JP2009093506A - 信号処理装置、信号処理方法および信号処理プログラム - Google Patents

Abstract

【課題】記録された音声または画像データが編集、改竄されたか否かを証明することができる信号処理装置を提供する。
【解決手段】マイクユニット１及びカメラユニット３から取り込まれたＡＶ信号は、Ａ／Ｄコンバータ２ａ，２ｂ、圧縮符号化処理部４ａ，４ｂ，エンコーダ５によってデジタルの記録フォーマットに整えられる。エンコーダ５のＡＶデータを所定間隔で間引いて認証コード生成器８に入力し、該ＡＶデータから第１の認証コードを生成し、保存部９に保存する。エンコーダ５のＡＶデータが書き込まれた記録メディア６の再生時に、該読み出されたデータを所定間隔で間引いて認証コード生成器８に入力し、該ＡＶデータから第２の認証コードを生成し、該第２の認証コードを、比較部１０において前記保存部９の第１の認証コードと比較する。
【選択図】図１

Description

本発明は、記録メディアに記録された音声または画像データが編集、改竄されたか否かを判定し、該データの信用性を保証する信号処理装置、信号処理方法および信号処理プログラムに関する。

オーディオ／ビデオレコーダは、防犯のための監視用途で利用されることが多く、その結果ある確率で犯罪の実行シーンをとらえることも少なくない。また日常の記録の中で、図らずも事故や事件の現場を記録するケースもある。

このような記録は事実を判定する材料として重要である一方、オーディオ／ビデオ信号データ（以下、ＡＶデータと称する）はその編集のしやすさから、証拠としての信憑性を疑問視される場合も多い。

尚、改竄が行われた画像をチェックする装置は例えば下記特許文献１に記載され、撮影時の画像データから変更されたか否かを確認するシステムは例えば下記特許文献２に記載され、画像データに対する改竄を見つける装置は例えば下記特許文献３に記載されている。
特開平１１−９８４６１号公報 特開平１１−２１５４５２号公報 特開２００４−２４２０２４号公報

記録の信用性を保証するには、記録されたＡＶデータに強く関連付けられ、記録の前後で容易に変えられない情報を保存するなどの手段が必要だが、そのような機能をもつオーディオ／ビデオレコーダは見られなかった。

本発明は上記課題を解決するものであり、記録された音声または画像データが編集、改竄されたか否かを証明することができる信号処理装置、信号処理方法および信号処理プログラムを提供することを目的としている。

上記課題を解決するための請求項１に記載の信号処理装置は、音声または画像データから認証コードを生成する認証コード生成手段と、記録前であり且つ変更される前の元の音声または画像データから、前記認証コード生成手段を用いて生成した第１の認証コードを保存する保存手段と、前記保存された第１の認証コードと、記録メディアより読み出された音声または画像データから前記認証コード生成手段を用いて生成した第２の認証コードとを比較する比較手段とを備えたことを特徴としている。

また請求項７に記載の信号処理方法は、認証コード生成手段が、記録前であり且つ変更される前の元の音声または画像データから第１の認証コードを生成する第１の認証コード生成ステップと、保存手段が、前記第１の認証コード生成ステップによって生成された第１の認証コードを保存する保存ステップと、認証コード生成手段が、記録メディアより読み出された音声または画像データから第２の認証コードを生成する第２の認証コード生成ステップと、比較手段が、前記保存された第１の認証コードと、前記生成された第２の認証コードとを比較する比較ステップとを備えたことを特徴としている。

また請求項１２に記載の信号処理プログラムは、コンピュータに、請求項７に記載の各ステップを実行させるための信号処理プログラムであることを特徴としている。

上記構成によれば、比較手段、比較ステップの比較結果により、記録メディアに記録されたＡＶデータが編集等により改竄されたか否かを判定することができる。

このため記録の信用性が保証され、例えば記録メディアに記録された音声または画像データが編集、改竄されていない場合に、その記録データの証拠としての価値を主張することができる。

より具体的には、例えば、一定時間サンプルされたＡＶデータ、または圧縮・符号化されたＡＶデータのブロックをもとに認証コードを生成し保存しておき、後に記録されたＡＶデータから同様の方法で生成した認証コードを、前記保存した認証コードと比較することにより、記録されたＡＶデータが編集などにより改竄されたか否かを判定可能とした。

