JP3848002B2 - 画像データ伝送装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、ファクシミリ装置等の画像データ伝送装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
通常、画像データの通信を行うときに、第三者に対して内容を秘匿する必要がある場合は、送信側から受信側に送信する画像データにパスワードを付帯させて通知し、受信側は、受信した画像データを無条件には出力しないで、メモリに蓄積しておき、受信側で入力されたパスワードと、送信側から通知されたパスワードとが一致した場合に限り、受信した画像データを出力する、いわゆる親展通信機能を用いる。
【0003】
また、画像データの通信を行うときに、傍受を考慮する場合は、画像データに対してスクランブルをかけることにより出力した画像が判別できないようにする方法が種々提案されている。しかしながら、高い秘匿性を得ようとするとアルゴリズムが複雑化したり、秘匿処理用の大規模な回路を設けなければならない等の問題点がある。
【0004】
特開平8−107506号公報に記載された「通信装置」においては、2値画像符号化方式の国際標準であるJBIG(Joint Bi-level Image experts Group)方式 (JIS X 4311: ISO/IEC 11544)のうちプログレッシブモード(復号化時に段階的に低解像度から高解像度へと画像が復元されていく符号化方式)に関する秘匿方式について述べている。
【0005】
当該通信装置においては、JBIG方式における最低解像度レイヤに対し暗号化処理を施すようにしている。JBIG方式では、復号化時には最低解像度レイヤの復元画像を参照しながら処理を進め、1段階解像度の高い画像を復元するため、最低解像度レイヤが暗号化されていれば、暗号を平文化しない限り、次段の解像度レイヤは正しく復号化することができず、さらに後段の高解像度レイヤに関しても、それぞれの前段解像度の画像を参照するため、その後の処理において画像を正しく再生することが不可能となり、画像の秘匿を達成している。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
一方、ファクシミリ装置等の画像データ伝送装置においてJBIG方式を用いる場合には、このようなプログレッシブモードではなくシーケンシャルモード(復号化時に画像が上から下へ順に再生される)を用いる。このような場合は階層的な画像構成となっていないため、符号化後のデータ全域が暗号化の対象となる。そのため符号データ量が多い場合などには暗号化/平文化の処理に必要な時間が増大してしまうという問題点があった。
【0007】
本発明は係る事情に鑑みてなされたものであり、通信データに対し比較的簡易な構成で秘匿性を与えることができる画像データ伝送装置を提供することを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、請求項1に記載の画像データ伝送装置は、送信対象画像データを符号化して受信側に送信する画像データ伝送装置において、送信対象画像データと、該送信対象画像データの各画素位置に対応する秘匿化用データとに基づいて、該送信対象画像データの画素単位で所定の演算を行い秘匿化画像データを作成する演算手段と、任意の符号データをセットし、送信対象画像データと一致する主走査、副走査サイズで復号化を行って得られる乱数データを秘匿化用データとして前記演算手段に出力するとともに、前記演算手段により作成された前記秘匿化画像データを符号化する算術符号化手段と、符号化された前記秘匿化画像データ及び前記秘匿化用データを前記受信側に送信する伝送手段とを備え、前記算術符号化手段における符号化処理は、JBIG方式で採用される算術符号化方式に基づく処理であることを特徴とする。
【0014】
請求項2に記載の画像データ伝送装置は、請求項1に記載の画像データ伝送装置において、前記演算手段における前記所定の演算は、各画素ごとの排他的論理和演算であることを特徴とする。
【0016】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面を参照しながら、本発明の実施の形態を詳細に説明する。
【0017】
先ず、図1は、本発明の実施の形態に係る画像データ伝送装置としてのファクシミリ装置1のブロック構成を示している。
