CN105103564B - 通信系统、通信装置和通信方法 - Google Patents

Abstract

一种通信系统包括第一通信装置(103)和第二通信装置(110)。该第一通信装置(103)包括部分图像数据生成单元(201)，其被配置为生成通过从图像数据提取部分分量所获得的部分图像数据；和发送单元(204)，其被配置为将由该部分图像数据生成单元(201)生成的部分图像数据发送至该第二通信装置(110)。该第二通信装置(110)包括接收单元(1001)，其被配置为接收由该第一通信装置(103)的发送单元(204)发送的部分图像数据。

Description

通信系统、通信装置和通信方法

技术领域

本发明涉及一种例如使用监视相机的通信系统，一种通信装置和一种通信方法。

背景技术

迄今为止，在监视相机系统中，已经有了这样的技术，其中在通过使用屏蔽对区域的一部分进行隐藏而实现隐私保护时，被该屏蔽所隐藏的部分在诸如发生犯罪之类的紧急情况下被恢复，这同时实现了安全性和隐私性(例如，参见作为专利文献1的JP-A-2008-288744)。引用列表

专利文献

专利文献1：JP-A-2008-288744

发明内容

技术问题

然而，在以上的现有技术中，被屏蔽所隐藏的部分的内容无法被确认，并且与隐私无关的内容—例如商店中是否有人—在图像并未被恢复时无法被确认。

此外，当在图像被屏蔽隐藏的情况下通过叠加等对图像执行噪声处理时，被屏蔽隐藏之前的图像在紧急情况下等期望对被屏蔽所隐藏的部分进行确认时可能无法被恢复。

本发明的非限制性目标是提供一种通信系统、一种通信装置和一种通信方法，其能够在并不恢复图像的情况下确认图像的内容同时保护隐私，并且能够将受到隐私保护的图像恢复为原始图像。

问题的解决方案

本发明的一个方面提供了一种通信系统，其包括第一通信装置和第二通信装置，其中该第一通信装置包括：部分图像数据生成单元，其被配置为生成通过从图像数据提取部分分量获得的部分图像数据；和发送单元，其被配置为将由该部分图像数据生成单元生成的部分图像数据发送至该第二通信装置，并且该第二通信装置包括：接收单元，其被配置为接收由该第一通信装置的发送单元发送的部分图像数据。

本发明的另一个方面提供了一种通信装置，包括：部分图像数据生成单元，其被配置为生成通过从图像数据提取部分分量获得的部分图像数据；和发送单元，其被配置为将由该部分图像数据生成单元生成的部分图像数据发送至另一个通信装置。

本发明的又一个方面提供了一种通信装置，包括：接收单元，其被配置为从另一个通信装置接收部分图像数据和差异图像数据，其中该部分图像数据通过从图像数据提取部分分量所获得，并且该差异图像数据指示该图像数据与该部分图像数据之间的差异；和图像合成单元，其被配置为合成由该接收单元接收到的部分图像数据和差异图像数据并且恢复图像数据。

本发明的又一个方面提供了一种通信方法，包括：生成通过从图像数据提取部分分量获得的部分图像数据；发送所生成的部分图像数据；并且接收所发送的部分图像数据。

本发明的又一个方面提供了一种通信方法，包括：生成通过从图像数据提取部分分量获得的部分图像数据；并且发送所生成的部分图像数据。

本发明的又一个方面提供了一种通信方法，包括：从另一个通信装置接收部分图像数据和差异图像数据，其中该部分图像数据通过从图像数据提取部分分量所获得，并且该差异图像数据指示该图像数据与该部分图像数据之间的差异；以及合成由该接收单元接收到的部分图像数据和差异图像数据并且恢复图像数据。

发明的有益效果

根据本发明的通信系统、通信装置和通信方法，可能在并不恢复图像的情况下确认图像的内容同时保护隐私。其还能够被应用于将受到隐私保护的图像恢复为原始图像。

附图说明

图1是图示根据本发明的实施例1的监视相机系统的整体配置的示意图。

图2是根据本发明的实施例1的第一通信装置的框图。

图3是根据本发明的实施例1的第一通信装置中的处理的流程图。

图4是图示在原始图像、低频图像和差异图像中所包含的空间频率分量的视图。

图5A和5B是图示平滑滤波器的示图。

图6是图示块平均的示图。

图7A和7B是图示低频图像的示图。

图8是图示转换差异图像的差异数值的方法的示图。

图9是现有技术的接收装置的框图。

图10是在再现期间的根据本发明的实施例1的第二通信装置的框图。

图11是根据本发明的实施例1的第二通信装置中的再现处理的流程图。

图12是在恢复期间的根据本发明的实施例1的第二通信装置的框图。

图13是根据本发明的实施例1的第二通信装置中的恢复处理的流程图。

图14是图示通过图像合成创建恢复图像的示图。

图15是图示对恢复图像的合成数值进行转换的方法的示图。

图16是根据本发明的实施例2的第一通信装置的框图。

图17是根据本发明的实施例2的第一通信装置中的处理的流程图。

图18是图示屏蔽区域设定方法的示图。

图19A和19B是图示低频图像和差异图像的示图。

图20是图示区域大小设定的示图。

图21A、21B和21C是图示低频图像的块大小和图像质量的示图。

图22是图示根据本发明的实施例3的监视相机系统的整体配置的示意图。

图23是根据本发明的实施例3的第一通信装置的框图。

图24是根据本发明的实施例3的第一通信装置中的处理的流程图。

图25是图示阈值秘钥共享方案的示图。

图26是根据本发明的实施例3的第二通信装置的框图。

图27是根据本发明的实施例3的第二通信装置中的处理的流程图。

图28是图示根据本发明的实施例4的监视相机系统的整体配置的示意图。

图29是根据本发明的实施例4的第一通信装置的框图。

图30是根据本发明的实施例4的第一通信装置中的处理的流程图。

图31是图示绑定文件的配置的示图。

图32是图示在密码中使用秘钥共享时的绑定文件的配置的示图。

图33是根据本发明的实施例4的第二通信装置中的处理的流程图。

图34根据本发明的实施例4的第二通信装置中的再现处理的流程图。

图35是根据本发明的实施例4的第二通信装置的框图。

图36根据本发明的实施例4的第二通信装置中的恢复处理的流程图。

图37是图示在使用加密数据和解密秘钥时的绑定文件的配置的示图。

图38是图示在对数据进行划分时的绑定文件的配置的示图。

具体实施方式

本发明的一个方面提供了一种通信系统，其包括第一通信装置和第二通信装置，其中该第一通信装置包括：部分图像数据生成单元，其被配置为生成通过从图像数据提取部分分量获得的部分图像数据；和发送单元，其被配置为将由该部分图像数据生成单元生成的部分图像数据发送至该第二通信装置，并且该第二通信装置包括：接收单元，其被配置为接收由该第一通信装置的发送单元发送的部分图像数据。

因此，可能在并不恢复图像的情况下确认图像的内容同时保护隐私。

该通信系统可以被配置为使得该第二通信装置进一步包括再现单元，其被配置为再现由该接收单元接收的部分数据图像。

因此，可能在并不恢复图像的情况下确认图像的内容同时保护隐私。

该通信系统可以被配置为使得该第一通信装置进一步包括差异图像数据生成单元，其被配置为生成差异图像数据，其中该差异图像数据指示该图像数据与由该部分图像数据生成单元生成的部分图像数据之间的差异。

因此，可能在并不恢复图像的情况下确认图像的内容同时保护隐私。此外，可能对隐私保护的程度进行自由调节。

该通信系统可以被配置为使得该第一通信装置的传输单元将由该差异图像数据生成单元生成的差异图像数据发送至该第二通信装置，并且该第二通信装置的接收单元接收由该第一通信装置的发送单元发送的差异图像数据。

因此，可能在并不恢复图像的情况下确认图像的内容同时保护隐私。此外，可能对隐私保护的程度进行自由调节。

该通信系统可以被配置为使得该第二通信装置进一步包括图像合成单元，其被配置为合成由该接收单元接收的部分图像数据和差异图像数据，并且恢复该图像数据。

因此，可能在并不恢复图像的情况下确认图像的内容同时保护隐私，并且将受到隐私保护的图像恢复为原始图像。此外，可能对隐私保护的程度进行自由调节。

该通信系统可以被配置为使得该第二通信装置进一步包括再现单元，其被配置为再现由该图像合成单元恢复的图像数据。

因此，可能在并不恢复图像的情况下确认图像的内容同时保护隐私，并且将受到隐私保护的图像恢复为原始图像。此外，可能对隐私保护的程度进行自由调节。

该通信系统可以被配置为使得该部分图像数据包括该图像数据的低频分量。

因此，可能在所恢复的图像没有劣化的情况下减小图像的数据大小。

本发明的一个方面提供了一种通信装置，包括：部分图像数据生成单元，其被配置为生成通过从图像数据提取部分分量获得的部分图像数据；和发送单元，其被配置为将由该部分图像数据生成单元生成的部分图像数据发送至另一个通信装置。

因此，可能在并不恢复图像的情况下确认图像的内容同时保护隐私。

该通信装置可以进一步被配置为包括：差异图像生成单元，其被配置为生成差异图像数据，其中该差异图像数据指示该图像数据与由该部分图像数据生成单元生成的部分图像数据之间的差异。

