JP2007074362A - 符号化装置、復号化装置、符号化方法、復号化方法及びこれらのプログラム - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 符号化装置2は、入力画像を下地領域と非下地領域に分割し、下地画像、非下地画像及びマスク画像を生成する。符号化装置2は、生成された下地画像を符号化して、下地符号を生成する。ここで、下地符号は、復号時に改ざん痕が検知できる程度に処理されている。また、符号化装置2は、非下地画像を符号化して非下地符号を生成し、マスク画像を符号化して、マスク符号を生成する。符号化装置2は、下地符号、非下地符号及びマスク符号をまとめて、出力符号を生成する。さらに、符号化装置2は、下地符号、非下地符号、及び出力符号に対して電子署名を行う。
【選択図】 図2
Description
非特許文献1においては、文書の見読性が保証されることが要件となっている。
さらに、文書の見読性に関する技術的事項として、「文書やその制度の性質上、一定の改ざん痕の発見などといった特殊な用途のために通常と異なる再現性の確保を要することを政府省令で定めているものについては、その定めに従った設定を行うべきである」ことが言われている。このような特殊な用途の場合、紙の段階での改ざんがわかる程度のパラメータでスキャンあるいは圧縮を行うことが必要である。
例えば、特許文献2において、カラーの入力画像に対して、画像の劣化を抑えながら、下地色や裏写り等の不要画像部を除去する手法が開示されている。
また、特許文献3において、下地が網点領域でも孤立点を残すことなく下地を除去する手法が開示されている。
これにより、視覚上の画質を高めることができる、あるいは圧縮率を高めることができる。
この問題点は、圧縮画像の品質を上げる、即ち圧縮率を下げることにより、回避されうる。
しかしながら、上記のように圧縮率を下げることにより、画像のデータ量が増大してしまう。その結果、画像を転送しようとしたときに時間及びコストがかかってしまう、画像を閲覧しようとしたときに閲覧開始までに要する時間がかかり、ユーザに負担を与えてしまう、という問題点が発生する。
好適には、前記分割手段は、下地画像における非下地領域の画素を所定の画素値に変換する。
好適には、前記分割手段は、非下地画像における下地領域の画素を所定の画素値に変換する。
好適には、前記符号生成手段は、前記分割手段により分割された画像それぞれに基づいて、プログレッシブ符号化を適用して符号を生成する。
好適には、前記符号生成手段は、少なくともいずれかの部分符号に基づいて、符号をさらに生成する。
好適には、前記符号生成手段は、部分符号の符号量を含むヘッダを含む符号を生成する。
好適には、前記符号生成手段は、変換係数の最上位ビットから順に符号化するプログレッシブ符号化を適用する。
好適には、前記画像出力手段は、下地符号を復号する下地符号復号手段と、非下地符号を復号する非下地画像復号手段と、マスク符号を復号するマスク符号復号手段と、前記下地符号復号手段、前記非下地符号復号手段及び前記マスク符号復号手段の少なくともいずれかにより復号された画像に基づいて画像を生成する画像生成手段とを有する。
好適には、前記検出手段は、前記制御手段の制御により、入力符号に基づいて改ざん痕を検出する。
好適には、前記検出手段は、前記制御手段の制御により、非下地符号に基づいて改ざん痕を検出する。
好適には、前記分離手段は、入力符号に示されている符号量に基づいて符号を抽出する。
好適には、前記画像出力手段は、復号画像のSN比を順に上げるプログレッシブを適用する。
図1は、本発明に係る符号化方法及び復号化方法が適応される符号化装置2及び復号化装置3のハードウェア構成を、制御装置20を中心に例示する図である。
図1に例示するように、符号化装置2等は、CPU202及びメモリ204などを含む制御装置20、通信装置22、HDD・CD装置などの記憶装置24、及びLCD表示装置あるいはCRT表示装置並びにキーボード・タッチパネルなどを含むユーザインターフェース装置(UI装置)26を有する。
図2に示すように、符号化プログラム40は、下地抽出部400、下地画像符号化部402、非下地画像符号化部404、マスク画像符号化部406、符号合成部408、下地符号電子署名部410、非下地符号電子署名部412及び出力符号電子署名部414を有する。ここで、下地抽出部は分割手段を構成し、下地画像符号化部402、非下地画像符号化部404、マスク画像符号化部406及び符号合成部408は、符号生成手段を構成する。
なお、符号化プログラム40の全部又は一部の機能は、符号化装置2に設けられた例えばASICなどのハードウェアにより実現されてもよい。
