JP2005198158A - 画像改ざん検出システム - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 前処理装置では、前処理空間周波数領域変換手段2が空間領域の画像を空間周波数領域の画像へ変換し、誤り検出可能符号データ生成手段3が当該画像の全体或いは一部を除く残りの部分を用いて誤り検出可能な符号を生成し、誤り検出可能符号データ付加手段4が当該符号を当該画像に付加し、空間領域変換手段5が当該画像を空間領域の画像へ変換する。後処理装置では、後処理空間周波数領域変換手段が当該空間領域の画像を空間周波数領域の画像へ変換し、誤り検出可能符号データ検出手段が当該画像に付加された誤り検出可能な符号を検出し、画像データ改ざん有無検出手段が当該符号を用いて当該画像に誤りがあるか否かを検出する。
【選択図】 図1
Description
また、原画像に手を加えられたか否かを事後に検出(検知)する従来技術として、画像データのフォーマットを定めて、あらかじめ原画像の特徴を記述した何らかの情報を例えばヘッダとして画像データに付加しておく技術がある。しかしながら、改ざん前に画像データとヘッダとを何らかの装置で分離できてしまうと、原画像の改ざんに合わせてヘッダも改ざんすることで改ざんの検出を不能にすることが可能であり、これでは本質的な対策にはならない。
また、原画像の特徴を記述する情報として、例えば、Hash関数により得られるHash値を用いる例があるが(例えば、特許文献1参照。)、Hash関数は複雑な演算を必要とするため、動画像に対してリアルタイムでHash値を得ることが困難な場合もある。
本発明は、このような従来の事情に鑑み為されたもので、画像に改ざんが加えられたか否かを効果的に検出することができる画像改ざん検出システムを提供することを目的とする。
更に具体的には、本発明では、例えば、原画像の特徴を記述した情報が画像のどこかに付加されているか否かが第三者により画像を見ただけでは知覚できず、且つ、画像が改ざんされた後においてもあらかじめ付加されていた特徴情報が消失しないで残存しており、且つ、意図的に付加情報を書き替えることが困難であるような画像改ざん検出システムを実現する。また、具体的には、本発明では、例えば、動画像についても、リアルタイムで容易に得られるような原画像の特徴を記述する情報を用いて、画像の改ざんを検出することを実現する。
すなわち、前処理装置では、前処理空間周波数領域変換手段が、空間領域の画像データを空間周波数領域の画像データへ変換する。誤り検出可能符号データ生成手段が、前処理空間周波数領域変換手段により変換された空間周波数領域の画像データの全体或いは一部を除く残りの部分を用いて、誤り検出可能な符号データを生成する。誤り検出可能符号データ付加手段が、誤り検出可能符号データ生成手段により生成された誤り検出可能な符号データを、前処理空間周波数領域変換手段により変換された空間周波数領域の画像データに付加する。空間領域変換手段が、誤り検出可能符号データ付加手段により誤り検出可能な符号データが付加された画像データを、空間領域の画像データへ変換する。
具体的には、例えば、原画像の特徴を記述した情報が画像のどこかに付加されているか否かが第三者により画像を見ただけでは知覚できず、且つ、画像が改ざんされた後においてもあらかじめ付加されていた特徴情報が消失しないで残存しており、且つ、意図的に付加情報を書き替えることが困難であるような画像改ざん検出を実現することができる。また、具体的には、例えば、動画像についても、リアルタイムで容易に得られるような原画像の特徴を記述する情報を用いて、画像の改ざんを検出することができる。
また、空間領域の画像データとしては、例えば、X−Y直交座標平面上の画像データが用いられ、また、空間周波数領域の画像データとしては、例えば、(X方向への空間周波数−Y方向への空間周波数)直交座標平面上の画像データが用いられる。なお、文字X、Yは、説明の便宜上で用いたものであり、特に限定は無く、他の文字が用いられてもよい。
また、それぞれの誤り検出可能な符号データを生成するために用いられる画像データ部分としては、種々な部分が用いられてもよい。
