JP2007081596A - 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

Abstract

【課題】 画像データの少なくとも一部を用いる場合においても、当該データの真正性を検証できる符号化装置及び復号化装置を提供する。
【解決手段】 符号化装置２は、入力画像を受け付け、入力画像に対して所定の多層化手法を行って、複数の部分画像を含む画像データを生成する。例えば、この画像データは、ＭＲＣ形式の画像データであり、部分画像は、それぞれの層の画像である。符号化装置２は、部分画像のそれぞれを符号化して、部分画像符号を生成し、生成された部分画像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、出力符号に含まれる部分画像符号に対して、所定の粒度で電子署名を行う。ここで、電子署名は、それぞれの部分画像符号に対してなされてもよいし、複数の部分画像を含む単位でなされてもよいし、出力符号全体に対してなされてもよい。
【選択図】 図６

Description

本発明は、文書に対して電子署名を行う符号化装置及び復号化装置に関する。

電磁的に保存された文書を紙文書と同じように利用することが求められている。
非特許文献１においては、文書の完全性が保証されることが要件の１つとなっている。この中では、完全性の保証として、「公開鍵暗号方式等を活用し、電子文書の改変の事実の有無、電子文書間の作成順序関係を検証できる措置を講じていること」が必要であり、そのためには、「具体的な措置として、例えば、電子署名及び認証業務に関する法律（以下、電子署名法）第２条第１項に定める電子署名を付したり、時刻を保証する措置（タイムスタンプ等）を行うことによって、電子文書の真正性や作成期日の記録の確実性を確保し、電子文書の改変を検知可能とすることが考えられる。」あるいは、「電子文書の改変の厳密な検出は、元の電子文書のハッシュ値に作成者等の秘密鍵による電子署名を付すことにより可能となる。すなわち、元の電子文書のハッシュ値であるメッセージダイジェスト(以下、MD)を作成者等の公開鍵（public key）により復元し、ハードディスク等に置かれた電子文書のMD と比較することにより、書換えの有無を検証できる。」と述べられている。
以下、書き換えがなされていないことを「真正である」と称す。また、書き換え有無の認証を「真正性の検証」と称す。

電子化後の文書の完全性(改変されていないこと)を確認するための技術として、例えば、特許文献１においては、ユーザによって提供された電子文書を、暗号関数を用いて認定し、文書フィンガープリントを作成する手法が開示されている。この文書フィンガープリントは、タイムスタンプと共に暗号により署名される。これにより、この文書フィンガープリントとタイムスタンプとを用いて、オリジナル文書のコピーの真正性を確認し、文書の優先日における存在を判定することができる。

また、イメージ化文書(画像)の完全性を確認するための技術として、例えば、特許文献２において、画像データに対して電子署名における処理を行う手法が開示されている。
ここで、一般に、画像ファイルサイズは大きい。このため、部分画像のみを必要とする場合においても、全画像に対して文書フィンガープリントを検証する演算を行う必要があるので、処理負荷が大きくなってしまう問題がある。

このような問題を解決する手法として、特許文献３において、電子化された文書に、該文書の作者を証明する署名情報を付加する電子署名付加方法において、電子化された文書を、該文書中に出現する予め定められた特定文字または特定文字列を区切りとして、複数の署名文に分割し、分割された署名文ごとに、該署名文をもとに署名情報を生成し、前記署名文に対応付けて前記署名情報を格納する手法が開示されている。
あるいは、特許文献４において、画像に対応する手法であって、入力画像を変換して、各周波数成分毎に電子透かしを埋め込む手法が開示されている。これにより、低解像度画像に対しても、データ改ざんを検出することが可能となる。

しかしながら、特許文献３に開示されている手法では、文字を対象としているため、バイナリで蓄積されている画像データに対して応用することが困難である。
また、特許文献４に開示されている手法は、複数の解像度に署名データを埋め込むが、解像度の違う部分画像にしか採用されることができない。即ち、部分画像種類への対応領域が狭い。さらに、この方式では、各周波数帯に対して、電子透かし埋め込みを行っているため、画像全体の真正性の検証を行う場合の負荷が大きい。

なお、非特許文献２〜非特許文献４において、画像の階層構成について開示されている。また、非特許文献５においては、ＪＰＥＧ２０００について開示されている。

特開平１１−３３８７８０ 特開２０００−３２４３３４ 特開平１０−００３２５７ 特開２００２−０９４７６９ 文書の電磁的保存等に関する検討委員会，「文書の電磁的保存等に関する検討委員会中間報告書」，［ｏｎｌｉｎｅ」，平成１７年１月１１日，文書の電磁的保存等に関する検討委員会，［平成１７年８月３０日検索］，インターネット＜ＵＲＬ：http://www.meti.go.jp/press/20050111002/050111bunsyo2.pdf＞ ITU-T Recommendation T.44 (04/99)，「Mixed raster content (MRC)」，［ｏｎｌｉｎｅ」，平成１１年，ＩＴＵ−Ｔ，［平成１７年８月３０日検索］，インターネット＜ＵＲＬ：http://www.itu.int/rec/recommendation.asp?type=folders&lang=e&parent=T-REC-T.44＞ ＩＥＴＦ，「RFC 2301 - File Format for Internet Fax」，［ｏｎｌｉｎｅ」，平成１０年３月，ＩＥＴＦ，［平成１７年８月３０日検索］，インターネット＜ＵＲＬ：http://rfc.net/rfc2301.html＞ アドビシステムズ，「PDFReference」，［ｏｎｌｉｎｅ」，［平成１７年９月２日検索］，インターネット＜ＵＲＬ：http://partners.adobe.com/public/developer/pdf/index_reference.html＞ ITU-T Recommendation T.800 (08/02)，「Information technology - JPEG 2000 image coding system: Core coding system 」，［ｏｎｌｉｎｅ」，平成１４年，ＩＴＵ−Ｔ，［平成１７年８月３０日検索］，インターネット＜ＵＲＬ：http://www.itu.int/rec/recommendation.asp?type=folders&lang=e&parent=T-REC-T.800＞