改ざん痕が発見されうる画質は、実験により予め確認されており、符号化装置2は、この画質を記憶している。ここで、改ざん痕発見可能な画質の最低値をTとする。
次に、下地画像符号化部402は、PとP(Q)とから求められる画質F(P,P(Q))を算出し、この絶対値が改ざん痕発見条件を満たすか否かを判断する。ここで、改ざん痕発見条件は、所定の式で表され、例えば、abs(F(P,P(Q))−T)<eを満たすか否かが判定される。当該式が満たされる場合には、下地画像符号化部402は、このときのパラメータQを用いて下地画像を符号化し、当該式が満たされない場合には、下地画像符号化部402は、これまでに試していないパラメータQ(=q1)を用いて、下地画像Pを再度符号化して、上記の条件式を判定する。
なお、電子署名の方法は、上記の方法に限定されず、例えば、特許文献1に開示されている方法であってもよいし、非特許文献1の42〜43ページに記載されている方法であってもよい。
なお、下地符号電子署名部410、非下地符号電子署名部412及び出力符号電子署名部414により生成された電子署名データは、符号合成部408により生成された出力符号データに含まれてもよい。
図3に例示するように、入力画像は、下地抽出部400により、下地画像、非下地画像及びマスク画像に分割される。下地画像は、所定の下地抽出処理により抽出された下地領域のみを含む画像である。下地画像において、非下地領域の画素値は、所定値(例えば0)である。
図4(A)に例示するように、下地抽出部400は、下地画像における非下地領域の画素を所定の画素値に変換してもよい。より具体的には、下地画像において、非下地領域の画素値は、当該画素の周囲の画素値を考慮して、同じ画素値になるように変換される。例えば、非下地領域の画素値は、下地領域の濃度の平均値に変換される。
また、例えば、下地抽出部400は、ラスタスキャン順で画素が下地領域となったことが分かり、かつ当該画素の周囲に下地領域がない場合、当該画素値を、当該画素の左あるいは上などに存在している非下地画素の値で埋めてもよい。当該画素の周囲に下地領域がある場合は、下地抽出部400は、当該画素を、周囲に存在している下地領域の画素の画素値で埋める。下地抽出部400は、最も左上の画素が下地領域の画素である場合は、所定の画素値(例えば0)で埋めてもよい。
図5に示すように、ステップ100(S100)において、下地抽出部400は、入力画像を下地領域と非下地領域に分割し、下地画像、非下地画像及びマスク画像を生成する。
ステップ104(S104)において、非下地画像符号化部404は、下地抽出部400から入力された非下地画像を符号化して、非下地符号を生成する。ここで、非下地符号は、復号時に改ざん痕が検知できる程度に処理されてもよい。また、この場合には、上記の下地符号は、復号時に改ざん痕が検知できる程度に処理されなくてもよい。
ステップ108(S108)において、符号合成部408は、下地符号、非下地符号及びマスク符号をまとめて、出力符号を生成し、通信装置22に対して出力する、又は記憶装置24に格納する。
ステップ112(S112)において、非下地符号電子署名部412は、非下地画像符号化部404から入力された非下地符号に対して電子署名を行う。
ステップ114(S114)において、出力符号電子署名部414は、符号合成部408から入力された出力符号に対して電子署名を行う。
図6に示すように、復号化プログラム50は、符号分離部500、下地画像復号部502、非下地画像復号部504、マスク画像復号部506、画像合成部508、下地符号電子署名検証部510、非下地符号電子署名検証部512、入力符号電子署名検証部514及び制御部516を有する。
なお、復号化プログラム50の全部又は一部の機能は、復号化装置3に設けられた例えばASICなどのハードウェアにより実現されてもよい。
マスク画像復号部506も、下地画像復号部502と同様にして、符号分離部500から入力されたマスク符号を復号し、マスク画像を画像合成部508に対して出力する。
図7に示すように、ステップ200(S200)において、符号分離部500は、符号化装置2において符号化された入力符号を受け付け、入力符号を下地符号、非下地符号及びマスク符号に分離する。
ステップ206(S206)において、制御部516は、非下地画像復号部504が非下地符号を復号するように制御する。非下地画像復号部504は、符号分離部500から入力された非下地符号を復号し、非下地画像を生成して、画像合成部508に対して出力する。
ステップ208(S208)において、制御部516は、マスク画像復号部506がマスク符号を復号するように制御する。マスク画像復号部506は、符号分離部500から入力されたマスク符号を復号し、マスク画像を生成して、画像合成部508に対して出力する。