また前記認証コードは、例えば一般に知られたハッシュ関数（ＳＨＡ−１など）を用いて生成することで、ＡＶデータとの強い関連性（もとのＡＶデータが少し変化すると認証コードは大きく変わる）を持たせるとともに、識別性（他の認証コードと重複しない）も確保した。

また請求項２に記載の信号処理装置は、前記認証コード生成手段は、前記音声または画像データに鍵データを結合したデータから認証コードを生成することを特徴としている。

また請求項８に記載の信号処理方法は、前記第１の認証コード生成ステップおよび第２の認証コード生成ステップは、前記音声または画像データに鍵データを結合したデータから認証コードを生成することを特徴としている。

上記構成によれば、鍵データを知る第３者の正当性の認定を獲得することができる。

また請求項３に記載の信号処理装置は、前記認証コード生成手段は、前記音声または画像データに時刻／位置データを結合したデータから認証コードを生成することを特徴としている。

また請求項９に記載の信号処理方法は、前記第１の認証コード生成ステップおよび第２の認証コード生成ステップは、前記音声または画像データに時刻／位置データを結合したデータから認証コードを生成することを特徴としている。

上記構成によれば、記録時の時刻や場所の正当性を証明することができる。

また請求項４に記載の信号処理装置は、前記認証コード生成手段は、前記音声または画像データを所定間隔で抽出したデータから認証コードを生成することを特徴としている。

また請求項１０に記載の信号処理方法は、前記第１の認証コード生成ステップおよび第２の認証コード生成ステップは、前記音声または画像データを所定間隔で抽出したデータから認証コードを生成することを特徴としている。

上記構成によれば、保存手段の記憶容量を低減させることができる。

また請求項５に記載の信号処理装置は、前記認証コード生成手段は、前記音声または画像データを所定サイクルで抽出したデータについて各々認証コードを生成し、１つのサイクルで生成された認証コードを次サイクルで生成された認証コードに結合することを特徴としている。

また請求項１１に記載の信号処理方法は、前記第１の認証コード生成ステップおよび第２の認証コード生成ステップは、前記音声または画像データを所定サイクルで抽出したデータについて各々認証コードを生成し、１つのサイクルで生成された認証コードを次サイクルで生成された認証コードに結合することを特徴としている。

上記構成によれば、保存手段の記憶容量をより低減させることができる。

また請求項６に記載の信号処理装置は、前記認証コード生成手段、保存手段および比較手段は、音声または画像記録装置に設けられていることを特徴としている。

上記構成によれば、音声または画像記録装置、例えばオーディオ／ビデオレコーダに、証拠能力を持つＡＶ記録データが得られるという新しい付加価値を提供することができる。

（１）請求項１〜１２に記載の発明によれば、比較手段、比較ステップの比較結果により、記録メディアに記録されたＡＶデータが編集等により改竄されたか否かを判定することができる。

このため記録の信用性が保証され、例えば記録メディアに記録された音声または画像データが編集、改竄されていない場合に、その記録データの証拠としての価値を主張することができる。
（２）請求項２、８に記載の発明によれば、鍵データを知る第３者の正当性の認定を獲得することができる。
（３）請求項３、９に記載の発明によれば、記録時の時刻や場所の正当性を証明することができる。
（４）請求項４、１０に記載の発明によれば、保存手段の記憶容量を低減させることができる。
（５）請求項５、１１に記載の発明によれば、保存手段の記憶容量をより低減させることができる。
（６）請求項６に記載の発明によれば、音声または画像記録装置、例えばオーディオ／ビデオレコーダに、証拠能力を持つＡＶ記録データが得られるという新しい付加価値を提供することができる。

以下、図面を参照しながら本発明の実施の形態を説明するが、本発明は下記の実施形態例に限定されるものではない。図１は本発明をビデオレコーダ（カムコーダ）に適用した実施例の構成を示している。

図１において、マイクユニット１から入力されたオーディオ信号はＡ／Ｄコンバータ２ａによりデジタル化される。カメラユニット３から入力されたビデオ信号はＡ／Ｄコンバータ２ｂによりデジタル化される。