本発明は、上述した背景からなされたものであり、画像データの少なくとも一部を用いる場合においても、当該データの真正性を検証できる符号化装置及び復号化装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明に係る符号化装置は、画像を構成する複数の部分画像のそれぞれから部分画像符号を生成する符号生成手段と、前記符号生成手段により生成された部分画像符号の少なくともいずれかに対して電子署名を行う電子署名手段とを有する。

好適には、前記符号生成手段は、画像を構成する複数の層それぞれから部分画像符号を生成する。
好適には、前記符号生成手段は、所定のプログレッシブ順のＪＰＥＧ２０００符合を生成する。
好適には、前記符号生成手段は、プログレッシブ順を変更してストリームを生成する。

好適には、前記電子署名手段は、部分画像符号それぞれに対して電子署名を行う。
好適には、前記電子署名手段は、全ての部分画像符号を含む粒度で電子署名を行う。

好適には、前記電子署名手段は、全て異なる粒度で、複数の電子署名を行う。
好適には、前記電子署名手段は、粒度に含まれる部分画像符号を増やしながら複数の電子署名を行う。

好適には、前記電子署名手段は、パケットそれぞれに対して電子署名を行う。
好適には、前記電子署名手段は、プログレッシブ順で同じパラメタが連続する複数のパケットを含む粒度で電子署名を行う。
好適には、前記電子署名手段は、粒度に含まれるパケットをプログレッシブ順に増やしながら複数の電子署名を行う。

また、本発明に係る復号化装置は、復号範囲を受け付ける復号範囲受付手段と、複数の部分画像符号を含む入力符号から、前記復号範囲受付手段により受け付けられた復号範囲に含まれる部分画像符号を復号する復号手段と、前記復号範囲受付手段により受け付けられた復号範囲を包含する範囲で行われた電子署名を検証する検証手段とを有する。

好適には、前記復号手段は、入力符号を複数の層に分離する。
好適には、前記検証手段は、前記復号範囲受付手段により受け付けられた復号範囲を包含する範囲のうち、最小の粒度で行われた電子署名を検証する。
好適には、前記検証手段は、前記復号範囲受付手段により受け付けられた復号範囲を包含する範囲のうち、最小の符号量の粒度で行われた電子署名を検証する。

好適には、部分画像符号は、ＪＰＥＧ２０００で規定されているパケットである。
好適には、前記復号手段は、前記復号範囲受付手段により受け付けられた復号範囲に基づいて、パケットの符号位置を取得する。

また、本発明に係る画像処理システムは、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、画像を構成する複数の部分画像のそれぞれから部分画像符号を生成する符号生成手段と、前記符号生成手段により生成された部分画像符号の少なくともいずれかに対して電子署名を行う電子署名手段とを有し、前記復号化装置は、復号範囲を受け付ける復号範囲受付手段と、複数の部分画像符号を含む入力符号から、前記復号範囲受付手段により受け付けられた復号範囲に含まれる部分画像符号を復号する復号手段と、前記復号範囲受付手段により受け付けられた復号範囲を包含する範囲で行われた電子署名を検証する検証手段とを有する。

また、本発明に係る符号化方法は、画像を構成する複数の部分画像のそれぞれから部分画像符号を生成し、前記生成された部分画像符号の少なくともいずれかに対して電子署名を行う。

また、本発明に係る復号化方法は、復号範囲を受け付け、複数の部分画像符号を含む入力符号から、前記受け付けられた復号範囲に含まれる部分画像符号を復号し、前記受け付けられた復号範囲を包含する範囲で行われた電子署名を検証する。

また、本発明に係る第１のプログラムは、コンピュータを含む符号化装置において、画像を構成する複数の部分画像のそれぞれから部分画像符号を生成する符号生成ステップと、前記生成された部分画像符号の少なくともいずれかに対して電子署名を行う電子署名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。

さらに、本発明に係る第２のプログラムは、コンピュータを含む復号化装置において、復号範囲を受け付ける復号範囲受付ステップと、複数の部分画像符号を含む入力符号から、前記受け付けられた復号範囲に含まれる部分画像符号を復号する復号ステップと、前記受け付けられた復号範囲を包含する範囲で行われた電子署名を検証する検証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。

本発明の符号化装置及び復号化装置によれば、画像データの少なくとも一部を用いる場合においても、当該データの真正性を検証することができる。

本発明の第１の実施形態に係る符号化装置２及び復号化装置３を説明する。
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。

