CN102415087B - 图像加密解密装置、方法以及程序 - Google Patents

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Abstract

在添加标记时(加密时)，例如，被标记所覆盖的像素分散并被选择性地剔除，并进行使剔除位置移动到标记添加位置这样的图像变换，其结果标记被添加在所获得的标记添加位置。在消除标记时(解密时)，例如，进行使标记的各像素移动到标记添加前的原位置的图像逆变换，从而被移动的标记的各像素被复原，并且标记被消除。

Description

图像加密解密装置、方法以及程序
技术领域
本发明涉及针对打印到打印物上的图像或数字图像，对图像的一部分进行加密或编码，从而防止向第三者泄露信息的技术。
背景技术
社会的信息化进程中，信息的泄露成为严重的问题，因此期待开发出防止信息泄露的技术。例如针对在Web、因特网或电子存储介质等中流通的数字数据而开发出数据加密技术，即使信息落入第三者手中也使其无法看到该内容进而防止信息泄露，其作为有效手段而已被使用。
另一方面，防止打印在纸类介质等上的打印物的信息泄露的技术还没有得到足够的开发。实际上，可以说信息泄露的大约一半是从打印物泄露的，因此与数字数据同样地，当务之急在于开发出防止从打印物泄露信息的技术。
作为希望防止打印物泄露信息的具体例子，有购买商品时的账单、信用卡等的明细、医院的病历、学校的成绩单以及花名册等，希望将这些重要的部分进行加密来防止信息泄露。
其中，作为纸类介质的安全性对策之一，开发出了对打印物或图像进行加密或编码的技术。该技术中，通过按规律变换在打印物或图像上指定的区域的像素值，生成对应于该像素值的变换的特有的图案，从而进行打印物或图像的加密或编码。此时，在打印物或图像上，被加密或编码的区域的四个角落设置有表示该位置的标记。如此，进行被加密或编码的打印物或图像的解密或解码的读取机，通过检测设置在进行了加密或编码的区域的标记，来识别该区域的坐标，从而能够进行解密或解码处理。
在这种技术中，进行加密或编码时在打印物或图像上设置标记，此时设置有标记的区域的原像素值被标记所覆盖(overwrite)。因此，在进行解密或解码时，需要以某种方法来复原被标记覆盖的区域的原像素值。这是因为，如果不这么做，会在进行了解密或解码的打印物或图像中缺少其位置的像素值，从而品质变差。
在此，可以想到利用上述技术进行了加密或编码的打印物或图像不仅在电子介质中，在纸类介质也会进行流通，因此易于受到各种品质变差的影响。因此，被标记所覆盖的区域的复原需要以打印物或图像的品质变差为前提来进行。尤其，被标记所覆盖的区域的复原性能，还易于被进行覆盖的区域的图像特性(背景区域或存在重要的信息的区域等)所左右。
但是，现有技术中，所知的考虑到打印物或图像的品质变差或覆盖区域的图像特性的标记区域有效复原技术还不存在。
专利文献1：日本特愿2007-143301号公报
发明内容
因此，本发明一方面的目的在于，在通过赋予标记而进行的打印物或图像的加密或编码技术中，实现不易被打印物或图像的品质变差或图像特性等所左右的标记区域的复原技术。
作为实施方案的一个例子，第一方案以对文档数据进行加密的加密装置来执行，其结构包括：输入部，其输入所述文档数据；区域选择部，其在根据被输入的所述文档数据而获得的输入图像中选择待加密的区域；图像变换部，其对所述输入图像进行图像变换来生成第一加密处理图像；加密处理部，其对所述第一加密处理图像的加密对象区域进行加密，生成第二加密处理图像；以及标记贴附部，其对所述第二加密处理图像贴附标记，生成并输出第三加密处理图像。
作为实施方案的另一个例子，第二方案以对加密数据进行解密的解密装置来执行，其结构包括：输入部，其输入所述加密数据；区域检测部，其从所述加密数据中检测标记所表示的加密区域；解密处理部，其对所述加密区域进行解密，生成第一解密处理图像；图像逆变换部，其通过对所述第一解密处理图像执行将加密时所执行的图像变换恢复到原状的图像逆变换处理，来生成第二解密处理图像；以及像素复原部，其复原该第二解密处理图像中被所述标记所覆盖像素，生成并输出第三解密处理图像。
在上述第一及第二方案中，在添加标记时(加密时)，例如，被标记所覆盖的像素分散并被选择性地剔除，并进行使剔除位置移动到标记添加位置的图像变换，其结果所获得的标记添加位置上被添加标记。另一方面，在消除标记时(解密时)，例如，进行使标记的各像素移动到标记添加前的原位置的图像逆变换，从而被移动的标记的各像素被复原，使得标记被消除。结果，即使在被移动的标记的各像素自周围像素开始被插补的情形中，由于被标记所覆盖的像素分散并被选择性地剔除，因此能够避免因添加标记而插补后的画质变差的情况。
附图说明
图1为表示使被标记覆盖的图像移出到头部(header)的技术的实施例的图。
图2为表示利用移出到头部的像素来消除标记的技术的实施例的图。
图3为表示通过自周围像素开始的插补来消除标记的技术的实施例的图。
图4为表示整合2个细标记来生成一条粗标记的技术的实施例的图。
图5为表示在将粗标记一分为二后，通过周围像素的插补来消除标记的技术的实施例的图。
图6为表示在标记添加时，插补后画质变差的图像(插补前)的实施例的图。
图7为表示在标记添加时，插补后画质变差的图像(插补后)的实施例的图。
图8为图像加密装置第一实施方式的构成图。
图9为表示图像加密装置第一实施方式的动作的动作流程图。
图10为表示输入的图像数据(加密对象图像)的一例(图像数据D8-1)的图。
