通过外部设备获取水印信息的数码相机及其组成的系统
【所属技术领域】
本发明涉及一种通过外部设备获取水印信息的数码相机及其与外部设备组成的系统,特别是涉及一种将利用外部设备获取的数字水印信息通过数码相机内置的接收装置接收并添加到数字图像的数码相机及其与外部设备组成的系统。
【背景技术】
由于逐步提高的图像质量和日益简化的桌面PC界面,数码照相机已经变得非常流行。数码照相机能够拍摄数字化的图像,从而允许将它们通过互联网来传送或打印到彩色打印机上。时至今日,数码相机差不多已经成为我们生活中的必备品了。在数码技术日渐普及的今天,利用各种软件对数码照片进行修改、编辑已非难事,这给窜改数码照片所记录的信息带来了便利,尤其是对于一些想作为电子证据的保险、合同、票据等照片,它们的真实性就显得尤为重要。因此就引出了数码照片真实完整性认证的问题。我们解决这个问题的办法就是通过数码相机内置的照片保真装置来实现的。
数字水印技术可以有效防止数字图像被伪造。数字水印技术因目的不同有两个分支:一种是鲁棒水印,它用来保护作者的版权,在发生版权纠纷的时候用来提供法律依据;一种是脆弱水印(或半脆弱水印),它用来检测多媒体作品是否受到了恶意的窜改和损坏。对于鲁棒水印而言,其必须足够鲁棒,以至于在多媒体作品受到攻击和窜改后,仍然能够正确的被提取出来,兹以证明作者的版权。而脆弱水印的主要目的在于证明多媒体作品的真实性。现在多媒体照片不能作为法庭的证据,就是因为多媒体照片可以很容易的被各种软件(如Photoshop)修改而不被发现;而医学图像中的任意一点变化都可能使医生对病情做出错误的判断。因此在这些场合,对多媒体产品的真实性认证比版权认证更加重要。
现有技术中揭示了一种带添加水印装置的数码相机,请参阅中国专利文献“数字图像水印的方法及相应装置和可添加水印的数码相机”申请号:2005100556808,申请日:2005年3月23日,其中,该数码相机包括:获取数字信号信号值的装置,其将光学图像反应到数码相机内的模拟信号转换成的数字信号;位划分装置,将数字图像中各像素点的数据按位划分为计算图像特征值的位、隐藏水印的位和定位窜改区域的位;初始化定位窜改区域的装置,将上述的定位图像窜改区域的位上的数据全部置成某个固定值;计算特征值的装置,根据上述计算图像特征值的位将输入的数字信号的唯一特征值计算出来;加密装置,其利用私钥加密计算出的特征值;水印嵌入装置,其利用脆弱数字水印技术将加密后的特征值嵌入到数字信号隐藏水印的位中。
另外,在现有技术中提出了一种“使无线信息装置能够获得位置数据的方法(METHOD OF ENABLING A WIRELESS INFORMATION DEVICETO ACCESS LOCATION DATA)”,请参阅美国专利申请号:10/515,870的专利申请,该专利揭示了一种未设有定位系统的相机获取位置信息的方法,其利用附近的、设有GPS装置的手机获取位置信息,并通过蓝牙传输方式将位置信息发送至相机,由相机将其作为水印添加至所拍摄的图像中。上述技术在该专利中是为一种可预期实现的方式,但无法依该专利所描述的内容将其实现,且未解决诸如相机如何请求手机发送位置信息、相机如何使收到的位置信息加载至相对应的相片中、如何使通过手机的GPS功能获取的位置信息并将位置信息作为水印加载的过程避免延时等问题。
如上所述,在现有技术中,水印的特征值均是通过计算数字图像信号的唯一的摘要而得到,此种方式虽然可以使特征值能够正确地被提取出来或证明作品真实性,但是,水印信息的内容并不完善,例如作者所在的位置、作者的电子签名等个人ID信息均不在其中,但这些信息在诸多领域中有很大应用,同时,通过现有技术的数码相机本身也无法获取更多的信息,从而在通过添加水印记录数字图像作品隐藏信息时,造成隐藏信息并不完全,且无法使可隐藏的信息在日常生活、社会安全等方面得到更广泛的应用。
