ES2393014B1 - DATE AND TIME AUTHENTICATION EQUIPMENT FOR VIDEO SCENES. - Google Patents
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Abstract
Equipo de autenticación de fecha y hora para vídeo.#El equipo objeto de esta invención tiene como objetivo la autenticación de la fecha y la hora proporcionadas en una secuencia de vídeo de una escena vigilada. Para ello se emplea un panel de autenticación (1) presente en la escena a auditar que mostrará un código (2) encriptado con la fecha y la hora. El panel estará dotado de información al usuario (3) y marcas de referencia (4) y estará gobernado por un sistema de control (5). La información del panel es capturada por una cámara (8) y llevada a un servidor (9) donde un software analizará las distintas imágenes y desencriptará el código proporcionado por el panel. El panel propuesto tendrá un sistema de alimentación (7) que puede ser autónomo y alimentado por un placa solar (6).Date and time authentication equipment for video. # The equipment object of this invention aims to authenticate the date and time provided in a video sequence of a monitored scene. For this, an authentication panel (1) is used in the scene to be audited, which will show a code (2) encrypted with the date and time. The panel will be provided with user information (3) and reference marks (4) and will be governed by a control system (5). The panel information is captured by a camera (8) and taken to a server (9) where software will analyze the different images and decrypt the code provided by the panel. The proposed panel will have a power system (7) that can be autonomous and powered by a solar panel (6).
Description
SECTOR DE LA TÉCNICA SECTOR OF THE TECHNIQUE
La presente invención se encuentra dentro de las tecnologías de la información y las comunicaciones y en concreto dentro del campo de la auditoría de video secuencias. The present invention is within the information and communications technologies and specifically within the field of video sequence auditing.
La autenticación de los sistemas de video vigilancia comprende el proceso de preservar la integridad del vídeo original así como los datos asociados de la escena. Este proceso, en el que se asegura que las imágenes no han sido manipuladas, tiene especial importancia para la presentación de secuencias de vídeo como una evidencia en procesos penales o en auditorías. Además de la preservación del contenido es importante validar la fecha y la hora asociadas a la secuencia considerada. Un ejemplo concreto donde se requiere éstos datos asociados a la video-secuencia es en los sistemas de peaje a la sombra, en los que una empresa concesionaria de una autopista factura al gobierno dependiendo del número de vehículos y tamaño de los mismos que circulan por dicha autopista. Para que el gobierno pueda validar los datos se le proporcionan las secuencias de vídeo, pero sería necesario validar que las fechas correspondientes a dichas secuencias son las reales y no corresponden a secuencias tomadas en fechas u horas diferentes. Authentication of video surveillance systems includes the process of preserving the integrity of the original video as well as the associated data of the scene. This process, which ensures that the images have not been manipulated, is especially important for the presentation of video sequences as evidence in criminal proceedings or audits. In addition to preserving the content, it is important to validate the date and time associated with the sequence considered. A specific example where this data associated with the video sequence is required is in the shadow toll systems, in which a highway concessionaire company bills the government depending on the number of vehicles and their size that circulate on said highway. highway. In order for the government to validate the data, the video sequences are provided, but it would be necessary to validate that the dates corresponding to those sequences are the actual ones and do not correspond to sequences taken at different dates or times.
