KR100264635B1 - 인증 정보를 화상에 은폐하는 시스템 및 화상 인증 시스템 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 촬영된 화상의 동일성을 인증하기 위한 인증 정보를 화상내에 은폐하는 기능을 갖는 디지털 카메라를 제공하는 것이다. 인증 정보를 화상 데이터와 일체의 형식으로 공급함으로써 검증자가 인증 정보를 보관하지 않아도 화상 데이터의 검증이 가능해진다.
광학계(21)를 통해 입력된 광을 전기 신호로 변환함으로써, CCD(22)는 화상의 아날로그 신호를 출력한다. 신호 처리 수단(23)은, 아날로그 신호에 따라 화상의 디지털 신호를 생성한다. 디지털 신호에 따라 화상을 제1 화상 영역과 제2 화상 영역으로 분할하는 영역 분할부(24), 제1 화상 영역내의 데이터로부터 인증 정보를 생성하는 인증 정보 생성 수단(29), 인증 정보를 암호화하는 암호 변환 수단(30), 제2 화상 영역내의 데이터를 조작함으로써 암호화된 인증 정보를 제2 화상 영역내에 은폐하는 하이딩 수단(25), 및 화상에서의 제1 화상 영역과 인증 정보가 은폐된 제2 화상 영역을 합성하는 합성 수단(26)을 갖는 디지털 카메라이다.

Description

인증 정보를 화상에 은폐하는 시스템 및 화상 인증 시스템{A SYSTEM FOR EMBEDDING AUTHENTICATION INFORMATION INTO AN I MAGE AND AN IMAGE ALTERATION DETECTING SYSTEM}
본 발명은 화상의 다이제스트를 은폐하는 시스템에 관한 것으로서, 특히 촬영된 화상의 인증 정보를 이 화상에 부가하는 디지털 카메라에 관한 것이다.
최근, 디지털 카메라가 급속히 보급되고 있다. 디지털 카메라는 경치 등을 촬영하고, 이것을 디지털 데이터로서 메모리 카드 등에 보존하는 것이다. 디지털 카메라가 급속히 보급되는 이유는, 본체 가격의 저하나 휴대의 간편함에 있음은 당연하지만, 보다 중요한 이유는, 촬영된 사진을 디지털 화상으로서 보존할 수 있는 점에 있다. 디지털 데이터는 컴퓨터에 의해, 유저의 취향에 따라 내용을 용이하게 가공할 수 있으며, 네트워크 등을 통하여 용이하게 유통시킬 수 있다. 따라서, 이러한 디지털 화상을 간단히 얻을 수 있는 디지털 카메라의 필요성은 향후 더욱더 커질것으로 기대되고 있다.
그 한편으로, 디지털 데이터는 흔적이 남지않도록 합성 등의 변경을 행하는 것이 용이하므로, 촬영된 디지털 화상의 증거로서의 신뢰성이 문제가 되는 경우가 있다. 일반 유저에 의한 취미 정도의 촬영이면 이러한 문제는 그다지 발생하지 않겠지만, 비즈니스상의 촬영에서는 큰 문제가 될 수 있다. 예를 들면, 건설 공사의 공사 기록으로서 디지털 카메라를 사용하거나, 촬영된 디지털 화상을 발주자와 청부 업자간에 네트워크를 통해 송수신하는 경우를 들 수 있다. 이들의 경우, 촬영된 디지털 화상은, 그 내용의 동일성을 인증할 수 있고, 처음에 증거 사진으로서의 기능을 발휘할 수 있다. 따라서, 촬영된 디지털 화상의 동일성에 관한 인증 정보를 부가할 수 있는 디지털 카메라에 대한 기대가 크다.
도 1은 종래의 디지털 카메라의 화상 처리계의 블록도이다. 촬영된 대상은, 광학계(11)를 거쳐, CCD(12)에 의해 전기적인 아날로그 신호로 변환된다. 이 신호는 신호 처리부(13)에 의해 처리되며, 디지털 신호인 화상 데이터(D)로서 출력된다. 이 생성된 화상 데이터(D)는 다이제스트 계산부(14)에 입력된다. 다이제스트 계산부(14)는 화상 전체의 데이터의 해시(hash)값(H)을 계산한다. 해시값은, 화상 데이터에 기초한 연산에 의해 화상의 특징을 나타내는 특정하게 정해지는 값(다이제스트)이다. 다이제스트로서의 해시값(H)은, 화상 내용이 다르면 상위한 값이 된다. 암호 변환부(15)는 해시값(H)을 비밀키(SK)를 사용하여 암호화하고, 암호화된 해시값(H')을 출력한다. 이 암호화된 해시값(H')이 인증 정보이며, 이것은 화상 데이터(D)와는 별도의 파일 형태로 첨부된다.