また、誤り検出可能な符号データを空間周波数領域の画像データに付加する態様としては、種々な態様が用いられてもよく、例えば、当該画像データの一部に誤り検出可能な符号データを加算して当該加算結果を当該一部のデータとする態様や、或いは、当該画像データの一部を誤り検出可能な符号データへ置き換える態様などを用いることができる。
また、後処理装置では、通常、空間周波数領域の画像データに誤りがあることが検出された場合には当該画像データが改ざんされたことを検出し、空間周波数領域の画像データに誤りが無いことが検出された場合には当該画像データが改ざんされていないことを検出する。
また、前処理装置や後処理装置としては、種々な装置或いはシステムなどとして構成されてもよく、例えば、前処理装置及び後処理装置を別体或いは一体で画像処理装置として構成することや、前処理装置を有線或いは無線の送信装置として構成して後処理装置を有線或いは無線の受信装置として構成することや、前処理装置の機能及び後処理装置の機能の両方を有した有線或いは無線の通信装置を構成することなどができる。
すなわち、前処理装置の誤り検出可能符号データ生成手段は、前処理空間周波数領域変換手段により変換された空間周波数領域の画像データの一部を除く残りの部分を用いて、誤り検出可能な符号データを生成する。また、前処理装置の誤り検出可能符号データ付加手段は、誤り検出可能符号データ生成手段により生成された誤り検出可能な符号データを、前処理空間周波数領域変換手段により変換された空間周波数領域の画像データの当該一部のデータに加算する或いは当該一部のデータと置換する。
ここで、誤り検出可能な符号データを加算或いは置換により付加する空間周波数領域の画像データの一部や、当該一部を除く残りの部分としては、それぞれ種々な部分が用いられてもよく、例えば、当該一部として高周波数の成分を用いて、当該一部を除く残りの部分として他の全ての成分(低周波数の成分、或いは、比較的に低周波数であるとみなされる成分)を用いるようなことができる。
すなわち、画像データは、複数のフレームの画像データから構成される動画像データである。
また、前処理装置の誤り検出可能符号データ生成手段及び誤り検出可能符号データ付加手段は、各フレームの画像データを複数のブロックに分割した態様で、処理を行う。
また、前処理装置の誤り検出可能符号データ付加手段は、誤り検出可能符号データ生成手段により生成された誤り検出可能な符号データを、前処理空間周波数領域変換手段により変換された空間周波数領域の画像データに対して、フレーム毎に異なる位置に付加する。
また、誤り検出可能な符号データを、フレーム毎に、画像データ中の異なる位置(成分)に付加することにより、例えば、画像データに付加される誤り検出可能な符号データを目立たなくさせることや、第三者により解読されてしまうことを防止することができる。
また、誤り検出可能な符号データをフレーム毎に異なる位置に付加する態様としては、種々な態様が用いられてもよく、例えば、誤り検出可能な符号データが付加される位置が、所定の数のフレームの周期で繰り返されるようなパターンを用いることができる。
従って、誤り検出可能であって誤り訂正能力を有する符号データを用いて、改ざんや伝送誤りや記録誤りなどによって画像データに発生した誤りを訂正することができる。
上記目的を達成するため、本発明に係る画像改ざん検出システムでは、次のような構成により、前処理装置により生成した画像データが改ざんされたことを、後処理装置により検出する。
すなわち、前処理装置では、前処理画像データ部分識別手段が、空間領域の画像データについて、誤り検出可能な符号データで置換する一部のデータと、残りの部分のデータとを識別する。誤り検出可能符号データ生成手段が、前処理画像データ部分識別手段により識別された当該残りの部分のデータを用いて、誤り検出可能な符号データを生成する。誤り検出可能符号データ置換手段が、誤り検出可能符号データ生成手段により生成された誤り検出可能な符号データを、前処理画像データ部分識別手段により識別された当該一部のデータと置換する。