【0018】
同図において、ファクシミリ装置1は、システム制御部2、ROM3、RAM4、画像入力手段5、画像出力手段6、符号化復号化部7、操作表示部8、通信制御部9、モデム10、網制御部11、及び、システムバス12により構成されている。
【0019】
システム制御部2は、ROM3書き込まれた制御プログラムに従って、RAM4を作業領域として使用しながら、装置各部を制御するマイクロコンピュータである。
【0020】
ROM3は、前述したように、システム制御部2が上記装置各部を制御するための制御プログラムが記憶されているリードオンリメモリである。
【0021】
RAM4は、前述したようにシステム制御部2の作業領域として使用されるランダムアクセスメモリであり、符号化前の画像データや符号化後の画像データの一時的な記憶のためにも使用される。
【0022】
スキャナ5は、3.85本/mm、7.7本/mm、15.4本/mm等の所定の読み取り線密度で原稿画像を読み取って画情報を得るためのものである。
【0023】
画像入力手段5は、ファクシミリ装置1に画像データを取り込むための手段であり、具体的には、原稿画像を読み取って必要な補正を行い量子化して画像データを得るためのスキャナ装置、CD−ROM、フロッピーディスク等の記憶媒体に記録された画像データを読み取るデータ読取装置、パソコン等の他装置から、セントロニクスインターフェースやローカルエリアネットワーク等を介して画像データの転送をうけるための、インターフェース装置等である。
【0024】
画像出力手段6は、ファクシミリ装置1から画像データを出力するための手段であり、具体的には、画像データを記録紙に可視出力するプロッタ装置、画像データをディスプレイに可視出力するディスプレイ装置、フロッピーディスク等の記憶媒体に画像データを記録するデータ記録装置、パソコン等の他装置へ、セントロニクスインターフェースやローカルエリアネットワーク等を介して画像データの転送するためのインターフェース装置等である。
【0025】
符号化復号化部7は、送信画像データを、G3、G4ファクシミリに適合する、MH符号化方式、MR符号化方式、MMR符号化方式、JBIG等等の所定の符号化方式で符号化圧縮する一方、受信画像データをMH符号化方式、MR符号化方式、MMR符号化方式、JBIG等に対応する所定の復号化方式で復号伸長するものである。
【0026】
操作表示部8は、宛先電話番号を指定するためのテンキー、送信スタートキー、ワンタッチダイヤルキー、及び、その他各種キーが配設される一方、液晶表示装置等の表示器を備え、ユーザに知らせるべき装置の動作状態や、各種メッセージを表示するものである。
【0027】
通信制御部9は、モデム10や網制御部11を制御してG3ファクシミリ通信を行うものである。モデム10は、G3ファクシミリモデムで、網制御部11を介して回線に送信するデータを変調する一方、網制御部11を介してPSTNまたはISDNの回線から受信した信号を復調してG3ファクシミリ通信を行い、符号化画像データの送受信を行うためのものである。また、モデム10は、入力されたダイヤル番号に対応したDTMF信号の送出も行う。網制御部11は、回線に接続されて、回線の直流ループの閉結・解放や、回線の極性反転の検出、回線解放の検出、発信音の検出、ビジートーン(話し中)等のトーン信号の検出、呼出信号の検出等の回線との接続制御や、ダイヤルパルスの生成を行うものである。
【0028】
通信制御部9、モデム10及び網制御部11は、いわば、符号化画像データの伝送装置として機能する。本実施の形態では、本発明に係る画像データ伝送装置をファクシミリ装置1に適用した場合を例にとっているため、符号化画像データを回線(PSTNやISDN)を介して他装置との間で伝送するが、符号化画像データの他装置との間の伝送は、LAN、セントロニクスインターフェース、RS−232Cインターフェース等のその他の形態であってもよいのはいうまでもない。
【0029】
システムバス12は、上記各部がデータをやり取りするための信号ラインである。
【0030】