화상 데이터가 오리지날 화상 데이터와 동일한지, 즉, 화상 데이터가 변경되어 있지 않은지를 판단하기 위해서는 다음과 같은 정보가 필요하다.
(1) 화상 데이터
(2) 인증 정보(별도의 파일로서 화상 데이터에 첨부)
(3) 비밀키(SK)에 대응한 공개키(PK)(권한을 갖는 사람으로부터 별도로 입수)
변경을 검출하는 자는, 우선 인증하고자 하는 화상 데이터의 해시값(H1)을 계산한다. 다음에 첨부 파일 중의 인증 정보로부터 해시값(H2)을 특정한다. 이 인증 정보는, 원 화상(D)의 해시값(H)을 비밀키(SK)에 의해 암호화한 것[해시값(H')]이므로, 그대로로는 해시값(H2)을 특정할 수는 없다. 그래서, 비밀키(SK)에 대응한 공개키(PK)를 보관하고 있는 권한있는 사람으로부터, 이 공개키(PK)를 입수하고, 이것에 기초하여, 인증 정보를 복호화한다. 그리고, 얻어진 해시값(H2)을 계산한 해시값(H1)과 비교한다. 인증 대상으로서의 화상이 원 화상(D)과 동일하면, 양자의 값은 일치할 것이다. 다이제스트로서의 해시값은, 화상의 내용이 다르면, 그 값이 다를 것이기 때문이다. 따라서, 해시값이 일치하는 경우에는, 동일성을 인증하고, 다른 경우에는, 변경된 것이라고 판단한다.
이와 같이, 종래 기술에서의 동일성 인증은 화상 데이터와는 별도로 인증 정보를 첨부하고, 검증시에 인증 정보가 첨부되어 있는 것을 전제로 인증을 행하는 것이다. 따라서, 인증 정보가 누락되어 있는 경우에는 이미 검증을 행할 수 없다. 따라서, 검증자는 인증 정보의 보관과 관리에 세심한 주의를 기울이지 않으면 안되었다.
따라서, 본 발명의 목적은 인증 정보를 화상 데이터와 일체의 형식으로 공급할 수 있는 신규한 방식을 제안하는 것이다.
그리고, 본 발명의 다른 목적은 검증자가 인증 정보를 보관하지 않아도, 화상 데이터의 검증을 가능하게 하는 것이다.
또한, 본 발명의 다른 목적은 화상 데이터의 화질을 열화시키지 않으면서, 화상 중에 인증 정보를 은폐하는 것이다.
이러한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 제1 발명은, 화상을 제1 화상 영역과 제2 화상 영역으로 분할하는 영역 분할 수단, 제1 화상 영역의 데이터로부터 인증 정보를 생성하는 인증 정보 생성 수단, 제2 화상 영역내의 데이터를 조작함으로써, 인증 정보를 제2 화상 영역내에 은폐하는 하이딩(hiding)수단, 및 화상에서의 제1 화상 영역과 인증 정보가 은폐된 제2 화상 영역을 합성하는 영역 합성 수단을 포함하는 인증 정보를 화상의 일 수단에 은폐하는 시스템을 제공한다.
본 발명에 따른 제2 발명은, 제1 화상 영역과 데이터를 조작함으로써 정보가 은폐된 제2 화상 영역을 화상내에서 특정하는 영역 특정 수단, 제1 화상 영역내의 데이터로부터 제1 인증 정보를 생성하는 인증 정보 생성 수단, 제2 화상 영역으로부터 제2 인증 정보를 추출하는 추출 수단, 및 제1 인증 정보가 제2 인증 정보와 일치하는 경우에 화상이 변경되어 있지 않다고 판단하고 일치하지 않은 경우에는 화상이 변경되어 있다고 판단하는 인증 수단을 포함하는 화상 인증 시스템을 제공한다.
본 발명에 따른 제3 발명은, 제1 화상 영역과 제2 화상 영역으로 화상을 분할하는 단계, 제1 화상 영역내의 데이터로부터 인증 정보를 생성하는 단계, 제2 화상 영역내의 데이터를 조작함으로써, 인증 정보를 제2 화상 영역내에 은폐하는 단계, 및 화상에서의 제1 화상 영역과 인증 정보가 은폐된 제2 화상 영역을 합성하는 단계를 포함하는 인증 정보를 화상의 일 수단에 은폐하는 방법을 제공한다.
본 발명에 따른 제4 발명은, 제1 화상 영역과 데이터를 조작함으로써 정보가 은폐된 제2 화상 영역을 화상내에서 특정하는 단계, 제1 화상 영역내의 데이터로부터 제1 인증 정보를 생성하는 단계, 제2 화상 영역으로부터 제2 인증 정보를 추출하는 단계, 및 제1 인증 정보가 제2 인증 정보와 일치하는 경우에 화상이 변경되어 있지 않다고 판단하는 단계를 포함하는 화상의 동일성 인증 방법을 제공한다.
