(57)【要約】  本発明は、デジタル文書、とりわけデジタル画像をデジタル透かしにより、改ざん識別のために印付ける方法であって、完全性情報と複数のビットを備える少なくとも1つのメッセージを挿入する方法に関する。この方法は以下のステップを有する。・デジタル画像を変換されたデジタル画像に変換するステップ；・変換されたデジタル画像を複数のブロックに分割するステップ、ここで、各ブロックは複数の係数を有しており；・複数のマッピングされたメッセージ値を少なくとも1つのメッセージに対して形成するステップ、ここでは複数の第1の係数が、秘密鍵に依存するベクトルにマッピングされ；・各メッセージの各ビットを、マッピングされたメッセージ値の少なくとも1つに挿入するステップ；・複数のマッピングされた完全性値を完全性情報に対して形成するステップ、ここでは複数の第2の係数が、メッセージに依存するベクトルにマッピングされ、該メッセージに依存するベクトルは、メッセージの少なくとも1つと秘密鍵から導出され；・完全性情報の各部分を、前記マッピングされた完全性値の少なくとも1つに挿入するステップ；・マッピングされたメッセージ値を形成するのに必要な第1の係数の各々を、挿入されたマッピングメッセージ値により更新するステップ、これにより、更新された第1の係数の、秘密鍵に依存するベクトルへのマッピングが、挿入されたマッピングメッセージ値と等しくなり；・マッピングされた完全性値を計算するのに必要な第2の係数の各々を、挿入されたマッピング完全性値により更新するステップ、これにより、更新された第2の完全性係数の、メッセージに依存するベクトルへのマッピングが、挿入されたマッピング完全性値と等しくなる。
2010528493.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
デジタル文書、とりわけデジタル画像をデジタル透かしにより、改ざん識別のために印付ける方法であって、完全性情報と複数のビットを備える少なくとも1つのメッセージを挿入する方法において、
以下のステップを有する：
・デジタル画像を変換されたデジタル画像に変換するステップ；
・変換されたデジタル画像を複数のブロックに分割するステップ、
ここで、各ブロックは複数の係数を有しており；
・複数のマッピングされたメッセージ値を少なくとも1つのメッセージに対して形成するステップ、
ここでは複数の第1の係数が、秘密鍵に依存するベクトルにマッピングされ；
・各メッセージの各ビットを、マッピングされたメッセージ値の少なくとも1つに挿入するステップ；
・複数のマッピングされた完全性値を完全性情報に対して形成するステップ、
ここでは複数の第2の係数が、メッセージに依存するベクトルにマッピングされ、
該メッセージに依存するベクトルは、メッセージの少なくとも1つと秘密鍵から導出され；
・完全性情報の各部分を、前記マッピングされた完全性値の少なくとも1つに挿入するステップ；
・マッピングされたメッセージ値を形成するのに必要な第1の係数の各々を、挿入されたマッピングメッセージ値により更新するステップ、
これにより、更新された第1の係数の、秘密鍵に依存するベクトルへのマッピングが、挿入されたマッピングメッセージ値と等しくなり；
・マッピングされた完全性値を計算するのに必要な第2の係数の各々を、挿入されたマッピング完全性値により更新するステップ、
これにより、更新された第2の完全性係数の、メッセージに依存するベクトルへのマッピングが、挿入されたマッピング完全性値と等しくなる、
ことを特徴とする方法。
【請求項２】
請求項１記載の方法において、
前記完全性情報の各部分を挿入するステップは、マッピングされた完全性値に量子化を施すことにより計算され、
このとき、所定のステップ量を備えるラスタ量記号が使用され、
該ラスタ量記号のセントロイドはシフトベクトルにより移動され、
該シフトベクトルは、メッセージの少なくとも1つおよび秘密鍵と同期されており、
前記各メッセージの各ビットを挿入するステップは、マッピングされたメッセージ値に量子化を施すことにより計算され、
このとき、所定のステップ量を備えるラスタ量記号が使用され、
該ラスタ量記号のセントロイドはシフトベクトルにより移動され、
該シフトベクトルは、秘密鍵と同期されている、ことを特徴とする方法。
【請求項３】
請求項１記載の方法において、
メッセージを挿入するのに使用される複数の所定の係数の各々は、秘密鍵により擬似ランダムに選択される、ことを特徴とする方法。
【請求項４】
請求項１記載の方法において、
メッセージに依存するベクトル内に固有位置を有する当該ベクトルの各値と、秘密鍵に依存するベクトル内に固有位置を有する当該ベクトルの各値とは重み付けされ、
当該重み付けの係数はベクトル内の各値の固有位置から導出される、ことを特徴とする方法。
【請求項５】
請求項４記載の方法において、
前記デジタル画像はデジタル画像規格により符号化され、符号化されたデジタル画像が獲得され、
前記デジタル画像規格は、JPEG規格および任意のMPEG規格のグループから選択され、
各係数は、前記規格の量子化テーブルの値により割り算されることによって符号化され、
前記量子化テーブルの値は、所属する具体的ブロック内の係数の位置の関数であり、
依存するベクトルの具体的値を重み付けする各係数の値は、具体的係数を符号化画像に分割する量子化テーブルの値の関数であり、
前記具体的係数は、依存するベクトルの具体的値を、複数のマッピング値を獲得するステップにおいてマッピングの際に乗算する、ことを特徴とする方法。
【請求項６】
請求項１記載の方法において、
メッセージの1つは時間レファレンスである、ことを特徴とする方法。
【請求項７】
請求項１記載の方法において、
メッセージの1つは、デジタル画像を検出する装置の一義的な識別符合である、ことを特徴とする方法。
【請求項８】
デジタル文書、とりわけデジタル画像を透かしにより、改ざん識別のために印付ける方法であって、
データが透かしを備えるデジタル画像から抽出され、該データは完全性情報および複数ビットを備える少なくとも1つのメッセージである方法において、
以下のステップを有する：
・デジタル画像を変換されたデジタル画像に変換するステップ；
・変換されたデジタル画像を複数のブロックに分割するステップ、
ここで、各ブロックは複数の係数を有しており；
・複数のマッピングされた値を各メッセージに対して形成するステップ、
ここでは複数の第1の係数が、秘密鍵に依存するベクトルにマッピングされ；
・各メッセージの複数ビットをマッピングされたメッセージ値から抽出するステップ；
・各メッセージに対して復元されたメッセージを、各メッセージから抽出されたビットに基づき決定するステップ；
・複数のマッピングされた完全性値を完全性情報に対して獲得するステップ、
ここでは複数の第2の係数が、メッセージに依存するベクトルにマッピングされ、
該メッセージに依存するベクトルは、復元されたメッセージの少なくとも1つと秘密鍵から導出され；
・完全性情報の複数の部分を複数のマッピングされた完全性情報から抽出するステップ；
・透かしを備えるデジタル画像が変更されたか否かを決定するステップ；
ここでは完全性情報の抽出された部分が分析される、
ことを特徴とする方法。
【請求項９】
請求項８記載の方法において、
前記完全性情報の複数部分を抽出するステップは、マッピングされた完全性値に量子化を施すことにより計算され、
このとき、所定のステップ量を備えるラスタ量記号が使用され、
該ラスタ量記号のセントロイドはシフトベクトルにより移動され、
該シフトベクトルは、復元されたメッセージの少なくとも1つおよび秘密鍵と同期されており、
前記各メッセージの複数ビットをマッピングされた値から抽出するステップは、マッピングされたメッセージ値に量子化を施すことにより計算され、
このとき、所定のステップ量を備えるラスタ量記号が使用され、
該ラスタ量記号のセントロイドはシフトベクトルにより移動され、
該シフトベクトルは、秘密鍵と同期されている、ことを特徴とする方法。
【請求項１０】
請求項８記載の方法において、
復元されたメッセージを復号するのに使用される複数の所定の係数の各々は、秘密鍵により擬似ランダムに選択される、ことを特徴とする方法。
【請求項１１】
請求項８記載の方法において、
メッセージに依存するベクトル内に固有の位置を有する当該ベクトルの各値と、秘密鍵に依存するベクトル内に固有の位置を有する当該ベクトルの各値とは重み付けされ、
当該重み付けの係数はベクトル内の各値の固有位置から導出される、ことを特徴とする方法。
【請求項１２】
請求項１１記載の方法において、
前記デジタル画像はデジタル画像規格により符号化され、符号化されたデジタル画像が獲得され、
前記デジタル画像規格は、JPEG規格および任意のMPEG規格のグループから選択され、
各係数は、前記規格の量子化テーブルの値により割り算されることによって符号化され、
前記量子化テーブルの値は、所属する具体的ブロック内の係数の位置の関数であり、
依存するベクトルの具体的値を重み付けする各係数の値は、具体的係数を符号化画像に分割する量子化テーブルの値の関数であり、
前記具体的係数は、依存するベクトルの具体的値を、複数のマッピング値を獲得するステップにおいてマッピングの際に乗算する、ことを特徴とする方法。
【請求項１３】
請求項８記載の方法において、
メッセージの1つは時間窓であり、
該時間窓は、透かしを備えるデジタル画像が有効な時間内に得られたか、または時間的改ざんを受けているかを決定するために使用される、ことを特徴とする方法。
【請求項１４】
請求項８記載の方法において、
メッセージの1つは、デジタル画像を検出する装置の一義的な識別符合であり、
該一義的な識別符合は、デジタル画像が変更されたか否かを検査するために使用される、ことを特徴とする方法。
【請求項１５】
デジタルネットワークカメラであって、
以下の構成を有する：
・画像を画像センサ上にフォーカシングするためのレンズ；
・画像センサにより検出された画像に基づきデジタル画像を形成する画像形成回路；
・デジタルカメラと、これが接続されたネットワークとの間の通信を制御する制御回路、
該制御回路は、請求項1から7までのいずれか一項記載の方法を実施するように構成されている、ことを特徴とするデジタルネットワークカメラ。
【請求項１６】
少なくとも1つのプロセッサと、少なくとも1つのメモリとを有するデータ処理システムにおいて、
請求項１から７までのいずれか一項記載の方法および／または請求項８から１４までのいずれか一項記載の方法を実施する、ことを特徴とするデータ処理システム。
【請求項１７】
請求項１６記載のデータ処理システムにおいて、
