JP2007036985A

JP2007036985A - 画像撮影装置及び外部処理装置

Info

Publication number: JP2007036985A
Application number: JP2005220808A
Authority: JP
Inventors: Kazuya Kishi; 一也岸
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2005-07-29
Filing date: 2005-07-29
Publication date: 2007-02-08

Abstract

【課題】撮影画像の著作権を小さなＣＰＵリソースで保護する。
【解決手段】撮影者のバイオメトリクス情報を取得し、撮影画像とバイオメトリクス情報を不可分に関連付けることによって、画像撮影装置におけるアイドル時間を利用し、画像の撮影者を認証することができる画像撮影装置とする。
【選択図】図１

Description

本発明はバイオメトリクスを用いてディジタルデータ、特にディジタル画像における利用者を認証、特定、著作権保護することが可能なデータ処理方法及び装置に関するものである。

近年、レンズを通して光学像をCCD,CMOS等のセンサで電気信号へ変換し、得られたデータをディジタル形式で保存するディジタルカメラが普及している。同時にこのようなディジタルカメラ等の画像撮影装置によって撮像された画像データの必要性は飛躍的に高まりつつある。またこれら画像データは、一般の個人であっても私的使用の範囲を超えて、容易かつ安価に複製を作成することが可能である。権利を持たない者が画像データを容易に複製、配布等できてしまうことは画像データを扱う者にとっては大きな問題である。このように画像データの著作権が保護されていないという問題から、ディジタルカメラ等の画像撮影装置において画像の撮影者を認証（特定）することが強く望まれている。一方でディジタルカメラ等の画像撮影装置において、画像の撮影者を認証できる画像処理装置はまだ少なく、これから需要が急速に高まると考えられる。

画像の著作権を保護するための方法として特定の個人を認証するための技術が広く研究されてきている。個人を認証する方法として一般的に使用されている方法は、その特定の個人のみが知りうるパスワードまたは暗証番号の入力を用いて個人を確認する方法、その特定の個人のみが知りうる鍵、カード等によって確認する方法が知られている。これらの方法においては、盗難、偽造、情報漏洩等により、他人がその特定の人物になりすますことが比較的容易であるという根本的な問題を抱えている。

そこで、近年ではこれらの方法に替えて、その特定人物の身体的特徴を利用したバイオメトリクスによる個人認証方法が注目を集めてきている。

バイオメトリクスとは、指紋や虹彩、あるいは声紋等の生体的特徴のことで、ランダム性を備え長時間変化がないことが挙げられる。バイオメトリクス情報として指紋を用いて個人認証を行う場合、静電容量式指紋センサや光学式指紋センサにより、被認証者の指から指紋を画像情報として採取する。そして、その指紋画像から特徴情報（例えば分岐点や端点の位置情報）を抽出し、抽出された特徴情報と予め登録されている被認証者の登録特徴情報とを照合することにより、被認証者が本人であるか否かの判定つまり個人認証を行っている。同様に虹彩や掌紋等においても、対象となる虹彩画像、掌紋画像を取得し、虹彩、掌紋画像の特徴を抽出し、登録された情報と比較することにより認証を行うことが可能である。

上記技術を用いて、特開平8-315106においては、あらかじめ記憶された特定の識別記号とそれに対応するパスワードを用いて本人を確認してから同識別記号を撮影者識別記号として設定し、画像データと共にメモリに記憶する手段を備えたディジタルカメラが開示されている。また、特開2004-23735においては撮影者の生体情報を取得する手段と撮影者の生体情報をあらかじめ記録した着脱可能な記憶媒体を用いて撮影者を認証し、撮影された被写体画像と合わせて前記記憶媒体に記録された生体情報を記録する手段を備えた画像撮影装置が開示されている。
特開平8-315106号公報特開2004-23735号公報