Las técnicas actuales de autenticación del contenido del vídeo se pueden dividir en dos grandes grupos: criptografía de los datos digitales obtenidos y añadir marcas de agua (watermarking) a las imágenes de la secuencia. El primer grupo se basa en codificar la secuencia digitalizada de la escena mediante algún tipo de algoritmo criptográfico [1], de forma que se imposibilita la manipulación de los datos si no se tiene la clave correspondiente. En los sistemas basados en watermarking se enmascara dentro de cada imagen una marca no visible, de forma que si se manipulan las imágenes se pierde la marca, constatando que el vídeo ha sido manipulado. Algunos trabajos que describen la inclusión de este tipo de marcas son [2-5]. Además de estos dos grupos de técnicas existen también algunas propuestas en forma experimental que tratan de verificar la manipulación del contenido del video mediante técnicas de reconocimiento de patrones [6]. En la actualidad existen cámaras que pueden incorporar técnicas de criptografía, así como de watermarking. Current techniques for authenticating the content of the video can be divided into two large groups: cryptography of the digital data obtained and adding watermarking to the images of the sequence. The first group is based on coding the digitized sequence of the scene using some kind of cryptographic algorithm [1], so that data manipulation is impossible if the corresponding key is not available. In systems based on watermarking, a non-visible mark is masked within each image, so that if the images are manipulated, the mark is lost, verifying that the video has been manipulated. Some works that describe the inclusion of such brands are [2-5]. In addition to these two groups of techniques, there are also some experimental proposals that try to verify the manipulation of the video content through pattern recognition techniques [6]. Currently there are cameras that can incorporate cryptography techniques, as well as watermarking.
Sin embargo, al auditar las escenas, además de verificar que no han sido manipuladas, se debe asegurar que la fecha y la hora corresponden con la realidad y que la secuencia no corresponde con lo sucedido en otra franja de tiempo. Si bien este problema puede ser resuelto mediante la encriptación de esos datos en la secuencia de vídeo, esto requiere tener cámaras que sean capaces de realizar tal encriptación, por lo que se haría necesario sustituir todo el sistema de video vigilancia. Por otro lado, el usuario que requiere la autenticación de la fecha y la hora no tiene por qué ser el propietario del sistema de video vigilancia, como se da en el ejemplo del peaje a la sombra, por lo que la manipulación de las mismas puede ser realizada antes de que se produzca el cifrado del mismo. However, when auditing the scenes, in addition to verifying that they have not been manipulated, it must be ensured that the date and time correspond to reality and that the sequence does not correspond to what happened in another time slot. While this problem can be solved by encrypting that data in the video sequence, this requires having cameras that are capable of performing such encryption, so it would be necessary to replace the entire video surveillance system. On the other hand, the user who requires the authentication of the date and time does not have to be the owner of the video surveillance system, as in the example of the shadow toll, so the manipulation of them can be performed before encryption occurs.
DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN DESCRIPTION OF THE INVENTION
El equipo que se describe en esta invención consta de un panel de autenticación ( 1) que mostrará en un área de código (2) la fecha y la hora encriptadas consistiendo la representación de dicho código en la iluminación por medio de diferentes colores de una serie de LEDs o panel de LEDs. El panel también puede contener un área de información al usuario (3) destinado a mostrar mensajes o imágenes que no tiene por qué estar relacionada con la aplicación. El panel mostrará también unas marcas de referencia ( 4) necesarias para localizar dicho panel en un sistema de análisis de las secuencias cuando la cámara tiene cierto movimiento debido a oscilaciones físicas. El sistema de control del panel (5) estará encargado de obtener la fecha y la hora, sincronizarlas, almacenar las claves criptográficas, ejecutar el algoritmo de encriptación, además de controlar posibles funciones adicionales de monitorización del propio panel y de la alimentación recibida, así como de controlar la comunicación con el servidor de análisis (9). La energía necesaria para alimentar el panel puede ser obtenida mediante una placa solar ( 6) conectada a un sistema de regulación de carga inteligente y de acumulación de batería (7), contemplando también la posibilidad de utilizar una batería simple.
The equipment described in this invention consists of an authentication panel (1) that will show in an area of code (2) the encrypted date and time consisting of the representation of said code in the illumination by means of different colors of a series of LEDs or panel of LEDs. The panel can also contain an area of information to the user (3) intended to display messages or images that does not have to be related to the application. The panel will also show reference marks (4) necessary to locate said panel in a sequence analysis system when the camera has some movement due to physical oscillations. The panel control system (5) will be in charge of obtaining the date and time, synchronizing them, storing the cryptographic keys, executing the encryption algorithm, in addition to controlling possible additional monitoring functions of the panel itself and of the power received, as well how to control the communication with the analysis server (9). The energy needed to power the panel can be obtained by means of a solar panel (6) connected to an intelligent charging and battery accumulation regulation system (7), also contemplating the possibility of using a simple battery.