ビデオ監視システムに組み込まれている、ことを特徴とするデータ処理システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、請求項１の上位概念による方法、ならびに請求項８の上位概念による方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ビデオ監視システムではカメラが基本要素である。現在、アナログカメラはデジタル治安カメラに置換されている。このデジタル治安カメラは多くの場合、既存のデジタル通信網と通信するように構成されており、これにより設置コストが低減される。この要因が、この形式のデジタルシステムの数が急速に増えている理由である。
【０００３】
デジタル監視システムで使用される他の装置はビデオサーバである。ビデオサーバのメイン機能はアナログビデオ信号のデジタル化である。他の通常の特質は、アナログカメラとデジタル通信網とのインタフェース機能の実行である。これによりアナログビデオ監視システムをデジタルに徐々に移行させることができる。
【０００４】
メインサーバは、前記の構成とともにデジタルビデオ監視システムの基本構成を形成する別の装置である。メインサーバのメインタスクはシステム構築と、デジタルカメラおよびビデオサーバの一般的制御である。さらに通常はその中に得られたビデオシーケンスが記憶される。
【０００５】
この新規のビデオ監視システムは、情報技術において過去十年で格段の進歩を成し遂げた。その出現と平行して、静止画像およびビデオ画像を処理するための多数のアプリケーションも存在する。これらのアプリケーションを用いれば、オリジナルと改ざんとを区別できないように画像を変更することも困難ではない。さらに潜在的な捏造者の数も非常に増えている。なぜならこれらの処理ツールが、インターネットのおかげで多数のユーザに提供されているからである。その結果、信憑性の見地から静止画像およびデジタルビデオの真性がますます問題になっている。
【０００６】
デジタル透かしによる印付けは、上記の問題を解決するために提案された解決手段である。情報をデジタルドキュメント(画像、ビデオ、音声等)に挿入するために使用される複数の技術が取り扱われる。情報の挿入は、オリジナルドキュメント(ゲスト)を主制限により変更することによって行われ、印付けにより形成される歪みは(適用に応じて)許容できるものである。1つの重要な利点は、挿入されたデータがゲストと結合され、したがって暗号の場合のように付加的メモリが必要ないことである。
【０００７】
デジタル透かしを印付けるための具体的技術を分類するために種々の特質が使用される。重要な特質の2つは、情報の抽出を可能にする頑強性と、ゲストの必要性または不要性である。後者の特質については、ゲストが情報の抽出のために不要である場合に技術がブラインドであると言い、反対の場合に技術はブラインドではないと言う。
【０００８】
ビデオ監視では、情報の抽出のためにオリジナル画像が必要ないことが不可欠の条件である。これは所要のメモリ容量が2倍になることを回避するためである。したがって透かしにより印付けるための技術は、ビデオ監視システムに対して有利にはブラインドであることは明白である。
【０００９】
透かしを印付けるための技術は、挿入された符合が、偶然のまたは意図的な改変に持ち堪える場合には頑強である。これとは反対に、符合が最小の改変であっても破損してしまう技術は脆弱である。デジタルコンテンツの改ざんを識別するために、脆弱なまたはかなり脆弱な技術が適用される。なぜならこれらの技術により、コンテンツの真性を、符合の完全性の分析によって証明できるからである。
【００１０】
現在、デジタル透かしによる符合技術の大きなグループは拡散スペクトルである。別のグループは、符号化器にあるラテラル情報を備えるデジタル透かしによる符合技術である。デジタル透かしにより印付けるためのブライドスキームにおけるスペクトル拡散技術の特質は、これがゲストの障害の際に自身も被害を受けることである。これとは反対に、符号化器にあるラテラル情報による技術はこの障害を受けない。上に述べたように、ビデオ監視システムの画像の真性がブラインドであることは不可欠であるから、最新のスキームは符号化器にあるラテラル情報による技術を適用する。
【００１１】
抽出がブラインドであり、符号化器にあるラテラル情報を備えるデジタル透かしによる印付け技術の例は、刊行物B. Chen y G. W. Wornell著: "Quantization Index Modulation: A Class of Provably Good Methods for Digital Watermarking and Information Embedding", IEEE Transactions on Information Theory, Bd.47. Nr.4, 2001年5月に開示されている。この刊行物には、情報をゲストに挿入するために量記号の使用を可能にすることが開示されている。提案された技術思想は基本的に、量記号の配列を提供するものであり、これらの量記号から挿入すべきメッセージに応じて1つが選択される。量記号のこの配列を得ることは簡単ではない。著者は、この配列を効率的かつ構造的に得るための実際的手段を提案する。模範量記号から出発して復元点がシフトされる。これにより別の量記号が得られる。この技術はディザ変調と称される。また伝送速度の低下によって、どのように頑強性を向上することができるかが示されている。提示された方法の1つは、ゲストの値を、符合の挿入前にマッピングすることである。これにより、値がマッピングされるベクトルに直交するノイズが通信に影響しなくなる。この刊行物には、歪み補償DC(Distortion-Compensated)の技術が紹介されている。この技術によって、印付けられたドキュメントとオリジナルドキュメントとの相違を調整することができる。したがって、透かしの頑強性と知覚不能性との有効な解決手段に達することのできる他の値が存在する。
【００１２】
デジタル透かしによる印付けの際のマッピングに対する別のアプローチが、刊行物Femando Perez-GonzaeIez, Felix Balado と Juean R. Hernaendez著: "Performance analysis of existing and new methods for data hiding with known-host information in additive channels", IEEE Transactions on Signal Processing, 51(4):960-980, 2003年4月 Special Issue on Signal Processing for Data Hiding in Digital Media & Secure Content Deliveryに開示されている。この刊行物で著者らは、ゲストの値をマッピングすることに対して大きく広がった見通しを提供する。なぜなら著者ら、符号化器にあるラテラル情報による挿入技術と、スペクトル拡散技術との妥協的解決手段を見出すからである。
【００１３】
量記号に基づく技術の他の実際的実現は、刊行物Joachim J. Eggers, Robert Baeuml, Tomas Tzschoppe と Bernd Girod著: "Scalar Costa Scheme for Information Embedding",IEEE Transactions on Signal Processing, Bd.51, Nr 4, 2003年4月に開示されている。この刊行物には、ディザ変調に類似するが、もっぱらスカラー量記号に専心する技術が開示されている。
【００１４】
前記の刊行物は、共通点として、透かしによる印付けのために提案されたスキームを理論的な重心としている。1つの例は、付加的ホワイトノイズを備えるチャネルとしてのノイズ通信チャネルのモデリングである。多くの場合、チャネルは量子化ノイズにより特徴付けられる。これは静止画像のJPEGまたはビデオのMPEG-1の場合のような符号化である。
【００１５】
複数の特許が、画像を真性証明する透かしによる印付け領域に専心している。特許明細書US2004131184の目的は、法廷で反論できない証拠として使用されるビデオの真性を証明することである。この発明は、透かしによる印付けのためにディザ-QIM技術を使用し、このとき2つの情報タイプが挿入される。一方はIDであり、他方は制御子である。ID情報は、ビデオシーケンスを同定識別するために使用され、制御子は画像が改ざんされたか否かを検出するために使用される。この発明の他の基本的特徴は、MPEG規格についてだけ述べられていることである。この規格は、各ブロックの係数を量子化マトリクスにより割り算する。これにより、挿入した情報に関して大きな歪みが、画像群の圧縮時点で発生する。したがってこの規格は多数の係数を各ブロックごとに変更して、情報を挿入しなければならない。係数の数の増大が特徴であるので、オリジナル画像と、符合を備える画像との相違が通常の場合、知覚可能である。この発明は、パトカーの記録システムのために携帯型コンピュータで実現するよう考案されている。
【００１６】
EP1001604は、情報を画像に導入するための方法を開示する。この発明は、JPEGまたはJPEG2000規格により符号化された静止画像により機能し、情報を挿入するためにSCS(EggerstらのScalar Costa Scheme)の変形を使用する。情報を挿入するために使用される量子化段のパラメータ値が設定され、これによりオリジナルの方法の多面性が回避される。さらに、頑強性の比較的に高い情報を導入することのできる技術、例えばマッピング技術については考慮されていない。
【００１７】
US2003172275は、著作権を保護するために使用される、ピクチャストリームの真性証明のための特許である。そこではストリームに形成される画像が同期と非同期に分類される。同期画像では符合が擬似ランダムに選択されたブロックに導入される。情報を導入する際に、符号化器にあるラテラル情報による挿入技術が使用される。符合がすべての画像に導入されるわけではないので、変更の位置特定をすることはできない。
【００１８】
透かしによる印付け技術とネットワークカメラ、ネットワークサーバまたはデジタルビデオサーバとを結合するコンセプトが US2004071311に開示されている。そこには、カメラと透かし挿入方法を統合するための、物理的見地からの解決手段が記載されている。現在、多数のネットワークカメラ製造業者が存在する。したがって既存のカメラに完全に適合するように構成された方法が、新たに構築することを試みるよりも実際的である。符合を導入するための方法は、真性を証明するために頑強な符合を挿入し、変更を位置特定するために脆弱な符合を挿入することを特徴とする。それでも前記発明には、JPEGまたは任意のMPEG規格での圧縮に専用であるという問題に十分に答える方法は記載されていない。