また、空間領域の画像データについて、誤り検出可能な符号データで置換する一部のデータと、残りの部分のデータとしては、それぞれ種々な部分のデータが用いられてもよく、例えば、当該一部のデータとして当該画像データを構成する所定の画素データの最下位ビットのデータを用いることができる。
また、空間領域の画像データについて誤り検出可能な符号データで置換する一部を除いた残りの部分のデータを用いて誤り検出可能な符号データを生成する態様としては、種々な態様が用いられてもよい。
本実施例に係る画像改ざん検出システムでは、原画像の特徴を記述する情報(特徴情報)として誤り検出符号を用い(例えば、非特許文献1参照。)、且つ、当該特徴情報を原画像へ付加する技術として電子透かし技術を用いる(例えば、非特許文献2参照。)。
例えば、非特許文献2には、電子透かしの代表的な手法が示されている。
図6(A)〜(D)に示される電子透かしの概念的な様子の一例を参照して、電子透かしの代表的な手法を説明する。
(1)図6(A)に示されるように、空間位置(例えば、X−Y直交座標平面上)の画像を縦、横2画素ずつの、合計4画素よりなるブロックに分割する。ここで、図示されるように、これら4画素の振幅をI00、I10、I01、I11とする。なお、Imnについて、Iに付加した2つの添字m、nのうち、mは図6(A)、(D)における水平方向の場所(左から右へと数値が大きくなる)を表しており、nは垂直方向の場所(上から下へと数値が大きくなる)を表している。
なお、非特許文献2に示されるように、例えば、w01には振幅aを加えてw10には振幅cを加えるなどというように、振幅bとは別に振幅a、cを加えて合計3ビットの透かし情報を埋め込むことも可能ではあるが、ここでは説明を簡易化するためにw11にのみ振幅bを加える場合を示す。
(3)すなわち、透かし情報が“1”である場合には、図6(C)に示されるように、本来の空間周波数w11は式9のように変形する。
一方、w11成分に透かし情報が埋め込まれているかもしれないことを知っている当事者にとっては、図6(D)に示されるように得られた画像の4画素の値から、式14の計算をすると、(w11+b)が得られる。そして、本来において画像が有するw11の値に対して、式15のように設定しておけば、bの存在を識別することができる。
また、透かし情報を原画像内に満遍なく埋め込まず、透かし情報として見え難い、画像の輪郭部に重点的に埋め込む技術もある。また、上記では静止画像についての例を示したが、動画像は連続して変化する静止画像の集団であると解釈できるので、静止画像と同一の手法を動画像に適用することもできる。動画像においては、画像内の動きのある部分に透かし情報を重点的に埋め込むことが効果的であることが知られている。
また、上記の例では、垂直、水平2画素ずつの4画素を1つのブロックの単位にした場合を示したが、JPEGやMPEGなどの画像データ圧縮に多用されるDCTでは、垂直、水平8画素ずつの64画素を1つのブロックにする例も多い。JPEGやMPEGでは、画像データ圧縮手法の一つとしてDCTを用いることから、透かし情報の埋め込みのためにわざわざDCTを施さなくとも、既存のDCTを利用して透かし情報を埋め込むことができる。
誤り検出符号とは、Aワード(或いは、ビット)の原データに対して、Bワード(或いは、ビット)の誤り検出符号を生成して、合計(A+B)ワード(或いは、ビット)の中に発生した誤りの有無を検出するものである(例えば、非特許文献1参照。)。
一例として、8ビットのデータに2ビットの誤り検出符号を付加して、全体で10ビットのデータとする場合を考える。
この場合、10ビットで表現できる1024種類の値の中から、8ビットで表現できる256種類の値のみを使用することから、残りの768種類の値はデータとして本来は存在し得ない。この性質を利用すると、10ビットの中に2ビットの誤りが発生しても確実に検出することができる。