因此，可能在并不恢复图像的情况下确认图像的内容同时保护隐私，并且将受到隐私保护的图像恢复为原始图像。

该通信装置可以被配置为使得该发送单元将由该差异图像数据生成单元生成的差异图像数据发送至另一个通信装置。

因此，可能在并不恢复图像的情况下确认图像的内容同时保护隐私，并且将受到隐私保护的图像恢复为原始图像。

该通信装置可以被配置为使得该部分图像数据包括该图像数据的低频分量。

因此，可能在所恢复的图像没有劣化的情况下减小图像的数据大小。

本发明的一个方面提供了一种通信装置，包括：接收单元，其被配置为从另一个通信装置接收部分图像数据和差异图像数据，其中该部分图像数据通过从图像数据提取部分分量获得，并且该差异图像指示该图像数据与该部分图像数据之间的差异；和图像合成单元，其被配置为合成由该接收单元接收到的部分图像数据和差异图像并且恢复图像数据。

因此，可能在并不恢复图像的情况下确认图像的内容同时保护隐私，并且将受到隐私保护的图像恢复为原始图像。

该通信装置可以进一步被配置为包括：再现单元，其被配置为再现由该接收单元接收的部分图像数据。

因此，可能在并不恢复图像的情况下确认图像的内容同时保护隐私，并且将受到隐私保护的图像恢复为原始图像。

该通信装置可以被配置为使得该再现单元再现由该图像合成单元恢复的图像数据。

因此，可能在并不恢复图像的情况下确认图像的内容同时保护隐私，并且将受到隐私保护的图像恢复为原始图像。

该通信装置可以被配置为使得该部分图像数据包括该图像数据的低频分量。

因此，可能在所恢复的图像没有劣化的情况下减小图像的数据大小。

本发明的一个方面提供了一种通信方法，包括步骤：生成通过从图像数据提取部分分量获得的部分图像数据；发送所生成的部分图像数据；并且接收所发送的部分图像数据。

因此，可能在并不恢复图像的情况下确认图像的内容同时保护隐私。

该通信方法可以被配置为进一步包括步骤：生成差异图像数据，其中该差异图像数据指示该图像数据与所生成的部分图像数据之间的差异；发送所生成的差异图像数据；接收所发送的差异图像数据；并且合成所接收的部分图像数据和所接收的差异图像数据并且恢复该图像数据。

因此，可能在并不恢复图像的情况下确认图像的内容同时保护隐私，并且将受到隐私保护的图像恢复为原始图像。

本发明的一个方面提供了一种通信方法，包括步骤：生成通过从图像数据提取部分分量获得的部分图像数据；并且发送所生成的部分图像数据。

因此，可能在并不恢复图像的情况下确认图像的内容同时保护隐私。

该通信方法可以被配置为进一步包括步骤：生成差异图像数据，其中该差异图像数据指示该图像数据与所生成的部分图像数据之间的差异。

因此，可能在并不恢复图像的情况下确认图像的内容同时保护隐私，并且将受到隐私保护的图像恢复为原始图像。

本发明的一个方面提供了一种通信方法，包括步骤：从另一个通信装置接收部分图像数据和差异图像数据，其中该部分图像数据通过从图像数据提取部分分量获得，并且该差异图像指示该图像数据与该部分图像数据之间的差异；并且合成由该接收单元所接收到的部分图像数据和差异图像并且恢复图像数据。

因此，可能在并不恢复图像的情况下确认图像的内容同时保护隐私，并且将受到隐私保护的图像恢复为原始图像。

一种通信系统可以是将图像从第一通信装置发送至第二通信装置的通信系统。该第一通信装置包括低频图像生成单元，其生成通过从预定图像提取低频分量获得的低频图像；差异图像生成单元，其生成指示该预定图像和该低频图像之间的差异的差异图像；和发送单元，其发送该低频图像和差异图像；并且该第二通信装置包括接收单元，其接收该低频图像和差异图像；和图像合成单元，其合成所接收的低频图像和差异图像并且将所合成的图像恢复为该预定图像。

因此，可能在并不恢复图像的情况下确认图像的内容同时保护隐私，并且将受到隐私保护的图像恢复为原始图像。此外，可能对隐私保护的程度进行自由调节。

此外，该第一通信装置可以进一步包括图像编码单元，其至少对该低频图像进行编码，并且该第二图像装置进一步包括图像解码单元，其至少对所编码的低频图像进行解码。该低频图像被解码并且随后被与该差异图像合成。

因此，可能在所恢复的图像并不劣化的情况下减小图像的数据大小。

此外，该低频图像生成单元可以通过对预定区域的像素的平均而生成该低频图像。

因此，可能容易地生成该低频图像。

此外，该低频图像生成单元可以通过仅从预定图像的区域的一部分提取低频分量而生成低频图像，并且该差异图像生成单元生成具有与该预定图像相同大小的差异图像。

因此，可能在并不单独存储区域的一部分的位置的情况下执行到原始图像的恢复，同时保护该区域中与隐私相关的一部分。

此外，该第一通信装置可以进一步包括图像划分单元，其基于该差异图像生成多个被加密的数据；和分布式数据生成单元，其复制该低频图像，并且将该多个数据之一绑定至所复制的低频图像中的每一个以生成分布式数据；并且该发送单元发送该分布式数据。

因此，可能使用分布式数据确认受到隐私保护的图像，并且通过在必要情况下收集分布式数据来确认原始图像。

此外，一种图像生成方法可以包括生成通过从预定图像提取低频分量获得的低频图像的步骤，生成指示该预定图像和低频图像之间的差异的差异图像的步骤，以及合成该低频图像和差异图像以将该合成图像恢复为该预定图像的步骤。

因此，可能在并不恢复图像的情况下确认图像的内容同时保护隐私，并且将受到隐私保护的图像恢复为原始图像。

此外，本发明的通信系统可以是将图像从一个通信装置发送至另一个通信装置的通信系统，该通信装置包括低频图像生成单元，其生成通过从预定图像提取低频分量获得的低频图像；差异图像生成单元，其生成指示该预定图像和该低频图像之间的差异的差异图像；和发送单元，其发送该低频图像和差异图像。

因此，可能在并不恢复图像的情况下确认图像的内容同时保护隐私，并且生成其中受到隐私保护的图像能够被恢复为原始图像的图像。

将参考附图对根据本发明的通信系统、通信装置和通信方法的实施例进行描述。同时，在当前实施例中，将对监视相机系统的示例进行描述，但是实施例也能够被适当应用于其它系统。

(实施例1)

将参考图1对监视相机系统的配置进行描述。图1是图示根据本发明的实施例1的监视相机系统的整体配置的示意图。

图1示出了成像系统101。成像系统101包括监视相机102、第一通信装置103和记录装置104，它们通过内部网络(诸如LAN)互相连接。

图1还示出了再现系统105。再现系统105包括接收装置106、记录装置107和监视器108，它们从成像系统101连接至单独的内部网络。

图1还示出了恢复系统109。恢复系统109包括第二通信装置110、记录装置111和监视器112。恢复系统109也从成像系统101连接至单独的内部往来。

此外，成像系统101、再现系统105和恢复系统109在外部通过网络113互相连接。

成像系统101从监视相机102中所获得的图像创建受到隐私保护的图像以及用于恢复的数据，并且通过网络113将该受到隐私保护的图像发送至再现系统105或恢复系统109。此外，用于恢复的数据被记录在被内部连接的记录装置104中。

这里，由于成像系统101在具体的内部网络中进行构造，所以可能抑制通过网络113从外部对再现系统105等的访问，并且保护在监视相机102中所获得的图像的隐私。

同时，当隐私即使在成像系统101外部也得到保护时，用于恢复的数据可以被记录在记录装置104以外的位置。

再现系统105在接收装置106中接收受到隐私保护的图像，并且在监视器108上再现所接收到的图像。由于图像数据的隐私受到保护，所以并非图像的所有细节都能够在再现期间被确认。此外，受到隐私保护的图像在必要情况下被记录在被内部连接的记录装置107中，同时，该系统是并不需要隐私信息的一般用户所使用的系统。

恢复系统109在第二通信装置110中接收受到隐私保护的图像，并且在监视器112上再现所接收到的图像。该图像数据被配置为使得并非该图像的所有细节都能够如以上所描述地被确认。此外，受到隐私保护的图像被记录在被内部连接的记录装置111中。

此外，当需要确认图像的细节时，从成像系统101接收用于在第二通信装置110中进行恢复的数据，使用记录装置111中所记录的受到隐私保护的图像以及该用于恢复的数据恢复原始图像，并且所恢复的图像在监视器112上进行再现。由于该图像中受到隐私保护的部分被恢复，所以原始图像的所有细节都能够被确认。这样的系统是管理员所使用的系统，因为包含隐私信息的图像的细节能够在必要时被确认。

同时，在当前实施例中，该再现系统105和恢复系统109被分别描述，但是它们可以由相同系统来实现。在这种情况下，恢复系统109的使用权限例如可以使用登录ID等针对每个用户进行设定。

接下来，将参考图2和3对第一通信装置103进行详细描述。图2是根据本发明的实施例1的第一通信装置的框图，并且图3是根据本发明的实施例1的第一通信装置中的处理的流程图。

