JP6543764B2 - デジタルビデオコンテンツのセキュリティ認証方法及びそのシステム - Google Patents
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Description
本発明は、マルチメディアコンテンツのセキュリティ技術分野に関し、特に、デジタルビデオコンテンツのセキュリティ認証方法及びそのシステムに関する。
インターネットやモバイルインターネット、マルチメディア技術の急速な発展に伴い、デジタルビデオの収集、処理や伝播が容易になってきたけど、デジタルビデオコンテンツの反映している客観的場面の真実性や完全性は学者、社会及び政府に重視されるようになって、これらのデジタルビデオに対するコンテンツのセキュリティ認証や識別の重要性はマルチメディアコンテンツのセキュリティのみに限定される問題ではなく、社会の調和・安定や、社会の信頼性、司法公正等の社会問題にも繋がっている。
しかし、現在のデジタルビデオのコンテンツに対する認証方法の多くは、デジタルビデオ自身に一定な破壊性を持っているため、デジタルビデオに対するユーザーの鑑賞に影響を与え、且つ、その方法が煩雑で、隠蔽性や脆弱性が悪かった。
そこで、本発明は、上記したことに鑑みてなされたものであり、従来技術においてデジタルビデオコンテンツに対するセキュリティ認証に存在する、ユーザーの体験に影響を与え、認証方法が煩雑で隠蔽性や脆弱性が悪いという問題を解決するためのデジタルビデオコンテンツのセキュリティ認証方法及びそのシステムを提供することを目的としている。
そこで、本発明は、上記したことに鑑みてなされたものであり、従来技術においてデジタルビデオコンテンツに対するセキュリティ認証に存在する、ユーザーの体験に影響を与え、認証方法が煩雑で隠蔽性や脆弱性が悪いという問題を解決するためのデジタルビデオコンテンツのセキュリティ認証方法及びそのシステムを提供することを目的としている。
本発明は、デジタルビデオにおけるフレーム画像の１枚毎に対して、１画素の階調値を選択し修正することで、１ビットの秘密情報を埋め込む秘密情報埋め込みステップと、
暗号キーにより秘密情報を埋め込んだデジタルビデオから秘密情報を抽出し、デジタルビデオコンテンツに対するセキュリティ認証を実現する秘密情報抽出及びビデオ認証ステップとを含むことを特徴とするデジタルビデオコンテンツのセキュリティ認証方法を提供している。
好ましくは、前記秘密情報埋め込みステップは、具体的に、
フレーム順にデジタルビデオＶにおけるフレーム画像Ｉ(ｊ)を１枚毎に読み取り、その中、ｊ＝０，１，…，ｔ−１であり、ｔはデジタルビデオＶのトータルフレーム数を表し、
読み取ったデジタルビデオＶからいずれか１つのフレーム画像を取得して、当該フレーム画像の大きさを確定するとともに、ｍ×ｎと記し、その中、ｍは当該フレーム画像の行数を表し、ｎは当該フレーム画像の列数を表し、当該フレーム画像では画素毎に１つの座標を有し、左下の画素位置の座標は(０，０)であり、右上の画素位置の座標は(ｍ−１，ｎ−１)であり、
埋め込もうとする秘密情報をビット配列ｗ(ｉ)に変換し、ｉ＝０，１，…，ｓ−１であり、前記秘密情報が１つの文字列であると、ｍ１にて文字列の長さを表すとともに、暗号キーｋｅｙ２とし、前記秘密情報が１つの２値画像であると、２値画像をラスター走査してビット配列を取得し、ビット配列の大きさはｓ＝ｍ１×ｎ１であり、その中、ｍ１及びｎ１は２値画像の行数及び列数をそれぞれ表し、この場合、ｍ１及びｎ１を暗号キーｋｅｙ２とし、
ｔｔ＝０、ｓｓ＝０にセットし、
ビット配列におけるビット情報ｗ(ｓｓ)を読み取り、
フレーム画像Ｉ(ｔｔ)から選んで取得した選び画像ブロックＢ(ｔｔ) を読み取り、当該選び画像ブロックＢ(ｔｔ)の左下の位置の座標は(ｘ，ｙ)であり、右上の位置の座標は(ｘ−１＋ｈａｌｆ＿ｍ，ｙ−１＋ｈａｌｆ＿ｎ)であり、当該選び画像ブロックＢ(ｔｔ)の大きさはｈａｌｆ＿ｍ×ｈａｌｆ＿ｎであり、その中、０≦ｘ＜ｈａｌｆ＿ｍ、０≦ｙ＜ｈａｌｆ＿ｎ、ｘ＝Ｖ＿ｋｅｙ ｍｏｄ ｈａｌｆ＿ｍ、ｙ＝ Ｖ＿ｋｅｙ ｍｏｄ ｈａｌｆ＿ｎ、Ｖ＿ｋｅｙ＝ＭＤ５(ｋｅｙ１)、ｈａｌｆ＿ｍ＝Ｔｒｕｎｃ(ｍ/２)、ｈａｌｆ＿ｎ＝ Ｔｒｕｎｃ(ｎ/２)、ｋｅｙ１は暗号キーであり、ＭＤ５はハッシュ関数であり、Ｔｒｕｎｃ()は切捨て丸め関数であり、ｍｏｄはモジュロ関数であり、
前記選び画像ブロックＢ(ｔｔ)における各画素点の階調値平均値ｍｅａｎ(ｔｔ)を算出し、
前記選び画像ブロックＢ(ｔｔ)から階調値が前記階調値平均値ｍｅａｎ(ｔｔ)よりも小さくない画素点を選んでセットＨ＿ｓｅｔを構成し、セットＨ＿ｓｅｔにおける要素数Ｈ(ｔｔ)を算出するとともに、セットＨ＿ｓｅｔにおける階調値の最も小さい画素点に対応する位置の座標(Ｈｘ，Ｈｙ)及び対応する階調値Ｈ＿ｖ＝ｐ(Ｈｘ，Ｈｙ)を算出し、
前記選び画像ブロックＢ(ｔｔ)から階調値が前記階調値平均値ｍｅａｎ(ｔｔ)よりも小さい画素点を選んでセットＬ＿ｓｅｔを構成し、セットＬ＿ｓｅｔにおける階調値の最も大きい画素点に対応する位置の座標(Ｌｘ，Ｌｙ)及び対応する階調値Ｌ＿ｖ＝ｐ(Ｌｘ，Ｌｙ)を算出し、
前記ビット情報ｗ(ｓｓ)の値及び要素数Ｈ(ｔｔ)のパリティーに基づいて１ビットの秘密情報を埋め込み、
ｓｓ＝(ｓｓ＋１) ｍｏｄ ｓを算出して、ｔｔ＋１＜ｔであると、ｔｔ＝ｔｔ＋１とし、
デジタルビデオＶにおける全てのフレーム画像にわたって、秘密ビット情報を順に埋め込んだ後、秘密情報の埋め込みプロセスが終了し、秘密情報を含むデジタルビデオＶ’を取得する。
好ましくは、前記した前記ビット情報ｗ(ｓｓ)の値及び要素数Ｈ(ｔｔ)のパリティーに基づいて１ビットの秘密情報を埋め込むステップは、具体的に、
要素数Ｈ(ｔｔ)＝ ｈａｌｆ＿ｍ×ｈａｌｆ＿ｎであると、前記選び画像ブロックに対して秘密情報の埋め込み操作を行わず、
さもないと、ｗ(ｓｓ)＝０でＨ(ｔｔ)が偶数である時、或いは、ｗ(ｓｓ)＝１でＨ(ｔｔ)が奇数である時には、前記選び画像ブロックＢ(ｔｔ)に対して何の操作も行わなくて１ビットの秘密情報を埋め込む、
さもないと、ｗ(ｓｓ)＝０で、Ｈ(ｔｔ)＝１である場合には、ｐ(Ｌｘ，Ｌｙ)＝ ｐ(Ｈｘ，Ｈｙ)のようになり、
さもないと、ｗ(ｓｓ)＝０で、Ｈ(ｔｔ)が奇数であり、且つ、Ｈ＿ｖ− ｍｅａｎ(ｔｔ)≦ｍｅａｎ(ｔｔ)− Ｌ＿ｖである場合には、ｐ(Ｈｘ，Ｈｙ)＝ ｐ(Ｌｘ，Ｌｙ)となり、
さもないと、ｗ(ｓｓ)＝０で、Ｈ(ｔｔ)が奇数であり、且つ、Ｈ＿ｖ− ｍｅａｎ(ｔｔ)＞ｍｅａｎ(ｔｔ)− Ｌ＿ｖである場合には、ｐ(Ｌｘ，Ｌｙ)＝ ｐ(Ｈｘ，Ｈｙ)となり、
さもないと、ｗ(ｓｓ)＝１で、Ｈ(ｔｔ)が偶数であり、且つ、Ｈ＿ｖ− ｍｅａｎ(ｔｔ)＞ｍｅａｎ(ｔｔ)− Ｌ＿ｖである場合には、ｐ(Ｌｘ，Ｌｙ)＝ ｐ(Ｈｘ，Ｈｙ)となり、
さもないと、ｗ(ｓｓ)＝１で、Ｈ(ｔｔ)が偶数であり、且つ、Ｈ＿ｖ− ｍｅａｎ(ｔｔ)≦ｍｅａｎ(ｔｔ)− Ｌ＿ｖである場合には、ｐ(Ｈｘ，Ｈｙ)＝ ｐ(Ｌｘ，Ｌｙ)となる。
好ましくは、前記秘密情報抽出及びビデオ認証ステップは、具体的に、
フレーム順に認証しようとするデジタルビデオＶ’におけるフレーム画像Ｉ’(ｊ)を１枚毎に読み取り、その中、ｊ＝０，１，…，ｔ’−１であり、ｔ’はデジタルビデオＶ’のトータルフレーム数を表し、
読み取ったデジタルビデオＶ’からいずれか１つのフレーム画像を取得して、当該フレーム画像の大きさを確定するとともに、ｍ’×ｎ’と記し、その中、ｍ’は当該フレーム画像の行数を表し、ｎ’は当該フレーム画像の列数を表し、当該フレーム画像における画素毎の位置の座標を順に確定し、左下の画素位置の座標は(０，０)であり、右上の画素位置の座標は(ｍ’−１，ｎ’−１)であり、
ｔｔ＝０、 ｗ＝“”にセットし、
フレーム画像Ｉ’(ｔｔ)から選んで取得した認証しようとする画像ブロックＢ’(ｔｔ)を読み取り、当該認証しようとする画像ブロックＢ’(ｔｔ)の左下の位置の座標は(ｘ，ｙ)であり、右上の位置の座標は(ｘ−１＋ｈａｌｆ＿ｍ’，ｙ−１＋ｈａｌｆ＿ｎ’)であり、当該認証しようとする画像ブロックＢ’(ｔｔ)の大きさはｈａｌｆ＿ｍ’×ｈａｌｆ＿ｎ’であり、その中、０≦ｘ＜ｈａｌｆ＿ｍ’、０≦ｙ＜ｈａｌｆ＿ｎ’、ｘ＝Ｖ＿ｋｅｙ ｍｏｄ ｈａｌｆ＿ｍ’、ｙ＝ Ｖ＿ｋｅｙ ｍｏｄ ｈａｌｆ＿ｎ’、そして、Ｖ＿ｋｅｙ＝ＭＤ５(ｋｅｙ１)、ｈａｌｆ＿ｍ’＝Ｔｒｕｎｃ(ｍ’/２)、ｈａｌｆ＿ｎ’＝ Ｔｒｕｎｃ(ｎ’/２)、ｋｅｙ１は暗号キーであり、ＭＤ５はハッシュ関数であり、Ｔｒｕｎｃ()は切捨て丸め関数であり、ｍｏｄはモジュロ関数であり、
前記認証しようとする画像ブロックＢ’(ｔｔ)における各画素点の階調値平均値ｍｅａｎ’(ｔｔ)を算出し、
前記認証しようとする画像ブロックＢ’(ｔｔ)から階調値が前記階調値平均値ｍｅａｎ’(ｔｔ)よりも小さくない画素点を選んでセットＨ’＿ｓｅｔを構成し、セットＨ’＿ｓｅｔにおける要素数Ｈ’(ｔｔ)を算出し、
Ｈ’(ｔｔ)＝ ｈａｌｆ＿ｍ’×ｈａｌｆ＿ｎ’であると、当該認証しようとする画像ブロックＢ’(ｔｔ)に対して抽出操作を行わず、
さもないと、Ｈ’(ｔｔ)が偶数である場合には、ｗ＝ ｗ||“０”であり、ここで“||”は文字列連結を表し、
さもないと、Ｈ’(ｔｔ)が奇数である場合には、ｗ＝ ｗ||“１”であり、ここで“||”は文字列連結を表し、
ｔｔ＋１＜ｔ’であると、ｔｔ＝ｔｔ＋１となり、
認証しようとするデジタルビデオＶ’における全てのフレーム画像にわたって、秘密ビット文字列ｗを抽出し、
暗号キーｋｅｙ２に従って抽出した秘密ビット文字列ｗを採決モデルによってビット列還元及び秘密情報還元を行い、さらに、還元した秘密情報に基づいて当該デジタルビデオのコンテンツが改竄されたか否かを判断することによって、デジタルビデオコンテンツに対するセキュリティ認証を実現する。
一方に、本発明は、デジタルビデオにおけるフレーム画像の１枚毎に対して、１画素の階調値を選択し修正して、１ビットの秘密情報を埋め込むための秘密情報埋め込みモジュールと、
暗号キーにより秘密情報を埋め込んだデジタルビデオから秘密情報を抽出し、デジタルビデオコンテンツに対するセキュリティ認証を実現するための秘密情報抽出及びビデオ認証モジュールとを含むデジタルビデオコンテンツのセキュリティ認証システムも提供している。
好ましくは、前記秘密情報埋め込みモジュールは、具体的に、
フレーム順にデジタルビデオＶにおけるフレーム画像Ｉ(ｊ)を１枚毎に読み取り、その中、ｊ＝０、１、…、ｔ−１であり、ｔはデジタルビデオＶのトータルフレーム数を表し、
読み取ったデジタルビデオＶからいずれか１つのフレーム画像を取得して、当該フレーム画像の大きさを確定するとともに、ｍ×ｎと記し、その中、ｍは当該フレーム画像の行数を表し、ｎは当該フレーム画像の列数を表し、当該フレーム画像では画素毎に１つの座標を有し、左下の画素位置の座標は(０，０)であり、右上の画素位置の座標は(ｍ−１，ｎ−１)であり、
