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JP3812744B2 - Image alteration detection system - Google Patents

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Description

本発明は、例えば、制作された画像に改ざんが加えられたか否かを検出する画像改ざん検出システムに関し、特に、画像の改ざんを効果的に検出する画像改ざん検出システムに関する。   The present invention relates to, for example, an image alteration detection system that detects whether or not a produced image has been altered, and more particularly, to an image alteration detection system that effectively detects alteration of an image.

近年、静止画像や動画像が重要な証拠写真として用いられる場合が多い。例えば、銀行などの自動支払い機や一般店舗内の監視カメラにおける犯罪者の特定や、X線写真などの医療画像による医療診断への適用などが挙げられる。一方で、画像処理のデジタル化に伴い、何ら原画像から画質劣化を生じさせないで、原画像を意図的に修正、改ざんすることが可能になってきている。このため、与えられた画像が原画像であるのか、或いは、手を加えられた画像であるのかを識別できることが、画像を証拠として採用するか否かの判断に際して、極めて重要となる(例えば、特許文献1〜2参照。)。   In recent years, still images and moving images are often used as important evidence photographs. For example, identification of a criminal in an automatic payment machine such as a bank or a surveillance camera in a general store, and application to medical diagnosis using a medical image such as an X-ray photograph. On the other hand, with the digitization of image processing, it has become possible to intentionally modify and alter the original image without causing any deterioration in image quality from the original image. For this reason, being able to identify whether a given image is an original image or a modified image is extremely important in determining whether to adopt an image as evidence (for example, (See Patent Documents 1 and 2.)

原画像に手を加えることを事前に阻止する従来技術として、暗号技術がある。暗号技術では、原画像に鍵をかけ、その鍵を所有している人しか原画像を解読することができないようにする。しかしながら、何らかの不正な手段で鍵を盗んで原画像を解読してしまえば、その後に原画像を改ざんすることは容易に可能であり、これでは本質的な対策にはならない。また、原画像を見るために常に鍵を要することは、使い勝手上で不便をきたす。
また、原画像に手を加えられたか否かを事後に検出(検知)する従来技術として、画像データのフォーマットを定めて、あらかじめ原画像の特徴を記述した何らかの情報を例えばヘッダとして画像データに付加しておく技術がある。しかしながら、改ざん前に画像データとヘッダとを何らかの装置で分離できてしまうと、原画像の改ざんに合わせてヘッダも改ざんすることで改ざんの検出を不能にすることが可能であり、これでは本質的な対策にはならない。
また、原画像の特徴を記述する情報として、例えば、Hash関数により得られるHash値を用いる例があるが(例えば、特許文献1参照。)、Hash関数は複雑な演算を必要とするため、動画像に対してリアルタイムでHash値を得ることが困難な場合もある。
There is an encryption technique as a conventional technique for preventing the original image from being modified in advance. In encryption technology, an original image is keyed so that only the person who owns the key can decrypt the original image. However, if the original image is decrypted by stealing the key by some illegal means, it is possible to tamper with the original image after that, and this is not an essential measure. In addition, it is inconvenient to use the key to see the original image.
In addition, as a conventional technique for detecting (detecting) whether or not the original image has been modified afterwards, the format of the image data is determined and some information describing the characteristics of the original image is added to the image data as a header, for example. There is technology to keep. However, if the image data and the header can be separated by some device before the alteration, it is possible to disable the detection of the alteration by altering the header in accordance with the alteration of the original image. It is not an appropriate measure.
In addition, as information describing the characteristics of the original image, for example, there is an example in which a Hash value obtained by a Hash function is used (see, for example, Patent Document 1). It may be difficult to obtain a Hash value for an image in real time.

特開2003−289435号公報JP 2003-289435 A 特開2002−271609号公報JP 2002-271609 A 江藤、金子監修、「誤り訂正符号とその応用」、オーム社発行Supervised by Eto and Kaneko, "Error correction codes and their applications", published by Ohm 松井甲子雄、映像情報メディア学会誌、2000年4月号、p.565−566Koko Matsui, Journal of the Institute of Image Information and Television Engineers, April 2000, p. 565-566

上述のように、従来では、画像の改ざんを検出するための効果的なシステムの開発が強く望まれていた。
本発明は、このような従来の事情に鑑み為されたもので、画像に改ざんが加えられたか否かを効果的に検出することができる画像改ざん検出システムを提供することを目的とする。
更に具体的には、本発明では、例えば、原画像の特徴を記述した情報が画像のどこかに付加されているか否かが第三者により画像を見ただけでは知覚できず、且つ、画像が改ざんされた後においてもあらかじめ付加されていた特徴情報が消失しないで残存しており、且つ、意図的に付加情報を書き替えることが困難であるような画像改ざん検出システムを実現する。また、具体的には、本発明では、例えば、動画像についても、リアルタイムで容易に得られるような原画像の特徴を記述する情報を用いて、画像の改ざんを検出することを実現する。
As described above, conventionally, there has been a strong demand for the development of an effective system for detecting falsification of an image.
The present invention has been made in view of such a conventional situation, and an object thereof is to provide an image alteration detection system capable of effectively detecting whether or not an image has been altered.
More specifically, in the present invention, for example, whether or not information describing the characteristics of the original image is added somewhere in the image cannot be perceived only by viewing the image by a third party, and the image An image alteration detection system is realized in which the feature information added in advance remains without being lost even after the image is altered and it is difficult to intentionally rewrite the additional information. Specifically, in the present invention, for example, for a moving image, it is possible to detect alteration of an image using information describing characteristics of an original image that can be easily obtained in real time.

上記目的を達成するため、本発明に係る画像改ざん検出システムでは、次のような構成により、前処理装置により生成した画像データが改ざんされたことを、後処理装置により検出する。
すなわち、前処理装置では、前処理空間周波数領域変換手段が、空間領域の画像データを空間周波数領域の画像データへ変換する。誤り検出可能符号データ生成手段が、前処理空間周波数領域変換手段により変換された空間周波数領域の画像データの全体或いは一部を除く残りの部分を用いて、誤り検出可能な符号データを生成する。誤り検出可能符号データ付加手段が、誤り検出可能符号データ生成手段により生成された誤り検出可能な符号データを、前処理空間周波数領域変換手段により変換された空間周波数領域の画像データに付加する。空間領域変換手段が、誤り検出可能符号データ付加手段により誤り検出可能な符号データが付加された画像データを、空間領域の画像データへ変換する。
In order to achieve the above object, in the image alteration detection system according to the present invention, the post-processing device detects that the image data generated by the pre-processing device has been altered by the following configuration.
That is, in the preprocessing device, the preprocessing spatial frequency domain conversion means converts the spatial domain image data into the spatial frequency domain image data. The error-detectable code data generating means generates code data that can be detected using the remaining part of the image data in the spatial frequency domain transformed by the preprocessing spatial frequency domain transforming means except for the whole or a part thereof. The error-detectable code data adding means adds the error-detectable code data generated by the error-detectable code data generating means to the spatial frequency domain image data converted by the preprocessing spatial frequency domain converting means. The spatial domain converting means converts the image data to which the code data that can be detected by the error detectable code data adding means is added to the image data of the spatial domain.

また、後処理装置では、後処理空間周波数領域変換手段が、前処理装置により生成された誤り検出可能な符号データが付加された空間領域の画像データを、空間周波数領域の画像データへ変換する。誤り検出可能符号データ検出手段が、後処理空間周波数領域変換手段により変換された空間周波数領域の画像データに付加された誤り検出可能な符号データを検出する。画像データ改ざん有無検出手段が、誤り検出可能符号データ検出手段により検出された誤り検出可能な符号データを用いて、後処理空間周波数領域変換手段により変換された空間周波数領域の画像データに誤りがあるか否かを検出することで、当該画像データが改ざんされたか否かを検出する。   In the post-processing device, the post-processing spatial frequency domain conversion means converts the image data in the spatial region to which the error-detectable code data generated by the pre-processing device is added into image data in the spatial frequency region. The error detectable code data detection means detects code data capable of error detection added to the image data in the spatial frequency domain converted by the post-processing spatial frequency domain conversion means. There is an error in the image data in the spatial frequency domain transformed by the post-processing spatial frequency domain transforming means, using the error detectable code data detected by the error detectable code data detecting means by the image data alteration detection means. By detecting whether or not the image data has been tampered with.

従って、誤り検出可能な符号データが空間周波数領域において付加された空間領域の画像データが前処理装置により生成され、当該空間領域の画像データが改ざんされた場合には、当該空間領域の画像データが改ざんされたことが後処理装置により検出されるため、誤り検出可能な符号データを例えば電子透かし情報のように画像データに付加することにより、画像に改ざんが加えられたか否かを効果的に検出することができる。
具体的には、例えば、原画像の特徴を記述した情報が画像のどこかに付加されているか否かが第三者により画像を見ただけでは知覚できず、且つ、画像が改ざんされた後においてもあらかじめ付加されていた特徴情報が消失しないで残存しており、且つ、意図的に付加情報を書き替えることが困難であるような画像改ざん検出を実現することができる。また、具体的には、例えば、動画像についても、リアルタイムで容易に得られるような原画像の特徴を記述する情報を用いて、画像の改ざんを検出することができる。
Therefore, when image data of a spatial region in which code data capable of error detection is added in the spatial frequency region is generated by the preprocessing device and the image data of the spatial region is falsified, the image data of the spatial region is Since it is detected by the post-processing device that the image has been tampered with, it is possible to effectively detect whether or not the image has been tampered with by adding code data capable of error detection to the image data such as digital watermark information. can do.
Specifically, for example, whether or not information describing the characteristics of the original image is added somewhere in the image cannot be perceived only by viewing the image by a third party, and after the image has been tampered with Also, the feature information that has been added in advance remains without being lost, and image alteration detection that makes it difficult to intentionally rewrite the additional information can be realized. Specifically, for example, for a moving image, it is possible to detect alteration of an image using information describing characteristics of an original image that can be easily obtained in real time.

ここで、処理対象となる画像データとしては、種々なものが用いられてもよく、例えば、静止画像データが用いられてもよく、或いは、動画像データが用いられてもよい。
また、空間領域の画像データとしては、例えば、X−Y直交座標平面上の画像データが用いられ、また、空間周波数領域の画像データとしては、例えば、(X方向への空間周波数−Y方向への空間周波数)直交座標平面上の画像データが用いられる。なお、文字X、Yは、説明の便宜上で用いたものであり、特に限定は無く、他の文字が用いられてもよい。
Here, various types of image data to be processed may be used. For example, still image data may be used, or moving image data may be used.
As the image data in the spatial domain, for example, image data on an XY orthogonal coordinate plane is used, and as the image data in the spatial frequency domain, for example, (spatial frequency in the X direction−in the Y direction). (Spatial frequency) image data on an orthogonal coordinate plane is used. Note that the characters X and Y are used for convenience of explanation, and are not particularly limited, and other characters may be used.

また、空間周波数領域の画像データの全体を用いて誤り検出可能な符号データを生成する態様や、空間周波数領域の画像データの一部を除く残りの部分を用いて誤り検出可能な符号データを生成する態様としては、種々な態様が用いられてもよく、例えば、空間周波数領域の画像データを構成する所定の単位領域毎にそれぞれ誤り検出可能な符号データを生成するような態様が用いられてもよく、或いは、空間周波数領域の画像データの全体をまとめて誤り検出可能な符号データを生成するような態様が用いられてもよい。
また、それぞれの誤り検出可能な符号データを生成するために用いられる画像データ部分としては、種々な部分が用いられてもよい。
Also, code data that can detect errors using the entire image data in the spatial frequency domain, and code data that can detect errors using the remaining part of the image data in the spatial frequency domain are generated. For example, various modes may be used. For example, a mode in which code data that can detect an error is generated for each predetermined unit area constituting the image data in the spatial frequency domain may be used. Alternatively, a mode may be used in which code data capable of error detection is generated by collecting the entire image data in the spatial frequency domain.
Various parts may be used as the image data part used for generating each error-detectable code data.

また、誤り検出可能な符号データとしては、種々な符号データが用いられてもよく、例えば、誤り検出符号のデータを用いることができる。なお、一般に、誤り検出符号のデータは、誤り訂正能力も有しており、誤り訂正符号のデータとして利用することも可能である。
また、誤り検出可能な符号データを空間周波数領域の画像データに付加する態様としては、種々な態様が用いられてもよく、例えば、当該画像データの一部に誤り検出可能な符号データを加算して当該加算結果を当該一部のデータとする態様や、或いは、当該画像データの一部を誤り検出可能な符号データへ置き換える態様などを用いることができる。
In addition, various code data may be used as code data that can be detected by an error. For example, error detection code data can be used. In general, error detection code data also has error correction capability, and can be used as error correction code data.
Various modes may be used for adding error-detectable code data to image data in the spatial frequency domain, for example, adding error-detectable code data to a part of the image data. Thus, it is possible to use a mode in which the addition result is the partial data, or a mode in which a part of the image data is replaced with error-detectable code data.