图11为表示从输入图像选择了待加密的区域的图像数据的一例(图像数据D8-2)的图。
图12为表示通过像素剔除部剔除(thinning)了被标记所覆盖的像素后的图像数据的一例(图像数据D8-3)的图。
图13为表示在像素保存部中保存在图像数据文件的头部等中的像素信息的一例(图像数据D8-4)的图。
图14为表示在图像变换部中各像素按照剔除的位置被设置到添加标记的位置的方式被移动而获得的图像数据的一例(图像数据D8-5)的图。
图15为表示通过加密处理而获得的图像数据的一例(图像数据D8-6)的图。
图16为表示在被剔除的位置贴附标记而获得的图像数据的一例(图像数据D8-7)的图。
图17为图像加密装置第二实施方式的构成图。
图18为表示图像加密装置第二实施方式的动作的动作流程图。
图19为图像解密装置第一实施方式的构成图。
图20为表示图像解密装置第一实施方式的动作的动作流程图。
图21为表示检测出标记所表示的加密区域的图像数据的一例(图像数据D19-2)的图。
图22为表示复原加密区域的加密图像而获得的图像数据的一例(图像数据D19-3)的图。
图23为表示通过像素逆变换部使贴附有标记的像素在原像素的位置分散而获得的图像数据的一例(图像数据D19-4)的图。
图24为说明通过像素复原部使所覆盖的标记的像素复原而获得的图像数据的一例(图像数据D19-5)的图。
图25为图像解密装置的第二实施方式的构成图。
图26为表示图像解密装置的第二实施方式的动作的动作流程。
图27为说明近似像素复原部中的图像插补处理的图。
图28为图像解密装置的第三实施方式的构成图。
图29为显示图像解密装置的第三实施方式的动作的动作流程图。
图30为表示在像素剔除部、像素变换部的详细说明中作为例子而采用的区域检测标记的图。
图31为表示在像素剔除部、像素变换部、标记贴附部这一系列处理过程中生成的图像的一例的图。
图32为用于说明像素变换部中的各像素的移动顺序的图。
图33为表示在像素变换部中，移动后发生的像素不连续之处的例子的图。
图34为说明通过研究像素剔除部中的剔除位置的设置，像素移动后的像素不连续之处与图33的图像相比减少的情形的图。
图35为表示在加密区域的各四个角落进行了像素剔除部、像素变换部的处理的例子的图。
图36为表示在加密区域较小时，使像素剔除部的剔除位置的设置变密的例子的图。
图37为表示加密区域比图36的区域更小时，在标记贴附位置的内外改变像素剔除部的剔除位置的设置方法的例子的图。
图38为说明在像素剔除部、像素变换部的处理流程中使用的变量的图。
图39为表示像素剔除部、像素变换部的处理的详细过程的动作流程图。
图40为说明在图39的步骤S3903中剔除位置的确定方法的图。
图41为说明在图39的步骤S3907中确定标记贴附区域未被剔除的像素位置的方法的图。
图42为说明在图39的步骤S3907中确定加密区域内的剔除位置的方法的图。
图43为表示像素逆变换部的处理的详细过程的动作流程图。
图44为实现各实施方式的系统的计算机系统的硬件构成图。
具体实施方式
以下，参照附图对各实施方式进行详细说明。
以下待说明的各实施方式将对打印物或图像上进行如下的加密或编码的加密装置以及进行如下的解密或解码的解密装置作为前提。即，加密装置通过按规律地变换在打印物或图像上被指定的区域的像素值，生成与该像素值的变换对应的特有的图案，由此进行打印物或图像的加密或编码。此时，加密装置在被加密或编码的区域的四个角落设置表示其位置的标记。对如此地进行了加密或编码的打印物或图像进行解密或解码的解密装置，通过检测设置在被加密或编码的区域的标记，识别该区域的坐标，从而进行解密或解码处理。然后，解密装置对被标记所覆盖的区域的原像素值进行复原。
在此，作为标记区域复原技术，可以想到如下所述的方式。
第一方式：使在加密或编码时被标记所覆盖的区域的原像素值移出到图像文件的头部等，在解密或解码时削除标记之后使原像素值从头部等返回原区域，从而使被覆盖的区域复原。
第二方式：使在解密或解码时被覆盖的区域的像素值通过自其周围区域的像素值开始进行插补而复原。
此时，例如只有纸类介质流通的情形中，无法应用第一方式。实际上，纸类介质和电子介质混在流通的情形较多。因此作为对流通的打印物或图像进行解密或解码来复原标记区域的技术，需要采用将第一方式和第二方式进行并用的技术。即，解密装置在能够获取头部等的情况下，通过第一方式来复原被标记所覆盖的区域，在无法获取头部等的情况下，通过第二方式来复原被标记所覆盖的区域。
以下说明中，首先，对将第一方式和第二方式并用的基本技术进行说明，然后对实施该基本技术时的问题进行说明，在此基础上对解决该问题的各实施方式进行说明。
图1为表示使以标记覆盖的图像移出到头部(header)的技术的实施例的图。图1的图像101为按照本申请的申请人的在先专利申请：日本特愿2008-076129号中所记载的加密顺序加密后的图像。如图1所示，被加密的区域的四个角落被添加了区域检测用标记102。被标记102所覆盖的图像103在添加标记之前被预先移出到图像101的文件数据的头部。
图2为表示利用移出到头部的像素来消除标记的技术的实施例的图。在进行解密时，首先检索设置在加密区域四个角落的标记，确定加密区域的位置。然后，对确定出的区域进行解密处理，从而得到如图2的201所示的解密图像。此时，当标记部分的图像103存在于头部时，如图2所示，头部内的像素103与标记部分置换，获得复原图像203。