埋め込もうとする秘密情報をビット配列ｗ(ｉ)に変換し、ｉ＝０，１，…，ｓ−１であり、前記秘密情報が１つの文字列であると、ｍ１にて文字列の長さを表すとともに、暗号キーｋｅｙ２とし、前記秘密情報が１つの２値画像であると、２値画像をラスター走査してビット配列を取得し、ビット配列の大きさはｓ＝ｍ１×ｎ１であり、その中、ｍ１及びｎ１は２値画像の行数及び列数をそれぞれ表し、この場合、ｍ１及びｎ１を暗号キーｋｅｙ２とし、
ｔｔ＝０、ｓｓ＝０にセットし、
ビット配列におけるビット情報ｗ(ｓｓ)を読み取り、
フレーム画像Ｉ(ｔｔ)から選んで取得した選び画像ブロックＢ(ｔｔ)を読み取り、当該選び画像ブロックＢ(ｔｔ)の左下の位置の座標は(ｘ，ｙ)であり、右上の位置の座標は(ｘ−１＋ｈａｌｆ＿ｍ，ｙ−１＋ｈａｌｆ＿ｎ)であり、当該選び画像ブロックＢ(ｔｔ)の大きさはｈａｌｆ＿ｍ×ｈａｌｆ＿ｎであり、その中、０≦ｘ＜ｈａｌｆ＿ｍ、０≦ｙ＜ｈａｌｆ＿ｎ、ｘ＝Ｖ＿ｋｅｙ ｍｏｄ ｈａｌｆ＿ｍ、ｙ＝ Ｖ＿ｋｅｙ ｍｏｄ ｈａｌｆ＿ｎ、Ｖ＿ｋｅｙ＝ＭＤ５(ｋｅｙ１)、ｈａｌｆ＿ｍ＝Ｔｒｕｎｃ(ｍ/２)、ｈａｌｆ＿ｎ＝ Ｔｒｕｎｃ(ｎ/２)、ｋｅｙ１は暗号キーであり、ＭＤ５はハッシュ関数であり、Ｔｒｕｎｃ()は切捨て丸め関数であり、ｍｏｄはモジュロ関数であり、
前記選び画像ブロックＢ(ｔｔ)における各画素点の階調値平均値ｍｅａｎ(ｔｔ)を算出し、
前記選び画像ブロックＢ(ｔｔ)から階調値が前記階調値平均値ｍｅａｎ(ｔｔ)よりも小さくない画素点を選んでセットＨ＿ｓｅｔを構成し、セットＨ＿ｓｅｔにおける要素数Ｈ(ｔｔ)を算出するとともに、セットＨ＿ｓｅｔにおける階調値の最も小さい画素点に対応する位置の座標(Ｈｘ，Ｈｙ)及び対応する階調値Ｈ＿ｖ＝ｐ(Ｈｘ，Ｈｙ)を算出し、
前記選び画像ブロックＢ(ｔｔ)から階調値が前記階調値平均値ｍｅａｎ(ｔｔ)よりも小さい画素点を選んでセットＬ＿ｓｅｔを構成し、セットＬ＿ｓｅｔにおける階調値の最も大きい画素点に対応する位置の座標(Ｌｘ，Ｌｙ)及び対応する階調値Ｌ＿ｖ＝ｐ(Ｌｘ，Ｌｙ)を算出し、
前記ビット情報ｗ(ｓｓ)の値及び要素数Ｈ(ｔｔ)のパリティーに基づいて１ビットの秘密情報を埋め込む、
ｓｓ＝(ｓｓ＋１) ｍｏｄ ｓを算出して、ｔｔ＋１＜ｔであると、ｔｔ＝ｔｔ＋１とし、
デジタルビデオＶにおける全てのフレーム画像にわたって、秘密ビット情報を順に埋め込んだ後、秘密情報の埋め込みプロセスが終了し、秘密情報を含むデジタルビデオＶ’を取得するためのものである。
好ましくは、前記秘密情報抽出及びビデオ認証モジュールは、具体的に、
フレーム順に認証しようとするデジタルビデオＶ’におけるフレーム画像Ｉ’(ｊ)を１枚毎に読み取り、その中、ｊ＝０，１，…，ｔ’−１であり、ｔ’はデジタルビデオＶ’のトータルフレーム数を表し、
読み取ったデジタルビデオＶ’からいずれか１つのフレーム画像を取得して、当該フレーム画像の大きさを確定するとともに、ｍ’×ｎ’と記し、その中、ｍ’は当該フレーム画像の行数を表し、ｎ’は当該フレーム画像の列数を表し、当該フレーム画像における画素毎の位置の座標を順に確定し、左下の画素位置の座標は(０，０)であり、右上の画素位置の座標は(ｍ’−１，ｎ’−１)であり、
ｔｔ＝０、 ｗ＝“”にセットし、
フレーム画像Ｉ’(ｔｔ)から選んで取得した認証しようとする画像ブロックＢ’(ｔｔ)を読み取り、当該認証しようとする画像ブロックＢ’(ｔｔ)の左下の位置の座標は(ｘ，ｙ)であり、右上の位置の座標は(ｘ−１＋ｈａｌｆ＿ｍ’，ｙ−１＋ｈａｌｆ＿ｎ’)であり、当該認証しようとする画像ブロックＢ’(ｔｔ)の大きさはｈａｌｆ＿ｍ’×ｈａｌｆ＿ｎ’であり、その中、０≦ｘ＜ｈａｌｆ＿ｍ’、０≦ｙ＜ｈａｌｆ＿ｎ’、ｘ＝Ｖ＿ｋｅｙ ｍｏｄ ｈａｌｆ＿ｍ’、ｙ＝ Ｖ＿ｋｅｙ ｍｏｄ ｈａｌｆ＿ｎ’、その中、Ｖ＿ｋｅｙ＝ＭＤ５(ｋｅｙ１)、ｈａｌｆ＿ｍ’＝Ｔｒｕｎｃ(ｍ’/２)、ｈａｌｆ＿ｎ’＝ Ｔｒｕｎｃ(ｎ’/２)、ｋｅｙ１は暗号キーであり、ＭＤ５はハッシュ関数であり、Ｔｒｕｎｃ()は切捨て丸め関数であり、ｍｏｄはモジュロ関数であり、
前記認証しようとする画像ブロックＢ’(ｔｔ)における各画素点の階調値平均値ｍｅａｎ’(ｔｔ)を算出し、
前記認証しようとする画像ブロックＢ’(ｔｔ)から階調値が前記階調値平均値ｍｅａｎ’(ｔｔ)よりも小さくない画素点を選んでセットＨ’＿ｓｅｔを構成し、セットＨ’＿ｓｅｔにおける要素数Ｈ’(ｔｔ)を算出し、
Ｈ’(ｔｔ)＝ ｈａｌｆ＿ｍ’×ｈａｌｆ＿ｎ’であると、当該認証しようとする画像ブロックＢ’(ｔｔ)に対して抽出操作を行わず、
さもないと、Ｈ’(ｔｔ)が偶数である場合には、ｗ＝ ｗ||“０”であり、ここで“||”は文字列連結を表し、
さもないと、Ｈ’(ｔｔ)が奇数である場合には、ｗ＝ ｗ||“１”であり、ここで“||”は文字列連結を表し、
ｔｔ＋１＜ｔ’であると、ｔｔ＝ｔｔ＋１となり、
認証しようとするデジタルビデオＶ’における全てのフレーム画像にわたって、秘密ビット文字列ｗを抽出し、
暗号キーｋｅｙ２に従って抽出した秘密ビット文字列ｗを採決モデルによってビット列還元及び秘密情報還元を行い、さらに、還元した秘密情報に基づいて当該デジタルビデオのコンテンツが改竄されたか否かを判断することによって、デジタルビデオコンテンツに対するセキュリティ認証を実現するためのものである。
暗号キーにより秘密情報を埋め込んだデジタルビデオから秘密情報を抽出し、デジタルビデオコンテンツに対するセキュリティ認証を実現する秘密情報抽出及びビデオ認証ステップとを含むことを特徴とするデジタルビデオコンテンツのセキュリティ認証方法を提供している。
好ましくは、前記秘密情報埋め込みステップは、具体的に、
フレーム順にデジタルビデオＶにおけるフレーム画像Ｉ(ｊ)を１枚毎に読み取り、その中、ｊ＝０，１，…，ｔ−１であり、ｔはデジタルビデオＶのトータルフレーム数を表し、
読み取ったデジタルビデオＶからいずれか１つのフレーム画像を取得して、当該フレーム画像の大きさを確定するとともに、ｍ×ｎと記し、その中、ｍは当該フレーム画像の行数を表し、ｎは当該フレーム画像の列数を表し、当該フレーム画像では画素毎に１つの座標を有し、左下の画素位置の座標は(０，０)であり、右上の画素位置の座標は(ｍ−１，ｎ−１)であり、
埋め込もうとする秘密情報をビット配列ｗ(ｉ)に変換し、ｉ＝０，１，…，ｓ−１であり、前記秘密情報が１つの文字列であると、ｍ１にて文字列の長さを表すとともに、暗号キーｋｅｙ２とし、前記秘密情報が１つの２値画像であると、２値画像をラスター走査してビット配列を取得し、ビット配列の大きさはｓ＝ｍ１×ｎ１であり、その中、ｍ１及びｎ１は２値画像の行数及び列数をそれぞれ表し、この場合、ｍ１及びｎ１を暗号キーｋｅｙ２とし、
ｔｔ＝０、ｓｓ＝０にセットし、
ビット配列におけるビット情報ｗ(ｓｓ)を読み取り、
フレーム画像Ｉ(ｔｔ)から選んで取得した選び画像ブロックＢ(ｔｔ) を読み取り、当該選び画像ブロックＢ(ｔｔ)の左下の位置の座標は(ｘ，ｙ)であり、右上の位置の座標は(ｘ−１＋ｈａｌｆ＿ｍ，ｙ−１＋ｈａｌｆ＿ｎ)であり、当該選び画像ブロックＢ(ｔｔ)の大きさはｈａｌｆ＿ｍ×ｈａｌｆ＿ｎであり、その中、０≦ｘ＜ｈａｌｆ＿ｍ、０≦ｙ＜ｈａｌｆ＿ｎ、ｘ＝Ｖ＿ｋｅｙ ｍｏｄ ｈａｌｆ＿ｍ、ｙ＝ Ｖ＿ｋｅｙ ｍｏｄ ｈａｌｆ＿ｎ、Ｖ＿ｋｅｙ＝ＭＤ５(ｋｅｙ１)、ｈａｌｆ＿ｍ＝Ｔｒｕｎｃ(ｍ/２)、ｈａｌｆ＿ｎ＝ Ｔｒｕｎｃ(ｎ/２)、ｋｅｙ１は暗号キーであり、ＭＤ５はハッシュ関数であり、Ｔｒｕｎｃ()は切捨て丸め関数であり、ｍｏｄはモジュロ関数であり、
前記選び画像ブロックＢ(ｔｔ)における各画素点の階調値平均値ｍｅａｎ(ｔｔ)を算出し、
前記選び画像ブロックＢ(ｔｔ)から階調値が前記階調値平均値ｍｅａｎ(ｔｔ)よりも小さくない画素点を選んでセットＨ＿ｓｅｔを構成し、セットＨ＿ｓｅｔにおける要素数Ｈ(ｔｔ)を算出するとともに、セットＨ＿ｓｅｔにおける階調値の最も小さい画素点に対応する位置の座標(Ｈｘ，Ｈｙ)及び対応する階調値Ｈ＿ｖ＝ｐ(Ｈｘ，Ｈｙ)を算出し、
前記選び画像ブロックＢ(ｔｔ)から階調値が前記階調値平均値ｍｅａｎ(ｔｔ)よりも小さい画素点を選んでセットＬ＿ｓｅｔを構成し、セットＬ＿ｓｅｔにおける階調値の最も大きい画素点に対応する位置の座標(Ｌｘ，Ｌｙ)及び対応する階調値Ｌ＿ｖ＝ｐ(Ｌｘ，Ｌｙ)を算出し、
前記ビット情報ｗ(ｓｓ)の値及び要素数Ｈ(ｔｔ)のパリティーに基づいて１ビットの秘密情報を埋め込み、
ｓｓ＝(ｓｓ＋１) ｍｏｄ ｓを算出して、ｔｔ＋１＜ｔであると、ｔｔ＝ｔｔ＋１とし、
デジタルビデオＶにおける全てのフレーム画像にわたって、秘密ビット情報を順に埋め込んだ後、秘密情報の埋め込みプロセスが終了し、秘密情報を含むデジタルビデオＶ’を取得する。
好ましくは、前記した前記ビット情報ｗ(ｓｓ)の値及び要素数Ｈ(ｔｔ)のパリティーに基づいて１ビットの秘密情報を埋め込むステップは、具体的に、
要素数Ｈ(ｔｔ)＝ ｈａｌｆ＿ｍ×ｈａｌｆ＿ｎであると、前記選び画像ブロックに対して秘密情報の埋め込み操作を行わず、
さもないと、ｗ(ｓｓ)＝０でＨ(ｔｔ)が偶数である時、或いは、ｗ(ｓｓ)＝１でＨ(ｔｔ)が奇数である時には、前記選び画像ブロックＢ(ｔｔ)に対して何の操作も行わなくて１ビットの秘密情報を埋め込む、
さもないと、ｗ(ｓｓ)＝０で、Ｈ(ｔｔ)＝１である場合には、ｐ(Ｌｘ，Ｌｙ)＝ ｐ(Ｈｘ，Ｈｙ)のようになり、
さもないと、ｗ(ｓｓ)＝０で、Ｈ(ｔｔ)が奇数であり、且つ、Ｈ＿ｖ− ｍｅａｎ(ｔｔ)≦ｍｅａｎ(ｔｔ)− Ｌ＿ｖである場合には、ｐ(Ｈｘ，Ｈｙ)＝ ｐ(Ｌｘ，Ｌｙ)となり、
さもないと、ｗ(ｓｓ)＝０で、Ｈ(ｔｔ)が奇数であり、且つ、Ｈ＿ｖ− ｍｅａｎ(ｔｔ)＞ｍｅａｎ(ｔｔ)− Ｌ＿ｖである場合には、ｐ(Ｌｘ，Ｌｙ)＝ ｐ(Ｈｘ，Ｈｙ)となり、
さもないと、ｗ(ｓｓ)＝１で、Ｈ(ｔｔ)が偶数であり、且つ、Ｈ＿ｖ− ｍｅａｎ(ｔｔ)＞ｍｅａｎ(ｔｔ)− Ｌ＿ｖである場合には、ｐ(Ｌｘ，Ｌｙ)＝ ｐ(Ｈｘ，Ｈｙ)となり、
さもないと、ｗ(ｓｓ)＝１で、Ｈ(ｔｔ)が偶数であり、且つ、Ｈ＿ｖ− ｍｅａｎ(ｔｔ)≦ｍｅａｎ(ｔｔ)− Ｌ＿ｖである場合には、ｐ(Ｈｘ，Ｈｙ)＝ ｐ(Ｌｘ，Ｌｙ)となる。
好ましくは、前記秘密情報抽出及びビデオ認証ステップは、具体的に、
フレーム順に認証しようとするデジタルビデオＶ’におけるフレーム画像Ｉ’(ｊ)を１枚毎に読み取り、その中、ｊ＝０，１，…，ｔ’−１であり、ｔ’はデジタルビデオＶ’のトータルフレーム数を表し、
読み取ったデジタルビデオＶ’からいずれか１つのフレーム画像を取得して、当該フレーム画像の大きさを確定するとともに、ｍ’×ｎ’と記し、その中、ｍ’は当該フレーム画像の行数を表し、ｎ’は当該フレーム画像の列数を表し、当該フレーム画像における画素毎の位置の座標を順に確定し、左下の画素位置の座標は(０，０)であり、右上の画素位置の座標は(ｍ’−１，ｎ’−１)であり、
ｔｔ＝０、 ｗ＝“”にセットし、