また、後処理装置において空間周波数領域の画像データに付加された誤り検出可能な符号データを検出する仕方としては、例えば電子透かし技術に関して一般的に知られているような種々な仕方が用いられてもよく、例えば、当該画像データを解析して検出する仕方や、或いは、前処理装置などから誤り検出可能な符号データの付加状態に関する情報を受けて当該情報に基づいて検出する仕方などを用いることができる。
また、後処理装置では、通常、空間周波数領域の画像データに誤りがあることが検出された場合には当該画像データが改ざんされたことを検出し、空間周波数領域の画像データに誤りが無いことが検出された場合には当該画像データが改ざんされていないことを検出する。
Further, as a method of detecting code data capable of error detection added to the image data in the spatial frequency domain in the post-processing device, for example, various methods generally known for digital watermark technology are used. For example, a method of analyzing and detecting the image data or a method of receiving information on the addition state of code data that can be detected from a preprocessing device or the like and detecting based on the information is used. Can do.
Also, in the post-processing device, when it is detected that there is an error in the image data in the spatial frequency domain, it is usually detected that the image data has been tampered with, and there is no error in the image data in the spatial frequency domain. Is detected, it is detected that the image data has not been tampered with.

なお、前処理装置と後処理装置とは、例えば、別体で構成されてもよく、或いは、一体で構成されてもよい。
また、前処理装置や後処理装置としては、種々な装置或いはシステムなどとして構成されてもよく、例えば、前処理装置及び後処理装置を別体或いは一体で画像処理装置として構成することや、前処理装置を有線或いは無線の送信装置として構成して後処理装置を有線或いは無線の受信装置として構成することや、前処理装置の機能及び後処理装置の機能の両方を有した有線或いは無線の通信装置を構成することなどができる。
Note that the pre-processing device and the post-processing device may be configured separately, or may be configured integrally, for example.
The pre-processing device and the post-processing device may be configured as various devices or systems. For example, the pre-processing device and the post-processing device may be configured as an image processing device separately or integrally. Configuring the processing device as a wired or wireless transmission device and configuring the post-processing device as a wired or wireless receiving device, or wired or wireless communication having both the pre-processing device function and the post-processing device function A device can be configured.

本発明に係る画像改ざん検出システムでは、一構成例として、次のような構成とした。
すなわち、前処理装置の誤り検出可能符号データ生成手段は、前処理空間周波数領域変換手段により変換された空間周波数領域の画像データの一部を除く残りの部分を用いて、誤り検出可能な符号データを生成する。また、前処理装置の誤り検出可能符号データ付加手段は、誤り検出可能符号データ生成手段により生成された誤り検出可能な符号データを、前処理空間周波数領域変換手段により変換された空間周波数領域の画像データの当該一部のデータに加算する或いは当該一部のデータと置換する。
The image alteration detection system according to the present invention has the following configuration as one configuration example.
That is, the error-detectable code data generating means of the pre-processing device uses the remaining part excluding a part of the spatial frequency domain image data converted by the pre-processing spatial frequency domain converting means to detect error data. Is generated. The error-detectable code data adding means of the preprocessing device is a spatial frequency domain image obtained by converting the error-detectable code data generated by the error-detectable code data generating means by the preprocessing spatial frequency domain converting means. The data is added to the partial data or replaced with the partial data.

従って、空間周波数領域の画像データの一部に対して、当該一部を除く残りの部分を用いて生成された誤り検出可能な符号データを付加することにより、当該画像データの全体として良好な誤り検出を行うことができる。例えば、画像データの一部に対して、当該一部を除く残りの部分(例えば、大部分)から生成した誤り検出可能な符号データを付加する場合に、画像データの一部及び当該一部を除く残りの部分から全ての画像データが形成されることにより、画像データの全てを無駄なく誤り検出に使用することが実現される。
ここで、誤り検出可能な符号データを加算或いは置換により付加する空間周波数領域の画像データの一部や、当該一部を除く残りの部分としては、それぞれ種々な部分が用いられてもよく、例えば、当該一部として高周波数の成分を用いて、当該一部を除く残りの部分として他の全ての成分(低周波数の成分、或いは、比較的に低周波数であるとみなされる成分)を用いるようなことができる。
Therefore, by adding error-detectable code data generated by using the remaining part excluding the part to a part of the image data in the spatial frequency domain, a good error as a whole can be obtained. Detection can be performed. For example, when adding code data capable of error detection generated from the remaining part (for example, most part) excluding the part to a part of the image data, the part of the image data and the part are By forming all the image data from the remaining portion, it is possible to use all of the image data for error detection without waste.
Here, various parts may be used as a part of the image data in the spatial frequency domain to which the error-detectable code data is added or replaced, and the remaining part excluding the part, for example, The high frequency component is used as the part, and all other components (low frequency components or components that are considered to be relatively low frequency) are used as the remaining part except the part. I can do it.

本発明に係る画像改ざん検出システムでは、一構成例として、次のような構成とした。
すなわち、画像データは、複数のフレームの画像データから構成される動画像データである。
また、前処理装置の誤り検出可能符号データ生成手段及び誤り検出可能符号データ付加手段は、各フレームの画像データを複数のブロックに分割した態様で、処理を行う。
また、前処理装置の誤り検出可能符号データ付加手段は、誤り検出可能符号データ生成手段により生成された誤り検出可能な符号データを、前処理空間周波数領域変換手段により変換された空間周波数領域の画像データに対して、フレーム毎に異なる位置に付加する。
The image alteration detection system according to the present invention has the following configuration as one configuration example.
That is, the image data is moving image data composed of a plurality of frames of image data.
Further, the error detectable code data generating means and the error detectable code data adding means of the preprocessing device perform processing in a manner in which the image data of each frame is divided into a plurality of blocks.
The error-detectable code data adding means of the preprocessing device is a spatial frequency domain image obtained by converting the error-detectable code data generated by the error-detectable code data generating means by the preprocessing spatial frequency domain converting means. The data is added at a different position for each frame.

従って、各フレームの画像データを複数のブロックに分割して、誤り検出可能な符号データの生成処理や、誤り検出可能な符号データの付加処理を行うことにより、比較的小さいブロック単位での誤り検出を実現することができる。
また、誤り検出可能な符号データを、フレーム毎に、画像データ中の異なる位置(成分)に付加することにより、例えば、画像データに付加される誤り検出可能な符号データを目立たなくさせることや、第三者により解読されてしまうことを防止することができる。
Therefore, error detection is performed in relatively small blocks by dividing the image data of each frame into a plurality of blocks and generating code data that can detect errors and adding code data that can detect errors. Can be realized.
Further, by adding error-detectable code data to different positions (components) in image data for each frame, for example, making error-detectable code data added to image data inconspicuous, It can be prevented from being decrypted by a third party.

ここで、各フレームの画像データを複数のブロックに分割する態様や、複数のブロックに関して誤り検出可能な符号データを生成する態様や、複数のブロックに関して誤り検出可能な符号データを付加する態様としては、それぞれ、種々な態様が用いられてもよい。
また、誤り検出可能な符号データをフレーム毎に異なる位置に付加する態様としては、種々な態様が用いられてもよく、例えば、誤り検出可能な符号データが付加される位置が、所定の数のフレームの周期で繰り返されるようなパターンを用いることができる。
Here, as an aspect of dividing the image data of each frame into a plurality of blocks, an aspect of generating code data that can detect errors with respect to a plurality of blocks, and an aspect of adding code data that can detect errors with respect to a plurality of blocks Various aspects may be used respectively.
In addition, various modes may be used for adding error-detectable code data to different positions for each frame. For example, the position where code data that can detect errors is added is a predetermined number. A pattern that repeats with the period of the frame can be used.

本発明に係る画像改ざん検出システムでは、一構成例として、後処理装置では、画像データ誤り訂正手段が、誤り検出可能符号データ検出手段により検出された誤り検出可能な符号データを用いて、後処理空間周波数領域変換手段により変換された空間周波数領域の画像データに含まれる誤りを訂正する。
従って、誤り検出可能であって誤り訂正能力を有する符号データを用いて、改ざんや伝送誤りや記録誤りなどによって画像データに発生した誤りを訂正することができる。
In the image alteration detection system according to the present invention, as one configuration example, in the post-processing device, the image data error correction means uses post-processing code data detected by the error-detectable code data detection means. An error included in the image data of the spatial frequency domain converted by the spatial frequency domain conversion means is corrected.
Therefore, it is possible to correct an error generated in image data due to falsification, transmission error, recording error, or the like, using code data that can detect an error and has error correction capability.

ここから、空間周波数領域での処理に代わって、空間領域での処理について述べる。
上記目的を達成するため、本発明に係る画像改ざん検出システムでは、次のような構成により、前処理装置により生成した画像データが改ざんされたことを、後処理装置により検出する。
すなわち、前処理装置では、前処理画像データ部分識別手段が、空間領域の画像データについて、誤り検出可能な符号データで置換する一部のデータと、残りの部分のデータとを識別する。誤り検出可能符号データ生成手段が、前処理画像データ部分識別手段により識別された当該残りの部分のデータを用いて、誤り検出可能な符号データを生成する。誤り検出可能符号データ置換手段が、誤り検出可能符号データ生成手段により生成された誤り検出可能な符号データを、前処理画像データ部分識別手段により識別された当該一部のデータと置換する。
From here, instead of processing in the spatial frequency domain, processing in the spatial domain will be described.
In order to achieve the above object, in the image alteration detection system according to the present invention, the post-processing device detects that the image data generated by the pre-processing device has been altered by the following configuration.
That is, in the preprocessing device, the preprocessed image data partial identification means identifies part of data to be replaced with error-detectable code data and the remaining part of the image data in the spatial domain. Error-detectable code data generating means generates error-detectable code data using the remaining portion of data identified by the preprocessed image data part identifying means. The error detectable code data replacement means replaces the error detectable code data generated by the error detectable code data generation means with the partial data identified by the preprocessed image data partial identification means.

また、後処理装置では、後処理画像データ部分識別手段が、前処理装置により生成された誤り検出可能な符号データが付加された空間領域の画像データについて、誤り検出可能な符号データが置換された一部のデータと、残りの部分のデータとを識別する。画像データ改ざん有無検出手段が、後処理画像データ部分識別手段により識別された当該一部のデータから特定される誤り検出可能な符号データを用いて、後処理画像データ部分識別手段により識別された当該残りの部分のデータに誤りがあるか否かを検出することで、当該空間領域の画像データが改ざんされたか否かを検出する。   In the post-processing device, the post-processing image data partial identification means replaces the error-detectable code data with respect to the image data in the spatial region to which the error-detectable code data generated by the pre-processing device is added. Identify some data and the rest of the data. The image data falsification presence / absence detection means is identified by the post-processing image data partial identification means using the error-detectable code data specified from the partial data identified by the post-processing image data partial identification means. By detecting whether or not there is an error in the remaining portion of the data, it is detected whether or not the image data in the space area has been tampered with.

従って、空間領域の画像データの一部のデータを、当該一部を除く残りの部分のデータを用いて生成される誤り検出可能な符号データへ置換して、誤り検出可能な符号データが付加された画像データが前処理装置により生成され、当該画像データが改ざんされた場合には、当該画像データに含まれる誤り検出可能な符号データを用いて当該改ざんが後処理装置により検出されるため、誤り検出可能な符号データを例えば電子透かし情報のように画像データに付加することにより、画像に改ざんが加えられたか否かを効果的に検出することができる。   Therefore, part of the image data in the spatial domain is replaced with code data that can be detected by using the remaining part of the data other than the part of the data, and the code data that can be detected by the error is added. If the image data is generated by the pre-processing device and the image data is falsified, the falsification is detected by the post-processing device using the error-detectable code data included in the image data. By adding detectable code data to image data such as digital watermark information, it is possible to effectively detect whether or not the image has been tampered with.

ここで、空間領域の画像データについて、誤り検出可能な符号データで置換する(或いは、置換された)一部のデータと、残りの部分のデータとを識別する仕方としては、種々な仕方が用いられてもよく、例えば、あらかじめ当該一部と当該残りの部分とが設定されていて、当該設定の内容に基づいて識別するような仕方を用いることができる。
また、空間領域の画像データについて、誤り検出可能な符号データで置換する一部のデータと、残りの部分のデータとしては、それぞれ種々な部分のデータが用いられてもよく、例えば、当該一部のデータとして当該画像データを構成する所定の画素データの最下位ビットのデータを用いることができる。
また、空間領域の画像データについて誤り検出可能な符号データで置換する一部を除いた残りの部分のデータを用いて誤り検出可能な符号データを生成する態様としては、種々な態様が用いられてもよい。
Here, with respect to the image data in the spatial domain, various methods are used as a method of discriminating a part of the data to be replaced (or replaced) with code data capable of detecting an error and the remaining part of the data. For example, it is possible to use a method in which the part and the remaining part are set in advance and are identified based on the contents of the setting.
In addition, regarding the image data in the spatial domain, various data may be used as the partial data to be replaced with the error-detectable code data and the remaining data, for example, the partial data As the data, the least significant bit data of the predetermined pixel data constituting the image data can be used.
In addition, various modes are used as modes for generating error-detectable code data by using the remaining part of the data except for a part of the spatial domain image data that is replaced with error-detectable code data. Also good.

