QR コードを用いた ID カードに

適した電子透かし

２００９０２８０２木下研究室　山崎　慎太郎

背景• 急速な ID カードの普及と高機能化• カード社会の進展とともに、改ざん、な

りすましなどの被害が深刻になっている • 先行研究でＱＲコードの誤り訂正能力に

着目した透かし情報の生成が提案されている

• bit 系列として埋め込まれているためＱＲコードの変形に対する耐性などが生かされていない

研究目的• 透かし情報にＱＲコードを 2 値画像とし

て用いた電子画像の提案• 対象画像はＩＤカード・免許書などの顔写

真とする• 斜めからの撮影など撮影条件が悪い場合

などでも検出可能な電子透かしを目指す

電子透かし画像やＩＤカード等に不可視の情報を埋め込み販売元や所有者を明らかにする技術

QR コード• 縦横方向に情報を持ち大容

量• 高速読み取りが可能• 360° どの方向からでも読み

取り可能• 汚れ・破損に強くコードワー

ド単位で最大約 30% 程度の復元が可能

電子透かしの種類2 種類の方法

• 埋め込み・処理が容易• 圧縮・加工に弱い

空間領域の埋め込み

• 圧縮・加工に強い• 埋め込み・抽出に時間を要す

る周波数領域へ

の埋め込み

今回は耐性が求められるため周波数成分に埋め込む方法を採用

電子透かしに適した周波数領域への変換

以上の弱点を補う方法としてウェーブレット変換がある今回はそれを用いる

ＦＦＴ

ＤＣＴ

ブロック歪み

ノイズ

ハールウェーブレット変換

• ウェーブレットのなかで最も単純な関数• データの圧縮・ノイズ除去などに利用

ハールウェーブレット変換

１８０ １６０ １４０

１２０

１７０ １３０ １２０

１２０

１６０ １２０ １２０

１００

１４０ １００ ８０ １００

１７０ １３０ １０ １０

１５０ １２０ ２０ ０

１４０ １１０ ２０ １０

１２０ ９０ ２０ －１０

横方向に走査し縦方向に走査する

１６０ １２５ １５ ５

１３０ １００ ２０ ０

１０ ５ －５ ５

１０ １０ ０ １０

提案方式８ × ８画素にブロック分割

原画像をウェーブレット変換

各ブロックで総和を求める

電子透かし bit 値により各ブロックの総和を変更

逆ウェーブレット変換

埋め込み方式• 埋め込む QR コードにより、電子透かし値

を決定する事とする• 対象位置が黒の場合には 0 を、白の場合

は 1 を与える• ブロックの総和を電子透かし値により変

更する• 0 であれば総和を偶数に、 1 であれば奇数

に変更する

使用した画像

原画像 透かし情報

結果画像１• 埋め込み後の画像を示す

原画像 透かし入り画像

PSNR： 40.26「 [dB]

結果画像２

埋め込んだ QRコード

抽出した QRコード

• 抽出した QRコードは元の QRコードと比べると所々に乱れがあることが見受けられる

結論• 大きな画像劣化は見受けられなかった• 抽出した QRコードは問題なく読み取ることができた

• QRコードを透かし情報として埋め込む場合、他の画像を埋め込む場合に比べ、抽出した時に劣化していても情報を保護することができる

今後の課題• 透かし入り画像の耐性の評価• 各種攻撃に対する、透かし画像の耐性評価• 耐性評価を踏まえた上でのアルゴリズムの検討

電子透かしへの攻撃

StirMark :• ノイズ付加・フィルタリング・回転等の処理

（攻撃）を行う• StirMark への耐性＝種々の画像処理への耐

性