フレーム画像Ｉ’(ｔｔ)から選んで取得した認証しようとする画像ブロックＢ’(ｔｔ)を読み取り、当該認証しようとする画像ブロックＢ’(ｔｔ)の左下の位置の座標は(ｘ，ｙ)であり、右上の位置の座標は(ｘ−１＋ｈａｌｆ＿ｍ’，ｙ−１＋ｈａｌｆ＿ｎ’)であり、当該認証しようとする画像ブロックＢ’(ｔｔ)の大きさはｈａｌｆ＿ｍ’×ｈａｌｆ＿ｎ’であり、その中、０≦ｘ＜ｈａｌｆ＿ｍ’、０≦ｙ＜ｈａｌｆ＿ｎ’、ｘ＝Ｖ＿ｋｅｙ ｍｏｄ ｈａｌｆ＿ｍ’、ｙ＝ Ｖ＿ｋｅｙ ｍｏｄ ｈａｌｆ＿ｎ’、そして、Ｖ＿ｋｅｙ＝ＭＤ５(ｋｅｙ１)、ｈａｌｆ＿ｍ’＝Ｔｒｕｎｃ(ｍ’/２)、ｈａｌｆ＿ｎ’＝ Ｔｒｕｎｃ(ｎ’/２)、ｋｅｙ１は暗号キーであり、ＭＤ５はハッシュ関数であり、Ｔｒｕｎｃ()は切捨て丸め関数であり、ｍｏｄはモジュロ関数であり、
前記認証しようとする画像ブロックＢ’(ｔｔ)における各画素点の階調値平均値ｍｅａｎ’(ｔｔ)を算出し、
前記認証しようとする画像ブロックＢ’(ｔｔ)から階調値が前記階調値平均値ｍｅａｎ’(ｔｔ)よりも小さくない画素点を選んでセットＨ’＿ｓｅｔを構成し、セットＨ’＿ｓｅｔにおける要素数Ｈ’(ｔｔ)を算出し、
Ｈ’(ｔｔ)＝ ｈａｌｆ＿ｍ’×ｈａｌｆ＿ｎ’であると、当該認証しようとする画像ブロックＢ’(ｔｔ)に対して抽出操作を行わず、
さもないと、Ｈ’(ｔｔ)が偶数である場合には、ｗ＝ ｗ||“０”であり、ここで“||”は文字列連結を表し、
さもないと、Ｈ’(ｔｔ)が奇数である場合には、ｗ＝ ｗ||“１”であり、ここで“||”は文字列連結を表し、
ｔｔ＋１＜ｔ’であると、ｔｔ＝ｔｔ＋１となり、
認証しようとするデジタルビデオＶ’における全てのフレーム画像にわたって、秘密ビット文字列ｗを抽出し、
暗号キーｋｅｙ２に従って抽出した秘密ビット文字列ｗを採決モデルによってビット列還元及び秘密情報還元を行い、さらに、還元した秘密情報に基づいて当該デジタルビデオのコンテンツが改竄されたか否かを判断することによって、デジタルビデオコンテンツに対するセキュリティ認証を実現する。
一方に、本発明は、デジタルビデオにおけるフレーム画像の１枚毎に対して、１画素の階調値を選択し修正して、１ビットの秘密情報を埋め込むための秘密情報埋め込みモジュールと、
暗号キーにより秘密情報を埋め込んだデジタルビデオから秘密情報を抽出し、デジタルビデオコンテンツに対するセキュリティ認証を実現するための秘密情報抽出及びビデオ認証モジュールとを含むデジタルビデオコンテンツのセキュリティ認証システムも提供している。
好ましくは、前記秘密情報埋め込みモジュールは、具体的に、
フレーム順にデジタルビデオＶにおけるフレーム画像Ｉ(ｊ)を１枚毎に読み取り、その中、ｊ＝０、１、…、ｔ−１であり、ｔはデジタルビデオＶのトータルフレーム数を表し、
読み取ったデジタルビデオＶからいずれか１つのフレーム画像を取得して、当該フレーム画像の大きさを確定するとともに、ｍ×ｎと記し、その中、ｍは当該フレーム画像の行数を表し、ｎは当該フレーム画像の列数を表し、当該フレーム画像では画素毎に１つの座標を有し、左下の画素位置の座標は(０，０)であり、右上の画素位置の座標は(ｍ−１，ｎ−１)であり、
埋め込もうとする秘密情報をビット配列ｗ(ｉ)に変換し、ｉ＝０，１，…，ｓ−１であり、前記秘密情報が１つの文字列であると、ｍ１にて文字列の長さを表すとともに、暗号キーｋｅｙ２とし、前記秘密情報が１つの２値画像であると、２値画像をラスター走査してビット配列を取得し、ビット配列の大きさはｓ＝ｍ１×ｎ１であり、その中、ｍ１及びｎ１は２値画像の行数及び列数をそれぞれ表し、この場合、ｍ１及びｎ１を暗号キーｋｅｙ２とし、
ｔｔ＝０、ｓｓ＝０にセットし、
ビット配列におけるビット情報ｗ(ｓｓ)を読み取り、
フレーム画像Ｉ(ｔｔ)から選んで取得した選び画像ブロックＢ(ｔｔ)を読み取り、当該選び画像ブロックＢ(ｔｔ)の左下の位置の座標は(ｘ，ｙ)であり、右上の位置の座標は(ｘ−１＋ｈａｌｆ＿ｍ，ｙ−１＋ｈａｌｆ＿ｎ)であり、当該選び画像ブロックＢ(ｔｔ)の大きさはｈａｌｆ＿ｍ×ｈａｌｆ＿ｎであり、その中、０≦ｘ＜ｈａｌｆ＿ｍ、０≦ｙ＜ｈａｌｆ＿ｎ、ｘ＝Ｖ＿ｋｅｙ ｍｏｄ ｈａｌｆ＿ｍ、ｙ＝ Ｖ＿ｋｅｙ ｍｏｄ ｈａｌｆ＿ｎ、Ｖ＿ｋｅｙ＝ＭＤ５(ｋｅｙ１)、ｈａｌｆ＿ｍ＝Ｔｒｕｎｃ(ｍ/２)、ｈａｌｆ＿ｎ＝ Ｔｒｕｎｃ(ｎ/２)、ｋｅｙ１は暗号キーであり、ＭＤ５はハッシュ関数であり、Ｔｒｕｎｃ()は切捨て丸め関数であり、ｍｏｄはモジュロ関数であり、
前記選び画像ブロックＢ(ｔｔ)における各画素点の階調値平均値ｍｅａｎ(ｔｔ)を算出し、
前記選び画像ブロックＢ(ｔｔ)から階調値が前記階調値平均値ｍｅａｎ(ｔｔ)よりも小さくない画素点を選んでセットＨ＿ｓｅｔを構成し、セットＨ＿ｓｅｔにおける要素数Ｈ(ｔｔ)を算出するとともに、セットＨ＿ｓｅｔにおける階調値の最も小さい画素点に対応する位置の座標(Ｈｘ，Ｈｙ)及び対応する階調値Ｈ＿ｖ＝ｐ(Ｈｘ，Ｈｙ)を算出し、
前記選び画像ブロックＢ(ｔｔ)から階調値が前記階調値平均値ｍｅａｎ(ｔｔ)よりも小さい画素点を選んでセットＬ＿ｓｅｔを構成し、セットＬ＿ｓｅｔにおける階調値の最も大きい画素点に対応する位置の座標(Ｌｘ，Ｌｙ)及び対応する階調値Ｌ＿ｖ＝ｐ(Ｌｘ，Ｌｙ)を算出し、
前記ビット情報ｗ(ｓｓ)の値及び要素数Ｈ(ｔｔ)のパリティーに基づいて１ビットの秘密情報を埋め込む、
ｓｓ＝(ｓｓ＋１) ｍｏｄ ｓを算出して、ｔｔ＋１＜ｔであると、ｔｔ＝ｔｔ＋１とし、
デジタルビデオＶにおける全てのフレーム画像にわたって、秘密ビット情報を順に埋め込んだ後、秘密情報の埋め込みプロセスが終了し、秘密情報を含むデジタルビデオＶ’を取得するためのものである。
好ましくは、前記秘密情報抽出及びビデオ認証モジュールは、具体的に、
フレーム順に認証しようとするデジタルビデオＶ’におけるフレーム画像Ｉ’(ｊ)を１枚毎に読み取り、その中、ｊ＝０，１，…，ｔ’−１であり、ｔ’はデジタルビデオＶ’のトータルフレーム数を表し、
読み取ったデジタルビデオＶ’からいずれか１つのフレーム画像を取得して、当該フレーム画像の大きさを確定するとともに、ｍ’×ｎ’と記し、その中、ｍ’は当該フレーム画像の行数を表し、ｎ’は当該フレーム画像の列数を表し、当該フレーム画像における画素毎の位置の座標を順に確定し、左下の画素位置の座標は(０，０)であり、右上の画素位置の座標は(ｍ’−１，ｎ’−１)であり、
ｔｔ＝０、 ｗ＝“”にセットし、
フレーム画像Ｉ’(ｔｔ)から選んで取得した認証しようとする画像ブロックＢ’(ｔｔ)を読み取り、当該認証しようとする画像ブロックＢ’(ｔｔ)の左下の位置の座標は(ｘ，ｙ)であり、右上の位置の座標は(ｘ−１＋ｈａｌｆ＿ｍ’，ｙ−１＋ｈａｌｆ＿ｎ’)であり、当該認証しようとする画像ブロックＢ’(ｔｔ)の大きさはｈａｌｆ＿ｍ’×ｈａｌｆ＿ｎ’であり、その中、０≦ｘ＜ｈａｌｆ＿ｍ’、０≦ｙ＜ｈａｌｆ＿ｎ’、ｘ＝Ｖ＿ｋｅｙ ｍｏｄ ｈａｌｆ＿ｍ’、ｙ＝ Ｖ＿ｋｅｙ ｍｏｄ ｈａｌｆ＿ｎ’、その中、Ｖ＿ｋｅｙ＝ＭＤ５(ｋｅｙ１)、ｈａｌｆ＿ｍ’＝Ｔｒｕｎｃ(ｍ’/２)、ｈａｌｆ＿ｎ’＝ Ｔｒｕｎｃ(ｎ’/２)、ｋｅｙ１は暗号キーであり、ＭＤ５はハッシュ関数であり、Ｔｒｕｎｃ()は切捨て丸め関数であり、ｍｏｄはモジュロ関数であり、
前記認証しようとする画像ブロックＢ’(ｔｔ)における各画素点の階調値平均値ｍｅａｎ’(ｔｔ)を算出し、
前記認証しようとする画像ブロックＢ’(ｔｔ)から階調値が前記階調値平均値ｍｅａｎ’(ｔｔ)よりも小さくない画素点を選んでセットＨ’＿ｓｅｔを構成し、セットＨ’＿ｓｅｔにおける要素数Ｈ’(ｔｔ)を算出し、
Ｈ’(ｔｔ)＝ ｈａｌｆ＿ｍ’×ｈａｌｆ＿ｎ’であると、当該認証しようとする画像ブロックＢ’(ｔｔ)に対して抽出操作を行わず、
さもないと、Ｈ’(ｔｔ)が偶数である場合には、ｗ＝ ｗ||“０”であり、ここで“||”は文字列連結を表し、
さもないと、Ｈ’(ｔｔ)が奇数である場合には、ｗ＝ ｗ||“１”であり、ここで“||”は文字列連結を表し、
ｔｔ＋１＜ｔ’であると、ｔｔ＝ｔｔ＋１となり、
認証しようとするデジタルビデオＶ’における全てのフレーム画像にわたって、秘密ビット文字列ｗを抽出し、
暗号キーｋｅｙ２に従って抽出した秘密ビット文字列ｗを採決モデルによってビット列還元及び秘密情報還元を行い、さらに、還元した秘密情報に基づいて当該デジタルビデオのコンテンツが改竄されたか否かを判断することによって、デジタルビデオコンテンツに対するセキュリティ認証を実現するためのものである。
本発明の提供する技術案は、キャリアとしてデジタルビデオを有効に利用し、暗号キーやハッシュ関数に基づいてデジタルビデオのフレーム画像から１つの秘密画像ブロックを確定して認証するための秘密情報を隠し、当該方法では１画素の階調値を変化させるだけで１ビットの秘密情報を埋め込むことができ、感知されにくく、またユーザーの体験にも影響がなく、そして、セキュリティ性が極めて高く、デジタルビデオへの歪みもできるだけ小さい。さらに、良好な脆弱性を有して、デジタルビデオコンテンツの真実性や完全性に対するセキュリティ認証を実現することができる。
以下、本発明の目的、技術案及び利点をもっと明瞭化するために、図面及び実施例を組合わせて、本発明についてさらに詳しく説明する。ここで記述した具体的な実施例は本発明を解釈するためのものに過ぎず、本発明を限定するためのものではないことを理解できるであろう。
本発明の具体的な実施形態は、デジタルビデオコンテンツのセキュリティ認証方法を提供している。その中、前記方法は主に以下のようなステップを含んでいる。
即ち、デジタルビデオにおけるフレーム画像１枚毎に対して、１画素の階調値を選択し修正して、１ビットの秘密情報を埋め込む秘密情報埋め込みステップＳ１１と、
暗号キーにより秘密情報を埋め込んだデジタルビデオから秘密情報を抽出し、デジタルビデオコンテンツに対するセキュリティ認証を実現する秘密情報抽出及びビデオ認証ステップＳ１２とを含む。
本発明の提供するデジタルビデオコンテンツのセキュリティ認証方法は、キャリアとしてデジタルビデオを有効に利用し、暗号キーやハッシュ関数に基づいてデジタルビデオのフレーム画像から１つの秘密画像ブロックを確定して認証するための秘密情報を隠し、当該方法では１画素の階調値を変化させるだけで１ビットの秘密情報を埋め込むことができ、感知されにくく、またユーザーの体験にも影響がなく、そして、セキュリティ性が極めて高く、デジタルビデオへの歪みもできるだけ小さい。さらに、良好な脆弱性を有して、デジタルビデオコンテンツの真実性や完全性に対するセキュリティ認証を実現することができる。
以下に、本発明の提供しているデジタルビデオコンテンツのセキュリティ認証方法について詳しく説明する。
図１を参照すると、本発明の一実施形態におけるコンピュータによって実行されるデジタルビデオコンテンツのセキュリティ認証方法のフローチャートである。
ステップＳ１１として、秘密情報埋め込みステップでは、デジタルビデオにおけるフレーム画像１枚毎に対して、１画素の階調値を選択し修正して、１ビットの秘密情報を埋め込む。
本実施形態において、秘密情報埋め込みステップＳ１１は、具体的にステップＳ１１０１〜Ｓ１１１２との次のような１２個のサブステップを含んでいる。
サブステップＳ１１０１では、フレーム順にデジタルビデオＶにおけるフレーム画像Ｉ(ｊ)を１枚毎に読み取り、その中、ｊ＝０，１，…，ｔ−１であり、ｔはデジタルビデオＶのトータルフレーム数を表し、