图2图示了低频图像生成单元201、差异图像生成单元202、图像编码单元203、发送单元204、帧图像205、低频图像编码数据206和差异图像编码数据207。

随后，将参考图3对处理的流程进行描述。

首先，监视相机102使用镜头将相机附近的光学信号的图像形成到图像传感器上，并且将所产生的信号转换为电信号，以获得作为数字数据的帧图像205(S301)。

低频图像生成单元201随后从帧图像205创建低频图像(S302)。

另外，差异图像生成图像202创建在监视相机102中所获得的帧图像205和低频图像生成单元中所创建的低频图像之间的差异图像(S303)。

图像编码单元203对低频图像生成单元201中创建低频图像和差异图像生成单元202中创建的差异图像进行编码。

发送单元204通过网络113将图像编码单元203中编码的低频图像编码数据206发送至再现系统105或恢复系统109(S305)。此外，在图像编码单元203中编码的差异图像编码数据207被记录在记录装置104中(S306)。

这里，在对每个配置框进行描述之前，将在以下对该低频图像和差异图像进行描述。图4示出了图示原始图像、低频图像和差异图像中的空间频率分量的示图。

如图4所示，其中通过在特定图像(原始图像)中执行转换，水平轴线被设定为部分频率并且垂直轴线被设定为振幅，低频图像是指通过提取原始图像中所包含的空间频率分量中具有低空间频率的分量所获得的图像。

另一方面，该差异图像是包含原始图像的空间频率分量中除低频图像中所包含的空间频率以外的其余频率分量的图像。

由于低频图像通过如以上所提到的提取低频分量而获得，所以图像成为失焦或经马赛克处理的图像，其中的细节无法被确认，并不包括图像中诸如具有高空间频率的分量所表达的轮廓的详细部分。

因此，低频图像由于相机所捕捉的位置的总体情形能够被确定而图像的细节却无法确认从而变为了受到隐私保护的图像。

另一方面，差异图像包含高空间频率，并且因此变为其中能够确认轮廓等的详细情形的图像。因此，差异图像变为了其中诸如人、车辆类型以及车辆之类的隐私信息能够根据脸、车辆和车辆号牌的轮廓等被指定的图像。

随后，将在下文中对每个配置框进行详细描述。

低频图像生成单元201从帧图像生成低频图像。该低频图像可以通过将图像转换为空间频域，并且提取具有低空间频率的分量而被创建。低频图像能够通过执行例如傅里叶变换、离散余弦变换或小波变换之类的频率变换，提取具有低空间频率的分量并且执行反向变换而被创建。

同时，由于针对空间频域的转换导致CPU(中央处理器)上大的负载，所以需要使用具有特定处理能力水平的设备，但是该转换能够更为简单地执行。

例如，当在真实空间执行滤波处理或块平均时，图像的细节变为未知，并且仅总体情形变为已知。

也就是说，该平均使得图像中具有高空间频率的分量减少。因此，即使在并不执行到空间频率的转换时，也可能创建不可能针对其获知图像细节的低频图像，并且创建能够充分保护隐私的图像。

因此，可能在并不需要针对空间频率的转换的情况下创建低频图像，并且降低负载。

随后，将在下文参考图5A、5B和6对每种创建方法进行描述。图5A是图示基于移动平均值的平滑滤波的示图，并且图5B是图示基于加权平均值的平滑滤波的示图。

特别地，当使用图5A和5B所示的九个像素的平滑滤波时，目标像素及其附近的八个像素的总和以作为平滑目标的像素为中心而进行划分，由此执行目标像素的平滑，并且这样的处理对所有像素执行。

在这种情况下，在图5A中，目标像素及其附近的八个像素的平均值被简单地设定为平滑之后的一个像素，但是在图5B中，事先对平滑之后的像素执行加权，而使得目标像素的影响变大，并且随后计算平滑之后的像素。

同时，在图5A和5B的示例中，使用九个像素执行平滑，但是所使用像素的数量并不局限于此。可能通过改变平滑中所使用的相邻像素的数量或者系数数值来调节模糊条件。此外，当图像数据由诸如RGB的多个平面所构成的情况下，这些处理必须对每个平面(R、G和B)执行。

图6是图示块平均的示图。在块平均中，不同于以上所提到的平滑滤波，以上处理并非对每个像素执行，但是该图像被划分为4×4个像素的块，并且每个像素的数值被块的平均值所替代，由此允许针对每个块创建经平均的低频图像。

在图6中左上角的4×4像素的块的情况下，该块中所包含的十六个像素的平均值等于117，并且因此每个像素的数值被117所替代。针对每个块重复相同的处理，由此允许创建基于块平均的低频图像。

此外，图像数据在相邻像素之间具有高关联度，并且相邻像素的数值经常彼此接近。因此，即使当块中所包含的所有像素的平均值并未在执行块平均时被获得，像素的一部分也可以被替换为块的平均值。这允许实现负载更轻的处理。

此外，可能通过改变块的大小来调节马赛克的强度。随着块的大小变得更大，隐私保护的强度提高。当图像数据由多个平面所构成时，即使在使用块平均创建低频图像的情况下，也需要对相应平面执行这些处理。

图7A和7B图示了使用滤波处理或块平均所创建的低频图像的示例。图7A是图示使用平滑滤波的低频图像。图7B是图示使用块平均的低频图像。以这种方式，即使在真实空间使用滤波处理或块平均时，也可能创建其中隐私受到保护的低频图像。

差异图像生成单元202创建帧图像和低频图像之间的差异图像。该差异图像是包含具有可能针对其获知图像细节的高空间频率的分量的数据，并且是涉及到隐私的图像。

这样的差异图像用作用于通过与低频图像合成而恢复原始帧图像(包括隐私的图像)的数据。

该差异图像通过减去与该帧图像和低频图像对应的像素值而获得。这里，当在监视相机102中获得的帧图像是8位数据时，每个像素的数值处于0至255的范围内。另一方面，通过减去像素数值所获得的差异图像的数值对应于范围-255至255中的9位数据，并且能够被数据数值所占据的范围增大。

结果，使用如图8所示的转换来执行针对8位数据的转换。在图8中，水平轴线表示帧图像和低频图像之间的差异数值(差异图像的数值)，并且垂直轴线表示转换之后的差异图像的数值。如图8所示，128的偏移被添加至差异图像的数值，0或更小的数值被修改为0，并且255或更大的数值被修改为255，以因此将-255至255的数值转换为范围0至255中的8位数据。

作为一种转换为8位数据的方法，除了这样的修改之外，可以使用以线性或非线性的方式对数据的整个范围进行量化的方法。此外，为了增大关于帧图像进行恢复的期间的恢复图像的SN比，差异数据可以被保持在9位数据的状态。

图像编码单元203对低频图像和差异图像进行编码。在当前实施例中，由于监视相机所捕捉的移动图像被用作目标，所以作为压缩标准的MPEG、H.264/AVC等被当作图像编码方法。此外，当使用静态图像作为目标时，也可以对其应用JPEG、JPEG2000等。

该图像编码方法优选地是从处理速度、编码效率或总体目的的观点所看的标准方法，但是并不局限于该标准方法。只要在监视相机系统中使用能够在再现系统或恢复系统中被再现的格式，就可以使用其自己的编码方法。

此外，在当前实施例中，虽然对低频图像和差异图像进行编码，但是根据编码的处理速度、针对存储设备的写入速度、网络的传输速度以及存储设备中所涉及的成本等方面的权衡，其中仅对低频图像进行编码的配置或者其中任何低频图像和差异图像都不被编码的配置也被考虑。当并不执行编码时，图像数据具有非压缩格式。在这种情况下，具有非压缩格式的图像数据必须由监视相机系统内的再现系统或恢复系统所显示和再现。

同时，在本发明中，低频图像被用作用于保护隐私的图像，并且差异图像被用作用于恢复的数据。如参考图4所描述的，低频图像是通过从原始图像中所包含的空间频率分量提取具有低空间频率的分量所获得的图像，并且差异图像是包含除低频图像中所包含的空间频率分量以外的其余频率分量的图像。

然而，当意图进行隐私保护时，并不要求如图4所示的从某个空间频率完全划分为低频分量和高频分量。当具有低空间频率的分量中的大部分被包含于低频图像中并且具有高空间频率的分量中的大部分并未被包含于其中时，由于轮廓变为未知，所以能够仅使用如以上所描述的滤波处理或块平均来保护隐私。

另一方面，作为创建受到隐私保护的图像的方法，还考虑诸如对例如除低频图像以外的帧图像上的噪声进行抑制的方法等的其它方法。即使在噪声被抑制时，隐私也在噪声图像中受到保护。

然而，当使用这样的方法时，频率特征自身在噪声图像或者原始图像和噪声图像之间的差异图像中变化。也就是说，由于噪声包含大量具有高空间频率的分量，所以噪声图像或差异图像的高频分量的振幅明显不同于原始图像。

这里，考虑在后续阶段所执行的图像编码。在诸如标准压缩方法的许多图像编码方法中，执行诸如离散余弦变换或小波变换之类的频率变换，并且针对每个频率执行不同处理。特别地，由于人的视觉特征对于高频并不敏感，所以为了减少信息量，具有高空间频率的分量与具有低空间频率的分量相比被更粗糙地量化。因此，当诸如噪声之类的具有高空间频率的分量被叠加并编码时，量化误差增加，并且因此难以在恢复期间成功去除所叠加的噪声。