이러한 구성에서는, (제2) 인증 정보가 제2 화상 영역내에 은폐된다. (제2) 인증 정보는, 화상의 동일성을 인증하기 위한 정보이며, 제1 화상 영역의 내용에 따라 다른 고유한 것이다. 만일, 제1 화상 영역내의 데이터가 변경된 경우, 변경된 데이터에 기초하여 생성되는 제1 인증 정보는 제2 화상 영역내에 은폐되어 있는 제2 인증 정보와는 다른 값이 된다. 따라서, 제2 화상 영역내에 은폐된 제2 인증 정보를 추출하고, 그것을 제1 화상 영역으로부터 새롭게 생성한 제1 인증 정보와 비교하면, 화상이 변경되어 있는지의 여부를 검증할 수 있다.
도 1은 종래의 디지털 카메라의 화상 처리계의 블록도.
도 2는 본 발명의 실시예에서의 디지털 카메라의 화상 처리계의 블록도.
도 3은 본 발명의 실시예에서의 화상의 동일성 인증 시스템의 블록도.
도 4는 본 발명의 실시예에서의 화상의 동일성 인증 시스템의 블록도.
도 5는 PBC를 사용한 데이터의 하이딩 및 추출을 설명하기 위한 도면.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
21 : 광학계
22 : CCD
23 : 신호 처리부
24 : 영역 분할부
25 : 하이딩부
26 : 영역 합성부
27 : 화상 처리부
28 : 기억부
29 : 다이제스트 계산부
30 : 암호 변환부
[디지털 카메라]
도 2는 본 실시예에서의 디지털 카메라의 화상 처리계의 블록도이다. 촬영된 대상은 광학계(21)를 통해, CCD(22)에 의해 전기적인 아날로그 신호로 변환된다. 이 신호는, 신호 처리부(23), 영역 분할부(24), 하이딩부(25) 및 영역 합성부(26)를 갖는 화상 처리부(27)에 의해 처리되어, 디지털 신호인 화상 데이터(D')로서 출력되고, 메모리 카드 등의 기억부(28)에 보존된다. 이 화상 데이터(D')는 하이딩부(25)에 의해, 화상 데이터(D) 중의 소정의 화상 영역에 해시값이 은폐되어 있으므로, 화상 데이터(D)와 완전히 동일한 데이터는 아니지만, 시각적으로 그 상위함을 분별할 수는 없다.
신호 처리부(23)의 출력인 화상 데이터(D)는, 영역 분할부(24)에 의해, 2 개의 영역으로 분할된다. 도 3은 화상 영역의 분할 및 합성을 설명하기 위한 개념도이다. 도 3의 (a)와 같은 화상(D)은, 해시값 생성을 위한 입력값을 부여하는 화상 영역(D1)과 생성된 해시값(H)을 매립하는 화상 영역(D2)으로 분할된다[도 3의 (b) 참조]. 본 실시예에서, 화상 영역(D2)은 화상의 우측 하부의 40×40 화소로 구성되며, 이상적으로는 160 비트의 정보를 은폐할 수 있다.
영역 분할부(23)에 의해 분할된 화상 영역(D1)은 인증 정보 생성부로서의 다이제스트 계산부(29)에 입력된다. 다이제스트 계산부(29)는, 잘려진 화상 영역(D1) 전체의 데이터의 해시값(H)을 인증 정보로서 계산한다. 해시값은, 화상 데이터에 기초한 연산에 의해 화상의 특징을 나타내는 다이제스트이다. 다이제스트라는 것은, 화상 데이터의 특징을 나타내는 요약이며, 다이제스트로서의 해시값(H)은 화상 내용의 일 화소의 변경에 대해서도 민감하게 반응하여 전혀 다른 값으로 변하는 성질을 갖는다. 따라서, 특히 자연 화상 데이터와 거의 1 대 1의 관계에 있는 수치라고 생각할 수 있다.
해시값(H)은 구체적으로는 다음의 식으로 표현된다.
H = H1(d[0]//d[1]//d[2]//…//d[I])
여기서, H1은 해시 함수이다. 또한, 연산자「//」는 메시지 배열의 각 요소를 연결할 수 있다는 의미이다. 또한 d[i]는 화상 영역(D1) 중에 포함되는 각 화소값을 나타내고 있다. 이 구체적인 연산은, 예를 들면, 배열 요소가 갖는 데이터의 배타적 논리합이어도 좋다. 단, 배타적 논리합으로 한 경우에는, 메시지 배열값의 순서는 계산 결과에 반영되지 않는다. 예를 들면, CRC(Cyclic Redundancy Check)라는 방법을 사용하면, 이 순서 관계를 반영할 수 있다. 이 알고리즘은 체크 섬(check sum)을 계산하기 위한 알고리즘의 하나이며, 데이터 열의 내용 및 데이터 열의 순서에 의존한 출력을 생성한다.