符号化装置２及び復号化装置３は、例えば、後述する符号化プログラム４０及び復号化プログラム５０がインストールされた汎用コンピュータである。符号化装置２は、通信装置２２又は記憶装置２４を介して入力された入力画像データに対して所定の符号化処理を施して、画像の真正性を検証しうる出力符号データを生成する。復号化装置３は、図示しないネットワークを介して通信装置２２より出力符号データを取得し、又は記憶装置２４に記憶されている出力符号データを取得し、復号処理を施して、画像の真正性を検証しうるデータを抽出する。また、符号化装置２及び復号化装置３は、ネットワークを介して接続されて、画像処理システムを構成する。このネットワークは、有線であってもよいし、無線であってもよい。

まず、本発明の理解を容易にするために概要を説明する。
図２は、画像を構成する複数の部分画像それぞれに対する電子署名方法を説明する図である。
図２（Ａ）に示すように、本発明において、画像は、複数の部分画像から構成される。本例では、入力画像は、層１〜層ＮのＮ層から構成される多層構造で表される。ここで、それぞれの層は、部分画像として扱われる。
なお、多層構造を有する画像については、後で詳述する。

図２（Ｂ）に示すように、画像データは、多層構造を構成する層それぞれが符号化された複数の符号のデータストリームとして表される。本例では、画像データは、Ｎ個の部分画像符号を含む。なお、画像データには、所定のヘッダが含まれてもよい。

電子署名は、様々な単位（以降、粒度ともいう）で行われる。例えば、図２（Ｃ）に示すように、電子署名は、部分画像符号それぞれに対して行われる。ここで、図中の下矢印は、電子署名を行うことを表し、下矢印上の横線の幅は、電子署名を行う単位を表す。
一方、図２（Ｄ）は、電子署名は、全ての部分画像符号を含む単位で行われることを表す。

図３は、電子署名が行われる単位を例示する図である。
図３（Ａ）〜図３（Ｄ）に例示するように、本発明においては、２つ以上の部分画像符号を単位として、電子署名が行われてもよい。
図３（Ａ）は、電子署名が、２つの部分画像符号を単位として行われることを表す。また、図３（Ｂ）に例示するように、電子署名の単位数は、全てが同じである必要はない。図３（Ｂ）の例では、電子署名は、層１に対して行われ、さらに、層２及び層３を合わせた符号を単位として行われる。

図３（Ｃ）に例示するように、電子署名は、電子署名の単位に含まれる部分画像符号を増やしながら行われてもよい。図３（Ｃ）の例では、電子署名は、復号時に層を重ねる順に従って行われる。
また、図３（Ｄ）に例示するように、電子署名は、復号時に層を重ねる順に従って、複数の層を単位として行われてもよい。
さらに、電子署名は、図２及び図３で示された粒度を全て採用して行われてもよいし、これらの粒度の一部のみを採用して行われてもよい。

図４は、多層構造を有する画像データ、及びこの画像データに対する電子署名の粒度を例示する図である。
図４（Ａ）に例示するように、複数の層で構成される画像は、ＭＲＣ（Mixed Raster Content）形式の画像であってよい。ＭＲＣ形式の画像は、背景画像、前景画像及びマスク画像を含む。なお、本発明に係る符号化装置２は、多層構造を有する画像を入力してもよいし、入力画像をＭＲＣ形式等の多層構造の画像に変換して用いてもよい。

本発明に係る符号化装置２は、背景画像及び前景画像に対して多値画像符号化を行う。また、符号化装置２は、マスク画像に対して２値画像符号化を行う。ここで、画素値それぞれは、当該画素位置に背景画像の画素値を用いるか、あるいは前景画像の画素値を用いるかを、マスク画像の値によって定められる。

なお、ＭＲＣの例として、非特許文献２あるいは非特許文献３に示されている方式が挙げられる。例えば、マスク画像は、入力画像から抜き出された文字の形の画像であり、前景画像は、文字の色を含む画像であり、背景画像は、文字が抜かれた画像部分の画像である。

図４（Ｂ）は、多層構造を有する画像データに対する電子署名の粒度を例示する図である。
図４に例示するように、符号化装置２は、背景画像、マスク画像及び前景画像のそれぞれに対して電子署名を行ってもよいし、背景画像とマスク画像との組み合わせに対して電子署名を行って、前景画像のみに対して電子署名を行ってもよいし、３つの画像全体に対して電子署名を行ってもよい。

図５は、制御装置２０により実行され、本発明に係る符号化方法を実現する符号化プログラム４０の機能構成を示す図である。
図５に示すように、符号化プログラム４０は、多層化部４００、符号化部４０２（符号生成手段）及び電子署名部４０４（電子署名手段）を有する。
符号化プログラム４０は、このような構成により、画像を構成する複数の部分画像のそれぞれから部分画像符号を生成し、生成された部分画像符号の少なくともいずれかに対して電子署名を行う。
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。

符号化プログラム４０において、多層化部４００は、入力画像を受け付け、入力画像に対して所定の多層化手法を適用して入力画像を多層化し、複数の部分画像を含む画像データを生成する。ここで、部分画像それぞれは、例えばＭＲＣ形式の画像の層である。多層化部４００は、多層化された画像データを符号化部４０２に対して出力する。
なお、符号化プログラム４０は、入力画像を多層化せずに、予め多層化されている画像を受け付けてもよい。この場合には、画像データは、多層化部４００により多層化されることなく、符号化部４０２に対して出力される。

