JP2003152987A - 画像暗号化再生装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 シート状媒体上に記録された画像情報の機密
性を向上させることができる画像暗号化再生装置を提供
する。 【解決手段】 暗号化される画像を暗号化し（１０
１）、この暗号化画像を疑似乱数発生手段により生成さ
れる乱数に基づいたアドレスによりランダムにメモリに
格納する（１０２，１０３）。そして、この画像と非暗
号化画像を論理和により合成画像を生成する（１０
４）。合成画像を分離する場合には、合成画像が入力さ
れると（１０５）、非暗号化画像はローパスフィルタを
介して分離され、白色ノイズ状と同様なランダム画像は
ハイパスフィルタを介して分離される（１０６〜１０
８）。そして、ランダム画像は、合成の際の乱数に基づ
いて元の位置に再配置されて暗号化画像に復元され（１
０９）、この暗号化画像が復号化処理により再生される
（１１０）。

Description

【発明の詳細な説明】 【０００１】 【発明の属する技術分野】本発明は、画像データを暗号
化し、またこの暗号を元の画像に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、この種の画像暗号化再生装置とし
て、例えば特開平３−１２３９８８号公報に開示された
技術がある。この開示された技術は、シート状媒体上に
記録された高精細なビット情報を正確に再生して、良好
な画像および音声信号として出力する再生装置に関する
ものである。この装置はシート状媒体上に文字、音声お
よび画像情報を、光学的に読み取り可能なコードあるい
はビット列情報として記録し、例えば既存の郵便手段を
介して送信し、受信側においてこのコードあるいはビッ
ト列情報を文字、音声および画像情報に再生するように
構成されている。また、情報の取り扱い性を向上するた
めに、文字、音声および画像情報のビット情報のほか
に、スタートデータ、エンドデータ、識別コードデータ
を付加することが提案されている。 【０００３】また、スキャナにより読み取られた画像を
印刷するまでのディジタル信号処理装置において画像の
内容を秘密にすることができるが、ファクシミリ通信に
適した暗号化の手法が例えば画像通信学会誌第１７巻第
５号（１９８８）「画像のスクランブル手法を用いた機
密保護ファクシミリ通信」に開示され、また、ディジタ
ル画像に適した暗号化の手法が例えば電子通信学会論文
誌’８６／１１ Ｖｏｌ．Ｊ６９−Ｂ Ｎｏ．１１「デ
ィジタル画像に適したデータ暗号化の一手法」に開示さ
れている。 【０００４】これらの方法は、従来知られている公開鍵
方式や共通鍵方式などの暗号化方法では、画像に適用し
ても処理速度の点で不適当であり、また、コンピュータ
ネットワークにおけるきわめて強力な暗号破りを想定し
ているので、システムの規模が大掛かりとなる問題点を
解決しようとしている。そして、この目的のためにこれ
らの方法では、簡易な手法で画像データに対して高速で
あって暗号強度が比較的高い方式が提案されている。 【０００５】 【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の暗号化および再生装置では、シート状媒体上に記録
されたビット列情報が一見してその内容が秘密であって
も、再生装置があれば簡単にビット列情報を再生するこ
とができるので、機密を維持することができない。ま
た、上記ファクシミリ通信やディジタル画像用の暗号化
方法では、電気的に処理される画像信号に対する手法で
あるので、取扱いが容易なシート状媒体を介在して暗号
化し、またこの暗号を元の画像に再生することはできな
い。 【０００６】本発明は上記従来の問題点に鑑み、シート
状媒体上に記録された画像情報の機密性を向上させるこ
とができる画像暗号化再生装置を提供することを目的と
する。 【０００７】 【課題を解決するための手段】第１の手段は上記目的を
達成するために、シート状媒体に記録された画像を光学
的に読み取る読み取り手段と、前記読み取り手段により
読み取られた画像を記憶する記憶手段と、暗証番号を入
力するとともに、暗号化処理と復号化処理を選択可能な
入力手段と、前記入力手段を介して暗号化処理が選択さ
れた場合に、前記入力手段を介して入力された暗証番号
に基づいて、前記記憶手段に記憶された画像を暗号化す
る暗号化手段と、前記入力手段を介して復号化処理が選
択された場合に、前記入力手段を介して入力された暗証
番号に基づいて、前記記憶手段に記憶された画像を復号