이 해시 함수(H1)는 바이트 길이가 Bm바이트인 입력(배열값 d[i])에 대하여, 그것과 다른 바이트 길이(K)의 출력(해시값)을 구하는 함수이다. 이 함수는 일 방향 함수이므로, H(x) = y에서, y로부터 x를 추정하는 것은, 사실상 불가능하다. 해시값은 데이터 하이딩시에 간단히 초기값으로서 사용되는 것이며, 상이한 입력에 대하여 상이한 출력이 사실상 보증되어 있기만 하면 된다. 따라서, 해시값의 값 자체에는 특별한 의미는 없다. 중요한 것은, 그 연산에 의해 배열의 특징을 나타내는 값을 출력하는 것, 즉 배열 요소 전체의 내용에 기초하여 해시값이 특정하게 정해지며, 그 값이 배열 전체의 내용에 따라 상이한 것이다.
암호 변환부(30)는, 해시값(H)을 비밀키(SK)를 사용하여 암호화하여, 암호화된 해시값(H')을 출력한다. 이 암호화된 해시값(H')이 인증 정보이다. 비밀키(SK)는 디지털 카메라 마다 다른 키를 사용하는 것으로 하고, 카메라 내부에 유지되어 있다.
인증 정보로서 암호화된 해시값(H')은 화상 처리부(27) 중의 하이딩부(25)에 보내진다. 하이딩부(25)는 화상 영역 중 D2의 데이터를 조작함으로써, 해시값(H')을 화상 영역(D2)내에 은폐한다. 은폐는, 실공간(實空間) 또는 주파수 공간에서 화상 영역(D2)내의 데이터(예를 들면 화소값)을 조작함으로써 행할 수 있다. 은폐는 여러 방법을 생각할 수 있으나, 그 구체예에 대해서는 나중에 설명한다. 또한, 이에 관해서는, 일본 특허 출원 평8-159330호 및 일본 특허 출원 평8-272721호에도 상세히 설명되어 있다.
화상 영역(D2)내에는, 해시값(H')을 은폐하기 위하여, 그 영역내의 데이터를 조작하고 있으므로, 그 부분에서의 화질은 원화상과 다소 상위하다. 그러나, 시각적으로는 이러한 상위함을 인식하는 것은 거의 불가능하므로, 화질의 시각적인 열화는 생기지 않는다.
영역 합성부(26)는 원화상 중의 화상 영역(D1)과 해시값(H')이 은폐된 화상 영역(D2)을 합성한다[도 3의 (c) 참조]. 그리고, 이 합성된 화상 데이터(D')를 기억부(28)내에 보존한다.
상기 설명으로부터 분명한 바와 같이, 화상 영역의 분할은 다이제스트의 계산과는 관계되지 않는 매립 영역을 특정하기 위하여 행해진다. 만일, 화상 영역을 분할하지 않고서, 화상 전체의 다이제스트를 계산하여, 그 결과를 은폐하면, 이러한 은폐 후의 화상 전체의 새로운 다이제스트는 매립되어 있는 원래의 다이제스트와 일치하지 않게 된다. 따라서, 이러한 방법에서는, 화상의 동일성의 인증을 행할 수 없다. 그래서, 다이제스트를 은폐하는 화상 영역은 다이제스트 계산의 대상으로 하지 않음으로써, 계산된 다이제스트와 은폐되어 있는 다이제스트의 일치를 보증하고 있는 것이다. 이러한 관점에서, 화상 영역(D2)의 부분만을 흑색이나 백색등의 단색으로 칠한 원화상(D)을 화상 영역(D1)으로 해도 좋다. 이 경우, 일부가 칠해진 원화상(D)의 다이제스트를 계산하여, 그것을 화상 영역(D2)에 은폐한다. 이로써, 은폐 후에도 다이제스트의 일치를 보증할 수 있다.
또한, 본 실시예에서의 디지털 카메라는 촬영 카메라의 ID, 촬영 날짜 등의 타임 스탬프(time stamp), GPS로 측정되는 위치 정보 등의 부가 정보를 화상 영역(D1)내에 은폐해 두어도 좋다. 이 경우에는, 우선, 화상 영역(D1)내에 부가 정보를 은폐한 후에, 그 결과의 해시값(H')을 화상 영역(D2)에 은폐하는 것이 중요하다. 그 이유는, 부가 정보를 매립하기 전의 화상의 해시값(H')을 화상 영역(D2)에 은폐하면, 그 후의 부가 정보의 은폐에 의해, 해시값이 달라져 버리기 때문에, 동일성의 인증을 할 수 없게 되기 때문이다.