此外，当正常自然图像中并未包含的、诸如噪声之类的具有高空间频率的分量被叠加在图像之上时，要求并非原始生成的高频分量被保存为编码数据，并且因此还存在编码效率明显下降的问题。

结果，如本发明中所描述的，这些问题可以通过将原始图像的空间频率分量划分为两个图像而得以解决。

也就是说，利用其中分量被划分为低频图像和差异图像并且相应图像被单独编码的配置，在解码之后所合成的恢复图像的图像质量与原始图像相比并未大幅劣化。此外，被单独编码的相应数据量之和与对原始图像进行编码的情形相比并未明显增加。

因此，利用这样的配置，利用几乎与现有技术同样多的数据量，可能在并不恢复图像的情况下确认图像的轮廓同时保护隐私，并且实现一种能够在紧急情况下恢复图像的细节的监视相机系统。

接下来，将在下文中参考图9对接收装置106进行描述。图9图示了现有技术的接收装置的框图。

图9图示了接收单元901、图像解码单元902、低频图像编码数据206和低频图像数据903。接收装置106被用来接收并再现受到隐私保护的低频图像。接收单元901接收低频图像编码数据206。此外，当后续需要再现时，该低频图像编码数据206被记录在被内部连接的记录装置111中。图像解码单元902对低频图像编码数据206进行解码。监视器112显示并再现所获得的低频图像数据903。低频图像编码数据206是在第一通信装置103的图像编码数据203中进行编码的数据，并且因此图像编码单元902需要对该数据进行解码。当图像编码单元203是标准压缩方案时，图像解码单元902可以以标准方案对编码数据进行解码。当图像编码单元203具有其自己的编码方案时，图像解码单元902也具有其自己的与之相对应的解码方案。

接下来，将对第二通信装置110的处理进行详细描述。第二通信装置110可以执行与接收装置106相同的再现处理，以及接收装置106所无法执行的恢复处理。

首先，将参考图10和11详细描述第二通信装置110的再现处理。图10是根据本发明的实施例1的第二通信装置在再现期间的框图，并且图11是根据本发明的实施例1的第二通信装置中的再现处理的流程图。

图10图示了接收单元1001、图像解码单元902，合成所解码的低频图像和差异图像的图像合成单元1002，低频图像编码数据206以及低频图像数据903。

随后，将参考图11的流程图对处理的流程进行描述。

首先，接收单元1001通过网络113从成像系统101接收低频图像编码数据206(S1101)。

接下来，接收单元1001将所接收的低频图像编码数据206记录在记录装置111中(S1102)。在这种该情况下，用于图像恢复所需的差异图像编码数据的信息也被一起记录。特别地，差异图像编码数据的文件名或者对应于所接收的低频图像编码数据的记录位置(诸如文件路径)使用表格等进行管理和记录。

图像解码单元902对低频图像编码数据206进行解码并且创建一个帧的低频图像数据903(S1103)。

最后，监视器112显示作为所创建的帧图像的低频图像数据903(S1104)。

由于低频图像数据仅在正常再现期间被解码，所以并非图像的所有细节都能够仅通过显示受到隐私保护的图像而被确认。此外，甚至在恢复期间还需要低频图像编码数据206，并且因此其被记录在记录装置111中。

接下来，将参考图12和13对第二通信装置110的恢复处理进行详细描述。图12是根据本发明的实施例1的第二通信装置在恢复期间的框图，并且图13是根据本发明的实施例1的第二通信装置中的恢复处理的流程图。

图12图示了接收单元1001、图像解码单元902，合成所解码的低频图像和差异图像的图像合成单元1002，低频图像编码数据206、差异图像编码数据207以及恢复图像数据1201。

此后，将参考图13的流程图对处理的流程进行描述。

首先，接收单元1001获得记录在记录装置111中的低频图像编码数据206(S1301)。

接下来，接收单元1001通过网络113从成像系统101接收差异图像编码数据207(S1302)。特别地，接收单元接收对应于所期望进行恢复的低频图像编码数据206的差异图像编码数据。相对应的差异图像编码数据能够从在再现处理中所描述的表格等中进行管理和记录的文件名或所记录位置(诸如文件路径)进行指定。

图像解码单元902对低频图像编码数据206和差异图像编码数据207进行解码，并且创建一帧的低频图像和差异图像的数据(S1303)。

图像合成单元1002合成低频图像和差异图像，并且创建恢复图像1201(S1304)。

最后，监视器112显示作为所创建的帧图像的恢复图像数据1201(S1305)。

此后，将对图像合成单元1002进行详细描述。

图像合成单元1002合成解码低频图像和差异图像，并且创建恢复图像。图14是通过图像合成进行恢复图像创建的示图。在差异图像中，偏移128被添加至第一通信装置103的差异图像生成单元202中的实际差异数值。因此，通过从差异图像的像素值中减去该偏移，执行针对数值-128至127的变化，并且将经变化的数值添加至低频图像的相对应数值，创建恢复图像的合成数值。

然而，由于低频图像和差异图像被分别编码，所以所添加的恢复图像的合成数值由于量化误差而无法落入0至255的范围之内。结果，恢复图像的数值被使用如图15所示的转换而转换为8位数据。在图15中，水平轴线表示通过出于恢复的目的合成低频图像和差异图像所获得的数值，而垂直轴线则表示对合成数值进行转换之后的恢复图像的数值。0或更小的数值被修改为0，255或更大的数值被修改为255，因此将恢复图像的数值转换为8位数据。

利用如以上所描述的这样的配置，可能利用几乎与现有技术同样多的数据量在并不恢复图像的情况下确认图像的轮廓同时保护隐私，并且实现一种能够在紧急情况下恢复图像的细节的监视相机系统。此外，由于系统能够使用标准图像编码单元和图像解码单元所形成，所以可能实现一种简单且廉价的多功能监视相机系统。

与此同时，在当前实施例中，虽然给出了其中从监视相机系统102所输入的图像被用作目标的描述，但是不言而喻的是，本发明还应用于从监视相机102以外所获得的图像数据或者事先存储的图像数据。

此外，关于当前实施例中的图像，从监视相机102所接收的帧图像并不要求是数字数据—无论是运动图像还是静态图像，而是也可以是模拟数据。与此同时，在这种情况下，图像被变为数字数据，并且被划分为低频图像和差异图像。

此外，在当前实施例中，成像系统101被配置为使得监视相机102、第一通信装置103和记录装置104通过内部网络互相连接。然而，即使在这些部件中的一些或全部在监视相机102内实现时，不言而喻的是，本发明也能够得以被应用。

此外，在当前实施例中，恢复系统109被配置为使得第二通信装置110、记录装置111和监视器112通过内部网络互相连接，但是这些部件可以由个人计算机、监视器等所构成。

此外，作为受到隐私保护的图像，使用了空间频率的低频分量，但是可能并不包含所有的低频分量。

此外，在当前实施例中，空间频率的低频分量被用作受到隐私保护的图像。然而，只要原始帧图像的细节即使在空间频率的一部分的频率分量(例如，在频率被划分为低频、中间频率和高频三者时)被提取时也无法被看到，则中间频率分量也可以被用作受到隐私保护的图像。

在上文中，描述给出了其中低频图像从图像数据生成并且连同差异图像一起被发送以恢复原始图像的示例。然而，如果并非必然要在接收装置恢复原始消息，则低频图像并非始终被生成并发送。在这种情况下，第一通信装置103可以包括部分图像生成单元以通过从图像数据提取部分分量来生成部分图像数据而不是包括低频图像生成单元201和差异图像生成单元202，并且可以被配置为发送该部分图像数据。

(实施例2)

随后，将参考附图对本发明的实施例2进行描述。同时，与实施例1中的那些具有相同功能的部件由相同的附图标记所表示，并且因此将不会给出其描述。

图16是根据本发明的实施例2的第一通信装置的框图，并且图17是根据本发明的实施例2的第一通信装置中的处理的流程图。

图16图示了屏蔽区域设定单元1601，其将作为创建低频图像的目标的区域设定为屏蔽区域；区域大小设定单元1602，其对生成低频图像生成中所使用的预定区域的大小进行设定；低频图像生成单元201'，其使用预定区域的像素的平均值创建低频图像；低频图像编码数据1603和差异图像编码数据1604。

随后，将参考图17的流程图对处理的流程进行描述。

首先，监视相机102使用镜头将相机附近的光学信号的图像形成到图像传感器上，并且将所产生的信号转换为电信号，从而获得作为数字数据的帧图像205(S1701)。

接下来，屏蔽区域设定单元1601将屏蔽区域设定为用于保护隐私的区域(S1702)。由于仅屏蔽区域被转换为低频图像，所以该屏蔽区域的图像细节无法被确认。

另外，区域大小设定单元1602设定创建低频图像时所使用的预定区域的大小(区域大小)(S1703)。

低频图像生成单元201'关于所设定的屏蔽区域，使用所设定的区域大小而从帧图像创建低频图像(S1704)。该低频图像使用块平均进行创建以便计算所设定的区域大小内的每个像素的平均值。

