JPH04349488A

JPH04349488A - 画像暗号化再生装置

Info

Publication number: JPH04349488A
Application number: JP3151175A
Authority: JP
Inventors: Yoshiyuki Namitsuka; 義幸波塚
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 1991-05-27
Filing date: 1991-05-27
Publication date: 1992-12-03
Anticipated expiration: 2016-12-10
Also published as: JP3238162B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、画像データを暗号化し
内容の判別できない出力画像を生成し、これを再度読み
取り、暗証番号の一致により正しく判別できる画像を再
生する画像暗号化再生装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、画像信号の高能率符号化の手法と
して直交変換符号化によるものが広く利用されている。これは直交変換による変換領域での各変換係数の無相関
性を利用して、少ない画像の劣化で転送する情報量を大
幅に削減するものである。これに関する画像情報削減の
ための変換符号化については、テレビジョン学会誌ｖｏ
ｌ．４３、Ｎｏ．１０（１９８９）ｐｐ．１１４５〜１
１５５に掲載されている「画像符号化アルゴリズムＩＩ
−変換符号化−」に詳細に開示されている。

【０００３】また、電子情報通信学会論文誌Ｄ−ＩＩ、
Ｖｏｌ．Ｊ７２−Ｄ−ＩＩ　　Ｎｏ．３　　ｐｐ．３６
３−３６８　　１９８９年３月に掲載されている「離散
的直交変換を用いた濃淡画像とテキストデータの合成符
号化法」にあっては、複数の情報源の合成において直交
変換が利用されている。これは画像の直交変換を利用し
て画像データの持つ冗長部分にテキストデータを合成し
符号化するものである。この場合、多値画像データの持
つ周波数成分の冗長性を利用するため高い画像品質を保
持した状態でテキストデータの合成を可能にしている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記に
示されるような変換符号化法及び合成符号化法にあって
は、画像の暗号化に対する具体的、且つ、詳細な構成・
手法について開示されていないため、重要な原稿情報の
秘密保持ができないという問題点があった。

【０００５】本発明は上記に鑑みてなされたものであっ
て、重要な画像情報の確実なる秘密保持を達成し、また
、画像再生時において劣化をなくし暗号化処理による情
報の欠落を排除し、更に簡便な方法にて秘密保持を行い
装置の取扱いを容易にして操作性を向上させることを目
的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記の目的を
達成するために、原稿をデジタル画像信号として読み取
って入力するデータ読取手段と、前記データ読取手段か
らの空間領域で記述される画像信号を周波数領域で記述
する変換係数を導出する変換係数導出手段と、前記変換
係数導出手段からの変換係数の順番を入れ換える変換係
数入換手段と、前記変換係数入換手段の入換順番を指定
する指定手段と、周波数領域の変換係数から空間領域で
の画像を再生する再生手段とを具備する画像暗号化再生
装置を提供するものである。

【０００７】また、前記変換係数導出手段は、直交変換
符号化を行い得られた変換係数に対し直流分を示す係数
値を数個に分割し、分割した値を直流成分係数と高周波
成分係数の数個に配分し、高周波成分に配分された係数
値を直流成分係数に統合することが望ましい。

【０００８】更に、前記指定手段は、テンキーから任意
の暗証番号を入力することにより前記変換係数入換手段
の入換順番を指定することが望ましい。

【０００９】

【作用】以上の構成において、データ入力手段によりデ
ジタル化された画像信号が入力され、この空間領域で記
述される画像信号を変換係数導出手段により周波数領域
で記述する変換係数を導出する。導出された変換係数を
指定手段で指定される順番に基づき、変換係数入換手段
により順番を入れ換える。その後、再生手段により周波
数領域の変換係数から空間領域での画像を再生すること
により画像の暗号化を行う。

【００１０】また、上記の変換係数の導出は、直交変換
符号化を行い得られた変換係数に対し直流分を示す係数
値を数個に分割し、分割した値を直流成分係数と高周波
成分係数の数個に配分し、高周波成分に配分された係数
値を直流成分係数に統合することにより行われる。

【００１１】更に、テンキーから入力される暗証番号に
基づいて、変換係数入換手段の入換順番を指定する。

【００１２】

【実施例】以下、本発明の一実施例を添付図面を参照し
て説明する。図１は、本発明による画像の暗号化と復号
化の処理を行う画像暗号化再生装置の構成を示すブロッ
ク図である。図において、１０１は原稿を光学的に読み
取って光電変換し、アナログ画像データを出力する読取
部、１０２は読取部１０１から出力されたアナログ画像
データをデジタル画像データに変換するＡ／Ｄ変換器、
１０３はＡ／Ｄ変換器１０２によりＡ／Ｄ変換された画
像データを格納するメモリであり、このメモリ１０３上
では空間的なＸ−Ｙ２次元座標が仮定され、各座標値と
メモリ１０３上のアドレスが対応している。