由此可见,上述现有的带数字图像水印添加的数码相机在结构与使用上,显然仍存在有不便与缺陷,而亟待加以进一步改进。为了解决带数字图像水印添加的数码相机存在的问题,相关厂商莫不费尽心思来谋求解决之道,但长久以来一直未见适用的设计被发展完成,而一般产品又没有适切的结构能够解决上述问题,此显然是相关业者急欲解决的问题。因此如何能创设一种新的通过外部设备获取水印信息的数码相机及其与外部设备组成的系统,便成了当前业界极需改进的目标。
【发明内容】
本发明的目的在于,提供一种新型的通过外部设备获取水印信息的数码相机及其与外部设备组成的系统,所要解决的技术问题是使数码相机可通过内部设置的接收装置接收由外部设备发送的数字水印信息,并将接收到的水印信息加载至由数码相机所拍摄的数字图像中,从而使图像数据中可以安全地隐藏位置信息、使用者身份信息等有用信息。
本发明的另一目的在于,提供一种新型的通过外部设备获取水印信息的数码相机及其与外部设备组成的系统,所要解决的技术问题是使外部设备收到信息码请求指令从而获取信息码时,不影响数码相机拍摄下一张图片。
本发明的目的及解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。依据本发明提出的一种数码相机,其包括:数码相机功能模块,由快门键触发,从而获取图像数据;通信接口,用于与外部设备进行数据传输;数据请求装置,可以将信息码请求指令通过通信接口向外部设备发送;数据获取装置,用以通过通信接口获取外部设备发送的信息码;数字水印加载模块,其将外部设备所接收的信息码以水印方式加载到数码相机功能模块所拍摄的图像数据中。
本发明的目的及解决其技术问题还可采用以下技术措施进一步实现。
前述的数码相机,还包括一触发所述的数据请求装置的触发结构。
前述的数码相机,所述该触发结构为数码相机的快门键。
前述的数码相机,所述数据请求装置与数码相机功能模块或其部分元件以并联的方式连接于所述的快门键,从而在按下快门键触发数码相机功能模块时也触发数据请求装置发送信息码请求指令。
前述的数码相机,所述的信息码请求指令含有用于识别对应的图像数据的代码;数据获取装置获取的信息码含有上述代码;所述数码相机还包括关联模块,其建立代码、信息码与图像数据三者间的一一对应关系。
前述的数码相机,所述的代码可以是拍摄图像数据时自动生成的文件名称,也可以是拍摄时的时间,还可以是随机生成的代码。
前述的数码相机,所述的数字水印加载模块包括:信息码嵌入装置,接收数据获取装置收到的信息码和由获取数字信号信号值的装置转换成的图像数据,并将信息码嵌入图像数据中;位划分装置,用于将嵌有信息码的数字图像中各像素点的数据按位划分为计算图像特征值的位和隐藏水印的位;计算特征值的装置,这个装置用于根据图像数据中计算图像特征值的位将输入的数字信号的唯一特征值计算出来;水印嵌入装置,将特征值嵌入到数字信号隐藏水印的位中。
前述的数码相机,所述的外部设备为移动电话或PDA。
前述的数码相机,所述通信接口为有线USB接口、无线USB接口、蓝牙接口、红外接口、1394接口或射频、调频接口。
前述的数码相机,所述的信息码为:通过无线通信网络或全球卫星定位系统获得的定位信息和/或外部设备的系统时间、设备序列号、存储的身份信息。
前述的数码相机,所述的数字水印加载模块可以将信息码转换为二进位并将所转换的二进位信息码作为水印信息嵌入至图像数据中,或将信息码转换为二值图像并将所转换的二值图像形式的信息码嵌入至图像数据中。