La escena vigilada, en la que se incluye el panel de autenticación, es captada por una cámara (8) y digitalizada junto con la información de fecha y hora proporcionada por la cámara, de forma que la información se envía a un servidor con los algoritmos necesarios para localizar el panel de autenticación en la imagen, leer correctamente el código reflejado en la escena real y desencriptarlo para verificar que la fecha y hora de la escena reales coinciden con la información proporcionada junto con la secuencia de vídeo. The monitored scene, which includes the authentication panel, is captured by a camera (8) and digitized together with the date and time information provided by the camera, so that the information is sent to a server with the algorithms necessary to locate the authentication panel in the image, correctly read the code reflected in the real scene and decrypt it to verify that the actual date and time of the scene match the information provided along with the video sequence.
El equipo de autenticación de fecha y hora en escena que se preconiza incluye un panel de autenticación que contendrá, al menos, un área de código donde será mostrado el resultado de encriptar la fecha y la hora mediante una relación entre el código de cada bit o conjunto de bits con un determinado grupo de LEDs. La codificación para representar cada bit puede consistir en apagar o encender un LED asociado para representar un cero o un uno. Sin embargo, se prefiere la codificación en colores distintos para garantizar que, en caso de mal funcionamiento de un grupo de LEDs, pueda ser detectado el fallo y no se asocie con código alguno. Las dimensiones del área de código dependerán de la longitud del mismo y del tamaño de LED asociado a cada bit, debiendo ocupar éste tamaño un mínimo de 8 píxels en la imagen digitalizada. Además del área de código el panel contendrá un área de información de usuario (3), que puede destinarse tanto a la información de individuos o vehículos que transiten por la escena bajo vigilancia, como a publicidad.
The authentication equipment of date and time that is recommended includes an authentication panel that will contain at least one area of code where the result of encrypting the date and time will be displayed by means of a relationship between the code of each bit or set of bits with a certain group of LEDs. The coding to represent each bit may consist of turning off or on an associated LED to represent a zero or one. However, different color coding is preferred to ensure that, in the event of a malfunction of a group of LEDs, the fault can be detected and not associated with any code. The dimensions of the code area will depend on the length of the code and the size of the LED associated with each bit, this size should occupy a minimum of 8 pixels in the scanned image. In addition to the code area, the panel will contain a user information area (3), which can be used both for the information of individuals or vehicles traveling through the scene under surveillance, as well as for advertising.
La parte visible del panel se completa con unas marcas situadas en zonas concretas del panel, denominadas marcas de referencia ( 4 ), y que estarán iluminadas de forma que sean fácilmente identificables por un sistema de visión artificial. Dado que las cámaras destinadas a video vigilancia o monitorización del tráfico pueden tener fuertes oscilaciones, es importante poder identificar en cada momento en qué lugar de la imagen se encuentra el panel. Mediante estas marcas de posicionamiento se facilita la labor de localización del panel y su interpretación posterior para contrastar la información codificada. The visible part of the panel is completed with marks located in specific areas of the panel, called reference marks (4), and which will be illuminated so that they are easily identifiable by an artificial vision system. Since cameras intended for video surveillance or traffic monitoring can have strong oscillations, it is important to be able to identify at any time where the panel is in the image. Through these positioning marks, the task of locating the panel and its subsequent interpretation to contrast the encoded information is facilitated.
Respecto al algoritmo de encriptación de la fecha y de la hora puede ser tanto simétrico, en cuyo caso el servidor de autenticación (9) debe conocer la clave de cada panel, como asimétrico, en cuyo caso el servidor solo contendrá la clave pública del panel, siendo la clave privada solo conocida al programar el panel. La mínima longitud de clave propuesta es de 32 bits para garantizar que no pueda ser rota la seguridad y manipular una escena con los códigos correspondientes a otra fecha. El intervalo de cambio de mensaje de cifrado puede ser programado, con un intervalo mínimo de un minuto y un intervalo máximo de diez minutos. Regarding the encryption algorithm, the date and time can be both symmetric, in which case the authentication server (9) must know the key of each panel, as well as asymmetric, in which case the server will only contain the panel's public key , the private key being only known when programming the panel. The minimum proposed key length is 32 bits to ensure that security cannot be broken and manipulate a scene with the codes corresponding to another date. The encryption message change interval can be programmed, with a minimum interval of one minute and a maximum interval of ten minutes.