图3为显示通过自周围像素开始的插补来消除标记的技术的实施例的图。当头部中不存在图像信息时，如图3的图像301所示，通过自周围的像素开始插补来近似地复原标记部分的原图像从而消除标记，由此获得复原图像302。
在为了提高被加密的区域的检测精度而设定有粗标记时，可采用如下所述的技术。
图4为表示整合2个细标记来生成一条粗标记的技术的实施例的图。在加密装置中设置有粗标记时，首先如图4的401所示，将分割为两个的细标记设置在图像的对象位置。然后，使一个标记通过与背景图像的像素交换而移动，并与另一个标记相结合。其结果，生成如402所示的一条粗标记。
图5为表示在将粗标记一分为二后，通过周围像素的插补来消除标记的技术的实施例的图。解密装置中的标记的消除与标记的生成顺序相反。首先，在标记被一分为二后，分割后的标记区域的各像素自周围的像素开始如图5的501所示地被插补，从而获得复原图像502。
想要生成更大标记时，也可以将标记分割数设定为三个或三个以上。由此，能够尽可能地不使背景图像的画质变差，且生成易于检测加密区域的大标记。
但是，如果创建多个标记并使其相结合，则在创建标记时有时会丢失重要的信息。图6及图7为表示在标记添加时插补后画质变差的图像的实施例的图(图6为插补前，图7为插补后)。例如，如果如同图6的箭头部分所示，线条(line)上的标记被覆盖在文字的细线等上，则即使标记部分的区域通过插补而被近似复原，也如图7的箭头部分所示，无法复原原图像。
因此，在下面说明的各实施方式中按如下的顺序来解决在通过插补来消除标记时所产生的画质变差的问题。
·添加标记时(加密时)
(a)被标记所覆盖的像素被选择性地剔除，使剔除位置移动到标记添加位置。(与此同时，也使未被剔除的像素移动到未被标记所覆盖的位置。)
(b)在标记添加位置添加标记。
·消除标记时(解密时)
(c)使标记的各像素移动到标记添加前的原位置。(与此同时，还使标记以外的像素移动到标记添加前的原位置。)
(d)被移动的标记的各像素自周围像素开始被插补而被复原，从而标记被消除。
上述顺序中，对于顺序(a)，覆盖对象像素分散而被选择性地剔除。另外，研究出未被剔除的像素的位置关系在像素移动后变得连续的移动方法。通过这种技术，如在图6及图7中进行的说明，因像素插补而文字等中的细线消失的画质变差的问题得以解决。
图8为在解密而削除标记时，能够使被标记所覆盖的图像解密的图像加密装置的第一实施方式的构成图。另外，图9为表示图像加密装置的第一实施方式的动作的动作流程图。如图8所示，图像加密装置的第一实施方式通过输入部801、区域选择部802、像素剔除部803、像素保存部804、像素变换部805、加密处理部806、以及标记贴附部807来实现。这些各处理部通过例如具有将要后述的图44中所示的结构的计算机装置执行实现图9的动作流程图中所示的控制动作的程序而得以实现。
图8的结构中，输入部801将输入数据作为图像数据而获取(图9的步骤S901)。被获取的图像数据可以是将HTML(Hyper Text MarkupLanguage：超文本链接标示语言)格式、各种文字处理软件(Wordprocessor)生成的文件格式的电子文档进行图像化的图像数据。或者，也可以是只有一部分被图像化的数据。另外，图像数据还可以是通过扫描装置、MFP(Multi Function Printer：多功能打印机)等装置扫描打印物而得的图像数据，或通过数字照相机等进行拍摄得到的图像数据。在图8中，作为例子，表示了图像数据08-1被输入的情形。图10为图像例D8-1的放大图。
接下来，图8的区域选择部802按照如图8的图像例D8-2所示的那样在被输入的图像数据(例如D8-1)中选择被加密区域(图9的步骤S902)。图11为图像例D8-2的放大图。该选择动作例如是根据用户在显示装置等的显示画面上用鼠标等定位装置来进行指示的操作来执行的。
接下来，图8的像素剔除部803在图像例D8-2的图像数据中，确定将在以后由标记贴附部807用标记进行覆盖的像素的位置(剔除位置)，并将剔除位置的像素剔除为如图8的图像例D8-3的黑色部分所示(图9的步骤S903)。图12为图像例D8-3的放大图。成为覆盖对象的像素从以后要贴附标记的位置及其周边的像素中选择。周边的像素可以是加密区域内的像素，也可以是加密区域之外的区域的像素。以像素剔除部803确定剔除像素的详细方法在后面进行叙述。
接下来，图8的图像保存部804将如图像例D8-3所示地进行剔除而获得的像素信息，例如图8的D8-4，移出到图像数据文件的主体部或头部(图9的步骤S904)。图13为图像信息例D8-4的放大图。
接下来，图8的像素变换部805通过将要后述的像素位移(shift)操作来移动像素剔除部中的如D8-3所示的一部分被剔除的图像的各像素(图9的步骤S905)。其结果，如图8的图像例D8-5所示，剔除位置设置到将要后述的由标记贴附部807贴附了标记的位置。图14为图像例D8-5的放大图。由于不仅仅是移动剔除位置的像素，还移动剔除位置周边的像素位置，因此经像素变换部805处理后的图像，如图14所示，变成一部分变形了的图像。对于像素变换部805的详细动作将在后面进行叙述。
接下来，图8的加密处理部806针对图像例D8-5的图像数据，对被区域选择部802选择出的区域进行加密，并输出如图8的图像例D8-6所示的图像数据(图9的步骤S906)。图15为图像例D8-6的放大图。作为在此进行的加密处理，可采用上述的本申请的申请人提出的在先专利申请：日本特愿2008-076129号所记载的加密技术。或者，也可以采用称之为AES(Advanced Encryption Standard：先进加密标准)或DES(DataEncryption Standard：数据加密标准)的基于公共加密密钥或公开密钥的现有的加密方式。