前述的数码相机,所述的信息码请求指令或信息码是以文本短信或MMS的方式传输。
本发明的目的及解决其技术问题还采用以下的技术方案来实现。依据本发明提出的一种利用移动通信终端获取水印信息的系统,其特征在于该系统由移动通信终端和数码相机构成,其中,数码相机包括:数码相机功能模块,由快门键触发,获取图像数据;通信接口,用于与外部设备进行数据传输;数据请求装置,其通过通信接口向移动通信终端发送信息码请求指令,该信息码请求指令含有用于识别对应的图像数据的代码;数据获取装置,其通过通信接口获取移动通信终端发送的信息码,该信息码含有上述代码,建立信息码与图像数据的一一对应关系;数字水印加载模块,其将与图像数据相对应的信息码以水印方式加载到所述的图像数据中;移动通信终端包括:发送信息码至数据获取装置的数据发送装置、及用于接收数据请求装置发送的信息码请求指令的数据请求接收装置,该移动通信终端依照信息码请求指令所请求的内容获取相应的信息码,且该信息码内含有上述的代码。
本发明的目的及解决其技术问题还可采用以下技术措施进一步实现。
前述的系统,在所述的通信接口与外部设备的数据传输方式包括有线连接方式传输、无线USB传输、蓝牙或红外方式传输。
前述的系统,所述的移动通信终端为移动电话或PDA。
前述的系统,所述的所述的信息码为移动通信终端通过移动通信服务器所获取的当前位置信息、移动通信终端用户的身份识别信息。
前述的系统,所述的移动通信终端将信息码以文本短信或MMS的方式发送至数码相机。
经由上述可知,本发明是有关于一种通过外部设备获取水印信息的数码相机及其组成的系统。所述的数码相机包括:数码相机功能模块,由快门键触发,从而获取图像数据;数据请求装置,可以将信息码请求指令向外部设备发送;数据获取装置,用以获取外部设备发送的信息码;数字水印加载模块,其将外部设备所接收的信息码以水印方式加载到数码相机功能模块所拍摄的图像数据中。本发明实现了将必要信息接收至数码相机中并将其以水印形式保存在在图像数据中,从而可以实时记录拍摄者的位置信息、身份信息及拍摄时间等有用的资料。
借由上述技术方案,本发明通过外部设备获取水印信息的数码相机及其与外部设备组成的系统至少具有下列优点:
一、本发明的通过外部设备获取信息码嵌入于水印信息的系统基于数码相机和诸如手机、PDA等的外部设备,从而实现了将更多的必要信息接收至数码相机中并将其以水印形式保存在图像数据中,从而使图像数据可以实时记录拍摄者的位置信息、身份信息及拍摄时间等有用的资料;
二、本发明的将外部设备的水印信息嵌入数码相机所拍摄的图像数据中的方法简便易行,并且可以将嵌入图像的信息码逆向还原出原先记录的必要信息,从而适于各个要求图像数据真实且资料全面的情况下使用。
上述说明仅是本发明技术方案的概述,为了能够更清楚了解本发明的技术手段,而可依照说明书的内容予以实施,并且为了让本发明的上述和其他目的、特征和优点能够更明显易懂,以下特举较佳实施例,并配合附图,详细说明如下。
【附图说明】
图1是本发明的通过外部设备获取水印信息的系统的结构示意图。
图2是本发明的可接收水印信息的数码相机的内部结构示意图。
【具体实施方式】
为更进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效,以下结合附图及较佳实施例,对依据本发明提出的通过外部设备获取水印信息的系统及嵌入与认证方法其具体实施方式、结构、步骤、特征及其功效,详细说明如后。
