(57)【要約】  暗号化処理時に、暗号化領域のサイズに制約が加えられる。例えば、分割ブロックの縦横の個数を各々既定の正整数で割った場合に、その余りが０(つまり各々に既定した正整数の倍数)又は１以上の一定の数となるように暗号化領域のサイズが制限される。この暗号化処理に対応する復号処理として、暗号化画像のブロック数の制約に基づき、暗号化領域内のブロック位置が検出される。暗号化時に予め縦横のブロック数が制限されているため、ブロック位置検出で検討すべきブロック数の可能性が減り、結果、復号精度が向上する。
2010046951.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
画像データを暗号化画像に暗号化する画像暗号化装置において、
前記画像データから暗号化する部分領域を指定暗号化領域として指定する暗号化領域指定部と、
該指定暗号化領域のサイズを既定の制約下で調整する暗号化領域調整部と、
前記指定暗号化領域の画像を暗号鍵により暗号化する画像暗号化部と、
前記指定暗号化領域内の所定位置を画素値変換する画素値変換部と、
を含むことを特徴とする画像暗号化装置。
【請求項２】
前記暗号化領域調整部は、暗号化領域の縦及び横のサイズをそれぞれ既定の正整数で割った場合に、その余りが０又は１以上の一定の数となるように暗号化領域サイズを調整する、
ことを特徴とする請求項１に記載の画像暗号化装置。
【請求項３】
画像データを暗号化画像に暗号化する画像暗号化装置において、
前記画像データから暗号化する部分領域を指定暗号化領域として指定する暗号化領域指定部と、
該指定暗号化領域の画像を暗号鍵により暗号化する画像暗号化部と、
前記指定暗号化領域内の所定位置を画素値変換する画素値変換部と、
前記指定暗号化領域のサイズに関する情報を前記指定暗号化領域外の指定位置、又は画像全体に付加する暗号化領域サイズ関連情報付加部と、
を含むことを特徴とする画像暗号化装置。
【請求項４】
前記暗号化領域サイズ関連情報付加部は、前記指定暗号化領域のサイズに関する情報を検出可能なバーコード若しくは二次元コード、透かしにコード化されたもの、又は人間が可読な数値として付加する、
ことを特徴とする請求項３に記載の画像暗号化装置。
【請求項５】
画像データを暗号化画像に暗号化する画像暗号化装置において、
前記画像データから暗号化する部分領域を指定暗号化領域として指定する暗号化領域指定部と、
該指定暗号化領域の画像を暗号鍵により暗号化する画像暗号化部と、
前記指定暗号化領域内の所定位置を画素値変換する画素値変換部と、
前記指定暗号化領域のサイズに関する情報をネットワークを介して接続されるサーバ装置に送信する暗号化領域サイズ関連情報記録部と、
を含むことを特徴とする画像暗号化装置。
【請求項６】
請求項１又は２に記載の画像暗号化装置により暗号化された暗号化画像データをデジタル画像に復号する画像復号装置において、
前記暗号化画像データから暗号化領域を検出する暗号化領域検出部と、
前記暗号化画像データに対する暗号化処理時の暗号化領域調整部及び画素値変換部により得られるパターンに基づき、前記暗号化領域内の詳細なブロック位置を求めるブロック位置検出部と、
該ブロック位置に基づき、前記暗号化画像データに対して既定の画素値逆変換を行う画素値逆変換部と、
該画素値逆変換した暗号化画像データに対して復号鍵により復号を行う画像復号部と、
を含むことを特徴とする画像復号装置。
【請求項７】
請求項３又は４に記載の画像暗号化装置により暗号化された暗号化画像データをデジタル画像に復号する画像復号装置において、
前記暗号化画像データから暗号化領域を検出する暗号化領域検出部と、
該暗号化領域のサイズに関する情報を前記暗号化画像データ内より検出する暗号化領域サイズ関連情報検出部と、
該暗号化領域のサイズに関する情報及び暗号化処理時の画素値変換部により得られるパターンに基づき、前記暗号化領域内の詳細なブロック位置を求めるブロック位置検出部と、
該ブロック位置に基づき、前記暗号化画像データに対して既定の画素値逆変換を行う画素値逆変換部と、
該画素値逆変換した暗号化画像データに対して復号鍵により復号を行う画像復号部と、
を含むことを特徴とする画像復号装置。
【請求項８】
請求項５に記載の画像暗号化装置により暗号化された暗号化画像データをデジタル画像に復号する画像復号装置において、
前記暗号化画像データから暗号化領域を検出する暗号化領域検出部と、
該暗号化領域のサイズに関する情報をネットワークを介して接続されるサーバ装置より取得する暗号化領域サイズ関連情報取得部と、
該取得した暗号化領域サイズ関連情報及び暗号化処理時の画素値変換部により得られるパターンに基づき、前記暗号化領域内の詳細なブロック位置を求めるブロック位置検出部と、
該ブロック位置に基づき、前記暗号化画像データに対して既定の画素値逆変換を行う画素値逆変換部と、
該画素値逆変換した暗号化画像データに対して復号鍵により復号を行う画像復号部と、