另外，差异图像生成单元202创建监视相机102中所获得的帧图像和低频图像生成单元201'中所创建的低频图像之间的差异图像(S1705)。

图像编码单元203对低频图像生成单元201'中所创建的低频图像和差异图像生成单元202中所创建的差异图像进行编码(S1706)。

发送单元204通过网络113将图像编码单元203中所编码的低频图像编码数据1603发送至再现系统105或恢复系统109(S1707)。此外，在图像编码单元203中所编码的差异图像编码图像1604被记录在记录装置104中(S1708)。

随后，将对每个配置框进行详细描述。

低频图像生成单元201'使用预定区域的像素的平均值创建低频图像。基本功能与使用实施例1中所描述的低频图像生成单元201中的块平均的情况下的那些相同，但是当前实施例中的低频图像生成单元201'仅将屏蔽区域设定单元1601中所设定的区域转换为低频图像。此外，获得块平均的函数被增加了在区域大小设定单元1602中所设定的块的大小。虽然随后针对进一步的细节进行了描述，但是在低频图像生成单元201'中所创建的低频图像变为如图19A中所示的图像。

由于与隐私相关的图像区域的细节无法被确认，所以屏蔽区域设定单元1601将屏蔽区域设定为用于保护隐私的区域。低频图像生成单元仅将所设定的屏蔽区域转换为低频图像，并且在并不将其余区域转换为与其一样的捕捉帧图像的情况下创建低频图像。图18是图示屏蔽区域设定的示图。

图18图示了总体的帧图像1801，以及屏蔽区域1802和1803。图18图示了所检测到的脸部区域被设定为屏蔽区域时的示例。这里，屏蔽区域1802以像素为单位进行设定，而屏蔽区域1803则以块为单位进行设定。考虑与隐私、脸、人、号牌、运动物体等相关的屏蔽区域的目标。

作为检测目标区域的方法，考虑使用通过机器学习的目标检测的方法、使用目标追踪的方法、使用光学流程或背景差异的方法、使用它们的组合的方法等。当使用这些方法时，屏蔽区域能够针对每个帧进行动态设定。

此外，在固定的监视相机中，具有诸如与所要保护的隐私相关的人的目标的趋势的位置经常是事先已知的。在这样的情况下，还考虑一种使得用户事先手工设定屏蔽区域的方法。此外，屏蔽区域的数量并不局限于一个。当图像内存在多个与隐私相关的区域时，也可以设定多个屏蔽区域。图19A和19B是图示低频图像和差异图像的示图。

图19A是图示人的脸部被设定为屏蔽区域时的低频图像的示图。此外，图19B是图示其差异图像的示图。在低频图像中，屏蔽区域以外的区域并未被转换为与其一样的捕捉帧图像。出于该原因，当创建差异图形时，低频图像和帧图像之间的差异并未出现在屏蔽区域以外的区域之中。

也就是说，差异图像中屏蔽区域以外的区域变为通过将偏移128添加至差异值0所获得的像素值128的特定水平的图像。因此，即使在所设定的屏蔽区域的位置信息或数量信息在恢复期间并未存储时，可能仅通过将低频图像和差异图像以原样进行合成而恢复原始图像。也就是说，像在当前实施例中一样，即使在通过创建差异图像设定屏蔽区域时，也可能以与其中整个帧图像被转换为低频图像的实施例1的情况下的相同方式对差异图像进行处理。

区域大小设定单元1602设定用于在创建低频图像时计算像素平均值的预定区域的大小。图20是图示预定区域大小设定的示图。在图20中，(a)图示了其中预定区域大小被设定为4×4像素的示例。在这种情况下，4×4像素的块内的每个像素的数值被设定为该块内的像素的平均值，并且因此创建了低频图像。类似地，在图20中，(b)是图示6×6像素的示图，并且(c)是图示8×8像素的示图。

使得块的大小很大等同于转换为低分辨率图像，并且因此图像的信息量减小。因此，在期望加强保护隐私的程度时，使得预定区域的大小很大，并且在期望弱化该程度时，使得预定区域的大小变小，因此允许对低频图像的隐私保护的强度进行自由调节。即使在对块的大小自由调节时，事实是在帧图像中所包含的空间频率分量之间，具有低空间频率的分量被划分为低频图像，并且具有高空间频率的分量被划分为差异图像。出于该原因，在后续阶段所执行的图像编码单元的编码效率并未明显下降。

此外，诸如作为隐私保护目标的脸部之类的对象当该对象接近相机时被获得作为放大的图像。在该放大图像中，即使低频图像利用相同的块大小所创建，隐私保护的效果也并不相同。图21A、21B和21C是图示使用块平均创建低频图像时的低频图像的块大小和图像质量的示图。

图21A和图21B是其中利用8×8像素的块创建低频图像的示例，而图21C是其中利用16×16像素的块创建低频图像的示例。

当将图21A和图21B互相比较时，脸部区域在图21B中放大。因此，结果是当利用相同的块大小创建低频图像时，隐私保护的效果很低。在如图21C所示的这样的放大图像的情况下，块的大小也被形成为很大并且因此在创建低频图像时是高效的。

因此，屏蔽区域的大小和预定区域的大小互相关联，而使得预定区域的大小在屏蔽区域很大时也被形成为很大，并且预定区域的大小在屏蔽区域很小时也被形成为很小，因此允许获得具有符合轮廓的趋势的图像同时保护隐私。当屏蔽区域使用脸部检测等进行动态设定，并且块的大小也根据所检测到的屏蔽区域的大小进行动态设定时，可能创建具有符合拍摄位置的整体情形的趋势的适当低频图像同时保护隐私。

同时，在当前实施例中，已经描述了其中在低频图像生成单元中使用块平均的示例，但是也可以使用平滑滤波器。当在低频图像生成单元中使用平滑滤波器时，可能通过提供平滑滤波器设定单元而不是区域大小设定单元1602来实现相同的效果。

特别地，在平滑滤波器中所使用的相邻像素的大小以及滤波器系数在平滑滤波器设定单元中进行设定，在平滑中所使用的相邻像素的大小在期望保护隐私的程度加强时被形成为很大，并且相邻像素的大小在该期望该程度弱化时被形成为很小，因此允许低频图像的隐私保护的强度被自由调节。当在平滑中所使用的相邻图像的大小类似于使用块平均的情形而关联于屏蔽区域的大小进行动态设定时，可能创建具有符合拍摄位置的总体情形的趋势的适当低频图像同时保护隐私。

同时，在当前实施例中，屏蔽区域由人体检测等所确定，并且用于创建低频图像(对像素进行平均)的区域大小相应地被确定，但是该区域大小可能并不与屏蔽区域相关联。

特别地，可能独立于屏蔽区域来确定区域大小，例如通过检测人的大小而确定屏蔽区域以及根据人的大小来确定能够保护隐私的区域大小。

利用如以上所描述的这样的配置，能够使得仅有关隐私的区域的图像细节无法被确认。此外，可能利用简单配置执行恢复而并不要求存储与隐私相关的区域数量或位置信息。因此，可能提供一种对于用户具有更高便利性的监视相机。此外，用于创建低频图像的预定区域的大小能够任意改变，可能自由调节隐私保护的程度，同时使得编码效率的下降最小化，并且提供一种应用的自由度或者相机的安装位置明显改善的监视相机系统。

与此同时，在实施例2中，第一通信装置103如以上所描述，但是其它配置与实施例1中的那些相同。

同时，如在当前实施例中，之所以改变屏蔽区域和区域大小是因为聚焦于图像的空间评论，图像的空间频率分量被划分为低频图像和差异图像并且被发送至图像编码单元203，同时保存了分量。

通常，当创建受到隐私保护的图像时，会出现数据量增加或图像质量劣化的问题，并且因此是在图像编码单元内部执行图像的创建。特别地，图像编码单元中长度可变的编码数据通过编码单位、块单位等的切换或转换来实现。出于该原因，切换方法或转换方法的自由程度被图像编码单元的配置所约束，并且因此不可能实现其中屏蔽区域或区域大小进行自由设定的隐私保护。

此外，为了在图像编码单元的内部创建隐私保护图像，需要具有特殊配置的图像编码单元而不是标准系统。出于该原因，用于图像恢复的图像解码单元也需要特殊配置，并且因此目标设备受到了限制。

就此而言，当受到隐私保护的图像能够在图像编码单元之前被创建时，图像创建单元能够仅采用现有技术中所使用的单元，并且能够被简单地实现。

然而，如实施例1中所描述的，当尝试使用噪声来保护隐私时，原始图像中所包括的空间频率分量变化，并且因此并不执行针对原始帧图像的恢复，或者数据量增加。

因此，在当前实施例中，执行了到低频图像和差异图像的划分而使得屏蔽区域和区域大小能够被自由设定并且能够执行针对原始帧图像的恢复。

(实施例3)

图22是图示根据本发明的实施例3的监视相机系统的整体配置的示意图。同时，与实施例1和2中的那些具有相同功能的部件由相同的附图标记所表示，并且因此将不给出其描述。

图22图示了成像系统101'。成像系统101'包括监视相机102和第一通信装置103”，它们通过内部网络互相连接。

图22还图示了再现系统105'。再现系统105'包括接收装置106'和监视器108，它们也通过与成像系统101'分离的内部网络互相连接。

图22还图示了恢复系统109'。恢复系统109'包括第二通信装置110'，其通过与成像系统101'分开的内部网络连接至监视器112。

此外，记录装置2201、2202和2203被安装在诸如云网络的网络之外。成像系统101'、再现系统105'和恢复系统109'通过网络113在外部连接至记录装置2201、2202和2203。