最后，图8的标记贴附部807向如图像例D8-6所示的加密图像中的以黑色显示的剔除区域，如图像例D8-7所示，贴附标记(图9的步骤S907)。图16为图像例D8-7的放大图。标记的形状、图案、尺寸并不限于图像例D8-7所示，可以是任何形状、图案，可以是任何尺寸。
被加密而被贴附了标记的如图像例D8-7所示的加密图像，贴附在被输入的文档(document)数据中，显示在显示器上，或以电子档保存到文件中，被打印到纸类等上。
从像素剔除部803到标记贴附部807这一系列处理部所进行的处理可改变顺序。例如，可以将图像变换部805和像素保存部804的顺序倒过来。另外，加密处理部806所进行的处理可以在像素剔除部803所进行的处理之前(区域选择部802所进行的处理之后)执行，也可以在标记贴附部807所进行的处理之后执行。加密处理部806所进行的处理在像素剔除部803所进行的处理之前执行时，将要后述的图像解密装置实施方式的解密处理部(图19的1903等)所进行的处理在像素复原部(图19的1905等)或近似像素复原部)所进行的处理之后执行。
图17为图像加密装置第二实施方式的构成图。另外，图18为表示图像加密装置第二实施方式的动作的动作流程图。在图17中标注了与图8中所示的图像加密装置第一实施方式相同的附图标记的处理部或图像例，是与图8相同的处理部或图像例。另外，在图18中，标注了与图9的动作流程图相同的附图标记的处理步骤，是与图9相同的处理步骤。图17及图18中所示的图像加密装置第二实施方式与图8及图9中所示图像加密装置第一实施方式之间的不同之处为，不进行图8的图像保存部804所进行的剔除像素的保存处理(图9的步骤S904)。即，在图像加密装置的第二实施方式中，被剔除的像素信息不会被移出，从而不被传递到解密装置侧。对此，在解密装置侧中，如同后述的内容，剔除像素根据周边像素被近似地复原。
还可以代替图8或图17中所示的像素剔除部803及像素变换部805的处理，构成为对加密对象图像进行缩小而创建用于添加标记的空白。此外，可以在实施贴附标记之前进行各种图像变换。
图19为用于对被图8及图9中所示的图像加密装置第一实施方式加密后的加密图像(D8-7：图16)进行解密所用的、图像解密装置第一实施方式的构成图。另外，图20为表示图像解密装置第一实施方式的动作的动作流程。图19所示，图像解密装置的第一实施方式通过输入部1901、区域检测部1902、解密处理部1903、像素逆变换部1904以及图像复原部1905来实现。这些各处理部通过如下方式被实现，即是通过例如具有将要后述的图44所示结构的计算机装置执行实现图20的动作流程图中所示的控制动作的程序来实现的。
图19的构成中，输入部1901输入加密后的图像数据(图20的步骤S2001)。图像数据与图8的加密装置第一实施方式相同，可以是将HTML格式或各种文字处理软件所生成的文件格式的电子文档进行了图像化的图像数据，还可以是只将一部分进行了图像化的图像数据。或者，也可以是通过扫描、数码照相机等来重新获取打印出的加密图像的图像数据。图19中作为一个例子，表示了图像数据D19-1(与图8或图16的D8-7对应)被输入的情形。
接下来，图19的区域检测部1902从被输入的图像数据(例如D19-1)，如图19的图像例D19-2所示，检测标记所表示的区域(图20的步骤S2002)。图21为图像例D19-2的放大图。作为标记检索方法，可以采用本申请所引用的专利文献1或上述的本申请的申请人提出的在先专利申请：日本特愿2008-076129号中公开的方法，也可以采用其它的现有的方法。
接下来，图19的解密处理部1903从确定出如图像例D19-2所示的加密区域的图像数据中，利用解密密钥对如图19的图像例D19-3所示的残留有标记的状态的图像数据进行解密(图20的步骤S2003)。图22为图像例D19-3的放大图。
进一步，图19的像素逆变换部1904为了对残留的标记部的图像进行复原，执行以图8的像素变换部805进行的像素变换处理的逆变换处理(图20的步骤S2004)。其结果，如图19的图像例D19-4所示，标记像素被分散。图23为图像例D19-4的放大图。
若标记像素如原图像所示地被分散，则图19的像素复原部1905利用通过图8图像保存部804而移出到图像数据文件的主体部或头部的如图19的图像信息例D19-4α所示的图像信息，对加密前的图像进行复原(图20的步骤S2005)。其结果，被复原成如图19的图像例D19-5所示的图像。图24为图像例D19-5的放大图。
如此地被复原的图像会被显示到显示装置，或以电子档的格式保存到文件中，被打印到纸类等上。
图25为图像解密装置第二实施方式的构成图。另外，图26为表示图像解密装置第二实施方式的动作的动作流程图。图25中标注了与图19中所示的图像解密装置第一实施方式相同的附图标记的处理部或图像例，是与图19相同的处理部或图像例。另外，在图26中标注了与图20的动作流程图相同的附图标记的处理步骤，是与图20相同的处理步骤。
在图像解密装置的第二实施方式中，对通过图17及图18中所示的图像加密装置第二实施方式进行加密后的加密图像进行解密的图像解密装置。
图25及图26中所示的图像解密装置的第二实施方式与图19及图20中所示的图像解密装置的第二实施方式不同之处为，图像复原部1905被替换成近似像素复原部2501。