化する暗号化手段と、前記暗号化手段により暗号化され
た画像または前記復号化手段により復号化された画像を
シート状媒体にプリントアウトして出力する出力手段と
を備え、前記暗号化手段が前記記憶手段に記憶された画
像をランダム化することにより暗号化して他の非暗号化
画像と合成し、前記復号化手段がこの合成画像を暗号化
画像と非暗号化画像に分離して暗号化画像を復号化する
ことを特徴とする。 【０００８】 【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施例を説明する。図１は本発明に係る画像暗号化再生装
置の一実施例を示すブロック図、図２は図１の画像暗号
化再生装置の動作を説明するためのフローチャート、図
３は画像をブロック毎に暗号化する場合の動作を示す説
明図、図４は画像を画素毎に暗号化する場合の動作を示
す説明図、図５はランレングス毎に暗号化する場合の動
作を示す説明図、図６は多値画像を暗号化する場合の動
作を示す説明図、図７は画像の全部または一部を選択的
に暗号化する場合の動作を示す説明図、図８は複数の暗
号化画像を合成し、合成画像を分離して復号化する場合
の動作を示す説明図、図９は非暗号化画像と暗号化画像
を合成し、合成画像を分離して復号化する場合の動作を
示す説明図、図１０は暗号化画像の領域を識別する場合
の動作を示す説明図、図１１は暗号化画像であることを
認識させる手法を示す説明図、図１２は暗号化画像を復
号化する際の高域強調を示す説明図である。 【０００９】図１において、概略を説明すると、矢印で
示すようにこの装置により原画像が読み取られて暗号化
され、この暗号化画像がシート状媒体に記録され、この
暗号化画像が読み取られて復号化され、この復号化画像
がシート状媒体に記録されて再生される。つぎに、図１
および図２を参照して本実施例の詳細な構成および動作
を説明すると、暗号化処理される原稿または暗号化され
て記録され、復号化処理される原稿は画像読み取り部１
により読み取られて電気信号に変換される。ついで、こ
の電気信号はＡ／Ｄ変換器２によりディジタル信号に変
換され、画像格納部３に格納される。 【００１０】そして、暗号化モードかまたは復号化モー
ドかは、暗証番号入力部９を介して入力した処理モード
と暗証番号により選択される。この場合、番号解析部１
０がこの入力処理モードと暗証番号を解析し（図２に示
すステップ１３）、この解析結果に応じて暗号化／復号
化制御部１１が処理モードを選択する（ステップ１
４）。 【００１１】アドレス算出部１２はこの処理モードに応
じて暗号化処理または復号化する場合の画像をブロック
単位、画素単位、ライン単位等で移動するための画素の
移転先アドレスを、暗証番号に基づいて多項式演算の解
を導出するような手法で算出し（ステップ１５，１
９）、画素再配置／再構成部５はこの移転先アドレスに
より、画像格納部３に格納された画像データの入れ替え
（暗号化または復号化）を行う（ステップ１６，２
０）。 【００１２】なお、復号化の場合、アドレス算出部１２
は暗証番号に基づいて多項式演算の解を導出するような
手法でアドレスを算出するが、画素再配置／再構成部５
はこのアドレスを暗号化画像の取り込み先として識別す
る。この暗号化または復号化された画像データは画像格
納部７に格納され、また、出力部８によりシート状媒体
に記録されて出力される。 【００１３】また、暗号化処理の場合には、外接枠作成
部６は、暗号化画像の水平方向、垂直方向を定義するた
めに、画素再配置／再構成部５により再配置された画像
領域を取り囲むようにその周囲を実線の枠で包囲し（ス
テップ１７）、復号化処理の場合には、枠線認識部４は
画素再配置／再構成部５が暗号化画像を正しく再構成す
ることができるように、上記実線の枠を認識することに
より暗号化領域の方向を特定する（ステップ１８）。 【００１４】したがって、暗証番号によりシート状媒体
上の画像の暗号化と復号化が行われるので、シート状媒
体上に記録された画像情報の機密性を向上させることが
できる。 【００１５】つぎに、図３を参照してブロック毎に暗号
化する場合の動作を説明する。まず図３（ｂ）に示すよ
うな原画像２７を暗号化する場合の全体の領域を算出し
（ステップ２１）、ついでブロック毎に原画像２７を分
割する（ステップ２２）。なお、このブロックの大きさ
はデフォルトで設定したり、例えば暗証番号入力部９を
介して設定することができる。 【００１６】ついで、この各分割画像を、暗証番号に基
づいた多項式演算を行って演算結果に応じて回転させ
（ステップ２３）、また、この各分割回転画像を、アド