【００１９】
上に述べたことから、ビデオ監視システムにより形成された静止画像またはピクチャストリームでの空間的および／または時間的改善を識別し、かつ位置特定するという問題に対する実際的な解決手段が必要である。この解決手段は、画像に表示されたもの否定できないという高い信頼性と保安性を提供しなければならない。その他に未だ解決されていない必要条件は、既存のデジタルビデオ監視システムの特異性、例えばJPEGからMPEGへの変換に対する耐久性、またはデジタル保安カメラのようなシステムを構成する装置の計算機的制約に真性証明方法が完全に適合することである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００２０】
【特許文献１】US2004131184
【特許文献２】EP1001604
【特許文献３】US2003172275
【非特許文献】
【００２１】
【非特許文献１】Chen y G. W. Wornell著: "Quantization Index Modulation: A Class of Provably Good Methods for Digital Watermarking and Information Embedding", IEEE Transactions on Information Theory, Bd.47. Nr.4, 2001年5月
【非特許文献２】Femando Perez-GonzaeIez, Felix Balado と Juean R. Hernaendez著: "Performance analysis of existing and new methods for data hiding with known-host information in additive channels", IEEE Transactions on Signal Processing, 51(4):960-980, 2003年4月
【非特許文献３】Joachim J. Eggers, Robert Baeuml, Tomas Tzschoppe と Bernd Girod著: "Scalar Costa Scheme for Information Embedding",IEEE Transactions on Signal Processing, Bd.51, Nr 4, 2003年4月
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００２２】
この従来技術から出発して本発明の課題は、デジタルドキュメント、とりわけデジタル画像をデジタル透かしにより印付けるための方法を、画像の空間的および／または時間的改ざんを識別および位置特定できるように構成し、かつ高い信頼性を備えるようにすることである。
【００２３】
本発明は一方では挿入方法に関するものであり、他方では抽出方法に関するものである。
【課題を解決するための手段】
【００２４】
挿入方法では画像に少なくとも2つのメッセージと完全性情報が挿入される。メッセージの1つはタイムスタンプであり、画像にその画像の入手時点を割り当てることができる。もう1つのメッセージは、画像の出自の一義的識別子である。このようにして情報を抽出するための方法は、画像を形成した装置と、画像が作成された時点を決定し、抽出された完全性情報により完全性を検査することができる。得られた出自データと時間レファレンスは、それらの有効性を検査するために対比される。
【発明の効果】
【００２５】
画像を作成または形成することのできるデジタルビデオ監視システムの装置は通例、静止画像_IPEまたはMPEGファミリのビデオ規格を使用する。本発明によるシステムは、この規格により符号化された画像またはビデオに対して構築されており、それらの間の変換に対して耐久性がある。
【００２６】
デジタル透かしを画像に挿入する際に導入される歪みを最小にすることは本発明の内的制限である。なぜならコンテンツを検査すべきであり、変更すべきではないからである。このことは本発明をノイズに適合させることにより達成される。このノイズは通信チャネルに導入されるものであり、上記の規格での画像符号化に対しては典型的なノイズである。相応にして情報が、画像ブロックの変換されたドメインDCTに導入される。具体的には複数の所定の係数に導入される。目的は、所定の係数の変更と係数の数を少なくすることである。この係数は、所定の信頼性を備える符合の導入のために必要な係数である。その意味で本発明の方法は明白な利点を有する。なぜなら符合の形成と導入が、挿入される情報が受ける量子化ノイズを考慮しているからである。
【００２７】
機能的検知からの本発明の第1の部分は、本発明の情報を導入するものであり、画像ブロックと各ブロックの係数を選択する。これらのブロックは各メッセージのビットと完全性情報を有している。メッセージ交換が秘密であることを保証する効率的な解決手段は、秘密鍵を備える画像のブロックを選択することである。改ざんの識別と位置特定の解決手段は、完全性情報が導入されるブロックと密接な関係にある。この情報が画像全体に導入されるならば、画像全体において変更を識別し、位置特定することができる。
【００２８】
第2の部分は、メッセージと完全性情報に対して選択された係数値をマッピングベクトルにマッピングすることである。マッピングプロセスから生じるベクトルであるマッピングベクトルの大きさは、本発明の方法の変数パラメータである。データ保護を確実にするために、秘密鍵を備えるメッセージのマッピングベクトルを形成することができる。完全性情報を含む係数がマッピングされるマッピングベクトルを作成するために、パラメータがメッセージおよび秘密鍵の1つである関数が使用される。このメッセージの1つは時間レファレンスまたはタイムスタンプであり、したがって画像の完全性情報はその入手時点に依存する。時間依存性が存在するので、先行の時点からの符合付けされた画像を、ビデオシーケンスの改ざんのために使用することはできない。なぜならタイムスタンプが時空間と一致せず、この改ざん試行が識別されるからである。マッピングされたベクトルの大きさを選択することにより、符合の頑強性と変換速度とを釣り合わせることができる。さらに、メッセージのビットまたは完全性情報の一部を有する係数がマッピングされる各マッピングベクトルを形成する値は、JPEG規格またはMPEG規格での係数の符号化のために使用される量子化テーブルの値にしたがって、または知覚スペクトルから得られる任意の他のテーブルにしたがって得ることができる。
【００２９】
第3の部分は、量記号を備えるマッピングされたベクトルの値の量子化である。この量記号はメッセージビットの値に相応して、または導入すべき完全性情報の一部に相応して選択される。各量記号は、プロトタイプを変更し、シフトベクトルを入力すべき値にしたがって使用することにより形成される。このベクトルを得るために、メッセージの場合には秘密鍵が、そして秘密鍵とこの秘密鍵が依存しなければならないメッセージの値が使用される。
【００３０】
挿入方法の最後の部分は、選択された画像ブロックの各係数のアップデートである。これはメッセージと完全性情報にマッピングされたベクトルの量子化の結果を付するためである。マッピングされた値に印付けることにより、各マッピングベクトルに対する直交ノイズがメッセージ交換に影響しなくなり、その結果、頑強性が向上する。
【００３１】
本発明で提案される抽出方法により、メッセージを抽出し、画像が空間的および／または時間的に改ざんされているかを検出することができる。挿入方法および抽出方法のやり方は、どのように画像ブロックと、秘密鍵を備える係数のマッピングを選択するかという点で一致する。したがって秘密鍵を知らなければ、復元されたメッセージを得ることができない。
【００３２】
メッセージのマッピング値と完全性情報を備えるベクトルを入手した後、情報の抽出が行われる。このことはこのベクトルに、鍵によって同期量子化を施すことにより達成される。量子化結果の各セントロイドまでの間隔を分析することにより、復元されたメッセージが得られ、各ブロックに対して完全性情報によりそのブロックの真性について決定することができる。画像の完全性に関して決定を行うためには、抽出を同期するために秘密鍵とメッセージを使用する必要がある。秘密鍵はこのメッセージに、抽出の同期エレメントとして依存している。通常の場合、メッセージは時間レファレンスである。時間レファレンスが完全性情報と一致しなければ、この画像ブロックは偽であると指示される。時間レファレンスと符合が一致すれば、時間レファレンスの値が許容閾値内にあるか否かが確認され、なければこの方法は、画像群の連続性に中断が発生したことを指示する。
【００３３】
頑強度に関してはメッセージの挿入に、完全性情報の挿入よりも高い頑強度が割り当てられる。この特質は、画像の完全性を検出するために必要なメッセージを完璧にデコーディングしなければならないことから生じる。このメッセージがなければ、すでに述べたように同期することができず、したがって画像ブロックの真性について正しい決定を下すことができない。その他、完全性情報は、JPEGまたはMPEG符号化に固有の歪みではない各変化に対して非常にセンシブルでなければならず、したがって低い頑強性を有していなければならない。
【００３４】
本発明のさらなる利点は、システムの高い動作保安性である。このことは、特定の時点および特定の装置における特定の画像に対する完全性情報の形成が、秘密鍵の知識なしには計算機的に解くことのできない問題であることにより達成される。さらに情報の挿入に使用される秘密鍵を検出することは、静止画像または印付けられたビデオの分析によっても計算機的に困難である。このことは高い保安度を提供する。
【００３５】
本発明により挿入方法を、デジタルビデオ監視システムを形成するネットワークカメラに実現することができる。そしてこのネットワークカメラには、使用可能な計算リソースの点で大きな制限が課せられていても良い。これを達成するために、提案された方法は、計算およびメモリアクセスの数が最小になるよう構築される。例えば変換されたドメインでの印付けは、変換されたドメインを計算するための多数の命令サイクルをCPUにダウンロードする。別の例は係数を比較的少数しか使用しないことである。これにより情報が計算実行のための値の数を最少にすることよって挿入され、知覚性も改善される。
【００３６】
