列に対して線形セグメント化を実行した後の例示的な結果を示す。図５に、線形セグメント化から主傾斜を抽出した後の例示的な結果を示す。
【００２７】
図１に戻ると、抽出されたフィンガープリントを、大きいチェックサム値を作るためにハッシュ関数に通す。たとえば、ハッシュ関数を、ＳＨＡ−１として知られる暗号ハッシュ関数またはＳＨＡ−２５６として知られる別の暗号ハッシュ関数を使用して実施することができる。ＳＨＡ−１は、１６０ビットを使用し、２１６０のセキュリティ強度を提供する。ＳＨＡ−２５６は、２５６ビットを使用し、２２５６のセキュリティ強度を提供する。ｓｅｃｕｒｅ  ｈａｓｈ  ａｌｇｏｒｉｔｈｍ（ＳＨＡ）（たとえば、ＳＨＡ−１、ＳＨＡ−２５６など）に関する追加情報については、その内容が参照によって全体的に本明細書に組み込まれる、Ｆｅｄｅｒａｌ  Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｓｔａｎｄａｒｄｓ  Ｐｕｂｌｉｃａｔｉｏｎ（ＦＩＰＳ  ＰＵＢ）１８０−３、Ｓｅｃｕｒｅ  Ｈａｓｈ  Ｓｔａｎｄａｒｄ（ＳＨＳ）、Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ  Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ、米国国立標準技術研究所、２００８年１０月、３２頁を参照されたい。
【００２８】
ビデオフィンガープリントは、秘密鍵を用いて暗号化され、公開鍵を用いてこれを復号することができる。言い替えると、公開鍵を用いて、受信者は、暗号化されたビデオフィンガープリントを復号して、オリジナルのビデオフィンガープリントを入手することができる。サードパーティが、認証する受信者が送信者側で生成されたビデオフィンガープリントとマッチングすることによって作られる復号されたビデオフィンガープリントをもたらす形で、暗号化されたビデオフィンガープリントまたは暗号化されていないビデオフィンガープリントを変更することは、サードパーティが公開鍵へのアクセスを有する場合であっても、計算的に実現不能である。たとえば、公開鍵暗号化を、Ｒｉｖｅｓｔ−Ｓｈａｍｉｒ−Ａｄｅｌｍａｎ（ＲＳＡ）アルゴリズムまたは楕円曲線暗号（ＥＣＣ）アルゴリズムを使用して実施することができる。ＲＳＡアルゴリズムに関する追加情報については、その内容が参照によって全体的に本明細書に組み込まれる、Ｒｉｖｅｓｔ他、Ａ  Ｍｅｔｈｏｄ  ｆｏｒ  Ｏｂｔａｉｎｉｎｇ  Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｓｉｇｎａｔｕｒｅｓ  ａｎｄ  Ｐｕｂｌｉｃ−Ｋｅｙ  Ｃｒｙｐｔｏｓｙｓｔｅｍｓ、Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ  ｏｆ  ｔｈｅ  ＡＣＭ、Ｖｏｌ．２１、Ｎｏ．２、１９７８年２月、１２０−１２６頁を参照されたい。ＥＣＣアルゴリズムに関する追加情報については、１）Ｋｏｂｌｉｔｚ、Ｅｌｌｉｐｔｉｃ  Ｃｕｒｖｅ  Ｃｒｙｐｔｏｓｙｓｔｅｍｓ、Ｍａｔｈｅｍａｔｉｃｓ  ｏｆ  Ｃｏｍｐｕｔａｔｉｏｎ、Ｖｏｌ．４８、Ｎｏ．１７７、１９８７年１月、２０３−２０９頁、または２）Ｍｉｌｌｅｒ、Ｕｓｅ  ｏｆ  Ｅｌｌｉｐｔｉｃ  Ｃｕｒｖｅｓ  ｉｎ  Ｃｒｙｐｔｏｇｒａｐｈｙ、Ａｄｖａｎｃｅｓ  ｉｎ  Ｃｒｙｐｔｏｌｏｇｙ  −  Ｃｒｙｐｔｏ  Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓ：  Ｌｅｃｔｕｒｅ  Ｎｏｔｅｓ  ｉｎ  Ｃｏｍｐｕｔｅｒ  Ｓｃｉｅｎｃｅ、１９８６年、４１７−４２６頁を参照されたい。このＫｏｂｌｉｔｚ文書およびＭｉｌｌｅｒ文書の内容は、参照によって全体的に本明細書に組み込まれる。
【００２９】
ビデオ送信者端からの出力は、平文ビデオコンテンツ、平文ビデオフィンガープリント、およびディジタル署名を含む。ビデオフィンガープリントおよびディジタル署名を受信器（すなわち、受信者）端に送信する複数の形すなわち、１）前または後ろに付加する形でオリジナルのビデオコンテンツと一緒に、２）別々の通信経路（たとえばセキュアトンネル）を介して、または３）オリジナルのビデオコンテンツ内に埋め込んで（たとえば、透かしとして）、がある。
【００３０】
図６を参照すると、ビデオコンテンツ送信の受信器（すなわち、受信者）端でビデオコンテンツを認証するプロセスの例示的実施形態は、２ステッププロセスを含む、すなわち、１）受信されたディジタル署名が、復号され、結果の復号されたハッシュ値が、受信されたビデオフィンガープリントの新たな（すなわち、新たに計算された）ハッシュ値と比較され、２）新たな（すなわち、新たに計算された）ビデオフィンガープリントが、受信されたビデオコンテンツから生成され、受信されたビデオフィンガープリントと比較される。新たなハッシュ値が、受信されたディジタル署名と正確に一致し、新たなビデオフィンガープリントが、受信されたビデオフィンガープリントとよく一致する場合には、受信されたビデオコンテンツは、オリジナルのビデオコンテンツに対して認証されると考えられる。
【００３１】
より具体的には、受信器端で、ビデオコンテンツを認証するプロセスは、ビデオコンテンツのビデオフィンガープリントのディジタル署名に基づく検証チェックと、ビデオフィンガープリントに基づくもう１つの検証チェックとを含む。受信されたディジタル署名は、公開鍵を使用して復号される。受信されたビデオフィンガープリントは、送信者端で使用されたものと同一のハッシュ関数を使用して新たなハッシュ値を入手するために処理される。復号されたハッシュ値は、受信されたビデオフィンガープリントおよび受信されたディジタル署名の完全性をチェックするために、新たなハッシュ値と比較される。復号されたハッシュ値および新たなハッシュ値が一致する場合には、このプロセスは、ビデオフィンガープリントに基づく第２の検証チェックに継続する。ディジタル署名が一致しない場合には、このプロセスは、終了し、受信されたビデオコンテンツは、認証されないと考えられる。
【００３２】
第２の検証チェックは、送信者端で使用されたものと同一のビデオフィンガープリント採取アルゴリズムを使用して、新たなビデオフィンガープリントを入手するために、受信されたビデオコンテンツを処理することを含む。受信されたビデオフィンガープリントが、時系列マッチング用の距離メトリックを適用することによって、新たなビデオフィンガープリントと比較される。距離メトリックを測定するアルゴリズムのさまざまな実施形態を使用して、そのような比較の速度を高めるかまたは正確さを高めるかのいずれかを行うことができる。
【００３３】
一般に、受信されたビデオコンテンツのビデオフィンガープリント（たとえば、Ｑ）およびオリジナルのビデオコンテンツ（たとえば、Ｃ）を与えられて、距離メトリックは、２つのビデオフィンガープリントの対応する時系列の間の最小の類似性距離（ｓｉｍｉｌａｒｉｔｙ  ｄｉｓｔａｎｃｅ）を見つけるのに使用される。ビデオコンテンツのさまざまな変更は、動き時系列の複数の複雑さを引き起こす。そのような変更からの結果の時系列（おそらくは、オフセット、振幅、および位相のスケーリング、ワーピング、オクルージョンによってひずまされている）は、しばしば、異なる量のピークおよび谷を有する。動的タイムワーピングまたはピークおよび谷の一部の部分的整列の提供などの一般的に使用される類似性測定技法は、この問題を完全には解決しない。動き時系列のマッチングにおけるさまざまな複雑さに取り組むために、複雑さ不変距離測定アルゴリズム（ｃｏｍｐｌｅｘｉｔｙ−ｉｎｖａｒｉａｎｔ  ｄｉｓｔａｎｃｅ  ｍｅａｓｕｒｅ  ａｌｇｏｒｉｔｈｍ）が、既存の距離測定値に関する補正要因として２つの時系列の間の複雑さの差を決定するのに使用される。複雑さ不変距離測定アルゴリズムに関する追加情報については、たとえば、その内容が参照によって全体的に本明細書に組み込まれる、Ｂａｔｉｓｔａ他、Ａ  Ｃｏｍｐｌｅｘｉｔｙ−Ｉｎｖａｒｉａｎｔ  Ｄｉｓｔａｎｃｅ  Ｍｅａｓｕｒｅ  ｆｏｒ  Ｔｉｍｅ  Ｓｅｒｉｅｓ、Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓ  ｏｆ  Ｓｏｃｉｅｔｙ  ｏｆ  Ｉｎｄｕｓｔｒｉａｌ  ａｎｄ  Ａｐｐｌｉｅｄ  Ｍａｔｈｅｍａｔｉｃｓ（ＳＩＡＭ）Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ  ｏｎ  Ｄａｔａ  Ｍｉｎｉｎｇ、２０１１年４月２８−３０日、米国アリゾナ州メーサ、６９９−７１０頁を参照されたい。
【００３４】
複雑さ不変距離測定アルゴリズムは、ビデオ変換によって導入される雑音に対して十分に頑健であることが、経験的にわかっている。形式的には、Ｑ＝｛｛θｉ，ｊ：０≦ｉ≦ｆ｝：０≦ｊ＜ｂ｝およびＣ＝｛｛τｉ，ｊ：０≦ｉ≦ｇ｝：０≦ｊ＜ｂ｝を与えられて（ｇ≧ｆと仮定する）、２つの対応する時系列Ｑｊ、Ｃｊの間の距離Ｄを、ヒストグラムビンｊ（０≦ｊ＜ｂ）ごとに次のように計算することができ、