这里，成像系统101'中的第一通信装置103”包括用于加密数据的装置。此外，恢复系统109'中的第二通信装置110'包括用于恢复被加密数据的装置。这样的装置被包括，并且因此受到隐私保护的低频图像数据或用于恢复的差异图像数据能够被更为安全地记录在诸如云网络的网络外部连接的记录装置而不是内部网络的记录装置之中。

接下来，将参考图23和24对第一通信装置103”进行详细描述。图23是根据本发明的实施例3的第一通信装置的框图，并且图24是根据本发明的实施例3的第一通信装置的处理的流程图。

图23图示了低频图像生成单元201、差异图像生成单元202、图像编码单元203、数据加密单元2301、发送单元2302、低频图像编码数据206，以及差异图像2303的加密数据。

此后，将参考图24的流程图对处理的流程进行描述。

首先，监视相机102使用镜头将相机附近的光学信号的图像形成于图像传感器上并且将所产生的信号转换为电信号，从而获得作为数字数据的帧图像(S2401)。

低频图像生成单元201随后从该帧图像创建低频图像(S2402)。

另外，差异图像生成单元202创建在监视相机102中所获得的帧图像和在低频图像生成单元201中所创建的低频图像之间的差异图像(S2403)。

图像编码单元203对低频图像生成单元201中所创建的低频图像以及在差异图像生成单元202中所创建的差异图像进行编码(S2404)。

数据加密单元2301使用密码或秘钥共享对图像编码单元203中所编码的差异图像编码数据进行加密(S2405)。

发送单元2302通过网络113发送图像编码单元203中所编码的低频图像编码数据206(S2406)。此外，数据加密单元2301中加密的差异图像的加密数据2303通过网络113进行发送(S2407)。所发送的数据被记录在安装在云网络等之外的任意记录装置2201、2202和2203中。

此外，将对数据加密单元2301进行详细描述。

数据加密单元2301使用密码或秘钥共享对差异图像编码数据进行加密。由于诸如人脸的涉及隐私的信息被包含在差异图像之中，所以优选地该图像通过密码、共享等进行加密。

一种使用密码的方法被认为是加密方法。加密包括块加密或流加密，它们是对称秘钥加密。三重DES(数据加密标准)、AES(先进加密标准)等能够被用作块加密，并且RC4等能够被作为流加密进行应用。通过使用密码，可能将包括隐私信息的差异图像加密数据重写为无法被第三方所理解的信息，并且获得计算安全性。

同时，加密方法并不局限于此，而是可能使用诸如公钥密码之类的能够实现目标的其它方法。同时，当使用密码时，秘钥的管理需要分别执行。

作为密码以外的加密方法，还考虑使用秘钥共享的方法。秘钥共享包括阈值秘钥共享方案。图25是图示阈值秘钥共享方案的示图。如这里所使用的术语“阈值秘钥共享”是指其中期望被保密的数据s在n个分布共享中进行分布和存储的方案，并且k(k≤n)个分布共享被共同恢复，以由此获得原始秘钥数据s。分布共享被转换为无法被第三方所理解并且无法通过计算进行解码的信息，因此能够获得理论上的信息安全性。这里所描述的阈值秘钥共享是指阈值k和共享数量n的(k,n)阈值秘钥共享方案。

同时，除了(k,n)阈值秘钥共享之外，秘钥共享包括许多其它的变化形式，诸如阈值k、分区数量L和共享数量n的(k,L,n)的倾斜类型的秘钥共享、没有阈值的秘钥共享、多项式秘钥共享，以及其中使用异或执行加速的秘钥共享。

这里使用阈值秘钥共享作为示例而给出了描述，但是也可能使用即使在使用其它秘钥共享方案时也能够实现本发明的目标的方案。由于能够通过利用多个共享执行分布式管理而提供冗余性，所以即使在所存储数据的一部分失去时也能够执行恢复。因此，还可能通过使用秘钥共享来提供系统的可靠性。

此外，当使用秘钥共享时，并不需要加密所需的秘钥管理。当使用倾斜类型的秘钥共享时，还具有的效果在于差异图像的加密数据的数据量能够减小为1/L。与此同时，当使用秘钥共享方案时，由于生成了多个分布共享，所以差异图像的编码数据被分布并存储为多块。特别地，当共享数量为n时，应用于差异图像的n块数据被输出。

此外，在图23中，作为数据加密单元2301的输出的差异图像的加密数据2303被描述为所呈现的多个输出。然而，当在加密方法中使用密码时，输出的数量为1。此外，当在加密方法中使用秘钥共享时，在秘钥共享的共享数量为n的情况下输出的数量为n。

接下来，将参考图26和27对第二通信装置110'的恢复处理进行描述。图26是根据本发明的实施例3的第二通信装置的框图，并且图27是根据本发明的实施例3的第二通信装置中的处理的流程图。

图26图示了接收单元2601、数据恢复单元2602、图像解码单元902，合成所解码的低频图像和差异图像的图像合成单元1002，低频图像编码数据206、差异图像的加密数据2303以及差异图像编码数据2603。

随后，将参考图27的流程图对处理的流程进行描述。

首先，接收单元2601通过网络113从在云等外部安装的任意的记录装置2201、2202和2203接收低频图像编码数据206(S2701)。

接下来，接收单元2601类似地通过网络113从在外部安装的记录装置2201、2202和2203接收差异图像的加密数据2303(S2702)。

数据恢复单元2602随后恢复差异图像的加密数据2303(S2703)。可能通过恢复该加密数据而获得差异图像编码数据2603。

另外，图像解码单元902对低频图像编码数据206和差异图像编码数据2603进行解码，并且创建一帧的低频图像以及差异图像的数据(S2704)。

图像合成单元1002合成低频图像和差异图像，并且创建恢复图像(S2705)。

最后，监视器112显示作为所创建的帧图像的恢复图像数据(S2706)。

随后，将对数据恢复单元2602进行详细描述。

数据恢复单元2602恢复差异图像的加密数据2303，并且创建差异图像编码数据2603。由于差异图像编码数据的加密是在第一通信装置103”的数据加密单元2301中执行，所以数据恢复单元2602必须使用数据加密单元2301中所应用的加密方法来执行恢复。考虑使用加密中的密码的方法或者使用秘钥共享的方法，并且因此需要准备对应于这些方法的恢复方法。同时，当在加密中使用秘钥共享方案时，产生多个分布共享，并且因此差异图像的加密数据被分布并存储为多个块。当恢复所需的共享的数量(阈值)为k时，需要收集应用于差异图像的k个数据。

此外，在图26中，作为接收单元2601和数据恢复单元2602的输入的差异图像的加密数据2303被描述为所呈现的多个输入。然而，当在加密方法中使用密码时，输入的数量为1。此外，当在加密方法中使用秘钥共享时，在秘钥共享的恢复所需的共享数量(阈值)为k的情况下，输入的数量为k。

利用如以上所描述的这样的配置，可能对与包括隐私信息的差异图像相关的数据进行加密，并且提供一种具有高度保密性的监视相机系统。也就是说，由于低频图像是无法确认其细节的图像，并且与隐私相关的信息的差异图像也被完全加密，所以数据能够更为安全地被记录在诸如云网络上的记录装置的外部服务器中。此外，由于执行了转换至低频图像和差异图像并且随后执行编码或加密，所以系统能够使用通用模块以简单配置进行构建，而并不要求使用特殊编码器。也就是说，使用诸如MPEG和H.264/AVC的标准编码模块或者诸如三重DES和AES的标准加密模块，可能利用几乎与现有技术一样多的数据量实现一种具有高度保密性的监视相机系统。

同时，实施例3的第二通信装置中的再现处理能够通过执行与实施例1的第二通信装置中所描述的再现处理相同的处理来实现。

此外，在当前实施例中，对差异图像编码数据执行加密，但是差异图像数据可以在没有编码的情况下被加密。不言而喻的是，本发明甚至能够应用于其中差异图像并未根据编码的处理速度、针对存储设备的写入速度、网络的传输速度以及存储设备中所涉及的成本的权衡而进行编码的配置。

此外，在当前实施例中，成像系统101'被配置为使得监视相机102和第一通信装置103”通过内部网络互相连接，但是不言而喻的是，本发明甚至在二者完全在监视相机内实现时也能够得以被应用。

此外，即使当其中记录低频图像和差异图像的位置是当前实施例中所示的记录装置以外的位置时，不言而喻的是，本发明的目标也能够被实现。

此外，在当前实施例中，仅使用解密或秘钥共享对有关差异图像的数据执行加密，但是并不执行有关低频图像的数据的加密。低频图像并不需要加密是因为图像自身用作受到隐私保护的图像。当低频图形被加密时，图像无法由通用再现系统进行解密或再现。利用如当前实施例中所描述的这样的配置，可能使用通用再现系统再现其轮廓能够被确认同时保护隐私的图像，并且在必要时通过恢复密码而确认图像高度细节。