即，在图像解密装置的第二实施方式中，在像素逆变换部1904的处理之后，如图27所示，图25的近似像素复原部2501利用被标记所覆盖的像素的周围像素来执行插补处理(图26的步骤S2601)。其结果，如图25的图像例D25-1所示，获得了虽与加密前的图像不完全一致但大体相同的图像。作为像素的插补处理，例如，可以采用取插补对象像素的-像素上、右、下、左的像素(4-附近)的平均值的方法。
图28为图像解密装置第三实施方式的构成图。另外，图29为表示图像解密装置第三实施方式的动作的动作流程图。图28中标注了与图19或图25中所示的图像解密装置的第一及第二实施方式相同的附图标记的处理部或图像例，是与图19或图25相同的处理部或图像例。另外，图29中标注了与图20或图26的动作流程图相同的附图标记的处理步骤，是与图20或图26相同的处理步骤。
在图像解密装置的第三实施方式中，在图像变换部1904中的处理之后，图28的复原判定部2801可以切换像素复原部1905的处理和近似像素复原部2501的处理。其结果，能够根据被输入的加密图像数据的方式，来切换图像解密装置的第一实施方式(图19、图20)的处理和第二实施方式(图25、图26)的处理。
在此，复原判定部2801为了切换像素复原部1905的处理和近似像素复原部2501的处理，执行如下所述的判定处理(图29的步骤S2901)。
即，复原判定部2801例如进行如下判定，即通过图像加密装置第一实施方式的图像保存部804判定输入图像中是否包含如图8的像素信息例D8-4所示的被剔除的像素信息。然后，若包含被剔除的像素信息，则复原判定部2801执行像素复原部1905的处理(图29的步骤S2005)。另外，若不含被剔除的像素信息，则复原判定部2801执行近似像素复原部2501的处理(图29的步骤S2601)。
或者，复原判定部2801利用例如CRC(Cyclic Redundancy Check：循环冗余码校验)，来判断输入图像数据是否被编辑。然后，若判断为进行过编辑，则复原判定部2801执行像素复原部1905的处理(图29的步骤S2005)。另外，若判断为未进行过编辑，则复原判定部2801执行近似像素复原部2501的处理(图29的步骤S2601)。
以下，对图像加密装置的第一及第二实施方式中的像素剔除部803及像素变换部805(图8或图17)的处理(图9或图18的步骤S903、8905)进行详细说明。
在下面的说明中成为贴附对象的标记具有如图30的3001所示的L字型，且将白、黑色长方形按一定规则纵横排列，并在其周围以具有一定宽度的白色的空白来包围的图案，由标记贴附部807(图8或图17)贴附到加密区域3002的四个角落。
图31为表示通过像素剔除部803、像素变换部805、标记贴附部807这一系列处理过程而生成的图像例。其中，为了易于理解，表示了在标记贴附部807的处理前未进行加密处理的例子。图31中，如31-1所示，用像素剔除部803剔除的位置3101被设置成在输入图像上按1像素单位以格子状地分散，设法使以像素插补进行复原时画质不会变差。剔除位置3101通过像素变换部805如31-2所示，被移动到标记贴附位置3102。然后，如31-3所示，通过标记贴附部807在标记贴附位置3102上贴附区域检测用标记3103。
从图31的31-2可知，对于经像素剔除部803及像素变换部805的图像的各像素的位置而言，不仅移动了被剔除的位置的像素，未被剔除的位置的像素也移动了很多。考虑到对由于加密后被打印、扫描等而导致画质变差了的图像进行解密的情形，优选未被剔除的位置的像素的移动方法以原图像的相邻像素在移动后也能尽可能靠近的方式进行，由此不连续的像素较少这会提升解密画质。以下，对像素移动后使原图像的相邻像素靠近的方法进行说明。
图32为表示以像素变换部805将由32-1所示的剔除位置P移动到像素Q的位置的顺序的图。如由32-2所示，P与Q之间的像素A～G及Q，向P的方向以逐个像素地前进，变换成由32-3所示的图像。其结果，剔除位置P移动到原先Q所在的地方。图32的例子中，像素A～G从Q到P为止以“右→下”的顺序排列，但只要是PQ之间的像素即可，也可以选择其它路径上的像素(例如从Q到P为止“下→右”或“倾斜”等)。
PQ之间的像素A～G在以原样简单地将P和Q的位置进行了交换的情况下，Q会成为被原图像的相邻像素孤立的一个像素，在打印或扫描等时会消失掉。另一方面，若进行如图32所示的像素移动，则不会发生移动后特定的像素孤立的情形，可防止解密图像的画质变差。
这些像素的移动在多个剔除位置中反复进行的例子为图33及图34。按照33-1及34-1中的以黑色表示的剔除位置从P1开始P2、P3、...PE、PF的顺序，移动位于与同一附图中的各箭头上的像素，从而如33-2、34-2所示分别移动到左上角。在此，33-2、34-2中的箭头表示像素移动之后的各像素移动的方向。
图33为剔除位置在相同的横线和竖线上以一定间隔被设置，从而进行像素移动的例子。此时，如3301所示，在像素移动后只有特定的像素从原位置离开较远的距离而变得不连续，从而存在以标记的像素插补来复原图像时会引起画质变差的可能性。因此，如图34所示，尽可能使剔除位置在每个横线向横向以1像素为单位进行挪动。这种设置的情况下，移动不仅仅集中在特定的像素上而分散到多个像素上，且附近的像素具有向相同方向移动倾向，移动后不连续之处变少。其结果，可降低图像复原时的画质变差。