サブステップＳ１１０２では、読み取ったデジタルビデオＶからいずれか１つのフレーム画像を取得して、当該フレーム画像の大きさを確定するとともに、ｍ×ｎと記し、その中、ｍは当該フレーム画像の行数を表し、ｎは当該フレーム画像の列数を表し、当該フレーム画像では画素毎に１つの座標を有し、左下の画素位置の座標は(０，０)であり、右上の画素位置の座標は(ｍ−１，ｎ−１)であり、
サブステップＳ１１０３では、埋め込もうとする秘密情報をビット配列ｗ(ｉ)に変換し、
ｉ＝０，１，…，ｓ−１であり、前記秘密情報が１つの文字列であると、ｍ１にて文字列の長さを表すとともに、暗号キーｋｅｙ２とし、前記秘密情報が１つの２値画像であると、２値画像をラスター走査してビット配列を取得し、ビット配列の大きさはｓ＝ｍ１×ｎ１であり、その中、ｍ１及びｎ１は２値画像の行数及び列数をそれぞれ表し、この場合、ｍ１及びｎ１を暗号キーｋｅｙ２とし、
サブステップＳ１１０４では、ｔｔ＝０、ｓｓ＝０にセットし、
サブステップＳ１１０５では、ビット配列におけるビット情報ｗ(ｓｓ)を読み取り、
サブステップＳ１１０６では、フレーム画像Ｉ(ｔｔ)から選んで取得した選び画像ブロックＢ(ｔｔ)を読み取り、当該選び画像ブロックＢ(ｔｔ)の左下の位置の座標は(ｘ，ｙ)であり、右上の位置の座標は(ｘ−１＋ｈａｌｆ＿ｍ，ｙ−１＋ｈａｌｆ＿ｎ)であり、当該選び画像ブロックＢ(ｔｔ)の大きさはｈａｌｆ＿ｍ×ｈａｌｆ＿ｎであり、その中、０≦ｘ＜ｈａｌｆ＿ｍ、０≦ｙ＜ｈａｌｆ＿ｎ、ｘ＝Ｖ＿ｋｅｙ ｍｏｄ ｈａｌｆ＿ｍ、ｙ＝Ｖ＿ｋｅｙ ｍｏｄ ｈａｌｆ＿ｎ、Ｖ＿ｋｅｙ＝ＭＤ５(ｋｅｙ１)、ｈａｌｆ＿ｍ＝Ｔｒｕｎｃ(ｍ/２)、ｈａｌｆ＿ｎ＝ Ｔｒｕｎｃ(ｎ/２)、ｋｅｙ１は暗号キーであり、ＭＤ５はハッシュ関数であり、Ｔｒｕｎｃ()は切捨て丸め関数であり、ｍｏｄはモジュロ関数であり、
サブステップＳ１１０７では、前記選び画像ブロックＢ(ｔｔ)における各画素点の階調値平均値ｍｅａｎ(ｔｔ)を算出し、本実施形態において、
であり、その中、ｐ(ｉ，ｊ)はフレーム画像における(ｉ，ｊ)位置での画素の階調値を表し、選び画像ブロックＢ(ｔｔ)がカラー画像であると、カラー画像の当該位置における画素点の緑色値（即ちＧ値）を階調値として算出し、
サブステップＳ１１０８では、前記選び画像ブロックＢ(ｔｔ)から階調値が前記階調値平均値ｍｅａｎ(ｔｔ)よりも小さくない画素点を選んでセットＨ＿ｓｅｔを構成し、セットＨ＿ｓｅｔにおける要素数Ｈ(ｔｔ)を算出するとともに、セットＨ＿ｓｅｔにおける階調値の最も小さい画素点に対応する位置の座標(Ｈｘ，Ｈｙ)及び対応する階調値Ｈ＿ｖ＝ｐ(Ｈｘ，Ｈｙ)を算出し、本実施形態では、画素点の階調値の最も小さいものが１つだけでないと、ランダムに１つが選ばればよく、
サブステップＳ１１０９では、前記選び画像ブロックＢ(ｔｔ)から階調値が前記階調値平均値ｍｅａｎ(ｔｔ)よりも小さい画素点を選んでセットＬ＿ｓｅｔを構成し、セットＬ＿ｓｅｔにおける階調値の最も大きい画素点に対応する位置の座標(Ｌｘ，Ｌｙ)及び対応する階調値Ｌ＿ｖ＝ｐ(Ｌｘ，Ｌｙ)を算出し、
サブステップＳ１１１０では、前記ビット情報ｗ(ｓｓ)の値及び要素数Ｈ(ｔｔ)のパリティーに基づいて１ビットの秘密情報を埋め込み、本実施形態において、サブステップＳ１１１０は、具体的に、
要素数Ｈ(ｔｔ)＝ ｈａｌｆ＿ｍ×ｈａｌｆ＿ｎであると、前記選び画像ブロックに対して秘密情報の埋め込み操作を行わず、
さもないと、ｗ(ｓｓ)＝０でＨ(ｔｔ)が偶数である時、或いは、ｗ(ｓｓ)＝１でＨ(ｔｔ)が奇数である時には、前記選び画像ブロックＢ(ｔｔ)に対して何の操作も行わなくて１ビットの秘密情報を埋め込み、
さもないと、ｗ(ｓｓ)＝０で、Ｈ(ｔｔ)＝１である場合には、ｐ(Ｌｘ，Ｌｙ)＝ｐ(Ｈｘ，Ｈｙ)のようになり、
さもないと、ｗ(ｓｓ)＝０で、Ｈ(ｔｔ)が奇数であり、且つ、Ｈ＿ｖ− ｍｅａｎ(ｔｔ)≦ｍｅａｎ(ｔｔ)− Ｌ＿ｖである場合には、ｐ(Ｈｘ，Ｈｙ)＝ ｐ(Ｌｘ，Ｌｙ)となり、
さもないと、ｗ(ｓｓ)＝０で、Ｈ(ｔｔ)が奇数であり、且つ、Ｈ＿ｖ− ｍｅａｎ(ｔｔ)＞ｍｅａｎ(ｔｔ)− Ｌ＿ｖである場合には、ｐ(Ｌｘ，Ｌｙ)＝ ｐ(Ｈｘ，Ｈｙ)となり、
さもないと、ｗ(ｓｓ)＝１で、Ｈ(ｔｔ)が偶数であり、且つ、Ｈ＿ｖ− ｍｅａｎ(ｔｔ)＞ｍｅａｎ(ｔｔ)− Ｌ＿ｖである場合には、ｐ(Ｌｘ，Ｌｙ)＝ ｐ(Ｈｘ，Ｈｙ)となり、
さもないと、ｗ(ｓｓ)＝１で、Ｈ(ｔｔ)が偶数であり、且つ、Ｈ＿ｖ− ｍｅａｎ(ｔｔ)≦ｍｅａｎ(ｔｔ)− Ｌ＿ｖである場合には、ｐ(Ｈｘ，Ｈｙ)＝ ｐ(Ｌｘ，Ｌｙ)となる。
サブステップＳ１１１１では、ｓｓ＝(ｓｓ＋１) ｍｏｄ ｓを算出して、ｔｔ＋１＜ｔであると、ｔｔ＝ｔｔ＋１とし、
サブステップＳ１１１２では、デジタルビデオＶにおける全てのフレーム画像にわたって、秘密ビット情報を順に埋め込んだ後、秘密情報の埋め込みプロセスが終了し、秘密情報を含むデジタルビデオＶ’を取得する。
ステップＳ１２として、秘密情報抽出及びビデオ認証ステップでは、暗号キーにより秘密情報を埋め込んだデジタルビデオから秘密情報を抽出し、デジタルビデオコンテンツに対するセキュリティ認証を実現する。
本実施形態において、秘密情報抽出及びビデオ認証ステップＳ１２は、具体的にステップＳ１２０１〜Ｓ１２１２との次のような１２個のサブステップを含んでいる。
サブステップＳ１２０１では、フレーム順に認証しようとするデジタルビデオＶ’におけるフレーム画像Ｉ’(ｊ)を１枚毎に読み取り、その中、ｊ＝０，１，…，ｔ’−１であり、ｔ’はデジタルビデオＶ’のトータルフレーム数を表し、
サブステップＳ１２０２では、読み取ったデジタルビデオＶ’からいずれか１つのフレーム画像を取得して、当該フレーム画像の大きさを確定するとともに、ｍ’×ｎ’と記し、その中、ｍ’は当該フレーム画像の行数を表し、ｎ’は当該フレーム画像の列数を表し、当該フレーム画像における画素毎の位置の座標を順に確定し、左下の画素位置の座標は(０，０)であり、右上の画素位置の座標は(ｍ’−１，ｎ’−１)であり、
サブステップＳ１２０３では、ｔｔ＝０、 ｗ＝“”にセットし、
サブステップＳ１２０４では、フレーム画像Ｉ’(ｔｔ)から選んで取得した認証しようとする画像ブロックＢ’(ｔｔ)を読み取り、当該認証しようとする画像ブロックＢ’(ｔｔ)の左下の位置の座標は(ｘ，ｙ)であり、右上の位置の座標は(ｘ−１＋ｈａｌｆ＿ｍ’，ｙ−１＋ｈａｌｆ＿ｎ’)であり、当該認証しようとする画像ブロックＢ’(ｔｔ)の大きさはｈａｌｆ＿ｍ’×ｈａｌｆ＿ｎ’であり、その中、０≦ｘ＜ｈａｌｆ＿ｍ’、０≦ｙ＜ｈａｌｆ＿ｎ’、ｘ＝Ｖ＿ｋｅｙ ｍｏｄ ｈａｌｆ＿ｍ’、ｙ＝ Ｖ＿ｋｅｙ ｍｏｄｈａｌｆ＿ｎ’、そして、Ｖ＿ｋｅｙ＝ＭＤ５(ｋｅｙ１)、ｈａｌｆ＿ｍ’＝Ｔｒｕｎｃ(ｍ’/２)、ｈａｌｆ＿ｎ’＝ Ｔｒｕｎｃ(ｎ’/２)、ｋｅｙ１は暗号キーであり、ＭＤ５はハッシュ関数であり、Ｔｒｕｎｃ()は切捨て丸め関数であり、ｍｏｄはモジュロ関数であり、本実施形態では、暗号キーｋｅｙ１やハッシュ関数（ＭＤ５のようなもの）に基づいてＶ＿ｋｅｙ＝ＭＤ５(ｋｅｙ)の値を算出し、
サブステップＳ１２０５では、前記認証しようとする画像ブロックＢ’(ｔｔ)における各画素点の階調値平均値ｍｅａｎ’(ｔｔ)を算出し、本実施形態において、
であり、その中、ｐ(ｉ，ｊ)はフレーム画像における(ｉ，ｊ)位置での画素の階調値を表し、選び画像ブロックＢ(ｔｔ)がカラー画像であると、カラー画像の当該位置における画素点の緑色値（即ちＧ値）を階調値として算出し、
サブステップＳ１２０６では、前記認証しようとする画像ブロックＢ’(ｔｔ)から階調値が前記階調値平均値ｍｅａｎ’(ｔｔ)よりも小さくない画素点を選んでセットＨ’＿ｓｅｔを構成し、セットＨ’＿ｓｅｔにおける要素数Ｈ’(ｔｔ)を算出し、
サブステップＳ１２０７では、Ｈ’(ｔｔ)＝ ｈａｌｆ＿ｍ’×ｈａｌｆ＿ｎ’であると、当該認証しようとする画像ブロックＢ’(ｔｔ)に対して抽出操作を行わず、本実施形態では、この場合、ｔｔ＋１＜ｔ’であると、ｔｔ＝ｔｔ＋１として、サブステップＳ１２０４へ移行し、さもないと、サブステップＳ１２１１へ移行し、
サブステップＳ１２０８では、さもないと、Ｈ’(ｔｔ)が偶数である場合には、ｗ＝ ｗ||“０”であり、ここで“||”は文字列連結を表し、ｔｔ＋１＜ｔ’であると、ｔｔ＝ｔｔ＋１として、サブステップＳ１２０４へ移行し、
サブステップＳ１２０９では、さもないと、Ｈ’(ｔｔ)が奇数である場合には、ｗ＝ ｗ||“１”であり、ここで“||”は文字列連結を表し、ｔｔ＋１＜ｔ’であると、ｔｔ＝ｔｔ＋１として、サブステップＳ１２０４へ移行し、
サブステップＳ１２１０では、ｔｔ＋１＜ｔ’であると、ｔｔ＝ｔｔ＋１となり、
サブステップＳ１２１１では、認証しようとするデジタルビデオＶ’における全てのフレーム画像にわたって、秘密ビット文字列ｗを抽出し、
サブステップＳ１２１２では、暗号キーｋｅｙ２に従って抽出した秘密ビット文字列ｗを採決モデルによってビット列還元及び秘密情報還元を行い、さらに、還元した秘密情報に基づいて当該デジタルビデオのコンテンツが改竄されたか否かを判断することによって、デジタルビデオコンテンツに対するセキュリティ認証を実現する。
本発明の提供するコンピュータによって実行されるデジタルビデオコンテンツのセキュリティ認証方法は、キャリアとしてデジタルビデオを有効に利用し、暗号キーやハッシュ関数に基づいてデジタルビデオのフレーム画像から１つの秘密画像ブロックを確定して認証するための秘密情報を隠し、当該方法では１画素の階調値を変化させるだけで１ビットの秘密情報を埋め込むことができ、感知されにくく、またユーザーの体験にも影響がなく、そして、セキュリティ性が極めて高く、デジタルビデオへの歪みもできるだけ小さい。さらに、良好な脆弱性を有して、デジタルビデオコンテンツの真実性や完全性に対するセキュリティ認証を実現することができる。
本発明の具体的な実施形態は、デジタルビデオコンテンツのセキュリティ認証システム１０も提供しており、主に、
デジタルビデオにおけるフレーム画像１枚毎に対して、１画素の階調値を選択し修正して、１ビットの秘密情報を埋め込むための秘密情報埋め込みモジュール１１と、
暗号キーにより秘密情報を埋め込んだデジタルビデオから秘密情報を抽出し、デジタルビデオコンテンツに対するセキュリティ認証を実現するための秘密情報抽出及びビデオ認証モジュール１２とを含む。
本発明の提供するデジタルビデオコンテンツのセキュリティ認証システム１０は、キャリアとしてデジタルビデオを利用し、暗号キーやハッシュ関数に基づいてデジタルビデオのフレーム画像から１つの秘密画像ブロックを確定して認証するための秘密情報を隠し、当該方法では１画素の階調値を変化させるだけで１ビットの秘密情報を埋め込むことができ、感知されにくく、またユーザーの体験にも影響がなく、そして、セキュリティ性が極めて高く、デジタルビデオへの歪みもできるだけ小さい。さらに、良好な脆弱性を有して、デジタルビデオコンテンツの真実性や完全性に対するセキュリティ認証を実現することができる。
図２を参照すると、本発明の一実施形態におけるデジタルビデオコンテンツのセキュリティ認証システム１０の構造を示す図である。