(实施例4)

图28是图示根据本发明的实施例4的监视相机系统的整体配置的示意性框图。同时，与实施例1、2和3中的那些具有相同功能的部件由相同的附图标记所表示，并且因此将不给出其描述。

图28图示了成像系统101”、监视相机102和第一通信装置103”'，它们通过内部网络互相连接。图28还图示了恢复系统109”、第二通信装置110”、记录装置111和监视器112，它们也通过内部网络互相连接。此外，成像系统101”和多个恢复系统109”通过网络113在外部互相连接。

成像系统101”中的第一通信装置103”'包括用于将低频图像和差异图像的数据绑定至一个文件的装置。此外，恢复系统109”中的第二通信装置110”包括用于将低频图像和差异图像的数据从绑定文件中分离并提取的装置。这样的装置被包括，因此低频图像和差异图像能够被作为一个文件处理而并不对这些图像进行单独管理。

随后，在当前实施例中，将描述其中关于第一通信装置103”'和第二通信装置110”在数据加密和数据恢复中使用共享数量n和阈值k的秘钥共享方案的示例。

首先，将参考图29和30详细描述第一通信装置103”'。图29是根据本发明的实施例4的第一通信装置的框图，并且图30是根据本发明的实施例4的第一通信装置中的处理的流程图。

图29图示了低频图像生成单元201、差异图像生成单元202、图像编码单元203、数据加密单元2301、数据绑定单元2901、发送单元2901、低频图像编码数据206、差异图像的加密数据2303，其中低频图像编码数据和差异图像的加密数据被互相绑定的数据文件2903。

随后，将参考图30的流程图对处理的流程进行描述。

首先，监视相机102使用镜头将相机附近的光学信号的图像形成到图像传感器上，并且将所产生的信号转换为电信号，以获得作为数字数据的帧图像(S3001)。

低频图像生成单元201随后从该帧图像创建低频图像(S3002)。

另外，差异图像生成单元202创建在监视相机102中所获得的帧图像与在低频图像生成单元201中所创建的低频图像之间的差异图像(S3003)。

图像编码单元203对低频图像生成单元201中所创建的低频图像以及差异图像生成单元202中所创建的差异图像进行编码(S3004)。

数据加密单元2301使用秘钥共享对图像编码单元203中所编码的差异图像编码数据进行加密(S3005)。

在图像编码单元203中所编码的低频图像编码数据206和数据加密单元2301中所创建的差异图像的加密数据2303作为临时文件被输出(S3006)。同时，在加密中使用秘钥共享，并且因此在共享数量为n时创建差异图像的n个加密数据。

数据绑定单元2901将作为文件输出的低频图像编码数据206和差异图像的加密数据2303进行绑定以创建图形文件2903(S3007)。由于创建了差异图像的n个加密数据，所以还创建了n个数据文件2903。

发送单元2902通过网络113将在数据绑定单元2901中绑定的数据文件2903发送至恢复系统109”(S3008)。由于n个数据文件2903进行分布式管理，所以数据文件2903被发送至多个恢复系统109”。

随后，将对数据绑定单元2901进行详细描述。

数据绑定单元2901将作为临时文件输出的低频图像编码数据绑定至差异图像的加密数据的文件。图31是图示绑定文件的配置的示图。在图31中，低频图像编码数据被从首部存储在绑定文件中。在低频图像编码数据之后，存储差异图像数据的首部标记，并且随后存储加密参数。该加密参数是用于恢复差异图像的加密数据所需的参数。

例如，当使用阈值秘钥共享方案执行加密时，共享的数量、阈值、秘钥共享之前或之后的数据大小等被存储为加密参数。随后，存储差异图像的加密数据。最后，存储差异图像数据的终止标记，并且随后存储从文件终止到差异图像的首部标记的偏移。

图32是图示在数据加密单元2301中使用秘钥共享时的绑定文件的配置的示图。当应用共享数量n的秘钥共享时，创建差异图像的n个加密数据。因此，还创建n个绑定文件。存储在每个文件首部之中的所有低频图像编码数据彼此相同，但是随后存储的差异图像的多个加密数据变为彼此不同的n个分布式数据。

同时，这里图示了其中低频图像编码数据和差异图像的加密数据被互相绑定的示例，但是不言而喻的是，无论低频图像是否被编码本发明都能够被应用。此外，不言而喻的是，无论差异图像是被编码还是被加密本发明都能够被应用。可能通过创建其中相应文件互相绑定的数据文件来实现本发明的目标。

此外，绑定文件的示例并不局限于图31或图32所示的示例。绑定文件必须要由通用再现系统解码并再现为低频图像，并且因此有关低频图像的数据需要被存储在首部之中。然而，当有关差异图像的数据被配置为使得数据或必要参数能够在恢复期间被提取时，即使在不适用图31或图32的配置的情况下也能够实现本发明的目标。

此外，在图29中，差异图像的加密数据2303和绑定文件2903被描述为被呈现的多个输出。当在加密方法中使用秘钥共享时，在秘钥共享的分享数量为n的情况下输出的数量为n。如果在加密方法中使用秘钥，则输出的数量为1。

接下来，将对第二通信装置110”的处理进行详细描述。第二通信装置能够以与实施例1中所描述的相同的方式执行再现处理和恢复处理。

首先，将参考图33和34对第二通信装置110”的再现处理进行详细描述。图33是根据本发明的实施例4的第二通信装置在再现期间的框图，并且图34是根据本发明的实施例4的第二通信装置中的再现处理的流程图。

图33图示了接收单元3301、数据分离单元3302、数据恢复单元2602、图像解码单元902、图像合成单元1002、其中低频图像编码数据和差异图像的加密数据被互相绑定的数据文件3303，以及低频图像数据3305。

随后，将参考图34的流程图对处理的流程进行描述。

首先，接收单元3301通过网络113从成像系统101接收其中低频图像编码数据和差异图像的加密数据被互相绑定的数据文件3303(S3401)。

接下来，接收单元3301将所接收到的绑定文件3303记录在记录装置111中(S3402)。

另外，数据分离单元3302从绑定文件获得低频图像编码数据3304(S3403)。然而，低频图像编码数据被存储在绑定文件的首部之中，并且因此能够仅通过从文件读取数据就获得而并不执行特殊的处理。

图像解码单元902随后对低频图像编码数据3304进行解码，并且创建一个帧的低频图像数据3305(S3404)。

最后，监视器112显示作为所创建的帧图像的低频图像数据3305(S3505)。

由于低频图像数据仅在正常再现期间才被解码，所以无法仅通过被显示的受到隐私保护的图像来确认图像的所有细节。此外，即使在恢复期间也需要绑定文件3303并且其因此被记录在记录装置111中。

此外，即使在绑定文件3303被具有如实施例1的再现系统105中所示的配置的系统所接收时，该文件也能够作为受到隐私保护的图像被再现。

接下来，将参考图35和36对第二通信装置110”的恢复处理进行描述。图35是根据本发明的实施例4的第二通信装置在恢复期间的框图，并且图36是根据本发明的实施例4的第二通信装置中的恢复处理的流程图。

图35图示了接收单元3301、数据分离单元3302、数据恢复单元2602、图像解码单元902、图像合成单元1002、其中低频图像数据和差异图像的加密数据被互相绑定的数据文件3303和3051、低频图像编码数据3304、差异图像的加密数据3502、差异图像编码数据3503以及恢复图像3504。

随后，将参考图36的流程图对处理的流程图进行描述。

首先，接收单元3301获得其中记录在记录装置111中的低频图像编码数据和差异图像的加密数据被互相绑定的数据文件3303。此外，作为分布共享的数据文件是通过阈值数量为k的秘钥共享的恢复所需的。出于该原因，记录在其它恢复系统109”中的k-1个数据文件3501通过网络113被接收并获取(S3601)。

接下来，数据分离单元3302将数据文件3303和3501分离为低频图像编码数据和差异图像的加密数据，并且获得低频图像编码数据3304(S3602)。特别地，低频图像编码数据的首部地址从数据文件3303获得。在当前实施例中，数据文件具有如图32所示的配置。因此，低频图像编码数据的首部地址是数据文件3303的首部。

另外，差异图像的加密数据3502从数据分离单元3302中所分离的数据获得(S3603)。特别地，差异图像的加密数据的首部地址从数据文件3303和3501获得。从文件终止到差异图像数据的首部标记的偏移被存储在数据文件3303和3501的终止中。因此，差异图像的加密数据的首部地址能够通过使用该数值移动距文件终止的偏移而获得。由于在数据加密中使用了阈值k的秘钥共享，所以恢复所需的差异图像的加密数据的数量为k。因此，从k个数据文件获得差异图像的加密数据的k个首部地址。

另外，数据恢复单元2602恢复差异图像的加密数据3502(S3604)。可能通过恢复加密数据而获得差异图像编码数据3503。

图像解码单元902随后解码低频图像编码数据3304和差异图像编码数据3503，并且创建一帧的低频图像以及差异图像的数据(S3605)。

图像合成单元1002合成低频图像和差异图像，并且创建恢复图像3504(S3606)。

最后，监视器112显示作为所创建的帧图像的恢复图像数据3504(S3607)。

同时，在图35中，作为接收单元3301和数据分离单元3302的输入的绑定文件3501被描述为所呈现的多个输入。当在加密方法中使用秘钥共享时，当秘钥共享的恢复所需的共享数量(阈值)为k时，所需差异图像的加密数据3502的数量为k。如果在加密方法中使用密码，则能够仅通过记录在记录装置111中的绑定文件3303来执行恢复，并且因此数据恢复单元2602的输入的数量在并不需要接收绑定文件的情况下为1。