Ｄ（Ｑｊ，Ｃｊ）＝ｍｉｎ｛ＤＣＩＶ（Ｑｊ，Ｃｉ…ｉ＋ｆ−１，ｊ）：０≦ｉ≦ｇ−ｆ｝
ここで、ｂは、ビンの総数である。最小値は、Ｃｉ…ｉ＋ｆ−１，ｊ＝｛τｉ，ｊ：ｉ＊≦ｉ≦ｉ＊＋ｆ｝の時に発生し、ここで、ｉ＊は、最小化する時間整列オフセットであり、０≦ｉ＊≦ｇ−ｆである。
【００３５】
複雑さ不変距離ＤＣＩＶを、
【００３６】
【数１】
0005937270.tif 000002
として計算することができる。ここで、ＤＥは、ユークリッド距離であり、Ｋ（Ｑｊ）は、ヒストグラムビンｊの時系列Ｑｊ＝｛θｉ，ｊ：０≦ｉ≦ｆ｝の複雑さの尺度である。たとえば、Ｋ（Ｑｊ）を、
【００３７】
【数２】
0005937270.tif 000003
と定義することができる。同様に、Ｋ（Ｃｊ）は、ヒストグラムビンｊの対応する時系列Ｃｊ＝｛τｉ，ｊ：０≦ｉ≦ｇ｝の複雑さの尺度であり、同様の表記を使用して定義することができる。
【００３８】
直観的に、Ｋ（Ｑｊ）は、系列の導関数の平方二乗平均（ＲＭＳ）を測定し、これによって、より大きい分散を有する系列により大きい重みを与える。ｂ個の時系列距離を、対応する対ごとに計算することができる。最後に、対応する対のスコアΔ（Ｑ，Ｃ）を計算することができる。スコアΔ（Ｑ，Ｃ）は、あるしきい値ｄを越える時系列の個数とこれらの距離の平均値とを含むタプルである。たとえば、ｄｉｓｔａｎｃｅ＝｛Ｄ（Ｑｊ，Ｃｊ）：０≦ｊ＜ｂかつＤ（Ｑｊ，Ｃｊ）＞ｄ｝について、
【００３９】
【数３】
0005937270.tif 000004
である。
【００４０】
この方法は、ｄに過度に敏感ではなく、ｄは、ヒューリスティックに決定することができる。対応する対のスコアΔを、｜ｄｉｓｔａｎｃｅ｜（降順）および平均距離（昇順）によってランキングすることができる。一致するビデオは、０の平均距離を有するｂ個の一致する時系列を有しなければならない。
【００４１】
時間ワーピングなしで異なる長さの２つの時系列を比較する時には、時系列を整列させなければならない。これを、線形に行うことができるが、線形技法は、低速で非効率的である可能性がある。より効率的な比較のために、主傾斜マッチングプロセスを使用して、２つの時系列の間での時間オフセットをすばやく計算して、受信されたビデオフィンガープリントと新たなビデオフィンガープリントとを同期化することができる。主傾斜マッチング技法は、時系列ごとに線形セグメント化を使用して、ヒストグラムの時間的トレースを近似し、その後、線形セグメントから、より長い距離またはより大きい高さを有する主傾斜を抽出する。２つの主傾斜は、それらが類似する長さおよび高さを有する場合に、類似する。２つの主傾斜の類似性は、比較されたヒストグラムの間の潜在的な整列を示す。潜在的な整列位置に基づいて、比較ビデオフィンガープリントの間の複雑さ不変類似性距離を計算することができる。類似性距離が、所定のしきい値未満である場合には、２つのビデオフィンガープリントは、複雑さ不変一致と考えられ、ビデオコンテンツは、認証される（ディジタル署名も一致する場合に）。類似性距離が、所定のしきい値未満ではない場合には、受信されたビデオコンテンツは、認証されないと考えられる。
【００４２】
より具体的には、主傾斜マッチング技法は、時系列を線形セグメントのシーケンスに圧縮することによって時系列を近似するのにボトムアップセグメント化アルゴリズムを使用することができる線形セグメント化ステップを適用する。ボトムアップセグメント化アルゴリズムに関する追加情報については、その内容が参照によって全体的に本明細書に組み込まれる、Ｋｅｏｇｈ他、Ａｎ  Ｏｎｌｉｎｅ  Ａｌｇｏｒｉｔｈｍ  ｆｏｒ  Ｓｅｇｍｅｎｔｉｎｇ  Ｔｉｍｅ  Ｓｅｒｉｅｓ、Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓ  ｏｆ  ＩＥＥＥＥ  Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ  Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ  ｏｎ  Ｄａｔａ  Ｍｉｎｉｎｇ、２００１年１１月２９日−１２月２日、２８９−２９６頁を参照されたい。
【００４３】
個々のセグメントを、お互いと比較することができる。２つの線形セグメントは、より短いセグメントをより長いセグメントに沿って滑らせ、上で説明したようにそれらの間の複雑さ不変距離を計算することによって比較される。しかし、振幅に関して「より大きい」および／または時間に関して「より長い」線形セグメントを選択することによって、整列を減らすか単純化することができる。選択されたセグメントを、主傾斜と呼ぶことができる。主傾斜マッチングプロセスの例は、図３−５に示されている。
【００４４】
より具体的には、主傾斜を見つけることは、線形セグメントのシーケンスを、それらに従って長さｐの等しいインターバルに分割することを含む。線形セグメントは、開始時間点がインターバル内にある場合に、そのインターバル内にあると考えられる。各インターバルから、最大の高さを有し、上で与えられる所与のしきい値、長さ（ｌ）を超える長さを有するｚ個の線形セグメントが選択される。異なる長さのビデオについて、より短いビデオの主傾斜を、より長いビデオによって破棄することができることに留意されたい。しかし、より短いビデオに適切な長さｐを選択することが、よりよい。
【００４５】
主傾斜を計算した後に、これらを対ごとに比較することができる。２つの主傾斜が、類似する長さおよび高さを有する場合に（正確な距離測定は、それらが過度に制限的ではない限り、クリティカルであるとは思われない）、これらの主傾斜は、類似すると考えられる。２つの主傾斜の類似性は、比較される時系列のありえる整列位置ｉ＊を示す。複雑さ不変距離は、これらの整列位置に従って計算される。計算がこれらの位置に制限されるので、全体的な比較時間が、減らされる。
【００４６】
図１および６を参照すると、送信者端および受信器端で実行されるビデオフィンガープリント抽出の例示的実施形態は、同一のビデオフィンガープリントアルゴリズムを利用する。直観的には、各端のビデオフィンガープリントは、時間にまたがるビデオの最も顕著な特徴の動きの軌跡を取り込むことを目指す。これは、オプティカルフローの方位のヒストグラム（ｈｉｓｔｏｇｒａｍｓ  ｏｆ  ｏｒｉｅｎｔａｔｉｏｎｓ  ｏｆ  ｏｐｔｉｃａｌ  ｆｌｏｗ、ＨＯＯＦ）アルゴリズムを使用して特徴を抽出することによって行うことができる。ＨＯＯＦアルゴリズムに関する追加情報については、その内容が参照によって全体的に本明細書に組み込まれる、Ｃｈａｕｄｈｒｙ他、Ｈｉｓｔｏｇｒａｍｓ  ｏｆ  Ｏｒｉｅｎｔｅｄ  Ｏｐｔｉｃａｌ  Ｆｌｏｗ  ａｎｄ  Ｂｉｎｅｔ−Ｃａｕｃｈｙ  Ｋｅｒｎａｌｓ  ｏｎ  Ｎｏｎｌｉｎｅａｒ  Ｄｙｎａｍｉｃａｌ  Ｓｙｓｔｅｍｓ  ｆｏｒ  ｔｈｅ  Ｒｅｃｏｇｎｉｔｉｏｎ  ｏｆ  Ｈｕｍａｎ  Ａｃｔｉｏｎｓ、ＩＥＥＥ  Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ  ｏｎ  Ｃｏｍｐｕｔｅｒ  Ｖｉｓｉｏｎ  ａｎｄ  Ｐａｔｔｅｒｎ  Ｒｅｃｏｇｎｉｔｉｏｎ、２００９年、１９３２−１９３９頁を参照されたい。
【００４７】
図７を参照すると、ビデオフィンガープリントアルゴリズムの例示的実施形態は、ｆ個の一様にサンプリングされたフレームＱ＝｛ｑ０，ｑ１，…，ｑｆ−１｝のシーケンスとして表されるビデオコンテンツＱを入力として受け入れる。オプティカルフローの方位のヒストグラムを、フレームの連続する対ｑｉ、ｑｉ＋１ごとに生成することができる。フレームｑｉ内の顕著なローカル特徴（すなわち、キーポイント）を、ＦＡＳＴなどの特徴ディテクタアルゴリズムを使用して検出することができる。フレームｑｉからｑｉ＋１までからのキーポイントのオプティカルフローを、Ｌｕｃａｓ−Ｋａｎａｄｅアルゴリズムを適用することによって計算することができる。現実的な範囲内の大きさを有する軌道を、保持することができる。等しい重みを有する保持された軌道の方位を、ｂ個のビンに入れることができ、ヒストグラムを正規化することができる。たとえば、８つのビンを選択し、ｂ＝８ビンとすることができる。等しい重みから開始することは、誤って計算された軌道が（より多数の）正確な軌道によって軽減されるので、大きさによる重み付けと比較して、より頑健なフィンガープリントを作る。
【００４８】
連続するフレームの対｛ｑｉ，ｑｉ＋１｝ごとに、ヒストグラム｛θｉ，ｊ：０≦ｊ＜ｂ｝が存在し、ここで、θｉ，ｊは、所与の方位に移動したキーポイントの個数を記録する。検出されたキーポイント、そのオプティカルフロー、およびオプティカルフローの方位のヒストグラムを有するフレームの例を、図２に与える。ビンは、ｂ個の時系列（方位ビンごとに１つ）を含む最終的なフィンガープリントを作るために、ビンを、時間にまたがって集計することができる：