を含むことを特徴とする画像復号装置。
【請求項９】
画像データを暗号化画像に暗号化する画像暗号化方法において、
前記画像データから暗号化する部分領域を指定暗号化領域として指定する暗号化領域指定ステップと、
該指定暗号化領域のサイズを既定の制約下で調整する暗号化領域調整ステップと、
前記指定暗号化領域の画像を暗号鍵により暗号化する画像暗号化ステップと、
前記指定暗号化領域内の所定位置を画素値変換する画素値変換ステップと、
を含むことを特徴とする画像暗号化方法。
【請求項１０】
前記暗号化領域調整ステップは、暗号化領域の縦及び横のサイズをそれぞれ既定の正整数で割った場合に、その余りが０又は１以上の一定の数となるように暗号化領域サイズを調整する、
ことを特徴とする請求項９に記載の画像暗号化方法。
【請求項１１】
画像データを暗号化画像に暗号化する画像暗号化方法において、
前記画像データから暗号化する部分領域を指定暗号化領域として指定する暗号化領域指定ステップと、
該指定暗号化領域の画像を暗号鍵により暗号化する画像暗号化ステップと、
前記指定暗号化領域内の所定位置を画素値変換する画素値変換ステップと、
前記指定暗号化領域のサイズに関する情報を前記指定暗号化領域外の指定位置、又は画像全体に付加する暗号化領域サイズ関連情報付加ステップと、
を含むことを特徴とする画像暗号化方法。
【請求項１２】
前記暗号化領域サイズ関連情報付加ステップは、前記指定暗号化領域のサイズに関する情報を検出可能なバーコード若しくは二次元コード、透かしにコード化されたもの、又は人間が可読な数値として付加する、
ことを特徴とする請求項１１に記載の画像暗号化方法。
【請求項１３】
画像データを暗号化画像に暗号化する画像暗号化方法において、
前記画像データから暗号化する部分領域を指定暗号化領域として指定する暗号化領域指定ステップと、
該指定暗号化領域の画像を暗号鍵により暗号化する画像暗号化ステップと、
前記指定暗号化領域内の所定位置を画素値変換する画素値変換ステップと、
前記指定暗号化領域のサイズに関する情報をネットワークを介して接続されるサーバ方法に送信する暗号化領域サイズ関連情報記録ステップと、
を含むことを特徴とする画像暗号化方法。
【請求項１４】
請求項１又は２に記載の画像暗号化装置、或いは請求項９又は１０に記載の画像暗号化方法により暗号化された暗号化画像データをデジタル画像に復号する画像復号方法において、
前記暗号化画像データから暗号化領域を検出する暗号化領域検出ステップと、
前記暗号化画像データに対する暗号化処理時の暗号化領域調整ステップ及び画素値変換ステップにより得られるパターンに基づき、前記暗号化領域内の詳細なブロック位置を求めるブロック位置検出ステップと、
該ブロック位置に基づき、前記暗号化画像データに対して既定の画素値逆変換を行う画素値逆変換ステップと、
該画素値逆変換した暗号化画像データに対して復号鍵により復号を行う画像復号ステップと、
を含むことを特徴とする画像復号方法。
【請求項１５】
請求項３又は４に記載の画像暗号化装置、或いは請求項１１又は１２に記載の画像暗号化方法により暗号化された暗号化画像データをデジタル画像に復号する画像復号方法において、
前記暗号化画像データから暗号化領域を検出する暗号化領域検出ステップと、
該暗号化領域のサイズに関する情報を前記暗号化画像データ内より検出する暗号化領域サイズ関連情報検出ステップと、
該暗号化領域のサイズに関する情報及び暗号化処理時の画素値変換ステップにより得られるパターンに基づき、前記暗号化領域内の詳細なブロック位置を求めるブロック位置検出ステップと、
該ブロック位置に基づき、前記暗号化画像データに対して既定の画素値逆変換を行う画素値逆変換ステップと、
該画素値逆変換した暗号化画像データに対して復号鍵により復号を行う画像復号ステップと、
を含むことを特徴とする画像復号方法。
【請求項１６】
請求項５に記載の画像暗号化装置、又は請求項１３に記載の画像暗号化方法により暗号化された暗号化画像データをデジタル画像に復号する画像復号方法において、
前記暗号化画像データから暗号化領域を検出する暗号化領域検出ステップと、
該暗号化領域のサイズに関する情報をネットワークを介して接続されるサーバ方法より取得する暗号化領域サイズ関連情報取得ステップと、
該取得した暗号化領域サイズ関連情報及び暗号化処理時の画素値変換ステップにより得られるパターンに基づき、前記暗号化領域内の詳細なブロック位置を求めるブロック位置検出ステップと、
該ブロック位置に基づき、前記暗号化画像データに対して既定の画素値逆変換を行う画素値逆変換ステップと、
該画素値逆変換した暗号化画像データに対して復号鍵により復号を行う画像復号ステップと、
を含むことを特徴とする画像復号方法。
【請求項１７】
画像データを暗号化画像に暗号化するコンピュータに、
前記画像データから暗号化する部分領域を指定暗号化領域として指定する暗号化領域指定機能と、