ここで、従来の誤り検出符号の適用例においては、誤りの発生原因がランダム雑音などであり、少量の誤りが発生する確率が高く、多量の誤りが同時に発生する確率は低かった。これに対して、本実施例のように、画像の改ざんを符号誤りとして解釈するときには、極端な場合には全画素のデータが誤る場合も想定しなければならないが、本実施例は、このような場合についても効果を発揮することができる。
このため、本実施例では、誤り検出符号(誤り検出機能を有する符号)と称して説明を行うが、誤り訂正符号(誤り訂正機能を有する符号)と称しても、同義或いは同様な機能を含むものである。
また、このような誤り検出符号の生成および誤りの検出、訂正などの動作については、高精細度テレビジョン(HDTV:High-Definition TeleVision)などのように高速の動画像に対してもリアルタイムで実現する技術が、上記したVTRやDVDにおいて確立されている。
本例の画像改ざん検出システムは、画像に誤り検出符号から成る電子透かし情報を加える前処理装置と、誤り検出符号から成る電子透かし情報が加えられた画像から元の画像を再生する後処理装置から構成されている。前処理装置と後処理装置とは、一体化されていてもよく、或いは、別体とされていてもよい。例えば、前処理装置により処理した画像を記録媒体に記録しておいて後処理装置により当該画像を当該記録媒体から読み出すことや、前処理装置により処理した画像を後処理装置へ伝送することなどができる。
図1には、本例の前処理装置の構成例を示してある。なお、本例では、説明を簡易化するために、まずは白黒の静止画像をカメラ1で撮影する場合を例として説明する。
本例の前処理装置は、画像a1を撮像するカメラ1と、空間位置の画像における画素の振幅の成分(I成分)を空間周波数の成分(w成分)へ変換する空間周波数変換器2と、誤り検出符号を生成する誤り検出符号器3と、符号を加算する加算器4と、空間周波数の成分(w成分)を空間位置の画像における画素の振幅の成分(I成分)へ変換する空間周波数逆変換器5を備えている。
画像a1がカメラ1により撮影され、カメラ1に内蔵されたA/D(Analog to Digital)変換器が用いられて当該画像がデジタル値としてカメラ1から出力される。例えば、水平方向にM画素、垂直方向にN画素に標本化され、且つ、各標本点の画素としては振幅がKビットで2進符号化されたデジタル原画像データa2(例えば、図6(A)に示されるような画像)となる。これらの{(M×N)画素×K}ビットの画像データは、空間周波数変換器2によりI成分からw成分へ変換される(例えば、図6(B)に示されるような画像)。
w成分は、例えば、w00、w10、w01より成る低周波成分a3と、w11よりなる高周波成分a4から構成される。低周波成分a3は誤り検出符号器3に入力され、誤り検出符号器3では当該低周波成分a3に基づいて誤り検出符号a5が生成される。誤り検出符号a5は加算器4により高周波成分a4と加算されて、当該加算結果及び低周波成分a3が空間周波数逆変換器5に入力される(例えば、図6(C)に示されるような画像)。空間周波数逆変換器5では、当該加算結果と低周波成分a3から、誤り検出符号a5が原画像データa2の中に電子透かしとして挿入された電子透かし付き画像a6が生成される(例えば、図6(D)に示されるような画像)。
電子透かし付き画像a6は、以後は、例えば、蓄積装置に保存され、或いは、伝送装置で伝送されるなどする。
また、蓄積や伝送の間に、故意に、電子透かし付き画像a6に改ざんが加えられる場合がある。ここで、改ざんとしては、原画像の一部を削除する或いは別の新たな画像へ置換する、拡大縮小する、回転するなどの空間構造的な改ざんや、或いは、画像をぼかすような空間周波数的な改ざんや、画像を白つぶれ、黒つぶれにするなどの振幅的な改ざんなどが考えられる。これらのいかなる改ざんも、(M×N)画素から成る原画像の全ての、或いは、その中のいずれかの画素の周波数成分に振幅変化をもたらす。すなわち、原画像データa2を構成する周波数成分に符号誤りが生じた場合と同一の現象をもたらす。
本例の後処理装置は、空間位置の画像における画素の振幅の成分(I成分)を空間周波数の成分(w成分)へ変換する空間周波数変換器11と、誤り検出符号b4を識別する識別器12と、誤り検出復号を行う誤り検出復号器13を備えている。