ディジタルカメラ等の画像撮影装置において、パスワードや暗証番号を使用して画像の撮影者を認証する場合、撮影者は撮影のたびにパスワードや暗証番号を入力しなければならない。それに対してバイオメトリクスを用いた認証においては、シャッター部に指紋検出センサなどを付随することによって、撮影者は意識することなく個人認証情報を提供することができるが、バイオメトリクス情報を取得する作業が必要であり、同時に撮影時の被写体像処理も行わなければならない。また、ディジタルカメラ等の画像撮影装置は高速なＣＰＵを搭載していないため、撮影のたびに撮影者の認証を行うと全体の処理に膨大な時間がかかってしまう。そのため、次の撮影が可能となるまで撮影者は待たされることとなり、シャッターチャンスを逃す恐れもある。

一方で、撮影における処理時間を少なくするために、一度の撮影ごとに認証処理を行わずに後で撮影画像の撮影者を認証することを考えた場合、画像撮影装置内において外部の干渉を受けることなく確実に確実に撮影画像に撮影者情報を付加させておく必要がある。そうなると、フラッシュメモリ等の画像撮影装置の外部に持ち出した撮影画像については、画像データの改竄、複製が容易という問題から、画像と撮影者情報を確実に結びつけて記録するという目的は達成されない。

本発明は、撮影画像の著作権を小さなCPUリソースで保護するために、撮影者のバイオメトリクス情報を取得し、撮影画像とバイオメトリクス情報を不可分に関連付けることによって、画像撮影装置におけるアイドル時間を利用し、撮影処理時間に影響を与えることなく画像の撮影者を認証することができる画像撮影装置を提供する。

上記目的を達成するために、本発明の画像撮影装置は以下の手段を構成する。すなわち、所定の撮像素子によって被写体像を撮影する画像撮影装置であって、撮影者のバイオメトリクス情報を取得するバイオメトリクス情報取得手段と、撮影された画像データに前記バイオメトリクス情報取得手段によって得られた撮影者のバイオメトリクス情報を付加する画像ファイル生成処理手段を有する。

また、あらかじめ撮影者のバイオメトリクス情報を記憶しておくバイオメトリクス情報記憶手段と前記記憶手段に記録されたバイオメトリクス情報と前記ファイル生成手段によって得られた画像ファイルを用いて画像の撮影者の認証処理を行う認証処理手段と認証が成功したあとにディジタル署名を生成する署名生成手段を有する。

以上説明したように、本発明によって画像撮影装置におけるアイドル時間を利用し、撮影処理時間に影響を与えることなく確実に画像の撮影者を認証することを実現する。

次に、本発明の詳細を実施例の記述に従って説明する。

（第1の実施形態）
図１は本発明の実施形態に関わるディジタルカメラのブロック図を示す。本実施形態では取得するバイオメトリクス情報が指紋画像である場合を例に説明する。

操作部101は、画像を撮影するためのシャッターや、ディジタルカメラの動作モードの切り替えるモード切り替えスイッチなどを有するものである。指紋検出センサ102は撮影者のバイオメトリクス情報を画像データとして取得する機能を備えたものであり、撮像部103は被写体の光学画像を撮像する機能を備え、画像データ生成部115は撮像部103によって撮像された光学画像から画像データを生成する機能を有する。メモリ111はあらかじめ登録されたバイオメトリクス情報とディジタルカメラ固有の暗号や署名に必要な秘密鍵、利用者を識別するための利用者識別情報を記憶する機能を有した記憶装置である。バイオメトリクス情報およびディジタルカメラ固有の秘密鍵は、認証処理、署名生成、画像ファイルの生成に必要な重要なデータである。従って、これらのデータは外部に漏れないように秘密に管理されているものとする。画像ファイル生成部105は画像データ生成部115によって生成された画像データと指紋検出センサ102によって取得した撮影者のバイオメトリクス情報をハッシュ演算や、暗号化を用いて不可分に関連付けしたファイルを生成する機能を備えたものである。画像メモリ108は画像ファイル生成部115で生成された画像ファイルを記憶する機能を備え、メモリインターフェース部107は画像メモリ108に画像ファイルを記憶する機能と、画像メモリ108から画像ファイルを読み出す機能とを有するものである。認証処理部106は画像メモリ108に記憶された画像ファイルから得られる情報とメモリ111に記憶した撮影者の情報を比較することによって画像の撮影者を認証する機能を有するものである。外部処理装置110は例えばPCなどの画像を記憶、処理できる機能を備えた装置であり、インターフェース部109は外部処理装置110が記憶する画像ファイルを送信する機能と、外部処理装置110から読み出された画像ファイルを受信する機能とを有するものである。署名生成部116は認証が成功した場合に、ディジタル署名を行う機能を備えたものである。