除上述方法之外，还有能够减少不连续之处的方法。例如，可以将剔除位置设置成如33-1所示，按照将与各剔除位置对应的移动像素(即3-1的各箭头)不集中到特定像素的方式进行变更。减少不连续之处的剔除位置的选择及像素移动方法，当然不会仅限于此，还有很多。
图35为表示对所有的标记贴附之处进行如图34所示的剔除位置选择和像素移动之后的例子的模式图。35-1的用黑色表示的位置为剔除位置，如35-2所示，通过像素变换部的处理剔除位置及及其周边的像素进行移动。
被设置成格子状的剔除位置的间隔可根据加密区域的大小进行改变。例如，如图36的36-1所示，在加密区域较小的情况下，按照如图35的35-1情况的相同的间隔指定剔除位置时，如36-1的3601所示剔除位置会发生重复，使标记消除时的像素插补变得困难。因此，如36-2所示将剔除位置的间隔缩小，能够使剔除位置不重叠地进行设置。
如图35或图36所示的上述剔除位置设置及像素移动的方法，以后称之为“方法1”。
如图37的37-1所示，对于加密区域更小的情况，即使将剔除位置的间隔设定为最小(保持格子状的设置的前提下)，也会如3701所示地发生重复。因此，此时，在贴附标记的区域和没有贴附标记的区域中改变剔除位置的设置方法及剔除比例。37-2表示了这种设置例。在贴附标记的区域中如黑色区域3702所示选择多个剔除像素，在没有贴附标记的区域中如3703所示，用与图35或图36相同的方法来格子地选择使剔除像素。
基于以上的设置规则，首先，如37-3的3704所示，剔除位置3703移动到加密区域内的四个角落。像素的移动方法与在图32中进行的说明相同。接下来，在标记贴附区域中没有被剔除的各像素3705移动到剔除位置3704。其结果，如37-4所示，剔除位置3704移至贴附标记的位置3707，标记贴附区域内的像素以适度地缩小后的形状而移动到3706。
以上说明的图37的剔除位置设置及像素移动的方法，以后称之为“方法2”。
加密区域非常之小的情形的上述方法中，由于从标记贴附区域剔除很多像素，这些区域会在像素插补时复原画质变差。然而，在没有添加标记的区域(加密区域)利用与图35或图36相同的方法，将像素剔除成格子状，且不重复，因此能够将像素插补时的复原画质的变差抑制到最小限度。若不想使贴附有标记的区域的复原画质变差，例如可以使剔除位置的设置移动到离加密区域更远的外侧，从而使剔除位置即使以格子状进行设置也不会重叠。
剔除像素位置的选择及像素移动方法不限于上述所示的方法，根据区域的大小、标记的形状以及所需复原画质的所有组合皆可采用。
对上述的像素剔除部803、像素变换部805的处理流程进行说明。首先，对如下的变量进行定义。
x1：设置在左上的四个角落标记的左端的x坐标
y1：设置在左上的四个角落标记的上端的y坐标
x2：加密对象区域的左端的x坐标
y2：加密对象区域的上端的y坐标
W1：从x1到加密区域得中心x坐标为止的宽度
H1：从y1到加密区域的中心y坐标为止的高度
W2：从x1到四个角落标记(左上)的右端为止的宽度
H2：从y1到四个角落标记(左上)的下端为止的高度
W3：从x2到加密区域的中心x坐标为止的宽度
H3：从y2到加密区域的中心y坐标为止的高度
Dw：方法1中的剔除位置的横向间隔
Dh：方法1中的剔除位置的纵向间隔
Dw′：方法2中的加密区域内的剔除位置3703的横向间隔
Dh′：方法2中的加密区域内的剔除位置3703的纵向间隔
Ew：方法2中的标记贴附区域的没有剔除的像素位置3705的横向间隔
Eh：方法2中的标记贴附区域的没有剔除的像素位置3705的纵向间隔
将各变量的定义进行图示，则变成如图38所示。图38中的3801对应四个角落标记，3802对应加密区域。
用这些变量，在图39的动作流程图中表示像素剔除部803、像素变换部805的处理流程。
首先，在步骤S3901中，采用方法1的情形的剔除位置的横向间隔Dw及纵向间隔Dh通过下式进行计算。
Dw＝min(W1/W2，U)···(1)
Dh＝min(W1/W2，U)···(2)
其中，U表示剔除间隔的上限，min(a，b)表示计算a和b中较小的值的运算。
接着在步骤S3902中，判断Dw及Dh两者是否均小于2。各值均小于2时，在方法1中会出现相邻剔除位置接触之处，从而无法将所有剔除位置分开设置。例如，Dw为1.5时，将左端的x坐标作为X则在横向上3个并排的剔除位置依次成为X，X+1.5，X+3.0。将此进行四舍五入变为整数，分别会变成X，X+2，X+3，右边两个剔除位置紧贴在一起而通过周围像素进行的插补精度变差。因此，如步骤S3902的分支判定所示，只有在Dw和Dh均为2以上时，执行方法1相关处理(步骤S3903～S3905)，不满足此条件时，执行方法2相关处理(步骤S3906～S3909)。
以下，基于图40，对步骤S3903中的剔除位置的设置方法进行说明。首先，将标记的左上位置(x1，y1)为基准在第1横线上，以间隔Dw，设置剔除位置候选(图40中的虚线的白底四方形和涂黑四方形的部分)。下一个线上的剔除位置候选设置在纵向隔开Dh左右的间隔，还沿横向向右错开1左右的位置。之后的下方的线也同样地，从上一个线沿纵向错开Dh左右，沿横向向右错开1左右而设置剔除位置候选。通过这些剔除位置候选，选择与像素变换后的剔除位置所对应的剔除位置(图40中的涂黑四方形部分)。具体而言，在像素变换后设置在标记贴附位置的剔除位置以(x1，y1)作为基准以向右Dw、向下Dh的间隔扩散地设置的情况下，离各像素位置最近的剔除位置候选成为对应的剔除位置。
在图39的步骤S3904的剔除处理中，在步骤S3903中被确定的剔除位置的像素被剔除。