Como medida de seguridad adicional se puede incorporar una célula de proximidad que detecte cuando un objeto está en el entorno del panel, de manera que cuando se produzca esta situación, se codifica la fecha y la hora utilizando una clave alternativa. Esta funcionalidad permite relacionar la información proporcionada por el panel con parte de la acción que está sucediendo en la escena, siendo fácilmente comprobable esta situación por un algoritmo de visión artificial. As an additional security measure, a proximity cell can be incorporated that detects when an object is in the panel environment, so that when this situation occurs, the date and time are coded using an alternative key. This functionality allows the information provided by the panel to be related to part of the action that is happening on the scene, this situation being easily proven by an artificial vision algorithm.
Adicionalmente, el sistema de control del panel puede tener un módulo de comunicación con el servidor de autenticación, de forma que puedan intercambiar información. Dado que las posibles aplicaciones del equipo propuesto condicionan que los mismos puedan localizarse en sitios donde no exista cableado, este módulo debe estar basado en la transmisión de mensajes por tecnología móvil (GSM, GPRS o UMTS). En este sentido, es posible establecer un protocolo de comunicaciones para el cambio consensuado de clave cada cierto tiempo, de manera que las claves son dinámicas, resultando más difícil la encriptación. Además, este módulo de comunicaciones puede ser utilizado para notificar situaciones de alerta como la detección de un LED fundido, batería baja o un posible intento de saboteo del panel.
Additionally, the panel control system may have a communication module with the authentication server, so that they can exchange information. Since the possible applications of the proposed equipment condition that they can be located in places where there is no wiring, this module must be based on the transmission of messages by mobile technology (GSM, GPRS or UMTS). In this sense, it is possible to establish a communications protocol for the consensual change of key from time to time, so that the keys are dynamic, making encryption more difficult. In addition, this communications module can be used to notify alert situations such as the detection of a molten LED, low battery or a possible attempt to sabotage the panel.
Para asegurar el sincronismo de fecha y hora, y que no se produzcan errores de autenticación debidos a un desajuste de estos datos, se contempla un receptor de señal RDS a partir del cuál se pueden obtener los datos de fecha y hora y compararlos con los del propio sistema para corregir los desajustes. La alimentación del panel se realizará de forma preferente pero no limitativa mediante un sistema de placa solar, regulador de carga y batería de acumulación. La potencia a considerar debe contar con la potencia requerida por los paneles LED (código, información y marcas de referencia), el sistema de comunicación, el receptor RDS y el sistema de control global. To ensure synchronization of date and time, and that there are no authentication errors due to a mismatch of this data, an RDS signal receiver is contemplated from which the date and time data can be obtained and compared with those of the own system to correct mismatches. The panel will be fed preferably but not limited to a solar panel system, charge controller and accumulation battery. The power to be considered must have the power required by the LED panels (code, information and reference marks), the communication system, the RDS receiver and the global control system.
Para completar la descripción de la invención y con objeto de ayudar a una mejor comprensión de las características del invento, se acompaña como parte integrante de dicha descripción, con carácter ilustrativo y no limitativo, un juego único de esquemas donde se ha representado un panel de autenticación ( 1) con sus diferentes elementos, la cámara (8) de captación de la escena y un servidor donde se ejecutará el software (9). La disposición de los elementos no obedece a escala alguna, pudiendo estar el servidor en cualquier localización remota. In order to complete the description of the invention and in order to help a better understanding of the features of the invention, a single set of schemes is shown as an integral part of said description, where a panel of elements has been represented. authentication (1) with its different elements, the camera (8) for capturing the scene and a server where the software (9) will be executed. The arrangement of the elements does not obey on any scale, and the server can be in any remote location.