Ａ／Ｄコンバータ２ａ，２ｂの各デジタルデータは、圧縮符号化処理部４ａ，４ｂによって圧縮／符号化された後、エンコーダ５によって記録フォーマットに整えられる。

エンコーダ５のＡＶデータは、記録メディア６に記録される一方、間引き処理部７によって所定間隔で抽出され（間引かれ）て、ＡＶデータのコンテンツを認識するためのコードを生成する認証コード生成器８（本発明の認証コード生成手段）に入力される。

この認証コード生成器８は、データとの強い関連性を持ち、且つデータ間の識別性も確保することができる暗号技術を利用することが有効であり、例えば図２のように、ＳＨＡ−１に代表され、ＬＳＩに内蔵されるハッシュ関数器２０を用いて、所謂フィンガープリントを生成する。

尚、一般に記録前のＡＶデータが数Ｍｂｐｓ〜数十Ｍｂｐｓのレートであるのに対し、認証コード生成器８の、ＬＳＩに内蔵されるハッシュ関数器の演算レートは、せいぜい数１０Ｋｂｐｓのオーダである。理想的にはＡＶデータ全てを認証コード生成に使いたいが、実用的には等間隔でＡＶデータの一部を抽出し、認証コード生成に用いたとしてもＡＶデータのコンテンツを認証するのに不都合はない。

認証コード生成器８により生成された認証コード（記録前のＡＶデータから生成した第１の認証コード）は保存部９（本発明の保存手段）に保存される。

この保存部９は、少なくとも前記認証コードを記憶できる容量を有したメモリや記録媒体で構成される。

前記記録メディア６に記録されたＡＶデータの再生時は、該読み出されたデータに対して、間引き処理部７および認証コード生成器８によって前記と同じ処理を施して認証コード（第２の認証コード）を生成し、比較部１０（本発明の比較手段）において、前記保存部９に保存された第１の認証コードと比較する。

この比較部１０の比較結果に基づいて、前記第１および第２の認証コードが同一であれば記録メディア６に記録されたＡＶデータは編集、改竄されていないと判定することができ、また同一でない場合は編集、改竄が行われたと判定することができる。

上記構成によって、記録の信用性が保証され、記録されたＡＶデータが編集、改竄されていない場合に、その記録データの証拠としての価値を主張することができ、証拠能力を併せ持つビデオレコーダを提供することができる。

図３は、ＡＶデータに鍵データを結合して認証コードを生成する実施例を表し、図１の認証コード生成器８の構成を示している。

図３において、間引き処理された後のＡＶデータ（記録メディア６に記録前のデータと、記録後読み出されたデータ）は、結合部３０ａにおいて、メーカやメーカが委託した公共機関が知る鍵データと結合される。

結合部３０ａで結合されたデータは、ハッシュ関数器２０ａを通してハッシュ関数処理が行われた後、さらに結合部３０ｂで前記鍵データと結合される。結合部３０ｂで結合されたデータはさらにハッシュ関数器２０ｂを通してハッシュ関数処理が行われ、生成された認証コードとして出力される。

図３のように鍵データを結合して生成した認証コードは、メーカや公共機関がその正当性を保証することで、信頼性が増す。

図４は、ＡＶデータに、電波時計受信データ、ＧＰＳ受信データおよび鍵データを結合して認証コードを生成する実施例を表し、図１の認証コード生成器８の構成を示している。

図４において、間引き処理された後のＡＶデータ（記録メディア６に記録前のデータと、記録後読み出されたデータ）は、結合部３０において、電波時計受信データ（時刻データ）およびＧＰＳ受信データ（位置データ）と結合される。結合部３０で結合されたデータは、結合部３０ａにおいて、メーカやメーカが委託した公共機関が知る鍵データと結合される。

結合部３０ａで結合されたデータは、ハッシュ関数器２０ａを通してハッシュ関数処理が行われた後、さらに結合部３０ｂで前記鍵データと結合される。結合部３０ｂで結合されたデータはさらにハッシュ関数器２０ｂを通してハッシュ関数処理が行われ、生成された認証コードとして出力される。