ステップ212(S212)において、入力符号電子署名検証部514は、制御部516の制御により、入力符号に基づいて入力符号の真正性を検証する。ここで、改ざん痕が下地領域にあるか否かが検証される。
ステップ216(S216)において、画像合成部508は、制御部516の制御により、非下地画像を出力画像として出力する。
ステップ218(S218)において、非下地符号電子署名検証部512は、制御部516の制御により、非下地符号に基づいて非下地符号の真正性を検証する。
ステップ222(S222)において、画像合成部508は、制御部516の制御により、下地画像を出力画像として出力する。
ステップ224(S224)において、下地符号電子署名検証部510は、制御部516の制御により、下地符号に基づいて下地符号の真正性を検証する。ここで、改ざん痕が下地領域にあるか否かが検証される。
本実施形態は、復号対象画像が、全画像又は非下地画像である点で、第1の実施形態と異なる。
図8は、本実施形態に係る符号化プログラム42の機能構成を示す図である。
図8に示すように、符号化プログラム42は、符号化プログラム40(図2)から下地符号電子署名部410が削除された構成である。符号化プログラム42においては、非下地符号電子署名部412が非下地符号に対して電子署名を行い、出力符号電子署名部414が出力符号に対して電子署名を行う。
これにより、本実施形態においては、符号時の処理負荷が低減されることができる。
図9に示すように、復号化プログラム52は、復号化プログラム50(図6)から下地符号電子署名検証部510が削除された構成である。復号化プログラム52においては、制御部516は、ユーザよりUI装置26等を介して、復号対象画像が全画像であるか又は非下地画像であるかを受け付けて、復号処理及び画像合成処理を制御する。
本実施形態は、JPEG,JPEG2000等のプログレッシブ符号化を適用して、符号化処理が行われる点で、第1の実施形態と異なる。
図10は、本実施形態に係る符号化プログラム60の機能構成を示す図である。
図10に示すように、符号化プログラム60は、画像符号化部600、部分符号抽出部602、部分符号電子署名部604及び全符号電子署名部606を有する。
符号化プログラム60は、このような構成により、JPEGあるいは、JPEG2000のプログレッシブ符号化を適用して、入力画像から少なくとも2種類の符号を生成する。
なお、部分符号領域及びプログレッシブ符号化については、後で詳述する。
部分符号電子署名部604は、部分符号抽出部602から入力された部分符号に対して電子署名を行う。
全符号電子署名部606は、画像符号化部600から入力された出力符号(以降、全符号ともいう)に対して電子署名を行う。
また、部分符号電子署名部604及び全符号電子署名部606により生成された電子署名データは、画像符号化部600により生成された出力符号データに含まれてもよい。
図11に例示するように、プログレッシブ符号は、少なくとも2つ以上の符号領域を有する。本例では、全符号領域は、符号領域1及び符号領域2の2つの符号領域からなる。なお、以降、符号領域1及び符号領域2を部分符号とも称する。
ITU−T T.81勧告 アネックスGには、プログレッシブDCTベース符号化方式が述べられている。このプログレッシブには、以下の2種ある。
1.スペクトラムセレクション
2.サクセッシブアプロキシメーション
ここで、スペクトラムセレクションは、DCTの低域から順に符号化する方式である。サクセッシブアプロキシメーションは、DCT係数のMSB(Most Significant Bit;最上位ビット)から順に符号化する方式である。
ITU−T T.800アネックスB.12を参照するように、プログレッシブ順序には、以下に示される種類がある。
2.RLCPプログレッション
3.RPCLプログレッション
4.PCRLプログレッション
5.CPRLプログレッション
なお、本実施形態は、JPEG及びJPEG2000に限定されず、画像を2つ以上の部分に分割し、そのうちの少なくとも1つのみを用いて視覚的に認識可能な画像を復号する符号化方式を適用すればよい。
図12に示すように、ステップ300(S300)において、画像符号化部600は、プログレッシブ可能な符号化方式を適用して、入力画像から出力符号を生成する。この出力符号には、1つ以上の部分符号が含まれる。画像符号化部600は、生成された出力符号を、部分符号抽出部602及び全符号電子署名部606に対して出力する。
ステップ302(S302)において、部分符号抽出部602は、画像符号化部600から入力された出力符号に含まれる部分符号のうち、符号領域1の部分符号(図11)を抽出して、部分符号電子署名部604に対して出力する。