本发明的通过外部设备获取水印信息的系统,主要是利用外部设备中的有用信息以信息码形式传输至数码相机中,在成像前利用信息码作为水印信息嵌入至图像或视频数据中,从而为移动通信终端拍摄的图像或视频数据提供了准确有效的认证信息。
请参阅图1所示,是本发明的通过外部设备获取信息码嵌入于水印信息的系统的结构示意图,包括数码相机以及外部设备。其中,可接收信息码的数码相机与外部设备配合使用仅为本发明一较佳实施例,其亦可单独使用,该具有接收数字水印信息的数据获取装置的数码相机包括:数码相机功能模块,其可将由光学系统获取的图像信息转化为图像数据并进行输出;通信接口,用于与外部设备进行数据传输;数据请求装置,其由数码相机的快门键触发,通过通信接口向外部设备发送请求信息码的信息码请求指令;数据获取装置,通过通信接口获取外部设备发送的信息码;数字水印加载模块,其将外部设备所接收的信息码加载到数码相机功能模块所拍摄的图像数据中;存储模块,接收嵌入有数字水印的图像数据,并进行存储,该存储模块可以是存储器、存储卡等存储介质。
上述信息码请求指令根据其所请求的信息码内容的不同而不同,该所需的信息码内容可以由操作者选择,依所请求的信息码内容生成信息码请求指令,并可以将该指令内容存储在存储介质中。数码相机包括一触发数据请求装置触发结构,该触发结构是以快门键作为数码相机功能模块和数据请求装置的总开关;或使数据请求装置的电路与数码相机功能模块或其部分元件以并联方式连接在一起,从而在按下快门键触发数码相机功能模块时也触发数据请求装置发送信息码请求指令。
请参阅图2所示,是本发明的具有接收数字水印信息的接收装置的数码相机的结构示意图,如图所示,数码相机功能模块包括:获取数字信号信号值的装置,这个装置用于读取出数字信号的值,此数字信号是由光学图像反应到数码相机内的模拟信号转换成的数字信号。
上述数字水印加载模块包括:信息码嵌入装置,接收数据获取装置收到的信息码和由获取数字信号信号值的装置转换成的图像数据,并将信息码嵌入图像数据中;位划分装置,用于将嵌有信息码的数字图像中各像素点的数据按位划分为计算图像特征值的位和隐藏水印的位;计算特征值的装置,这个装置用于根据图像数据中计算图像特征值的位将输入的数字信号的唯一特征值计算出来;水印嵌入装置,将特征值嵌入到数字信号隐藏水印的位中。
上述的外部设备包括各种可进行数据处理的装置,例如移动电话、PDA等,并且,数据获取装置包括与外部设备进行数据传输的通信接口,该通信接口为有线USB接口、无线USB接口、蓝牙接口、红外接口、1394接口或射频、调频接口。信息码请求指令或信息码的传输方式还可以是通过文本短信或MMS(彩信)的方式传输。
另外,上述外部设备获取的信息码可以是从指纹传感器获取的指纹图片、手写输入功能获取的电子签名等信息,也可以是通过无线通信网络或全球卫星定位系统获得的定位信息,还可以是外部设备的系统时间、设备序列号、存储的身份信息等。
详而言之,外部设备设有数据请求接收装置,该装置用于接收上述数码相机内部设置的数据请求装置发送的信息码请求指令,另外还设有数据发送装置,该数据发送装置可以通过上述的数据传输方式与数码相机的数据获取装置进行数据传输。
外部设备可以根据上述信息码请求指令所请求的内容获取相应的信息码,并将这些信息码发送至数据发送装置,从而使数码相机可以通过数据获取装置将其接收。
在上述外部设备为移动通信终端时,移动通信终端的信息码可以是SIM卡内存储或记录的信息。其中,SIM卡内的标示信息包括:国际移动注册身份信息(IMSI),其包括电信国家号码,移动网络编号,移动通信终端在该移动网络中的编号;临时移动注册身份信息(TMSI);移动网络位置区信息(LAI);电话号码,短消息等。由于SIM卡内的标示信息较多,以仅读取SIM卡中的国际移动注册身份信息和移动网络位置区信息作为信息码为宜。另外,为获取上述SIM卡内的标示信息,可以在上述移动通信终端或数码相机中设置SIM卡信息读取模块,通过该模块读取上述的SIM卡内的标示信息并发送至数据发送装置。