또한, 화상 영역(D2)은 상기 실시예와 같이 일 부분에 집중되어 있을 필요는 없으며, 위치 계열 생성 알고리즘을 사용하여 분산해서 존재시켜도 좋고, Low Bit의 일부만 사용해도 좋다.
[화상 인증 시스템]
다음에, 은폐된 인증 정보를 사용하여, 디지털 카메라로 촬영된 화상의 동일성 인증을 행하는 시스템에 대하여 설명한다. 동일성을 검증하고자 하는 사람은, 다음의 정보를 갖고 있을 필요가 있다. 인증 정보는, 화상내에 일체로 은폐되어 있으므로, 별도의 파일 형식으로 보관하고 있을 필요는 없는 점에 유의한다.
(1) 화상 데이터(M')
(2) 비밀키(SK)에 대응한 공개키(PK)(권한을 가진 사람으로부터 별도로 입수)
도 4는 본 실시예에서의 화상의 동일성 인증 시스템의 블록도이다. 영역 특정부(41)는 해시값(H')이 은폐되어 있는 화상(D')에서, 화상 영역(D1)과 화상 영역(D2)를 특정한다. 화상 영역(D1)은 해시값을 생성하기 위한 데이터를 부여하는 영역이며, 화상 영역(D2)는 상술한 인증 정보로서의 해시값(H')이 은폐되어 있는 영역이다.
다이제스트 계산부(42)는 화상 영역(D1) 중의 데이터에 기초하여, 해시값을 새로 계산한다. 또한, 다이제스트 추출부(43)는 화상 영역(D2)으로부터 인증 정보로서 은폐되어 있는 암호화된 해시값(H')을 추출한다. 구체적인 추출 방법은 구체적인 매립 방법과 함께 나중에 설명한다.
복호 변환부(44)는 추출된 해시값(H')을 공개키(PK)를 사용하여 복호한다. 이 공개키(PK)는 비밀키(SK)에 대응하여 특정하게 정해지는 입수가능한 키이며, 이것을 보관하고 있는 권한있는 사람으로부터 입수할 필요가 있다.
인증부(45)에서는, 다이제스트 계산부(42)에 의해 새롭게 계산된 화상 영역(D1)내의 데이터에 기초한 해시값과, 복호 변환부(44)에 의해 얻어진 해시값(H')을 비교함으로써 동일성의 인증을 행한다. 즉, 해시값이 일치하는 경우는, 화상이 변경되어 있지 않다고 판단한다. 또한, 해시값이 일치하지 않는 경우는, 화상이 변경되어 있다고 판단한다. 해시값이 일치하지 않는 케이스가 생기는 것은 다음의 둘 중의 적어도 한 쪽에 해당하는 경우이다.
(1) 화상 영역(D1)이 변경되어 있는 경우
화상 영역(D1)에서 새로 재측정한 해시값이 변하므로, 화상 영역(D2)내에 은폐된 해시값(H)과 일치하지 않게 된다.
(2) 화상 영역(D2)이 변경되어 있는 경우
화상 영역(D2)에 은폐된 해시값(H)이 변하므로, 화상 영역(D1)으로부터 재측정한 해시값과 일치하지 않게 된다.
본 실시예에 의하면, 데이터 하이딩 기술을 사용함으로써, 인증 정보가 화상내에 일체화되어 은폐되어 있으므로, 인증 정보를 화상 데이터에 별도의 파일로서 첨부할 필요가 없다. 따라서, 검증자가 인증 정보를 특별히 유지하고 있지 않아도 검증을 실시할 수 있다.
또한, 공개키 암호 방식을 사용하여, 인증 정보를 암호화(스크램블)하고 있으므로, 악의를 가진 제3자에 의한 인증 정보의 기록 변환을 사실상 불가능하게 할 수 있다. 또, 어느 공개키(PK)는 단 하나의 비밀키(SK)에 대응하고 있다. 따라서, 비밀키(SK)를 디지털 카메라 마다 다르게 함으로써, 그 디지털 화상이 어느 디지털 카메라로 촬영된 것인지를 인증할 수도 있다.