符号化部４０２は、画像を構成する複数の部分画像のそれぞれから部分画像符号を生成する。より具体的には、符号化部４０２は、ＭＲＣ形式の画像において、背景画像及び前景画像に対して多値画像符号化を行い、マスク画像に対して２値画像符号化を行って、それぞれの画像に対応する部分画像符号を生成する。符号化部４０２は、生成された部分画像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。さらに、符号化部４０２は、出力符号を電子署名部４０４に対して出力する。

電子署名部４０４は、符号化部４０２により符号化された出力符号を受け付けて、生成された部分画像符号の少なくともいずれかに対して電子署名を行う。ここで、電子署名部４０４は、予め定められた粒度で電子署名を行う。電子署名の粒度は、特に限定されず、例えば図２及び図３のいずれかに示される粒度であってよい。

電子署名部４０４は、ハッシュ関数を用いて、所定の粒度の部分画像符号から文書フィンガープリントを算出する。電子署名部４０４は、文書フィンガープリント及びタイムスタンプ情報等を、公開鍵暗号化方式における秘密鍵を用いて暗号化する。このようにして、電子署名部４０４は、所定の粒度で行われる電子署名それぞれにおいて、電子署名データを生成する。なお、電子署名の方法は、上記の方法に限定されない。また、生成された電子署名データは、出力符号に含まれてもよい。

図６は、符号化プログラム４０による符号化処理（Ｓ１０）を示すフローチャートである。
図６に示すように、ステップ１００（Ｓ１００）において、多層化部４００は、入力画像を受け付け、入力画像に対して所定の多層化手法を行って、複数の部分画像を含む画像データを生成する。

ステップ１０２（Ｓ１０２）において、符号化部４０２は、多層化部４００から入力される画像を構成する部分画像のそれぞれを符号化して、部分画像符号を生成する。さらに、符号化部４０２は、生成された部分画像符号をまとめて出力符号を生成する。
ステップ１０４（Ｓ１０４）において、電子署名部４０４は、符号化部４０２から出力符号に含まれる部分画像符号に対して、所定の粒度で電子署名を行う。

図７は、制御装置２０により実行され、本発明に係る復号化方法を実現する復号化プログラム５０の機能構成を示す図である。
図７に示すように、復号化プログラム５０は、符号分離部５００、復号部５０２、電子署名検証部５０４及び制御部５０６を有する。ここで、制御部５０６は、復号範囲受付手段を構成し、符号分離部５００及び復号部５０２は、復号手段を構成し、電子署名検証部５０４は、検証手段を構成する。

復号化プログラム５０は、このような構成により、復号範囲を受け付け、複数の部分画像符号を含む入力符号から、当該復号範囲に含まれる部分画像符号を復号し、当該復号範囲を包含する範囲で行われた電子署名を検証する。
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。

復号化プログラム５０において、制御部５０６は、復号範囲を受け付けて、どの部分画像符号（即ち、層）を復号するかを制御する。より具体的には、制御部５０６は、ＵＩ装置２６（図１）、通信装置２２等を介して復号範囲を受け付け、当該復号範囲に含まれる部分画像符号が復号されるように符号分離部５００及び復号部５０２を制御し、これらの部分画像符号に対して行われた電子署名を検証するように電子署名検証部５０４を制御する。

符号分離部５００は、入力符号を受け付け、制御部５０６の制御により、入力符号を複数の層に分離して、復号部５０２に対して出力する。例えば、復号範囲が前景画像である場合には、符号分離部５００は、分離された前景画像符号のみを復号部５０２に対して出力する。
なお、符号分離部５００は、それぞれの部分画像符号を取得しなくてもよいし、メモリ（不図示）等に格納しなくてもよい。この場合には、符号分離部５００は、入力符号におけるそれぞれの部分画像符号の位置を取得して、出力符号及び当該位置を復号部５０２に対して出力する。

復号部５０２は、制御部５０６により受け付けられた復号範囲に含まれる部分画像符号を復号する。即ち、復号部５０２は、符号分離部５００から入力された部分符号を復号して、出力画像を生成する。例えば、復号部５０２は、前景画像符号を受け付けた場合には、前景画像を復号して出力し、前景画像符号、マスク画像符号及び背景画像符号を受け付けた場合には、これらの符号を復号して、入力画像（図４）を出力画像として出力する。

電子署名検証部５０４は、制御部５０６により受け付けられた復号範囲を包含する範囲で行われた電子署名を検証する。好適には、電子署名検証部５０４は、最も処理負荷の小さい検証を行う。より具体的には、当該復号範囲を包含する範囲のうち、最小の粒度で行われた電子署名を検証する。

例えば、復号範囲に、Ｋ１層、Ｋ２層、…、Ｋｎ層が含まれる場合、電子署名検証部５０４は、復号範囲に含まれる全ての層を包含する粒度であって、かつ、その中で最も最小の粒度で行われた電子署名を検証する。
ここで、復号範囲に含まれる層のみを含む粒度で行われた電子署名が存在する場合には、電子署名検証部５０４は、当該電子署名を検証する。
また、このような電子署名が存在しない場合には、電子署名検証部５０４は、復号範囲に含まれる層を含む電子署名であって、最も層数の少ない電子署名を検証する。
また、層それぞれに対して行われた電子署名のみが存在する場合には、電子署名検証部５０４は、これらの層に対する電子署名それぞれを検証する。