表示部104は画像データ生成部115で生成された画像データ、画像メモリ108または外部処理装置110から読み出された画像データ、及び認証処理部を表示するものである。また画像撮像動作を実行するプログラムを格納したROM113、変数を記憶するためのRAM112、ディジタルカメラの動作を制御、あるいは内部に記憶されたプログラムを実行するCPU114が内蔵されている。

次に、図2におけるフローチャートを参照し、本実施形態における画像ファイル生成手順について説明する。

ステップ201においてディジタルカメラにおける撮影を可能にするために、撮影者は図１における操作部101においてディジタルカメラの動作モードを撮影モードに切り替える。動作モードには撮影モード、認証モード等がありこれらのモードを切り替えることによってディジタルカメラの動作を選択する。また認証モードを選択することによって、ディジタルカメラのアイドル時間を利用して認証処理を行うことを可能にしている。次に、撮影者がステップ201において撮影モードに切り替えると、ステップ202に移り、撮影者は操作部101においてシャッターを押す。このときステップ205に移行し、操作部101におけるシャッターと連動した指紋検出センサ102で撮影者のバイオメトリクス情報である指紋情報を取得する。更にステップ206において取得したバイオメトリクス情報をディジタルカメラの固有鍵を用いて暗号化する。これはバイオメトリクス情報を安全に保護するための処置である。暗号化にはステップメモリ111に記憶されているディジタルカメラの固有鍵を使用し、DES、AES等の所定の共通鍵暗号方式を利用する。これとほぼ同時にステップ203では撮像部103において被写体の光学画像を撮像する。ステップ203で撮像された光学画像をもとにステップ204では画像データ生成部115によって画像データが生成され、このとき画像データ生成部115によって画像データは種々の圧縮率に対するJPEG圧縮等が行われる。

画像データが作成されるとステップ207に移行し、画像ファイル生成部105において画像データ生成部115で作成された画像データと指紋検出センサ102で取得し、暗号化された撮影者のバイオメトリクス情報をバインドしてハッシュ演算を実施する。画像データと撮影者のバイオメトリクス情報をバインドさせてハッシュ演算を行うことにより、撮影画像と撮影者情報を不可分にした情報を生成することができる。ハッシュ演算はハッシュ関数を用いてデータのハッシュ値(メッセージダイジェスト、ダイジェストデータともいう)を生成する演算である。なおハッシュ演算に使用するハッシュ関数にはHF1、MD-2、MD-5、SHA-1、RIPEMD-128、RIPEMD-160であっても、その他のハッシュ関数でもよい。このハッシュ値は画像と撮影者の識別記号として使用する。ハッシュ値が計算されると、ステップ208に移り、暗号化が行われる。暗号化にはメモリ111に記憶されているディジタルカメラの固有鍵、画像ファイル生成部105で生成された画像データと暗号化されたバイオメトリクス情報のハッシュ値を用いる。また、ここでも暗号化にはDES、AES等の所定の共通鍵暗号方式を利用することができる。

次に、ステップ209では画像データ生成部115で作成された画像データと画像ファイル生成部105において生成された検証データ、暗号化されたバイオメトリクス情報を用いて画像ファイルを生成する。図４に示すように検証データと暗号化されたバイオメトリクス情報を画像データの後ろに付加することにより、画像ファイルを生成する。ステップ210において、ステップ209で生成された画像ファイルはメモリインターフェース部107を通じて画像メモリ108に記憶される。