以上の構成のファクシミリ装置1は、図2に示すように、ROM2に秘匿化用データ3aを予め記憶している。この秘匿化用画像データは、後述する図5に示す送信処理手順において参照されるもので、画像入力手段5から入力された、図4に例示するような送信対象画像データを秘匿化するために用いられるものである。秘匿化用データ3aは、目でみて判読しにくいものである必要があり、本実施の形態では、秘匿化用データ3aとして、図3に示すような、送信対象画像データの各画素に対応した2値の乱数データを、用いる。なお、秘匿化用データ3aとしての乱数データは、厳密な乱数でなくてもよいが、少なくとも、目で見て規則性がほとんど認識できないノイズ状のデータであることが望ましい。
【0031】
次に、ファクシミリ装置1における送信処理手順について図5を参照して説明する。
【0032】
同図において、システム制御部2は、画像入力手段5から順次入力されるか、または、画像入力手段5から入力しいったんRAM4に記憶した、図4に例示したような、2値の送信対象画像データを1画素分取り込むと共に(処理1001)、処理1001で取り込んだ画素位置に対応する画素分の秘匿化用データ3aをROM3から読み出す(処理1002)。
【0033】
そして、処理1001及び1002でそれぞれ読み出した画素データに対して排他的論理和演算を行い(処理1003)、得られた演算結果の値を、秘匿化画像データの対応する位置の画素データとしてRAM4に記憶する(処理1004)。処理すべき次画素がある場合は(判断1005のYes)、処理1001に戻り、次画素を新たな処理対象画素として、処理1001、処理1002、処理1003及び処理1004を行う。
【0034】
ここで、送信対象画像データ、秘匿化用データ、及び、送信対象画像データと秘匿化用データとの排他的論理和演算による秘匿化演算により得られる秘匿化画像データの対応について、図6に示す。
【0035】
同図において、送信側における、送信対象画像データ(A)の画素値1(白画素に対応)または画素値0(黒画素に対応))と、秘匿化用データ(B)の画素値との取り得る組み合わせは、(1,1)、(1,0)(0,1)(0,0)の4通りであり、それらの組合せにそれぞれ対応した、秘匿化画像データ(C)の画素値は、0,1,1,0である。これにより、図4に例示した送信対象画像データと、図3に示した秘匿化画像データとの画素単位の排他的論理和演算により得られた秘匿化画像データは、図7に示すように、見た目には、元の送信対象画像データの内容を認識することはできず、秘匿化が実現されている。
【0036】
図5に戻って、1ページ分の送信対象画像データについての秘匿化処理が終了すると(判断1005のYes)、指定された受信側のファクシミリ装置の宛先番号に発呼して(処理1006)、G3ファクシミリプロトコルに基づいて伝送前手順を行って符号化モードを含む各種通信パラメータを設定した後(処理1007)、秘匿化用データ3aをROM3から読み出し(処理1008)、受信側との間で設定した符号化モードで符号化し(処理1009)、受信側に送信する処理を(処理1010)、秘匿化用データ3aの全データの送信が完了するまで繰り返し(判断1011のNoループ)、送信が完了した場合は(判断1011)、次に、処理1004でRAMに記憶した秘匿化画像データを読み出し(処理1012)、受信側との間で設定した符号化モードで符号化し(処理1013)、受信側に送信する処理を(処理1014)、秘匿化用データ3aの全データの送信が完了するまで繰り返し(判断1015のNoループ)、送信が完了した場合は(判断1015のYes)、処理を終了する。
【0037】
これにより、送信対象画像データそのものではなく、見た目には、共に、送信対象画像データの内容の認識が不可能な、秘匿化用データ及び秘匿化画像データが受信側に送信されるため、受信側が、図5に示した送信処理手順に対応した、後述する図11の受信処理手順を行う本発明に係るファクシミリ装置1でなければ、受信側で出力される秘匿化用データや秘匿化画像データは、意味不明なものとなり、送信対象画像データに秘匿性を持たせることができる。また、秘匿化の処理は、送信対象画像データと秘匿化用データとの排他的論理和演算により行えるため、処理が簡便で、高速な処理が可能である。
【0038】
なお、いったん秘匿化画像データを作成してRAM4に蓄積してから受信側に送信するのではなく、送信中に送信対象画像データと秘匿化データ3aとを順次読み出して、秘匿化画像データを作成しつつ送信するようにしてもよいのはいうもでもない。また、送信対象画像データが複数ページ分ある場合には、各送信対象画像データに対応する秘匿化用画像データにそれぞれ秘匿化用データを付帯させて送信するのではなく、秘匿化用データは、各秘匿化用画像データに共通のものとして1回だけ送信するようにする。