該指定暗号化領域のサイズを既定の制約下で調整する暗号化領域調整機能と、
前記指定暗号化領域の画像を暗号鍵により暗号化する画像暗号化機能と、
前記指定暗号化領域内の所定位置を画素値変換する画素値変換機能と、
を実行させるためのプログラム。
【請求項１８】
前記暗号化領域調整機能は、暗号化領域の縦及び横のサイズをそれぞれ既定の正整数で割った場合に、その余りが０又は１以上の一定の数となるように暗号化領域サイズを調整する、
ことを特徴とする請求項１７に記載のプログラム。
【請求項１９】
画像データを暗号化画像に暗号化するコンピュータに、
前記画像データから暗号化する部分領域を指定暗号化領域として指定する暗号化領域指定機能と、
該指定暗号化領域の画像を暗号鍵により暗号化する画像暗号化機能と、
前記指定暗号化領域内の所定位置を画素値変換する画素値変換機能と、
前記指定暗号化領域のサイズに関する情報を前記指定暗号化領域外の指定位置、又は画像全体に付加する暗号化領域サイズ関連情報付加機能と、
を実行させるためのプログラム。
【請求項２０】
前記暗号化領域サイズ関連情報付加機能は、前記指定暗号化領域のサイズに関する情報を検出可能なバーコード若しくは二次元コード、透かしにコード化されたもの、又は人間が可読な数値として付加する、
ことを特徴とする請求項１９に記載のプログラム。
【請求項２１】
画像データを暗号化画像に暗号化するコンピュータに、
前記画像データから暗号化する部分領域を指定暗号化領域として指定する暗号化領域指定機能と、
該指定暗号化領域の画像を暗号鍵により暗号化する画像暗号化機能と、
前記指定暗号化領域内の所定位置を画素値変換する画素値変換機能と、
前記指定暗号化領域のサイズに関する情報をネットワークを介して接続されるサーバ方法に送信する暗号化領域サイズ関連情報記録機能と、
を実行させるためのプログラム。
【請求項２２】
請求項１又は２に記載の画像暗号化装置、請求項９又は１０に記載の画像暗号化方法、或いは請求項１７又は１８に記載のプログラムにより暗号化された暗号化画像データをデジタル画像に復号するコンピュータに、
前記暗号化画像データから暗号化領域を検出する暗号化領域検出機能と、
前記暗号化画像データに対する暗号化処理時の暗号化領域調整機能及び画素値変換機能により得られるパターンに基づき、前記暗号化領域内の詳細なブロック位置を求めるブロック位置検出機能と、
該ブロック位置に基づき、前記暗号化画像データに対して既定の画素値逆変換を行う画素値逆変換機能と、
該画素値逆変換した暗号化画像データに対して復号鍵により復号を行う画像復号機能と、
を実行させるためのプログラム。
【請求項２３】
請求項３又は４に記載の画像暗号化装置、請求項１１又は１２に記載の画像暗号化方法、或いは請求項１９又は２０に記載のプログラムにより暗号化された暗号化画像データをデジタル画像に復号するコンピュータに、
前記暗号化画像データから暗号化領域を検出する暗号化領域検出機能と、
該暗号化領域のサイズに関する情報を前記暗号化画像データ内より検出する暗号化領域サイズ関連情報検出機能と、
該暗号化領域のサイズに関する情報及び暗号化処理時の画素値変換機能により得られるパターンに基づき、前記暗号化領域内の詳細なブロック位置を求めるブロック位置検出機能と、
該ブロック位置に基づき、前記暗号化画像データに対して既定の画素値逆変換を行う画素値逆変換機能と、
該画素値逆変換した暗号化画像データに対して復号鍵により復号を行う画像復号機能と、
を実行させるためのプログラム。
【請求項２４】
請求項５に記載の画像暗号化装置、請求項１３に記載の画像暗号化方法、又は請求項２１に記載のプログラムにより暗号化された暗号化画像データをデジタル画像に復号するコンピュータに、
前記暗号化画像データから暗号化領域を検出する暗号化領域検出機能と、
該暗号化領域のサイズに関する情報をネットワークを介して接続されるサーバ方法より取得する暗号化領域サイズ関連情報取得機能と、
該取得した暗号化領域サイズ関連情報及び暗号化処理時の画素値変換機能により得られるパターンに基づき、前記暗号化領域内の詳細なブロック位置を求めるブロック位置検出機能と、
該ブロック位置に基づき、前記暗号化画像データに対して既定の画素値逆変換を行う画素値逆変換機能と、
該画素値逆変換した暗号化画像データに対して復号鍵により復号を行う画像復号機能と、
を実行させるためのプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、印刷物やデジタル画像の一部を視覚的に暗号化及び復号する技術に関し、特に、印刷された暗号化画像の復号精度を向上させるための画像の暗号化及び復号技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
社会の情報化が進む中で、秘密情報の漏洩が深刻な問題となっており、情報漏洩を防ぐ技術の開発が望まれている。例えばデジタルデータに関しては、第三者に情報が渡ってもその内容を見られないようにデータを暗号化する技術が開発され、情報漏洩を防ぐ有用な部として既に利用されている。【０００３】