なお、電子署名検証部５０４は、復号範囲を包含する範囲のうち、最小の符号量の粒度で行われた電子署名を検証してもよい。

図８は、復号化プログラム５０による復号化処理（Ｓ２０）を示すフローチャートである。
図８に示すように、ステップ２００（Ｓ２００）において、制御部５０６は、ＵＩ装置２６等を介して、復号範囲を受け付ける。ここで、ユーザは、部分画像（例えば、前景画像）を閲覧するのか、全体画像を閲覧して改ざん痕を検知するのか等を考慮して、ＵＩ装置２６等を介して、復号範囲を入力する。

ステップ２０２（Ｓ２０２）において、符号分離部５００は、制御部５０６の制御により、入力符号を複数の層に分離して、復号範囲に含まれる層の符号を出力する。
ステップ２０４（Ｓ２０４）において、復号部５０２は、符号分離部５００から入力された部分符号を復号して、出力画像を生成する。

ステップ２０６（Ｓ２０６）において、電子署名検証部５０４は、復号範囲内の層のみに対する電子署名が存在するか否かを判定する。復号化プログラム５０は、当該電子署名が存在する場合にはＳ２０８の処理に進み、そうでない場合にはＳ２１０の処理に進む。

ステップ２０８（Ｓ２０８）において、電子署名検証部５０４は、復号範囲内の層のみに対する電子署名を検証し、復号範囲内の全ての層を検証して、当該層（部分画像符号）の真正性を検証する。
ステップ２１０（Ｓ２１０）において、電子署名検証部５０４は、復号範囲内の層を含み、最も層数が少ない電子署名を検証し、復号範囲内の全ての層を検証して、当該層の真正性を検証する。

以上説明したように、本実施形態に係る符号化装置２は、画像を構成する複数の部分画像のそれぞれから部分画像符号を生成し、生成された部分画像符号の少なくともいずれかに対して電子署名を行う。また、復号化装置３は、復号範囲を受け付け、複数の部分画像符号を含む入力符号から、当該復号範囲に含まれる部分画像符号を復号し、当該復号範囲を包含する範囲で行われた電子署名を検証する。

これにより、符号化装置２及び復号化装置３を含む画像処理システムにおいては、画像データの少なくとも一部を用いる場合においても、当該データの真正性を検証することができる。また、復号処理並びに検証処理の負荷が低減されることができる。

次に、本実施形態の変形例を説明する。
図９は、多層構造の画像として、ＰＤＦ等のＮ層構造を有する画像を用いる場合を例示する図である。
図９に例示するように、このような多層構造の画像は、多値の層１と、２値の層２〜層Ｎ（例えば層４）とを含む。符号化プログラム４０（図５）の多層化部４００は、入力画像から多値の層１と、２値の層２〜層Ｎとを生成する。ここで、層２〜層Ｎの色は、別途記述されて、色文字が表現される。
また、復号化プログラム５０（図７）は、層１〜層Ｎのうち、復号範囲に含まれる層を復号して、出力画像を生成する。
なお、ＰＤＦについては、例えば、非特許文献４（PDF Reference version 1.6）の４．８．５節 Masked Imagesに記載されている。

次に、本発明の第２の実施形態に係る符号化装置２及び復号化装置３を説明する。
本実施形態は、ＪＰＥＧ２０００符号が用いられる点で、第１の実施形態と異なる。即ち、本実施形態に係る符号化装置２は、ＪＰＥＧ２０００符号化を適用して得られる部分画像符号に対して電子署名を行い、復号化装置３は、プログレッシブ復号の途中画像に対しても、真正性の検証を行う。

まず、本実施形態の理解を容易にするために、ＪＰＥＧ２０００符号について説明する。
ＪＰＥＧ２０００符号は、パケット化されており、各パケットは、独立に扱われうる。各パケットは、画質(レイヤ；ｌ)、復号画像中の２次元的な位置(プレシンクト；ｐ)、解像度（ｒ）、及びコンポーネント（ｃ）の４軸で指定される。このため、パケットは、上記の４つの変数により示される。ここで、レイヤｌ、プレシンクトｐ、解像度ｒ、コンポーネントｃのパケットは、Ｑ（ｌ，ｐ，ｒ，ｃ）と表される。

ＪＰＥＧ２０００の符号ストリームは、パケットを並べて行われる。パケットの並び順により、様々な形態のプログレッシブ復号が可能となる。
図１０は、ＪＰＥＧ２０００のプログレッションの順序を示す図である。
図１０（Ａ）〜図１０（Ｅ）に示すように、ＪＰＥＧ２０００では、以下の５種類の順序が規定されている。
１．ＬＲＣＰプログレッション
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

例えば、図１０（Ａ）は、レイヤ（ｌ）がループの最も外側にあり、位置（ｐ）がループの最も内側にあることを示す。また、例えば、図１０（Ｂ）は、解像度（ｒ）がループの最も外側にあり、位置（ｐ）がループの最も内側にあることを示す。