【0039】
図8に、図5に示した送信処理手順に基づくブロック構成について示す。
【0040】
同図において、画像入力手段101から入力された送信対象画像データと、秘匿化用データとは、演算手段102により、画素単位の秘匿化演算、すなわち、排他的論理和演算がなされ、演算後の秘匿化画像データは、圧縮符号化手段103により符号化され、符号化後の、秘匿化用データ及び秘匿化画像データのそれぞれの符号データは、伝送手段104により相手先の受信側に送信される。また、制御手段105は、制御信号により画像入力手段101、圧縮符号化手段103、伝送手段104等を制御する。秘匿化用データ106は、予めメモリに記憶されているため、高速な読み出しが可能であり、秘匿化処理を高速に行える。
【0041】
図9に、図8に示すブロック構成の変形例について示す。
【0042】
図9において、図8に示すものと異なる点は、予め記憶した秘匿化用データ106を備えず、秘匿化用データを制御手段105が随時演算により生成する点である。
【0043】
制御手段105は、ROM3に記憶された疑似乱数データ生成プログラムに従い、画像入力手段101から演算手段102に入力される各画素ごとの送信対象画像データに対応する乱数データを随時出力する。なお、疑似乱数データの生成方法としては、二乗採中法や合同法等の公知の手法を適用できる。
【0044】
これにより、秘匿化用データを予め記憶するためのメモリ容量を節減でき、低コスト化が可能となる。
【0045】
また、図10に、図9とは別構成の、図8に示すブロック構成の変形例について示す。
【0046】
図10において、図8に示すものと異なる点は、予め記憶した秘匿化用データ106を備えず、また、圧縮符号化手段103に代えて、算術符号化手段103aを備え、算術符号化手段103aが秘匿化用データを生成して演算手段102に入力している点である。
【0047】
JBIG方式等で用いられる算術符号化方式は、[0,1)の範囲の数直線上に、符号化すべきシンボル系列をその出現確率に応じて定められた幅の区間にマッピングし、その区間内の一点を特定する2進小数値を符号とするものである。特にJBIG方式で採用されている算術符号化方式はQM−Coderと呼ばれている。
【0048】
算術符号化手段103aにおいては、算術符号化を用いている。算術符号化の特徴として、原理的には入力したデータより出力したデータの方のサイズが大きくなると言うことはない。もっとも、QM−Coder等の実際の装置では内部の計算誤差等から、最悪で、入力したデータの数%程度大きくなることがある。しかし、MH、MR、MMR方式等では本発明のような疑似ランダム系列の符号化を行おうとすると、入力の2倍あるいはそれ以上に出力データが増加してしまう場合がある。そのため算術符号化は本発明において好適な符号化であるといえる。
【0049】
更に、JBIG方式における特徴として、符号を作成する際に符号末尾に連続する00hの列は符号列から削除してよいことになっている。復号器側では、符号が終了した後に復号作業が続く場合(符号が終了しても所定のサイズの復号が終了していない場合)00hを符号として符号列に付加し復号を続ける。このようにすることで符号器側との整合を取ることができる。このようにして復号を続けた場合に、所定のサイズを超えて復号化しようとすると、符号末尾に00hが付加され続け、所定サイズ以降の復号データはでたらめなものとなってしまい、秘匿化用データとしての乱数データとして使用可能である。例えば、図3に示した秘匿化用データとしての乱数データは、QM−CoderにABCDhの2バイトの符号をセットし、送信対象画像データと一致する主走査、副走査サイズで復号化を行って得られたものである。
【0050】
また、当然であるが、そのようにして算出符号化手段が秘匿化用データとして生成した乱数データを符号化した場合の符号データはABCDhとなり、画像の複雑さからは想像できないほど少ない符号量となる。そこで、算術符号化手段103aにおいては、適当な符号データをセットした後(何でもよい)、復号化を行うことによって、秘匿化用データとしての乱数データを生成して演算手段102に入力して、演算手段102は、送信対象画像データと算術符号化手段103aからの秘匿化用データとに排他的論理和演算を行い秘匿化画像データを算術符号化手段103aに出力する。算術符号化手段103aは、秘匿化用データと、秘匿化画像データとをそれぞれ算術符号化して出力するが、秘匿化用データについては、算術符号化した符号データは、このデータを生成させるときに用いた符号データと同じになるため、再度符号化する必要はなく、そのまま符号として伝送手段104に出力すればよい。