接着，在步骤S3905中，各剔除位置按照从左上到右下的顺序通过光栅扫描，移动到标记贴附位置。各剔除位置的移动方法如同图34所示，首先，向上方(纵向)进行了移动的标记贴附位置的y坐标变得相同，接下来通过向左方(横向)进行移动而得以实现。
剩余三个角落的标记贴附前的剔除位置的设置以及像素变换，使坐标对称(例如，与左上部对于y轴对称地进行右上部的处理)，与以上所述的方法同样地进行。
以上所述为方法1的处理的详细说明。
接下来，对方法2相关处理(步骤S3906～S3909)进行说明。
首先，步骤S3906中，方法2中加密区域内的剔除位置3703的横向间隔Dw′及纵向间隔Dh′，还有标记贴附区域的没有被剔除的像素位置3705的横向间隔Ew及纵向间隔Eh通过下式进行计算。
Dw′＝min(ma×(2×W3/W2，2)，U)···(3)
Dh′＝min(max(2×H3/H2，2)，U)···(4)
Ew＝max(2×W2/W3，2)···(5)
Eh＝max(2×H2/H3，2)···(6)
其中，max(a，b)表示计算出a和b中的较大的一个的值的运算。在式(3)和(4)中，以Dw′和Dh′不小于2的方式进行设置是为了不让彼此相邻的剔除位置3703相互紧贴在一起。
算出这4个变量之后，在步骤S3907中，执行方法2的剔除位置设置处理。
首先，用图41说明标记贴附区域的没有被剔除的像素位置3705的设置方法。如图41所示，考虑将标记的左上位置(x1，y1)作为基准使位置间隔向横向打开Ew、纵向打开Eh的格子位置(图41中的实线和虚线的四方形部分)。在这些之中，将标记贴附位置(图41的灰色区域)所包含的像素(图41的实线的四方形部分)当做没有被剔除的像素位置。除了这些之外的图41中的以灰色表示的像素则变成被剔除的像素3702。
接下来，用图42对加密区域内的剔除位置3703的确定方法进行说明。首先，将加密区域的左上位置(x2，y2)作为基准，在第1横线上，以间隔Dw′设置剔除位置候选(图42中的虚线的白底四方形和涂黑四方形)。下1个线的剔除位置候选设置在纵向隔开Dh′左右的间隔，还在横向向右错开1左右的位置。之后的下方的线也同样地，从上一个线沿纵向错开Dh′，沿横向错开1左右来设置剔除位置候选。
利用算出的剔除位置候选，来确定剔除位置3703(图42中的涂黑四方形部分)。具体而言，在像素变换后密集地设置在加密区域的左上角的剔除位置3704将(x2，y2)作为基准以向右Dw′、向下Dh′的间隔扩散地设置的情形下，离各像素位置最近的剔除位置候选成为对应的剔除位置3703。如图37中已经进行的说明，由于剔除位置3703最终向标记贴附区域的没有被剔除的像素位置3705移动，因此两者需要1对1进行对应。
在步骤S3908的剔除处理中，在步骤S3907中被确定的剔除位置的像素被剔除。
接着在步骤S3909中，基于步骤S3907中确定的剔除位置，通过利用图37进行了说明的方法来进行像素变换，使剔除位置移动到标记贴附区域。
将剔除位置3703移动到位置3704的顺序为，与方法1的像素变换相同地，对各剔除位置，从左上到右下的顺序用光栅扫描来进行。各剔除位置的移动方法如图34所示相同地，通过如下方式来实现：首先进行向上方(纵向)的移动，使标记贴附位置的y坐标变得相同，接下来通过进行向左方(横向)的移动。进一步，通过使没有被剔除的像素3705向剔除位置3704移动，完成方法2所进行的像素变换。
剩余三个角落的标记贴附前的剔除位置的设置以及像素变换，与方法1相同地，使坐标对称，与上述方法同样地执行。
以上为方法2的处理的详细说明。
以下，对图像解密装置的第一、第二及第三实施方式中图像逆变换部1904(图19、图25或图28)的处理(图20，、图26或图29的步骤S2004)进行详细说明。
这部分的处理流程以图43的动作流程图来表示。在此使用的变量定义为与像素剔除部803、像素变换部805的处理流程中相同。另外，像素逆变换处理(步骤S4301、84302)之外的处理由于与图39所示的像素剔除部803的处理(步骤S3901～S3903、S3906、S3907)相同，省略对此的说明。
方法1及方法2的像素逆变换(步骤S4301、S4302)按照分别与图39的像素变换(步骤S3902、S3909)相反的顺序进行。其结果，四个角落的标记的各像素移动到由像素剔除部803确定的剔除位置，成为基于头部信息的复原、或利用了周围像素的插补的对象。
以上进行说明的图像加密装置的第一及第二实施方式、图像解密装置的第一乃至第三实施方式中，在标记添加时(加密时)，被标记所覆盖的像素分散并被选择性地剔除，并使剔除位置移动到标记添加位置，以此标记被添加到标记添加位置。另一方面，在标记消除时(解密时)，标记的各像素移动到标记添加前的原位置，被移动的标记的各像素被复原，从而消除标记。此时，如同图像加密装置的第一实施方式及图像解密装置的第一实施方式，若被移动的标记的各像素能够从移出的像素信息中复原，则是最好的。另一方面，如同图像加密装置的第二实施方式及图像解密装置的第二实施方式，在不存在移出信息时，被移动的标记的各像素从周围的像素开始进行插补。此时，各实施方式中，由于被标记所覆盖的像素分散并被选择性地剔除，因此如图6及图7中所示，能够避免由于标记添加而在进行插补后的画质变差的问题。
另外，在图像解密装置的第三实施方式中，通过判断有无移出信息来变更复原方法，由此在进行解密时可以选择品质最佳的解密方法。
图44为表示能够实现上述图像加密装置第一或第二实施方式、图像解密装置第一或第二实施方式的计算机的硬件构成的一个例子的图。