【００１３】また、１０４はメモリ１０３上の２次元画
像をＮ×Ｎのブロックに分割するブロック化処理部、１
０５はブロック化処理部１０４により分割されたＮ×Ｎ
のブロック各々に対して直交変換を行う直交変換部、１
０６は暗号化処理の切り替えを行う切替スイッチ、１０
７は直交変換部１０５で得られる変換係数の直流成分の
変換係数を分割し、高周波側にその成分を配分する直流
係数成分配分部、１０８は変換係数の領域の入換処理を
行う変換係数入換部、１０９は暗証番号等を入力するテ
ンキー入力部、１１０は変換係数の交換領域を指定する
交換領域指定部、１１１は暗号化及び復号化のモード指
定を行うモード指定部である。

【００１４】また、１１２はモード指定部１１１により
暗号化モードが指定されたときに、次の直流係数成分の
統合処理を行わずに直交逆変換処理に入力切り替えを行
う切替スイッチ、１１３は高周波を示す係数項に配分さ
れていた直流係数成分を本来の直流項を示す係数の位置
に統合する直流係数成分統合部、１１４は直交変換の逆
変換処理を行う直交逆変換部、１１５は直交逆変換部１
１４により処理された再現画像を格納するメモリ、１１
６はメモリ１１５に格納された画像を出力するプリント
部である。

【００１５】以上のように構成された画像の暗号化と復
号化を行う画像暗号化再生装置の動作を、図２の暗号化
処理プロセスを示すフローチャートに基づいて説明する
。図において、読取部１０１に暗号化対象の原稿を載置
し、光学的に画像を読み取り、読み取った光学信号を電
気信号に変換してアナログ画像信号を出力し（Ｓ２０１
）、該アナログ値の画像信号はＡ／Ｄ変換器１０２によ
りデジタル値の画像信号に変換され（Ｓ２０２）、メモ
リ１０３に２次元画像として格納される。

【００１６】次に、この２次元化された画像信号をブロ
ック化処理部１０４に入力し、Ｎ×Ｎのブロックに分割
する（Ｓ２０３）。分割されたＮ×Ｎのブロック各々に
対して直交変換部１０５により直交変換を行い、２次元
方向に対するＮ×Ｎ個の周波数領域上における変換係数
を各々のブロックに対して導出する（Ｓ２０４）。次に
、直流係数成分配分部１０７により直流成分の配分処理
を行う（Ｓ２０５）、これは画像の統計的性質からして
直流成分の係数値が他の交流成分に比較して非常に大き
な値となるためである。これを他の交流成分と同じくら
いに配分する。

【００１７】また、次の処理に先立って、テンキー入力
部１０９より暗証番号が入力され（Ｓ２０６）、交換領
域指定部１１０により変換係数の交換領域の指定が行わ
れる（Ｓ２０７）。この変換係数の交換領域の指定に基
づき、変換係数入換部１０８は変換係数の入れ換えを実
行する（Ｓ２０８）。暗号化の場合には、最初に上位の
領域交換を行い、次に下位の領域交換を行う。

【００１８】その後、後述する図４の如く、Ｆｘ、Ｆｙ
上の変換係数を用いて直交変換と同じ変換関数群により
、各々のブロック画像をＸＹ平面上に再生し変換係数か
ら空間画像を再構成する処理を直交逆変換部１１４によ
り実行する（Ｓ２０９）。ここでの処理は変換係数を入
れ換えたため、正しい周波数成分が空間上に再現されず
全くでたらめな画像が再現されることになる。この再現
画像はメモリ１１５に格納され、プリント部１１６によ
り暗号化された内容が識別できない再構成画像として出
力される（Ｓ２１０）。

【００１９】次に、復号化の処理プロセスを図３に示す
フローチャートに基づいて説明する。暗号化された画像
の復元処理は、前記暗号化の処理と略同一であり、係数
領域の交換の順番と、直流係数成分の統合を行う点のみ
が異なる。