本実施形態において、デジタルビデオコンテンツのセキュリティ認証システム１０は、主に秘密情報埋め込みモジュール１１と、秘密情報抽出及びビデオ認証モジュール１２とを備える。
秘密情報埋め込みモジュール１１は、デジタルビデオにおけるフレーム画像１枚毎に対して、１画素の階調値を選択し修正して、１ビットの秘密情報を埋め込むためのものである。
本実施形態において、前記秘密情報埋め込みモジュール１１は、具体的に、
フレーム順にデジタルビデオＶにおけるフレーム画像Ｉ(ｊ)を１枚毎に読み取り、その中、ｊ＝０、１、…、ｔ−１であり、ｔはデジタルビデオＶのトータルフレーム数を表し、読み取ったデジタルビデオＶからいずれか１つのフレーム画像を取得して、当該フレーム画像の大きさを確定するとともに、ｍ×ｎと記し、その中、ｍは当該フレーム画像の行数を表し、ｎは当該フレーム画像の列数を表し、当該フレーム画像では画素毎に１つの座標を有し、左下の画素位置の座標は(０，０)であり、右上の画素位置の座標は(ｍ−１，ｎ−１)であり、
埋め込もうとする秘密情報をビット配列ｗ(ｉ)に変換し、ｉ＝０，１，…，ｓ−１であり、前記秘密情報が１つの文字列であると、ｍ１にて文字列の長さを表すとともに、暗号キーｋｅｙ２とし、前記秘密情報が１つの２値画像であると、２値画像をラスター走査してビット配列を取得し、ビット配列の大きさはｓ＝ｍ１×ｎ１であり、その中、ｍ１及びｎ１は２値画像の行数及び列数をそれぞれ表し、この場合、ｍ１及びｎ１を暗号キーｋｅｙ２とし、
ｔｔ＝０、ｓｓ＝０にセットし、
ビット配列におけるビット情報ｗ(ｓｓ)を読み取り、
フレーム画像Ｉ(ｔｔ)から選んで取得した選び画像ブロックＢ(ｔｔ)を読み取り、当該選び画像ブロックＢ(ｔｔ)の左下の位置の座標は(ｘ，ｙ)であり、右上の位置の座標は(ｘ−１＋ｈａｌｆ＿ｍ，ｙ−１＋ｈａｌｆ＿ｎ)であり、当該選び画像ブロックＢ(ｔｔ)の大きさはｈａｌｆ＿ｍ×ｈａｌｆ＿ｎであり、その中、０≦ｘ＜ｈａｌｆ＿ｍ、０≦ｙ＜ｈａｌｆ＿ｎ、ｘ＝Ｖ＿ｋｅｙ ｍｏｄ ｈａｌｆ＿ｍ、ｙ＝ Ｖ＿ｋｅｙ ｍｏｄ ｈａｌｆ＿ｎ、Ｖ＿ｋｅｙ＝ＭＤ５(ｋｅｙ１)、ｈａｌｆ＿ｍ＝Ｔｒｕｎｃ(ｍ/２)、ｈａｌｆ＿ｎ＝ Ｔｒｕｎｃ(ｎ/２)、ｋｅｙ１は暗号キーであり、ＭＤ５はハッシュ関数であり、Ｔｒｕｎｃ()は切捨て丸め関数であり、ｍｏｄはモジュロ関数であり、
前記選び画像ブロックＢ(ｔｔ)における各画素点の階調値平均値ｍｅａｎ(ｔｔ)を算出し、
前記選び画像ブロックＢ(ｔｔ)から階調値が前記階調値平均値ｍｅａｎ(ｔｔ)よりも小さくない画素点を選んでセットＨ＿ｓｅｔを構成し、セットＨ＿ｓｅｔにおける要素数Ｈ(ｔｔ)を算出するとともに、セットＨ＿ｓｅｔにおける階調値の最も小さい画素点に対応する位置の座標(Ｈｘ，Ｈｙ)及び対応する階調値Ｈ＿ｖ＝ｐ(Ｈｘ，Ｈｙ)を算出し、
前記選び画像ブロックＢ(ｔｔ)から階調値が前記階調値平均値ｍｅａｎ(ｔｔ)よりも小さい画素点を選んでセットＬ＿ｓｅｔを構成し、セットＬ＿ｓｅｔにおける階調値の最も大きい画素点に対応する位置の座標(Ｌｘ，Ｌｙ)及び対応する階調値Ｌ＿ｖ＝ｐ(Ｌｘ，Ｌｙ)を算出し、
前記ビット情報ｗ(ｓｓ)の値及び要素数Ｈ(ｔｔ)のパリティーに基づいて１ビットの秘密情報を埋め込み、
ｓｓ＝(ｓｓ＋１) ｍｏｄ ｓを算出して、ｔｔ＋１＜ｔであると、ｔｔ＝ｔｔ＋１とし、
デジタルビデオＶにおける全てのフレーム画像にわたって、秘密ビット情報を順に埋め込んだ後、秘密情報の埋め込みプロセスが終了し、秘密情報を含むデジタルビデオＶ’を取得するためのものである。
本実施形態において、秘密情報埋め込みモジュール１１の具体的な処理過程は、前述したステップＳ１１のとおりであるため、ここではさらに説明しない。
秘密情報抽出及びビデオ認証モジュール１２は、暗号キーにより秘密情報を埋め込んだデジタルビデオから秘密情報を抽出し、デジタルビデオコンテンツに対するセキュリティ認証を実現するためのものである。
本実施形態において、前記秘密情報抽出及びビデオ認証モジュール１２は、具体的に、
フレーム順に認証しようとするデジタルビデオＶ’におけるフレーム画像Ｉ’(ｊ)を１枚毎に読み取り、その中、ｊ＝０，１，…，ｔ’−１であり、ｔ’はデジタルビデオＶ’のトータルフレーム数を表し、
読み取ったデジタルビデオＶ’からいずれか１つのフレーム画像を取得して、当該フレーム画像の大きさを確定するとともに、ｍ’×ｎ’と記し、その中、ｍ’は当該フレーム画像の行数を表し、ｎ’は当該フレーム画像の列数を表し、当該フレーム画像における画素毎の位置の座標を順に確定し、左下の画素位置の座標は(０，０)であり、右上の画素位置の座標は(ｍ’−１，ｎ’−１)であり、
ｔｔ＝０、 ｗ＝“”にセットし、
フレーム画像Ｉ’(ｔｔ)から選んで取得した認証しようとする画像ブロックＢ’(ｔｔ)を読み取り、当該認証しようとする画像ブロックＢ’(ｔｔ)の左下の位置の座標は(ｘ，ｙ)であり、右上の位置の座標は(ｘ−１＋ｈａｌｆ＿ｍ’，ｙ−１＋ｈａｌｆ＿ｎ’)であり、当該認証しようとする画像ブロックＢ’(ｔｔ)の大きさはｈａｌｆ＿ｍ’×ｈａｌｆ＿ｎ’であり、その中、０≦ｘ＜ｈａｌｆ＿ｍ’、０≦ｙ＜ｈａｌｆ＿ｎ’、ｘ＝Ｖ＿ｋｅｙ ｍｏｄ ｈａｌｆ＿ｍ’、ｙ＝ Ｖ＿ｋｅｙ ｍｏｄ ｈａｌｆ＿ｎ’、その中、Ｖ＿ｋｅｙ＝ＭＤ５(ｋｅｙ１)、ｈａｌｆ＿ｍ’＝Ｔｒｕｎｃ(ｍ’/２)、ｈａｌｆ＿ｎ’＝ Ｔｒｕｎｃ(ｎ’/２)、ｋｅｙ１は暗号キーであり、ＭＤ５はハッシュ関数であり、Ｔｒｕｎｃ()は切捨て丸め関数であり、ｍｏｄはモジュロ関数であり、
前記認証しようとする画像ブロックＢ’(ｔｔ)における各画素点の階調値平均値ｍｅａｎ’(ｔｔ)を算出し、
前記認証しようとする画像ブロックＢ’(ｔｔ)から階調値が前記階調値平均値ｍｅａｎ’(ｔｔ)よりも小さくない画素点を選んでセットＨ’＿ｓｅｔを構成し、セットＨ’＿ｓｅｔにおける要素数Ｈ’(ｔｔ)を算出し、
Ｈ’(ｔｔ)＝ ｈａｌｆ＿ｍ’×ｈａｌｆ＿ｎ’であると、当該認証しようとする画像ブロックＢ’(ｔｔ)に対して抽出操作を行わず、
さもないと、Ｈ’(ｔｔ)が偶数である場合には、ｗ＝ ｗ||“０”であり、ここで“||”は文字列連結を表し、
さもないと、Ｈ’(ｔｔ)が奇数である場合には、ｗ＝ ｗ||“１”であり、ここで“||”は文字列連結を表し、
ｔｔ＋１＜ｔ’であると、ｔｔ＝ｔｔ＋１となり、
認証しようとするデジタルビデオＶ’における全てのフレーム画像にわたって、秘密ビット文字列ｗを抽出し、
暗号キーｋｅｙ２に従って抽出した秘密ビット文字列ｗを採決モデルによってビット列還元及び秘密情報還元を行い、さらに、還元した秘密情報に基づいて当該デジタルビデオのコンテンツが改竄されたか否かを判断することによって、デジタルビデオコンテンツに対するセキュリティ認証を実現するためのものである。
本実施形態において、秘密情報抽出及びビデオ認証モジュール１２の具体的な処理過程は、前述したステップＳ１２のとおりであるため、ここではさらに説明しない。
本発明の提供するデジタルビデオコンテンツのセキュリティ認証システム１０は、キャリアとしてデジタルビデオを利用し、暗号キーやハッシュ関数に基づいてデジタルビデオのフレーム画像から１つの秘密画像ブロックを確定して認証するための秘密情報を隠し、当該方法では１画素の階調値を変化させるだけで１ビットの秘密情報を埋め込むことができ、感知されにくく、またユーザーの体験にも影響がなく、そして、セキュリティ性が極めて高く、デジタルビデオへの歪みもできるだけ小さい。さらに、良好な脆弱性を有して、デジタルビデオコンテンツの真実性や完全性に対するセキュリティ認証を実現することができる。
注目されたいことは、上述実施例に含まれる各手段はロジック機能によって区分けをしたものに過ぎず、上記したの区分けに制限されるものではなく、対応する機能が実現できればよい。また、各機能手段の具体的な名称も容易に相互区分するためのものであり、本発明の保護範囲を制限するためのものではない。
また、当業者であれば上記各実施例の方法における全部又は一部のステップの実現はプログラムを介して関連するハードウェアを命令することによって完成できることをよく理解できるであろう。対応するプ BR>鴻Oラムはコンピュータ読み取り可能な記憶媒体に記憶できる。前記の記憶媒体は、例えばＲＯＭ/ＲＡＭ、磁気ディスクや光ディスク等である。
以上は本発明の好ましい実施例に過ぎず、本発明を限定するものではない。本発明の精神及び原則内でのいかなる改正、同等取替え及び改善等は、いずれも本発明の保護範囲に含まれることである。
本発明の具体的な実施形態は、デジタルビデオコンテンツのセキュリティ認証方法を提供している。その中、前記方法は主に以下のようなステップを含んでいる。
即ち、デジタルビデオにおけるフレーム画像１枚毎に対して、１画素の階調値を選択し修正して、１ビットの秘密情報を埋め込む秘密情報埋め込みステップＳ１１と、
暗号キーにより秘密情報を埋め込んだデジタルビデオから秘密情報を抽出し、デジタルビデオコンテンツに対するセキュリティ認証を実現する秘密情報抽出及びビデオ認証ステップＳ１２とを含む。
本発明の提供するデジタルビデオコンテンツのセキュリティ認証方法は、キャリアとしてデジタルビデオを有効に利用し、暗号キーやハッシュ関数に基づいてデジタルビデオのフレーム画像から１つの秘密画像ブロックを確定して認証するための秘密情報を隠し、当該方法では１画素の階調値を変化させるだけで１ビットの秘密情報を埋め込むことができ、感知されにくく、またユーザーの体験にも影響がなく、そして、セキュリティ性が極めて高く、デジタルビデオへの歪みもできるだけ小さい。さらに、良好な脆弱性を有して、デジタルビデオコンテンツの真実性や完全性に対するセキュリティ認証を実現することができる。
以下に、本発明の提供しているデジタルビデオコンテンツのセキュリティ認証方法について詳しく説明する。
図１を参照すると、本発明の一実施形態におけるコンピュータによって実行されるデジタルビデオコンテンツのセキュリティ認証方法のフローチャートである。
ステップＳ１１として、秘密情報埋め込みステップでは、デジタルビデオにおけるフレーム画像１枚毎に対して、１画素の階調値を選択し修正して、１ビットの秘密情報を埋め込む。
本実施形態において、秘密情報埋め込みステップＳ１１は、具体的にステップＳ１１０１〜Ｓ１１１２との次のような１２個のサブステップを含んでいる。
サブステップＳ１１０１では、フレーム順にデジタルビデオＶにおけるフレーム画像Ｉ(ｊ)を１枚毎に読み取り、その中、ｊ＝０，１，…，ｔ−１であり、ｔはデジタルビデオＶのトータルフレーム数を表し、
サブステップＳ１１０２では、読み取ったデジタルビデオＶからいずれか１つのフレーム画像を取得して、当該フレーム画像の大きさを確定するとともに、ｍ×ｎと記し、その中、ｍは当該フレーム画像の行数を表し、ｎは当該フレーム画像の列数を表し、当該フレーム画像では画素毎に１つの座標を有し、左下の画素位置の座標は(０，０)であり、右上の画素位置の座標は(ｍ−１，ｎ−１)であり、
サブステップＳ１１０３では、埋め込もうとする秘密情報をビット配列ｗ(ｉ)に変換し、