図４のように、電波時計受信データ、ＧＰＳ受信データおよび鍵データを結合して生成した認証コードは、メーカや公共機関がその正当性を保証するだけでなく、記録時の時刻や場所の正当性も保証することができ、信頼性がさらに増す。

ここで、認証コードを生成する間隔は特定するものではないが、ＡＶデータに対して等間隔に行う方法が考えられる。ＳＨＡ−１の場合、入力５１２ｂｉｔに対して１６０ｂｉｔの認証コードが生成される。１秒程度の間隔で認証コードを生成するとして、生成した認証コードを個別に保存部９に蓄積すると必要な記憶エリアが大きくなる。

そこで、図５に示すように、生成した認証コードを次のサイクルの生成時に入力に結合してゆき、関連性を持ちながら、保存を省く方法が考えられる。

図５は、本実施例による図１の認証コード生成器８のハッシュ関数処理部２００の詳細を表している。図５において、間引き処理部７の間引き処理によって、所定サイクルで５１２ビットづつＡＶデータを抽出してハッシュ関数処理部２００に入力する。

ハッシュ関数処理部２００では、入力データ各々についてハッシュ部分処理２０１_n-α〜２０１_nを実行し、３２×８０ビットの中間データ２０２_n-α〜２０２_nを各々得る。

そして中間データ２０２_n-α〜２０２_nに対してハッシュ部分処理２０３_n-α〜２０３_nを実行して１６０ビットの中間ハッシュ値２０４_n-α〜２０４_nを各々求めるが、この際１つのサイクル時に求められた中間ハッシュ値２０４_n-α〜２０４_n-1（中間認証コード）を次のサイクル時に実行されるハッシュ部分処理２０３_n-α+1〜２０３_nの入力に各々結合していき、最終のハッシュ部分処理２０３_nで求められた１６０ビットのハッシュ値２０４_nを認証コードとして出力する。

このように図５によれば、１つのサイクルで生成された認証コードを次サイクルで生成された認証コードに結合しているので、ＡＶデータとの強い関連性（もとのＡＶデータが少し変化すると認証コードは大きく変わる性質）を持たせることができるとともに、保存部９への保存データ量を低減することができる。

尚、認証コード生成器８を含む部分は耐タンパ機能で守られたＬＳＩ内などに構築することで、レコーダを改造して不正な認証コード生成を防ぐことができる。

また本発明の信号処理装置は、図１のビデオレコーダに設けるに限らず他のＡＶ記録装置にも設けることができ、その場合も前記と同様の作用、効果を奏するものである。

図６は本発明の信号処理方法を、前述した図１のビデオレコーダの信号処理装置に適用した実施例を示している。

図６および図１において、まずステップＳ１では間引き処理部７がエンコーダ５のＡＶデータ（記録前のデータ）を間引き（データを所定間隔で抽出し）、認証コード生成器８に入力する。

次に認証コード生成器８が前記ＡＶデータから認証コード（第１の認証コード）を生成し、該第１の認証コードは保存部９に保存される（ステップＳ２，Ｓ３）。

尚、前記エンコーダ５のＡＶデータの記録メディア６への書き込み処理は、例えば前記ステップＳ１〜Ｓ３の処理終了までの間に行われるものとする。

次にステップＳ４〜Ｓ５では、記録メディア６の記録データを読み出し、該読み出したＡＶデータを間引いて認証コード生成器８に入力する。

次にステップＳ６では、認証コード生成器８が前記ＡＶデータから認証コード（第２の認証コード）を生成する。そしてステップＳ７では、生成された第２の認証コードと保存部９に保存されていた前記第１の認証コードとが、比較部１０において比較され、その比較結果によりＡＶデータの編集、改竄の有無が判定される。

尚、本発明の信号処理方法は図１のビデオレコーダに適用されるに限らず、他のＡＶ記録装置にも適用できるものである。

また、例えば前記図６の信号処理方法をコンピュータに実行させるためのプログラムを構築するものである。

また、本実施形態の信号処理装置における各手段の一部もしくは全部の機能をコンピュータのプログラムで構成し、そのプログラムをコンピュータを用いて実行して本発明を実現することができること、本実施形態の信号処理方法における手順をコンピュータのプログラムで構成し、そのプログラムをコンピュータに実行させることができることは言うまでもなく、コンピュータでその機能を実現するためのプログラムを、そのコンピュータが読み取り可能な記録媒体に記録して、保存したり、配布したりすることが可能である。さらに、前記のプログラムをインターネットや電子メールなど、ネットワークを通して提供することも可能である。