本例の後処理装置により行われる動作の一例を示す。
原画像データa2から改ざんされた可能性のある受信画像データb1が、空間周波数変換器11により再度I成分からw成分へ変換されて、高周波成分b2と低周波成分b3に分離される。高周波成分b2には、本来の画像の高周波成分wのほかに、誤り検出符号が含まれており、つまり、本来の画像の高周波成分wと誤り検出符号との和となっている。
識別器12は、画像データの高周波成分b2から誤り検出符号b4を識別する。ここで、改ざんがなければ、低周波成分b3と誤り検出符号b4は、原画像の低周波成分a3と誤り検出符号a5に一致しているが、改ざんがあれば、符号誤りと等価な何らかの変化が生じている。
低周波成分b3と誤り検出符号b4は誤り検出復号器13に入力され、誤り検出復号器13では受信画像データb1に誤り、すなわち、改ざんがあったかどうかを示す検出結果(改ざん検出結果)b5を出力する。
本例では、図3(A)に示されるように水平640画素、垂直480画素で1フレームとなる画像を例にとる。これを水平10分割、垂直15分割し、水平64画素、垂直32画素より成る誤り検出ブロックとする。誤り検出ブロックに含まれる2048画素(ワード)に対して、8ワードの誤り検出符号を生成する。
次に、図3(B)に示されるように、誤り検出ブロックを水平4分割、垂直2分割した、16画素四方の中間ブロックを考える。この1中間ブロックあたりに1ワードの誤り検出符号を挿入する。
更に、図3(C)に示されるように、中間ブロックを水平2分割、垂直2分割すると、水平8画素、垂直8画素の基礎ブロックが得られる。
ここで、画素を8ビットとし、すなわち、誤り検出符号の1ワードも8ビットとすると、1基礎ブロックあたりに2ビットの誤り検出符号を挿入すればよい。
なお、確実に誤り検出符号を識別するために、あらかじめ画像のw77、w66の成分を除去してしまって、誤り検出符号a5のみをw77、w66の成分とみなすような構成とすることも可能である。ただし、この構成では、w77、w66の成分の除去に伴い、ある程度の原画像の劣化が生じる。
そして、後処理では、上記した前処理とは逆に、1誤り検出ブロックから8ワードの誤り検出符号b4を抽出し、当該誤り検出符号b4を用いて1誤り検出ブロックの2048画素中に符号誤りが存在するかどうかを周波数領域で判定する。本例では、画像の1フレームは150の誤り検出ブロックよりなるが、このうち1ブロックでも誤りを含んでいれば、この画像は改ざんされていると判定する。この判定のためには、例えば、これら150種の誤り検出結果の和(OR)を取ればよい。
本例では、8ワードの誤り検出符号を用いたため、1誤り検出ブロックの2048画素中にある任意の32基礎ブロックまでの改ざんを確実に検出することができる。また、32基礎ブロック以上の改ざんについては、改ざんした結果が誤りのない符号に一致して当該改ざんを見落とす可能性もあるが、この見落としの確率は、2の8乗すなわち256分の1(=1/256)であり、更に、画面内で改ざんが1誤り検出ブロックの範囲内を越える場合もあり、改ざん結果の和(OR)をとることで、この見落としの確率は更に低下する。
また、本例では、白黒の静止画像を例にしたが、同一の構成や動作を動画像に適用することもできる。また、カラー画像の場合には、カラー信号を構成する輝度信号と2つの色差信号のうちで、例えば、輝度信号に電子透かし情報を埋め込む態様が効果的である。
また、本例では、例えば、電子透かし情報を埋め込む画素位置を、隣接フレーム間でずらすことにより、電子透かし情報を見えにくくすることができる。また、このようにすると、電子透かし情報の埋め込みアルゴリズムを第三者により見破られにくいといった効果も得られる。例えば、電子透かし情報を埋め込む空間周波数成分をw77、w66の成分に固定することなく、次のフレームはw77、w76の成分、その次のフレームはw77、w67の成分などというように、高周波成分a4の中で任意の2つの成分を周期的に選択して電子透かし情報の埋め込みの対象とするような構成としてもよい。