また、空間領域の画像データに対して誤り検出可能な符号データを付加する構成についても、空間周波数領域の画像データに対して誤り検出可能な符号データを付加する構成について述べたのと同様な構成を適用することが可能である。例えば、誤り検出可能な符号データを画像データに付加する態様として誤り検出可能な符号データと画像のデータとを加算する態様を用いることや、画像データとして動画像データを用いることや、1フレームの画像データを複数のブロックに分割して処理することや、フレーム毎に画像データ中の異なる位置に誤り検出可能な符号データを付加することや、誤り検出可能な符号データを用いて誤り訂正することなどが可能である。   Also, the configuration for adding code data capable of error detection to spatial domain image data is the same as that described for the configuration for adding code data capable of error detection to spatial frequency domain image data. It is possible to apply. For example, as a mode of adding error-detectable code data to image data, a mode of adding error-detectable code data and image data, using moving image data as image data, Processing image data by dividing it into multiple blocks, adding error-detectable code data to different positions in the image data for each frame, and correcting errors using error-detectable code data Etc. are possible.

以上説明したように、空間周波数領域での処理について、本発明に係る画像改ざん検出システムによると、前処理装置では、空間領域の画像データを空間周波数領域の画像データへ変換し、当該変換された空間周波数領域の画像データの全体或いは一部を除く残りの部分を用いて誤り検出可能な符号データを生成し、当該生成された誤り検出可能な符号データを前記変換された空間周波数領域の画像データに付加し、当該誤り検出可能な符号データが付加された画像データを空間領域の画像データへ変換し、後処理装置では、前処理装置により生成された誤り検出可能な符号データが付加された空間領域の画像データを空間周波数領域の画像データへ変換し、当該変換された空間周波数領域の画像データに付加された誤り検出可能な符号データを検出し、当該検出された誤り検出可能な符号データを用いて前記変換された空間周波数領域の画像データに誤りがあるか否かを検出することで当該画像データが改ざんされたか否かを検出することにより、前処理装置により生成した画像データが改ざんされたことを後処理装置により検出するようにしたため、誤り検出可能な符号データを例えば電子透かし情報のように画像データに付加することにより、画像に改ざんが加えられたか否かを効果的に検出することができる。   As described above, according to the image falsification detection system according to the present invention for processing in the spatial frequency domain, the preprocessing device converts the spatial domain image data into the spatial frequency domain image data, and Using the remaining part of the image data in the spatial frequency domain except the whole or a part thereof, code data capable of error detection is generated, and the generated code data capable of error detection is converted into the image data of the converted spatial frequency domain. The image data to which the error-detectable code data is added is converted into image data in the spatial domain, and in the post-processing device, the space to which the error-detectable code data generated by the pre-processing device is added The image data of the area is converted into the image data of the spatial frequency domain, and the code data that can be detected by the error is added to the converted image data of the spatial frequency domain. Detecting whether the image data has been tampered with by detecting whether there is an error in the converted spatial frequency domain image data using the detected error-detectable code data Thus, since the post-processing device detects that the image data generated by the pre-processing device has been tampered with, by adding error-detectable code data to the image data, such as digital watermark information, It is possible to effectively detect whether the image has been tampered with.

また、空間領域での処理について、本発明に係る画像改ざん検出システムによると、前処理装置では、空間領域の画像データについて誤り検出可能な符号データで置換する一部のデータと残りの部分のデータとを識別し、当該識別された当該残りの部分のデータを用いて誤り検出可能な符号データを生成し、当該生成された誤り検出可能な符号データを当該識別された当該一部のデータと置換し、後処理装置では、前処理装置により生成された誤り検出可能な符号データが付加された空間領域の画像データについて誤り検出可能な符号データが置換された一部のデータと残りの部分のデータとを識別し、当該識別された当該一部のデータから特定される誤り検出可能な符号データを用いて当該識別された当該残りの部分のデータに誤りがあるか否かを検出することで当該空間領域の画像データが改ざんされたか否かを検出することにより、前処理装置により生成した画像データが改ざんされたことを後処理装置により検出するようにしたため、誤り検出可能な符号データを例えば電子透かし情報のように画像データに付加することにより、画像に改ざんが加えられたか否かを効果的に検出することができる。   Also, with regard to processing in the spatial domain, according to the image alteration detection system according to the present invention, the preprocessing device replaces part of the data in the spatial domain with code data that can be error-detected and the rest of the data. And generating code data capable of error detection using the identified remaining portion of data, and replacing the generated code data capable of error detection with the identified partial data. In the post-processing device, the partial data in which the error-detectable code data is replaced with the remaining portion of the data in the spatial domain image data to which the error-detectable code data generated by the pre-processing device is added. And the remaining portion of the identified data has an error using the code data that can be detected from the identified portion of the data. Since the post-processing device detects that the image data generated by the pre-processing device has been detected by detecting whether or not the image data of the space area has been tampered with By adding detectable code data to image data such as digital watermark information, it is possible to effectively detect whether or not the image has been tampered with.

本発明に係る実施例を図面を参照して説明する。
本実施例に係る画像改ざん検出システムでは、原画像の特徴を記述する情報(特徴情報)として誤り検出符号を用い(例えば、非特許文献1参照。)、且つ、当該特徴情報を原画像へ付加する技術として電子透かし技術を用いる(例えば、非特許文献2参照。)。
Embodiments according to the present invention will be described with reference to the drawings.
In the image alteration detection system according to the present embodiment, an error detection code is used as information (feature information) describing characteristics of the original image (see, for example, Non-Patent Document 1), and the feature information is added to the original image. A digital watermark technique is used as the technique (see, for example, Non-Patent Document 2).

まず、電子透かし技術について詳しく説明する。
例えば、非特許文献2には、電子透かしの代表的な手法が示されている。
図6(A)〜(D)に示される電子透かしの概念的な様子の一例を参照して、電子透かしの代表的な手法を説明する。
(1)図6(A)に示されるように、空間位置(例えば、X−Y直交座標平面上)の画像を縦、横2画素ずつの、合計4画素よりなるブロックに分割する。ここで、図示されるように、これら4画素の振幅をI00、I10、I01、I11とする。なお、Imnについて、Iに付加した2つの添字m、nのうち、mは図6(A)、(D)における水平方向の場所(左から右へと数値が大きくなる)を表しており、nは垂直方向の場所(上から下へと数値が大きくなる)を表している。
First, the digital watermark technique will be described in detail.
For example, Non-Patent Document 2 shows a typical technique for digital watermarking.
With reference to an example of a conceptual state of the digital watermark shown in FIGS. 6A to 6D, a representative method of the digital watermark will be described.
(1) As shown in FIG. 6A, an image at a spatial position (for example, on the XY orthogonal coordinate plane) is divided into blocks each consisting of 4 pixels in total of 2 pixels vertically and horizontally. Here, as shown, the amplitudes of these four pixels are I 00 , I 10 , I 01 , and I 11 . For I mn, of the two subscripts m and n added to I, m represents the horizontal location in FIGS. 6A and 6D (the value increases from left to right). , N represents a place in the vertical direction (a numerical value increases from top to bottom).

(2)これら4画素の振幅を、式1〜式4に従って、4つの空間周波数(例えば、X方向への空間周波数−Y方向への空間周波数)の成分w00、w10、w01、w11へ変換する。当該変換により得られる空間周波数の画像は、図6(B)のように示される。なお、wmnについて、wに付加した2つの添字m、nのうち、mは図6(B)、(C)における水平方向の場所(左から右へと数値が大きくなる)を表しており、nは垂直方向の場所(上から下へと数値が大きくなる)を表している。 (2) The amplitudes of these four pixels are expressed by components w 00 , w 10 , w 01 , w of four spatial frequencies (for example, spatial frequency in the X direction−spatial frequency in the Y direction) according to Equations 1 to 4. 11 is converted. An image of the spatial frequency obtained by the conversion is shown as shown in FIG. For wmn, of the two subscripts m and n added to w, m represents the horizontal location in FIGS. 6B and 6C (the value increases from left to right). , N represents a place in the vertical direction (a numerical value increases from top to bottom).

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なお、これら4つの空間周波数成分w00、w10、w01、w11から4つの空間位置成分I00、I10、I01、I11への逆変換は、式5〜式8により実現される。 Note that the inverse transformation from these four spatial frequency components w 00 , w 10 , w 01 , and w 11 to the four spatial position components I 00 , I 10 , I 01 , and I 11 is realized by Equations 5 to 8. The

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ここで、図6(B)に示される4画素よりなるブロックに対して、例えば、1ビットの透かし情報を加えるとする。また、情報の振幅としては、“0”値の情報に対しては振幅0であり、“1”値の情報に対しては振幅bであるとする。また、透かし情報は空間周波数のどの成分にも加え得るが、ここでは、透かし効果が大きい成分w11に加えるとする。
なお、非特許文献2に示されるように、例えば、w01には振幅aを加えてw10には振幅cを加えるなどというように、振幅bとは別に振幅a、cを加えて合計3ビットの透かし情報を埋め込むことも可能ではあるが、ここでは説明を簡易化するためにw11にのみ振幅bを加える場合を示す。
(3)すなわち、透かし情報が“1”である場合には、図6(C)に示されるように、本来の空間周波数w11は式9のように変形する。
Here, it is assumed that, for example, 1-bit watermark information is added to the block of 4 pixels shown in FIG. The amplitude of information is 0 for information of “0” value and is b for information of “1” value. Although the watermark information may be added to any component of the spatial frequency, here, the addition of the component w 11 watermark effect is large.
In addition, as shown in Non-Patent Document 2, for example, an amplitude a is added to w 01 and an amplitude c is added to w 10. Although it is possible to embed the watermark information bits, it is shown here when adding the amplitude b only w 11 in order to simplify the description.
(3) That is, when the watermark information is “1”, the original spatial frequency w 11 is transformed as shown in Equation 9 as shown in FIG.

Figure 0003812744
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(4)式9に示される(w11+b)とw00、w10、w01を用いて、図6(D)に示されるように、画素の振幅へ逆変換すると、式10〜式13に示されるように変換される。 (4) Using (w 11 + b) shown in Equation 9 and w 00 , w 10 , and w 01 , as shown in FIG. Converted as shown in

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すなわち、透かし情報が“0”である場合には本来の画素の値が完全に復元されるが、透かし情報が“1”である場合には、4画素にbの成分が分散される。且つ、垂直、水平方向ともに、隣接画素間で逆極性になっているため、bの振幅が小さい限り、原画像への妨害としては検出できにくい。つまり、第三者には気付かないように、bが透かし情報として、画像に埋め込まれていることになる。
一方、w11成分に透かし情報が埋め込まれているかもしれないことを知っている当事者にとっては、図6(D)に示されるように得られた画像の4画素の値から、式14の計算をすると、(w11+b)が得られる。そして、本来において画像が有するw11の値に対して、式15のように設定しておけば、bの存在を識別することができる。
That is, when the watermark information is “0”, the original pixel value is completely restored, but when the watermark information is “1”, the component b is distributed to four pixels. In addition, since the polarity is opposite between adjacent pixels in both the vertical and horizontal directions, as long as the amplitude of b is small, it is difficult to detect it as an obstruction to the original image. That is, b is embedded in the image as watermark information so as not to be noticed by a third party.
Meanwhile, for the parties know that the w 11 components might watermark information is embedded, from the values of the four pixels of the image obtained as shown in FIG. 6 (D), calculation of formula 14 (W 11 + b) is obtained. The presence of b can be identified by setting the value of w 11 that the image originally has as shown in Expression 15.

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実際には、いかなる場合においてもw11<bを満足するようにbの値を設定しようとすると、bが大きくなって、透かし情報の存在が画像を見ただけで分かってしまうようなこともある。このため、なるべくbを小さく設定する手法として、いくつかのブロックに同一の情報bを埋め込んで、ブロック毎の識別結果の多数決をとることなどによりbの存在を判定する手法がある。
また、透かし情報を原画像内に満遍なく埋め込まず、透かし情報として見え難い、画像の輪郭部に重点的に埋め込む技術もある。また、上記では静止画像についての例を示したが、動画像は連続して変化する静止画像の集団であると解釈できるので、静止画像と同一の手法を動画像に適用することもできる。動画像においては、画像内の動きのある部分に透かし情報を重点的に埋め込むことが効果的であることが知られている。
Actually, in any case, if the value of b is set so as to satisfy w 11 <b, b may become large, and the presence of watermark information may be known only by looking at the image. is there. For this reason, as a method for setting b as small as possible, there is a method for determining the existence of b by embedding the same information b in several blocks and taking the majority of identification results for each block.
In addition, there is a technique in which watermark information is not embedded uniformly in an original image but is embedded with emphasis in an outline portion of an image that is difficult to see as watermark information. In the above description, an example of a still image is shown. However, since a moving image can be interpreted as a group of still images that change continuously, the same technique as that for a still image can be applied to the moving image. It is known that in a moving image, it is effective to embed watermark information in a portion having a motion in the image with emphasis.