ｉ＝０，１，…，ｓ−１であり、前記秘密情報が１つの文字列であると、ｍ１にて文字列の長さを表すとともに、暗号キーｋｅｙ２とし、前記秘密情報が１つの２値画像であると、２値画像をラスター走査してビット配列を取得し、ビット配列の大きさはｓ＝ｍ１×ｎ１であり、その中、ｍ１及びｎ１は２値画像の行数及び列数をそれぞれ表し、この場合、ｍ１及びｎ１を暗号キーｋｅｙ２とし、
サブステップＳ１１０４では、ｔｔ＝０、ｓｓ＝０にセットし、
サブステップＳ１１０５では、ビット配列におけるビット情報ｗ(ｓｓ)を読み取り、
サブステップＳ１１０６では、フレーム画像Ｉ(ｔｔ)から選んで取得した選び画像ブロックＢ(ｔｔ)を読み取り、当該選び画像ブロックＢ(ｔｔ)の左下の位置の座標は(ｘ，ｙ)であり、右上の位置の座標は(ｘ−１＋ｈａｌｆ＿ｍ，ｙ−１＋ｈａｌｆ＿ｎ)であり、当該選び画像ブロックＢ(ｔｔ)の大きさはｈａｌｆ＿ｍ×ｈａｌｆ＿ｎであり、その中、０≦ｘ＜ｈａｌｆ＿ｍ、０≦ｙ＜ｈａｌｆ＿ｎ、ｘ＝Ｖ＿ｋｅｙ ｍｏｄ ｈａｌｆ＿ｍ、ｙ＝Ｖ＿ｋｅｙ ｍｏｄ ｈａｌｆ＿ｎ、Ｖ＿ｋｅｙ＝ＭＤ５(ｋｅｙ１)、ｈａｌｆ＿ｍ＝Ｔｒｕｎｃ(ｍ/２)、ｈａｌｆ＿ｎ＝ Ｔｒｕｎｃ(ｎ/２)、ｋｅｙ１は暗号キーであり、ＭＤ５はハッシュ関数であり、Ｔｒｕｎｃ()は切捨て丸め関数であり、ｍｏｄはモジュロ関数であり、
サブステップＳ１１０７では、前記選び画像ブロックＢ(ｔｔ)における各画素点の階調値平均値ｍｅａｎ(ｔｔ)を算出し、本実施形態において、
サブステップＳ１１０８では、前記選び画像ブロックＢ(ｔｔ)から階調値が前記階調値平均値ｍｅａｎ(ｔｔ)よりも小さくない画素点を選んでセットＨ＿ｓｅｔを構成し、セットＨ＿ｓｅｔにおける要素数Ｈ(ｔｔ)を算出するとともに、セットＨ＿ｓｅｔにおける階調値の最も小さい画素点に対応する位置の座標(Ｈｘ，Ｈｙ)及び対応する階調値Ｈ＿ｖ＝ｐ(Ｈｘ，Ｈｙ)を算出し、本実施形態では、画素点の階調値の最も小さいものが１つだけでないと、ランダムに１つが選ばればよく、
サブステップＳ１１０９では、前記選び画像ブロックＢ(ｔｔ)から階調値が前記階調値平均値ｍｅａｎ(ｔｔ)よりも小さい画素点を選んでセットＬ＿ｓｅｔを構成し、セットＬ＿ｓｅｔにおける階調値の最も大きい画素点に対応する位置の座標(Ｌｘ，Ｌｙ)及び対応する階調値Ｌ＿ｖ＝ｐ(Ｌｘ，Ｌｙ)を算出し、
サブステップＳ１１１０では、前記ビット情報ｗ(ｓｓ)の値及び要素数Ｈ(ｔｔ)のパリティーに基づいて１ビットの秘密情報を埋め込み、本実施形態において、サブステップＳ１１１０は、具体的に、
要素数Ｈ(ｔｔ)＝ ｈａｌｆ＿ｍ×ｈａｌｆ＿ｎであると、前記選び画像ブロックに対して秘密情報の埋め込み操作を行わず、
さもないと、ｗ(ｓｓ)＝０でＨ(ｔｔ)が偶数である時、或いは、ｗ(ｓｓ)＝１でＨ(ｔｔ)が奇数である時には、前記選び画像ブロックＢ(ｔｔ)に対して何の操作も行わなくて１ビットの秘密情報を埋め込み、
さもないと、ｗ(ｓｓ)＝０で、Ｈ(ｔｔ)＝１である場合には、ｐ(Ｌｘ，Ｌｙ)＝ｐ(Ｈｘ，Ｈｙ)のようになり、
さもないと、ｗ(ｓｓ)＝０で、Ｈ(ｔｔ)が奇数であり、且つ、Ｈ＿ｖ− ｍｅａｎ(ｔｔ)≦ｍｅａｎ(ｔｔ)− Ｌ＿ｖである場合には、ｐ(Ｈｘ，Ｈｙ)＝ ｐ(Ｌｘ，Ｌｙ)となり、
さもないと、ｗ(ｓｓ)＝０で、Ｈ(ｔｔ)が奇数であり、且つ、Ｈ＿ｖ− ｍｅａｎ(ｔｔ)＞ｍｅａｎ(ｔｔ)− Ｌ＿ｖである場合には、ｐ(Ｌｘ，Ｌｙ)＝ ｐ(Ｈｘ，Ｈｙ)となり、
さもないと、ｗ(ｓｓ)＝１で、Ｈ(ｔｔ)が偶数であり、且つ、Ｈ＿ｖ− ｍｅａｎ(ｔｔ)＞ｍｅａｎ(ｔｔ)− Ｌ＿ｖである場合には、ｐ(Ｌｘ，Ｌｙ)＝ ｐ(Ｈｘ，Ｈｙ)となり、
さもないと、ｗ(ｓｓ)＝１で、Ｈ(ｔｔ)が偶数であり、且つ、Ｈ＿ｖ− ｍｅａｎ(ｔｔ)≦ｍｅａｎ(ｔｔ)− Ｌ＿ｖである場合には、ｐ(Ｈｘ，Ｈｙ)＝ ｐ(Ｌｘ，Ｌｙ)となる。
サブステップＳ１１１１では、ｓｓ＝(ｓｓ＋１) ｍｏｄ ｓを算出して、ｔｔ＋１＜ｔであると、ｔｔ＝ｔｔ＋１とし、
サブステップＳ１１１２では、デジタルビデオＶにおける全てのフレーム画像にわたって、秘密ビット情報を順に埋め込んだ後、秘密情報の埋め込みプロセスが終了し、秘密情報を含むデジタルビデオＶ’を取得する。
ステップＳ１２として、秘密情報抽出及びビデオ認証ステップでは、暗号キーにより秘密情報を埋め込んだデジタルビデオから秘密情報を抽出し、デジタルビデオコンテンツに対するセキュリティ認証を実現する。
本実施形態において、秘密情報抽出及びビデオ認証ステップＳ１２は、具体的にステップＳ１２０１〜Ｓ１２１２との次のような１２個のサブステップを含んでいる。
サブステップＳ１２０１では、フレーム順に認証しようとするデジタルビデオＶ’におけるフレーム画像Ｉ’(ｊ)を１枚毎に読み取り、その中、ｊ＝０，１，…，ｔ’−１であり、ｔ’はデジタルビデオＶ’のトータルフレーム数を表し、
サブステップＳ１２０２では、読み取ったデジタルビデオＶ’からいずれか１つのフレーム画像を取得して、当該フレーム画像の大きさを確定するとともに、ｍ’×ｎ’と記し、その中、ｍ’は当該フレーム画像の行数を表し、ｎ’は当該フレーム画像の列数を表し、当該フレーム画像における画素毎の位置の座標を順に確定し、左下の画素位置の座標は(０，０)であり、右上の画素位置の座標は(ｍ’−１，ｎ’−１)であり、
サブステップＳ１２０３では、ｔｔ＝０、 ｗ＝“”にセットし、
サブステップＳ１２０４では、フレーム画像Ｉ’(ｔｔ)から選んで取得した認証しようとする画像ブロックＢ’(ｔｔ)を読み取り、当該認証しようとする画像ブロックＢ’(ｔｔ)の左下の位置の座標は(ｘ，ｙ)であり、右上の位置の座標は(ｘ−１＋ｈａｌｆ＿ｍ’，ｙ−１＋ｈａｌｆ＿ｎ’)であり、当該認証しようとする画像ブロックＢ’(ｔｔ)の大きさはｈａｌｆ＿ｍ’×ｈａｌｆ＿ｎ’であり、その中、０≦ｘ＜ｈａｌｆ＿ｍ’、０≦ｙ＜ｈａｌｆ＿ｎ’、ｘ＝Ｖ＿ｋｅｙ ｍｏｄ ｈａｌｆ＿ｍ’、ｙ＝ Ｖ＿ｋｅｙ ｍｏｄｈａｌｆ＿ｎ’、そして、Ｖ＿ｋｅｙ＝ＭＤ５(ｋｅｙ１)、ｈａｌｆ＿ｍ’＝Ｔｒｕｎｃ(ｍ’/２)、ｈａｌｆ＿ｎ’＝ Ｔｒｕｎｃ(ｎ’/２)、ｋｅｙ１は暗号キーであり、ＭＤ５はハッシュ関数であり、Ｔｒｕｎｃ()は切捨て丸め関数であり、ｍｏｄはモジュロ関数であり、本実施形態では、暗号キーｋｅｙ１やハッシュ関数（ＭＤ５のようなもの）に基づいてＶ＿ｋｅｙ＝ＭＤ５(ｋｅｙ)の値を算出し、
サブステップＳ１２０５では、前記認証しようとする画像ブロックＢ’(ｔｔ)における各画素点の階調値平均値ｍｅａｎ’(ｔｔ)を算出し、本実施形態において、
サブステップＳ１２０６では、前記認証しようとする画像ブロックＢ’(ｔｔ)から階調値が前記階調値平均値ｍｅａｎ’(ｔｔ)よりも小さくない画素点を選んでセットＨ’＿ｓｅｔを構成し、セットＨ’＿ｓｅｔにおける要素数Ｈ’(ｔｔ)を算出し、
サブステップＳ１２０７では、Ｈ’(ｔｔ)＝ ｈａｌｆ＿ｍ’×ｈａｌｆ＿ｎ’であると、当該認証しようとする画像ブロックＢ’(ｔｔ)に対して抽出操作を行わず、本実施形態では、この場合、ｔｔ＋１＜ｔ’であると、ｔｔ＝ｔｔ＋１として、サブステップＳ１２０４へ移行し、さもないと、サブステップＳ１２１１へ移行し、
サブステップＳ１２０８では、さもないと、Ｈ’(ｔｔ)が偶数である場合には、ｗ＝ ｗ||“０”であり、ここで“||”は文字列連結を表し、ｔｔ＋１＜ｔ’であると、ｔｔ＝ｔｔ＋１として、サブステップＳ１２０４へ移行し、
サブステップＳ１２０９では、さもないと、Ｈ’(ｔｔ)が奇数である場合には、ｗ＝ ｗ||“１”であり、ここで“||”は文字列連結を表し、ｔｔ＋１＜ｔ’であると、ｔｔ＝ｔｔ＋１として、サブステップＳ１２０４へ移行し、
サブステップＳ１２１０では、ｔｔ＋１＜ｔ’であると、ｔｔ＝ｔｔ＋１となり、
サブステップＳ１２１１では、認証しようとするデジタルビデオＶ’における全てのフレーム画像にわたって、秘密ビット文字列ｗを抽出し、
サブステップＳ１２１２では、暗号キーｋｅｙ２に従って抽出した秘密ビット文字列ｗを採決モデルによってビット列還元及び秘密情報還元を行い、さらに、還元した秘密情報に基づいて当該デジタルビデオのコンテンツが改竄されたか否かを判断することによって、デジタルビデオコンテンツに対するセキュリティ認証を実現する。
本発明の提供するコンピュータによって実行されるデジタルビデオコンテンツのセキュリティ認証方法は、キャリアとしてデジタルビデオを有効に利用し、暗号キーやハッシュ関数に基づいてデジタルビデオのフレーム画像から１つの秘密画像ブロックを確定して認証するための秘密情報を隠し、当該方法では１画素の階調値を変化させるだけで１ビットの秘密情報を埋め込むことができ、感知されにくく、またユーザーの体験にも影響がなく、そして、セキュリティ性が極めて高く、デジタルビデオへの歪みもできるだけ小さい。さらに、良好な脆弱性を有して、デジタルビデオコンテンツの真実性や完全性に対するセキュリティ認証を実現することができる。
本発明の具体的な実施形態は、デジタルビデオコンテンツのセキュリティ認証システム１０も提供しており、主に、
デジタルビデオにおけるフレーム画像１枚毎に対して、１画素の階調値を選択し修正して、１ビットの秘密情報を埋め込むための秘密情報埋め込みモジュール１１と、
暗号キーにより秘密情報を埋め込んだデジタルビデオから秘密情報を抽出し、デジタルビデオコンテンツに対するセキュリティ認証を実現するための秘密情報抽出及びビデオ認証モジュール１２とを含む。
本発明の提供するデジタルビデオコンテンツのセキュリティ認証システム１０は、キャリアとしてデジタルビデオを利用し、暗号キーやハッシュ関数に基づいてデジタルビデオのフレーム画像から１つの秘密画像ブロックを確定して認証するための秘密情報を隠し、当該方法では１画素の階調値を変化させるだけで１ビットの秘密情報を埋め込むことができ、感知されにくく、またユーザーの体験にも影響がなく、そして、セキュリティ性が極めて高く、デジタルビデオへの歪みもできるだけ小さい。さらに、良好な脆弱性を有して、デジタルビデオコンテンツの真実性や完全性に対するセキュリティ認証を実現することができる。
図２を参照すると、本発明の一実施形態におけるデジタルビデオコンテンツのセキュリティ認証システム１０の構造を示す図である。
本実施形態において、デジタルビデオコンテンツのセキュリティ認証システム１０は、主に秘密情報埋め込みモジュール１１と、秘密情報抽出及びビデオ認証モジュール１２とを備える。
秘密情報埋め込みモジュール１１は、デジタルビデオにおけるフレーム画像１枚毎に対して、１画素の階調値を選択し修正して、１ビットの秘密情報を埋め込むためのものである。
本実施形態において、前記秘密情報埋め込みモジュール１１は、具体的に、
フレーム順にデジタルビデオＶにおけるフレーム画像Ｉ(ｊ)を１枚毎に読み取り、その中、ｊ＝０、１、…、ｔ−１であり、ｔはデジタルビデオＶのトータルフレーム数を表し、読み取ったデジタルビデオＶからいずれか１つのフレーム画像を取得して、当該フレーム画像の大きさを確定するとともに、ｍ×ｎと記し、その中、ｍは当該フレーム画像の行数を表し、ｎは当該フレーム画像の列数を表し、当該フレーム画像では画素毎に１つの座標を有し、左下の画素位置の座標は(０，０)であり、右上の画素位置の座標は(ｍ−１，ｎ−１)であり、