本発明により有利には非常に大きな多様性が可能である。システムは、速度、歪み、入力されたデータ量および/またはエラー率の点で妥協できるよう構築される。可能な構築可能パラメータの1つは係数の数である。この係数はメッセージの各情報ビット、または完全性情報の一部と結び付いている。元のベクトルの長さとマッピングされたベクトルの長さとの関係は別の可能性である。歪みの制御ファクタは、歪みとエラー識別の確率とを最適に調整する値である。これら2つの特質は適用の際に相反するものである。別の可能性はメッセージでチャネル符号化を使用することである。このようにして頑強性が、エラー率の低減により向上する。
【００３７】
本発明の方法のさらなる利点および特徴は図面に示されており、以下の記述と関連して説明する。
【００３８】
本発明を以下に示す図面に基づき説明する。本発明はデジタルドキュメントに関連するものであるが、デジタル画像の例で説明する。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】本発明を含むシステムの一般的構造を示す概略図である。
【図２】挿入方法が分割されたモジュールのスキームを示す。
【図３】抽出方法が分割されたモジュールのスキームを示す。
【図４】IPアドレスを備えるメッセージを画像に導入する方法のフローチャートである。
【図５】時間レファレンスを備えるメッセージを画像に導入する方法のフローチャートである。
【図６】完全性情報を画像に導入する方法のフローチャートである。
【図７】IPアドレスを備えるメッセージを画像から抽出する方法のフローチャートである。
【図８】時間レファレンスを備えるメッセージを画像から抽出する方法のフローチャートである。
【図９】画像の完全性検査方法のフローチャートである。
【図１０】画像をブロックとマクロブロックに分割する様子、ならびに係数のジグザグ配置を示す図である。
【図１１】完全性マクロブロックを形成するブロックの係数の選択と構成を示す図である。
【図１２】符号化器にあるラテラル情報を備えるデジタル透かしの挿入方法の概略図である。
【図１３】デジタルネットワークカメラの概略図であり、ここで本発明の挿入方法が実現される。
【図１４】本発明の改ざん識別方法が実施されるデータ処理システムの概略図であり、デジタルビデオ監視システムの装置間の接続が示されている。
【発明を実施するための形態】
【００４０】
図１は、本発明の方法の有利な実施形態を含む個々の要素を概略的に示す。これら要素で、デジタルビデオ監視システムから得られる画像シーケンスに、デジタル透かしによる印付け技術が施される。この技術により、画像シーケンスが受ける空間的および／または時間的変更を位置特定し、識別することができる。
【００４１】
デジタルネットワークカメラがデジタル画像を記録すると、この画像が符号化器100で処理され、本発明のデジタル透かしの挿入方法が実施される。印付けられた画像はMPEG規格の1つのビデオの一部として、またはJPEG規格により個別に符号化された画像として、両方の場合ともメモリユニット300に記憶することができる。所望の場合、MPEGビデオを形成する個々の印付けられた画像のシーケンスを記憶することができる。このシーケンスはMPEG符号化器400で符号化される。
【００４２】
印付けられた画像の完全性検査は、個別に、またはMPEGビデオ方式で記憶された画像をメモリユニット300から復元することにより開始される。画像流がMPEG規格の1つにより符号化されている場合、画像の情報はMPEGデコーダ500で抽出される。デコーダ200は、本発明の改ざん識別による透かしの印付け方法を実施する。このデコーダ200では画像流が処理され、MPEGデコーダ500から得られた情報、またはメモリユニット300に記憶されていた個別の画像から得られた情報の変更が識別され、位置特定される。
【００４３】
デコーダ200により形成されるデータは、印付けられた画像の出自、作成された時点、識別された変更等に関連するものである。さらに復号器は、結果として生じた画像を形成するように構成することができ、発見された変更が指示されるようにする。
【００４４】
静止画像規格およびビデオ規格
透かしの挿入および抽出方法では、符号化規格として静止画像に対してはJPEGが、ビデオに対してはMPEGファミリの規格が考慮される。
【００４５】
この実施形態で静止画像の符号化の際にJPEG規格を使用する理由の1つは、達成される圧縮率と導入される歪みとの良好な関係である。別の理由は、現在のデジタル監視システムでもっぱら使用されているからであり、本発明はこれに完璧に適合できるからである。
【００４６】
シーケンスを形成する静止画像の下では冗長性が非常に高い。この要因は、容量を格段に低減するために利用され、高効率の記憶が達成される。本発明の方法では、画像シーケンスの符号化にMPEG規格のファミリのメンバが使用される。これは、MPEG規格とJPEG規格との間に一致点が多数あることに基づくものであり、このことは提案された方法を両者に簡単に適合することを可能にする。
【００４７】
JPEG規格は3つの構成成分からなる色空間としてYCbCrを使用する。これらの構成成分は、明度(Y)と色(CbとCr)である。画像の各構成成分は、重ならない8×8サンプルのブロックに分割される。JPEGが座標変化を使用するのは、エネルギの大部分はオリジナル表示(RGB)よりも少数の寸法部分に集中しており、この事実を画像容量の低減に利用するためである。具体的にJPEGは離散的コサイン変換を、構成成分Y、CbまたはCrの各画像ブロックで使用する画像の各変換されたブロックBiには、このブロックを形成する64の係数cjの量子化が施される。このとき係数はエレメントqjにより分割される。このエレメントは8×8の寸法のJPEG量子化マトリクスQJPEGを形成する。そして結果として量子化された係数Cquant,jが得られる。これは以下のように表すことができる
cquant,j = round (cj/qj)
ここで前記表現round ()は、次の整数を返す関数である。ブロックBiの量子化された係数cquant,j には、JPEGデータを画像により形成するためにエントロピー符号化が損失なしで適用される。この符号化は、値がゼロであるcquant,jをとくに効率的に記憶するよう構成されている。
【００４８】
画像を形成する復元された変換ブロックB^iを再現するためには、量子化反転プロセスを実行しなければならない。各B^iに所属する各量子化係数cquant,jは、QJPEGのそれぞれのエレメントqjと乗算しなければならない。すなわち
c^ = cquant,j * qj である。
【００４９】
画像がJPEG規格で符号化および復号化される形式から、JPEG量子化マトリクスQJPEGの値が大きければ大きいほど、圧縮率は比較的に大きいが導入される歪みも大きい。画像のエネルギは画像の変換ブロックの比較的低い周波数に集中する。一方、ヒトの視覚システムはこの周波数よりも鋭敏である。したがってこの特質を、QJPEGの形成の際に考慮し、良好なJPEG符号化を得なければならない。このことは、量子化段の比較的小さな量を最小の周波数に割り当てることにより行われる。しばしばこれに関するQJPEG適用の結果は、多数の最高周波数がゼロとなる。この場合に上に述べたように容量の有利な低減が達成される。
【００５０】
図１０は、JPEG規格での画像1003の分割を示す。ここでは8×8ピクセル1001のブロックが形成される。さらにブロックを形成する係数のジグザグ構成が示されている。ここでは矢印により、係数が位置(1,1)(DC係数)から始まり、係数(8,8)で終了することが示されている。
【００５１】
有利な実施形態の説明では、画像流を形成し、ビデオ監視システムにより得られるJPEG画像がMPEG1規格により圧縮されていることが考慮される。MPEG1ビデオシーケンスは、タイプI、BおよびPのような様々な画像形式を含む。この特質に相応して、符合を含む画像はタイプIおよびPの符号化画像であり、タイプPの画像は符合なしで符号化される。したがってタイプPは大きな圧縮に耐える。
【００５２】
個別の静止画像のシーケンスがMPEG1流として符号化される場合、コーディングパターンが使用される。説明のためにパターンIBBBBPBBBBを考察する。このパターンは、第1の画像がタイプIであり、4つのタイプBの画像が続き、その次がタイプPであり、最後に4つの画像がタイプBとして符号化されていることを示す。透かしを印付けるために提案された方法は、印付けられた画像のうち、Bとして符号化された画像を使用しない。印付けられた画像のビデオの圧縮率を高めるべき場合、タイプBとして符号化された画像の割合を高めなければならない。したがってストリームのI画像とP画像の数が減少し、変化を識別する能力も低下する。デジタルネットワークカメラが上記のパターンによって印付けられた画像を、毎秒10フレームの速度で形成し、これがMPEGコーダ400で符号化される場合、変化は0.2sの分解能によってのみ識別することができる。したがってシステムのユーザがMPEG符号化を構築する時点で、圧縮率と変化の時間的分解能との間で妥協しなければならない。
【００５３】
画像関連情報
本発明の有利な実施形態では挿入される符合が、メタデータのメッセージ、時間レファレンスを備えるメッセージ、および完全性情報からなる。
【００５４】
メタデータのメッセージでは、各任意の情報を画像に挿入し、またはこれから抽出することができる。説明のための例であって、制限されない例として、ビデオ監視画像の形成エレメントの一義的識別子を用いる。デジタルビデオ監視システムが存在する周辺事情は通常のものであるから、本実施例ではIPアドレスが選択される。多数の択一手段が一義的識別子として存在することを述べておく。例えば：連続番号、MAC(英語、Media Acess Control)等である。
【００５５】
情報は、画像を形成する明度ブロックの変換係数に、デジタル画像中で挿入される。完全性情報が挿入されるブロックはマクロブロックに群分けされる。完全性情報を挿入するためのマクロブロックの容量はコンフィギュラブルであり、したがって空間的変化を識別するための粒度を決定する。マクロブロックがより大きくなると、変更された画像の具体的点の表示がより困難になる。しかしこのオプションは、比較的多数の係数を真性の検出のために使用できるという利点を提供する。例えば完全性情報のマクロブロックは、2×2ブロックから形成することができる。図１０には、空間的変化を識別する際に使用されるマクロブロック1002が示されている。
【００５６】
コーダのモジュール
図２には、コーダ100の内部構造が示されている。このコーダは、IPアドレス(メタデータ)挿入モジュール110、時間レファレンス挿入モジュール130、完全性情報挿入モジュール150、および時間レファレンスの値を備えるリスト170からなる。
【００５７】