Atendiendo a la descripción aportada y la Figura 1 que se adjunta se detalla una realización donde el panel de LEDs está empotrado en una carcasa galvanizada. El panel deberá iluminar cuatro marcas de referencia en color rojo para la correcta situación por parte de los algoritmos de visión artificial del software. El código es encriptado mediante un algoritmo de encriptación simétrica AES (Advanced Encryption Standard) y en concreto en su modalidad Rijndael con un bloque de cifrado de 128 bits.
In accordance with the description provided and the attached Figure 1, an embodiment is detailed where the LED panel is embedded in a galvanized housing. The panel should illuminate four reference marks in red for the correct situation by the artificial vision algorithms of the software. The code is encrypted using an AES (Advanced Encryption Standard) symmetric encryption algorithm and specifically in its Rijndael mode with a 128-bit encryption block.
La clave simétrica se almacena en memoria EEPROM del sistema del control del panel y se comunica al servidor central de control de ese panel para la posterior desencriptación del código por parte del software de procesado. El tamaño del panel se diseña para que, una vez calibrada la cámara, cada bit ocupe en la imagen al menos 8 píxels de forma que pueda ser identificado sin problemas el código. Los LEDs correspondientes a Oy 1 se realizarán en colores diferentes al negro y rojo para evitar la confusión al fundirse una zona de LEDs y no dificultar la búsqueda de marcas de referencia por parte del algoritmo de visión artificial. The symmetric key is stored in EEPROM memory of the panel control system and communicated to the central control server of that panel for subsequent decryption of the code by the processing software. The panel size is designed so that, once the camera is calibrated, each bit occupies at least 8 pixels in the image so that the code can be identified without problems. The LEDs corresponding to Oy 1 will be made in colors other than black and red to avoid confusion when an area of LEDs melts and not hinder the search for reference marks by the artificial vision algorithm.
El panel se complementa con un mástil también galvanizado donde irá alojada la placa microcontroladora que se encargará de leer la fecha y hora de un dispositivo RDS cada dos minutos, encriptará la información de acuerdo con la clave almacenada y actuará sobre cada conjunto de LEDs asociados a los códigos Oó 1 de los bits que comprenden el mensaje cifrado. The panel is complemented with a galvanized mast where the microcontroller board will be housed, which will be in charge of reading the date and time of an RDS device every two minutes, will encrypt the information according to the stored key and will act on each set of LEDs associated with OO 1 codes of the bits that comprise the encrypted message.
La alimentación es obtenida mediante un sistema compuesto por una batería, una placa solar con acumulador de tensión y un equipo de regulación de carga inteligente, de manera que cuando se detecta que la alimentación solar acumulada es insuficiente se alimentará el panel mediante la batería descrita. The power is obtained by means of a system composed of a battery, a solar panel with a voltage accumulator and an intelligent charging regulation equipment, so that when it is detected that the accumulated solar power is insufficient, the panel will be fed by the described battery.
El servidor en el que se procederá a la autenticación de la fecha y hora está dotado de una memoria RAM de 2Gb, memoria en disco duro de 160Gb y tarjeta gráfica entre otros elementos. En este servidor se ejecutan los algoritmos de visión artificial para localizar el panel en la imagen mediante las marcas de referencia, leer el código encriptado a partir de los LEDs y, conociendo la clave simétrica, desencriptar el mismo para poder comprobar que la fecha y hora asociadas con la video secuencia se corresponden con la información que se quiere autenticar. The server on which the date and time will be authenticated is equipped with a 2Gb RAM, 160Gb hard disk memory and graphics card among other elements. On this server the artificial vision algorithms are executed to locate the panel in the image using the reference marks, read the encrypted code from the LEDs and, knowing the symmetric key, decrypt it to be able to verify that the date and time associated with the video sequence correspond to the information that you want to authenticate.