【0051】
これにより、秘匿化用データを、予めメモリに記憶することもなく、制御手段105によるプログラムの実行による生成のために、当該プログラムを記憶しておく必要もなく、算術符号化部103aが本来備える算術符号器により高速に生成することができる。
【0052】
次に、ファクシミリ装置1における受信処理手順について図11を参照して説明する。
【0053】
同図において、システム制御部2は、着信があるかを監視し(判断2001のNoループ)、着信があると(判断2001のYes)、G3ファクシミリプロトコルに基づいて伝送前手順を行って復号化モードを含む各種通信パラメータを設定した後(処理2002)、第1ページ目の符号化されている秘匿化用データを受信し(処理2003)、送信側との間で設定した復号化モードで復号化し(処理2004)、解読用データとしてRAM4に記憶する処理を、1ページ分の秘匿化用データの受信が完了するまで繰り返す(判断2006のNoループ)。なお、処理2005で記憶される解読用データは、図3に例示した秘匿化用データと同一のものであり、送信側における秘匿化用データが、受信側では、送信対象画像データの復元のための解読用データとして使用される。
【0054】
符号化された秘匿化用データの受信及び解読用データへの変換が完了すると(判断2006のYes)、続いて第2ページ目の、符号化されている秘匿化画像データを受信し(処理2007)、送信側との間で設定した復号化モードで復号化し(処理2008)、その復号化した、秘匿化画像データの各画素と対応する解読用データをRAM4から読み出し、画素間で排他的論理和処理を行い(処理2009)、画像出力手段6から出力する処理を(処理2010)、1ページ分の秘匿化画像データの受信が完了するまで(判断2011のYes)、繰り返す(判断2011のNoループ)。なお、受信される秘匿化画像データが複数ページある場合は、そのページ数分だけ、処理2007ないし判断2011が繰り返される。
【0055】
ここで、受信した秘匿化画像データ及び解読用画像データと、それらのデータ間の排他的論理和演算による解読演算により得られ処理2010により出力される出力画像データとの対応と、送信側における送信対象画像データ、秘匿化用データ及び秘匿か画像データとの関係について、図6を参照して説明する。
【0056】
同図において、受信側において受信した秘匿化画像データ(D)は、送信側において送信対象画像データ(A)と秘匿化用データ(B)との排他的論理和演算の結果得られた秘匿化画像データ(C)と同一のものであり、その秘匿化画像データ(D)の画素値1(白画素に対応)または0(黒画素に対応))と、送信側における秘匿化用データ(B)と同一の解読用データ(E)の画素値との取り得る組み合わせは、(0,1)、(1,0)(1,1)(0,0)の4通りであり、それらの組合せにそれぞれ対応した、出力画像データ(F)の画素値は、1,1,0,0で、元の送信対象画像データ(A)と同一である。
【0057】
このように、送信側において、図4に例示した送信対象画像データと、図3に示した秘匿化画像データとの画素単位の排他的論理和演算により得られた秘匿化画像データは、受信側において正しく元の送信対象画像データに可逆復元される。
【0058】
図12に、図11に示した受信処理手順に基づくブロック構成について示す。
【0059】
同図において、伝送手段(受信)201により受信された、符号化されている秘匿化用データ及び秘匿化画像データは、復号化手段202により復号化され、解読用データについては、解読用データとしてメモリ手段203に記憶され、演算手段204においては、メモリ手段203からの解読用データと、復号化手段202からの秘匿化画像データにより、画素単位の解読演算、すなわち、排他的論理和演算がなされ、演算後の出力画像データは、画像出力手段205から出力される。また、制御手段206は、制御信号により復号化手段202、メモリ手段203、画像出力手段205等を制御する。
【0060】