また、図2に示される本例の画像改ざん検出システムの後処理装置では、空間周波数変換器11の機能により後処理空間周波数領域変換手段が構成されており、識別器12の機能により誤り検出可能符号データ検出手段が構成されており、誤り検出復号器13の機能により画像データ改ざん有無検出手段が構成されている。
上記した第1実施例では、画像の周波数領域に電子透かし情報を埋め込んだが、本例では、他の構成例として、画素の振幅を表す最下位のビットを電子透かし情報へ置き換える構成例を示す。
例えば、図3(A)〜(C)に示される場合では、図3(B)に示される16画素四方の中間ブロックに1ワード(本例では、8ビット)の誤り検出情報を埋め込むことから、図3(C)に示される8画素四方の基本ブロックの64画素のうち、特定の2画素の最下位ビットを誤り検出符号の2ビットへ置き換える。
なお、電子透かし情報の埋め込みに用いる2画素の64画素中における位置を、最初のフレームでI00、I04とし、次のフレームでI10、I14とし、その次のフレームでI20、I24とし、32フレーム目でI73、I77とするように、フレーム毎にずらして、32フレーム周期で元の位置I00、I04に戻るようにすると、更に電子透かし情報を検出しにくくすることができる。具体的には、最初のフレームから32フレームまで順に、(I00、I04)、(I10、I14)、(I20、I24)、・・・、(I70、I74)、(I01、I05)、(I11、I15)、・・・、(I02、I06)、(I12、I16)、・・・、(I03、I07)、・・・、(I73、I77)となって、次に、新たな最初のフレームにおいて(I00、I04)に戻るような順を用いることができる。
なお、本例では、上記した第1実施例の場合と異なる点について詳しく説明し、同様な点については説明を省略或いは簡略化する。
また、本例では、上記した第1実施例の図1及び図2に示した構成部分と同様な構成部分については、同一の符号を付して示す。
図4には、本例の前処理装置の構成例を示してある。
本例の前処理装置は、カメラ1と、画像中において電子透かし情報を挿入する位置を検出(分別)する透かし挿入位置検出器21と、誤り検出符号器3と、スイッチ22を備えている。
画像a1を撮影するカメラ1により得られるデジタルの原画像データa2は、透かし挿入位置検出器21により、電子透かし情報を挿入する位置のビット(本例では、基本ブロック中の所定の2画素の最下位ビット)c2と、その他のビット(電子透かし情報の挿入位置ではないビット)c1に分離される。誤り検出符号器3では、当該その他のビットc1を用いて、誤り検出符号c3が生成される。本例では、誤り検出ブロックの2048画素に対して、8画素分の誤り検出符号c3が得られる。誤り検出符号c3は、スイッチ22のオンオフにより、電子透かし情報の挿入位置の画像ビットと置き換えられる。当該置き換えられた誤り検出符号c3のビット(一部の下位のビット)と、電子透かし情報の挿入位置ではない画像ビット(全部の上位のビット及び残りの下位のビット)を合わせた全ビットが、電子透かし情報が埋め込まれた画像(電子透かし付き画像)c4となる。
本例の後処理装置は、画像中において電子透かし情報を挿入する位置を検出(分別)する透かし挿入位置検出器31と、誤り検出復号器13を備えている。
本例の後処理装置により行われる動作の一例を示す。
改ざんされたかもしれない画像(受信画像データ)d1は、電子透かし情報が埋め込まれている位置を検出する透かし挿入位置検出器31により、電子透かし情報の挿入位置ではないビットd2と電子透かし情報の挿入位置であるビット(本例では、誤り検出符号のビット)d3に分離される。誤り検出復号器13では、当該電子透かし情報の挿入位置であるビットd3を誤り検出符号とみなして、当該電子透かし情報の挿入位置ではないビットd2中の符号誤りを検出し、当該検出結果を改ざん検出結果d4として出力する。