次に、図3におけるフローチャートを参照し、本実施形態における認証処理手順について説明する。

ディジタルカメラにおける認証処理を開始するにあたり、ステップ301において撮影者は図１における操作部101において動作モードが認証モードであるか確認し、認証モード以外であればステップ302において操作部101を用いて認証モードに切り替える。動作モードが認証モードであれば、ステップ303に移行し、認証処理を開始する。ステップ303では、画像ファイル生成時に画像メモリ108に記憶された画像ファイルを画像メモリ108からメモリインターフェース107を通じて読み出す。ステップ304、305で読み出された画像ファイルから暗号化されたバイオメトリクス情報と画像データを取り出し、ステップ306において画像データと暗号化されたバイオメトリクス情報をバインドさせハッシュ値を生成する。このハッシュ値は検証データに含まれているハッシュ値と比較するときに使用する。これと同時にステップ307において、画像メモリ108から読み出された画像ファイルから検証データを取り出し、ステップ308において検証データを復号化する。復号化には図2のステップ208の暗号化時に使用したディジタルカメラの固有鍵を用いる。暗号化時に使用した固有鍵を用いて復号化することによって、検証データから画像データと暗号化した撮影者のバイオメトリクス情報をバインドさせたハッシュ値を得ることができる。ステップ309では、ステップ306で演算することで得られたハッシュ値とステップ308において複合化することで得られたハッシュ値を比較する。ステップ310ステップ309で行われた比較についての結果を判定する。ステップ309で比較した2つのハッシュ値について比較の結果が同一データであれば、対応する画像データやバイオメトリクス情報が改竄等されているものではなく、画像データに付加されている暗号化された撮影者のバイオメトリクス情報が撮影時に付加されたものであることが確認できる。しかし、前記2つのハッシュ値を比較した結果が画像データやバイオメトリクス情報の改竄やデータのすり替え等により同一でない場合は、ステップ311において認証失敗の旨が図1における表示部104に表示され、認証処理は終了する。

ステップ310において、比較結果が同一で合った場合、ステップ312へ移行する。ここでは画像ファイルから暗号化された撮影者のバイオメトリクス情報を読み出し、ディジタルカメラの固有鍵を用いて復号化する。次にステップ313において、復号化されたバイオメトリクス情報と、あらかじめ登録されているバイオメトリクス情報を照合し、撮影者を認証する。このとき照合にはバイオメトリクス情報から特徴情報（例えば分岐点や端点の位置情報）を抽出し、抽出された特徴情報と予め登録されているバイオメトリクス情報の登録特徴情報とを照合することにより、撮影者が正当な利用者であるか否かの判定を行っている。ステップ314では、前記2つのバイオメトリクス情報の照合結果が同一と判定された場合は対応する画像データにおける撮影者をあらかじめ登録された正式な利用者であると認証することができる。そのときステップ315において表示部104で認証成功の旨が表示される。しかし、撮影者が正当な利用者でない場合は照合結果が同一でないと判定され、ステップ311において認証失敗の旨が図1における表示部104に表示され、認証処理は終了する。

上記のように、画像データに対する撮影者の認証が成功すると、ディジタルカメラにおいて画像データに対するディジタル署名を作成する。

ステップ315で認証が成功すると、ディジタル署名の作成へ移行する。ステップ316では、画像データとメモリ111に記憶してある利用者識別記号をバインドさせてハッシュ値を生成する。ステップ317では秘密に保持されている署名用の固有鍵をメモリ111から読み出す。固有鍵が外部に漏れてしまうと、ディジタルカメラで撮影していない画像データに同じ署名をつけることが可能となるため、この署名用の固有鍵は機密に保持しなければならない。同時に、ディジタルカメラの固有鍵とそれに対応する公開鍵を作り、ディジタルカメラの識別記号と一緒に公開簿(電話帳のようなもの)に登録しておく必要がある。ステップ316、317において、必要なデータが読み出されるとステップ318ではディジタル署名の作成が行われる。ここでは、ステップ317で読み出されたディジタル署名用の固有鍵を用いて、ステップ316で読み出された画像データと利用者識別記号をバインドさせて得られたハッシュ値を公開鍵暗号方式で暗号化する。ここで、署名のアルゴリズムには、RSA署名、ElGamal署名、ESIGN署名、DSA署名などが挙げられる。