埋め込もうとする秘密情報をビット配列ｗ(ｉ)に変換し、ｉ＝０，１，…，ｓ−１であり、前記秘密情報が１つの文字列であると、ｍ１にて文字列の長さを表すとともに、暗号キーｋｅｙ２とし、前記秘密情報が１つの２値画像であると、２値画像をラスター走査してビット配列を取得し、ビット配列の大きさはｓ＝ｍ１×ｎ１であり、その中、ｍ１及びｎ１は２値画像の行数及び列数をそれぞれ表し、この場合、ｍ１及びｎ１を暗号キーｋｅｙ２とし、
ｔｔ＝０、ｓｓ＝０にセットし、
ビット配列におけるビット情報ｗ(ｓｓ)を読み取り、
フレーム画像Ｉ(ｔｔ)から選んで取得した選び画像ブロックＢ(ｔｔ)を読み取り、当該選び画像ブロックＢ(ｔｔ)の左下の位置の座標は(ｘ，ｙ)であり、右上の位置の座標は(ｘ−１＋ｈａｌｆ＿ｍ，ｙ−１＋ｈａｌｆ＿ｎ)であり、当該選び画像ブロックＢ(ｔｔ)の大きさはｈａｌｆ＿ｍ×ｈａｌｆ＿ｎであり、その中、０≦ｘ＜ｈａｌｆ＿ｍ、０≦ｙ＜ｈａｌｆ＿ｎ、ｘ＝Ｖ＿ｋｅｙ ｍｏｄ ｈａｌｆ＿ｍ、ｙ＝ Ｖ＿ｋｅｙ ｍｏｄ ｈａｌｆ＿ｎ、Ｖ＿ｋｅｙ＝ＭＤ５(ｋｅｙ１)、ｈａｌｆ＿ｍ＝Ｔｒｕｎｃ(ｍ/２)、ｈａｌｆ＿ｎ＝ Ｔｒｕｎｃ(ｎ/２)、ｋｅｙ１は暗号キーであり、ＭＤ５はハッシュ関数であり、Ｔｒｕｎｃ()は切捨て丸め関数であり、ｍｏｄはモジュロ関数であり、
前記選び画像ブロックＢ(ｔｔ)における各画素点の階調値平均値ｍｅａｎ(ｔｔ)を算出し、
前記選び画像ブロックＢ(ｔｔ)から階調値が前記階調値平均値ｍｅａｎ(ｔｔ)よりも小さくない画素点を選んでセットＨ＿ｓｅｔを構成し、セットＨ＿ｓｅｔにおける要素数Ｈ(ｔｔ)を算出するとともに、セットＨ＿ｓｅｔにおける階調値の最も小さい画素点に対応する位置の座標(Ｈｘ，Ｈｙ)及び対応する階調値Ｈ＿ｖ＝ｐ(Ｈｘ，Ｈｙ)を算出し、
前記選び画像ブロックＢ(ｔｔ)から階調値が前記階調値平均値ｍｅａｎ(ｔｔ)よりも小さい画素点を選んでセットＬ＿ｓｅｔを構成し、セットＬ＿ｓｅｔにおける階調値の最も大きい画素点に対応する位置の座標(Ｌｘ，Ｌｙ)及び対応する階調値Ｌ＿ｖ＝ｐ(Ｌｘ，Ｌｙ)を算出し、
前記ビット情報ｗ(ｓｓ)の値及び要素数Ｈ(ｔｔ)のパリティーに基づいて１ビットの秘密情報を埋め込み、
ｓｓ＝(ｓｓ＋１) ｍｏｄ ｓを算出して、ｔｔ＋１＜ｔであると、ｔｔ＝ｔｔ＋１とし、
デジタルビデオＶにおける全てのフレーム画像にわたって、秘密ビット情報を順に埋め込んだ後、秘密情報の埋め込みプロセスが終了し、秘密情報を含むデジタルビデオＶ’を取得するためのものである。
本実施形態において、秘密情報埋め込みモジュール１１の具体的な処理過程は、前述したステップＳ１１のとおりであるため、ここではさらに説明しない。
秘密情報抽出及びビデオ認証モジュール１２は、暗号キーにより秘密情報を埋め込んだデジタルビデオから秘密情報を抽出し、デジタルビデオコンテンツに対するセキュリティ認証を実現するためのものである。
本実施形態において、前記秘密情報抽出及びビデオ認証モジュール１２は、具体的に、
フレーム順に認証しようとするデジタルビデオＶ’におけるフレーム画像Ｉ’(ｊ)を１枚毎に読み取り、その中、ｊ＝０，１，…，ｔ’−１であり、ｔ’はデジタルビデオＶ’のトータルフレーム数を表し、
読み取ったデジタルビデオＶ’からいずれか１つのフレーム画像を取得して、当該フレーム画像の大きさを確定するとともに、ｍ’×ｎ’と記し、その中、ｍ’は当該フレーム画像の行数を表し、ｎ’は当該フレーム画像の列数を表し、当該フレーム画像における画素毎の位置の座標を順に確定し、左下の画素位置の座標は(０，０)であり、右上の画素位置の座標は(ｍ’−１，ｎ’−１)であり、
ｔｔ＝０、 ｗ＝“”にセットし、
フレーム画像Ｉ’(ｔｔ)から選んで取得した認証しようとする画像ブロックＢ’(ｔｔ)を読み取り、当該認証しようとする画像ブロックＢ’(ｔｔ)の左下の位置の座標は(ｘ，ｙ)であり、右上の位置の座標は(ｘ−１＋ｈａｌｆ＿ｍ’，ｙ−１＋ｈａｌｆ＿ｎ’)であり、当該認証しようとする画像ブロックＢ’(ｔｔ)の大きさはｈａｌｆ＿ｍ’×ｈａｌｆ＿ｎ’であり、その中、０≦ｘ＜ｈａｌｆ＿ｍ’、０≦ｙ＜ｈａｌｆ＿ｎ’、ｘ＝Ｖ＿ｋｅｙ ｍｏｄ ｈａｌｆ＿ｍ’、ｙ＝ Ｖ＿ｋｅｙ ｍｏｄ ｈａｌｆ＿ｎ’、その中、Ｖ＿ｋｅｙ＝ＭＤ５(ｋｅｙ１)、ｈａｌｆ＿ｍ’＝Ｔｒｕｎｃ(ｍ’/２)、ｈａｌｆ＿ｎ’＝ Ｔｒｕｎｃ(ｎ’/２)、ｋｅｙ１は暗号キーであり、ＭＤ５はハッシュ関数であり、Ｔｒｕｎｃ()は切捨て丸め関数であり、ｍｏｄはモジュロ関数であり、
前記認証しようとする画像ブロックＢ’(ｔｔ)における各画素点の階調値平均値ｍｅａｎ’(ｔｔ)を算出し、
前記認証しようとする画像ブロックＢ’(ｔｔ)から階調値が前記階調値平均値ｍｅａｎ’(ｔｔ)よりも小さくない画素点を選んでセットＨ’＿ｓｅｔを構成し、セットＨ’＿ｓｅｔにおける要素数Ｈ’(ｔｔ)を算出し、
Ｈ’(ｔｔ)＝ ｈａｌｆ＿ｍ’×ｈａｌｆ＿ｎ’であると、当該認証しようとする画像ブロックＢ’(ｔｔ)に対して抽出操作を行わず、
さもないと、Ｈ’(ｔｔ)が偶数である場合には、ｗ＝ ｗ||“０”であり、ここで“||”は文字列連結を表し、
さもないと、Ｈ’(ｔｔ)が奇数である場合には、ｗ＝ ｗ||“１”であり、ここで“||”は文字列連結を表し、
ｔｔ＋１＜ｔ’であると、ｔｔ＝ｔｔ＋１となり、
認証しようとするデジタルビデオＶ’における全てのフレーム画像にわたって、秘密ビット文字列ｗを抽出し、
暗号キーｋｅｙ２に従って抽出した秘密ビット文字列ｗを採決モデルによってビット列還元及び秘密情報還元を行い、さらに、還元した秘密情報に基づいて当該デジタルビデオのコンテンツが改竄されたか否かを判断することによって、デジタルビデオコンテンツに対するセキュリティ認証を実現するためのものである。
本実施形態において、秘密情報抽出及びビデオ認証モジュール１２の具体的な処理過程は、前述したステップＳ１２のとおりであるため、ここではさらに説明しない。
本発明の提供するデジタルビデオコンテンツのセキュリティ認証システム１０は、キャリアとしてデジタルビデオを利用し、暗号キーやハッシュ関数に基づいてデジタルビデオのフレーム画像から１つの秘密画像ブロックを確定して認証するための秘密情報を隠し、当該方法では１画素の階調値を変化させるだけで１ビットの秘密情報を埋め込むことができ、感知されにくく、またユーザーの体験にも影響がなく、そして、セキュリティ性が極めて高く、デジタルビデオへの歪みもできるだけ小さい。さらに、良好な脆弱性を有して、デジタルビデオコンテンツの真実性や完全性に対するセキュリティ認証を実現することができる。
注目されたいことは、上述実施例に含まれる各手段はロジック機能によって区分けをしたものに過ぎず、上記したの区分けに制限されるものではなく、対応する機能が実現できればよい。また、各機能手段の具体的な名称も容易に相互区分するためのものであり、本発明の保護範囲を制限するためのものではない。
また、当業者であれば上記各実施例の方法における全部又は一部のステップの実現はプログラムを介して関連するハードウェアを命令することによって完成できることをよく理解できるであろう。対応するプ BR>鴻Oラムはコンピュータ読み取り可能な記憶媒体に記憶できる。前記の記憶媒体は、例えばＲＯＭ/ＲＡＭ、磁気ディスクや光ディスク等である。
以上は本発明の好ましい実施例に過ぎず、本発明を限定するものではない。本発明の精神及び原則内でのいかなる改正、同等取替え及び改善等は、いずれも本発明の保護範囲に含まれることである。
Claims (5)
- コンピュータによって実行されるデジタルビデオコンテンツのセキュリティ認証方法であって、
デジタルビデオにおけるフレーム画像の１枚毎に対して、１画素の階調値を選択し修正することで、１ビットの秘密情報を埋め込む秘密情報埋め込みステップと、
暗号キーにより秘密情報を埋め込んだデジタルビデオから秘密情報を抽出し、デジタルビデオコンテンツに対するセキュリティ認証を実現する秘密情報抽出及びビデオ認証ステップと、を含み、
前記秘密情報埋め込みステップは、
フレーム順にデジタルビデオＶにおけるフレーム画像Ｉ(ｊ)を１枚毎に読み取り、その中、ｊ＝０，１，…，ｔ−１であり、ｔはデジタルビデオＶのトータルフレーム数を表し、読み取ったデジタルビデオＶからいずれか１つのフレーム画像を取得して、当該フレーム画像の大きさを確定するとともに、ｍ×ｎと記し、その中、ｍは当該フレーム画像の行数を表し、ｎは当該フレーム画像の列数を表し、当該フレーム画像では画素毎に１つの座標を有し、左下の画素位置の座標は(０，０)であり、右上の画素位置の座標は(ｍ−１，ｎ−１)であり、
埋め込もうとする秘密情報をビット配列ｗ(ｉ)に変換し、ｉ＝０，１，…，ｓ−１であり、前記秘密情報が１つの文字列であると、ｍ１にて文字列の長さを表すとともに、暗号キーｋｅｙ２とし、前記秘密情報が１つの２値画像であると、２値画像をラスター走査してビット配列を取得し、ビット配列の大きさはｓ＝ｍ１×ｎ１であり、その中、ｍ１及びｎ１は２値画像の行数及び列数をそれぞれ表し、この場合、ｍ１及びｎ１を暗号キーｋｅｙ２とし、
ｔｔ＝０、ｓｓ＝０にセットし、
ビット配列におけるビット情報ｗ(ｓｓ)を読み取り、
フレーム画像Ｉ(ｔｔ)から選んで取得した選び画像ブロックＢ(ｔｔ)を読み取り、当該選び画像ブロックＢ(ｔｔ)の左下の位置の座標は(ｘ，ｙ)であり、右上の位置の座標は(ｘ−１＋ｈａｌｆ＿ｍ，ｙ−１＋ｈａｌｆ＿ｎ)であり、当該選び画像ブロックＢ(ｔｔ)の大きさはｈａｌｆ＿ｍ×ｈａｌｆ＿ｎであり、その中、０≦ｘ＜ｈａｌｆ＿ｍ、０≦ｙ＜ｈａｌｆ＿ｎ、ｘ＝Ｖ＿ｋｅｙ ｍｏｄ ｈａｌｆ＿ｍ、ｙ＝ Ｖ＿ｋｅｙ ｍｏｄ ｈａｌｆ＿ｎ、Ｖ＿ｋｅｙ＝ＭＤ５(ｋｅｙ１)、ｈａｌｆ＿ｍ＝Ｔｒｕｎｃ(ｍ/２)、ｈａｌｆ＿ｎ＝ Ｔｒｕｎｃ(ｎ/２)、ｋｅｙ１は暗号キーであり、ＭＤ５はハッシュ関数であり、Ｔｒｕｎｃ()は切捨て丸め関数であり、ｍｏｄはモジュロ関数であり、
前記選び画像ブロックＢ(ｔｔ)における各画素点の階調値平均値ｍｅａｎ(ｔｔ)を算出し、
前記選び画像ブロックＢ(ｔｔ)から階調値が前記階調値平均値ｍｅａｎ(ｔｔ)よりも小さくない画素点を選んでセットＨ＿ｓｅｔを構成し、セットＨ＿ｓｅｔにおける要素数Ｈ(ｔｔ)を算出するとともに、セットＨ＿ｓｅｔにおける階調値の最も小さい画素点に対応する位置の座標(Ｈｘ，Ｈｙ)及び対応する階調値Ｈ＿ｖ＝ｐ(Ｈｘ，Ｈｙ)を算出し、
前記選び画像ブロックＢ(ｔｔ)から階調値が前記階調値平均値ｍｅａｎ(ｔｔ)よりも小さい画素点を選んでセットＬ＿ｓｅｔを構成し、セットＬ＿ｓｅｔにおける階調値の最も大きい画素点に対応する位置の座標(Ｌｘ，Ｌｙ)及び対応する階調値Ｌ＿ｖ＝ｐ(Ｌｘ，Ｌｙ)を算出し、
前記ビット情報ｗ(ｓｓ)の値及び要素数Ｈ(ｔｔ)のパリティーに基づいて１ビットの秘密情報を埋め込み、
ｓｓ＝(ｓｓ＋１) ｍｏｄ ｓを算出して、ｔｔ＋１＜ｔであると、ｔｔ＝ｔｔ＋１とし、