【００２０】図において、暗号化により再構成され、プ
リント部１１６より出力された画像を読取部１０１によ
り読み取る（Ｓ３０１）。読み取った光学信号を電気信
号に変換してアナログ画像信号を出力し、アナログ値の
画像信号はＡ／Ｄ変換器１０２によりデジタル値の画像
信号に変換され（Ｓ３０２）、メモリ１０３に２次元画
像として格納される。次に、２次元化された画像信号を
ブロック化処理部１０４によりＮ×Ｎのブロックに分割
する（Ｓ３０３）。この分割されたＮ×Ｎのブロック各
々に対して、直交変換部１０５により直交変換を行い、
２次元方向に対するＮ×Ｎ個の周波数領域上における変
換係数を各々のブロックに対して導出する（Ｓ３０４）
。

【００２１】また、次の処理に先立って、テンキー入力
部１０９より暗証番号が入力され（Ｓ３０５）、交換領
域指定部１１０により変換係数の交換領域の指定が行わ
れる（Ｓ３０６）。この変換係数の交換領域の指定に基
づき、変換係数入換部１０８は変換係数の入れ換えを実
行する（Ｓ３０７）。この変換係数の入れ換えはテンキ
ー入力部１０９から入力される暗号化処理と同一の暗証
番号に基づいて行われ、暗号化処理とは入れ換えの順序
が逆となる。つまり、下位の領域の入れ換えを行い、次
に上位の領域の入れ換えを行う。切替スイッチ１１２は
復号化モードにより、直流係数成分の統合が直流係数成
分統合部１１３で実行される（Ｓ３０８）。これにより
高周波を示す係数項に配分されていた直流係数成分を、
本来の直流項を示す係数の位置に統合する。

【００２２】その後、後述する図４に示す如く、Ｆｘ、
Ｆｙ上の変換係数を用いて直交変換と同じ変換関数群に
より、各々のブロック画像をＸＹ平面上に再生し変換係
数から空間画像を再構成する処理を直交逆変換部１１４
により実行する（Ｓ３０９）。この再現画像はメモリ１
１５に格納され、プリント部１１６により再現画像が出
力される（Ｓ３１０）。

【００２３】図４は、本発明による直交変換処理例を示
す説明図であり、空間領域の画像信号をブロック分割し
、周波数領域での変換係数を求める直交変換の例を示し
ている。図において、４０１はメモリ１０３上に配置さ
れた２次元画像であり、４０２はブロック化処理部１０
４によりＮ×Ｎにブロック化された中の１つのブロック
を示している。また、４０３は直交変換処理で得られる
変換係数である。

【００２４】以上において、メモリ１０３上に２次元画
像４０１が配置されており、これをＮ×Ｎにブロック分
割した１つのブロック４０２に対し直交変換が行われる
。この直交変換によりＸ、Ｙ各々の方向に対しＦｘ、Ｆ
ｙの周波数軸方向に変換係数４０３が得られる。尚、こ
の直交変換は、例えば、一般的に用いられているフーリ
エ変換、カルーネン・ルーベ変換、離散コサイン変換、
アダーマール変換及びハル変換等の方式により処理され
る。

【００２５】図５は、直流成分の変換係数を分割し高周
波側にその成分の一部を配分する状態を示す説明図であ
る。５０１（図５（ａ））は変換係数４０３をＦｘの一
次元方向から見た場合の係数値を示し、５０２（図５（
ｂ））は直流成分の変換係数値であり、５０３（図５（
ｂ））は他の交流成分変換係数と同じくらいのレベルに
分割した状態図であり、５０４（図５（ｃ））は高周波
成分の位置に配分した状態を示している。

【００２６】以上において、直流成分の変換係数値５０
２を、他の交流成分変換係数値と同じくらいのレベルに
分割する。例えば、分割数を４とする。これを本来の直
流係数成分を示す位置と、殆ど変換係数値が導出されな
い高周波成分の位置に配分する。

【００２７】図６は本発明によるテンキー入力部１０９
からの暗証番号の入力及び入力番号の変換の動作を示す
説明図である。図において、６０１はテンキー入力部１
０９から入力する４桁の暗証番号、６０２及び６０３は
入力した４桁の暗証番号６０１に対する領域の交換を示
すものであり、６０２は最初の２桁を上位とする領域交
換、６０３は残りの２桁を下位とする領域交換を各々示
している。

【００２８】以上において、テンキー入力部１０９から
、例えば、１，３，４，５という任意の４桁の暗証番号
６０１を入力する。次に、交換領域指定部１１０により
、変換係数の個数はＮ×Ｎ個であるが、これをＮ／２×
Ｎ／２個の４つの領域に分割し、、各々の領域の位置を
０から３までの位置番号で指定する。この位置番号に対
応するように入力した暗証番号６０１を法として領域変
換する。入力した４桁の暗証番号６０１に対し、最初の
２桁を上位、残りを下位として、各々の間で領域交換が
行われる。図示の例では、上位の１と３は４を法として
も１と３のままである。一方、下位の４と５は４を法と
すると各々０と１に変換される。

