[發明專利]在數碼相機JPEG圖像中嵌入GPS信息并確保圖像安全的方法

無效

• 申請號: 200910191163.1
• 申請日: 2009-10-21
• 公開（公告）號: CN101694724A
• 公開（公告）日: 2010-04-14
• 發明（設計）人: 桑軍;王成群;向宏;汪勇;傅鸝;張之剛;陳臣
• 申請（專利權）人: 重慶大學;深圳市康特爾電子科技有限公司
• 主分類號: G06T9/00
• 分類號: G06T9/00;H04N1/40;G01S5/02
• 代理公司: 重慶大學專利中心 50201
• 代理人: 郭吉安

技術領域

本發明屬于圖像信息安全領域，特別涉及一種在數碼相機JPEG圖像文件中嵌入GPS信息并保護文件整體安全的方法。

背景技術

隨著電子技術和計算機技術的不斷發展，數碼相機的使用日益普及，在各行各業以及日常生活中得到了廣泛應用。

由于應用的需要，出現了具備GPS信息采集功能的數碼相機或配件，它們可以在拍攝照片時獲取GPS信息，用于記錄照片拍攝時的經度、緯度等位置信息。這類數碼相機包括理光于2003年2月發表的RDC-i700G，2005年1月理光發布的GPS-Ready數碼相機Pro?G3，以及2007年1月理光發布的內置GPS三防相機500SE?GPS。此外，還有2006年索尼發布的一款專為索尼Cyber-shot數碼相機和Handycam攝像機使用的數碼相機專用的GPS配件“GPS-CS1K”，以及2007年3月JOBO公司在PMA?2007上展示的外置GPS模塊附件PhotoGPS。

上述具備GPS信息采集功能的數碼相機或配件通常用于個人用途，對于安全性要求不高，因此并不提供保證圖像信息以及與其相關的GPS信息的真實性和完整性的功能，難以滿足在商業和公共事業中的應用要求。例如，攻擊者可以通過偽造與數碼照片相關聯的GPS信息，篡改照片拍攝位置。

另一方面，由于計算機技術和軟件技術的進步，使得對于數碼照片圖像的篡改更為容易。出于保護照片圖像數據的需要，出現了通過安全手段驗證所拍攝照片真實性、完整性的技術。這些技術通常采用數字簽名或數字水印方式實現。

在采用數字簽名保護圖像數據方面，最典型的是如下文獻所提出的方法。

[1]Gary?L.Friedman“The?trustworthy?digital?camera：restoringcredibility?to?the?photographic?image”IEEE?Trans，Consumer?Electron，Vol.39，PP.905-910，Nov.1993

該方法采用公開密鑰體制，通過數碼相機中內嵌的私有密鑰生成圖像或圖像hash值的數字簽名，并以另一文件方式保存。在需要時，用戶可以利用公開密鑰解密數字簽名，并與圖像或圖像hash值進行比較，驗證圖像的真實性。這種方法最大的缺點是數字簽名文件需要與圖像文件一同存儲和傳輸，不便于實際應用。

數字水印(Digital?Watermarking)技術是將一些標識信息(即數字水印)直接嵌入數字載體(包括多媒體、文檔、軟件等)當中，但不影響原載體的使用價值，也不容易被人的知覺系統(如視覺或聽覺系統)覺察或注意到。通過這些隱藏在載體中的信息，可以達到確認內容創建者、購買者、傳送隱秘信息或者判斷載體是否被篡改等目的。

在將數字水印技術應用于數字圖像真實性和完整性保護時，主要利用了脆弱水印技術。該技術在將數字水印嵌入到圖像之后，一旦圖像被篡改或損壞，則將導致嵌入的水印也被破壞，因此可以通過檢測數字水印是否存在實現驗證圖像的真實性和完整性。使用具備數字水印功能的數碼相機拍攝照片，使得所拍攝的照片能夠作為法庭證據，從而結束數碼照片不能作為證據的歷史。

在采用數字水印保護圖像數據方面，最典型的是如下文獻所提出的方法。

[1]愛普生所提供的具有數字水印功能的數碼相機：Epson?PhotoPC700/750Z(1.2Mp)、Epson?PhotoPC?800/800Z(2.1Mp)和Epson?PhotoPC?3000Z(3.1Mp)

[2]柯達所提供的具有數字水印功能的數碼相機：Kodak?DC-200(0.9Mp)、Kodak?DC-260(1.3Mp)和Kodak?DC-290(2.1Mp)

[3]Paul?Blythe?and?Jessica?Fridrich.Secure?digital?camera.DigitalForensic?Research?Workshop，Baltimore，August?11-13，2004

[4]數字圖像水印的方法及相應裝置和可添加水印的數碼相機，申請號：200510055680.8，申請日：2005.3.23

[5]一種帶數字水印功能的數碼相機，申請號：200510003430.X，申請日：2005.12.31