レス算出部１２により算出された移転先アドレスに従っ
て画像格納部７に格納する（ステップ２４，２５）。そ
して、外接枠作成部６がこの各分割回転画像の周囲を包
囲するための実線の枠２８ａを生成してそのアドレスの
画像格納部７に格納する（ステップ２６）。 【００１７】したがって、この実施例によれば、原画像
２７がブロック毎に回転して暗号化されるので、シート
状媒体上の画像を大まかに秘密にすることができる。な
お、図３（ｂ）に示す暗号化画像２８のブロックは、説
明を容易にするためにやや大きいが、ブロックを小さく
することにより機密性の向上を図ることができる。 【００１８】つぎに、図４を参照して画像の画素毎に暗
号化する場合の動作を説明すると、まず図４（ｂ）に示
すような原画像３３を暗号化する場合の全体の領域を算
出（ステップ２９）する。ついで、この領域内の各画素
をアドレス算出部１２により算出された移転先アドレス
に従って画像格納部７に格納することにより図４（ｂ）
に示すような暗号化画像３４を生成し（ステップ３０，
３１）、また、外接枠作成部６がこの暗号化画像３４の
全体の周囲を包囲するための実線の枠３４ａを生成して
そのアドレスの画像格納部７に格納する（ステップ３
２）。 【００１９】したがって、この例では、画素毎に入れ替
えるので高速で処理することができ、また、図４（ｂ）
に示すようにシート状媒体に印刷されても全く判読する
ことができない。 【００２０】つぎに、図５を参照してランレングス毎に
画像を暗号化する場合の動作を説明する。まず、図５
（ｂ）に示すような原画像４０を暗号化する場合の全体
の領域を算出し（ステップ３５）、そして、この暗号化
される領域の白と黒のランレングスを算出して同一の画
素が連続する範囲を特定する（ステップ３６）。つい
で、全領域について同一の画素が連続する範囲単位で入
れ替えて画像格納部７に格納することにより図５（ｂ）
に示すような暗号化画像４１を生成し、また、外接枠作
成部６がこの暗号化画像４１の全体の周囲を包囲するた
めの実線の枠４１ａを生成してそのアドレスの画像格納
部７に格納する（ステップ３８，３９）。 【００２１】したがって、この例では、ランレングス毎
に暗号化されるので、シート状媒体上の画像が完全に判
読不能となり、また、高速化とデータ圧縮を実現するこ
とができる。 【００２２】つぎに、図６（ｂ）に示すような多値画像
６７を暗号化する場合の動作を説明する。まず、この多
値画像６７を暗号化する場合の全体の領域を算出し（ス
テップ６１）、そして、前値予測や平面予測により予測
誤差を算出し（ステップ６２）、この予測誤差を量子化
する（ステップ６３）。ついで、この予測誤差の量子化
データをライン毎に入れ換えて画像格納部７に格納する
ことにより図６（ｂ）に示すような暗号化画像６８を生
成し（ステップ６４，６５）、また、外接枠作成部６が
この暗号化画像６８の全体の周囲を包囲するための実線
の枠６８ａを生成してそのアドレスの画像格納部７に格
納する（ステップ６６）。 【００２３】したがって、この例では、多値画像が予測
誤差により暗号化されるので、シート状媒体上の画像が
完全に判読不能となり、また、高速化とデータ圧縮を実
現することができる。 【００２４】つぎに、図７を参照して原画像７８の全部
または一部を選択的に暗号化する場合の動作を説明す
る。なお、画像７８の一部を暗号化する場合の指定は、
暗証番号や処理モードとともに入力部９を介して行うよ
うにしたり、予め原稿上に指定された実線の枠を枠線認
識部４により認識したり、タブレットを介して指定する
ことにより認識することができる。 【００２５】まず、図７（ａ）に示すステップ７１にお
いて処理領域が判別され、全領域が指定されている場合
にはステップ７２からステップ７３以下に進み、一部が
指定されている場合にはステップ７５以下に進む。そし
て、全領域が指定されている場合には上記図３〜図６に
示すような暗号化処理により、図７（ｂ）に示すように
全領域の暗号化画像７９ａを生成し（ステップ７４）、
また、外接枠作成部６がこの暗号化画像７９ａの周囲を
包囲するための実線の枠７９ｃを生成する。 【００２６】他方、一部の領域が指定されている場合に
は、まず、暗号化領域を特定する（ステップ７５）。な
お、タブレットを介して領域を指定する場合には、タブ
レットにより指定されたアドレスにより暗号化領域を特
定することができる。そして、上記図３〜図６に示すよ
うな処理により、図７（ｂ）に示すように指定領域のみ
が暗号化された画像７９ｂを生成し、また、外接枠作成
部６がこの暗号化領域の周囲を包囲するための実線の枠