ステップ306(S306)において、全符号電子署名部606は、画像符号化部600から入力された出力符号(全符号)に対して電子署名を行う。
ここで、電子署名データは、画像符号化部600により生成された出力符号データに含まれてもよい。
図13に示すように、復号化プログラム70は、符号抽出部700、画像復号部702、電子署名検証部704及び制御部706を有する。ここで、符号抽出部700は分離手段を構成し、画像復号部702は画像出力手段を構成し、電子署名検証部704は検出手段を構成する。
復号対象画像が低画質画像である場合には、制御部706は、符号抽出部700が部分符号のみを抽出し、画像復号部702が部分符号を復号するように制御する。また、制御部706は、電子署名検証部704が部分符号と部分符号電子署名の検証を行うように制御する。
図14に示すように、ステップ400(S400)において、符号抽出部700は、符号化装置2において符号化された入力符号を受け付け、入力符号を複数の部分符号に分離する。
ステップ406(S406)において、制御部706は、画像復号部702が全符号を復号するように制御する。画像復号部702は、全符号を復号して高画質画像を出力する。この高画質画像から、改ざん痕が検知されることができる。
ステップ408(S408)において、制御部706は、電子署名検証部704が全符号の真正性を検証するように制御する。電子署名検証部704は、全符号に基づいて全符号の真正性を検証する。ここで、改ざん痕があるか否かが検証される。
ステップ412(S412)において、制御部706は、画像復号部702が部分符号を復号するように制御する。画像復号部702は、部分符号を復号して低画質画像を出力する。部分符号の復号処理は、全符号の復号処理より、高速に行われることができる。
ステップ414(S414)において、制御部706は、電子署名検証部704が部分符号の真正性を検証するように制御する。電子署名検証部704は、部分符号に基づいて部分符号の真正性を検証する。
20・・・制御装置
202・・・CPU
204・・・メモリ
22・・・通信装置
24・・・記憶装置
26・・・UI装置
40・・・符号化プログラム
400・・・下地抽出部
402・・・下地画像符号化部
404・・・非下地画像符号化部
406・・・マスク画像符号化部
408・・・符号合成部
410・・・下地符号電子署名部
412・・・非下地符号電子署名部
414・・・出力符号電子署名部
42・・・符号化プログラム
60・・・符号化プログラム
600・・・画像符号化部
602・・・部分符号抽出部
604・・・部分符号電子署名部
606・・・全符号電子署名部
3・・・復号化装置
50・・・復号化プログラム
500・・・符号分離部
502・・・下地画像復号部
504・・・非下地画像復号部
506・・・マスク画像復号部
508・・・画像合成部
510・・・下地符号電子署名検証部
512・・・非下地符号電子署名検証部
514・・・入力符号電子署名検証部
516・・・制御部
52・・・復号化プログラム
70・・・復号化プログラム
700・・・符号抽出部
702・・・画像復号部
704・・・電子署名検証部
706・・・制御部
Claims (28)
- 入力画像を複数の階層の画像に分割する分割手段と、
前記分割手段により分割された画像それぞれから符号を生成する符号生成手段と
を有し、
前記符号生成手段により生成された符号の少なくともいずれかは、復号時に改ざん痕が検知できる程度に処理されている
符号化装置。 - 前記分割手段は、下地画像と非下地画像とに入力画像を分割する
請求項1に記載の符号化装置。 - 前記分割手段は、下地画像における非下地領域の画素を所定の画素値に変換する
請求項2に記載の符号化装置。 - 前記分割手段は、非下地画像における下地領域の画素を所定の画素値に変換する
請求項2又は3に記載の符号化装置。 - 前記符号生成手段は、
下地画像から符号を生成する下地符号生成手段と、
非下地画像から符号を生成する非下地符号生成手段と、
マスク画像から符号を生成するマスク符号生成手段と、
前記下地符号生成手段、前記非下地符号生成手段及び前記マスク符号生成手段から生成された符号を合成する符号合成手段と
を有する
請求項2乃至4のいずれかに記載の符号化装置。 - 前記分割手段は、入力画像より低画質である画像を生成して、入力画像を複数の階層の画像に分割する
請求項1に記載に符号化装置。 - 前記符号生成手段は、前記分割手段により分割された画像それぞれに基づいて、プログレッシブ符号化を適用して符号を生成する