一方、紙媒体等に印刷された印刷物の情報漏洩を防ぐ技術はまだ十分に開発されておらず、実用化された例もない。実際、約４０％の情報漏洩が印刷物からであると言われており、デジタルデータと同様に印刷物からの情報漏洩を防ぐ技術の開発が望まれている。【０００４】
印刷物の情報漏洩対策が望まれる具体例として、商品購入時の請求書、クレジットカード等の明細書、病院のカルテ、学校の成績表、名簿などがあり、これらの重要な部分を暗号化して情報漏洩を防ぐ技術が望まれている。【０００５】
本出願時点でまだ公知ではないが、印刷物の暗号化に関する本出願人による先行特許出願として、例えば特願２００７−１４３３０１（以下、特許文献１という。）がある。特許文献１は、暗号化対象の画像領域を複数のブロックに分割し、入力パスワードから得られるパラメータに基づきブロックのスクランブル処理を行った後、対象領域の画素値を規則的に変換し暗号化した画像を生成するものである。画素値の規則的変換で生じる特有のパターンが、復号時に暗号化画像内の詳細位置を決定する指標となり、印刷した暗号化画像が印刷やスキャンにより歪んだ場合でも、位置補正による精度の高い復号が可能となる。【０００６】
また、特許文献１における画素値変換を周囲の画素値のヒストグラムを用いて行い、印刷した暗号化画像のより高精度、高画質な復号を可能にする応用技術についても、まだ公知ではないが、本出願の発明者が考案している。【０００７】
まず、特許文献１の暗号化方法及び復号方法を簡単に述べる。
図１は、特許文献１における暗号化処理手順を表す。
まず、暗号化領域指定部１０１は、図２に示されるように、暗号化する領域を選択する。【０００８】
次に、画像暗号化部１０２は、暗号鍵に基づき上記選択された領域を暗号化する。図３はその一例であり、選択領域に可逆な画像変換がかけられた後、微小領域に分割され、暗号鍵に基づいて微小領域の入れ換え処理（スクランブル）が行われ、対象領域画像が暗号化される。【０００９】
更に、図１の画素値変換部１０３は、画像暗号化部１０２で暗号化された画像の画素値を規則的に変換する。図４は、暗号化された画像に関して、極小の領域が縦、横一定の周期で画素値変換される例である。このように画素値が規則的に変換されるのは、暗号化画像が印刷して復号される際に、画素値変換で生じる特有のパターンを検出することで、暗号化領域内の詳細位置の決定を容易にするためである。【００１０】
これらの処理により、例えば図５のような暗号化画像が得られる。
図６は、図１に示される暗号化処理により暗号化された画像を復号する処理の手順である。【００１１】
まず、暗号化領域検出部６０１は、暗号化された画像の領域検出を行う。領域検出の一例として、図７のように、画素値変換で得られるドットパターンの周期性を調べ、周期性が強く現れる部分を暗号化領域と特定する方法がある。また、別の領域検出例として、暗号化の際に図８（ａ）のように暗号化領域の四隅にマーカを付加しておき、これら４つのマーカから暗号化領域を検出することも可能である。【００１２】
次に、図６のブロック位置検出部６０２は、暗号化領域内に格子状に配置された画素値変換のパターンにより、スクランブルされた暗号化画像のブロック位置を検出する。ブロック位置検出で用いる画素値変換のパターンは二次元的に配置されているため、図９（ａ）のように、印刷やスキャンを経て暗号化画像に歪みや伸縮が生じた場合でも、ブロック位置を正確に検出し、図９（ｂ）のように必要に応じて補正することができる。【００１３】
更に、図６の画素値変換部６０３は、暗号化処理時に画素値変換部１０３（図１）で画素値変換された領域の画素値を元に戻す処理を行う。
最後の画像復号部６０４は、復号鍵に基づいて、暗号化処理時の画像暗号化部１０２（図１）と逆の変換を行い、暗号化画像が復元された画像を得る。【００１４】
特許文献１に開示された暗号化方法では、印刷されスキャンされた暗号化画像が、複雑な場合や大きく歪んだ場合に、復号を失敗してしまうケースがある。その大きな原因は、図６のブロック位置検出部６０２がブロック数を誤って検出してしまうことにある。
図１０はその一例で、暗号化対象の画像が複雑なために暗号化画像に画素値変換のパターンが明確に現れず、その結果ブロック位置検出部６０２が横ブロック数を一つ多く検出してしまい、復号に失敗している。
【特許文献１】特願２００７−１４３３０１号
【発明の開示】
【００１５】
課題は、復号処理における上記のようなブロック位置検出の誤りを減らし、暗号化画像の復号精度を向上させることにある。
この課題を解決するための暗号化処理の第１の態様として、暗号化領域のサイズに制約が加えられる。例えば、分割ブロックの縦横の個数を各々既定の正整数で割った場合に、その余りが０(つまり各々に既定した正整数の倍数)又は１以上の一定の数となるように暗号化領域のサイズが制限される。