また、空間位置における画素の値を空間周波数の値へ変換する手法は、一般に直交変換と呼ばれ、例えば、離散フーリエ変換(DFT)や、或いは、離散コサイン変換(DCT)や、Wavelet変換などが用いられる。
また、上記の例では、垂直、水平2画素ずつの4画素を1つのブロックの単位にした場合を示したが、JPEGやMPEGなどの画像データ圧縮に多用されるDCTでは、垂直、水平8画素ずつの64画素を1つのブロックにする例も多い。JPEGやMPEGでは、画像データ圧縮手法の一つとしてDCTを用いることから、透かし情報の埋め込みのためにわざわざDCTを施さなくとも、既存のDCTを利用して透かし情報を埋め込むことができる。
In addition, a method of converting a pixel value at a spatial position into a spatial frequency value is generally called orthogonal transformation, and for example, discrete Fourier transform (DFT), discrete cosine transform (DCT), Wavelet transform, or the like is used. Used.
In the above example, four pixels each having two vertical and horizontal pixels are used as one block unit. However, in DCT frequently used for image data compression such as JPEG and MPEG, vertical and horizontal eight pixels are used. There are many examples in which 64 pixels each are made into one block. In JPEG and MPEG, since DCT is used as one of image data compression methods, watermark information can be embedded using existing DCT without performing DCT for embedding watermark information.

次に、誤り検出符号について詳しく説明する。
誤り検出符号とは、Aワード(或いは、ビット)の原データに対して、Bワード(或いは、ビット)の誤り検出符号を生成して、合計(A+B)ワード(或いは、ビット)の中に発生した誤りの有無を検出するものである(例えば、非特許文献1参照。)。
一例として、8ビットのデータに2ビットの誤り検出符号を付加して、全体で10ビットのデータとする場合を考える。
この場合、10ビットで表現できる1024種類の値の中から、8ビットで表現できる256種類の値のみを使用することから、残りの768種類の値はデータとして本来は存在し得ない。この性質を利用すると、10ビットの中に2ビットの誤りが発生しても確実に検出することができる。
Next, the error detection code will be described in detail.
An error detection code is generated in a total (A + B) word (or bit) by generating an error detection code of B word (or bit) for the original data of A word (or bit). The presence or absence of an error is detected (see, for example, Non-Patent Document 1).
As an example, let us consider a case in which a 2-bit error detection code is added to 8-bit data to obtain 10-bit data as a whole.
In this case, since only 256 types of values that can be expressed by 8 bits are used from among 1024 types of values that can be expressed by 10 bits, the remaining 768 types of values cannot originally exist as data. By utilizing this property, even if a 2-bit error occurs in 10 bits, it can be reliably detected.

なお、具体的な誤り検出符号としては、様々な種類があるが、画像のように画素(ワード)の概念が明確なシステムに対しては、ワード単位の処理に適するリードソロモン符号が多用されている。例えば、画像のデジタル記録であるVTR(Video Tape Recorder)やDVD(Digital Versatile Disk)などが好例である。
ここで、従来の誤り検出符号の適用例においては、誤りの発生原因がランダム雑音などであり、少量の誤りが発生する確率が高く、多量の誤りが同時に発生する確率は低かった。これに対して、本実施例のように、画像の改ざんを符号誤りとして解釈するときには、極端な場合には全画素のデータが誤る場合も想定しなければならないが、本実施例は、このような場合についても効果を発揮することができる。
Although there are various types of specific error detection codes, Reed-Solomon codes suitable for word unit processing are frequently used for systems such as images in which the concept of pixels (words) is clear. Yes. For example, VTR (Video Tape Recorder) and DVD (Digital Versatile Disk) which are digital recording of images are good examples.
Here, in the application example of the conventional error detection code, the cause of the error is random noise or the like, the probability that a small amount of error occurs is high, and the probability that a large amount of error occurs simultaneously is low. On the other hand, when the image alteration is interpreted as a code error as in this embodiment, it may be assumed that all pixel data is erroneous in an extreme case. The effect can be exerted even in such cases.

また、上記のように、8ビットに付加した2ビットの誤り検出符号では、10ビット中の2ビットの誤りを検出することができるが、同一の符号により10ビット中に発生する1ビットの誤り(つまり、検出可能な誤りの1/2の誤り)を訂正することができることが知られている。このように、誤り検出と誤り訂正は、本質的には同一の原理に基づいており、符号が有する機能を誤り検出に用いるか、或いは誤り訂正に用いるかは、上記のような画像記録の例では、再生画像の処理方法に依存する。
このため、本実施例では、誤り検出符号(誤り検出機能を有する符号)と称して説明を行うが、誤り訂正符号(誤り訂正機能を有する符号)と称しても、同義或いは同様な機能を含むものである。
また、このような誤り検出符号の生成および誤りの検出、訂正などの動作については、高精細度テレビジョン(HDTV:High-Definition TeleVision)などのように高速の動画像に対してもリアルタイムで実現する技術が、上記したVTRやDVDにおいて確立されている。
In addition, as described above, a 2-bit error detection code added to 8 bits can detect 2-bit errors in 10 bits, but a 1-bit error generated in 10 bits by the same code. It is known that (that is, half of detectable errors) can be corrected. In this way, error detection and error correction are essentially based on the same principle, and whether the function of the code is used for error detection or error correction is the example of image recording as described above. Then, it depends on the processing method of the reproduced image.
For this reason, in this embodiment, description will be made by referring to an error detection code (a code having an error detection function), but even if referred to as an error correction code (a code having an error correction function), the same or similar function is included. It is a waste.
In addition, operations such as error detection code generation and error detection and correction are realized in real time even for high-speed moving images such as high-definition television (HDTV). The technology to do this is established in the above-mentioned VTR and DVD.

本発明の第1実施例に係る画像改ざん検出システムを説明する。
本例の画像改ざん検出システムは、画像に誤り検出符号から成る電子透かし情報を加える前処理装置と、誤り検出符号から成る電子透かし情報が加えられた画像から元の画像を再生する後処理装置から構成されている。前処理装置と後処理装置とは、一体化されていてもよく、或いは、別体とされていてもよい。例えば、前処理装置により処理した画像を記録媒体に記録しておいて後処理装置により当該画像を当該記録媒体から読み出すことや、前処理装置により処理した画像を後処理装置へ伝送することなどができる。
図1には、本例の前処理装置の構成例を示してある。なお、本例では、説明を簡易化するために、まずは白黒の静止画像をカメラ1で撮影する場合を例として説明する。
本例の前処理装置は、画像a1を撮像するカメラ1と、空間位置の画像における画素の振幅の成分(I成分)を空間周波数の成分(w成分)へ変換する空間周波数変換器2と、誤り検出符号を生成する誤り検出符号器3と、符号を加算する加算器4と、空間周波数の成分(w成分)を空間位置の画像における画素の振幅の成分(I成分)へ変換する空間周波数逆変換器5を備えている。
An image alteration detection system according to a first embodiment of the present invention will be described.
The image alteration detection system of the present example includes a pre-processing device that adds digital watermark information including an error detection code to an image, and a post-processing device that reproduces the original image from the image added with the digital watermark information including an error detection code. It is configured. The pre-processing device and the post-processing device may be integrated or may be separate. For example, the image processed by the pre-processing device may be recorded on a recording medium, and the post-processing device may read the image from the recording medium, or the image processed by the pre-processing device may be transmitted to the post-processing device. it can.
FIG. 1 shows a configuration example of the pre-processing apparatus of this example. In this example, in order to simplify the description, a case where a black and white still image is first taken by the camera 1 will be described as an example.
The pre-processing device of this example includes a camera 1 that captures an image a1, a spatial frequency converter 2 that converts a component (I component) of an amplitude of a pixel in an image at a spatial position into a component (w component) of a spatial frequency, An error detection encoder 3 that generates an error detection code, an adder 4 that adds codes, and a spatial frequency that converts a spatial frequency component (w component) into a pixel amplitude component (I component) in an image at a spatial position An inverse converter 5 is provided.

本例の前処理装置により行われる動作の一例を示す。
画像a1がカメラ1により撮影され、カメラ1に内蔵されたA/D(Analog to Digital)変換器が用いられて当該画像がデジタル値としてカメラ1から出力される。例えば、水平方向にM画素、垂直方向にN画素に標本化され、且つ、各標本点の画素としては振幅がKビットで2進符号化されたデジタル原画像データa2(例えば、図6(A)に示されるような画像)となる。これらの{(M×N)画素×K}ビットの画像データは、空間周波数変換器2によりI成分からw成分へ変換される(例えば、図6(B)に示されるような画像)。
w成分は、例えば、w00、w10、w01より成る低周波成分a3と、w11よりなる高周波成分a4から構成される。低周波成分a3は誤り検出符号器3に入力され、誤り検出符号器3では当該低周波成分a3に基づいて誤り検出符号a5が生成される。誤り検出符号a5は加算器4により高周波成分a4と加算されて、当該加算結果及び低周波成分a3が空間周波数逆変換器5に入力される(例えば、図6(C)に示されるような画像)。空間周波数逆変換器5では、当該加算結果と低周波成分a3から、誤り検出符号a5が原画像データa2の中に電子透かしとして挿入された電子透かし付き画像a6が生成される(例えば、図6(D)に示されるような画像)。
An example of the operation performed by the pre-processing apparatus of this example will be shown.
An image a1 is taken by the camera 1, and an A / D (Analog to Digital) converter built in the camera 1 is used to output the image from the camera 1 as a digital value. For example, digital original image data a2 (for example, FIG. 6 (A) shown in FIG. 6A is sampled into M pixels in the horizontal direction and N pixels in the vertical direction, and the pixels at each sampling point are binary-coded with amplitude of K bits. )). These {(M × N) pixels × K} -bit image data are converted from the I component to the w component by the spatial frequency converter 2 (for example, an image as shown in FIG. 6B).
The w component includes, for example, a low frequency component a3 composed of w 00 , w 10 , and w 01 and a high frequency component a4 composed of w 11 . The low frequency component a3 is input to the error detection encoder 3, and the error detection encoder 3 generates an error detection code a5 based on the low frequency component a3. The error detection code a5 is added to the high frequency component a4 by the adder 4, and the addition result and the low frequency component a3 are input to the spatial frequency inverse transformer 5 (for example, an image as shown in FIG. 6C). ). In the spatial frequency inverse transformer 5, a digital watermarked image a6 in which the error detection code a5 is inserted into the original image data a2 as a digital watermark is generated from the addition result and the low frequency component a3 (for example, FIG. 6). Image as shown in (D)).

なお、電子透かし付き画像a6を見ても、上述した電子透かし技術の効果により、そこに電子透かしとして誤り検出符号が挿入されているかどうかは、第三者には認識することができず、単なる原画像として見えるだけである。
電子透かし付き画像a6は、以後は、例えば、蓄積装置に保存され、或いは、伝送装置で伝送されるなどする。
また、蓄積や伝送の間に、故意に、電子透かし付き画像a6に改ざんが加えられる場合がある。ここで、改ざんとしては、原画像の一部を削除する或いは別の新たな画像へ置換する、拡大縮小する、回転するなどの空間構造的な改ざんや、或いは、画像をぼかすような空間周波数的な改ざんや、画像を白つぶれ、黒つぶれにするなどの振幅的な改ざんなどが考えられる。これらのいかなる改ざんも、(M×N)画素から成る原画像の全ての、或いは、その中のいずれかの画素の周波数成分に振幅変化をもたらす。すなわち、原画像データa2を構成する周波数成分に符号誤りが生じた場合と同一の現象をもたらす。
Note that even if the image a6 with digital watermark is viewed, the third party cannot recognize whether or not an error detection code is inserted as a digital watermark due to the effect of the digital watermark technique described above. It only looks as an original image.
Thereafter, the digital watermarked image a6 is stored in, for example, a storage device or transmitted by a transmission device.
Further, there is a case where the digital watermarked image a6 is intentionally altered during accumulation or transmission. Here, the alteration may be a spatial structural alteration such as deleting a part of the original image, replacing it with another new image, scaling, rotating, or blurring the image. Such as tampering, amplitude tampering such as making the image white or black. Any of these tampering results in amplitude changes in the frequency components of all or any of the pixels in the original image consisting of (M × N) pixels. That is, the same phenomenon as when a code error occurs in the frequency component constituting the original image data a2 is brought about.