또한, 디지털 카메라를 개봉하여 본체 내부의 유지 정보에 부정하게 액세스하는 것에 대항하기 위해서, 휴대 전화등에서 사용되고 있는 내(耐) 탬퍼 모듈(tamper-resistant module) 등의 디바이스를 이용할 수 있다. 이러한 부정 액세스가 이루어진 경우, 비밀키(SK)가 도난된 것이라고 간주하여, 그 비밀키(SK)에 의한 화상 데이터에 대해서는 다이제스트가 일치된 경우에도, 변경된 것으로 판정한다. 이와 같이 함으로써, 제3자의 부정 행위에 의한 피해를 방지할 수 있다.
또한, 상기 실시예는, 디지털 카메라에 대해서 설명하였으나, 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니며, 디지털 비디오 등의 디지털 시스템에 널리 이용할 수 있음은 당연하다.
[실시예]
여기서는, 은폐의 대상이 되는 데이터를 어떠한 미디어 데이터(media data)내에 매립하는 방법 및 반대로 매립된 데이터를 추출하는 방법의 일 예인 픽셀 블록 코딩(Pixel Block Coding)(이하, PBC라 함)에 대하여 설명한다. PBC를 사용한 경우, 데이터의 하이딩 및 추출은, 다음에 설명하는 바와 같은 어떤 변환 규칙에 따라 처리된다.
[기본 알고리즘]
일반적으로, 인접한 2 개의 화소의 화소값 등의 1차 특성은 서로 높은 상관 관계를 갖고 있다. 따라서, 화소값을 교환하였다고 해도, 화상이 시각적으로 인식할 수 있는 정도의 열화는 생기지 않는다. 이러한 성질을 감안하여, 본 알고리즘은 적어도 하나의 화소를 갖는 화상 영역을 픽셀 블록으로서 정의하고, 어떤 변환 규칙에 기초하여 의도적으로 인접한 픽셀 블록의 특성치를 교환함으로써, 1 비트의 데이터를 은폐한다. 즉, 데이터는 인접하는 픽셀 블록의 특성치의 교환에 의해 표현된다. 또한, 데이터의 추출시에는, 이 변환 규칙에 기초하여 결정되는 추출 규칙에 따라 데이터를 추출한다.
비트 정보는 인접한 2 개의 픽셀 블록의 특성치(예를 들면, 휘도치)를 다음의 교환 규칙에 따라 교환하는 것에 의해 표현된다.
비트 온 <1> : 한 쪽의 픽셀 블록(PB1)의 특성치가 다른 쪽(PB2)의 특성치 보다 큰 경우
비트 오프 <0> : 한 쪽의 픽셀 블록(PB1)의 특성치가 다른 쪽(PB2)의 특성치 보다 작은 경우
또한, 비트 정보는 다음의 추출 규칙에 따라, 인접한 2 개의 픽셀 블록의 특성치(예를 들면, 휘도치)를 비교함으로써 추출된다.
한 쪽의 픽셀 블록(PB1)의 특성치가 다른 쪽(PB2)의 특성치 보다 큰 경우 : 비트 온 <1>
한 쪽의 픽셀 블록(PB1)의 특성치가 다른 쪽(PB2)의 특성치 보다 작은 경우 : 비트 오프 <0>
도 5는 PBC를 사용한 데이터의 하이딩 및 추출을 설명하기 위한 도면이다. 픽셀 블록(PB1, PB2)은 예를 들면 3×3 화소와 같이 복수의 화소의 집합으로서 정의하여도 좋고, 1 화소를 1 픽셀 블록으로 정의할 수도 있다. 인접하는 픽셀 블록은 높은 상관을 갖고 있으므로, 그들의 위치를 교환했다고 해도, 화상이 시각적으로 인식할 수 있는 정도로 열화했다고는 느끼지 않을 것이다[도 5의 (a)].
오리지날 화상에서의 픽셀 블록의 위치가 도 5의 (b)인 경우를 생각한다. 우선, 두 개의 픽셀 블록의 특성치를 비교하고, 그 결과, PB1의 특성치 쪽이 PB2의 특성치 보다도 크다고 한다. 오리지날에 데이터 "1"을 은폐하는 경우, 픽셀 블록의 특성치가 변환 규칙에서의 데이터 "1"의 조건을 이미 만족하고 있으므로, 이들 블록의 특성치의 교환은 행해지지 않는다. 데이터를 추출할 때, PB1의 특성치가 큰 경우는 데이터 "1"이라고 추출 규칙이 정해져 있으므로, 데이터 "1"이 추출된다.
한편, 오리지날에 데이터 "0"을 은폐하는 경우, 오리지날에서의 픽셀 블록의 특성치의 관계가 변환 규칙에서의 데이터 "0"의 조건을 만족하지 않으므로, 픽셀 블록의 특성치를 변환한다. 그러나, 이 변환은 시각적으로는 인식할 수 없다. 추출시는 추출 규칙에 따라, 이들 블록의 특성치의 관계로부터 데이터 "0"이 추출된다.