｛｛θｉ，ｊ：０≦ｉ＜ｆ｝：θｉ，ｊ：０≦ｊ＜ｂ｝
【００４９】
送信者端から受信されたビデオフィンガープリントを受信器端で生成されたビデオフィンガープリントと比較する、上で説明された技法により、マッチングは、フィンガープリント生成と比較して計算的に安価であると考えられる。
【００５０】
１）結果のオプティカルフローが、より信頼できるものであり、２）結果のオプティカルフローが、ビデオ内の各フレームの最も顕著な特徴の動きが最も決定的な部分であるという直観と一貫するので、ローカル特徴ディテクタを、追加の計算コストにもかかわらず、一様にサンプリングされた点ではなくローカル特徴を追跡するために選択することができる。
【００５１】
ｓｃａｌｅ−ｉｎｖａｒｉａｎｔ  ｆｅａｔｕｒｅ  ｔｒａｎｓｆｏｒｍａｔｉｏｎ（ＳＩＦＴ）アルゴリズム、ｓｐｅｅｄｅｄ  ｕｐ  ｒｏｂｕｓｔ  ｆｅａｔｕｒｅ（ＳＵＲＦ）アルゴリズム、およびＦＡＳＴを含む、さまざまな既存のローカル特徴ディテクタアルゴリズムを比較した。ＳＩＦＴアルゴリズムに関する追加情報については、その内容が参照によって全体的に本明細書に組み込まれる、Ｌｏｗｅ、Ｄｉｓｔｉｎｃｔｉｖｅ  Ｉｍａｇｅ  Ｆｅａｔｕｒｅｓ  ｆｒｏｍ  Ｓｃａｌｅ−Ｉｎｖａｒｉａｎｔ  Ｋｅｙｐｏｉｎｔｓ、Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ  Ｊｏｕｒｎａｌ  ｏｆ  Ｃｏｍｐｕｔｅｒ  Ｖｉｓｉｏｎ、Ｖｏｌ．６０、Ｉｓｓｕｅ  ２、２００４年１１月、９１−１１０頁を参照されたい。ＳＵＲＦアルゴリズムに関する追加情報については、その内容が参照によって全体的に本明細書に組み込まれる、Ｂａｙ他、ＳＵＲＦ：  Ｓｐｅｅｄｅｄ  Ｕｐ  Ｒｏｂｕｓｔ  Ｆｅａｔｕｒｅｓ、Ｃｏｍｐｕｔｅｒ  Ｖｉｓｉｏｎ  ａｎｄ  Ｉｍａｇｅ  Ｕｎｄｅｒｓｔａｎｄｉｎｇ、Ｖｏｌ．１１０、Ｉｓｓｕｅ  ３、２００８年６月、３４６−３５９頁を参照されたい。
【００５２】
ＦＡＳＴは、大幅により高速に動作し（直接画素比較を介して計算されることに起因する）、より多くのキーポイントを作るので、ＳＩＦＴおよびＳＵＲＦに優先して選択された。追加のキーポイントは、不正確なキーポイント追跡の影響が軽減されるので有利である。ＦＡＳＴは、より低い頑健性を示すが、それでも、フレームからフレームへのわずかな変化を追跡するには十分である。
【００５３】
本明細書で説明されるさまざまな方法および装置は、監視ビデオおよび他のタイプのビデオコンテンツのコンテンツ変更および中間者攻撃に対して防御するために効率的なリアルタイムビデオ認証を可能にする、頑健でコンパクトなビデオフィンガープリント技法を提供する。監視ビデオは、たとえば、公安および国土防衛においてより大きく重大な役割を演じつつある。これは、公安および第１応答者通信に使用できるＬＴＥモバイルビデオのセキュリティにとって、特にタイムリーであり、直接に関係する。本明細書で説明される方法を、法の執行および刑事訴追に関する証拠として使用され得るアーカイブされたビデオを認証するのに使用することもできる。ビデオフィンガープリント抽出技法は、フォーマットモジュール準拠であり、コーデックモジュール準拠である。
【００５４】
たとえば、速度および精度に関する本明細書で説明される方法の頑健性および効力を実証するために。公に入手可能なビデオデータベースであるＭＵＳＣＬＥ  ＶＣＤベンチマークが、比較性能分析を行うのに使用された。このデータベースは、合計８０時間の長さを有する１０１本のビデオからなる。このデータベースは、スポーツ番組、ドキュメンタリ、アニメ、ホームムービー、古い白黒映画、コマーシャル、その他など、さまざまな番組からのビデオを提供する。ＭＵＳＣＬＥ  ＶＣＤベンチマークは、２時間３０分の組み合わされた持続時間を有する１５個のクエリを含むグラウンドトルースデータＳＴ１のセットを含む。これらは、長さ５分から１時間までのビデオのコピーである。クエリビデオは、サイズ変更、再符号化、あるアングルでのカムコーディング（ｃａｍｃｏｒｄｉｎｇ）、クロッピング、および色特性の変更、ズーム、雑音追加、ぼけ、ならびにサブタイトル変更などを含む広範囲の変換を受けた。すべてのクエリビデオの署名を生成し、データベース内でそれらを検索するのに必要な時間の長さを含む、総クエリ時間を測定した。テスト機は、１６ＧＢのＲＡＭを有する、２．２６ＧＨｚで動作するＩｎｔｅｌ  Ｘｅｏｎクワッドコアプロセッサであった。図８を参照すると、このデモンストレーションは、このプロセスが、高い正確さを伴ってＳＴ１のすべてのクエリを検索するのに１０分未満を使用することを示した。デモンストレーションチームによって入手された最良スコアの時間は、４４分を要した。ビデオコンテンツ認証について、顕著な特徴点の移動の軌跡に基づくフィンガープリントの使用および主傾斜整列に従うビデオフィンガープリントのマッチングは、本明細書で説明される方法を使用することによって、実現可能であり、実用的であった。
【００５５】
本明細書で説明されるさまざまな方法および装置を実施して、ビデオ監視システムのビデオコンテンツ認証を提供することができる。本明細書で説明されるビデオコンテンツ認証プロセスを、ビデオフィンガープリントを計算する任意のアルゴリズムと組み合わせて使用することができる。これは、プロセスのさまざまなステップについて実施できるさまざまなアルゴリズムに関してこのプロセスがどれほど頑健であるのかを実証するものである。このプロセスは、既存のビデオ認証技法に関連するビデオコンテンツ認証のためのコンパクトなビデオフィンガープリントをも提供する。
【００５６】
ビデオコンテンツを認証するプロセスのもう１つの例示的な実施形態は、これを監視にどのように使用でき、適用可能であるのかを説明するために、ビデオフィンガープリントの正確さに関して説明される。プロセス全体は、媒体認証方法のコンテンツベースのカテゴリに入るが、以前の方法より高いレベルの特徴を使用する。ローカルの顕著な特徴が、サンプリングされたフレームのビデオコンテンツ内で検出され、これらの特徴の時間にまたがる動きの軌道を動き時系列として取り込む。動きは、圧縮コーディング（たとえば、ＭＰＥＧ−４）からの短期（２フレーム）動きベクトルに使用された。より高いレベルの特徴は、通常、高すぎる計算負荷をこうむるものとみなされるが、より高いレベルの特徴は、既に、帯域幅と誤警報の誤り率とを減らすのに既に使用されている。このより頑健な特徴（単一フレーム法または２フレーム法より）が、既に計算されているので、認証での使用は、追加の計算コストを有しない。サンプリングされたフレームのフィンガープリントは、ある個数のビン値であり、これは、ローカル特徴の動き軌道の方位をビンに入れることによって入手される。たとえば、１つの例示的な実施態様では、８個のビンを使用することができる。
【００５７】
認証方式は、頑健なハッシュではなく、ハッシュマッチングの頑健な方法を使用する。形式的には、フィンガープリントのシーケンスは、
Ｆ＝｛｛ｆｉ，ｊ：０≦ｉ＜ｍ｝：０≦ｊ＜Ｂ｝
と表され、ここで、Ｆは、フィンガープリントのシーケンスであり、ｆは、サンプリングされたフレームのフィンガープリントであり、ｍは、サンプリングされたフレームシーケンスの長さであり、Ｂは、ビンの総数である。各フレームフィンガープリントは、ディジタル署名される（ハッシュ化され、秘密鍵によって暗号化される）。これは、ビデオひずみに頑健ではないが、ディジタル署名に加えて、平文（すなわち、暗号化されていない）ディジタルフィンガープリントが、受信器への送信に含まれる。ビデオコンテンツを認証するために、受信器は、公開シードを使用してビデオフィンガープリントをハッシュ化して、Ｈ１’を入手する。ディジタル署名は、公開鍵を使用して復号される。結果のハッシュＨ２’が、Ｈ１’と比較される。受信されたビデオのビデオフィンガープリントが、Ｆ１’を入手するために計算される。計算されたビデオフィンガープリントＦ１’が、受信されたビデオフィンガープリントＦ２’と比較される。Ｈ１’＝Ｈ２’であり、類似性距離Ｄ（Ｆ１’，Ｆ２’）≦ｄｉｓｔである場合には、対応するビデオコンテンツフレームは、認証され、ここで、ｄｉｓｔは、距離しきい値である。
【００５８】
ビデオフィンガープリントは、時系列として表されるので、Ｄ（Ｆ１’，Ｆ２’）を、時系列の間の距離を測定することによって計算することができる。スケーリング、トランスコーディング、およびパケット消失などに起因するビデオ送信におけるさまざまな変更は、時系列内の複数の複雑さを引き起こす。結果の時系列（おそらくは、オフセット、振幅、および位相のスケーリングなどによってひずまされている）は、しばしば、異なる量のピークおよび谷を有する。ビデオフィンガープリントのマッチングにおけるさまざまな複雑さに取り組むために、Ｂａｔｉｓｔａの複雑さ不変距離測定を実施することができる。複雑さ不変距離測定は、既存の距離測定の補正要因として２つの時系列の間の複雑さの差を使用する。複雑さ不変距離ＤＣＩＶを、