JPEG規格により符号化された画像がコーダ100に供給されると、これがIPアドレス挿入モジュール110で処理され、含まれているデジタルビデオ監視システムの装置のIPアドレスが各画像に挿入される。その後、画像は時間レファレンス挿入モジュール130に導かれ、時間レファレンス(リスト170に記憶されている)が画像に挿入される。この情報により、画像が得られた時点を知ることができる。さらに画像のシーケンス順序が変化しているか否か(時間的変化)を決定することができる。モジュール130の出力端に出た各画像は完全性情報挿入モジュール150に導かれる。
【００５８】
このモジュールでは完全性情報が挿入され、これにより空間的変化を識別することができる。完全性情報の挿入の際には、リスト170の時間レファレンスが使用される。これにより画像を他の画像によって偽造することができない。なぜなら完全性情報はその形成時点に相当しない別の時点では無効だからである。モジュール110、130および150は秘密鍵Kを使用する。したがってこの2つのメッセージまたは完全性情報を導入することは、鍵なしでは計算的に非常に複雑な問題である。
【００５９】
デコーダのモジュール
図３はデコーダ200の内部構造を示す。このデコーダはIPアドレス抽出モジュール210、時間レファレンス抽出モジュール230、および完全性情報抽出モジュール250からなる。IPアドレス抽出モジュール210は、画像に挿入されていたIPアドレスを再び作成する。時間レファレンス抽出モジュール230は、画像と結合されている時間レファレンスを再び作成する。完全性情報抽出モジュール250は完全性情報を再び作成し、画像が空間的に改ざんされているか否か、すなわちオリジナル画像の個別画像が変更されているか否かを決定する。画像が改ざんされていれば、完全性情報抽出モジュール250は識別された変化の位置をグラフィックに指示する画像を形成する。抽出モジュール210、230および250は、情報の導入に使用されたのと同じ秘密鍵Kを情報の抽出に使用する。
【００６０】
コーダとデコーダの内部配置構成
図２と図３からのコーダ100とデコーダ200の内部設構想はモジュール間のカスケード接続を示しているが、この特徴は制限的なものではない。モジュールを並列に配置すること、またはただ1つのモジュールに配列することも可能である。
【００６１】
コーダ
図４，５，６は、コーダ10を形成する、図２に示された挿入モジュールで実施される方法のフローチャートを示す。
【００６２】
フローチャートは、値をこの方法の所定のパラメータに割り当てることによってコンフィギュラブルである。本方法のパラメータの1つは、メッセージの場合には、使用される情報ビット当たりの画像の係数の数である。または完全性情報を導入するための各マクロブロックの係数の数である。フローチャートでこれらは、IPアドレス備えるメッセージ、時間レファレンスを備えるメッセージ、および完全性情報を備えるメッセージの場合に対して、それぞれNoCOEF_IP, NoCOEF_REF または NoCOEF_INTにより示されている(Noは数である)。メッセージの導入フローチャートの別のパラメータは、各メッセージの情報の数であり、フローチャートにはIPアドレスおよび時間レファレンスの場合に対してそれぞれNoBITS_IPとNoBITS_REFにより示されている。本方法をコンフィギュレートするための別の手段は、IPアドレスを備えるメッセージ(メタデータ)、時間レファレンスを備えるメッセージ、および完全性情報を挿入するために使用されるブロック係数の一部を用いる。マッピングベクトルに係数の値がマッピングされ、この係数の値からマッピングされた値が得られ、この値に情報が挿入される。このマッピングベクトルのパラメータは別のコンフィギュラブルな値であり、この値はIPアドレス、時間レファレンスおよび完全性情報を、それぞれLONG_IP, LONG_REF および LONG_INTにより表す。
【００６３】
図４は、IPアドレス(メタデータ)挿入モジュール110のフローチャートを示す。このモジュールでビデオ監視システムから得られた各画像が処理される。本方法が最初に画像流で実施されると(ステップ111)、ステップ112で(秘密鍵Kにより)画像が係数の変換8×8ブロックが擬似ランダムに選択される。この8×8ブロックに画像が分割される。ステップ113では変数BITが初期化される。この変数は、画像に挿入されているPアドレスのメッセージビットの数を検出するために使用される。ステップ114で、このメッセージのすべてのビットがすでに画像に挿入されているか否かが判定され、答えが肯定の場合はIPアドレスの画像への挿入部分が終了する。それ以外の場合、ステップ116に移行し、ここでビット当たりの係数に対するカウンタCOEFがゼロに調整される。ステップ117で、ビットの値BITがすでに、これに所属の係数NoCOEF_IPに導入されているか否かが決定される。肯定の場合、ステップ115でカウンタBITの値に1が加算され、上に述べたステップ114にリターンする。IPアドレスのこのビットと結合した画像の係数がまだ変更されていなければ、ステップ118で長さLONG_IPの擬似ランダムなマッピングベクトルが(秘密鍵Kにより)形成される。マッピングベクトルが得られると、ステップ119でマッピングベクトルと、選択された係数(ステップ112)からなるベクトルとのスカラー積が計算される。この係数の指数は(NoBlTS_IP*BIT)+COEF と (NoBITS_IP*BIT)+COEF+LONG_IP-1の間にある。マッピングの結果はRES_PROYに記憶される。ステップ120でLONG_IPが値COEFに加算される。この値COEFは、以降のマッピングの計算の際に使用される係数の決定に使用される。ステップ124でIPアドレスのビットBITの値がRES_PROYに挿入され、ステップ125で現在のマッピングの計算に使用された係数が、先行のステップ(124)で得られた結果により更新される。
【００６４】
図５は、時間レファレンス挿入モジュール130のフローチャートを示す。図４と同じように、スタートでビデオ監視システムから得られたデジタル画像が入力される。ステップ131で、本方法がこの所定のデータ流に対して初めて実施されるのか否かが決定される。肯定の場合、ステップ132で、(秘密鍵Kにより)時間レファレンスを備えるメッセージを有することになる画像のブロックが擬似ランダムに選択される。ステップ133で、時間レファレンスを備えるメッセージにチャネル符号化が施される。その目的は頑強性を高め、時間レファレンスの符号化メッセージの1つを取り出すためである。ステップ134では変数BITがゼロに調整される。この変数は、画像に挿入されている時間レファレンスの符号化メッセージのビットの数を調整するためのものである。ステップ135で、時間レファレンスの符号化メッセージが完全に画像に挿入されたか否かが検査される。そのためにBITの値が、時間レファレンスを備える符号化メッセージNoBlTS_REFの挿入のために割り当てられた全体ビットの数より少ないか否かが検査される。この条件が満たされないと、時間レファレンス挿入モジュール130の動作は終了する。時間レファレンスのビットをさらに挿入すべき場合、ステップ136でCOEFの値がゼロにセットされる。変数COEFは、時間レファレンスの符号化メッセージのビットBITから導入されている係数の数を調整するために使用される。ステップ138では場合により、時間レファレンスの各ビットを記録するために割り当てられたNoCOEF_REF係数が計算されているか否かが検査される。この計算がすでに完全に終了している場合、ステップ137でBITの値が、1を加算することにより更新される。このことは、その後に時間レファレンスの符号化メッセージの次のビットが挿入されたことを指示する。時間レファレンスのビットに相当するすべての係数がまだ使用されていなければ、ステップ138から139へ移行する。
【００６５】
ステップ139で長さマッピングベクトルLONG_REFが形成される。この長さマッピングベクトルは秘密鍵により擬似ランダムに得られる。このマッピングベクトルは、次の係数LONG_REFの値をマッピングするために使用される。ステップ140で、(ステップ139で得られた)マッピングベクトルと、ステップ132で選択された係数からなるベクトルとのスカラー積が計算される。この係数の指数は、(NoBITS_REF*BIT)+COEFと(NoBITS_REF*BIT)+COEF+LONG_REF-1との間にあり、マッピング結果はRES_PROYに記憶される。ステップ144で値COEFに値LONG_REFが加算される。その後ステップ145で、時間レファレンスの符号化メッセージのビットBITが、マッピングされた値RES_PROYに挿入される。ステップ146で、現在のマッピングを計算するのに使用された係数が、ステップ145の結果である値RES_PROYにより更新される。
【００６６】
図６は、完全性情報挿入モジュール150のフローチャートを示す。この方法は、パラメータとして時間レファレンスの値を有する。この時間レファレンスは時間レファレンス挿入モジュール130によりリスト170と秘密鍵Kから得られ、画像に挿入される。ステップ151で本方法が同期化され、これにより完全性情報の画像への挿入が、処理中の画像が作成された時点に依存するようになる。さらに同期化の際に秘密鍵Kが使用され、権限のあるユーザだけが有効な完全性情報を導入することができることを保証する。時間レファレンスが既知でなければ、完全性情報の入力プロセスは、図１のデコーダ200が認識されず、非常に複雑となる。ステップ152でインデクス値iがセットされる。このインデクス値の機能は、実行中に導入方法が存在するマクロブロック列を計数することである。この図では、画像のブロック(8×8)の幅がANCHOとして、ブロックの高さがALTOとして、各マクロブロックのブロック幅がMとして、そしてマクロブロックのブロック高さがNとして示される。子テップ153で、完全性情報がすでに画像全体に入力されているか否かが検査され、肯定の場合には、完全性情報の挿入方法が終了する。全部の画像がまだ計算されていなければ、ステップ154でマクロブロックjの行のインデクス値がゼロにセットされる。ステップ156では、マクロブロックのすべての行と、マクロブロックの現在の列、すなわち列iが計算されているか否かが検査される。これらがすでに計算されていれば、ステップ155で1がインデクスiに加算され、これによりマクロブロックの次の列が処理されるか、またはプロセスが終了される。このことはステップ153で決定される。ｘステップ156で行われた決定の結果が、列iのマクロブロックをさらに処理すべきであるであれば、ステップ157で長さNoCOEF_INTのベクトルVEC_INTが形成される。このとき画像座標(i, j)のマクロブロックを形成する各ブロックから、NoCOEF_INT係数が取り出される。