【００２９】図７は、本発明による暗号化及び復号化の
ための変換係数領域の領域入れ換えを示す説明図であり
、（ａ）は暗号化、（ｂ）は復号化を各々示している。図７（ａ）において、７０１はＮ×Ｎの変換係数領域を
０から３の４つの領域に分割したところを示し、７０２
は上位の領域交換後の状態、７０３は下位の領域交換後
の状態を各々示している。

【００３０】以上において、暗号化の処理は、Ｎ×Ｎの
変換係数領域を０から３の４つの領域に分割し、先ず上
位の領域交換を行う。つまり図示の如く１と３の係数サ
ブ領域を交換する（７０２）。次に、下位の交換を図示
の如く０と１の係数サブ領域を交換する（７０３）。こ
のような領域の交換によりオリジナルの変換係数の配置
と異なったものとなる。

【００３１】次に、図７（ｂ）を用いて復号化の処理に
ついて説明する。図において、７０４は暗号化された変
換係数領域、７０５は下位の領域交換、７０６は上位の
領域交換の状態を各々示している。

【００３２】以上において、復号化の処理は前述した暗
号化処理に対し、領域の入れ換えの順序を逆から行う。即ち、先ず下位の領域の入れ換えを行い、次に上位の領
域の入れ換えを行う。図示の如く、ブロック７０４に対
して、最初に０と１のサブ領域を交換する（７０５）。次に１と３のサブ領域を交換する。このように暗号化さ
れた変換係数の本来の領域再生が行われる。

【００３３】

【発明の効果】本発明による画像暗号化再生装置によれ
ば、画像の暗号化と暗号化された画像原稿の再生が容易
に行え、重要な原稿情報の秘密保持が実現できる。更に
量子化処理を行わないため、画像再生における画質劣化
を生じることのないオリジナル画像に忠実な再生原稿が
得られ、且つ、暗号化による情報の欠落を生じることが
ない。また、直流係数を分割することにより、直流項の
存在を容易に識別できない。更に、変換領域を入れ換え
ることによりさらに暗号画像の解読が困難となり、強力
な秘密保持を実現できる。また、テンキーから暗証番号
を入力するだけで画像の暗号化と復号化が行えるため、
操作性が向上する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による画像の暗号化と復号化を行う画像
暗号化再生装置の構成を示すブロック図である。

【図２】本発明による暗号化の処理プロセスを示すフロ
ーチャートである。

【図３】本発明による復号化の処理プロセスを示すフロ
ーチャートである。

【図４】本発明による直交変換処理例を示す説明図であ
る。

【図５】本発明による直流成分の変換係数を分割し高周
波側にその成分の一部を配分した状態を示す説明図であ
る。

【図６】本発明によるテンキーによる暗証番号の入力及
び入力番号の変換を示す説明図である。

【図７】本発明による暗号化及び復号化のための変換係
数領域の領域入れ換えを示す説明図である。

【符号の説明】

１０１　　読取部　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　１０４　　ブロック化処理部１０５　　直交変換部　　　　　　　　　　　　　　　
　　　１０７　　直流係数成分配分部１０８　　変換係数入換部　　　　　　　　　　　　　
　１０９　　テンキー入力部１１０　　交換領域指定部　　　　　　　　　　　　　
　１１３　　直流成分統合部１１４　　直交逆変換部　　　　　　　　　　　　　　
　　１１６　　プリント部

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】　　原稿をデジタル画像信号として読み取
って入力するデータ読取手段と、前記データ読取手段か
らの空間領域で記述される画像信号を周波数領域で記述
する変換係数を導出する変換係数導出手段と、前記変換
係数導出手段からの変換係数の順番を入れ換える変換係
数入換手段と、前記変換係数入換手段の入換順番を指定
する指定手段と、周波数領域の変換係数から空間領域で
の画像を再生する再生手段とを具備することを特徴とす
る画像暗号化再生装置。
【請求項２】　　前記変換係数導出手段は、直交変換符
号化を行い得られた変換係数に対し直流分を示す係数値
を数個に分割し、分割した値を直流成分係数と高周波成
分係数の数個に配分し、高周波成分に配分された係数値
を直流成分係数に統合することを特徴とする前記請求項
１記載の画像暗号化再生装置。
【請求項３】　　前記指定手段は、テンキーから任意の
暗証番号を入力することにより前記変換係数入換手段の
入換順番を指定することを特徴とする前記請求項１記載
の画像暗号化再生装置。