【００５９】
【数４】
0005937270.tif 000005
【００６０】
【数５】
0005937270.tif 000006
として計算することができ、ここで、Ｆ１ｊおよびＦ２ｊは、ヒストグラムビンｊの２つの時系列であり、ＤＥは、ユークリッド距離であり、Ｋ（Ｆｊ）は、時系列の複雑さの測定である。直観的に、Ｋ（Ｆｊ）は、系列の導関数のＲＭＳを測定し、これによって、より大きい分散を有する系列により大きい重みを与える。
【００６１】
類似性距離が、Ｂ個の時系列について入手された後に、比較される指数対のスコアΔ（Ｆ１，Ｆ２）を計算することができる。スコアΔ（Ｆ１，Ｆ２）は、あるしきい値ｄｉｓｔを超える時系列距離の個数とこれらの距離の平均値とを含むタプルである。すなわち、
Ｄｔｏｔａｌ＝｛ＤＣＩＶ（Ｆ１ｊ，Ｆ２ｊ）：０≦ｊ＜ＢおよびＤＣＩＶ（Ｆ１ｊ，Ｆ２ｊ）＞ｄｉｓｔ｝
について、
【００６２】
【数６】
0005937270.tif 000007
である。
【００６３】
この方法は、ｄｉｓｔに過度に敏感ではなく、ｄｉｓｔは、ヒューリスティックに決定することができる。２つの同一のビデオは、すべてのビンが一致し、０の平均距離を有しなければならない。
【００６４】
図９を参照すると、ビデオコンテンツを認証するプロセス９００の例示的実施形態は、９０２で開始され、ここでは、ディジタル署名、保護されていないビデオフィンガープリント、および保護されていないビデオコンテンツを、通信ネットワーク内の受信するノードで送信するノードから受信する。次に、このプロセスは、保護されていないビデオフィンガープリントを検証するために、ディジタル署名が受信するノードの保護されていないビデオフィンガープリントと一貫するかどうかを判定する（９０４）。９０６では、このプロセスは、保護されていないビデオコンテンツの所定の限度の消失を許容する形で、保護されていないビデオコンテンツを検証するために、保護されていないビデオフィンガープリントが受信するノードの保護されていないビデオコンテンツと一貫するかどうかを判定する。保護されていないビデオフィンガープリントおよび保護されていないビデオコンテンツが検証される場合には、保護されていないビデオコンテンツは、受信するノードでの後続使用について認証される。
【００６５】
プロセス９００のもう１つの実施形態では、ディジタル署名は、受信するノードへの送信のために、保護されていないビデオコンテンツの前に付加され、埋め込まれ、または後に付加される。この実施形態では、プロセス９００は、受信するノードで、ディジタル署名を保護されていないビデオコンテンツから分離することをも含む。
【００６６】
プロセス９００のもう１つの実施形態では、保護されていないビデオフィンガープリントは、受信するノードへの送信のために、保護されていないビデオコンテンツの前に付加され、埋め込まれ、または後に付加される。この実施形態では、プロセス９００は、受信するノードで、保護されていないビデオコンテンツから保護されていないビデオフィンガープリントを分離することをも含む。
【００６７】
プロセス９００のもう１つの実施形態では、保護されていないビデオフィンガープリントが、受信するノードによって検証されない場合に、保護されていないビデオコンテンツは、受信するノードでの後続の使用について認証されない。プロセス９００のもう１つの実施形態では、保護されていないビデオフィンガープリントが検証され、保護されていないビデオコンテンツが、受信するノードによって検証されない場合に、保護されていないビデオコンテンツは、受信するノードでの後続の使用について認証されない。
【００６８】
プロセス９００のもう１つの実施形態では、ディジタル署名および保護されていないビデオコンテンツは、受信するノードで、異なる通信経路を介する別々の通信セッションで受信される。プロセス９００のもう１つの実施形態では、保護されていないビデオフィンガープリントおよび保護されていないビデオコンテンツは、受信するノードで、異なる通信経路を介する別々の通信セッションで受信される。
【００６９】
さまざまな実施形態では、保護されていないビデオフィンガープリントは、オリジナルのビデオフィンガープリントの受信された版である。オリジナルのビデオフィンガープリントは、送信するノードによるオリジナルのビデオフィンガープリントの送信の前に、フィンガープリント採取アルゴリズムを使用してオリジナルのビデオコンテンツから導出される。ディジタル署名は、送信するノードによるディジタル署名の送信の前に、暗号化アルゴリズムおよび秘密鍵を使用して、オリジナルのハッシュ値から作られる。オリジナルのハッシュ値は、オリジナルのハッシュ値の暗号化の前に、ハッシュアルゴリズムを使用して、オリジナルのビデオフィンガープリントから導出される。保護されていないビデオコンテンツは、オリジナルのビデオコンテンツの受信された版である。
【００７０】
図９および１０を参照すると、ビデオコンテンツを認証するプロセス１０００のもう１つの例示的な実施形態は、保護されていないビデオフィンガープリントの検証（９０４）に関連して、図９のプロセス９００を拡張する。この実施形態では、プロセス１０００は、図９の９０４から１００２に進み、ここで、ディジタル署名を、受信するノードで復号アルゴリズムおよび公開鍵を使用して復号して、オリジナルのハッシュ値に関する復号されたハッシュ値を入手する。次に、保護されていないビデオフィンガープリントを、受信するノードでハッシュアルゴリズムを使用して処理して、オリジナルのハッシュ値に関する新たなハッシュ値を入手する（１００４）。１００６では、新たなハッシュ値が復号されたハッシュ値と一致する場合に保護されていないビデオフィンガープリントが検証されるように、新たなハッシュ値を、受信するノードで復号されたハッシュ値と比較する。この実施形態では、プロセス１０００は、１００６の後に９０６に戻る。プロセス１０００のもう１つの実施形態では、新たなハッシュ値が復号されたハッシュ値と一致しない場合に、保護されていないビデオフィンガープリントは、検証されない。
【００７１】
図９−１１を参照すると、ビデオコンテンツを認証するプロセス１１００のもう１つの例示的な実施形態は、ハッシュアルゴリズムの使用に関連して図１０のプロセス１０００を拡張する（１００４）。この実施形態では、プロセス１１００は、図１０の１００４から１１０２に進み、ここで、ハッシュアルゴリズムを、保護されていないビデオフィンガープリントを表すデータの配置に適用して、新たなハッシュ値を確立するチェックサム値を決定する。この実施形態では、プロセス１１００は、１１０２の後に１００６に戻る。
【００７２】
図９および１２を参照すると、ビデオコンテンツを認証するプロセス１２００のもう１つの例示的な実施形態は、保護されていないビデオコンテンツの検証（９０６）に関連して図９のプロセス９００を拡張する。この実施形態では、プロセス１２００は、図９の９０６から１２０２に進み、ここで、フィンガープリント採取アルゴリズムを使用して、保護されていないビデオコンテンツを処理することによって、受信するノードで新たなビデオフィンガープリントを生成する。次に、このプロセスは、複雑さ不変距離測定アルゴリズムを使用して、受信するノードで、保護されていないビデオフィンガープリントと新たなビデオフィンガープリントとの間の距離メトリックを決定する（１２０４）。１２０６では、距離メトリックが所定のしきい値を超えない場合に、保護されていないビデオコンテンツが検証されるように、受信するノードで、距離メトリックを所定のしきい値と比較する。プロセス１２００のもう１つの例示的な実施形態では、距離メトリックが所定のしきい値を超える場合に、保護されていないビデオコンテンツは、検証されない。
【００７３】
図９、１２、および１３を参照すると、ビデオコンテンツを認証するプロセス１３００のもう１つの例示的な実施形態は、フィンガープリント採取アルゴリズムの使用（１２０２）に関連して、図１２のプロセス１２００を拡張する。この実施形態では、プロセス１３００は、図１２の１２０２から１３０２に進み、ここで、ビデオフレームのサンプルを、保護されていないビデオコンテンツから選択し、連結された時間シーケンス内で配置する。次に、顕著な特徴点を、各サンプルビデオフレーム内で検出する（１３０４）。１３０６では、オプティカルフローの角度方位を、連結された時間シーケンスの次のサンプルビデオフレーム内の対応する顕著な特徴点に関して各サンプルビデオフレーム内の顕著な特徴点ごとに計算する。次に、各サンプルビデオフレームの顕著な特徴点の角度方位を、サンプルビデオフレームごとの対応する角度範囲ビンに分配する（１３０８）。１３１０では、サンプルビデオフレームの各角度範囲ビン内の値を、連結された時間シーケンスにわたって連結して、角度範囲ビンごとのヒストグラムを形成する。次に、角度範囲ビンのヒストグラムのセットを正規化して、新たなビデオフィンガープリントを確立する動き時系列の対応するセットを形成する（１３１２）。