図１１は、ＪＰＥＧ２０００の符号データストリーム、及びこのデータに対する電子署名の粒度を例示する図である。
図１１（Ａ）に例示するように、ＪＰＥＧ２０００の符号データストリームは、Ｑ１，Ｑ２，Ｑ３，…，ＱＮのＮ個のパケット（部分画像符号）から構成されている。符号データストリームは、所定のプログレッションの順で符号化されている。

電子署名は、様々な粒度で行われる。例えば、図１１（Ｂ）に示すように、電子署名は、パケットそれぞれに対して行われる。また、図１１（Ｃ）に示すように、電子署名は、符号データストリーム全体を１つの粒度として行われてもよい。

図１２は、本実施形態において電子署名が行われる単位を例示する。
図１２（Ａ）〜図１２（Ｄ）に例示するように、２つ以上のパケットを単位として、電子署名が行われてもよい。
図１２（Ａ）〜図１２（Ｃ）は、所定のパラメータが同一であるパケットを１つの単位として行われる電子署名を例示する。この場合、電子署名は、プログレッシブ順で同じパラメタが連続する複数のパケットを含む粒度で行われる。ここで、粒度は、ループの最も内側にある変数以外のパケットがまとめられた粒度である。例えば、ＬＲＣＰプログレッションでは、以下の３パターンがある。

図１２（Ａ）に例示するように、電子署名は、隣り合うパケットでコンポーネント（ｃ）の値が同じパケットがまとめられて行われる。具体的には、パケットＱ（ｌ，ｒ，１，１）とパケットＱ（ｌ，ｒ，１，２）とがまとめられて電子署名が行われ、パケットＱ（ｌ，ｒ，２，１）とパケットＱ（ｌ，ｒ，２，２）とがまとめられて電子署名が行われる。

また、図１２（Ｂ）に例示するように、電子署名は、隣り合うパケットで解像度（ｒ）の値が同じパケットがまとめられて行われてもよい。具体的には、パケットＱ（ｌ，１，１，１）からパケットＱ（ｌ，１，Ｃ，Ｐ）までがまとめられて電子署名が行われ、パケットＱ（ｌ，２，１，１）からパケットＱ（ｌ，２，Ｃ，Ｐ）までがまとめられて電子署名が行われる。ここで、Ｃは、コンポーネント（ｃ）の最大値であり、Ｐは、位置（ｐ）の最大値である。

また、図１２（Ｃ）に例示するように、電子署名は、隣り合うパケットでレイヤ（ｌ）の値が同じパケットがまとめられて行われてもよい。具体的には、パケットＱ（１，１，１，１）からパケットＱ（１，Ｒ，Ｃ，Ｐ）までがまとめられて電子署名が行われ、パケットＱ（２，１，１，１）からパケットＱ（２，Ｒ，Ｃ，Ｐ）までがまとめられて電子署名が行われる。ここで、Ｒは、解像度（ｒ）の最大値である。

また、図１２（Ｄ）に例示するように、電子署名は、プログレッシブの順序で重なり合うように行われてもよい。この場合、電子署名は、粒度に含まれるパケットをプログレッシブ順に増やしながら行われる。なお、パケットを増やす単位は、１つずつに限定されず、複数のパケットごとであってもよい。

さらに、電子署名は、プログレッシブ順序を変更して行われてもよく、図１１及び図１２で示された粒度を全て採用して行われてもよいし、これらの粒度の一部のみを採用して行われてもよい。

図１３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１３に示すように、符号化プログラム６０は、符号化部６００（符号生成手段）及び電子署名部６０４（電子署名手段）を有する。符号化プログラム６０は、このような構成により、画像を構成する複数の部分画像のそれぞれから部分画像符号（パケット）を生成し、生成された部分画像符号の少なくともいずれかに対して電子署名を行う。特に、符号化プログラム６０は、所定のプログレッシブ順のＪＰＥＧ２０００符合を生成し、パケットに対して電子署名を行う。

符号化プログラム６０において、符号化部６００は、入力画像をＪＰＥＧ２０００で符号化し、出力符号を生成して電子署名部６０４に対して出力する。ここで、出力符号は、所定のプログレッシブ順のＪＰＥＧ２０００符合である。符号化部６００は、図１０を用いて説明したように、プログレッシブ順を変更してストリームを生成してもよい。符号化部６００は、生成された出力符号を、通信装置２２に対して出力し、又は記憶装置２４に保存する。

電子署名部６０４は、符号化部６００により生成された出力符号に含まれるパケットの少なくともいずれかに対して電子署名を行う。電子署名部６０４は、図１１及び図１２に例示したように、パケットそれぞれに対して電子署名を行ってもよいし、全てのパケットを含む粒度で電子署名を行ってもよいし、全て異なる粒度で複数の電子署名を行ってもよい。また、電子署名部６０４は、プログレッシブ順で同じパラメタが連続する複数のパケットを含む粒度で電子署名を行ってもよいし、粒度に含まれるパケットをプログレッシブ順に増やしながら複数の電子署名を行ってもよい。

なお、電子署名の方法は、特に限定されず、第１の実施形態と同様の手法を適用すればよい。また、電子署名部６０４により生成された電子署名データは、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１４は、符号化プログラム６０による符号化処理（Ｓ３０）を示すフローチャートである。
図１４に示すように、ステップ３００（Ｓ３００）において、符号化部６００は、入力画像を受け付けて、所定のプログレッシブ順のＪＰＥＧ２０００符号を生成し、出力符号として電子署名部６０４に対して出力する。この出力符号には、複数のパケットが含まれている。なお、出力符号が、複数のプログレッシブ順に対応するときには、符号化部６００は、符号ストリームの再配置を行ってもよい。
ステップ３０２（Ｓ３０２）において、電子署名部４０４は、各パケットに対して、所定の粒度で電子署名を行う。