ベクトルVEC_INTにおける各ブロックの係数の配置が、現在のマクロブロックにおける左から右、および上から下へのブロック位置に関して図１１に示されている。ベクトルVEC_INT内の各ブロックに所属する係数の配置は、このブロックにおけるこの係数自体のジグザグ配置に従った係数順序で行われる。次のステップ159で値COEFがゼロにセットされる。その後、ステップ160で完全性情報がすでに現在のマクロブロック(i, j)に挿入されているか否かが検査され、肯定の場合にはステップで1がjに加算され、ステップ156に移行する。まだブロックが印付けられていない(COEF<NoCOEF_INT)と判定されると(ステップ160)、ステップ161に進む。ステップ161では時間レファレンスと秘密鍵に基づいて、長さマッピングベクトルLONG_INTが擬似ランダムに形成される。このベクトルの形成は、図６のステップ151で実行された同期化の結果である。ステップ162でマッピングが計算される。ここでは(ステップ161で発生した)マッピングベクトルと、指数がCOEF と COEF+LONG_INT-1の間にある係数VEC_INTからなるベクトルとのスカラー積が計算される。このマッピングの結果はRES_PROYに記憶される。ステップ163で値LONG_INTが値COEFに加算される。その後、この方法はステップ168に進む。ここでは完全性情報のこの部分の値が値RES_PROYに挿入される。この値RES_PROYは、画像の係数をマッピングベクトルにマッピングした結果である。ステップ169で、現在のマッピングを計算するのに使用される係数が、ステップ168の結果である、印付けられた値RES_PROYにより更新される。
【００６７】
デコーダ
図７、図８、図９には、抽出モジュールで実行される方法のフローチャートが示されている。これらの抽出モジュールはデコーダを形成し、図３に示されている。コーダ100で使用されたパラメータの値は、デコーダ200で使用されるパラメータと同じでなければならない。例えば：NoCOEF_IP, ANCHO, M, NoBITS_REF等である。
【００６８】
図７は、IPアドレス(メタデータ)210の抽出に相当するIPアドレス抽出方法のフローチャートを示す。スタートに、モジュール210がIPアドレスを抽出しようとするデジタル画像が存在する。第1のステップ211で、処理される画像の所属するシーケンスでフローが初めて実行されるか否かが検査される。肯定の場合、ステップ212で秘密鍵Kにより、IPアドレスを備えるメッセージが抽出されることになるJPEG画像のブロックが擬似ランダムに選択される。次のステップ213で値BITがゼロにセットされる。この値により、抽出されるアドレスのビット数を調整することができる。ステップ214で、IPアドレスを備えるメッセージのビット全体が復元されているか否かが検査される。肯定の場合、このモジュールで処理される現在の画像のIPアドレス抽出は終了される。IPアドレスを形成するビットの総数、NoBIT_IPがまだ処理されていない場合、ステップ216で値COEFがゼロにセットされる。値COEFは、IPアドレスのビット値BITを復元するために使用された係数の数のカウンタである。IPアドレスのビット値の抽出に必要なすべての係数NoCOEF_IPがすでに使用されているか否かの決定はステップ218で行われる。肯定の場合ステップ217で、ステップ226で記憶された値からなる、長さNoCOEF_IP/LONG_IPのベクトルVEC_DISによって、IPアドレスのビット値BITが決定される。ステップ215で変数BITの値が更新され、IPアドレス抽出が継続されるか、またはこれが終了される。このことはステップ214で決定される。218で行われた決定で、まだ係数群を処理すべきであれば、IPアドレスのビット値BITを計算するためにステップ219に進む。ステップ219では長さマッピングベクトルLONG_IPが形成される。このベクトルは、図４の118で形成されたベクトルに相当する。このためには秘密鍵Kの値が既知でなければならない。ステップ220で、マッピングベクトルと、(ステップ212で選択された)係数からなるベクトルとのスカラー積によってマッピングが計算される。この係数の指数は(NoBlTS_IP*BIT)+COEF と (NoBITS_IP*BIT)+COEF+LONG_IP-1の間にある。ステップ221で値LONG_INTが値COEFに加算される。ステップ226でベクトルVEC_DISの位置COEF/LONG_IPに、RES_PROYと基準ベクトルとの間隔の計算結果が記憶される。この最後の計算は、後の有利な実施形態で詳細に説明する。
【００６９】
図８は、時間レファレンス抽出モジュール230のフローチャートを示す。前に説明したフローチャートと同じように、スタートでデジタル画像が存在し、このデジタル画像から、これと結び付いた時間レファレンスが抽出される。フローチャートの最初のステップ(231)で、この画像流で画像が最初に抽出されるのか否かが決定される。肯定の場合、ステップ232に移行し、それ以外の場合は233へ進む。ステップ232では秘密鍵Kにより、時間レファレンス抽出するために使用される符号化画像のブロックが擬似ランダムに選択される。ステップ233で値BITがゼロにセットされる。この値により、この画像における時間レファレンスの抽出プロセスがいつ終了したかを知ることができる。ステップ234で、この画像における時間レファレンスのメッセージのすべてのビットがすでに抽出されているか否かが決定され、その後にステップ235に移行するか、またはまだすべてが抽出されていなければステップ237へ移行する。ステップ235はチャネルデコーダである。このチャネルデコーダは、時間レファレンスのメッセージの値を受け取り、ベクトルVEC_DISの値を処理する。これは図５のステップ113の反転プロセスである。チャネルデコーディングの後に、このフローチャートに記述されたプロセスは終了する。
【００７０】
ステップ237では値ゼロがCOEFに導入される。値COEFは、時間レファレンスの符号化メッセージのビットBITに相当するメトリックを、所定の時点で抽出するために使用される係数の数のカウンタとして用いられる。ステップ238で、時間レファレンスの符号化メッセージのビットに相当するメトリックを抽出するために使用されるすべての係数がすでに計算されたか否かが決定される。所定のビットBITと結び付いたすべての係数がすでに計算されていれば、値BITに１が加算され、これによりメッセージの次のビットの値RES_PROYが計算される。画像に挿入された情報を、ビットに関して抽出するのに必要な係数がまだすべて処理されていなければ、ステップ239に移行する。ステップ239では長さマッピングベクトルLONG_REFが形成される。この長さマッピングベクトルには係数の値がマッピングされる。ステップ240で、マッピングベクトルと、(ステップ232で時間レファレンスの挿入のために選択された)係数からなるベクトルとのスカラー積が計算される。この係数の指数は、(NoBITS_REF*BIT)+COEFと(NoBITS_REF*BIT)+COEF+LONG_REF-1との間にあり、得られた値はRES_PROYに記憶される。ステップ244で値COEFが値LONG_INTの加算により更新される。ステップ246で値RES_PROYに対して、基準ベクトルを基準にした間隔が計算され、その結果が位置COEF/LONG_REF+BIT*(NoCOEF_REF/LONH_REF)にあるベクトルVEC_DISに記憶される。このVEC_DISはステップ235で、時間レファレンスのメッセージを上に述べたように検出するために用いられる。RES_PROYの間隔の計算のやり方については後で説明する。
【００７１】
図９は、完全性情報抽出モジュール250のフローチャートを示す。この方法はパラメータとして、このモジュールから抽出される時間レファレンスと秘密鍵Kを有する。時間レファレンスの正しい値がなければ、完全性情報を復元することができない。完全性情報に結び付いた時間レファレンスと一致しなければ、この画像は改ざんされていると指示されることになる。フローチャートは冒頭で、完全性情報が抽出される画像を有しており、その空間的真性が検査される。ステップ251で本方法は、時間レファレンスおよび秘密鍵Kと同期化される。これにより、この抽出プロセスに必要な擬似ランダム値を正しく形成することができる。ステップ252で、本方法によりマクロブロックのどの列に存在するかを知るために使用される指数iがゼロにセットされる。ステップ253では、完全性情報の抽出が終了に達したか否かが決定される。そのために、マクロブロックのすべての列がすでに計算されたか否かが検査される。すべての列がまだ計算されていなければ、ステップ254で値jが設定される。この値jは、計算されたマクロブロックiの列のマクロブロックの行の数を調整することができる。ステップ254で、各列を形成するマクロブロックのすべての行からすでに完全性情報が抽出されているか否かが決定される。肯定の場合、ステップ255で1がカウンタに加算され、ステップ253にリターンする。すべての行がまだ計算されていなければ、ステップ258でマクロブロックの係数のベクトルが座標(i, j)により形成される。この座標は完全性情報の抽出のために使用される。ベクトル形成のやり方は、前に図６のステップ157で説明したのと同様である。ステップ260で値COEFがゼロにセットされる。これにより、各マクロブロックの情報を抽出するのに使用される係数の数を調整できる。マクロブロックのすべての係数がすでに計算されているか否かの決定はステップ262で行われる。肯定の場合、ステップ261で間隔ベクトルVEC_DISTが分析され、マクロブロックが改ざんされたか否かが決定される。肯定の場合、ステップ259に移行する。
【００７２】
ステップ259の機能は、マクロブロックを偽造であると指示することである。このことは、マクロブロックの可視的なマーキングにより、および／または信号の出力により達成される。この信号によりユーザは、このマクロブロックが変更されていることを知ることができる。ステップ261で、被検ブロックの改ざんが検出されなければ、本方法はステップ259の後と同じようにステップ257に進む。ステップ257では、カウンタに1が加算される。これによりマクロブロックの完全性情報の抽出が終了したことが指示される。他方においてステップ262で、このマクロブロックに相当する完全性情報がまだ復元されていないことが検出されると、ステップ263に移行する。ステップ263では、長さマッピングベクトルLONG_INTが形成される。このベクトルは図６のステップ161で発生器と同期される。このベクトルの形成は、時間レファレンスと鍵に依存している。したがって、時間レファレンスまたは秘密鍵が既知でない場合、比較的に高い確率でマクロブロックが偽造であることが検出される。ステップ265で、マッピングベクトルと、係数VEC_INTとのスカラー積が計算される。この係数の指数は、COEFとCOEF+LONG_INT-1の間にある。マッピングの結果はRES_PROYに記憶される。ステップ266で値COEFが値LONG_INTの加算により更新される。現在のマッピングが終了した後、本方法はステップ264に進む。このステップでは、RES_PROYと基準ベクトルとの間隔の計算から得られた値が、間隔ベクトルVEC_DISTの割り算COEF/LONG_INTから得られた位置に入力される。間隔の計算については後で説明する。