此外，在当前实施例中，已经描述了在差异图像的加密中使用解密或秘钥共享的示例，在创建绑定文件的方法中考虑许多其它的变化形式。例如，如图37中所示，还考虑到差异图像被分离为差异图像的加密数据和解密秘钥，并且该加密数据和解密秘钥被绑定至低频图像编码数据并且被记录在不同的绑定文件中。在这种情况下，指示加密秘钥的标识符可以被存储在具有存储于其中的解密秘钥的文件之中，而并非存储加密参数。

可替换地，如图38中所示，还考虑差异图像编码数据被划分为n个文件，并且每个分段被绑定至低频图像编码数据并且被记录。可替换地，差异图像数据被划分为像其一样的n个文件，并且因此每个分段可以被绑定至低频图像编码数据。差异图像编码数据被加密，并且因此每个分段可以通过将加密数据划分为n个文件而被绑定至低频图像编码数据。

简单地通过划分数据，加密的强度与解密或秘钥共享相比变弱，但是可能在一定程度上减小CPU上的负载，并且实现本发明的能够进行恢复同时保护隐私的目标。因此，从所要使用的终端以及隐私保护的重要性的角度来看，能够进行适当的使用。

利用如以上所描述的这样的配置，受到隐私保护的低频图像数据以及恢复所需的差异图像的加密数据能够被记录为一个文件。该文件能够由正常的接收装置作为受到隐私保护的图像进行再现，并且能够在诸如发生犯罪之类的紧急情况下被恢复。当在加密中使用密码时，能够使用秘钥来执行恢复。此外，当在加密中使用秘钥共享时，能够通过收集具有必要数量的分布式文件来执行恢复。

出于该原因，没有必要分别记录低频图像和差异图像，并且有利于文件管理。特别地，差异图像数据的文件名或者对应于低频图像数据的记录位置(诸如文件路径)并不需要使用表格等进行管理和记录。

此外，当从用户所看时，图像能够以与对其执行解密或秘钥共享的二进制数据相同的方式进行处理。详细描述如下。例如，当对数据进行加密时，加密数据变为无含义的二进制数据，但是当使用秘钥执行解码时，该数据变为具有含义的数据文件。当对数据执行秘钥共享时，分布式数据变为无含义的二进制数据，但是当具有恢复所需数量的分布共享被共同恢复时，该数据变为具有含义的数据文件。

类似地，当本发明的加密被应用于图像数据时，被加密数据能够仅被再现为受到隐私保护的图像，但是当使用秘钥执行解码时，该数据能够被再现为其全部细节都能够被确认的图像。此外，当本发明的秘钥共享被应用于图像数据时，该分布式数据能够仅被再现为受到隐私保护的图像，但是当具有恢复所需数量的分布共享被共同恢复时，该数据能够被再现为其全部细节都能够被确认的图像。也就是说，当从用户所看时，可能使用与正常解密或秘钥共享相同的界面来处理文件，并且在恢复时将该文件再现为原始图像。同时，即使当该文件并未恢复时，也能够执行再现同时轮廓被确认为受到隐私保护的图像数据。

此外，当在加密中使用秘钥共享时，可能构建其中不仅保密性高而且由于备份所以抗灾性和抗故障性高的系统，并且实现一种用户具有高度便利性的监视相机系统。

根据本发明的通信系统、通信装置和通信方法在期望在有必要的情况下确认图像的细节同时正常保护隐私的系统中可能是有用的，并且例如在监视相机系统中是有用的。

本申请基于2013年4月12日所提交的日本专利申请No.2013-83532并且要求其权益。

Claims (16)

1.一种通信系统，所述通信系统包括第一通信装置和第二通信装置，其中

所述第一通信装置包括：

屏蔽区域设定单元，所述屏蔽区域设定单元被配置为设定用于保护隐私的屏蔽区域；

部分图像数据生成单元，所述部分图像数据生成单元被配置为生成通过相对于由所述屏蔽区域设定单元设定的所述屏蔽区域从图像数据提取部分分量获得的部分图像数据，其中所述部分图像数据包括所述图像数据的低空间频率分量；和

发送单元，所述发送单元被配置为将由所述部分图像数据生成单元生成的所述部分图像数据发送至所述第二通信装置，并且

所述第二通信装置包括：

接收单元，所述接收单元被配置为接收由所述第一通信装置的所述发送单元发送的所述部分图像数据。

2.根据权利要求1所述的通信系统，其中

所述第二通信装置进一步包括再现单元，所述再现单元被配置为再现由所述接收单元接收的所述部分图像数据。

3.根据权利要求1所述的通信系统，其中

所述第一通信装置进一步包括差异图像数据生成单元，所述差异图像数据生成单元被配置为生成差异图像数据，其中所述差异图像数据指示所述图像数据与由所述部分图像数据生成单元生成的所述部分图像数据之间的差异。

4.根据权利要求3所述的通信系统，其中

所述第一通信装置的所述发送单元将由所述差异图像数据生成单元生成的所述差异图像数据发送至所述第二通信装置，并且

所述第二通信装置的所述接收单元接收由所述第一通信装置的所述发送单元发送的所述差异图像数据。

5.根据权利要求4所述的通信系统，其中

所述第二通信装置进一步包括图像合成单元，所述图像合成单元被配置为合成由所述接收单元接收的所述部分图像数据和所述差异图像数据，并且恢复所述图像数据。

6.根据权利要求5所述的通信系统，其中

所述第二通信装置进一步包括再现单元，所述再现单元被配置为再现由所述图像合成单元恢复的所述图像数据。

7.一种通信装置，包括：

屏蔽区域设定单元，所述屏蔽区域设定单元被配置为设定用于保护隐私的屏蔽区域；

部分图像数据生成单元，所述部分图像数据生成单元被配置为生成通过相对于由所述屏蔽区域设定单元设定的所述屏蔽区域从图像数据提取部分分量获得的部分图像数据，其中所述部分图像数据包括所述图像数据的低空间频率分量；和

发送单元，所述发送单元被配置为将由所述部分图像数据生成单元生成的所述部分图像数据发送至另一个通信装置。

8.根据权利要求7所述的通信装置，进一步包括：

差异图像数据生成单元，所述差异图像数据生成单元被配置为生成差异图像数据，其中所述差异图像数据指示所述图像数据与由所述部分图像数据生成单元生成的所述部分图像数据之间的差异。

9.根据权利要求8所述的通信装置，其中

所述发送单元将由所述差异图像数据生成单元生成的所述差异图像数据发送至另一个通信装置。

10.一种通信装置，包括：

接收单元，所述接收单元被配置为从另一个通信装置接收部分图像数据和差异图像数据，其中所述部分图像数据通过相对于为保护隐私而设定的屏蔽区域从图像数据提取部分分量获得，所述部分图像数据包括所述图像数据的低空间频率分量，并且所述差异图像数据指示所述图像数据与所述部分图像数据之间的差异；和

图像合成单元，所述图像合成单元被配置为合成由所述接收单元接收的所述部分图像数据和所述差异图像数据，并且恢复所述图像数据。

11.根据权利要求10所述的通信装置，进一步包括：

再现单元，所述再现单元被配置为再现由所述接收单元接收的所述部分图像数据。

12.根据权利要求11所述的通信装置，其中

所述再现单元再现由所述图像合成单元恢复的图像数据。

13.一种通信方法，包括步骤：

设定用于保护隐私的屏蔽区域；

生成通过相对于所设定的屏蔽区域从图像数据提取部分分量获得的部分图像数据，其中所述部分图像数据包括所述图像数据的低空间频率分量；

发送所生成的部分图像数据；并且

接收所发送的部分图像数据。

14.根据权利要求13所述的通信方法，进一步包括步骤：

生成差异图像数据，其中所述差异图像数据指示所述图像数据与所生成的部分图像数据之间的差异；

发送所生成的差异图像数据；

接收所发送的差异图像数据；并且

合成所接收的部分图像数据和所接收的差异图像数据，并且恢复所述图像数据。

15.一种通信方法，包括步骤：

设定用于保护隐私的屏蔽区域；

生成通过相对于所设定的屏蔽区域从图像数据提取部分分量获得的部分图像数据，其中所述部分图像数据包括所述图像数据的低空间频率分量；

发送所生成的部分图像数据；并且

生成差异图像数据，其中所述差异图像数据指示所述图像数据与所生成的部分图像数据之间的差异。

16.一种通信方法，包括步骤：

从另一个通信装置接收部分图像数据和差异图像数据，其中所述部分图像数据通过相对于为保护隐私而设定的屏蔽区域从图像数据提取部分分量获得，所述部分图像数据包括所述图像数据的低空间频率分量，并且所述差异图像数据指示所述图像数据与所述部分图像数据之间的差异；并且

合成所接收的部分图像数据和所接收的差异图像数据，并且恢复所述图像数据。