図2には、本例の後処理装置の構成例を示してある。本例の後処理装置では、上記のような本例の電子透かし付き画像a6の性質を利用している。
本例の後処理装置は、空間位置の画像における画素の振幅の成分(I成分)を空間周波数の成分(w成分)へ変換する空間周波数変換器11と、誤り検出符号b4を識別する識別器12と、誤り検出復号を行う誤り検出復号器13を備えている。
本例の後処理装置により行われる動作の一例を示す。
原画像データa2から改ざんされた可能性のある受信画像データb1が、空間周波数変換器11により再度I成分からw成分へ変換されて、高周波成分b2と低周波成分b3に分離される。高周波成分b2には、本来の画像の高周波成分wのほかに、誤り検出符号が含まれており、つまり、本来の画像の高周波成分wと誤り検出符号との和となっている。
識別器12は、画像データの高周波成分b2から誤り検出符号b4を識別する。ここで、改ざんがなければ、低周波成分b3と誤り検出符号b4は、原画像の低周波成分a3と誤り検出符号a5に一致しているが、改ざんがあれば、符号誤りと等価な何らかの変化が生じている。
低周波成分b3と誤り検出符号b4は誤り検出復号器13に入力され、誤り検出復号器13では受信画像データb1に誤り、すなわち、改ざんがあったかどうかを示す検出結果(改ざん検出結果)b5を出力する。
FIG. 2 shows a configuration example of the post-processing apparatus of this example. The post-processing apparatus of this example uses the property of the digital watermarked image a6 of this example as described above.
The post-processing apparatus of this example includes a spatial frequency converter 11 that converts a pixel amplitude component (I component) in a spatial position image into a spatial frequency component (w component), and an identifier that identifies an error detection code b4. 12 and an error detection decoder 13 for performing error detection decoding.
An example of the operation performed by the post-processing apparatus of this example is shown.
The received image data b1 that may have been altered from the original image data a2 is converted again from the I component to the w component by the spatial frequency converter 11 and separated into the high frequency component b2 and the low frequency component b3. The high frequency component b2 includes an error detection code in addition to the high frequency component w of the original image, that is, the sum of the high frequency component w of the original image and the error detection code.
The discriminator 12 discriminates the error detection code b4 from the high frequency component b2 of the image data. Here, if there is no falsification, the low frequency component b3 and the error detection code b4 match the low frequency component a3 and the error detection code a5 of the original image, but if there is falsification, some change equivalent to a code error will occur. Has occurred.
The low frequency component b3 and the error detection code b4 are input to the error detection decoder 13, and the error detection decoder 13 outputs a detection result (falsification detection result) b5 indicating whether there is an error in the received image data b1, that is, whether the falsification has occurred. To do.

図3(A)〜(C)には、図6(A)〜(D)に示される数値とは異なる態様として、より現実的なブロックの数値例を示してある。
本例では、図3(A)に示されるように水平640画素、垂直480画素で1フレームとなる画像を例にとる。これを水平10分割、垂直15分割し、水平64画素、垂直32画素より成る誤り検出ブロックとする。誤り検出ブロックに含まれる2048画素(ワード)に対して、8ワードの誤り検出符号を生成する。
次に、図3(B)に示されるように、誤り検出ブロックを水平4分割、垂直2分割した、16画素四方の中間ブロックを考える。この1中間ブロックあたりに1ワードの誤り検出符号を挿入する。
更に、図3(C)に示されるように、中間ブロックを水平2分割、垂直2分割すると、水平8画素、垂直8画素の基礎ブロックが得られる。
ここで、画素を8ビットとし、すなわち、誤り検出符号の1ワードも8ビットとすると、1基礎ブロックあたりに2ビットの誤り検出符号を挿入すればよい。
FIGS. 3A to 3C show more realistic numerical values of blocks as a mode different from the numerical values shown in FIGS. 6A to 6D.
In this example, as shown in FIG. 3A, an example is an image in which one frame is composed of horizontal 640 pixels and vertical 480 pixels. This is divided into 10 horizontal divisions and 15 vertical divisions to obtain an error detection block consisting of 64 horizontal pixels and 32 vertical pixels. An 8-word error detection code is generated for 2048 pixels (words) included in the error detection block.
Next, as shown in FIG. 3B, consider an intermediate block of 16 pixels by dividing the error detection block into four horizontal parts and two vertical parts. A one-word error detection code is inserted per intermediate block.
Further, as shown in FIG. 3C, when the intermediate block is divided into two horizontally and vertically, a basic block of 8 horizontal pixels and 8 vertical pixels is obtained.
Here, if the pixel is 8 bits, that is, if one word of the error detection code is also 8 bits, a 2-bit error detection code may be inserted per basic block.

図6(A)〜(D)に示される電子透かしの原理例では、2画素四方の基礎ブロックに対して空間周波数成分w11に1ビットを挿入したが、本例では、8画素四方の基礎ブロックに対して2ビットを挿入する。このために、例えば、2ビットを挿入する空間周波数成分としてw77、w66を選ぶこととし、これらを高周波成分a4として扱う。同時に、例えば、w77、w66以外の全ての成分を低周波成分a3として扱う。
なお、確実に誤り検出符号を識別するために、あらかじめ画像のw77、w66の成分を除去してしまって、誤り検出符号a5のみをw77、w66の成分とみなすような構成とすることも可能である。ただし、この構成では、w77、w66の成分の除去に伴い、ある程度の原画像の劣化が生じる。
In principle example of the electronic watermark as shown in FIG. 6 (A) ~ (D) , has been inserted one bit spatial frequency component w 11 for two pixels square base block, in this example, 8 pixels square basic Insert 2 bits into the block. For this purpose, for example, w 77 and w 66 are selected as spatial frequency components into which 2 bits are inserted, and these are handled as the high frequency component a4. At the same time, for example, all components other than w 77 and w 66 are handled as the low frequency component a3.
In order to reliably identify the error detection code, the w 77 and w 66 components of the image are removed in advance, and only the error detection code a5 is regarded as the w 77 and w 66 components. It is also possible. However, in this configuration, the original image is deteriorated to some extent with the removal of the components w 77 and w 66 .

上記のように、本例では、1誤り検出ブロックに含まれる32個の基礎ブロック内の32組のw77、w66を用いて、64ビット、すなわち8ワードの誤り検出符号a5を挿入することができる。
そして、後処理では、上記した前処理とは逆に、1誤り検出ブロックから8ワードの誤り検出符号b4を抽出し、当該誤り検出符号b4を用いて1誤り検出ブロックの2048画素中に符号誤りが存在するかどうかを周波数領域で判定する。本例では、画像の1フレームは150の誤り検出ブロックよりなるが、このうち1ブロックでも誤りを含んでいれば、この画像は改ざんされていると判定する。この判定のためには、例えば、これら150種の誤り検出結果の和(OR)を取ればよい。
本例では、8ワードの誤り検出符号を用いたため、1誤り検出ブロックの2048画素中にある任意の32基礎ブロックまでの改ざんを確実に検出することができる。また、32基礎ブロック以上の改ざんについては、改ざんした結果が誤りのない符号に一致して当該改ざんを見落とす可能性もあるが、この見落としの確率は、2の8乗すなわち256分の1(=1/256)であり、更に、画面内で改ざんが1誤り検出ブロックの範囲内を越える場合もあり、改ざん結果の和(OR)をとることで、この見落としの確率は更に低下する。
As described above, in this example, 64 bits, that is, an 8-word error detection code a5 is inserted using 32 sets of w 77 and w 66 in 32 basic blocks included in one error detection block. Can do.
In the post-processing, contrary to the above-described pre-processing, an 8-word error detection code b4 is extracted from one error detection block, and a code error is generated in 2048 pixels of the one error detection block using the error detection code b4. Is determined in the frequency domain. In this example, one frame of the image consists of 150 error detection blocks. If one of these blocks contains an error, it is determined that the image has been tampered with. For this determination, for example, the sum (OR) of these 150 types of error detection results may be taken.
In this example, since an error detection code of 8 words is used, tampering up to any 32 basic blocks in 2048 pixels of one error detection block can be reliably detected. For tampering of 32 basic blocks or more, there is a possibility that the tampering result matches an error-free code and the tampering may be overlooked. The probability of this oversight is 2 to the 8th power, that is, 1/256 (= Furthermore, there is a case where the alteration in the screen exceeds the range of one error detection block, and the probability of this oversight is further reduced by taking the sum (OR) of the alteration results.

なお、画像中の電子透かしの知覚されにくさ、電子透かしとして埋め込まれた誤り検出符号の抽出の確実さ、改ざんがあった場合における検出見落としの低さなどは、相互にトレードオフの関係にあり、いずれを重視するかによって、上記のパラメータには種々の組み合わせがあり得る。
また、本例では、白黒の静止画像を例にしたが、同一の構成や動作を動画像に適用することもできる。また、カラー画像の場合には、カラー信号を構成する輝度信号と2つの色差信号のうちで、例えば、輝度信号に電子透かし情報を埋め込む態様が効果的である。
また、本例では、例えば、電子透かし情報を埋め込む空間周波数成分を、隣接フレーム間でずらすことにより、電子透かし情報を見えにくくすることができる。また、このようにすると、電子透かし情報の埋め込みアルゴリズムを第三者により見破られにくいといった効果も得られる。例えば、電子透かし情報を埋め込む空間周波数成分をw77、w66の成分に固定することなく、次のフレームはw77、w76の成分、その次のフレームはw77、w67の成分などというように、高周波成分a4の中で任意の2つの成分を周期的に選択して電子透かし情報の埋め込みの対象とするような構成としてもよい。
The difficulty in perceiving digital watermarks in images, the certainty of extracting error detection codes embedded as digital watermarks, and the low detection oversight in the event of tampering are in a trade-off relationship. Depending on which one is emphasized, the above parameters can have various combinations.
In this example, a monochrome still image is taken as an example, but the same configuration and operation can be applied to a moving image. In the case of a color image, it is effective to embed digital watermark information in the luminance signal, for example, among the luminance signal and the two color difference signals constituting the color signal.
In this example, for example, the digital watermark information can be made invisible by shifting the spatial frequency component in which the digital watermark information is embedded between adjacent frames. In addition, this makes it possible to obtain an effect that the digital watermark information embedding algorithm is difficult to be seen by a third party. For example, without fixing the spatial frequency component for embedding digital watermark information to the components w 77 and w 66 , the next frame is the components w 77 and w 76 , the next frame is the components w 77 and w 67 , etc. As described above, a configuration may be adopted in which arbitrary two components are periodically selected from the high-frequency component a4 to be the target of embedding digital watermark information.

なお、図1に示される本例の画像改ざん検出システムの前処理装置では、空間周波数変換器2の機能により前処理空間周波数領域変換手段が構成されており、誤り検出符号器3の機能により誤り検出可能符号データ生成手段が構成されており、加算器4の機能により誤り検出可能符号データ付加手段が構成されており、空間周波数逆変換器5の機能により空間領域変換手段が構成されている。
また、図2に示される本例の画像改ざん検出システムの後処理装置では、空間周波数変換器11の機能により後処理空間周波数領域変換手段が構成されており、識別器12の機能により誤り検出可能符号データ検出手段が構成されており、誤り検出復号器13の機能により画像データ改ざん有無検出手段が構成されている。
In the preprocessing apparatus of the image alteration detection system of this example shown in FIG. 1, the preprocessing spatial frequency domain transforming means is configured by the function of the spatial frequency converter 2, and an error is detected by the function of the error detection encoder 3. Detectable code data generating means is configured, error detecting code data adding means is configured by the function of the adder 4, and space domain converting means is configured by the function of the spatial frequency inverse transformer 5.
Further, in the post-processing apparatus of the image alteration detection system of this example shown in FIG. 2, post-processing spatial frequency domain conversion means is configured by the function of the spatial frequency converter 11, and an error can be detected by the function of the classifier 12. The code data detection means is configured, and the function of the error detection decoder 13 constitutes image data alteration presence / absence detection means.

本発明の第2実施例に係る画像改ざん検出システムを説明する。
上記した第1実施例では、画像の周波数領域に電子透かし情報を埋め込んだが、本例では、他の構成例として、画素の振幅を表す最下位のビットを電子透かし情報へ置き換える構成例を示す。
例えば、図3(A)〜(C)に示される場合では、図3(B)に示される16画素四方の中間ブロックに1ワード(本例では、8ビット)の誤り検出情報を埋め込むことから、図3(C)に示される8画素四方の基本ブロックの64画素のうち、特定の2画素の最下位ビットを誤り検出符号の2ビットへ置き換える。
An image alteration detection system according to a second embodiment of the present invention will be described.
In the first embodiment described above, the digital watermark information is embedded in the frequency domain of the image. In this example, as another configuration example, a configuration example in which the least significant bit representing the amplitude of the pixel is replaced with the digital watermark information is shown.
For example, in the case shown in FIGS. 3A to 3C, error detection information of 1 word (8 bits in this example) is embedded in an intermediate block of 16 pixels square shown in FIG. 3B. Among the 64 pixels of the 8 pixel square basic block shown in FIG. 3C, the least significant bit of the specific 2 pixels is replaced with 2 bits of the error detection code.