請求項1又は6に記載の符号化装置。 - 前記符号生成手段は、少なくとも2つの部分符号領域を含む符号を生成する
請求項7に記載の符号化装置。 - 前記符号生成手段は、少なくともいずれかの部分符号に基づいて、符号をさらに生成する
請求項8に記載の符号化装置。 - 前記符号生成手段は、部分符号の符号量を含むヘッダを含む符号を生成する
請求項9に記載の符号化装置。 - 前記符号生成手段は、変換係数の低域から順に符号化するプログレッシブ符号化を適用する
請求項7乃至10のいずれかに記載の符号化装置。 - 前記符号生成手段は、変換係数の最上位ビットから順に符号化するプログレッシブ符号化を適用する
請求項7乃至10のいずれかに記載の符号化装置。 - 入力符号を複数の符号に分離する分離手段と、
前記分離手段により分離された符号の少なくともいずれかを復号して出力画像を出力する画像出力手段と、
入力符号及び前記画像出力手段により復号された符号の少なくともいずれかに基づいて、改ざん痕を検出する検出手段と
を有する復号化装置。 - 前記分離手段は、少なくとも下地符号と非下地符号とに入力符号を分離する
請求項13に記載の復号化装置。 - 前記画像出力手段は、
下地符号を復号する下地符号復号手段と、
非下地符号を復号する非下地画像復号手段と、
マスク符号を復号するマスク符号復号手段と、
前記下地符号復号手段、前記非下地符号復号手段及び前記マスク符号復号手段の少なくともいずれかにより復号された画像に基づいて画像を生成する画像生成手段と
を有する
請求項14に記載の復号化装置。 - 前記検出手段による改ざん痕検出処理を制御する制御手段をさらに有する
請求項13乃至15のいずれかに記載に復号化装置。 - 前記検出手段は、前記制御手段の制御により、入力符号に基づいて改ざん痕を検出する
請求項16に記載の復号化装置。 - 前記検出手段は、前記制御手段の制御により、非下地符号に基づいて改ざん痕を検出する
請求項16又は17に記載の復号化装置。 - 前記検出手段は、前記制御手段の制御により、下地符号に基づいて改ざん痕を検出する
請求項16乃至18のいずれかに記載の復号化装置。 - 前記分離手段は、入力符号に含まれる複数の符号の少なくとも一部を抽出する
請求項13に記載の復号化装置。 - 前記分離手段は、入力符号に示されている符号量に基づいて符号を抽出する
請求項20に記載の復号化装置。 - 前記画像出力手段は、復号画像の解像度を順に上げるプログレッシブを適用する
請求項20又は21に記載の復号化装置。 - 前記画像出力手段は、復号画像のSN比を順に上げるプログレッシブを適用する
請求項20又は21に記載の復号化装置。 - 符号化装置及び復号化装置を有する画像処理システムであって、
前記符号化装置は、
入力画像を複数の階層の画像に分割する分割手段と、
前記分割手段により分割された画像それぞれから符号を生成する符号生成手段と
を有し、
前記符号生成手段により生成された符号の少なくともいずれかは、復号時に改ざん痕が検知できる程度に処理されており、
前記復号化装置は、
入力符号を複数の符号に分離する分離手段と、
前記分離手段により分離された符号の少なくともいずれかを復号して出力画像を出力する画像出力手段と、
入力符号及び前記画像出力手段により復号された符号の少なくともいずれかに基づいて、改ざん痕を検出する検出手段と
を有する
画像処理システム。 - 入力画像を複数の階層の画像に分割し、
前記分割された画像それぞれから符号を生成し、
前記生成された符号の少なくともいずれかは、復号時に改ざん痕が検知できる程度に処理されている
符号化方法。 - 入力符号を複数の符号に分離し、
前記分離された符号の少なくともいずれかを復号して出力画像を出力し、
入力符号及び前記復号された符号の少なくともいずれかに基づいて、改ざん痕を検出する
復号化方法。 - コンピュータを含む符号化装置において、
入力画像を複数の階層の画像に分割する分割ステップと、
前記分割手段により分割された画像それぞれから符号を生成する符号生成ステップと
を前記符号化装置のコンピュータに実行させるプログラムであって、
前記生成された符号の少なくともいずれかは、復号時に改ざん痕が検知できる程度に処理されている
プログラム。 - コンピュータを含む復号化装置において、
入力符号を複数の符号に分離する分離ステップと、
前記分離された符号の少なくともいずれかを復号して出力画像を出力する画像出力ステップと、
入力符号及び前記復号された符号の少なくともいずれかに基づいて、改ざん痕を検出する検出ステップと
を前記復号化装置のコンピュータに実行させるプログラム。
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