７９ｃを生成する。 【００２７】したがって、この例では、画像の一部が暗
号化されるので、画像の目的や価値に応じて秘密にする
ことができ、また、非暗号化画像の画質の劣化を防止す
ることができる。 【００２８】つぎに、図８（ａ）を参照して複数の暗号
化画像を合成する場合の動作を説明する。まず、原画像
が入力されると（ステップ８１）、この原画像を画像格
納部３に格納した後、上記図３〜図７に示すような処理
により暗号化する（ステップ８２）。そして、この暗号
化画像を暗証番号に基づき、既に同様な方法で暗号化さ
れた画像と合成画像の枚数および処理の順番に応じて導
出される解読キーとともに排他的論理和演算を行うこと
により合成する（ステップ８３）。 【００２９】ついで、次の合成の際の解読のために解読
キーを利用するために、合成枚数をカウントし（ステッ
プ８４）、合成が終了すると（ステップ８５）外接枠作
成部６がこの暗号化領域の周囲を包囲するための実線の
枠を生成し（ステップ８６）、また、合成枚数を実線の
枠の外に記録する（ステップ８７）。 【００３０】つぎに、図８（ｂ）を参照してこの合成画
像を分離して復号化する場合の動作を説明する。まず、
合成枚数を識別し（ステップ８８）、また、暗号化領域
を囲む実線の枠を認識する（ステップ８９）。ついで、
この合成枚数と合成画像の順序と暗証番号から導出され
る解読キーに対応する最初の暗号化画像を合成画像から
分離し（ステップ９０）、この暗号化画像を復号化処理
により再生する（ステップ９１）。そして、このステッ
プ９０，９１の処理を繰り返すことにより全ての暗号化
画像を分離、再生する（ステップ９２）。 【００３１】したがって、この例では、複数の暗号化画
像が合成されて更に暗号化されるので、１枚のシート状
媒体に多数の機密情報を記録して情報を高密度化するこ
とができる。 【００３２】つぎに、図９（ａ）を参照して図９（ｃ）
に示すように暗号化されていない被合成画像９３に対
し、暗号化される画像９４を空間的に分散して合成する
場合の動作を説明する。まず、暗号化される画像９４を
暗号化し（ステップ１０１）、ついで、この暗号化画像
を疑似乱数発生手段（図示省略）により生成される乱数
に基づいたアドレスによりランダムにメモリに格納する
（ステップ１０２，１０３）。そして、この画像と非暗
号化画像９６を論理和により図９（ｃ）に示すような合
成画像９５を生成する（ステップ１０４）。なお、図９
（ｃ）に示す合成画像９５上の画像９６は、画像９４が
暗号化されてランダムに配置された場合を示し、白色ノ
イズ状と同様な性質を有する。 【００３３】つぎに、図９（ｂ）を参照しこの合成画像
９５を分離する場合の動作を説明すると、まず、合成画
像９５が入力されると（ステップ１０５）、非暗号化画
像９３はローパスフィルタを介して分離され、白色ノイ
ズ状と同様なランダム画像９６はハイパスフィルタを介
して分離される（ステップ１０６〜１０８）。そして、
ランダム画像９６は、合成の際の乱数に基づいて元の位
置に再配置されて暗号化画像に復元され（ステップ１０
９）、この暗号化画像が後述するような復号化処理によ
り再生される（ステップ１１０）。 【００３４】したがって、この例ではランダム化された
暗号化画像９６と非暗号化画像９３が合成されるので、
非暗号化画像により暗号化画像が第三者に知られないと
いう効果がある。 【００３５】つぎに、図１０（ａ）を参照して図１０
（ｂ）に示すような暗号化画像の領域を識別する場合の
動作を説明する。この領域は前述したように、水平方向
の実線１１８と垂直方向の実線１１９で包囲されている
ので、暗号化画像が読み取り部１により読み取られて画
像格納部３に格納されると、まず、枠線認識部４により
この線分１１８，１１９を判別する（ステップ１１
１）。そして、この線分１１８，１１９を水平線分１１
８と垂直線分１１９に分離、抽出し（ステップ１１２，
１１３）、この線分１１８，１１９の接続状態により外
接枠を判別する（ステップ１１４）。 【００３６】ついで、画像格納部３に格納されているこ
の外接枠のアドレスにより水平方向の傾斜量（ステップ
１１５）と垂直方向の傾斜量（ステップ１１６）を算出
し、この傾斜量に基づいて画像格納部３に格納された暗
号化画像をシフトし、回転させることにより補正する
（ステップ１１７）。したがって、シート状媒体に記録
された暗号化画像が回転して読み取られても元の位置に
補正して正確に復号化することができる。 【００３７】なお、暗号化画像を認識させる手法として
図１１に示すように、シート状媒体の原点１１９ａを示
す矢印１１９ｂを可視的に記録することにより、所有者