一例として、画素の振幅であるI00とI04の中の最下位ビットを置き換えの対象とする。この程度の置き換えをしても、画像中の電子透かし情報を検出することはできない。つまり、64画素中の62画素については1ワード中の8ビット全てを用いて画像を表現しており、残りの2画素のみが上位の7ビットで表現しているため、当該2画素中の最下位ビットの消失に伴う画像の劣化はわずかであり、また、当該2画素中の最下位ビットが画像と無関係な電子透かし情報となっても、それによる雑音の発生もわずかである。
なお、電子透かし情報の埋め込みに用いる2画素の64画素中における位置を、最初のフレームでI00、I04とし、次のフレームでI10、I14とし、その次のフレームでI20、I24とし、32フレーム目でI73、I77とするように、フレーム毎にずらして、32フレーム周期で元の位置I00、I04に戻るようにすると、更に電子透かし情報を検出しにくくすることができる。具体的には、最初のフレームから32フレームまで順に、(I00、I04)、(I10、I14)、(I20、I24)、・・・、(I70、I74)、(I01、I05)、(I11、I15)、・・・、(I02、I06)、(I12、I16)、・・・、(I03、I07)、・・・、(I73、I77)となって、次に、新たな最初のフレームにおいて(I00、I04)に戻るような順を用いることができる。
As an example, the least significant bit in I 00 and I 04 which is the amplitude of the pixel is to be replaced. Even with such replacement, the digital watermark information in the image cannot be detected. That is, for 62 pixels out of 64 pixels, the image is expressed using all 8 bits in one word, and only the remaining 2 pixels are expressed in the upper 7 bits. The deterioration of the image due to the disappearance of the low-order bits is slight, and even if the least significant bit in the two pixels becomes digital watermark information irrelevant to the image, the generation of noise is also small.
The positions of the two pixels used for embedding the digital watermark information in 64 pixels are I 00 and I 04 in the first frame, I 10 and I 14 in the next frame, and I 20 and I 14 in the next frame. and 24, so that the I 73, I 77 with 32 th frame, are shifted every frame, 32 frame periods in situ I 00, when to return to I 04, further difficult to detect the digital watermark information be able to. Specifically, in order from the first frame to 32 frames, (I 00 , I 04 ), (I 10 , I 14 ), (I 20 , I 24 ),..., (I 70 , I 74 ), (I 01 , I 05 ), (I 11 , I 15 ), ..., (I 02 , I 06 ), (I 12 , I 16 ), ..., (I 03 , I 07 ), ... The order of (I 73 , I 77 ) and then back to (I 00 , I 04 ) in the new first frame can be used.

図4及び図5を参照して、本例の画像改ざん検出システムを構成する前処理装置及び後処理装置について説明する。
なお、本例では、上記した第1実施例の場合と異なる点について詳しく説明し、同様な点については説明を省略或いは簡略化する。
また、本例では、上記した第1実施例の図1及び図2に示した構成部分と同様な構成部分については、同一の符号を付して示す。
図4には、本例の前処理装置の構成例を示してある。
本例の前処理装置は、カメラ1と、画像中において電子透かし情報を挿入する位置を検出(分別)する透かし挿入位置検出器21と、誤り検出符号器3と、スイッチ22を備えている。
With reference to FIG.4 and FIG.5, the pre-processing apparatus and post-processing apparatus which comprise the image alteration detection system of this example are demonstrated.
In this example, differences from the case of the first embodiment will be described in detail, and descriptions of similar points will be omitted or simplified.
Further, in this example, the same components as those shown in FIGS. 1 and 2 of the first embodiment are denoted by the same reference numerals.
FIG. 4 shows a configuration example of the preprocessing apparatus of this example.
The preprocessing apparatus of this example includes a camera 1, a watermark insertion position detector 21 that detects (separates) a position where digital watermark information is inserted in an image, an error detection encoder 3, and a switch 22.

本例の前処理装置により行われる動作の一例を示す。
画像a1を撮影するカメラ1により得られるデジタルの原画像データa2は、透かし挿入位置検出器21により、電子透かし情報を挿入する位置のビット(本例では、基本ブロック中の所定の2画素の最下位ビット)c2と、その他のビット(電子透かし情報の挿入位置ではないビット)c1に分離される。誤り検出符号器3では、当該その他のビットc1を用いて、誤り検出符号c3が生成される。本例では、誤り検出ブロックの2048画素に対して、8画素分の誤り検出符号c3が得られる。誤り検出符号c3は、スイッチ22のオンオフにより、電子透かし情報の挿入位置の画像ビットと置き換えられる。当該置き換えられた誤り検出符号c3のビット(一部の下位のビット)と、電子透かし情報の挿入位置ではない画像ビット(全部の上位のビット及び残りの下位のビット)を合わせた全ビットが、電子透かし情報が埋め込まれた画像(電子透かし付き画像)c4となる。
An example of the operation performed by the pre-processing apparatus of this example will be shown.
The digital original image data a2 obtained by the camera 1 that captures the image a1 is converted by the watermark insertion position detector 21 into the bit of the position at which the digital watermark information is inserted (in this example, the maximum of predetermined two pixels in the basic block). It is separated into lower order bits c2 and other bits (bits that are not the insertion position of digital watermark information) c1. In the error detection encoder 3, an error detection code c3 is generated using the other bit c1. In this example, an error detection code c3 for 8 pixels is obtained for 2048 pixels of the error detection block. The error detection code c3 is replaced with the image bit at the insertion position of the digital watermark information by turning on / off the switch 22. All of the bits of the replaced error detection code c3 (a part of the lower bits) and the image bits that are not the insertion position of the digital watermark information (all the upper bits and the remaining lower bits) are It becomes an image (image with digital watermark) c4 in which digital watermark information is embedded.

図5には、本例の後処理装置の構成例を示してある。
本例の後処理装置は、画像中において電子透かし情報を挿入する位置を検出(分別)する透かし挿入位置検出器31と、誤り検出復号器13を備えている。
本例の後処理装置により行われる動作の一例を示す。
改ざんされたかもしれない画像(受信画像データ)d1は、電子透かし情報が埋め込まれている位置を検出する透かし挿入位置検出器31により、電子透かし情報の挿入位置ではないビットd2と電子透かし情報の挿入位置であるビット(本例では、誤り検出符号のビット)d3に分離される。誤り検出復号器13では、当該電子透かし情報の挿入位置であるビットd3を誤り検出符号とみなして、当該電子透かし情報の挿入位置ではないビットd2中の符号誤りを検出し、当該検出結果を改ざん検出結果d4として出力する。
FIG. 5 shows a configuration example of the post-processing apparatus of this example.
The post-processing apparatus of this example includes a watermark insertion position detector 31 that detects (separates) a position where digital watermark information is inserted in an image, and an error detection decoder 13.
An example of the operation performed by the post-processing apparatus of this example is shown.
An image (received image data) d1 that may have been tampered with is detected by the watermark insertion position detector 31 that detects the position where the digital watermark information is embedded, and the bit d2 that is not the insertion position of the digital watermark information and the digital watermark information. It is separated into bits (in this example, bits of error detection code) d3 which is the insertion position. The error detection decoder 13 regards the bit d3 that is the insertion position of the digital watermark information as an error detection code, detects a code error in the bit d2 that is not the insertion position of the digital watermark information, and falsifies the detection result. Output as detection result d4.

本例では、例えば、電子透かし情報を埋め込む画素位置を、32フレームで一巡するように隣接フレーム間でずらすことにより、電子透かし情報を見えにくくすることができる。また、このようにすると、電子透かし情報の埋め込みアルゴリズムを第三者により見破られにくいといった効果も得られる。
なお、本例の構成では、上記した第1実施例の図1及び図2に示される構成と比べて、画像の空間周波数への変換及び空間周波数からの逆変換がないために簡単な構成となるという利点はあるが、例えば、電子透かし情報の挿入位置さえわかれば、改ざんしても検出できないようにする加工が比較的容易に為される可能性もある。また、細部についてみると、上記した第1実施例の図1及び図2に示される構成では、誤り検出符号a5のビットが0である場合には、電子透かし情報のある画像は完全に原画像に一致するが、本例の構成では、誤り検出符号c3の値にかかわらず、誤り検出符号c3が挿入される位置の最下位ビットは失われてしまうため、電子透かし情報のある画像は原画像と比べてわずかながらの画質劣化を有する。
In this example, for example, by shifting the pixel position where the digital watermark information is embedded between adjacent frames so as to make a round in 32 frames, the digital watermark information can be made invisible. In addition, this makes it possible to obtain an effect that the digital watermark information embedding algorithm is difficult to be seen by a third party.
In the configuration of this example, compared to the configuration shown in FIG. 1 and FIG. 2 of the first embodiment described above, there is no conversion to the spatial frequency of the image and no inverse conversion from the spatial frequency. For example, as long as the insertion position of the digital watermark information is known, there is a possibility that the process of making it impossible to detect even if falsified is relatively easy. Further, regarding the details, in the configuration shown in FIGS. 1 and 2 of the first embodiment described above, when the bit of the error detection code a5 is 0, an image with digital watermark information is completely an original image. However, in the configuration of this example, the least significant bit at the position where the error detection code c3 is inserted is lost regardless of the value of the error detection code c3. Compared to the above, there is slight image quality degradation.

また、図3に示される場合では、画像の1フレームを複数の中間ブロックに分割した後に複数の基礎ブロックに分割して、各基礎ブロック毎に誤り検出符号を生成しているが、誤り検出符号を生成するのに用いる画像領域としては種々なものが用いられてもよく、一例として、画像の1フレームの全画素を対象として、1つの誤り検出符号を生成するような構成とすることも可能である。この構成では、本例のようにブロック毎の改ざん結果の和(OR)により全体の改ざんの有無を判定することの代わりに、1つの誤り検出符号による誤り検出結果が、画像全体の改ざん検出結果に対応する。   In the case shown in FIG. 3, one frame of an image is divided into a plurality of intermediate blocks and then divided into a plurality of basic blocks, and an error detection code is generated for each basic block. Various image regions may be used to generate the image, and as an example, it may be configured to generate one error detection code for all pixels of one frame of the image. It is. In this configuration, instead of determining the presence / absence of the entire alteration by the sum (OR) of the alteration results for each block as in this example, the error detection result by one error detection code is the alteration detection result of the entire image. Corresponding to

なお、図4に示される本例の画像改ざん検出システムの前処理装置では、透かし挿入位置検出器21の機能により前処理画像データ部分識別手段が構成されており、誤り検出符号器3の機能により誤り検出可能符号データ生成手段が構成されており、スイッチ22の機能により誤り検出可能符号データ置換手段が構成されている。
また、図5に示される本例の画像改ざん検出システムの後処理装置では、透かし挿入位置検出器31の機能により後処理画像データ部分識別手段が構成されており、誤り検出復号器13の機能により画像データ改ざん有無検出手段が構成されている。
In the preprocessing apparatus of the image alteration detection system of this example shown in FIG. 4, the preprocessed image data partial identification means is configured by the function of the watermark insertion position detector 21, and the function of the error detection encoder 3 An error-detectable code data generating unit is configured, and an error-detectable code data replacing unit is configured by the function of the switch 22.
Further, in the post-processing apparatus of the image alteration detection system of this example shown in FIG. 5, post-processing image data partial identification means is configured by the function of the watermark insertion position detector 31, and by the function of the error detection decoder 13. Image data falsification presence / absence detection means is configured.

本発明の第3実施例に係る画像改ざん検出システムを説明する。
上述のように、誤り検出符号と誤り訂正符号とは、本質的には同一の原理に基づく符号である。上記した第1実施例や上記した第2実施例に示されるような画像改ざん検出システムにおいては、画像の「改ざん」すなわち画像の「誤り」を検出することが最重要である。しかしながら、例えば、図3に示される場合には、1誤り検出ブロックの2048画素中にある16基礎ブロックまでの改ざんであれば、これを訂正することも可能である。
このように、画像改ざん検出システムにおいて、画像の「改ざん」を検出するだけではなく、改ざんされた画像を自動的に元の画像へ訂正することも、用途によっては利点となり得る。例えば、意図的に為された大幅な改ざん以外の、小幅な改ざんや、或いは、画像の伝送や保存時に発生した小量の符号誤りなどを、このような訂正処理により訂正することが可能である。
An image alteration detection system according to a third embodiment of the present invention will be described.
As described above, the error detection code and the error correction code are codes based on essentially the same principle. In the image alteration detection system as shown in the first embodiment and the second embodiment described above, it is most important to detect “falsification” of an image, that is, “error” of the image. However, for example, in the case shown in FIG. 3, if up to 16 basic blocks in 2048 pixels of one error detection block are tampered with, this can be corrected.
Thus, in the image alteration detection system, not only detecting “falsification” of an image but also automatically correcting the altered image to the original image can be an advantage depending on the application. For example, it is possible to correct minor tampering other than intentional tampering, or a small amount of code error generated during image transmission or storage, by such correction processing. .