デジタルビデオＶにおける全てのフレーム画像にトラバースし、秘密ビット情報を順に埋め込んだ後、秘密情報の埋め込みプロセスが終了し、秘密情報を含むデジタルビデオＶ’を取得することを特徴とするデジタルビデオコンテンツのセキュリティ認証方法。 - 前記した前記ビット情報ｗ(ｓｓ)の値及び要素数Ｈ(ｔｔ)のパリティーに基づいて１ビットの秘密情報を埋め込むステップは、
要素数Ｈ(ｔｔ)＝ ｈａｌｆ＿ｍ×ｈａｌｆ＿ｎであると、前記選び画像ブロックに対して秘密情報の埋め込み操作を行わず、
さもないと、ｗ(ｓｓ)＝０でＨ(ｔｔ)が偶数である時、或いは、ｗ(ｓｓ)＝１でＨ(ｔｔ)が奇数である時には、前記選び画像ブロックＢ(ｔｔ)に対して何の操作も行わなくて１ビットの秘密情報を埋め込み、
さもないと、ｗ(ｓｓ)＝０で、Ｈ(ｔｔ)＝１である場合には、ｐ(Ｌｘ，Ｌｙ)＝ ｐ(Ｈｘ，Ｈｙ)のようになり、
さもないと、ｗ(ｓｓ)＝０で、Ｈ(ｔｔ)が奇数であり、且つ、Ｈ＿ｖ− ｍｅａｎ(ｔｔ)≦ｍｅａｎ(ｔｔ)− Ｌ＿ｖである場合には、ｐ(Ｈｘ，Ｈｙ)＝ ｐ(Ｌｘ，Ｌｙ)となり、
さもないと、ｗ(ｓｓ)＝０で、Ｈ(ｔｔ)が奇数であり、且つ、Ｈ＿ｖ− ｍｅａｎ(ｔｔ)＞ｍｅａｎ(ｔｔ)− Ｌ＿ｖである場合には、ｐ(Ｌｘ，Ｌｙ)＝ ｐ(Ｈｘ，Ｈｙ)となり、
さもないと、ｗ(ｓｓ)＝１で、Ｈ(ｔｔ)が偶数であり、且つ、Ｈ＿ｖ− ｍｅａｎ(ｔｔ)＞ｍｅａｎ(ｔｔ)− Ｌ＿ｖである場合には、ｐ(Ｌｘ，Ｌｙ)＝ ｐ(Ｈｘ，Ｈｙ)となり、
さもないと、ｗ(ｓｓ)＝１で、Ｈ(ｔｔ)が偶数であり、且つ、Ｈ＿ｖ− ｍｅａｎ(ｔｔ)≦ｍｅａｎ(ｔｔ)− Ｌ＿ｖである場合には、ｐ(Ｈｘ，Ｈｙ)＝ ｐ(Ｌｘ，Ｌｙ)となることを特徴とする請求項１に記載のデジタルビデオコンテンツのセキュリティ認証方法。 - 前記秘密情報抽出及びビデオ認証ステップは、具体的に、
フレーム順に認証しようとするデジタルビデオＶ’におけるフレーム画像Ｉ’(ｊ)を１枚毎に読み取り、その中、ｊ＝０，１，…，ｔ’−１であり、ｔ’はデジタルビデオＶ’のトータルフレーム数を表し、
読み取ったデジタルビデオＶ’からいずれか１つのフレーム画像を取得して、当該フレーム画像の大きさを確定するとともに、ｍ’×ｎ’と記し、その中、ｍ’は当該フレーム画像の行数を表し、ｎ’は当該フレーム画像の列数を表し、当該フレーム画像における画素毎の位置の座標を順に確定し、左下の画素位置の座標は(０，０)であり、右上の画素位置の座標は(ｍ’−１，ｎ’−１)であり、
ｔｔ＝０、 ｗ＝“”にセットし、
フレーム画像Ｉ’(ｔｔ)から選んで取得した認証しようとする画像ブロックＢ’(ｔｔ)を読み取り、当該認証しようとする画像ブロックＢ’(ｔｔ)の左下の位置の座標は(ｘ，ｙ)であり、右上の位置の座標は(ｘ−１＋ｈａｌｆ＿ｍ’，ｙ−１＋ｈａｌｆ＿ｎ’)であり、当該認証しようとする画像ブロックＢ’(ｔｔ)の大きさはｈａｌｆ＿ｍ’×ｈａｌｆ＿ｎ’であり、その中、０≦ｘ＜ｈａｌｆ＿ｍ’、０≦ｙ＜ｈａｌｆ＿ｎ’、ｘ＝Ｖ＿ｋｅｙ ｍｏｄ ｈａｌｆ＿ｍ’、ｙ＝ Ｖ＿ｋｅｙ ｍｏｄ ｈａｌｆ＿ｎ’、そして、Ｖ＿ｋｅｙ＝ＭＤ５(ｋｅｙ１)、ｈａｌｆ＿ｍ’＝Ｔｒｕｎｃ(ｍ’/２)、ｈａｌｆ＿ｎ’＝ Ｔｒｕｎｃ(ｎ’/２)、ｋｅｙ１は暗号キーであり、ＭＤ５はハッシュ関数であり、Ｔｒｕｎｃ()は切捨て丸め関数であり、ｍｏｄはモジュロ関数であり、
前記認証しようとする画像ブロックＢ’(ｔｔ)における各画素点の階調値平均値ｍｅａｎ’(ｔｔ)を算出し、
前記認証しようとする画像ブロックＢ’(ｔｔ)から階調値が前記階調値平均値ｍｅａｎ’(ｔｔ)よりも小さくない画素点を選んでセットＨ’＿ｓｅｔを構成し、セットＨ’＿ｓｅｔにおける要素数Ｈ’(ｔｔ)を算出し、
Ｈ’(ｔｔ)＝ ｈａｌｆ＿ｍ’×ｈａｌｆ＿ｎ’であると、当該認証しようとする画像ブロックＢ’(ｔｔ)に対して抽出操作を行わず、
さもないと、Ｈ’(ｔｔ)が偶数である場合には、ｗ＝ ｗ||“０”であり、ここで“||”
は文字列連結を表し、
さもないと、Ｈ’(ｔｔ)が奇数である場合には、ｗ＝ ｗ||“１”であり、ここで“||”
は文字列連結を表し、
ｔｔ＋１＜ｔ’であると、ｔｔ＝ｔｔ＋１となり、
認証しようとするデジタルビデオＶ’における全てのフレーム画像にわたって、秘密ビット文字列ｗを抽出し、
暗号キーｋｅｙ２に従って抽出した秘密ビット文字列ｗを採決モデルによってビット列還元及び秘密情報還元を行い、さらに、還元した秘密情報に基づいて当該デジタルビデオのコンテンツが改竄されたか否かを判断することによって、デジタルビデオコンテンツに対するセキュリティ認証を実現することを特徴とする請求項１に記載のデジタルビデオコンテンツのセキュリティ認証方法。 - デジタルビデオにおけるフレーム画像１枚毎に対して、１画素の階調値を選択し修正して、１ビットの秘密情報を埋め込むための秘密情報埋め込みモジュールと、
暗号キーにより秘密情報を埋め込んだデジタルビデオから秘密情報を抽出し、デジタルビデオコンテンツに対するセキュリティ認証を実現するための秘密情報抽出及びビデオ認証モジュールとを含み、
前記秘密情報埋め込みモジュールは、具体的に、
フレーム順にデジタルビデオＶにおけるフレーム画像Ｉ(ｊ)を１枚毎に読み取り、その中、ｊ＝０、１、…、ｔ−１であり、ｔはデジタルビデオＶのトータルフレーム数を表し、読み取ったデジタルビデオＶからいずれか１つのフレーム画像を取得して、当該フレーム画像の大きさを確定するとともに、ｍ×ｎと記し、その中、ｍは当該フレーム画像の行数を表し、ｎは当該フレーム画像の列数を表し、当該フレーム画像では画素毎に１つの座標を有し、左下の画素位置の座標は(０，０)であり、右上の画素位置の座標は(ｍ−１，ｎ−１)であり、
埋め込もうとする秘密情報をビット配列ｗ(ｉ)に変換し、ｉ＝０，１，…，ｓ−１であり、前記秘密情報が１つの文字列であると、ｍ１にて文字列の長さを表すとともに、暗号キーｋｅｙ２とし、前記秘密情報が１つの２値画像であると、２値画像をラスター走査してビット配列を取得し、ビット配列の大きさはｓ＝ｍ１×ｎ１であり、その中、ｍ１及びｎ１は２値画像の行数及び列数をそれぞれ表し、この場合、ｍ１及びｎ１を暗号キーｋｅｙ２とし、
ｔｔ＝０、ｓｓ＝０にセットし、
ビット配列におけるビット情報ｗ(ｓｓ)を読み取り、
フレーム画像Ｉ(ｔｔ)から選んで取得した選び画像ブロックＢ(ｔｔ)を読み取り、当該選び画像ブロックＢ(ｔｔ)の左下の位置の座標は(ｘ，ｙ)であり、右上の位置の座標は(ｘ−１＋ｈａｌｆ＿ｍ，ｙ−１＋ｈａｌｆ＿ｎ)であり、当該選び画像ブロックＢ(ｔｔ)の大きさはｈａｌｆ＿ｍ×ｈａｌｆ＿ｎであり、その中、０≦ｘ＜ｈａｌｆ＿ｍ、０≦ｙ＜ｈａｌｆ＿ｎ、ｘ＝Ｖ＿ｋｅｙ ｍｏｄ ｈａｌｆ＿ｍ、ｙ＝ Ｖ＿ｋｅｙ ｍｏｄ ｈａｌｆ＿ｎ、Ｖ＿ｋｅｙ＝ＭＤ５(ｋｅｙ１)、ｈａｌｆ＿ｍ＝Ｔｒｕｎｃ(ｍ/２)、ｈａｌｆ＿ｎ＝ Ｔｒｕｎｃ(ｎ/２)、ｋｅｙ１は暗号キーであり、ＭＤ５はハッシュ関数であり、Ｔｒｕｎｃ()は切捨て丸め関数であり、ｍｏｄはモジュロ関数であり、
前記選び画像ブロックＢ(ｔｔ)における各画素点の階調値平均値ｍｅａｎ(ｔｔ)を算出し、
前記選び画像ブロックＢ(ｔｔ)から階調値が前記階調値平均値ｍｅａｎ(ｔｔ)よりも小さくない画素点を選んでセットＨ＿ｓｅｔを構成し、セットＨ＿ｓｅｔにおける要素数Ｈ(ｔｔ)を算出するとともに、セットＨ＿ｓｅｔにおける階調値の最も小さい画素点に対応する位置の座標(Ｈｘ，Ｈｙ)及び対応する階調値Ｈ＿ｖ＝ｐ(Ｈｘ，Ｈｙ)を算出し、
前記選び画像ブロックＢ(ｔｔ)から階調値が前記階調値平均値ｍｅａｎ(ｔｔ)よりも小さい画素点を選んでセットＬ＿ｓｅｔを構成し、セットＬ＿ｓｅｔにおける階調値の最も大きい画素点に対応する位置の座標(Ｌｘ，Ｌｙ)及び対応する階調値Ｌ＿ｖ＝ｐ(Ｌｘ，Ｌｙ)を算出し、
前記ビット情報ｗ(ｓｓ)の値及び要素数Ｈ(ｔｔ)のパリティーに基づいて１ビットの秘密情報を埋め込み、
ｓｓ＝(ｓｓ＋１) ｍｏｄ ｓを算出して、ｔｔ＋１＜ｔであると、ｔｔ＝ｔｔ＋１とし、
デジタルビデオＶにおける全てのフレーム画像にわたって、秘密ビット情報を順に埋め込んだ後、秘密情報の埋め込みプロセスが終了し、秘密情報を含むデジタルビデオＶ’を取得するためのものであることを特徴とするデジタルビデオコンテンツのセキュリティ認証システム。 - 前記秘密情報抽出及びビデオ認証モジュールは、具体的に、
フレーム順に認証しようとするデジタルビデオＶ’におけるフレーム画像Ｉ’(ｊ)を１枚毎に読み取り、その中、ｊ＝０，１，…，ｔ’−１であり、ｔ’はデジタルビデオＶ’のトータルフレーム数を表し、
読み取ったデジタルビデオＶ’からいずれか１つのフレーム画像を取得して、当該フレーム画像の大きさを確定するとともに、ｍ’×ｎ’と記し、その中、ｍ’は当該フレーム画像の行数を表し、ｎ’は当該フレーム画像の列数を表し、当該フレーム画像における画素毎の位置の座標を順に確定し、左下の画素位置の座標は(０，０)であり、右上の画素位置の座標は(ｍ’−１，ｎ’−１)であり、
ｔｔ＝０、 ｗ＝“”にセットし、
フレーム画像Ｉ’(ｔｔ)から選んで取得した認証しようとする画像ブロックＢ’(ｔｔ)を読み取り、当該認証しようとする画像ブロックＢ’(ｔｔ)の左下の位置の座標は(ｘ，ｙ)であり、右上の位置の座標は(ｘ−１＋ｈａｌｆ＿ｍ’，ｙ−１＋ｈａｌｆ＿ｎ’)であり、当該認証しようとする画像ブロックＢ’(ｔｔ)の大きさはｈａｌｆ＿ｍ’×ｈａｌｆ＿ｎ’であり、その中、０≦ｘ＜ｈａｌｆ＿ｍ’、０≦ｙ＜ｈａｌｆ＿ｎ’、ｘ＝Ｖ＿ｋｅｙ ｍｏｄ ｈａｌｆ＿ｍ’、ｙ＝ Ｖ＿ｋｅｙ ｍｏｄ ｈａｌｆ＿ｎ’、その中、Ｖ＿ｋｅｙ＝ＭＤ５(ｋｅｙ１)、ｈａｌｆ＿ｍ’＝Ｔｒｕｎｃ(ｍ’/２)、ｈａｌｆ＿ｎ’＝ Ｔｒｕｎｃ(ｎ’/２)、ｋｅｙ１は暗号キーであり、ＭＤ５はハッシュ関数であり、Ｔｒｕｎｃ()は切捨て丸め関数であり、ｍｏｄはモジュロ関数であり、
前記認証しようとする画像ブロックＢ’(ｔｔ)における各画素点の階調値平均値ｍｅａｎ’(ｔｔ)を算出し、
前記認証しようとする画像ブロックＢ’(ｔｔ)から階調値が前記階調値平均値ｍｅａｎ’(ｔｔ)よりも小さくない画素点を選んでセットＨ’＿ｓｅｔを構成し、セットＨ’＿ｓｅｔにおける要素数Ｈ’(ｔｔ)を算出し、
Ｈ’(ｔｔ)＝ ｈａｌｆ＿ｍ’×ｈａｌｆ＿ｎ’であると、当該認証しようとする画像ブロックＢ’(ｔｔ)に対して抽出操作を行わず、
さもないと、Ｈ’(ｔｔ)が偶数である場合には、ｗ＝ ｗ||“０”であり、ここで“||”
は文字列連結を表し、
さもないと、Ｈ’(ｔｔ)が奇数である場合には、ｗ＝ ｗ||“１”であり、ここで“||”
は文字列連結を表し、
ｔｔ＋１＜ｔ’であると、ｔｔ＝ｔｔ＋１となり、
認証しようとするデジタルビデオＶ’における全てのフレーム画像にわたって、秘密ビット文字列ｗを抽出し、
暗号キーｋｅｙ２に従って抽出した秘密ビット文字列ｗを採決モデルによってビット列還元及び秘密情報還元を行い、さらに、還元した秘密情報に基づいて当該デジタルビデオのコンテンツが改竄されたか否かを判断することによって、デジタルビデオコンテンツに対するセキュリティ認証を実現するためのものであることを特徴とする請求項４に記載のデジタルビデオコンテンツのセキュリティ認証システム。
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