【００７３】
ブロックの擬似ランダムな選択
本実施例では、JPEG規格により符号化されたデジタル静止画像のメッセージを有する変換DCTブロックが擬似ランダムに選択される。このことはステップペア112(図４)-212(図７)および132(図５)-232(図８)で、IPアドレスを備えるメッセージと、時間レファレンスを備えるメッセージに対してそれぞれ実行される。選択されたブロックが符号化および復号の際に同じでない場合、復元されたデータは無効である。
【００７４】
画像を形成するブロックを、発生器により擬似ランダムに並び替えることによって選択が実行される。発生器では核として、秘密鍵の値またはその関数が使用される。画像の変換されたブロックは、ブロックのベクトルを形成することによって、画像中のブロックの位置を基準にして左から右へ、そして上から下へ配置される。擬似ランダム発生器により、各ブロックの位置はブロックのベクトルに並び替えられる。これにより無秩序なブロックベクトルが得られる。
【００７５】
画像に挿入される各メッセージに対して無秩序なブロックのベクトルを形成するブロックの係数が設定される。各メッセージと結び付いた係数は係数cのベクトル形成によって配置される。IPアドレスを備えるメッセージの係数のベクトルは、cIPにより示され、長さNoBITS_IP*NoCOEF_IPを有する。時間レファレンスを備えるメッセージは、長さNoBITS_REF*NoCOEF_REFのcREFにより示される。
【００７６】
ベクトルまたはマッピングマトリクスが直交でない場合、各メッセージと関連付けられた係数の配置は分離性でなければならない。このことが満たされないと、各メッセージの挿入プロセスが相互を妨害し、挿入された情報を復元できなくなる。
【００７７】
ブロックの擬似ランダムな選択は、画像流の冒頭のブロックだけでなく各ブロックが処理される場合に行うことができる。この手段の欠点は、挿入または抽出の実行時間が増えることである。そのためこの解決手段は、時間が制限されている場合には推奨できない。
【００７８】
時間レファレンスと秘密鍵の同期関数
完全性情報の挿入と抽出の同期化は、ステップ151(図６)とステップ251(図９)で実行される。秘密鍵Kは、完全性情報がシステムの権限のあるユーザにより入力されることを保証するために使用される。タイムスタンプとの同期化は、完全性情報の挿入プロセスと時間レファレンスの値との関係性を形成するという目的に置換される。したがって先行する時点で印付けられた画像を、別の時点で得られた画像の改ざんのために分からないよう使用することは不可能である。この同期化は、擬似ランダム完全性発生器を、時間レファレンスと秘密鍵の関数である値により初期化することによって達成される。擬似ランダム発生器は、挿入の場合にはステップ161(図６)とステップ168(図６)で、抽出の場合はステップ263(図９)とステップ264(図９)で値が得られた場合の完全性調整に相当する部分で使用される。
【００７９】
マッピングベクトルの形成
IPアドレスを備えるメッセージのステップペア118(図４)-219(図７)、時間レファレンスのメッセージのステップペア139(図５)-239(図８)、および完全性情報のステップペア161(図６)-263(図９)は、それぞれ長さLONG_IP、LONG_REFそしてLONG_INTのマッピングベクトルPIP、PREFそしてPINTを形成する。マッピングベクトルは擬似ランダムに得られる。このマッピングベクトルは、メッセージに対する秘密鍵または時間レファレンス、および完全性情報に対する秘密鍵に依存するように形成される。
【００８０】
マッピングベクトルを形成するための第1ステップは、すべてのエレメントが1に調整されたベクトルの形成と、ベクトルのエレメント符合の擬似ランダムな決定である。その後にマスクが、マッピングベクトルを得るために適用される。このマスクは、ヒトの心理視覚的特性または他の前提にしたがって形成することができる。
【００８１】
マスクを形成するための一例でマスクは、係数の重みがJPEG規格の観点からのマッピングの際に同じであるように形成される。そのためにマスクの値は、各係数のJPEG量子化に割り当てられている量子化ステップの大きさの関数として形成される。上に、画像JPEG規格で分割されている8×8ブロックの各係数には量子化が施されると述べた。ここで量記号のステップ量はブロックにおける位置の関数である。したがってマスクは次のように形成される。すなわち係数をマッピングベクトルにマッピングする際に、各係数のJPEG量子化ステップと、乗算されるマスクの値との積が一定であるように形成される。このデエンファシスは次のようにして達成される。すなわち、マスクにおける最大値(例えば1)が最小のステップにより量子化される係数と結び付いたエレメントに割り当てられ、これによりベクトルのエレメントの残りがこのベクトルに比例することによって達成される。1つの係数に例えば1つのステップ量が割り当てられており、その値が最小の係数の値の2倍であれば、マスクにおけるこの係数は最小の係数の値の半分である。正確に言えば、各ブロックの1つの係数だけが、所定のメッセージの導入のために印付けられる場合、形成されたマスクは、そのマスクのエレメントが単位のエレメントに相当するベクトルとなる。マスクの形成は次の例に示される。
cquant = {1, 1, 2, 1}
q= {5, 5, 6, 6}
先行の例でcquantは、量子化された係数から形成されたベクトルに対するものであり、ベクトルqは、量子化された量記号cquantが保存されるJPEG量子化マトリクスの値に対するものである。
【００８２】
相応にしてマスクmに対しては
m={1, 1, 5/6, 5/6} が当てはまる。ここでマッピングベクトルは p={1, -1, 5/6, -5/6}である。
【００８３】
透かしの挿入
マッピングの結果RES_PROYにはメッセージの別途または完全性情報の一部が挿入される。このプロセスは図４のステップ124、図５の145、および図６の168で、それぞれIPアドレス、時間レファレンスおよび完全性情報に対して実行される。3つのステップは類似しており、挿入される情報が異なるだけである。
【００８４】
本発明によるシステムには、コーダにあるラテラル情報により透かしを印付けるための技術が適用される。そして有利な説明では、同形のスカラー量記号と反復による符号化に基づく技術が適用される。
【００８５】
挿入されるメッセージはバイナリベクトル(そのエレメントは値{0, 1}だけを取る)によって示される。このベクトル内の情報に対する各エレメント次のとおりである。
・IPアドレスに相当するメッセージはbIPにより示され、32ビットの長さを有する。この値は図４と図７のフローチャートでNoBITS_IPにより示されている。
・時間レファレンスのメッセージはbREFに示され、図５のステップ133で適用されるチャネル符号化に応じた可変の長さを有する。この長さ値は図５と図８で、NoBITS_REFにより示されている。
【００８６】
完全性情報もバイナリベクトルbINTによって示される。このベクトルはレファレンスメッセージの値を表す。1ビットが各マクロブロックに挿入され、したがってその長さは画像のマクロブロックの数に相当する。このレファレンスメッセージは任意であるが、これ画像に存在していることを検査するためにデコーダには既知でなければならない。
【００８７】
有利な実施形態で説明する透かしを印付けるための方法のタスクは、各メッセージまたは完全性情報をベクトルyに符号化することである。このベクトルyは、オリジナル画像に挿入されるコード語に対するものである。
【００８８】
本明細書で適用される方法では、各コード語は挿入すべきメッセージに対するバイナリベクトルのL倍である。ここでLは、それぞれIPアドレス、時間レファレンスまたは完全性情報のNoCOEF_IP/LONG_IP, NoCOEF_REF/LONG_REF または NoCOEF_INT/LONG_INT に使用される反復率である。一般的に、Lは各メッセージまたは完全性情報に対して異なる。本発明の有利な実施形態の説明で提案される、情報を画像に挿入する方法は3対のステップを有する。すなわち、量子化、エラーベクトルの獲得、そして係数の更新である。これらのステップを以下、詳細に説明する。
【００８９】
第1のステップで、バイナリベクトルb=(b1, b2,....bN)により表される長さNのメッセージまたは完全性情報を挿入するためにコード語yのエレメントyiが形成される。したがって指数iのエレメントyiに対してはインターバル[(j-1)*L+1,j-L]内で相応のバイナリベクトル i≦j≦N のビットbjが使用される。ここでbは、メッセージの場合に対してはベクトルbIPまたはbREFを表し、完全性情報に対してはbINTを表す。i番目の値は次のように計算される。
【数１】
2010528493.tif 000003
ここでΔはいわゆる量子化ステップであり、印付けプロセスにより導入される歪みを決定する。一方でΔは、インターバル[-1/2, 1/2]に均等に分散された擬似ランダム値に対する前の式(1)kiでは、コーダとデコーダに対してだけ既知である。さらにxiは、それぞれIPアドレス挿入モジュール(図４)、時間レファレンス挿入モジュール(図５)、または完全性情報挿入モジュール(図６)に相応して画像へ挿入する方法のi番目のマッピングRES_PROYの結果を表す。ここでQD(x)は、コード語の特別のコウゾにより次のように簡単に表される量子化過程に対するものである。
【数２】
2010528493.tif 000004
【００９０】
yiの獲得が図１２に図で示されている。円と四角は復元ポイントを表し、それぞれビット0と1に対するものである。擬似ランダム値kiに関し、この擬似ランダム値は、秘密鍵Kに基づいて、またはメッセージに対する時間レファレンスと、完全性情報の場合には秘密鍵に基づいて得られる。一般的に各値xiに対して別の値kiが使用される。これは印付け方法でデータ保護するためである。各メッセージまたは完全性情報のkiからなるベクトルは、IPアドレスに対してはkIPにより、時間レファレンスに対してはkREFにより、そして完全性情報に対してはkINTにより表される。