そこで、本例では、上記した第1実施例の図1及び図2に示される構成や、上記した第2実施例の図4及び図5に示される構成において、更に、後処理装置では、受信画像データが改ざんされた画像(誤りが発生した画像も含む)のデータであった場合には、当該画像に挿入された誤り検出符号による誤り訂正能力の範囲内で、当該画像の改ざん(誤り)を訂正する誤り訂正機能を備えた。具体的には、一例として、図2や図5に示される後処理装置において、誤り検出復号器13を誤り訂正復号器へ変更した構成を用いることができ、この場合、当該誤り訂正復号器からの出力としては、「改ざん検出結果」及び「改ざん訂正後の画像」といった2系統のうちの一方又は両方を出力することができる。
なお、本例では、図2や図5に示される後処理装置に備えられる誤り訂正復号器の機能により、画像データ誤り訂正手段が構成される。
Therefore, in this example, in the configuration shown in FIGS. 1 and 2 of the first embodiment described above and the configuration shown in FIGS. 4 and 5 of the second embodiment described above, the post-processing device further receives signals. If the image data is data of an altered image (including an image in which an error has occurred), the image is altered (error) within the range of error correction capability of the error detection code inserted into the image. Equipped with an error correction function to correct Specifically, as an example, in the post-processing device shown in FIG. 2 or FIG. 5, a configuration in which the error detection decoder 13 is changed to an error correction decoder can be used. In this case, from the error correction decoder As the output, one or both of two systems such as “falsification detection result” and “falsification corrected image” can be outputted.
In this example, the image data error correction means is configured by the function of the error correction decoder provided in the post-processing apparatus shown in FIGS.

以上の実施例(第1実施例〜第3実施例)に示されるように、本発明の一実施例に係る画像改ざん検出システムでは、例えば、デジタル化された画像の空間領域(例えば、図6(A)に示されるような領域)或いは空間周波数領域(例えば、図6(B)に示されるような領域)において、当該領域に含まれる大部分の情報に対して誤り検出機能を有する符号(誤り検出符号)を形成して、当該領域に含まれる残りの一部の情報と置き換える或いは残りの一部の情報に重畳することにより、当該誤り検出機能を有する符号を原画像へ電子透かし情報として埋め込み、これにより、当該埋め込まれた誤り検出機能を有する符号を用いて符号誤りが検出された場合には、画像に改ざんがあったことを検出する。   As shown in the above-described embodiments (first embodiment to third embodiment), in the image alteration detection system according to an embodiment of the present invention, for example, a spatial region of a digitized image (for example, FIG. 6). In a region as shown in (A)) or a spatial frequency region (for example, a region as shown in FIG. 6B), a code having an error detection function for most information included in the region ( Error detection code) and replacing or superimposing the remaining part of the information included in the region with the remaining part of the information, the code having the error detection function is added to the original image as digital watermark information. When a code error is detected using the embedded code having the error detection function, it is detected that the image has been tampered with.

また、本発明の一実施例に係る画像改ざん検出システムでは、例えば、デジタル化された画像を複数の空間ブロックに分割して、それぞれの空間ブロック毎の空間領域或いは空間周波数領域において、当該領域に含まれる大部分の情報に対して誤り検出機能を有する符号を形成して、当該領域に含まれる残りの一部の情報と置き換える或いは残りの一部の情報に重畳することにより、当該誤り検出機能を有する符号を原画像へ電子透かし情報として埋め込み、これにより、当該埋め込まれた誤り検出機能を有する符号を用いて前記した複数の空間ブロックのうちの少なくとも1つのブロックで符号誤りが検出された場合には、画像に改ざんがあったことを検出する。   Further, in the image alteration detection system according to an embodiment of the present invention, for example, a digitized image is divided into a plurality of spatial blocks, and the spatial region or spatial frequency region for each spatial block is divided into the region. The error detection function is formed by forming a code having an error detection function for most of the included information and replacing or superimposing the remaining partial information included in the region with the remaining partial information. When a code error is detected in at least one of the plurality of spatial blocks using the embedded code having an error detection function. Detects that the image has been tampered with.

また、本発明の一実施例に係る画像改ざん検出システムでは、例えば、デジタル化された動画像の空間領域或いは空間周波数領域において、当該領域に含まれる大部分の情報に対して誤り検出機能を有する符号を形成して、当該領域に含まれる残りの一部の情報と置き換える或いは残りの一部の情報に重畳することにより、当該誤り検出機能を有する符号を原画像へ電子透かし情報として埋め込み、これにより、当該埋め込まれた誤り検出機能を有する符号を用いて符号誤りが検出された場合には、画像に改ざんがあったことを検出する。また、好ましい構成例として、当該誤り検出機能を有する符号を埋め込む空間領域或いは空間周波数領域の位置(成分)を、隣接フレーム毎に異ならせる。   In addition, the image alteration detection system according to an embodiment of the present invention has an error detection function for most information included in a spatial region or a spatial frequency region of a digitized moving image, for example. A code having the error detection function is embedded in the original image as digital watermark information by forming a code and replacing or superimposing the remaining partial information included in the region. Thus, when a code error is detected using the embedded code having the error detection function, it is detected that the image has been tampered with. As a preferred configuration example, the position (component) of the spatial region or spatial frequency region in which the code having the error detection function is embedded is made different for each adjacent frame.

また、本発明の一実施例に係る画像改ざん検出システムでは、例えば、デジタル化された画像の空間領域或いは空間周波数領域において、当該領域に含まれる大部分の情報に対して誤り検出機能を有する符号を形成して、当該領域に含まれる残りの一部の情報と置き換える或いは残りの一部の情報に重畳することにより、当該誤り検出機能を有する符号を原画像へ電子透かし情報として埋め込み、これにより、当該埋め込まれた誤り検出機能を有する符号を用いて符号誤りが検出された場合には、画像に改ざんがあったことを検出し、これとともに、当該画像中の当該改ざんを訂正する。   In addition, in the image alteration detection system according to an embodiment of the present invention, for example, in a spatial region or a spatial frequency region of a digitized image, a code having an error detection function for most information included in the region. By embedding a code having the error detection function as digital watermark information in the original image by replacing or superimposing the remaining partial information included in the region, When a code error is detected using the embedded code having the error detection function, it is detected that the image has been tampered with, and at the same time, the tampering in the image is corrected.

従って、本発明の実施例に係る画像改ざん検出システムでは、画像の状態の変化を検出するための誤り検出符号を電子透かし情報として画像に埋め込むことにより、誤り検出符号の存在を第三者に知られることなく、画像の改ざんを検出することができる。
具体的には、例えば、原画像の特徴を記述した情報(本例では、誤り検出符号)が画像のどこかに付加されているか否かが第三者により画像を見ただけでは知覚できず、且つ、画像が改ざんされた後においてもあらかじめ付加されていた特徴情報(本例では、誤り検出を行うための誤り検出符号を含む全体の情報)が消失しないで残存しており、且つ、意図的に付加情報(本例では、誤り検出を行うための誤り検出符号を含む全体の情報)を書き替えることが困難であるような画像改ざん検出システムを実現することができる。また、具体的には、例えば、動画像についても、リアルタイムで容易に得られるような原画像の特徴を記述する情報(本例では、誤り検出符号)を用いて、画像の改ざんを検出することを実現することができる。
Therefore, in the image alteration detection system according to the embodiment of the present invention, an error detection code for detecting a change in the state of the image is embedded in the image as digital watermark information, so that the existence of the error detection code is known to a third party. Therefore, it is possible to detect image alteration.
Specifically, for example, whether or not information describing the characteristics of the original image (in this example, an error detection code) is added somewhere in the image cannot be perceived only by viewing the image by a third party. In addition, even after the image has been tampered with, the feature information added in advance (in this example, the entire information including the error detection code for performing error detection) remains without being lost, and the intent In particular, it is possible to realize an image alteration detection system in which it is difficult to rewrite additional information (in this example, the entire information including an error detection code for error detection). More specifically, for example, also for moving images, detection of image alteration using information (in this example, an error detection code) describing characteristics of an original image that can be easily obtained in real time. Can be realized.

このように、本発明の実施例に係る画像改ざん検出システムでは、画像の改ざんの判定基準として誤り検出符号を用いて、当該誤り検出符号を電子透かし情報として画像に付加している。また、誤り検出符号は、画像中の種々な成分から生成されてもよく、例えば、上記した第1実施例に示した場合には空間周波数が低周波数である成分から生成され、上記した第2実施例に示した場合には空間位置の画素の輝度値(振幅)の上位のビットなどから生成される。また、電子透かし情報の挿入の方法としては、種々な方法が用いられてもよく、例えば、上記した第1実施例に示した場合には空間周波数が高周波数である成分に電子透かし情報を付加しており、上記した第2実施例に示した場合には空間位置の画素の輝度値(振幅)の下位のビットとして付加している。また、例えば、画像を複数のブロックに分けて、各ブロック毎に誤り検出符号の生成や付加などを行うことが可能であり、また、連続する複数のフレームについてフレーム毎に誤り検出符号を付加する場所を変えるようなことが可能である。   As described above, in the image alteration detection system according to the embodiment of the present invention, an error detection code is used as a criterion for image alteration, and the error detection code is added to the image as digital watermark information. The error detection code may be generated from various components in the image. For example, in the case of the first embodiment described above, the error detection code is generated from a component having a low spatial frequency, and the second described above. In the case of the embodiment, it is generated from the upper bits of the luminance value (amplitude) of the pixel at the spatial position. Various methods may be used for inserting digital watermark information. For example, in the case of the first embodiment described above, digital watermark information is added to a component having a high spatial frequency. In the case of the second embodiment, it is added as a lower bit of the luminance value (amplitude) of the pixel at the spatial position. Further, for example, it is possible to divide an image into a plurality of blocks, and to generate or add an error detection code for each block, and to add an error detection code for each continuous frame. It is possible to change places.

また、本発明の実施例に係る画像改ざん検出システムでは、例えば、画像に挿入された誤り検出符号を用いて当該画像の誤りを検出することができるとともに、当該画像の誤りを訂正することも可能であり、具体的には、通信路により画像を伝送した場合に発生した誤りや、画像を記録した場合に発生した誤りなどを訂正することも可能である。
また、例えば、誤り検出符号と比べると、Hash関数を用いた場合には複雑な計算が必要となり、一部の誤り(改ざん)に対してはHash関数より誤り検出符号の方が誤り検出性能が高いといった利点もある。
In the image alteration detection system according to the embodiment of the present invention, for example, an error in the image can be detected using an error detection code inserted into the image, and the error in the image can be corrected. Specifically, it is possible to correct errors that occur when an image is transmitted through a communication channel, errors that occur when an image is recorded, and the like.
In addition, for example, compared with an error detection code, a complicated calculation is required when the Hash function is used, and the error detection code has a higher error detection performance than the Hash function for some errors (tampering). There is also an advantage such as high.

ここで、本発明に係る画像改ざん検出システムや前処理装置や後処理装置などの構成としては、必ずしも以上に示したものに限られず、種々な構成が用いられてもよい。また、本発明は、例えば、本発明に係る処理を実行する方法或いは方式や、このような方法や方式を実現するためのプログラムや当該プログラムを記録する記録媒体などとして提供することも可能であり、また、種々な装置やシステムとして提供することも可能である。
また、本発明の適用分野としては、必ずしも以上に示したものに限られず、本発明は、種々な分野に適用することが可能なものである。
なお、本実施例では、主として、画像の改ざんを検出或いは訂正する装置やシステムについて説明したが、同様な構成及び動作により、画像に発生した誤りを検出或いは訂正する装置やシステムを実施することも可能である。
Here, the configurations of the image alteration detection system, the pre-processing device, the post-processing device, and the like according to the present invention are not necessarily limited to those described above, and various configurations may be used. The present invention can also be provided as, for example, a method or method for executing the processing according to the present invention, a program for realizing such a method or method, or a recording medium for recording the program. It is also possible to provide various devices and systems.
The application field of the present invention is not necessarily limited to the above-described fields, and the present invention can be applied to various fields.
In this embodiment, the apparatus and system for detecting or correcting image alteration are mainly described. However, an apparatus or system for detecting or correcting an error generated in an image may be implemented by a similar configuration and operation. Is possible.