本発明の信号処理装置の一実施形態例を示す構成図。 図１の要部を示す構成図。 本発明の信号処理装置の他の実施形態例を示す構成図。 本発明の信号処理装置の他の実施形態例を示す構成図。 本発明の信号処理装置の他の実施形態例を示す構成図。 本発明の信号処理方法の一実施形態例を示すフローチャート。

符号の説明

１…マイクユニット、２ａ，２ｂ…Ａ／Ｄコンバータ、３…カメラユニット、４ａ，４ｂ…圧縮符号化処理部、５…エンコーダ、６…記録メディア、７…間引き処理部、８…認証コード生成器、９…保存部、１０…比較部、２０，２０ａ，２０ｂ…ハッシュ関数器、３０，３０ａ，３０ｂ…結合部、２００…ハッシュ関数処理部。

Claims (12)

1. 音声または画像データから認証コードを生成する認証コード生成手段と、
   記録前であり且つ変更される前の元の音声または画像データから、前記認証コード生成手段を用いて生成した第１の認証コードを保存する保存手段と、
   前記保存された第１の認証コードと、記録メディアより読み出された音声または画像データから前記認証コード生成手段を用いて生成した第２の認証コードとを比較する比較手段と
   を備えたことを特徴とする信号処理装置。
2. 前記認証コード生成手段は、前記音声または画像データに鍵データを結合したデータから認証コードを生成することを特徴とする請求項１に記載の信号処理装置。
3. 前記認証コード生成手段は、前記音声または画像データに時刻／位置データを結合したデータから認証コードを生成することを特徴とする請求項１に記載の信号処理装置。
4. 前記認証コード生成手段は、前記音声または画像データを所定間隔で抽出したデータから認証コードを生成することを特徴とする請求項１に記載の信号処理装置。
5. 前記認証コード生成手段は、前記音声または画像データを所定サイクルで抽出したデータについて各々認証コードを生成し、１つのサイクルで生成された認証コードを次サイクルで生成された認証コードに結合することを特徴とする請求項１に記載の信号処理装置。
6. 前記認証コード生成手段、保存手段および比較手段は、音声または画像記録装置に設けられていることを特徴とする請求項１に記載の信号処理装置。
7. 認証コード生成手段が、記録前であり且つ変更される前の元の音声または画像データから第１の認証コードを生成する第１の認証コード生成ステップと、
   保存手段が、前記第１の認証コード生成ステップによって生成された第１の認証コードを保存する保存ステップと、
   認証コード生成手段が、記録メディアより読み出された音声または画像データから第２の認証コードを生成する第２の認証コード生成ステップと、
   比較手段が、前記保存された第１の認証コードと、前記生成された第２の認証コードとを比較する比較ステップと
   を備えたことを特徴とする信号処理方法。
8. 前記第１の認証コード生成ステップおよび第２の認証コード生成ステップは、前記音声または画像データに鍵データを結合したデータから認証コードを生成することを特徴とする請求項７に記載の信号処理方法。
9. 前記第１の認証コード生成ステップおよび第２の認証コード生成ステップは、前記音声または画像データに時刻／位置データを結合したデータから認証コードを生成することを特徴とする請求項７に記載の信号処理方法。
10. 前記第１の認証コード生成ステップおよび第２の認証コード生成ステップは、前記音声または画像データを所定間隔で抽出したデータから認証コードを生成することを特徴とする請求項７に記載の信号処理方法。
11. 前記第１の認証コード生成ステップおよび第２の認証コード生成ステップは、前記音声または画像データを所定サイクルで抽出したデータについて各々認証コードを生成し、１つのサイクルで生成された認証コードを次サイクルで生成された認証コードに結合することを特徴とする請求項７に記載の信号処理方法。
12. コンピュータに、請求項７に記載の各ステップを実行させるための信号処理プログラム。

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