【００１６】
上記暗号化処理に対応する復号処理として、暗号化画像のブロック数の制約に基づき、暗号化領域内のブロック位置が検出される。
暗号化時に予め縦横のブロック数が制限されているため、ブロック位置検出で検討すべきブロック数の可能性が減り、結果、復号精度が向上する。
【００１７】
暗号化処理の第２の態様として、暗号化領域のサイズに関する情報が暗号化領域外の指定位置、又は画像全体にコードや透かしとして付加される。又は人間が可読な数値として暗号化領域サイズの情報が付加されてもよい。
【００１８】
上記暗号化処理に対応する復号処理として、暗号化時に埋め込んだ暗号化領域のサイズに関する情報が検出され、ブロック位置検出に利用される。
これにより、ブロック位置検出で検討すべきブロック数の可能性が減り、結果、復号精度が向上する。
【００１９】
暗号化処理の第３の態様として、暗号化領域のサイズに関する情報がネットワークを介して接続されるサーバ装置に送信される。
上記暗号化処理に対応する復号処理として、暗号化時に埋め込んだ暗号化領域のサイズに関する情報がネットワークを介してサーバ装置より取得され、ブロック位置検出に利用される。
【００２０】
これにより、ブロック位置検出で検討すべきブロック数の可能性が減り、結果、復号精度が向上する。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】従来技術（特許文献１）の暗号化処理手順の構成図である。
【図２】従来技術（特許文献１）の暗号化領域指定方法の例を表す図である。
【図３】従来技術（特許文献１）の画像暗号化方法の例を表す図である。
【図４】従来技術（特許文献１）の画素値変換方法の例を表す図である。
【図５】従来技術（特許文献１）の暗号化画像の生成例を表す図である。
【図６】従来技術（特許文献１）の復号処理手順の構成図である。
【図７】従来技術（特許文献１）の暗号化領域検出方法の例を表す図である。
【図８】従来技術（特許文献１）の暗号化領域検出方法の別の例を表す図である。
【図９】従来技術（特許文献１）の暗号化領域内の歪みや伸縮を検出する模式図である。
【図１０】従来技術（特許文献１）における復号失敗例を表す図である
【図１１】第１の実施形態における暗号化処理手順の構成図である。
【図１２】暗号化領域調整部の処理例を表す模式図である。
【図１３】暗号化領域調整部の別の処理例を表す模式図である。
【図１４】画像暗号化部の処理例を表す図である。
【図１５】ブロック数に制限を設けて暗号化した画像の例を表す。
【図１６】第１の実施形態における復号処理手順の構成図である。
【図１７】各ブロック数におけるブロック境界検出例を表す図である。
【図１８】ブロック境界検出の目的関数の最小値分布を表す図である。
【図１９】従来技術（特許文献１）と第１の実施形態におけるブロック境界検出の違いを表す図である。
【図２０】複雑な暗号化画像よりブロック位置を正しく検出し復号した例を表す。
【図２１】第２の実施形態における暗号化処理手順の構成図である。
【図２２】暗号化領域サイズに関する情報を画像内に付加する例を表す図である。
【図２３】第２の実施形態における復号処理手順の構成図である。
【図２４】暗号化領域サイズに関する情報を検出し、それを用いてブロック位置検出する例を表す図である。
【図２５】第３の実施形態における暗号化処理手順の構成図である。
【図２６】第３の実施形態における復号処理手順の構成図である。
【図２７】各実施形態を実現できるコンピュータのハードウェア構成の一例を示す図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下、図面を参照しながら、最良の実施形態を詳細に説明する。
まず、第１の実施形態における暗号化処理について述べる。
図１１は、第１の実施例における暗号化処理手順の構成図である。以下、各処理について順に説明する。【００２３】
まず、暗号化領域指定部１１０１は、対象画像から暗号化する領域を選択する。これは、図１の暗号化領域指定部１０１と同様の処理を行う。
次に、暗号化領域調整部１１０２は、暗号化領域指定部１１０１で選択された暗号化領域の縦及び横のサイズを既定の制約条件下で調整する。図１２は、暗号化領域のサイズが、後に述べる画像暗号化部１１０３における画素並び替えのブロック（以下「ブロック」と表記）のブロック数を３で割った場合にその余りが０(つまりブロックサイズの３の倍数)となるように調整された例である。図中の目盛りの間隔はブロックサイズ１つ分を表す。図１２（ａ）の暗号化領域サイズは、ブロック数に換算すると縦１９個、横１０個分あるのに対し、暗号化領域調整部１１０２を経た図１２（ｂ）の暗号化領域のサイズは縦１８個、横９個となり、ブロック数の３の倍数に制限されているのがわかる。【００２４】
上記の例を一般化すると以下のようになる。