图44所示的计算机包括：CPU4401、存储器4402、输入装置4403、输出装置4404、外部存储装置4405、可插入移动存储介质4409的移动存储介质驱动装置4406以及网络连接装置4407，这些通过总线4408相互连接。该图所示的结构为可实现上述系统计算机的一个例子，这样的计算机不限于该结构。
CPU4401进行该计算机的整体控制。存储器4402为在程序的执行、数据更新等时，暂时保存存储在外部存储装置4405(或者移动存储介质4409)中的程序或数据的RAM等存储器。CUP4401为通过从存储器4402读取程序并执行，从而进行整体的控制。
输入装置4403由例如键盘、鼠标等以及它们的界面控制装置构成。输入装置4403检测由用户通过键盘或鼠标等进行的输入操作，将此检测结果通知CPU4401。
输出装置4404由显示装置、打印装置等以及它们的界面控制装置构成。输出装置4404将通过CPU4401的控制而传送来的数据输出至显示装置或打印装置。
外部存储装置4405例如为硬盘。主要用于各种数据或程序的保存。
移动存储介质驱动装置4406用于容纳光盘、SDRAM、闪存卡(注册商标)等移动存储介质4409，具有辅助外部存储装置4405的作用。
网络连接装置4407例如为，用于连接LAN(局域网)或WAN(广域网)的通信线路的装置。
上述各实施方式的系统通过CPU4401执行搭载有能够实现如图9、图18、图20、图26、图29、图39、图43的各动作流程图中所示的动作的、其中所需的功能的程序得以实现。该程序可以在例如外部存储装置4405或移动存储介质4409中存储而进行发布，或者也可以通过网络连接装置4407从网络中获得。

Claims (12)

1.一种图像加密装置，对文档数据进行加密，其特征在于，包括：
输入部，其输入所述文档数据；
区域选择部，其在根据被输入的所述文档数据而获得的输入图像中选择待加密的加密对象区域；
图像变换部，其对所述输入图像进行图像变换，包括：像素剔除部，其从所述输入图像中选择剔除位置；和像素变换部，其使由所述像素剔除部选择出的所述剔除位置的像素发生位移；
加密处理部，其对所述区域选择部所选择的所述加密对象区域进行加密；以及
标记贴附部，其对基于所述图像变换部的图像变换和基于所述加密处理部的加密被进行后的图像贴附标记，输出贴附了该标记的图像。
2.根据权利要求1所述的图像加密装置，其特征在于，
所述图像变换部还包括移出并保存所述剔除位置的像素信息的图像保存部。
3.根据权利要求2所述的图像加密装置，其特征在于，
所述像素剔除部将所述剔除位置确定为，在所述输入图像中以规定间隔配置成点状的位置。
4.根据权利要求2所述的图像加密装置，其特征在于，
所述像素剔除部根据由所述区域选择部选择出的所述加密对象区域来确定所述剔除位置。
5.根据权利要求1所述的图像加密装置，其特征在于，
所述图像变换部根据由所述区域选择部选择出的所述加密对象区域来对所述输入图像进行图像变换。
6.根据权利要求1所述的图像加密装置，其特征在于，
所述图像变换部进行对所述输入图像的指定区域进行缩小的图像变换。
7.一种图像解密装置，对加密数据进行解密，其特征在于，包括：
输入部，其输入所述加密数据；
区域检测部，其从所述加密数据中检测标记所表示的加密区域；
解密处理部，其对所述加密区域进行解密；
图像逆变换部，其执行将图像变换恢复到原状的图像逆变换处理，其中，该图像变换是在加密时已被执行并且使选择出的剔除位置的像素发生位移的图像变换；以及
像素复原部，其复原加密时被所述标记所覆盖的像素，
所述图像解密装置输出基于所述解密处理部的解密和基于所述图像逆变换部的所述图像逆变换处理以及基于所述像素复原部的复原被进行后的图像。
8.根据权利要求7所述的图像解密装置，其特征在于，
所述输入部还输入剔除位置的像素信息，
所述像素复原部根据所述剔除位置的像素信息来复原被所述标记所覆盖的像素。
9.根据权利要求7所述的图像解密装置，其特征在于，
所述像素复原部通过利用了其它像素的插补处理来复原被所述标记所覆盖的像素。
10.根据权利要求7所述的图像解密装置，其特征在于，
还包括复原判断部，该复原判断部判断是否能够利用剔除位置的像素信息，
在能够利用所述剔除位置的像素信息的情况下，所述像素复原部根据所述剔除位置的像素信息来复原被所述标记所覆盖的像素，在无法利用所述剔除位置的像素信息的情况下，所述像素复原部通过利用了其它像素的插补处理来复原被所述标记所覆盖的像素。
11.一种图像加密方法，对文档数据进行加密，其特征在于，
输入所述文档数据，
在根据被输入的所述文档数据而获得的输入图像中选择待加密的加密对象区域，
通过从所述输入图像中选择剔除位置来使选择出的所述剔除位置的像素发生位移，对所述输入图像进行图像变换，
对选择出的所述加密对象区域进行加密，
对所述图像变换和所述加密对象区域的加密被进行后的图像贴附标记，
输出贴附了该标记的图像。
12.一种图像解密方法，对加密数据进行解密，其特征在于，
输入所述加密数据，
从所述加密数据中检测标记所表示的加密区域，
对所述加密区域进行解密，
执行将图像变换恢复到原状的图像逆变换处理，其中，该图像变换是在加密时已被执行并且使选择出的剔除位置的像素发生位移的图像变换，
复原加密时被所述标记所覆盖的像素，
输出所述加密区域的解密和所述图像逆变换处理以及所述像素的复原被进行后的图像。
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