図１５は、本実施形態に係る復号化プログラム７０の機能構成を示す図である。
図１５に示すように、復号化プログラム７０は、符号分離部７００、復号部５０２、電子署名検証部７０４、制御部５０６を有する。ここで、制御部５０６は、復号範囲受付手段を構成し、符号分離部７００及び復号部５０２は、復号手段を構成し、電子署名検証部７０４は、検証手段を構成する。

復号化プログラム７０において、制御部５０６は、復号範囲を受け付けて、どの部分画像符号（即ち、パケット）を復号するかを制御する。
符号分離部７００は、入力符号を受け付け、制御部５０６の制御により、制御部５０６により受け付けられた復号範囲に基づいてパケットの符号位置を取得して、入力符号とともに復号部５０２に対して出力する。ここで、入力符号には、ＪＰＥＧ２０００で規定されているパケットが含まれている。

復号部５０２は、制御部５０６により受け付けられた復号範囲に含まれる部分画像符号を復号する。
電子署名検証部７０４は、制御部５０６の制御により、制御部５０６により受け付けられた復号範囲に含まれるパケットを包含する範囲で行われた電子署名を検証する。好適には、電子署名検証部７０４は、最も処理負荷の小さい検証を行う。より具体的には、当該復号範囲に含まれるパケットを包含する範囲のうち、最小の粒度で行われた電子署名を検証する。電子署名検証部７０４は、復号範囲に含まれるパケットを包含する範囲のうち、最小の符号量の粒度で行われた電子署名を検証してもよい。このようにして、電子署名検証部７０４は、復号範囲に含まれるパケットそれぞれの真正性を検証する。

図１６は、復号化プログラム７０による復号化処理（Ｓ４０）を示すフローチャートである。なお、図１６において、図８と同様の符号の処理は、図８における処理と同様の処理である。
図１４に示すように、Ｓ２００の処理において、制御部５０６が復号範囲を受け付けると、ステップ４００（Ｓ４００）において、符号分離部７００は、制御部５０６の制御により、復号範囲に基づいてパケットの符号位置を取得する。
ステップ４０２（Ｓ４０２）において、復号部５０２は、復号範囲に含まれるパケットの符号位置に基づいて、符号分離部７００から入力された入力符号のうち、復号範囲に含まれるパケットを復号して、出力画像を生成する。

ステップ４０４（Ｓ４０４）において、電子署名検証部５０４は、復号範囲内のパケットのみに対する電子署名が存在するか否かを判定する。復号化プログラム７０は、当該電子署名が存在する場合にはＳ４０６の処理に進み、そうでない場合にはＳ４０８の処理に進む。

ステップ４０６（Ｓ４０６）において、電子署名検証部７０４は、復号範囲内のパケットのみに対する電子署名を検証し、復号範囲内の全てのパケットを検証して、パケットの真正性を検証する。
ステップ４０８（Ｓ４０８）において、電子署名検証部７０４は、復号範囲内のパケットを含み、最もパケット数が少ない電子署名を検証し、復号範囲内の全てのパケットを検証して、当該パケットの真正性を検証する。

以上説明したように、本実施形態に係る符号化装置２は、所定のプログレッシブ順のＪＰＥＧ２０００符合を生成し、生成された全てのパケットに対して所定の粒度で電子署名を行う。また、復号化装置３は、復号範囲を受け付け、複数のパケットを含む入力符号から、復号範囲に含まれるパケットを復号し、復号範囲に含まれるパケットを包含する範囲で行われた電子署名を検証する。これにより、復号化装置３は、全てのパケットを復号し、検証する必要がないので、復号時の処理負荷が低減されることができる。また、復号化装置３は、画像データの少なくとも一部を用いる場合においても、当該データの真正性を検証することができる。したがって、ユーザの利便性が向上されることができる。

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。 画像を構成する複数の部分画像それぞれに対する電子署名方法を説明する図である。 電子署名が行われる単位を例示する図である。 多層構造を有する画像データ、及びこの画像データに対する電子署名の粒度を例示する図である。 本発明の第１の実施形態に係る符号化プログラム４０の機能構成を示す図である。 符号化プログラム４０による符号化処理（Ｓ１０）を示すフローチャートである。 本発明の第２の実施形態に係る復号化プログラム５０の機能構成を示す図である。 復号化プログラム５０による復号化処理（Ｓ２０）を示すフローチャートである。 多層構造の画像として、ＰＤＦ等のＮ層構造を有する画像を用いる場合を例示する図である。 ＪＰＥＧ２０００のプログレッションの順序を示す図である。 ＪＰＥＧ２０００の符号データストリーム、及びこのデータに対する電子署名の粒度を例示する図である。 本発明の第２の実施形態において電子署名が行われる単位を例示する。 本発明の第２の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。 符号化プログラム６０による符号化処理（Ｓ３０）を示すフローチャートである。 本発明の第２の実施形態に係る復号化プログラム７０の機能構成を示す図である。 復号化プログラム７０による復号化処理（Ｓ４０）を示すフローチャートである。