【００９１】
印付け方法の第2ステップは、量子化dのエラーベクトルの獲得である。ここでdiは簡単に次のように得られる。
【００９２】
di=yi - xi
各エレメントdiは、ステップ124(図４)、145(図５)、168(図６)の結果である。
【００９３】
印付け方法の第3のステップは更新である。この更新は、各diの値がオリジナル画像のすべての係数にわたって分散される過程である。これらの係数は値xiを獲得するために使用された値である(所定の値RES_PROYに相当する)。更新はステップ125(図４)、146(図５)および169(図６)で実行される。先行のステップでdiに移行した値RES_PROYのマッピング過程によって獲得のために使用された画像の係数はベクトルc=(c1, c2,...,cM)に配置されていることが前提である。ここでは挿入されたメッセージがそれぞれIPアドレス、時間レファレンス、または完全性情報に相当するかに応じて、MはLONG_IP、LONG_REFまたはLONG_INTに等しい。j番目に印付けられた、c*jにより表される係数の獲得は、以下の式に相当する。
【００９４】
c*j = cj + α(d*i/pj)
ここでd*i=di/M、pjは相応するマッピングベクトルのj番目のエレメント(すなわち、pIP、ｐREF、またはｐINT)、αは実数値がインターバル[0, 1]を取り得る歪み補償係数である。値αを調整することにより、導入される歪みと符合の頑強性との間での妥協解を見つけることができる。
【００９５】
印付け方法を終了するために、元の係数cjが印付けられた係数c*jにより置換される。
【００９６】
JPEGにより導入される歪み
情報を導入する際に係数の変化から生じるデジタル画像は、JPEG規格により一度だけ符号化される。上に述べたように、JPEG規格は、JPEG量子化マトリクスQJPEGのエレメントにより形成される画像を形成する各8×8ブロックの係数を量子化する。このときに量子化ノイズが導入される。QJPEGの値は、情報を画像に挿入する際に既知でなければならない。これにより、情報を挿入するために必要なステップの大きさの最小値を生成するためである。符号語yのエレメントの形成プロセスは式(1)に記述されている。各ステップの大きさは、ΔIP、ΔREFおよびΔINTにより、それぞれIPアドレスを備えるメッセージ、時間レファレンスを備えるメッセージ、および完全性情報を備えるメッセージの場合に対して示されている。
【００９７】
量記号(DIP、DREFおよびDINT)のステップの大きさを決定することは、QJPEGの量子化ステップの大きさ(qIP,min、qREF,minまたはqINT,min)に依存している。この値は、各情報形式の挿入に使用される係数を割り算する。このようにして、コーダ100とデコーダ200との間で作成される情報伝達を非常に小さな歪みで行うことができる。満たすべき条件は次のとおりである。
【００９８】
ΔIP＞2qIP,min
ΔREF≧2qREF,min  かつ
ΔINT≧2qINT,min
この条件が維持されると、JPEG圧縮の導入された条件が所定の品質係数において維持される。この係数はQJPEGを調整する。このことは以下の例から明らかとなる。係数α=1がマッピングなしで前提とされる。このとき、値がゼロであるビットを導入するための量子化エラーの結果は最大でもd=Δ/2である。したがって印付けられた係数は、c*=c+Δ/2である。上記の条件が満たされなければ、得られた印付けられた量子化値c*quantは印付けられない元の値cquantに相当しないこととなる。このことはデコーダ200でエラーを引き起こす。挿入されたビットの値が復元されるのは、c^=c*quant×qが、値1の下位セットのコード語の場合の方が値ゼロのコード語の場合よりも近いからである。
【００９９】
情報の抽出
挿入された情報の抽出プロセスは印付けプロセルに類似し、2つの段階に分けることができる。説明のために係数c=(c1,c2...,cM), j=1...Nのベクトル構成を前提とする。このベクトル構成は、全長がNビットのメッセージのj番目のビットに関する情報を伝送するために印付けられている。この値は、IPアドレスおよび時間レファレンスに対してそれぞれNoBITS_IPまたはNoBITS_REFと、または完全性情報に対しては画像のマクロブロックの数と一致する。さらに値Lは使用される反復率である。すなわちそれぞれIPアドレス、時間レファレンスおよび完全性情報に対してNoCOEF_IP/LONG_IP, NoCOEF_REF/LONG_REF およびNoCOEF_INT/LONG_INTである。
【０１００】
復号方法の第1ステップは、間隔ベクトルVEC_DIS=(v1,v2,...vN)の獲得である。ベクトルcjを適切なパラメータによりマッピングすることから、結果として長さL、1 j Nのベクトルsjが得られる。ここでNベクトルの連鎖はsとして示されている。値vjは次の式によって得られる。
【数３】
2010528493.tif 000005
値kiとΔは上で定義されている。値vjは、ビット0に対してj番目のビットにあるコード語構成を備えるサブベクトルsjの量子化エラーの絶対値である。コード語構成は、ベクトル式(Δ(t1+k1), Δ(t2+k2),...,Δ(tL+kL)を有する。ここでtiは整数であり、擬似ランダム値kiは符号化フェーズで使用された擬似ランダム値と一致しなければならない。過程(2)はステップ226(図７)、246(図８)および264(図９)で実行される。考慮されたメッセージ形式に応じて、以下のステップが復号方法で次に説明するように実行される。
【０１０１】
IPアドレスのj番目のビットを獲得するため(図７のステップ217)の判定式は次のとおりである。
【数４】
2010528493.tif 000006
すなわち最小間隔の基準が遵守される。
【０１０２】
時間レファレンスに関するメッセージはエラーに対して、チャネルコード(例えば畳み込みコード)を使用することにより符号化される。この場合、間隔ベクトルVEC_DISは図８のブロック235への入力である。このブロックは、考慮されたメッセージに対するバイナリベクトルb^REFの出力を受け取る。
【０１０３】
本発明で提案されるシステムでは、処理される画像内の時間的変化の識別が考慮される。このことは、画像の変更または画像シーケンスの置換を試みようとすると生じる。有効な時間レファレンスから形成された時間レファレンスによって、各画像の抽出された時間レファレンスとの比較が実行される。時間レファレンスが窓内に存在すれば、この窓は新たな時間レファレンスの値により更新される。抽出された時間レファレンスが有効でなければ、この所定の画像または所定のシーケンスが有効ではないと指示される。
【０１０４】
完全性情報は図９のステップ261で抽出される。このステップでは、基準メッセージと結び付いたコード語配置と、j番目のマクロブロックsjの完全性に対して決定された係数のマッピングされたバージョンとの間隔が計算される。この間隔が閾値間隔よりも小さければ、符合が真であり、それ以外の場合は加工されていると決定される。
【０１０５】
装置への組込み
フローチャートは特別なシンタックスおよびプログラミング言語を使用しないことを述べておく。むしろフローチャートは必要な情報を表す。したがって当業者であれば、必要なプロセスを実行する集積回路を作製し、またはソフトウエアを生成することができる。例えばブロックまたはフローチャートにより示される各機能は、ソフトウエア命令、デジタルシグナルプロセッサDSP、デジタルコンフィギュラブルFPGA回路、アプリケーション専用回路ASICまたはそれらの組合せにより実現される。
【０１０６】
本発明による透かしの挿入方法の実現を説明するために、図１３にはデジタルネットワークカメラ1300のブロック回路図が示されている。カメラは、画像を画像センサ1302にフォーカシングするレンズ1301、画像センサ1303により検出された画像を使用して、規格(例えばJPEG)にしたがい符号化されたデジタル画像を形成する画像形成回路1303、そして画像の獲得、形成および符号化を制御する制御回路1304を有する。制御回路1304の別の機能は通信ネットワーク1306との通信である。さらに制御回路1304は、メモリ1305に記憶されているプロセスを実行する。このメモリには、本発明の挿入方法を実施するのに必要なプロセスが記憶されている。一般的に、現在のデジタルネットワークカメラに設けられた制御回路の計算能力が低いことから、本発明は理想的である。なぜなら本発明は保安性を高めながらも、必要なプロセス数が少ないからである。
【０１０７】
改ざん識別のために透かしを印付ける本発明の方法は、図１４に示したデータ処理システム1400で実現することができる。このシステム1400にはプロセッサ1401とメモリ1403が含まれている。このシステム1400は監視システム1407の装置と、デジタル通信ネットワーク1405により接続されている。プロセッサ1401は、メモリ1403に記憶されているプロセスを実行する。したがって前記のプロセス、変更を識別するための方法の一部をこのシステムで実現することができる。
【０１０８】
例えばデータ処理システム1400はメインコンピュータとすることができ、グローバルシステムを形成するデジタルカメラのパラメータを調整する。または単純なDSPであっても良く、データバンクの記録をランダムに分析する。
【図１】
2010528493.tif 000007
【図２】
2010528493.tif 000008
【図３】
2010528493.tif 000009
【図４】
2010528493.tif 000010
【図５】
2010528493.tif 000011
【図６】
2010528493.tif 000012
【図７】
2010528493.tif 000013
【図８】
2010528493.tif 000014
【図９】
2010528493.tif 000015
【図１０】
2010528493.tif 000016
【図１１】
2010528493.tif 000017
【図１２】
2010528493.tif 000018
【図１３】
2010528493.tif 000019
【図１４】
2010528493.tif 000020
【国際調査報告】
2010528493.tif 000021
2010528493.tif 000022
2010528493.tif 000023
2010528493.tif 000024