なお、本例の構成では、上記した第1実施例の図1及び図2に示される構成と比べて、画像の空間周波数への変換及び空間周波数からの逆変換がないために簡単な構成となるという利点はあるが、例えば、電子透かし情報の挿入位置さえわかれば、改ざんしても検出できないようにする加工が比較的容易に為される可能性もある。また、細部についてみると、上記した第1実施例の図1及び図2に示される構成では、誤り検出符号a5のビットが0である場合には、電子透かし情報のある画像は完全に原画像に一致するが、本例の構成では、誤り検出符号c3の値にかかわらず、誤り検出符号c3が挿入される位置の最下位ビットは失われてしまうため、電子透かし情報のある画像は原画像と比べてわずかながらの画質劣化を有する。
また、図5に示される本例の画像改ざん検出システムの後処理装置では、透かし挿入位置検出器31の機能により後処理画像データ部分識別手段が構成されており、誤り検出復号器13の機能により画像データ改ざん有無検出手段が構成されている。
上述のように、誤り検出符号と誤り訂正符号とは、本質的には同一の原理に基づく符号である。上記した第1実施例や上記した第2実施例に示されるような画像改ざん検出システムにおいては、画像の「改ざん」すなわち画像の「誤り」を検出することが最重要である。しかしながら、例えば、図3に示される場合には、1誤り検出ブロックの2048画素中にある16基礎ブロックまでの改ざんであれば、これを訂正することも可能である。
このように、画像改ざん検出システムにおいて、画像の「改ざん」を検出するだけではなく、改ざんされた画像を自動的に元の画像へ訂正することも、用途によっては利点となり得る。例えば、意図的に為された大幅な改ざん以外の、小幅な改ざんや、或いは、画像の伝送や保存時に発生した小量の符号誤りなどを、このような訂正処理により訂正することが可能である。
なお、本例では、図2や図5に示される後処理装置に備えられる誤り訂正復号器の機能により、画像データ誤り訂正手段が構成される。
具体的には、例えば、原画像の特徴を記述した情報(本例では、誤り検出符号)が画像のどこかに付加されているか否かが第三者により画像を見ただけでは知覚できず、且つ、画像が改ざんされた後においてもあらかじめ付加されていた特徴情報(本例では、誤り検出を行うための誤り検出符号を含む全体の情報)が消失しないで残存しており、且つ、意図的に付加情報(本例では、誤り検出を行うための誤り検出符号を含む全体の情報)を書き替えることが困難であるような画像改ざん検出システムを実現することができる。また、具体的には、例えば、動画像についても、リアルタイムで容易に得られるような原画像の特徴を記述する情報(本例では、誤り検出符号)を用いて、画像の改ざんを検出することを実現することができる。
また、例えば、誤り検出符号と比べると、Hash関数を用いた場合には複雑な計算が必要となり、一部の誤り(改ざん)に対してはHash関数より誤り検出符号の方が誤り検出性能が高いといった利点もある。
また、本発明の適用分野としては、必ずしも以上に示したものに限られず、本発明は、種々な分野に適用することが可能なものである。
なお、本実施例では、主として、画像の改ざんを検出或いは訂正する装置やシステムについて説明したが、同様な構成及び動作により、画像に発生した誤りを検出或いは訂正する装置やシステムを実施することも可能である。
また、本発明は上記の制御プログラムを格納したフロッピー(登録商標)ディスクやCD(Compact Disc)−ROM等のコンピュータにより読み取り可能な記録媒体や当該プログラム(自体)として把握することもでき、当該制御プログラムを当該記録媒体からコンピュータに入力してプロセッサに実行させることにより、本発明に係る処理を遂行させることができる。
Claims (5)
- 前処理装置により生成した画像データが改ざんされたことを後処理装置により検出する画像改ざん検出システムであって、
前処理装置は、空間領域の画像データを空間周波数領域の画像データへ変換する前処理空間周波数領域変換手段と、
前処理空間周波数領域変換手段により変換された空間周波数領域の画像データの全体或いは一部を除く残りの部分を用いて誤り検出可能な符号データを生成する誤り検出可能符号データ生成手段と、