上記のようにディジタル署名を作成することにより、検証者は一般公開された対応する公開鍵を利用してディジタル署名を検証することが可能である。

尚、利用者識別記号はカメラの正当な利用者を識別できる情報であれば、別の情報を用いてもよい。

（第2の実施形態）
第1の実施形態では、ディジタル署名を行う際、署名用のディジタルカメラの固有鍵はディジタルカメラ内に機密に保持され、誰も知ることができないことが前提であった。しかし、ディジタルカメラ内で鍵を機密に保持することは難しいため。現実的には、署名用の固有鍵は利用者が設定する方法が考えられる。ただし、この場合、署名用の固有鍵を利用者が知ることができるので、ディジタルカメラで撮影した画像データ以外にもディジタルカメラで撮影した画像データと同様にディジタル署名をつけることが可能になってしまうという問題が挙げられる。第2の実施形態はディジタルカメラと外部処理装置において、暗号化に用いる固有鍵を共有することにより、外部処理装置において、外部処理装置固有のディジタル署名用の鍵を用いて署名を行うことを可能とする。

図５に本発明の実施形態に関わる外部処理装置に関するブロック図を示す。

本実施形態は、画像を撮影する手段と撮影者の情報を取得する手段を備えた複数の画像撮影装置をインターネット等の通信ネットワークを介して接続される外部処理装置を備えた構成となっており、これら画像撮影装置と外部処理装置は双方向に通信可能に構成されている。

外部処理装置は、操作部507は認証処理を行うための操作を行う機能を有し、認証処理部508、画像メモリ509、署名生成部510、RAM511、ROM512、CPU513は第1の実施形態とほぼ同等の機能を備える。

また、メモリ514においてディジタルカメラが画像ファイル生成部において使用する固有鍵を記憶し、共有している。同様にディジタル署名に必要な外部処理装置固有の鍵をメモリに記憶する機能を有している。また、データベース515は認証に必要な撮影者のバイオメトリクス情報が複数記憶されており、認証の際に読み出すことが可能である。これらの固有鍵や個人情報は認証処理、ディジタル署名において重要なデータであるので外部に漏れないように機密に管理されているものとする。通信インターフェース部506は、ディジタルカメラなど外部の機器と通信(例えばインターネット通信)するため通信手段(モデム、ルータ、その他の通信装置など)を有し、画像ファイルや画像データを送受信するための機能を備えたものである。

図６におけるフローチャートを参照しながら本実施形態における画像ファイル生成手順について説明する。

本実施形態においては、ステップ601〜608における画像を撮像し、撮影者のバイオメトリクス情報を取得して検証データを作成する手順については第1の実施形態と同等である。ただし、ステップ610において画像ファイルを作成する際に、画像データ、検証データの他にカメラの正当な利用者を識別するための利用者識別記号を付加する必要がある。利用者識別記号を付加することで外部処理装置において利用者を認証するときに、複数のバイオメトリクス情報の中から検証の対象となるバイオメトリクス情報をデータベースから読み込むことが可能になる。

第１の実施形態と同様に、利用者識別記号はカメラの正当な利用者を識別できる情報であれば、別の情報を用いてもよい。

図７におけるフローチャートを参照しながら、本実施形態における認証処理手順について説明する。

上記で述べたように、本実施形態においてはディジタルカメラ外部の処理装置用いることで、認証処理やディジタル署名の生成を行う。ステップ701ではディジタルカメラおいて生成された画像ファイルが外部処理装置に転送される。転送は通信インターフェース部505を通して行われ、インターネットを用いて通信が行われる。インターフェース505において受信したデータは画像メモリ509に記憶する。次にステップ702へ移り、画像メモリ604に記憶された画像ファイルを読み出す。次にステップ703、704において、それぞれ画像データ、暗号化されたバイオメトリクス情報を読み出す。ステップ705ではステップ704、705において読み出されたバイオメトリクス情報と画像データをバインドしてハッシュ演算を行う。次にステップ706において、画像データから検証データを読み出し、ステップ707では、読み出された検証データに対して、ディジタルカメラと共有している固有鍵を用いて復号化する。復号化により得られたハッシュ値と、ステップ705において得られたハッシュ値を用いて比較を行う。比較の方法は第1の実施形態と同様である。