調整前の暗号化領域の横サイズをＷ、縦サイズをＨ、ブロックサイズをＢ、暗号化領域調整後の暗号化領域のサイズをブロック数のＮの倍数とすると、暗号化領域調整部１１０２を経た暗号化領域の横サイズＷ'、縦サイズＨ'は次式で表せる。【００２５】
Ｗ' ＝ floor(Ｗ/(ＢＮ))×ＢＮ・・・（１）
Ｈ' ＝ floor(Ｈ/(ＢＮ))×ＢＮ・・・（２）
ここで、floor(x)はx以下の整数で最大のものを表す(例えば、floor(4.3)=4、floor(7.0)=7)。【００２６】
暗号化領域調整部１１０２における（１）式、（２）式の変換はあくまでも一例であり、これ以外のサイズ変換を適用することも可能である。
また、暗号化領域サイズを調整した後の暗号化領域の位置は、図１２（ｂ）のように選択暗号化領域の左上を基準にして決めてもよいし、図１３（ｂ）、（ｃ）のように領域の中心や右下を基準にして決めてもよい。【００２７】
暗号化領域調整部１１０２により指定された暗号化領域の画像は、続く画像暗号化部１１０３で暗号鍵に基づいて暗号化される。画像暗号化部１１０３の処理は図１の１０３の場合と同様であり、例えば図１４（ａ）のように、選択領域に対して暗号鍵に基づく可逆な画像変換処理１４０１が実行された後、微小領域にブロック分割され、暗号鍵に基づいて微小領域が入れ換えられるスクランブル処理１４０２が実行されることで実現される。また、図１４（ｂ）のように、スクランブル処理１４０２の後に画像変換処理１４０１が実行されてもよい。或いは、図１４（ｃ）のように、スクランブル処理の前後に画像変換処理１４０３及び１４０４が実行されてもよい。【００２８】
上記の処理で暗号化された画像は、図１１の画素値変換部１１０４に入力される。画素値変換部１１０４の処理は、図１の画素値変換部１０３と同様であるため、説明を省略する。【００２９】
これら一連の処理により、例えば図１５（ａ）の入力画像から、図１５（ｂ）のようにブロック数の３の倍数に領域サイズが制限された暗号化画像が生成される。
以上が第１の実施形態における暗号化処理の詳細である。【００３０】
続いて、第１の実施形態における復号処理について説明する。
図１６は、第１の実施形態における復号処理手順の構成図である。この復号処理は、図６のブロック位置検出部６０２の精度を向上させたものであり、図１６に示される復号処理のうち、暗号化領域検出部１６０１、画素値逆変換部１６０３、及び画像復号部１６０４は、図６に示される６０１、６０３、６０４の各部と同じである。そのため、これら３つの処理の説明は省略し、図１６のブロック位置検出部１６０２の処理について図６の場合と比較しながら説明する。【００３１】
図１７は、図６のブロック位置検出部６０２において、各ブロック数として１７、１８、及び１９がそれぞれ仮定された場合における、垂直方向のブロック境界の各検出結果を模式的に表したものである。ブロック境界は、暗号化画像内に格子状に配置された画素値変換のパターンの周期性や、隣り合うブロック境界との間隔を考慮した最適化問題が設定され、その目的関数が最小となる計算に基づく配置として決定される。【００３２】
一般に、想定されたブロック数が本来のブロック数と異なる場合は、どのようにブロック境界が配置されても適合せず、目的関数の最小値は大きな値となる。一方、想定ブロック数と実際のブロック数とが一致する場合は、最適なブロック配置の整合性も高く、目的関数の最小値は小さい。そのため、目的関数の最小値の分布は図１８（ａ）のようになり、これらの中で目的関数値が最小となるブロック数（同図では１８個）の境界配置を選択すれば、ブロック数が未知の場合でも正しいブロック境界を検出できる。【００３３】
しかしながら、図１７に示されるような複雑な暗号化画像の場合は、画素値変換パターンの周期性が弱まるために、正しいブロック数の候補、配置を選択できなくなる可能性がある。図１８（ｂ）は、図１７の暗号化画像の各ブロック数におけるブロック境界検出に関して目的関数の最小値の分布を表したものであるが、実際のブロック数は１８個であるにも関わらず、ブロック数が１９個の時の値が小さくなってしまう。そのため、図１９（ａ）に示されるように、ブロック数が誤って検出され、ブロック境界検出処理が失敗してしまう。【００３４】
一方、図１６の復号処理においては、暗号化時に暗号化可能なブロック数に制限が加えられているため、ブロック位置検出部１６０２で判別すべきブロック数が減り、その結果、図６の６０２におけるようなブロック数の検出誤りを減らすことができる。例えば、第１の実施形態の手法で暗号化された図１７の暗号化画像のサイズは、ブロック数の３の倍数個分であるため、判別されるべきブロック数の候補は・・・、１５個、１８個、２１個、・・・でよい。従って、図６の６０２では、図１９（ａ）に示されるように、ブロック数を１つ多く誤ってしまうのに対して、図１６の１６０２では、図１９（ｂ）に示されるように、不必要なブロック数の候補(１７個、１９個等)を予め除外することができ、正しいブロック数とブロック境界を検出できる。【００３５】