【００７４】
もう１つの実施形態では、新たなビデオフィンガープリントを確立するのにフィンガープリント採取アルゴリズムを使用することに関連して、プロセス１３００は、線形セグメント化アルゴリズムを使用して各動き時系列を圧縮して、対応するヒストグラムを対応する線形セグメントのシーケンスに変換することをも含む。この実施形態では、抽出される主傾斜によって表される新たなビデオフィンガープリントの動き時系列の対応するセットを形成するために、時間特性および振幅特性のうちの少なくとも１つについて所定のしきい値より大きい線形セグメントを選択することに少なくとも部分的に基づいて、主傾斜が、各圧縮された動き時系列から抽出される。
【００７５】
図９および１２をもう一度参照すると、プロセス１２００のもう１つの実施形態では、オリジナルのビデオフィンガープリント、保護されていないビデオフィンガープリント、および新たなビデオフィンガープリントのそれぞれは、対応するヒストグラムを線形セグメントのシーケンスに縮約することと、線形セグメントのシーケンスから主傾斜を抽出することとによって形成された動き時系列の対応するセットを含む。この実施形態では、複雑さ不変距離測定アルゴリズムの使用に関連して、プロセス１２００は、保護されていないビデオフィンガープリントの各動き時系列を、新たなビデオフィンガープリントの対応する動き時系列と対にすることをも含む。各対にされた動き時系列は、対応する対にされた動き時系列の類似する主傾斜の識別に少なくとも部分的に基づいて整列される。各整列された動き時系列の間の距離測定値は、複雑さ不変距離測定アルゴリズムを使用して決定される。
【００７６】
プロセス１２００のもう１つの実施形態では、オリジナルのビデオフィンガープリント、保護されていないビデオフィンガープリント、および新たなビデオフィンガープリントのそれぞれは、対応するヒストグラムによって形成される動き時系列の対応するセットを含む。この実施形態では、複雑さ不変距離測定アルゴリズムに関連して、プロセス１２００は、対応するヒストグラムを線形セグメントの対応するシーケンスに変換するために、線形セグメント化アルゴリズムを使用して保護されていないビデオフィンガープリントの各動き時系列を圧縮することをも含む。主傾斜は、抽出された主傾斜によって表される保護されていないビデオフィンガープリントの動き時系列の対応するセットを形成するために、時間特性および振幅特性のうちの少なくとも１つについて所定のしきい値より大きい線形セグメントを選択することに少なくとも部分的に基づいて、保護されていないビデオセグメントの各圧縮された動き時系列から抽出される。新たなビデオフィンガープリントの各動き時系列は、対応するヒストグラムを線形セグメントの対応するシーケンスに変換するのに線形セグメント化アルゴリズムを使用して圧縮される。主傾斜は、抽出された主傾斜によって表される新たなビデオフィンガープリントの動き時系列の対応するセットを形成するために、時間特性および振幅特性のうちの少なくとも１つについて所定のしきい値より大きい線形セグメントを選択することに少なくとも部分的に基づいて、新たなビデオフィンガープリントの各圧縮された動き時系列から抽出される。保護されていないビデオフィンガープリントの各動き時系列は、新たなビデオフィンガープリントの対応する動き時系列と対にされる。各対にされた動き時系列は、対応する対にされた動き時系列の類似する主傾斜の識別に少なくとも部分的に基づいて整列される。各整列された動き時系列の間の距離測定値は、複雑さ不変距離測定アルゴリズムを使用して決定される。
【００７７】
図１４を参照すると、ビデオコンテンツを認証する受信するノード１４００の例示的実施形態は、入力モジュール１４０２、フィンガープリント検証モジュール１４０４、コンテンツ検証モジュール１４０６、およびコントローラモジュール１４０８を含む。入力モジュール１４０２は、送信するノード１４１０から通信ネットワーク１４１２を介してディジタル署名、保護されていないビデオフィンガープリント、および保護されていないビデオコンテンツを受信するように構成される。送信するノード１４１０は、通信ネットワーク１４１２内のネットワークノードまたは通信ネットワーク１４１２へのアクセスを有するユーザもしくはコンピューティングデバイスとすることができる。通信ネットワーク１４１２は、さまざまなタイプのネットワークアーキテクチャ、通信プロトコル、および技術を任意の適切な組合せで含むハイブリッド通信ネットワークとすることができる。フィンガープリント検証モジュール１４０４は、保護されていないビデオフィンガープリントを検証するために、ディジタル署名が保護されていないビデオフィンガープリントと一貫するかどうかを判定するように構成される。コンテンツ検証モジュール１４０６は、保護されていないビデオコンテンツの所定の限度の消失を許容する形で保護されていないビデオコンテンツを検証するために、保護されていないビデオフィンガープリントが保護されていないビデオコンテンツと一貫するかどうかを判定するように構成される。コントローラモジュール１４０８は、入力モジュール１４０２、フィンガープリント検証モジュール１４０４、およびコンテンツ検証モジュール１４０６と動作可能に通信し、保護されていないビデオフィンガープリントおよび保護されていないビデオコンテンツが検証される場合に、保護されていないビデオコンテンツが後続使用について認証されるように動作を制御するように構成される。
【００７８】
受信するノード１４００のもう１つの実施形態では、ディジタル署名は、送信のために保護されていないビデオコンテンツの前に付加され、埋め込まれ、または後に付加される。この実施形態では、受信するノード１４００は、入力モジュール１４０２およびコントローラモジュール１４０８と動作可能に通信するビデオ処理モジュールをも含む。ビデオ処理モジュールは、保護されていないビデオコンテンツからディジタル署名を分離するように構成される。
【００７９】
受信するノード１４００のもう１つの実施形態では、保護されていないビデオフィンガープリントは、送信のために、保護されていないビデオコンテンツの前に付加され、埋め込まれ、または後に付加される。この実施形態では、受信するノード１４００は、入力モジュール１４０２およびコントローラモジュール１４０８と動作可能に通信するビデオ処理モジュールをも含む。保護されていないビデオコンテンツから保護されていないビデオフィンガープリントを分離するように構成されたビデオ処理モジュール。
【００８０】
受信するノード１４００のもう１つの実施形態では、保護されていないビデオフィンガープリントが、フィンガープリント検証モジュール１４０４によって検証されない場合に、コントローラモジュール１４０８は、保護されていないビデオコンテンツが受信するノードでの後続の使用について認証されなくなるように構成される。受信するノード１４００のもう１つの実施形態では、保護されていないビデオフィンガープリントがフィンガープリント検証モジュール１４０４によって検証され、保護されていないビデオコンテンツが、コンテンツ検証モジュール１４０６によって検証されない場合に、保護されていないビデオコンテンツは、後続の使用について認証されない。
【００８１】
受信するノード１４００のもう１つの実施形態では、ディジタル署名および保護されていないビデオコンテンツは、入力モジュール１４０２によって、異なる通信経路を介する別々の通信セッションで受信される。受信するノード１４００のもう１つの実施形態では、保護されていないビデオフィンガープリントおよび保護されていないビデオコンテンツは、入力モジュール１４０２によって、異なる通信経路を介する別々の通信セッションで受信される。
【００８２】
受信するノード１４００のさまざまな実施形態では、保護されていないビデオフィンガープリントは、オリジナルのビデオフィンガープリントの受信された版である。オリジナルのビデオフィンガープリントは、送信するノード１４１０によるオリジナルのビデオフィンガープリントの送信の前に、フィンガープリント採取アルゴリズムを使用してオリジナルのビデオコンテンツから導出される。ディジタル署名は、送信するノード１４１０によるディジタル署名の送信の前に、暗号化アルゴリズムおよび秘密鍵を使用して、オリジナルのハッシュ値から作られる。オリジナルのハッシュ値は、オリジナルのハッシュ値の暗号化の前に、ハッシュアルゴリズムを使用して、オリジナルのビデオフィンガープリントから導出される。保護されていないビデオコンテンツは、オリジナルのビデオコンテンツの受信された版である。
【００８３】