이와 같이 PBC에서는, 은폐 대상이 되는 정보를 은폐하기에 충분한 수의 픽셀 블록을 화상 중으로부터 선택한다. 그리고 선택된 하나의 픽셀 블록과 그것에 인접하는 픽셀 블록의 페어를 만듬으로써, 이 페어의 열을 생성한다. 그리고, 열의 선두로부터 차례로 은폐 대상이 되는 비트를 은폐해 간다.
이 열은, 제1 실시예에서의 상태 계열(S)에 대응하도록 만들어도 된다. 예를 들면, 픽셀 블록을 제1 실시예에서의 미디어 배열(M)의 배열 요소(M)에 대응하게 만든다. 하이딩 작업에서 순차적으로 생성된 상태 계열의 각 배열 요소[상태값(Sj)] 및 그것에 인접하는 미디어 배열값으로 페어를 만든다. 그리고, 이 페어에 대하여 상기 처리를 실시하는 것을 생각할 수 있으며, 또한 어느 난수의 시드(seed)로부터 발생되는 의사 난수열(pseudo-random number)을 기초로 결정하는 것도 물론 가능하다.
추출시에는, 하이딩시와 동일한 블록열을 스캔한다. 각각의 페어가 비트 온을 나타내는지 오프를 나타내는지를 추출 규칙에 따라 1 비트씩 모음으로써 전체의 메시지를 추출한다. 만일, 페어인 픽셀 블록의 특성치가 동일하면, 그 페어는 하이딩시와 마찬가지로 스킵한다. 블록열 혹은 그의 열 생성 방법을 비밀로 하면, 은폐된 정보를 타인에게 숨길 수 있다.
또한, PBC에서, 매립 위치는, 화질 및 추출 정밀도를 감안하여 결정하는 것이 바람직하다. 즉, 매립 대상이 되고 있는 페어를 구성하는 픽셀 블록의 특성치의 차가 상당히 크면, 교환 조작에 의해 화질이 열화될 우려가 있다. 이러한 화질의 열화를 억제하기 위하여, 제1 임계값(상한)을 마련해 두고, 특성치의 차가 그 임계값 이상이면, 그 페어에는 비트를 매립하지 않도록 하는 것이 바람직하다.
또한, 특성치의 차가 작으면, 교환 조작에 의한 화질의 열화는 거의 생기지 않지만, 반대로 노이즈의 영향에 의해 대소 관계가 반전되어 버리며, 추출시에 매립된 비트를 추출할 수 없는 우려가 있다. 따라서, 추출 정밀도의 저하를 억제하기 위해서는, 제2 임계값(하한)을 마련해 두고, 특성치의 차가 그 임계값 이하이면, 그 페어에는 비트를 매립하지 않도록 하는 것이 바람직하다.
이들 케이스에 해당하는 페어에는 아무런 조작을 실시하지 않고 스킵한다. 그리고, 은폐해야 할 비트 정보를 이월하고, 다음의 페어를 대상으로 은폐한다.
[블록의 특성치]
특성치로서, 픽셀 블록의 1차 특성에 관한 값 및 2차 특성에 관한 값을 사용할 수 있다. 1차 특성은 픽셀 블록의 휘도나 색도와 같이 화소값의 직접적인 파라미터이다. 또한, 2차 특성은 상기 파라미터의 평균치나 분산 등의 통계적인 성질을 나타내는 값과 같이, 1차 특성을 분해함으로써 얻을 수 있다. 더욱이, 특성치는 복수의 화소값으로 이루어지는 배열과 소정의 배열(마스크)의 연산 결과로 해도 좋고, 주파수 변환을 행함으로써 얻어지는 특정의 요소값으로 할 수도 있다. 일반적으로, 1차 특성은 인접하는 2 개의 픽셀 블록에서 높은 상관 관계를 가지고 있다. 이에 반하여, 2차 특성은 인접하지 않은 떨어진 두 개의 블록에서 높은 상관 관계를 가질 수 있다. 따라서, PBC의 대상이 되는 픽셀 블록은 반드시 인접하는 블록에 한정되지 않는다는 점에 유의한다.
이와 같이 본 발명에 의하면, 인증 정보는 화상 데이터와 일체인 형식, 즉 화상내에 은폐된 형식으로 공급되므로, 검증자는 인증 정보를 별도로 보관해 둘 필요가 없다. 이러한 인증 정보의 은폐를 행해도 화상 데이터의 화질을 열화시키지 않는다.