ハッシュ値の比較結果が同一であった場合、ステップ711に移行する。ここでは、暗号化されたバイオメトリクス情報をカメラと共有する秘密鍵を用いて複合化する。次に画像メモリから利用者識別記号を読み出し、ステップ713において複数のバイオメトリクス情報が登録されたデータベースから利用者識別記号に対応するバイオメトリクス情報を読み出す。比較するバイオメトリクス情報を得ると、ステップ714に移り、画像撮影者の照合を行う。照合の方法は第1の実施形態と同様である
次に、認証が成功するとディジタル署名を作成する。本実施形態においては、ステップ715でディジタル署名に用いる固有鍵は外部処理装置だけが秘密に保持している固有鍵を用いる。同時に、外部処理装置の固有鍵に対応する公開鍵を作り、外部処理装置の識別記号と一緒に公開簿(電話帳のようなもの)に登録しておく必要がある。その他、公開鍵暗号方式などを用いてディジタル署名を作成する点など第1の実施形態と同等である。

上記手法で、外部処理装置を用いた認証、ディジタル署名の作成を行うことを可能とする。

本実施形態における画像処理システムの一構成例を説明する図。第1の実施形態における画像ファイル生成時のフローチャート。第1の実施形態における認証処理時のフローチャート。本実施形態における画像ファイルのデータ構成を説明する図。本実施形態における外部処理装置の一構成例を説明する図。第2の実施形態における画像ファイル生成時のフローチャート。第2の実施形態における認証処理時のフローチャート。

Claims

所定の撮像素子によって被写体像を撮影する画像撮影装置であって、撮影者の情報を取得するための個人認証情報取得手段と撮影された画像と撮影者の情報を不可分に付加した画像ファイルを生成する画像ファイル生成手段を有することを特徴とする画像撮影装置。
請求項１における撮影者の情報はバイオメトリクス情報であることを特徴とする請求項１に記載の画像撮影装置。
請求項１における画像ファイル生成手段は、画像撮影装置固有の鍵を用いて、検証データを暗号化する暗号化手段を包含し、同暗号化データを画像データに付加することで画像ファイルを生成する手段を有すことを特徴とする請求項１に記載の画像撮影装置。
請求項１における画像ファイルは、検証データと暗号化した撮影者の情報と撮影画像から構成されることを特徴とする請求項１に記載の画像撮影装置。
請求項４における検証データは撮影画像と暗号化した撮影者の情報から生成されることを特徴とする請求項４に記載の画像撮像装置。
更に、画像撮影装置固有の鍵を用いて画像ファイルから検証データを得るための復号化手段と、前記画像ファイルと撮影者を特定するための情報と検証データを用いて画像の撮影者の認証を行う認証処理手段を有する、請求項１〜請求項５のいずれかに記載の画像撮影装置。
請求項６における認証処理手段は、撮影画像と撮影者を特定する情報から得られるデータと前記復号化手段によって得た検証データを照合し、画像が改竄されているか否かの検証や撮影者の認証ができることを特徴とする請求項６に記載の画像撮影装置。
前記認証処理手段によって撮影者が認証された撮影画像に対して、画像撮影装置固有の鍵を用いて、ディジタル署名を作成するディジタル署名作成手段を更に有する請求項１に記載の画像撮影装置。
前記画像撮影装置を備え、前記画像撮影装置における画像ファイル生成手段で生成された画像ファイルを取得するための通信インターフェースを有する外部処理装置。
画像撮影装置と共有した固有の鍵を用いて画像ファイルから検証データを得るための復号化手段と、前記画像ファイルと撮影者を特定するための情報と検証データを用いて画像の撮影者の認証を行う認証処理手段を有する請求項９に記載の外部処理装置。
前記認証処理手段によって撮影者が認証された撮影画像に対して、外部処理装置固有の鍵を用いて、ディジタル署名を作成するディジタル署名作成手段を更に有する請求項９に記載の外部処理装置。