図１５を参照すると、フィンガープリント検証モジュール１４０４の例示的実施形態は、コントローラモジュール１４０８に関連して保護されていないビデオフィンガープリントを検証するために、復号サブモジュール１５０２、ハッシュサブモジュール１５０４、コンパレータサブモジュール１５０６、およびプロセッササブモジュール１５０８を含む。復号サブモジュール１５０２は、オリジナルのハッシュ値に関する復号されたハッシュ値を入手するために、復号アルゴリズムおよび公開鍵を使用してディジタル署名を復号するように構成される。ハッシュサブモジュール１５０４は、オリジナルのハッシュ値に関する新たなハッシュ値を入手するために、ハッシュアルゴリズムを使用して、保護されていないビデオフィンガープリントを処理するように構成される。コンパレータサブモジュール１５０６は、新たなハッシュ値が復号されたハッシュ値と一致する場合に保護されていないビデオフィンガープリントが検証されるように、新たなハッシュ値を復号されたハッシュ値と比較するように構成される。復号サブモジュール１５０２、ハッシュサブモジュール１５０４、およびコンパレータサブモジュール１５０６と動作可能に通信するプロセッササブモジュール１５０８。ディジタル署名、保護されていないビデオフィンガープリント、新たなハッシュ値、および復号されたハッシュ値のうちの１つまたは複数の復号、処理、および比較に関連する動作を制御するように構成されたプロセッササブモジュール１５０８。フィンガープリント検証モジュール１４０４のもう１つの例示的実施形態では、新たなハッシュ値が復号されたハッシュ値と一致しない場合に、コンパレータサブモジュール１５０６は、保護されていないビデオフィンガープリントが検証されなくなるように構成される。
【００８４】
フィンガープリント検証モジュール１４０４のもう１つの例示的な実施形態では、ハッシュアルゴリズムの使用に関連して、ハッシュサブモジュール１５０４は、新たなハッシュ値を確立するチェックサム値を決定するために、保護されていないビデオフィンガープリントを表すデータの配置にハッシュアルゴリズムを適用するように構成される。
【００８５】
図１６を参照すると、コンテンツ検証モジュール１４０６の例示的実施形態は、コントローラモジュール１４０８に関連して保護されていないビデオコンテンツを検証するために、フィンガープリント採取サブモジュール１６０２、測定サブモジュール１６０４、コンパレータサブモジュール１６０６、およびプロセッササブモジュール１６０８を含む。フィンガープリント採取アルゴリズムを使用して、保護されていないビデオコンテンツを処理することによって、新たなビデオフィンガープリントを生成するように構成されたフィンガープリント採取サブモジュール１６０２。複雑さ不変距離測定アルゴリズムを使用して、保護されていないビデオフィンガープリントと新たなビデオフィンガープリントとの間の距離メトリックを決定するように構成された測定サブモジュール１６０４。距離メトリックが所定のしきい値を超えない場合に、保護されていないビデオコンテンツが検証されるように、距離メトリックを所定のしきい値と比較するように構成されたコンパレータサブモジュール１６０６。フィンガープリント採取サブモジュール１６０２、測定サブモジュール１６０４、およびコンパレータサブモジュール１６０６と動作可能に通信しているプロセッササブモジュール１６０８。新たなビデオフィンガープリント、保護されていないビデオコンテンツ、距離メトリック、保護されていないビデオフィンガープリント、および所定のしきい値のうちの１つまたは複数の生成、判定、および比較に関連する動作を制御するように構成されたプロセッササブモジュール１６０８。コンテンツ検証モジュール１４０６のもう１つの例示的実施形態では、距離メトリックが所定のしきい値を超える場合に、コンパレータサブモジュール１６０６は、保護されていないビデオコンテンツが検証されないように構成される。
【００８６】
コンテンツ検証モジュール１４０６のもう１つの例示的実施形態では、フィンガープリント採取サブモジュール１６０２は、ビデオフレームのサンプルを、保護されていないビデオコンテンツから選択するように構成され、サンプルビデオフレームを連結された時間シーケンス内で配置しつつある。また、フィンガープリント採取サブモジュール１６０２は、顕著な特徴点を各サンプルビデオフレーム内で検出する。フィンガープリント採取サブモジュール１６０２は、オプティカルフローの角度方位を、連結された時間シーケンスの次のサンプルビデオフレーム内の対応する顕著な特徴点に関して各サンプルビデオフレーム内の顕著な特徴点ごとに計算するようにも構成される。さらに、フィンガープリント採取サブモジュール１６０２は、各サンプルビデオフレームの顕著な特徴点の角度方位を、サンプルビデオフレームごとの対応する角度範囲ビンに分配する。また、フィンガープリント採取サブモジュール１６０２は、角度範囲ビンごとのヒストグラムを形成するために、サンプルビデオフレームの各角度範囲ビン内の値を、連結された時間シーケンスにわたって連結する。フィンガープリント採取サブモジュール１６０２は、新たなビデオフィンガープリントを確立する動き時系列の対応するセットを形成するために、角度範囲ビンのヒストグラムのセットを正規化するようにも構成される。
【００８７】
コンテンツ検証モジュール１４０６のもう１つの実施形態では、新たなビデオフィンガープリントを確立するのにフィンガープリント採取アルゴリズムを使用することに関連して、フィンガープリント採取サブモジュール１６０２は、対応するヒストグラムを対応する線形セグメントのシーケンスに変換するために、線形セグメント化アルゴリズムを使用して各動き時系列を圧縮するように構成される。また、フィンガープリント採取サブモジュール１６０２は、抽出される主傾斜によって表される新たなビデオフィンガープリントの動き時系列の対応するセットを形成するために、時間特性および振幅特性のうちの少なくとも１つについて所定のしきい値より大きい線形セグメントを選択することに少なくとも部分的に基づいて、各圧縮された動き時系列から主傾斜を抽出する。
【００８８】
コンテンツ検証モジュール１４０６のもう１つの実施形態では、オリジナルのビデオフィンガープリント、保護されていないビデオフィンガープリント、および新たなビデオフィンガープリントのそれぞれは、対応するヒストグラムを線形セグメントのシーケンスに縮約することと、線形セグメントのシーケンスから主傾斜を抽出することとによって形成された動き時系列の対応するセットを含む。この実施形態では、複雑さ不変距離測定アルゴリズムの使用に関連して、測定サブモジュール１６０４は、保護されていないビデオフィンガープリントの各動き時系列を、新たなビデオフィンガープリントの対応する動き時系列と対にするように構成される。また、測定サブモジュール１６０４は、対応する対にされた動き時系列の類似する主傾斜の識別に少なくとも部分的に基づいて、各対にされた動き時系列を整列させる。測定サブモジュール１６０４は、各整列された動き時系列の間の距離測定値を、複雑さ不変距離測定アルゴリズムを使用して決定するようにも構成される。
【００８９】
コンテンツ検証モジュール１４０６のもう１つの実施形態では、オリジナルのビデオフィンガープリント、保護されていないビデオフィンガープリント、および新たなビデオフィンガープリントのそれぞれは、対応するヒストグラムによって形成される動き時系列の対応するセットを含む。この実施形態では、複雑さ不変距離測定アルゴリズムの使用に関連して、測定サブモジュール１６０４は、対応するヒストグラムを線形セグメントの対応するシーケンスに変換するために、線形セグメント化アルゴリズムを使用して保護されていないビデオフィンガープリントの各動き時系列を圧縮するように構成される。また、測定サブモジュール１６０４は、抽出された主傾斜によって表される保護されていないビデオフィンガープリントの動き時系列の対応するセットを形成するために、時間特性および振幅特性のうちの少なくとも１つについて所定のしきい値より大きい線形セグメントを選択することに少なくとも部分的に基づいて、保護されていないビデオセグメントの各圧縮された動き時系列から主傾斜を抽出する。測定サブモジュール１６０４は、対応するヒストグラムを線形セグメントの対応するシーケンスに変換するのに線形セグメント化アルゴリズムを使用して、新たなビデオフィンガープリントの各動き時系列を圧縮するようにも構成される。さらに、測定サブモジュール１６０４は、抽出された主傾斜によって表される新たなビデオフィンガープリントの動き時系列の対応するセットを形成するために、時間特性および振幅特性のうちの少なくとも１つについて所定のしきい値より大きい線形セグメントを選択することに少なくとも部分的に基づいて、新たなビデオフィンガープリントの各圧縮された動き時系列から主傾斜を抽出する。また、測定サブモジュール１６０４は、保護されていないビデオフィンガープリントの各動き時系列を、新たなビデオフィンガープリントの対応する動き時系列と対にする。また、測定サブモジュール１６０４は、対応する対にされた動き時系列の類似する主傾斜の識別に少なくとも部分的に基づいて、各対にされた動き時系列を整列させる。さらに、測定サブモジュール１６０４は、各整列された動き時系列の間の距離測定値を、複雑さ不変距離測定アルゴリズムを使用して決定する。
【００９０】