誤り検出可能符号データ生成手段により生成された誤り検出可能な符号データを前処理空間周波数領域変換手段により変換された空間周波数領域の画像データに付加する誤り検出可能符号データ付加手段と、
誤り検出可能符号データ付加手段により誤り検出可能な符号データが付加された画像データを空間領域の画像データへ変換する空間領域変換手段と、を備え、
後処理装置は、前処理装置により生成された誤り検出可能な符号データが付加された空間領域の画像データを空間周波数領域の画像データへ変換する後処理空間周波数領域変換手段と、
後処理空間周波数領域変換手段により変換された空間周波数領域の画像データに付加された誤り検出可能な符号データを検出する誤り検出可能符号データ検出手段と、
誤り検出可能符号データ検出手段により検出された誤り検出可能な符号データを用いて後処理空間周波数領域変換手段により変換された空間周波数領域の画像データに誤りがあるか否かを検出することで当該画像データが改ざんされたか否かを検出する画像データ改ざん有無検出手段と、を備えた、
ことを特徴とする画像改ざん検出システム。 - 請求項1に記載の画像改ざん検出システムにおいて、
前処理装置の誤り検出可能符号データ生成手段は、前処理空間周波数領域変換手段により変換された空間周波数領域の画像データの一部を除く残りの部分を用いて誤り検出可能な符号データを生成し、
前処理装置の誤り検出可能符号データ付加手段は、誤り検出可能符号データ生成手段により生成された誤り検出可能な符号データを前処理空間周波数領域変換手段により変換された空間周波数領域の画像データの当該一部のデータに加算する或いは当該一部のデータと置換する、
ことを特徴とする画像改ざん検出システム。 - 請求項1又は請求項2に記載の画像改ざん検出システムにおいて、
画像データは、複数のフレームの画像データから構成される動画像データであり、
前処理装置の誤り検出可能符号データ生成手段及び誤り検出可能符号データ付加手段は、各フレームの画像データを複数のブロックに分割した態様で処理を行い、
また、前処理装置の誤り検出可能符号データ付加手段は、誤り検出可能符号データ生成手段により生成された誤り検出可能な符号データを、前処理空間周波数領域変換手段により変換された空間周波数領域の画像データに対して、フレーム毎に異なる位置に付加する、
ことを特徴とする画像改ざん検出システム。 - 請求項1乃至請求項3のいずれか1項に記載の画像改ざん検出システムにおいて、
後処理装置は、誤り検出可能符号データ検出手段により検出された誤り検出可能な符号データを用いて後処理空間周波数領域変換手段により変換された空間周波数領域の画像データに含まれる誤りを訂正する画像データ誤り訂正手段を備えた、
ことを特徴とする画像改ざん検出システム。 - 前処理装置により生成した画像データが改ざんされたことを後処理装置により検出する画像改ざん検出システムであって、
前処理装置は、空間領域の画像データについて誤り検出可能な符号データで置換する一部のデータと残りの部分のデータとを識別する前処理画像データ部分識別手段と、
前処理画像データ部分識別手段により識別された当該残りの部分のデータを用いて誤り検出可能な符号データを生成する誤り検出可能符号データ生成手段と、
誤り検出可能符号データ生成手段により生成された誤り検出可能な符号データを前処理画像データ部分識別手段により識別された当該一部のデータと置換する誤り検出可能符号データ置換手段と、を備え、
後処理装置は、前処理装置により生成された誤り検出可能な符号データが付加された空間領域の画像データについて誤り検出可能な符号データが置換された一部のデータと残りの部分のデータとを識別する後処理画像データ部分識別手段と、
後処理画像データ部分識別手段により識別された当該一部のデータから特定される誤り検出可能な符号データを用いて、後処理画像データ部分識別手段により識別された当該残りの部分のデータに誤りがあるか否かを検出することで当該空間領域の画像データが改ざんされたか否かを検出する画像データ改ざん有無検出手段と、を備えた、
ことを特徴とする画像改ざん検出システム。
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