このように、本実施の形態によれば、画像データに秘匿性を持たせた伝送が可能になると共に、そのための秘匿化処理及び解読処理は、簡易な構成で高速に行うことができる。
【0061】
【発明の効果】
請求項1に係る発明によれば、前記送信対象画像データをそのまま受信側に送信するのではなく、それに代えて、前記送信対象画像データと前記秘匿化用データとに基づいて画素単位で所定の演算を行って作成した前記秘匿化画像データと前記秘匿化用データとを、JBIG方式で算術符号化して受信側に送信するため、もし受信側で通常のJBIG方式の算術復号化を行おうとした場合、前記秘匿化画像データ及び前記秘匿化用データが再生されることとなり、本来送信しようとする前記送信対象画像データが受信側では正しく再現されることがない。したがって、通信データに対し比較的簡易な構成で秘匿性を与えることが可能となる効果が得られる。また、秘匿化用データを、予めメモリに記憶することもなく、プログラムの実行による生成のために、当該プログラムを記憶しておく必要もなく、前記算術符号化手段が本来備える算術符号器により高速に生成することができる。
【0067】
請求項2に係る発明によれば、秘匿化画像データを、前記送信対象画像データと前記秘匿化用データとの各画素ごとの排他的論理和演算により作成でき、また、受信側で前記秘匿化画像データと前記秘匿化用データとに各画素毎の排他的論理和演算を行えば、前記送信対象画像データを復元することができるため、簡単な演算で高速の処理を行うことが可能となる効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態に係る画像データ伝送装置としてのファクシミリ装置のブロック構成を示す図である。
【図2】本発明の実施の形態に係るファクシミリ装置のROMの記憶内容について示す図である。
【図3】秘匿化(解読)用データのイメージを示す図である。
【図4】送信対象画像データの一例について示す図である。
【図5】本発明の実施の形態に係るファクシミリ装置における送信処理手順について示すフローチャートである。
【図6】送信側における秘匿化演算と受信側における解読演算との対応を示す図である。
【図7】秘匿化画像データのイメージを示す図である。
【図8】図5に示す処理手順に基づくブロック構成について示す図である。
【図9】図8に示すブロック構成の変形例について示す図である。
【図10】図8に示すブロック構成の変形例について示す図9とは別の図である。
【図11】本発明の実施の形態に係るファクシミリ装置における受信処理手順について示すフローチャートである。
【図12】図11に示す処理手順に基づくブロック構成について示す図である。
【符号の説明】
1 ファクシミリ装置
2 システム制御部
3 ROM
3a 秘匿化用データのための記憶領域
4 RAM
5 画像入力手段
6 画像出力手段
7 符号化復号化部
8 操作表示部
9 通信制御部
10 モデム
11 網制御部
12 システムバス
101 画像入力手段
102 演算手段
103 圧縮符号化手段
103a 算術符号化手段
104 伝送手段
105 制御手段
106 秘匿化用データ
201 伝送手段(受信)
202 復号化手段
203 メモリ手段
204 演算手段
205 画像出力手段
206 制御手段
Claims (2)
- 送信対象画像データを符号化して受信側に送信する画像データ伝送装置において、
送信対象画像データと、該送信対象画像データの各画素位置に対応する秘匿化用データとに基づいて、該送信対象画像データの画素単位で所定の演算を行い秘匿化画像データを作成する演算手段と、
任意の符号データをセットし、送信対象画像データと一致する主走査、副走査サイズで復号化を行って得られる乱数データを秘匿化用データとして前記演算手段に出力するとともに、前記演算手段により作成された前記秘匿化画像データを符号化する算術符号化手段と、
符号化された前記秘匿化画像データ及び前記秘匿化用データを前記受信側に送信する伝送手段と
を備え、
前記算術符号化手段における符号化処理は、JBIG方式で採用される算術符号化方式に基づく処理であることを特徴とする画像データ伝送装置。 - 前記演算手段における前記所定の演算は、各画素ごとの排他的論理和演算であることを特徴とする請求項1に記載の画像データ伝送装置。
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