具体而言,在外部设备为移动通信终端时,移动通信终端可以通过网关GPRS支持节点(GGSN)接入其所使用的移动通信网络,并可以通过服务GPRS支持节点(SGSN)记录移动通信终端的当前位置信息。另外,通过移动通信服务器所获取的当前位置信息等信息可以以文本短信或MMS(彩信)的方式向移动通信终端发送,收到上述信息的移动通信终端可以将所收到的文本短信或MMS(彩信)及其他信息直接以数据形式发送,并由数码相机的数据获取装置接收。
根据上述可知,由于接收服务器处理模块输出的信息码可能占用较多的数据长度,必要时可以由外部设备对信息码进行熵编码等无损编码减少信息的长度。
另外,上述数据获取装置可以在拍摄前将稳定信息(例如身份信息、系统时间中的日期、定位信息中的区域范围信息等)从外部设备上接收至数码相机上,且该稳定信息形式的信息码的传输工作可以由外部设备主动提出,而数码相机在接收到稳定信息后可自动接收,也可以设定是否接收,还可以设定为仅与指定的外部设备进行信息码传输工作。另外,数码相机也可以在非拍摄时利用数据请求装置请求外部设备中的稳定信息,并使外部设备自动或被动地将含稳定信息的信息码发送至数据获取装置中。并且,根据上述结构,在稳定信息变更时(例如日期变更等),由外部设备的数据发送装置主动将新的信息码向数码相机内设置的数据获取装置发送,该数据获取装置可以自动或经用户确认而接收该信息码。
为避免在利用移动通信网络获取信息时造成的延时,本发明的数码相机还包括关联模块,其建立信息码请求指令、信息码与图像数据三者间的一一对应关系,该关联模块由硬件或者软件均可实现。在由快门键触发数码相机功能模块和数据请求装置时,生成一代码,并将该代码分别与信息码请求指令和拍摄的图像数据相匹配,可以根据信息码请求指令所匹配的代码识别与其对应的图像数据,然后由数据请求装置将信息码请求指令向外部设备发送,并将拍摄的图像数据存储在存储介质中。在外部设备依照信息码请求指令获取相应的信息码后,将信息码与相对应的信息码请求指令中的代码相匹配,也就是使信息码与信息码请求指令一样可以依照其所包含的代码识别出对应的图像数据,再将信息码发送至数码相机的数据获取装置中,依照相匹配的代码将信息码嵌入对应的图像数据中。依照上述方式,在使用者需要连续拍摄多张图片时,之前拍摄的图像数据已经存储在存储介质中,故不会产生上述的延时并造成错失在关键时间拍摄的机会,也有效避免了由于网络造成的延时对数码相机连续使用的限制。上述的代码可以是拍摄图像数据时自动生成的文件名称,也可以是拍摄时的时间,还可以是随机生成的代码。上述的代码与信息码请求指令和图像数据的匹配,可以是使用代码作为上述文件(即信息码请求指令和信息码)的文件名或标签,也可以是使代码与上述文件共同生成一个文件包,还可以利用软件使代码与上述文件的数据相关联,再可以是通过将代码插入上述文件的特定位置上,从而最终使信息码请求指令、信息码、图像数据三者间的一一对应。
本发明的将接收装置接收的数字水印信息嵌入图像数据的方法,是利用具有上述结构的数码相机将水印嵌入图像数据中,该方法包括以下步骤:
第一步、按下快门键,启动数码相机中设置的数码相机功能模块,从而对光学影像进行拍摄,在图像信号经过光学系统和CCD或CMOS后,对图像信号进行数字信号处理并将处理生成的图像数据输出,另外,在按下快门键时还启动数据请求装置,数据请求装置相外部设备发送信息码请求指令;