[1] F. Liu, H. Koenig, "A survey of video encryption algorithms", Computers & [1] F. Liu, H. Koenig, "A survey of video encryption algorithms", Computers &
Security,29, 1,3-15,2010. 5 Security, 29, 1,3-15,2010. 5
[2] Q. Sun; D. He; Q. Tian; , "A Secure and Robust Authentication Scheme for Video Transcoding," IEEE Transactions on Circuits and Systems for Video Technology, 16, 10,1232-1244,2006. [2] Q. Sun; D. He; Q. Tian; , "A Secure and Robust Authentication Scheme for Video Transcoding," IEEE Transactions on Circuits and Systems for Video Technology, 16, 10,1232-1244,2006.
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[4] X. Li, Y. Shoshar, A. Fish, G. Jullien, O. Yadid, "Hardware Implementations of [4] X. Li, Y. Shoshar, A. Fish, G. Jullien, O. Yadid, "Hardware Implementations of
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[5] P. Su; C. Chen; H. Chang, "Towards Effective Content Authentication for Digital Videos by Employing Feature Extraction and Quantization," IEEE Transactions on Circuits and Systemsfor Video Technology,, 19, 5, 668-677,2009. [5] P. Su; C. Chen; H. Chang, "Towards Effective Content Authentication for Digital Videos by Employing Feature Extraction and Quantization," IEEE Transactions on Circuits and Systems for Video Technology ,, 19, 5, 668-677,2009.
[6] M. Vatsa, R. Singh, S. K. Singh, S. Upadhyay, "Video Authentication Using Relative Correlation Information and SVM", en Computational Intelligence in MultimediaProcessing: RecentAdvances, 511-529, Springer, 2008.
[6] M. Vatsa, R. Singh, SK Singh, S. Upadhyay, "Video Authentication Using Relative Correlation Information and SVM", in Computational Intelligence in MultimediaProcessing: RecentAdvances, 511-529, Springer, 2008.
Claims (1)
- ES2393 014Al ES2393 014Al
- de mensajes por tecno logía móvil (GSM, GPRS o UMTS) para el intercambio of messages by mobile technology (GSM, GPRS or UMTS) for exchange
- de informació n con el servidor centraL of information with the central server
- 55
- Equipo de autenticación de fecha y hora para video escenas, según Team from authentication from date Y hour for video scenes, according
- 5 5
- reivindicación 1, caracterizado por estar dotado de un receptor ROS en el panel claim 1, characterized in that it is provided with a ROS receiver in the panel
- para for
- que proporcione información a la placa microcontroladora y pueda that provide information to the license plate microcontroller Y can
- sincronizar la fecha y la hora confonne a las necesidades recibidas. Synchronize the date and time according to the needs received.
- 66
- Equipo de autenticación de fecha y hora para vídeo escenas, según Team from authentication from date Y hour for video scenes, according
- 10 10
- reivindicación 1, caracterizado por estar alimentado mediante una placa de claim 1, characterized by to be fed by a license plate from
- energía solar (6) con acumulación y sistema de conmutación inte li gente a batería solar energy (6) with accumulation and switching system inte li people to battery
- autónoma cuando la energía acumulada no sea suficiente. autonomous when the accumulated energy is not enough.
- 77
- Equipo de autenticación de fecha y hora para vídeo escenas, según Team from authentication from date Y hour for video scenes, according
- 15 fifteen
- reivindicación 1, caracterizado por estar dotado de una célula de proximidad y claim 1, characterized in that it is provided with a proximity cell and
- dos códigos de encriptació n de forma que el mensaj e encriptado de fecha y hora two encryption codes so that the encrypted date and time message
- sea diferente en presencia de un objeto o de un sujeto cercano al panel que en is different in the presence of an object or a subject close to the panel than in
- ausencia del mismo. absence of it.
- 20 twenty
- 8 Equipo de autenticación de fecha y hora para vídeo escenas, según 8 Team from authentication from date Y hour for video scenes, according
- reivindicación 1, caracterizado por estar dotado de un espacio adicional donde claim 1, characterized in that it is provided with an additional space where
- puedan refl ejarse mensajes a los individuos presentes en la escena (3). messages can be reflected to the individuals present in the scene (3).
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Legal Events
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