がシート状媒体を正しく画像読み取り部１にセットして
暗号化画像を正しい方向に読み取ることができる。ま
た、暗号化画像であることを示すマーク１２０を可視的
に記録することにより、所有者が正しい暗証番号を入力
すれば再生可能なことを報知することができる。この矢
印１１９ｂやマーク１２０は、各パターンを予め記憶
し、暗号化時に外接作成後に画像格納部７において展開
することによりシート状媒体に記録することができる。 【００３８】したがって、シート状媒体上に暗号化画像
の方向が付加されるので、暗号化画像の読み取りの際の
操作が簡単になり、したがって、情報伝達の精度を向上
させることができる。 【００３９】ここで、図１２（ｂ）上方に示すように、
この暗号化画像１２５は高域成分１２６が欠落してい
る。そこで、シート状媒体に記録された暗号化画像１２
５を再度画像読み取り部１により読み取り（ステップ１
２１）、Ａ／Ｄ変換器２によりディジタル信号に変換し
（ステップ１２２）、画像格納部３に格納すると（ステ
ップ１２３）、図１２（ｂ）下方に示すように水平、垂
直の両方向において微分フィルタ等により信号の変化点
と変化量を抽出し、画像格納部３に格納されている暗号
化画像１２５と合成することにより高域成分を強調した
画像１２７を再生することができる（ステップ１２
４）。 【００４０】 【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
暗号化手段が前記記憶手段に記憶された画像をランダム
化することにより暗号化して他の非暗号化画像と合成
し、前記復号化手段がこの合成画像を暗号化画像と非暗
号化画像に分離して暗号化画像を復号化するので、暗証
番号によりシート状媒体上に記録された画像情報の機密
性の向上を図ることができるとともに、ランダム化され
た暗号化画像と非暗号化画像に合成されるので、非暗号
化画像により暗号化画像が第三者に知られないという効
果がある。

【図面の簡単な説明】 【図１】本発明に係る画像暗号化再生装置の一実施例を
示すブロック図である。 【図２】図１の画像暗号化再生装置の動作を説明するた
めのフローチャートである。 【図３】画像をブロック毎に暗号化する場合の動作を示
す説明図である。 【図４】画像を画素毎に暗号化する場合の動作を示す説
明図である。 【図５】ランレングス毎に画像を暗号化する場合の動作
を示す説明図である。 【図６】多値画像を暗号化する場合の動作を示す説明図
である。 【図７】画像の全部または一部を選択的に暗号化する場
合の動作を示す説明図である。 【図８】複数の暗号化画像を合成し、合成画像を分離し
て復号化する場合の動作を示す説明図である。 【図９】非暗号化画像と暗号化画像を合成し、合成画像
を分離して復号化する場合の動作を示す説明図である。 【図１０】暗号化画像の領域を識別する場合の動作を示
す説明図である。 【図１１】暗号化画像であることを認識させる手法を示
す説明図である。 【図１２】暗号化画像を復号化する際の高域強調を示す
説明図である。 【符号の説明】 １ 画像読み取り部 ２ Ａ／Ｄ変換器 ３，７ 画像格納部 ４ 枠線認識部 ５ 画素再配置／再構成部 ６ 外接枠作成部 ８ 出力部 ９ 暗証番号入力部 １０ 番号解析部 １１ 暗号化／復号化制御部 １２ アドレス算出部

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 【請求項１】 シート状媒体に記録された画像を光学的
   に読み取る読み取り手段と、 前記読み取り手段により読み取られた画像を記憶する記
   憶手段と、 暗証番号を入力するとともに、暗号化処理と復号化処理
   を選択可能な入力手段と、 前記入力手段を介して暗号化処理が選択された場合に、
   前記入力手段を介して入力された暗証番号に基づいて、
   前記記憶手段に記憶された画像を暗号化する暗号化手段
   と、 前記入力手段を介して復号化処理が選択された場合に、
   前記入力手段を介して入力された暗証番号に基づいて、
   前記記憶手段に記憶された画像を復号化する暗号化手段
   と、 前記暗号化手段により暗号化された画像または前記復号
   化手段により復号化された画像をシート状媒体にプリン
   トアウトして出力する出力手段と、を備え、 前記暗号化手段は前記記憶手段に記憶された画像をラン
   ダム化することにより暗号化して他の非暗号化画像と合
   成し、前記復号化手段はこの合成画像を暗号化画像と非
   暗号化画像に分離して暗号化画像を復号化することを特
   徴とする画像暗号化再生装置。