A study on tampering detection system for voice signals by using multiple digital watermarks

2022 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 20K11796
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 60060:Information network-related
• Research Institution: The University of Kitakyushu
• Principal Investigator: Uehara Satoshi 北九州市立大学, 国際環境工学部, 教授 (90213389)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 野上 保之 岡山大学, 自然科学研究科, 教授 (60314655) ; 荒木 俊輔 九州工業大学, 大学院情報工学研究院, 准教授 (20332851)
• Project Period (FY): 2020-04-01 – 2023-03-31
• Keywords: 音声電子透かし / 改ざん検知 / オクターブ類似性 / エコー拡散法 / 整数上のロジスティック写像 / ハッシュ関数 / 乱数抽出のタイミング

Outline of Final Research Achievements

In this research project, we focused on embedding digital watermarks at the same time as recording, and we aimed to detect falsifications in the voice signal.

When embedding digital watermarks for voice signals based on octave similarity, we made it possible to zero a specific frequency component of voice signals by changing it to a negative value before IFFT. In addition, we proposed a method of generating random numbers for a watermark information without increasing computational cost and memory size, and we showed that the sequences have superior properties from results of typical randomness tests. In this system, it is more difficult to detect the watermark information for falsifications by manipulating the timing of random number extraction.

Free Research Field

情報セキュリティ

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

ICレコーダ等による会議内容の録音や遺言書を音声で残すことを考えると、改ざんされていない音声データであることを保証する必要がある。さらに、その音声を発した人を特定可能な音質であることも重要な要件となる。
録音時の音声データに本システムを適用した透かし入り音声データは、誤差1秒以内で95%以上の改ざん箇所の特定を実現している。また、本システムによる改ざん検知では、検知対象以外の音声データが不要であることも特徴の一つとなる。