垂直方向のブロック境界検出と同様の方法で、水平方向のブロック境界を検出することもできる。その際、暗号化領域の縦ブロック数を暗号化時に予め制限しているために、検討すべきブロック数の候補を減らすことができ、図１６の復号処理におけるブロック境界の検出精度は、図６の復号処理の場合よりも向上する。【００３６】
以上に述べたブロック位置検出部１６０２の処理により、図６の場合では復号を失敗した複雑な暗号化画像を、図２０に示されるように正しく復号できる。
以上が第１の実施形態における復号処理の詳細である。【００３７】
続いて、第２の実施携帯における暗号化処理について述べる。
図２１は、第２の実施形態における暗号化処理手順の構成図である。ここに示した処理のうち、暗号化領域指定部１１０１、画像暗号化部１１０３、画素値変換部１１０４は、図１１に示される第１の実施形態の暗号化処理の場合と同じ処理なので説明を省略する。以下、暗号化領域サイズ関連情報付加部２１０１について、その処理内容を説明する。【００３８】
暗号化領域サイズ関連情報付加部２１０１は、暗号化された領域のサイズに関する情報を暗号化領域外の指定位置、又は画像全体に付加する。ここで、付加できる暗号化領域サイズ情報の例として、以下のようなものが考えられる。【００３９】
(１)  暗号化領域のピクセル単位での横サイズと縦サイズ
(２)  暗号化領域をスクランブルの分割ブロック単位で見た場合の
縦ブロック数と横ブロック数
(３)  (２)の縦ブロック数と横ブロック数を各々、既定の正整数で割った時の余り
図２２は、上記（２）のブロック数が暗号化領域サイズ関連情報として付加された例であり、縦横の各ブロック数がコード化されて指定位置に付加されている。暗号化領域サイズ関連情報を埋め込むコードは、バーコードや二次元コード等、あらゆるコードが使用可能である。また、指定位置にコード化して付加する上記の方法以外にも、透かしを用いて画像全体に情報を埋め込む方法や、人間が可読な数値として付加する方法なども適用できる。【００４０】
以上が第２の実施形態における暗号化処理の詳細である。
続いて、第２の実施形態における復号処理について述べる。
図２３は、第２の実施形態における復号処理手順の構成図である。ここでの処理のうち、暗号化領域検出部１６０１、画素値逆変換部１６０３、及び画像復号部１６０４は、図１６に示される第１の実施形態の復号処理の場合と同じ処理なのでこれらの説明は省略し、暗号化領域サイズ関連情報検出部２３０１及びブロック位置検出部２３０２の処理について、以下に説明する。【００４１】
まず、暗号化領域サイズ関連情報検出部２３０１は、暗号化領域のサイズに関する情報を画像データ内より検出する。図２４はその一例であり、暗号化領域外の指定位置に付加されたコードから、暗号化領域の縦横のブロック数を検出している。サイズ関連情報は、人が可読な数値として付加されている場合は、読み取った数値を直接手入力してもよい。【００４２】
続くブロック位置検出部２３０２は、上記検出された暗号化領域サイズの情報、及び暗号化領域内に格子状に配置された画素値変換のパターンに基づいて、スクランブルされている暗号化画像のブロック位置を検出する。【００４３】
図６に示される復号処理では、暗号化領域サイズの情報(例えばブロック数)が未知のため、ブロック位置検出において様々な可能性を検討する必要があり、その分検出ブロック位置を誤る可能性が増える。一方、本実施形態では、暗号化領域サイズ関連情報検出部２３０１で検出した領域サイズの情報を制約条件として用いることができるため、検討すべきブロック位置の可能性を減らすことができ、ブロック位置検出の精度が向上する。【００４４】
図２４の例では、ブロック数情報の検出により、暗号化領域のブロック数が横１８個、縦９個と既知であるため、ブロック位置検出時に他のブロック数の可能性を考慮する必要がなく、結果、ブロック位置を誤る可能性を減らせる。【００４５】
以上が第２の実施形態における復号処理の詳細である。
続いて、第３の実施形態における暗号化処理について述べる。
図２５は、第３の実施形態における暗号化処理手順の構成図である。これらに示した処理のうち、暗号化領域指定部１１０１、画像暗号化部１１０３、画素値変換部１１０４は、図１６の第１の実施形態又は図２１の第２の実施形態の場合と同じ処理なのでこれらの説明は省略し、暗号化領域サイズ関連情報記録部２５０１について、以下に説明する。【００４６】
暗号化領域サイズ関連情報記録部２５０１は、暗号化領域のサイズに関する情報をサーバに送信しデータベース２５０２に記録する処理を行う。その際、暗号化領域のサイズ情報に加えて、暗号化画像を含む画像のドキュメント番号、及び暗号化領域の座標情報もサーバに送信しデータベース２５０２に記録する。【００４７】
第２の実施形態の場合と同様に、記録可能な暗号化領域サイズ情報の例としては、以下が挙げられる。
(１)  暗号化領域のピクセル単位での横サイズと縦サイズ