符号の説明

２・・・符号化装置
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
３・・・復号化装置
４０・・・符号化プログラム
４００・・・多層化部
４０２・・・符号化部
４０４・・・電子署名部
５０・・・復号化プログラム
５００・・・符号分離部
５０２・・・復号部
５０４・・・電子署名検証部
５０６・・・制御部
６０・・・符号化プログラム
６００・・・符号化部
６０４・・・電子署名部
７０・・・復号化プログラム
７００・・・符号分離部
７０４・・・電子署名検証部

Claims (22)

1. 画像を構成する複数の部分画像のそれぞれから部分画像符号を生成する符号生成手段と、
   前記符号生成手段により生成された部分画像符号の少なくともいずれかに対して電子署名を行う電子署名手段と
   を有する符号化装置。
2. 前記符号生成手段は、画像を構成する複数の層それぞれから部分画像符号を生成する
   請求項１に記載の符号化装置。
3. 前記符号生成手段は、所定のプログレッシブ順のＪＰＥＧ２０００符合を生成する
   請求項１に記載の符号化装置。
4. 前記符号生成手段は、プログレッシブ順を変更してストリームを生成する
   請求項３に記載の符号化装置。
5. 前記電子署名手段は、部分画像符号それぞれに対して電子署名を行う
   請求項１乃至４のいずれかに記載の符号化装置。
6. 前記電子署名手段は、全ての部分画像符号を含む粒度で電子署名を行う
   請求項１乃至４のいずれかに記載の符号化装置。
7. 前記電子署名手段は、全て異なる粒度で、複数の電子署名を行う
   請求項１乃至４のいずれかに記載の符号化装置。
8. 前記電子署名手段は、粒度に含まれる部分画像符号を増やしながら複数の電子署名を行う
   請求項７に記載の符号化装置。
9. 前記電子署名手段は、パケットそれぞれに対して電子署名を行う
   請求項３又は４に記載の符号化装置。
10. 前記電子署名手段は、プログレッシブ順で同じパラメタが連続する複数のパケットを含む粒度で電子署名を行う
    請求項３又は４に記載の符号化装置。
11. 前記電子署名手段は、粒度に含まれるパケットをプログレッシブ順に増やしながら複数の電子署名を行う
    請求項３又は４に記載の符号化装置。
12. 復号範囲を受け付ける復号範囲受付手段と、
    複数の部分画像符号を含む入力符号から、前記復号範囲受付手段により受け付けられた復号範囲に含まれる部分画像符号を復号する復号手段と、
    前記復号範囲受付手段により受け付けられた復号範囲を包含する範囲で行われた電子署名を検証する検証手段と
    を有する復号化装置。
13. 前記復号手段は、入力符号を複数の層に分離する
    請求項１２に記載の復号化装置。
14. 前記検証手段は、前記復号範囲受付手段により受け付けられた復号範囲を包含する範囲のうち、最小の粒度で行われた電子署名を検証する
    請求項１２又は１３に記載の復号化装置。
15. 前記検証手段は、前記復号範囲受付手段により受け付けられた復号範囲を包含する範囲のうち、最小の符号量の粒度で行われた電子署名を検証する
    請求項１２又は１３に記載の復号化装置。
16. 部分画像符号は、ＪＰＥＧ２０００で規定されているパケットである
    請求項１２乃至１５のいずれかに記載の復号化装置。
17. 前記復号手段は、前記復号範囲受付手段により受け付けられた復号範囲に基づいて、パケットの符号位置を取得する
    請求項１６に記載の復号化装置。
18. 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、
    画像を構成する複数の部分画像のそれぞれから部分画像符号を生成する符号生成手段と、
    前記符号生成手段により生成された部分画像符号の少なくともいずれかに対して電子署名を行う電子署名手段と
    を有し、
    前記復号化装置は、
    復号範囲を受け付ける復号範囲受付手段と、
    複数の部分画像符号を含む入力符号から、前記復号範囲受付手段により受け付けられた復号範囲に含まれる部分画像符号を復号する復号手段と、
    前記復号範囲受付手段により受け付けられた復号範囲を包含する範囲で行われた電子署名を検証する検証手段と
    を有する
    画像処理システム。
19. 画像を構成する複数の部分画像のそれぞれから部分画像符号を生成し、
    前記生成された部分画像符号の少なくともいずれかに対して電子署名を行う
    符号化方法。
20. 復号範囲を受け付け、
    複数の部分画像符号を含む入力符号から、前記受け付けられた復号範囲に含まれる部分画像符号を復号し、
    前記受け付けられた復号範囲を包含する範囲で行われた電子署名を検証する
    復号化方法。
21. コンピュータを含む符号化装置において、
    画像を構成する複数の部分画像のそれぞれから部分画像符号を生成する符号生成ステップと、
    前記生成された部分画像符号の少なくともいずれかに対して電子署名を行う電子署名ステップと
    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。
22. コンピュータを含む復号化装置において、
    復号範囲を受け付ける復号範囲受付ステップと、
    複数の部分画像符号を含む入力符号から、前記受け付けられた復号範囲に含まれる部分画像符号を復号する復号ステップと、
    前記受け付けられた復号範囲を包含する範囲で行われた電子署名を検証する検証ステップと
    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。

Images