また、本発明に係る画像改ざん検出システムや前処置装置や後処理装置などにおいて行われる各種の処理としては、例えばプロセッサやメモリ等を備えたハードウエア資源においてプロセッサがROM(Read Only Memory)に格納された制御プログラムを実行することにより制御される構成が用いられてもよく、また、例えば当該処理を実行するための各機能手段が独立したハードウエア回路として構成されてもよい。
また、本発明は上記の制御プログラムを格納したフロッピー(登録商標)ディスクやCD(Compact Disc)−ROM等のコンピュータにより読み取り可能な記録媒体や当該プログラム(自体)として把握することもでき、当該制御プログラムを当該記録媒体からコンピュータに入力してプロセッサに実行させることにより、本発明に係る処理を遂行させることができる。
In addition, as various processes performed in the image alteration detection system, the pretreatment device, the post-processing device, and the like according to the present invention, the processor stores, for example, a ROM (Read Only Memory) in a hardware resource including a processor and a memory. A configuration controlled by executing the control program may be used, and for example, each functional unit for executing the processing may be configured as an independent hardware circuit.
Further, the present invention can be grasped as a computer-readable recording medium such as a floppy (registered trademark) disk or a CD (Compact Disc) -ROM storing the control program, or the program (itself). The processing according to the present invention can be performed by inputting the program from the recording medium to the computer and causing the processor to execute the program.

本発明の第1実施例に係る画像改ざん検出システムの前処理装置の構成例を示す図である。It is a figure which shows the structural example of the pre-processing apparatus of the image alteration detection system which concerns on 1st Example of this invention. 本発明の第1実施例に係る画像改ざん検出システムの後処理装置の構成例を示す図である。It is a figure which shows the structural example of the post-processing apparatus of the image alteration detection system which concerns on 1st Example of this invention. 誤り検出符号の画像への埋め込み処理の一例を説明するための図であり、(A)は1フレームの画像の一例を示す図であり、(B)は中間ブロックの画像の一例を示す図であり、(C)は基礎ブロックの画像の一例を示す図である。It is a figure for demonstrating an example of the embedding process to the image of an error detection code, (A) is a figure which shows an example of the image of 1 frame, (B) is a figure which shows an example of the image of an intermediate | middle block. Yes, (C) is a diagram showing an example of an image of a basic block. 本発明の第2実施例に係る画像改ざん検出システムの前処理装置の構成例を示す図である。It is a figure which shows the structural example of the pre-processing apparatus of the image alteration detection system which concerns on 2nd Example of this invention. 本発明の第2実施例に係る画像改ざん検出システムの後処理装置の構成例を示す図である。It is a figure which shows the structural example of the post-processing apparatus of the image alteration detection system which concerns on 2nd Example of this invention. 電子透かしの画像への埋め込み処理の一例を説明するための図であり、(A)は空間位置の画像の一例を示す図であり、(B)は空間周波数の画像の一例を示す図であり、(C)は透かしが埋め込まれた空間周波数の画像の一例を示す図であり、(D)は透かしが埋め込まれた空間位置の画像の一例を示す図である。It is a figure for demonstrating an example of the embedding process to the image of a digital watermark, (A) is a figure which shows an example of the image of a spatial position, (B) is a figure which shows an example of the image of a spatial frequency. (C) is a figure which shows an example of the image of the spatial frequency with which the watermark was embedded, (D) is a figure which shows an example of the image of the spatial position where the watermark was embedded.

符号の説明Explanation of symbols

1・・カメラ、 2、11・・空間周波数変換器、 3・・誤り検出符号器、 4・・加算器、 5・・空間周波数逆変換器、 12・・識別器、 13・・誤り検出復号器、 21、31・・透かし挿入位置検出器、 22・・スイッチ、 a1・・画像、 a2・・原画像データ、 a3、b3・・低周波成分、 a4、b2・・高周波成分、 a5、b4、c3・・誤り検出用符号、 a6、c4・・電子透かし付き画像、 b1、d1・・受信画像データ、 b5、d4・・改ざん検出結果、 c1、d2・・挿入位置ではないビット、 c2、d3・・挿入位置のビット、   1 ·· Camera, 2 · 11 ·· Spatial frequency converter 3 ·· Error detection encoder 4 ·· Adder 5 ·· Inverse spatial frequency converter 12 ·· Identifier 13 ·· Error detection decoding 21, 31... Watermark insertion position detector 22, switch a 1, image, a 2, original image data, a 3, b 3, low frequency component, a 4, b 2, high frequency component, a 5, b 4 C3, error detection code, a6, c4, digital watermarked image, b1, d1, received image data, b5, d4, falsification detection result, c1, d2, bits not at insertion position, c2, d3 .. bit at the insertion position,

Claims (5)

前処理装置により生成した画像データが改ざんされたことを後処理装置により検出する画像改ざん検出システムであって、
前処理装置は、空間領域の画像データを空間周波数領域の画像データへ変換する前処理空間周波数領域変換手段と、
前処理空間周波数領域変換手段により変換された空間周波数領域の画像データの高周波数の成分を一部として、当該一部を除く残りの全ての部分を用いて誤り検出可能な符号データを生成する誤り検出可能符号データ生成手段と、
誤り検出可能符号データ生成手段により生成された誤り検出可能な符号データを前処理空間周波数領域変換手段により変換された空間周波数領域の画像データの前記一部に付加する誤り検出可能符号データ付加手段と、
誤り検出可能符号データ付加手段により誤り検出可能な符号データが付加された画像データを空間領域の画像データへ変換する空間領域変換手段と、を備え、
後処理装置は、前処理装置により生成された誤り検出可能な符号データが付加された空間領域の画像データを空間周波数領域の画像データへ変換する後処理空間周波数領域変換手段と、
後処理空間周波数領域変換手段により変換された空間周波数領域の画像データの前記一部に付加された誤り検出可能な符号データを検出する誤り検出可能符号データ検出手段と、
誤り検出可能符号データ検出手段により検出された誤り検出可能な符号データを用いて後処理空間周波数領域変換手段により変換された空間周波数領域の画像データに誤りがあるか否かを検出することで当該画像データが改ざんされたか否かを検出する画像データ改ざん有無検出手段と、を備えた、
ことを特徴とする画像改ざん検出システム。
An image falsification detection system that detects by a post-processing device that image data generated by a pre-processing device has been falsified,
The preprocessing device includes preprocessing spatial frequency domain conversion means for converting spatial domain image data into spatial frequency domain image data;
An error that generates code data that can be detected by using all of the remaining high frequency components of the image data in the spatial frequency domain converted by the preprocessing spatial frequency domain conversion means. Detectable code data generating means;
Error-detectable code data adding means for adding the error-detectable code data generated by the error-detectable code data generating means to the part of the spatial frequency domain image data converted by the preprocessing spatial frequency domain converting means; ,
A spatial domain conversion unit that converts the image data to which the code data that can be detected by the error detection code data addition unit is added to the spatial domain image data,
The post-processing device includes post-processing spatial frequency domain conversion means for converting the spatial domain image data to which the error-detectable code data generated by the pre-processing device is added into spatial frequency domain image data;
Error-detectable code data detecting means for detecting error-detectable code data added to the part of the image data in the spatial frequency domain transformed by the post-processing spatial frequency domain transforming means;
By detecting whether there is an error in the spatial frequency domain image data transformed by the post-processing spatial frequency domain transforming means using the error detectable code data detected by the error detectable code data detecting means Image data falsification presence / absence detection means for detecting whether the image data has been falsified,
An image alteration detection system characterized by that.
請求項1に記載の画像改ざん検出システムにおいて、
前処理装置の誤り検出可能符号データ付加手段は、誤り検出可能符号データ生成手段により生成された誤り検出可能な符号データを前処理空間周波数領域変換手段により変換された空間周波数領域の画像データの前記一部のデータに加算する或いは前記一部のデータと置換する、
ことを特徴とする画像改ざん検出システム。
The image alteration detection system according to claim 1,
Before error detectable code data adding means of the processing device, the image data of the transformed spatial frequency domain by pre-treatment the spatial frequency domain transforming means an error detection code capable of data generated by the error detection can code data generating means replaced with adding a portion of the data or of the partial data,
An image alteration detection system characterized by that.
請求項1又は請求項2に記載の画像改ざん検出システムにおいて、
画像データは、複数のフレームの画像データから構成される動画像データであり、
前処理装置の誤り検出可能符号データ生成手段及び誤り検出可能符号データ付加手段は、各フレームの画像データを複数のブロックに分割した態様で処理を行い、
また、前処理装置の誤り検出可能符号データ付加手段は、誤り検出可能符号データ生成手段により生成された誤り検出可能な符号データを、前処理空間周波数領域変換手段により変換された空間周波数領域の画像データに対して、フレーム毎に異なる位置に付加する、
ことを特徴とする画像改ざん検出システム。
In the image alteration detection system according to claim 1 or 2,
The image data is moving image data composed of a plurality of frames of image data,
The error-detectable code data generating means and the error-detectable code data adding means of the preprocessing device perform processing in a manner in which the image data of each frame is divided into a plurality of blocks,
The error-detectable code data adding means of the preprocessing device is a spatial frequency domain image obtained by converting the error-detectable code data generated by the error-detectable code data generating means by the preprocessing spatial frequency domain converting means. Add to the data at a different position for each frame,
An image alteration detection system characterized by that.
請求項1乃至請求項3のいずれか1項に記載の画像改ざん検出システムにおいて、
後処理装置は、誤り検出可能符号データ検出手段により検出された誤り検出可能な符号データを用いて後処理空間周波数領域変換手段により変換された空間周波数領域の画像データに含まれる誤りを訂正する画像データ誤り訂正手段と、
改ざん検出結果と画像データ誤り訂正手段により誤りが訂正された改ざん訂正後の画像データとの両方を出力する手段と、を備えた、
ことを特徴とする画像改ざん検出システム。
The image alteration detection system according to any one of claims 1 to 3,
The post-processing device corrects an error included in the spatial frequency domain image data converted by the post-processing spatial frequency domain transforming means using the error detectable code data detected by the error detectable code data detecting means. Data error correction means ;
Means for outputting both the falsification detection result and the image data after falsification correction in which the error is corrected by the image data error correction means ,
An image alteration detection system characterized by that.
前処理装置により生成した画像データが改ざんされたことを後処理装置により検出する画像改ざん検出システムであって、
前処理装置は、空間領域の画像データについて誤り検出可能な符号データで置換する一部の画素の振幅を表すデータの最下位ビットそれ以外の残りの全ての部分のビットとを識別する前処理画像データ部分識別手段と、
前処理画像データ部分識別手段により識別された当該残りの全ての部分のビットを用いて誤り検出可能な符号データを生成する誤り検出可能符号データ生成手段と、
誤り検出可能符号データ生成手段により生成された誤り検出可能な符号データを前処理画像データ部分識別手段により識別された当該一部の画素の振幅を表すデータの最下位ビットと置換する誤り検出可能符号データ置換手段と、を備え、
後処理装置は、前処理装置により生成された誤り検出可能な符号データが付加された空間領域の画像データについて誤り検出可能な符号データが置換された一部のビットそれ以外の残りの全ての部分のビットとを識別する後処理画像データ部分識別手段と、
後処理画像データ部分識別手段により識別された当該一部のビットから特定される誤り検出可能な符号データを用いて、後処理画像データ部分識別手段により識別された当該残りの全ての部分のビットに誤りがあるか否かを検出することで当該空間領域の画像データが改ざんされたか否かを検出する画像データ改ざん有無検出手段と、を備え
画像データは、複数のフレームの画像データから構成される動画像データであり、
前処理装置及び後処理装置では、各フレームの画像データを複数のブロックに分割した態様で処理を行い、また、誤り検出可能な符号データを最下位ビットと置換する画素の位置を隣接フレーム間でずらす、
ことを特徴とする画像改ざん検出システム。
An image falsification detection system that detects by a post-processing device that image data generated by a pre-processing device has been falsified,
The preprocessing device performs preprocessing for identifying the least significant bit of the data representing the amplitude of a part of pixels to be replaced with error-detectable code data for the image data in the spatial domain and all the other parts of the remaining bits. Image data partial identification means;
Error-detectable code data generating means for generating code data capable of error detection using the bits of all the remaining parts identified by the preprocessed image data part identifying means;
Error-detectable code for replacing error-detectable code data generated by the error-detectable code data generating means with the least significant bit of the data representing the amplitude of the partial pixel identified by the preprocessed image data partial identifying means Data replacement means,
The post-processing device includes a part of the bit data in which the error-detectable code data is replaced with respect to the image data in the spatial region to which the error-detectable code data generated by the pre-processing device is added, and all the other remaining bits . Post-processing image data part identifying means for identifying the bits of the part;
Using an error detection code capable of data specified from the identified said some bits workup image data portion identification means, the bits in all parts of the remaining identified by the post-processing image data portion identification means Image data falsification presence / absence detecting means for detecting whether or not the image data of the space area has been falsified by detecting whether or not there is an error ,
The image data is moving image data composed of a plurality of frames of image data,
The pre-processing device and the post-processing device perform processing in a manner in which the image data of each frame is divided into a plurality of blocks, and the position of the pixel that replaces the error-detectable code data with the least significant bit is between adjacent frames. Shift,
An image alteration detection system characterized by that.
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