図１７を参照すると、ビデオコンテンツを認証するプロセス１７００のもう１つの例示的実施形態は、１７０２で開始され、ここで、ビデオコンテンツをソースデバイスから受信する。次に、フィンガープリント採取アルゴリズムを使用してビデオコンテンツを処理することによって、ビデオフィンガープリントを生成する（１７０４）。１７０６では、オリジナルのハッシュ値を入手するために、ハッシュアルゴリズムを使用してビデオフィンガープリントを処理する。次に、オリジナルのハッシュ値に関するディジタル署名を入手するために、暗号化アルゴリズムおよび秘密鍵を使用して、オリジナルのハッシュ値を暗号化する（１７０８）。１７１０では、ディジタル署名、ビデオフィンガープリント、およびビデオコンテンツを、送信するノードのストレージデバイスに少なくとも一時的に格納する。次に、ディジタル署名、ビデオフィンガープリント、およびビデオコンテンツを、１つまたは複数の通信セッションで、送信するノードから通信ネットワーク内の受信するノードに送信する（１７１２）。
【００９１】
もう１つの実施形態では、ハッシュアルゴリズムの使用に関連して、プロセス１７００は、オリジナルのハッシュ値を確立するチェックサム値を決定するために、ビデオフィンガープリントを表すデータの配置にハッシュアルゴリズムを適用することをも含む。
【００９２】
プロセス１７００のもう１つの実施形態では、受信するノードは、ディジタル署名、ビデオフィンガープリント、およびビデオコンテンツを送信するノードから受信した後に、受信されたビデオフィンガープリントを検証するために、復号されたハッシュ値が受信されたビデオフィンガープリントと一貫するかどうかを判定することができる。この実施形態では、受信するノードは、受信されたビデオコンテンツの所定の限度の消失を許容する形で受信されたビデオコンテンツを検証するために、受信されたビデオフィンガープリントが受信されたビデオコンテンツと一貫するかどうかを判定することもできる。さらなる実施形態では、受信されたビデオフィンガープリントおよび受信されたビデオコンテンツが、受信するノードによって検証される場合に、受信されたビデオコンテンツは、受信するノードでの後続使用について認証される。もう１つのさらなる実施形態では、受信されたビデオフィンガープリントが受信するノードによって検証されない場合に、受信されたビデオコンテンツは、受信するノードでの後続使用について認証されない。もう１つのさらなる実施形態では、受信されたビデオフィンガープリントが検証され、受信されたビデオコンテンツが受信するノードによって検証されない場合に、受信されたビデオコンテンツは、受信するノードでの後続使用について認証されない。
【００９３】
プロセス１７００のもう１つの実施形態では、ディジタル署名およびビデオコンテンツは、異なる通信経路を介する別々の通信セッションで受信するノードに送信される。プロセス１７００のもう１つの実施形態では、ビデオフィンガープリントおよびビデオコンテンツは、異なる通信経路を介する別々の通信セッションで受信するノードに送信される。
【００９４】
プロセス１７００のもう１つの実施形態では、ディジタル署名は、受信するノードへの送信のためにビデオコンテンツの前に付加され、埋め込まれ、または後に付加される。プロセス１７００のもう１つの実施形態では、ビデオフィンガープリントは、受信するノードへの送信のためにビデオコンテンツの前に付加され、埋め込まれ、または後に付加される。
【００９５】
図１７および１８を参照すると、ビデオを認証するプロセス１８００のもう１つの例示的実施形態は、フィンガープリント採取アルゴリズムの使用（１７０４）に関連して図１７のプロセス１７００を拡張する。この実施形態では、プロセス１８００は、図１７の１７４０から１８０２に進み、ここで、ビデオコンテンツからビデオフレームのサンプルを選択し、連結された時間シーケンス内に配置する。次に、各サンプルビデオフレーム内の顕著な特徴点（１８０４）。１８０６では、連結された時間シーケンスの次のサンプルビデオフレーム内の対応する顕著な特徴点に関して各サンプルビデオフレーム内の顕著な特徴点ごとにオプティカルフローの角度方位を計算する。次に、各サンプルビデオフレームの顕著な特徴点の角度方位を、サンプルビデオフレームごとに対応する角度範囲ビンに分配する（１８０８）。１８１０では、サンプルビデオフレームの各角度範囲ビンの値を、連結された時間シーケンスにわたって連結して、角度範囲ビンごとにヒストグラムを形成する。次に、角度範囲ビンのヒストグラムのセットを正規化して、ビデオフィンガープリントを確立する動き時系列の対応するセットを形成する（１８１２）。この実施形態では、プロセス１８００は、１８１２の後に１７０６に戻る。
【００９６】
もう１つの実施形態では、ビデオフィンガープリントを確立するためのフィンガープリント採取アルゴリズムの使用に関連して、プロセス１８００は、対応するヒストグラムを線形セグメントの対応するシーケンスに変換するために、線形セグメント化アルゴリズムを使用して各動き時系列を圧縮することをも含む。この実施形態では、主傾斜は、抽出された主傾斜によって表されるビデオフィンガープリントの動き時系列の対応するセットを形成するために、時間特性および振幅特性のうちの少なくとも１つについて所定のしきい値より大きい線形セグメントを選択することに少なくとも部分的に基づいて、各圧縮された動き時系列から抽出される。
【００９７】
図１９を参照すると、ビデオコンテンツを認証する送信するノード１９００の例示的実施形態は、入力モジュール１９０２、フィンガープリント採取モジュール１９０４、ハッシュモジュール１９０６、暗号化モジュール１９０８、ストレージデバイス１９１０、出力モジュール１９１２、およびコントローラモジュール１９１４を含む。入力モジュール１９０２は、ビデオコンテンツをソースデバイス１９１６から受信するように構成される。フィンガープリント採取モジュール１９０４は、フィンガープリント採取アルゴリズムを使用してビデオコンテンツを処理することによって、ビデオフィンガープリントを生成するように構成される。ハッシュモジュール１９０６は、オリジナルのハッシュ値を入手するために、ハッシュアルゴリズムを使用してビデオフィンガープリントを処理するように構成される。暗号化モジュール１９０８は、オリジナルのハッシュ値に関するディジタル署名を入手するために、暗号化アルゴリズムおよび秘密鍵を使用して、オリジナルのハッシュ値を暗号化するように構成される。ストレージデバイス１９１０は、ディジタル署名、ビデオフィンガープリント、およびビデオコンテンツを少なくとも一時的に格納するように構成される。出力モジュール１９１２は、ディジタル署名、ビデオフィンガープリント、およびビデオコンテンツを、１つまたは複数の通信セッションで、通信ネットワーク１９２０内の受信するノード１９１８に送信するように構成される。入力モジュール１９０２、フィンガープリント採取モジュール１９０４、ハッシュモジュール１９０６、暗号化モジュール１９０８、ストレージデバイス１９１０、および出力モジュール１９１２と動作可能に通信し、ビデオコンテンツ、ビデオフィンガープリント、およびディジタル署名のうちの１つまたは複数の受信、生成、処理、暗号化、格納、および送信に関連する動作を制御するように構成されたコントローラモジュール１９１４。
【００９８】
送信するノード１９００は、通信ネットワーク１９２０内のネットワークノードまたは通信ネットワーク１９２０へのアクセスを有するユーザもしくはコンピューティングデバイスとすることができる。同様に、ソースデバイス１９１６は、通信ネットワーク１９２０内のネットワークノードまたは通信ネットワーク１９２０へのアクセスを有するユーザもしくはコンピューティングデバイスとすることができる。たとえば、ソースデバイス１９１６は、ビデオキャプチャデバイス（たとえば、ビデオカメラ）、ビデオストレージデバイス（たとえば、ビデオコンテンツサーバ）、またはその両方を含むことができる。送信するノード１９００およびソースデバイス１９１６は、異なる位置にあり、同一位置に配置され（たとえば、セキュリティシステム）、または同一デバイス（たとえば、移動局、ラップトップコンピュータなど）内で組み合わされるものとすることができる。
【００９９】
送信するノード１９００のもう１つの実施形態では、ハッシュアルゴリズムの使用に関連して、ハッシュモジュール１９０６は、オリジナルのハッシュ値を確立するチェックサム値を決定するために、ビデオフィンガープリントを表すデータの配置にハッシュアルゴリズムを適用するように構成される。
【０１００】