第二步、外部设备可以根据上述信息码请求指令所请求的内容获取相应的信息码,并将这些信息码发送至数据发送装置,从而使数码相机可以通过数据获取装置将其接收。
第三步、由数据获取装置接收外部设备所发送的信息码,并通过数字水印加载模块将信息码加载到数码相机功能模块所拍摄的图像数据中,具体而言,其是将信息码的数据转换成ASCII的01位串,然后隐藏到图像数据的次低位,从而嵌入图像数据的指定位置;
第四步、将经过处理的图像数据进行例如划分位、计算图像特征值并将特征值按位嵌入指定位的数字水印加载工作(即二次水印加载步骤),并将加载水印的图像数据存储至存储模块中。
其中,第三步中将信息码嵌入于图像数据的步骤中,可先将信息码转换为二进位并使用所转换的二进位作为水印嵌入至图像数据中,还可以将其转换为例如30×40象素(即宽乘高)的二值图像嵌入至图像数据中,其中,二值图像是由0、1组成的黑白图像。在将二值图像嵌入图像数据中时,可以在隐藏信息码的位中的固定位记录二值图像的宽和高(例如在隐藏信息码的位的首位记录宽所占的位,末位记录高所占的位),并在其他隐藏信息码的位中依序将二值图像嵌入,在提取二值图像时可以先读取出宽和高,从而可以确定二值图像所占的位数,再依序读取出该些位数的值。由于信息码的内容及所占数据空间的不同,例如电子签名或指纹信息所占的位无法确定,所以信息码所占的位也会不同,因而可以将隐藏信息码所占的位固定,且限定信息码的位不超过隐藏信息码所占的位,在信息码所占的位少于隐藏水印的位时,未被嵌入信息码的位可以不作改变。另外,将信息码以二进位嵌入图像数据中时,也可以采用与以上相同的方式,以宽位记录信息码所占的位,并将记录高的位置0或置1。
上述数字水印加载模块可以用硬件实现,也可以用软件实现,而嵌入水印的算法可以与现有技术中,在计算机上对图像或视频进行数字水印加载算法一致。
当数码相机用户以某种方式接收到图像数据时,其可以对该图像数据的版权信息进行验证,并且还可以将数字水印中隐藏的各种信息提取出来,该加载数字水印的图像数据的认证过程可以包括:验证图像数据是否被窜改的步骤;如未被窜改,则依照嵌入水印信息的指定位置,将嵌入于图像数据中的信息码进行提取的步骤;将信息码解码,并输出显示的步骤。
具体而言,本发明的数码相机对图像数据的数字水印验证和信息码提取步骤中,还可以包括:对认证人身份的确认步骤,该步骤可以为在启动认证步骤后进行密码确认,也可以为在确认图像数据未被篡改后进行密码确认,从而防止信息码的不必要输出,保护版权人的个人信息。另外,在信息码中含有SIM卡号、手机序列号等身份信息时,可将上述身份信息嵌入于图像数据的特定位置,在认证过程中,首先提取嵌入于该特定位置的身份信息,并将该身份信息与认证时使用者的身份信息进行比对,如一致则将信息码提取并显示,如不一致则可进行密码确认工作。上述认证过程还可以加入在图像数据中定位遭到破坏的窜改区域的步骤。
上述较佳实施例是将数码相机所拍摄的图像数据嵌入水印,但并不限于此,还可以将数码相机功能模块替换为数码摄像机、数码录音机等数码设备,也同样可以以上述结构及方法获得的信息码以水印信息加载至多媒体数据中。
以上所述,仅是本发明的较佳实施例而已,并非对本发明作任何形式上的限制,虽然本发明已以较佳实施例揭露如上,然而并非用以限定本发明,任何熟悉本专业的技术人员,在不脱离本发明技术方案范围内,当可利用上述揭示的方法及技术内容作出些许的更动或修饰为等同变化的等效实施例,但是凡是未脱离本发明技术方案的内容,依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰,均仍属于本发明技术方案的范围内。