Claims (13)

  1. 제1 화상 영역과 제2 화상 영역으로 화상을 분할하는 영역 분할 수단,
    상기 제1 화상 영역내의 데이터로부터 인증 정보를 생성하는 인증 정보 생성 수단,
    상기 제2 화상 영역내의 데이터를 조작함으로써, 상기 인증 정보를 상기 제2 화상 영역내에 은폐하는 하이딩(hiding) 수단, 및
    상기 화상에서의 상기 제1 화상 영역과 상기 인증 정보가 은폐된 상기 제2 화상 영역을 합성하는 영역 합성 수단
    을 포함하는, 인증 정보를 화상내에 은폐하는 시스템.
  2. 제1항에 있어서, 상기 인증 정보는 상기 제1 화상 영역내의 데이터의 다이제스트인 시스템.
  3. 제2항에 있어서, 상기 다이제스트는 상기 제1 화상 영역내의 데이터의 해시(hash)값인 시스템.
  4. 제1항에 있어서, 상기 인증 정보를 암호화하는 암호 변환 수단을 더 포함하고,
    상기 하이딩 수단은 상기 암호화된 인증 정보를 상기 제2 화상 영역내에 은폐하는 시스템.
  5. 제1 화상 영역과 데이터를 조작함으로써 정보가 은폐된 제2 화상 영역을 화상내에서 특정하는 영역 특정 수단,
    상기 제1 화상 영역내의 데이터로부터 제1 인증 정보를 생성하는 인증 정보 생성 수단,
    상기 제2 화상 영역으로부터 제2 인증 정보를 추출하는 추출 수단, 및
    상기 제1 인증 정보가 상기 제2 인증 정보와 일치하는 경우, 상기 화상이 변경되어 있지 않다고 판단하는 인증 수단
    을 포함하는 화상 인증 시스템.
  6. 제5항에 있어서, 상기 인증 수단은, 상기 제1 인증 정보가 상기 제2 인증 정보와 일치하지 않은 경우에는, 상기 화상이 변경되어 있다고 판단하는 시스템.
  7. 제6항에 있어서, 상기 제1 인증 정보는 상기 제1 화상 영역내의 데이터의 다이제스트인 시스템
  8. 제7항에 있어서, 상기 다이제스트는 상기 제1 화상 영역내의 데이터의 해시값인 시스템.
  9. 제5항에 있어서, 상기 제2 인증 정보는 암호화되어 있고,
    상기 제2 인증 정보를 복호화하는 복호 변환 수단을 더 포함하며,
    상기 인증 수단은, 복호화된 해당 인증 정보가 상기 제1 인증 정보와 일치하는 경우, 상기 화상이 변경되어 있지 않다고 판단하는 시스템
  10. 제1 화상 영역과 제2 화상 영역으로 화상을 분할하는 단계,
    상기 제1 화상 영역내의 데이터로부터 인증 정보를 생성하는 단계,
    상기 제2 화상 영역내의 데이터를 조작함으로써, 상기 인증 정보를 상기 제2 화상 영역내에 은폐하는 단계, 및
    상기 화상에서의 상기 제1 화상 영역과 상기 인증 정보가 은폐된 상기 제2 화상 영역을 합성하는 단계
    를 포함하는 인증 정보를 화상내에 은폐하는 방법.
  11. 제1 화상 영역과 데이터를 조작함으로써 정보가 은폐된 제2 화상 영역을 화상내에서 특정하는 단계,
    상기 제1 화상 영역내의 데이터로부터 제1 인증 정보를 생성하는 단계,
    상기 제2 화상 영역으로부터 제2 인증 정보를 추출하는 단계, 및
    상기 제1 인증 정보가 상기 제2 인증 정보와 일치하는 경우, 상기 화상이 변경되어 있지 않다고 판단하는 단계
    를 포함하는 화상의 동일성 인증 방법.
  12. 광학계,
    상기 광학계를 통해 입력된 광을 전기 신호로 변환함으로써, 화상의 아날로그 신호를 출력하는 변환부,
    상기 아날로그 신호에 따라 화상의 디지털 신호를 생성하는 신호 처리 수단,
    상기 디지털 신호에 따라 화상을 제1 화상 영역과 제2 화상 영역으로 분할하는 영역 분할 수단,
    상기 제1 화상 영역내의 데이터로부터 인증 정보를 생성하는 인증 정보 생성 수단,
    상기 인증 정보를 암호화하는 암호 변환 수단,
    상기 제2 화상 영역내의 데이터를 조작함으로써, 암호화된 인증 정보를 상기 제2 화상 영역내에 은폐하는 하이딩 수단, 및
    상기 화상에서의 상기 제1 화상 영역과 상기 인증 정보가 은폐된 상기 제2 화상 영역을 합성하는 영역 합성 수단
    을 포함하는 디지털 카메라.
  13. 제12항에 있어서, 상기 인증 정보는 상기 제1 화상 영역내의 데이터의 해시값인 디지털 카메라.
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