送信するノード１９００のもう１つの実施形態では、受信するノード１９１８は、ディジタル署名、ビデオフィンガープリント、およびビデオコンテンツを送信するノード１９００から受信した後に、受信されたビデオフィンガープリントを検証するために、復号されたハッシュ値が受信されたビデオフィンガープリントと一貫するかどうかを判定することができる。この実施形態では、受信するノード１９１８は、受信されたビデオコンテンツの所定の限度の消失を許容する形で受信されたビデオコンテンツを検証するために、受信されたビデオフィンガープリントが受信されたビデオコンテンツと一貫するかどうかを判定することもできる。さらなる実施形態では、受信されたビデオフィンガープリントおよび受信されたビデオコンテンツが、受信するノードによって検証される場合に、受信されたビデオコンテンツは、受信するノード１９１８での後続使用について認証される。もう１つのさらなる実施形態では、受信されたビデオフィンガープリントが受信するノードによって検証されない場合に、受信されたビデオコンテンツは、受信するノード１９１８での後続使用について認証されない。もう１つのさらなる実施形態では、受信されたビデオフィンガープリントが検証され、受信されたビデオコンテンツが受信するノードによって検証されない場合に、受信されたビデオコンテンツは、受信するノード１９１８での後続使用について認証されない。
【０１０１】
送信するノード１９００のもう１つの実施形態では、ディジタル署名およびビデオコンテンツは、異なる通信経路を介する別々の通信セッションで受信するノードに送信される。送信するノード１９００のもう１つの実施形態では、ビデオフィンガープリントおよびビデオコンテンツは、異なる通信経路を介する別々の通信セッションで受信するノードに送信される。
【０１０２】
送信するノード１９００のもう１つの実施形態では、ディジタル署名は、受信するノードへの送信のためにビデオコンテンツの前に付加され、埋め込まれ、または後に付加される。送信するノード１９００のもう１つの実施形態では、ビデオフィンガープリントは、受信するノードへの送信のためにビデオコンテンツの前に付加され、埋め込まれ、または後に付加される。
【０１０３】
送信するノード１９００のもう１つの例示的実施形態では、フィンガープリント採取アルゴリズムの使用に関連して、フィンガープリント採取モジュール１９０４は、ビデオコンテンツからビデオフレームのサンプルを選択するように構成され、連結された時間シーケンス内にサンプルビデオフレームを配置しつつある。また、フィンガープリント採取モジュール１９０４は、各サンプルビデオフレーム内の顕著な特徴点を検出する。フィンガープリント採取モジュール１９０４は、連結された時間シーケンスの次のサンプルビデオフレーム内の対応する顕著な特徴点に関して各サンプルビデオフレーム内の顕著な特徴点ごとにオプティカルフローの角度方位を計算するようにも構成される。さらに、フィンガープリント採取モジュール１９０４は、各サンプルビデオフレームの顕著な特徴点の角度方位を、サンプルビデオフレームごとに対応する角度範囲ビンに分配する。また、フィンガープリント採取モジュール１９０４は、角度範囲ビンごとにヒストグラムを形成するために、サンプルビデオフレームの各角度範囲ビンの値を、連結された時間シーケンスにわたって連結する。フィンガープリント採取モジュール１９０４は、ビデオフィンガープリントを確立する動き時系列の対応するセットを形成するために、角度範囲ビンのヒストグラムのセットを正規化するようにも構成される。
【０１０４】
送信するノード１９００のさらなる実施形態では、ビデオフィンガープリントを確立するためのフィンガープリント採取アルゴリズムの使用に関連して、フィンガープリント採取モジュール１９０４は、対応するヒストグラムを線形セグメントの対応するシーケンスに変換するために、線形セグメント化アルゴリズムを使用して各動き時系列を圧縮するように構成される。また、この実施形態では、フィンガープリント採取モジュール１９０４は、抽出された主傾斜によって表されるビデオフィンガープリントの動き時系列の対応するセットを形成するために、時間特性および振幅特性のうちの少なくとも１つについて所定のしきい値より大きい線形セグメントを選択することに少なくとも部分的に基づいて、各圧縮された動き時系列から主傾斜を抽出する。
【０１０５】
図９−１６をもう一度参照すると、第１のコンピュータによって実行された時に、コンピュータ制御された受信するノード１４００に、ビデオコンテンツを認証するプロセス（たとえば、９００、１０００、１１００、１２００、１３００）を実行させる第１のプログラム命令を格納する固定コンピュータ可読媒体の例示的実施形態。１つの例示的実施形態では、このプロセスは、通信ネットワーク内の受信するノードで、送信するノードからディジタル署名、保護されていないビデオフィンガープリント、および保護されていないビデオコンテンツを受信した後に、保護されていないビデオフィンガープリントを検証するために、復号されたハッシュ値が保護されていないビデオフィンガープリントと一貫するかどうかを判定することを含む。このプロセスは、保護されていないビデオコンテンツの所定の限度の消失を許容する形で保護されていないビデオコンテンツを検証するために、保護されていないビデオフィンガープリントが保護されていないビデオコンテンツと一貫するかどうかをも判定する。保護されていないビデオフィンガープリントおよび保護されていないビデオコンテンツが検証される場合に、保護されていないビデオコンテンツは、受信するノードでの後続使用について認証される。
【０１０６】
さまざまな追加の実施形態では、固定コンピュータ可読メモリに格納された第１の命令は、第１のコンピュータによって実行された時に、コンピュータ制御された受信するノード１４００に、上で説明したビデオコンテンツを認証するプロセス９００、１０００、１１００、１２００、１３００に関連する機能のさまざまな組合せを実行させることができる。言い替えると、上で説明したさまざまな特徴を、固定コンピュータ可読媒体に格納された第１のプログラム命令によって、任意の適切な組合せで実施することができる。上で説明した受信するノード１４００の任意の適切なモジュールまたはサブモジュールは、対応するプログラム命令に関連する対応するコンピュータおよび固定コンピュータ可読媒体を含むことができる。代替案では、対応するプログラム命令に関連する対応するコンピュータおよび固定コンピュータ可読媒体を、上で説明した受信するノード１４００のモジュールまたはサブモジュールの任意の適切な組合せと動作可能に通信している個々のコンポーネントまたは組み合わされたコンポーネントとすることができる。
【０１０７】
図１７−１９をもう一度参照すると、第２のコンピュータによって実行された時に、コンピュータ制御された送信するノード１９００に、ビデオコンテンツを認証するプロセス（たとえば、１７００、１８００）を実行させる第２のプログラム命令を格納する固定コンピュータ可読媒体の例示的実施形態。１つの例示的実施形態では、このプロセスは、ソースデバイスからビデオコンテンツを受信した後に、フィンガープリント採取アルゴリズムを使用してビデオコンテンツを処理することによって、ビデオフィンガープリントを生成することを含む。ビデオフィンガープリントは、オリジナルのハッシュ値を入手するためにハッシュアルゴリズムを使用して処理される。オリジナルのハッシュ値は、オリジナルのハッシュ値に関するディジタル署名を入手するために、暗号化アルゴリズムおよび秘密鍵を使用して暗号化される。ディジタル署名、ビデオフィンガープリント、およびビデオコンテンツは、送信するノードのストレージデバイスに、少なくとも一時的に格納される。ディジタル署名、ビデオフィンガープリント、およびビデオコンテンツは、１つまたは複数の通信セッションで、送信するノードから通信ネットワーク内の受信するノードへ送信される。
【０１０８】
さまざまな追加の実施形態では、固定コンピュータ可読メモリに格納された第１の命令は、第１のコンピュータによって実行される時に、コンピュータ制御された送信するノード１９００に、上で説明したビデオコンテンツを認証するプロセス１７００、１８００に関連する機能のさまざまな組合せを実行させることができる。言い替えると、上で説明したさまざまな特徴を、固定コンピュータ可読媒体に格納された第１のプログラム命令によって任意の適切な組合せで実施することができる。上で説明した送信するノード１９００の任意の適切なモジュールは、対応するプログラム命令に関連する対応するコンピュータおよび固定コンピュータ可読媒体を含むことができる。代替案では、対応するプログラム命令に関連する対応するコンピュータおよび固定コンピュータ可読媒体を、上で説明した送信するノード１９００のモジュールの任意の適切な組合せと動作可能に通信している個々のコンポーネントまたは組み合わされたコンポーネントとすることができる。
【０１０９】
上の説明は、単に、本発明の特定の実施形態の開示を提供し、本発明をこれに限定する目的のものではない。したがって、本発明は、上で説明された実施形態だけに限定されるのではない。そうではなく、当業者が、本発明の範囲に含まれる代替実施形態を思い付くことができることを了解されたい。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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