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DVR系统的数位浮水印科技

为了避免已录制的影带遭到未经许可的窜改,并确保可在法庭上提供录下的影像当作罪行铁证,业者已经朝向以浮水印为本的整合科技为目标,提供DVR系列产品自我认证的方法。资料提供/MarTek公司 翻译/蔡明芳
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和类比式的影带录影系统(VCR)不同,DVR数位影像录影系统将类比影像转换为数位系统,并且在压缩後储存於硬碟(HDD)中或是数位影带(DAT)里。相较於VCR,DVR应用於监视领域的优点更多。

「合法」使用
然而在大部分国家,数位资料因为被任何使用者编辑或修改的可能性很高,因此不被法庭认同当作证据,而这也是使用者在决定是否采用DVR时最主要的关切点。以银行为例,虽然他们是监视产品的最大使用者,但很多业者对於数位录影仍旧抱持保守的态度,而且比政府机关或是赌场更不可能以新的数位产品来更新系统。


在审理刑案当中,遭恶意窜改的DVR资料会导致错误定罪或不起诉的判决,因此,除了购买更高品质的数位录影机之外,还需要一部影像认证系统以防范伪造以及未经许可的修改。


近来著作权的保护科技因为数位讯号处理方法而获得改善,著作权保护科技的其中一项就是数位浮水印(Digital Watermarking Technology),也就是把额外的讯息压入原始的多媒体之内以防非法拷贝,而加密科技也是很流行的一种保存资讯的方式,通常DVR系统会同时使用两者以保护其资产。


举例而言,加密法,也就是所谓的密码使用法的科技,乃是使用密码及讯号处理工具以数学转换的方式将讯息加密,如此一来如果没有密码,任何人皆无法更改加密的讯息,也就是说,如果密码被安全保存的话,加了密的DVR影像即使在全球流通,也没办法被播放或修改,更不怕被伪造。

 

表1 DVR及CCTV闭路电视VCR系统的比较

                   
种类

项目

DVR系统CCTV VCR系统
录影方式数位类比
储存媒介硬碟录影带
影像保存性永久6个月
影像品质清晰会有损耗
萤幕显示模式4,8,16需加装四分割器才能多画面显示
影像输入路数168路
传输TCP / IP、Internet、PSTN
位移侦测有(当侦测到影像移动时,自动触发录影)需加装感应器
夜视模式需额外加装昂贵的设备
影像列印
耐用度5年以上2年
外接感应器需额外加装
维修费用没有额外支出录影带耗材费用高
系统架构简单复杂
使用空间需要更多相关空间





数位浮水印科技的条件
加密的问题就是在解密之後资料便无法受到保护,然而数位浮水印利用将浮水印压入原始未加密多媒体的方式,却可以保护资料,不管资料加了密码或是密码遭到解译,而经由数位浮水印科技,非法修改过的资料内容在认证检查之後也可以被侦测出来。


至於DVR的应用,我们注重的是浮水印如何帮助保持并证实相关影像的真确性,要利用浮水印来做DVR的认证时,所使用的浮水印必须符合以下的条件∶



1. 无法察觉性


最重要的条件就是浮水印在视觉上的透明感。经由浮水印过程而做成的「加工品」,不但令人反感、不讨人喜欢,而且还可能降低或毁坏了已录制资料的价值。因此如何在不超越可察觉门槛的限制下,设计出利用人类视觉系统的效果来印制浮水印的方法,就显得非常重要。



2. 恶意入侵的脆弱性


任何企图恶意窜改资料的行为应该能够被侦测出来。恶意攻击之後,嵌入的浮水印应该变得无法被侦测出来,因此一旦DVR资料里无法侦测到浮水印时,我们就可以推断资料可能已经被修改过了。



3. 抵抗意外修改的防护性


DVR的浮水印必须能够抵抗意外修改的状况,例如在压缩(JPEG、MJPEG等)过程中不小心曝光(light loss)等等。浮水印装置所需的影像必须具有以下的特质∶要压制浮水印讯息的影像必须是取材於该影像之全部或一部分,而且影像的价值在压缩(如JPEG)过程的前後不应有太大的变化,即使有变化也必须有限度。



4. 窜改部分的局部限制性


局部限制性指的是认定出已被窜改的DVR资料的时间和范围的能力,同时也确认资料的其馀部分未遭改变。例如,假使负责确认者只表示影像已遭修改,则遭窜改的影像已无用处。然而如果确认者同时指出只有一小部分发生遭窜改的情况,以车子为例,如果被窜改的部分只限於车牌,那麽整段影像对於决定这辆车的厂牌、车型和颜色,仍具有用处。


图1乃显示出以浮水印整套程式来侦测影像被变造的实例。图1 (a)是由DVR录制经JPEG压缩後的影像,品质系数85(quality factor 85)。图1(b)则显示利用影像编辑工具变造过日期的影像,日期从”05”改成”03”。图1(c) 显示侦测出变造范围後的修改区域。


浮水印的远距传输
图2显示出DVR的数位浮水印科技之应用。通常我们将储存的DVR资料转化成BMP或JPEG格式,然後再从这些格式化的资料中撷取出浮水印,於此同时,系统也能即时遥控并监控DVR。 如此一来,DVR资料必须先压缩才能快速传输,因此DVR浮水印程式须有高度健全的压缩技术。


一般而言,DVR的安全性不足,因此DVR系统须和数位浮水印技术并用,才能增加其安全性,有时候DVR也利用加密码的方式。然而市场需要更有效率的工具和程式以达成更安全的设备。由於DVR已经解决了数位多媒体资源的法律性问题,因此DVR系统配合数位浮水印无疑是全面安全系统的一种工具,未来也将涵括更多先进智慧的安全性能。


 

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