(２)  暗号化領域をスクランブルの分割ブロック単位で見た場合の
縦ブロック数と横ブロック数
(３)  (２)の縦ブロック数と横ブロック数を各々、既定の正整数で割った時の余り
データベース２５０２に記録された情報は、後に説明する復号処理において、暗号化領域内のブロック位置を検出する際に用いられる。【００４８】
以上が第３の実施形態における暗号化処理の詳細である。
最後に、第３の実施形態における復号処理について述べる。
図２６は、第３の実施形態における復号処理手順の構成図である。ここでの処理のうち、暗号化領域検出部１６０１、画素値逆変換部１６０３、及び画像復号部１６０４は、図１６に示される第１の実施形態又は図２３に示される第２の実施形態の復号処理の場合と同じ処理である。また、ブロック位置検出部２３０２は、図２３に示される第２の実施形態の復号処理の場合と同じ処理であるので、これらの説明は省略し、暗号化領域サイズ関連情報取得部２６０１の処理について、以下に説明する。【００４９】
暗号化領域サイズ関連情報取得部２６０１は、まず暗号化画像を含む画像のドキュメント番号、及び検出した暗号化領域の位置に関する情報を、暗号化領域サイズ関連情報がデータベース化されたサーバに送信する。送信したドキュメント番号と暗号化領域の座標情報をもとに、サーバのデータベース２５０２（図２５と同じ）から対応する暗号化領域サイズ関連情報を受信することで、復号対象の暗号化領域サイズ関連情報を取得できる。【００５０】
取得された暗号化領域サイズ関連情報によりブロック位置検出を行えば、第２の実施形態の場合と同様にしてブロック位置検出の精度を向上させることができる。
以上が第３の実施形態における復号処理の詳細である。
図２７は、図１１、図２１、又は図２５に示される暗号化処理手順の構成、或いは、図１６、図２３、又は図２６に示される復号処理手順の構成が、コンピュータがプログラムを実行することにより実現される場合の実施形態を表している。【００５１】
まず、図２７の構成が暗号処理用のコンピュータである場合、ＣＰＵ（中央演算処理装置）２７０１は、暗号化処理手順を実行し、図１１、図２１、又は図２５に示される暗号化処理手順の各部は、ソフトウェアで実装され、ハードディスク記憶装置等の外部記憶装置２７０５に暗号化ソフトとして保存されている。【００５２】
ユーザが暗号化ソフトを起動すると、プログラムがバス２７０８を介してメモリ２７０２にロードされ、ＣＰＵ２７０１が各処理部に対応するプログラムを実行していく。
ユーザは、入力装置２７０３の一部として接続されるスキャナを用いて印刷物をスキャンし、バス２７０８を介してメモリ２７０２にロードしてもよいし、外部記憶装置２７０５に保存されているドキュメントデータをバス２７０８を介してメモリ２７０２にロードして、暗号化処理を行ってもよい。【００５３】
ユーザは、出力装置２７０４の一部として接続されるディスプレイを見ながら、入力装置２７０３の一部として接続されるマウスやキーボードを操作して暗号化したい領域を選択し、パスワードを入力し、暗号化処理手順を実行させる。【００５４】
暗号化した結果は、出力装置２７０４の一部として接続されるプリンタで印刷されてもよいし、外部記憶装置２７０５や可搬記録媒体駆動装置２７０６を介して接続される可搬記録媒体２７０９に保存されるか、或いは、ネットワーク接続装置２７０７を介してネットワークに送出されてもよい。【００５５】
図２５のデータベース２５０２は、ネットワーク接続装置２７０７からインターネット等のネットワークを介して接続される特には図示しないサーバ装置に実装される。
次に、図２７の構成が復号処理用のコンピュータである場合、ＣＰＵ２７０１は、復号処理手順を実行し、図１６、図２３、又は図２６に示される復号処理手順の各部は、ソフトウェアで実装され、ハードディスク記憶装置等の外部記憶装置２７０５に復号ソフトとして保存されている。【００５６】
ユーザが復号ソフトを起動すると、プログラムがバス２７０８を介してメモリ２７０２にロードされ、ＣＰＵ２７０１が各処理部に対応するプログラムを実行していく。
ユーザは、入力装置２７０３の一部として接続されるスキャナを用いて印刷物をスキャンし、バス２７０８を介してメモリ２７０２にロードしてもよいし、外部記憶装置２７０５に保存されているドキュメントデータをバス２７０８を介してメモリ２７０２にロードして、復号処理手順を実行させてもよい。【００５７】
メモリ２７０２に復号したい画像がロードされると、ユーザは、出力装置２７０４の一部として接続されるディスプレイを見ながら、入力装置２７０３の一部として接続されるマウスやキーボードを操作して、復号したい領域を選択し、パスワードを入力することによって暗号化領域を復号させる。【００５８】
復号された画像は、出力装置２７０４の一部として接続されるプリンタで印刷されてもよいし、外部記憶装置２７０５や可搬記録媒体駆動装置２７０６を介して接続される可搬記録媒体２７０９に保存されるか、或いは、ネットワーク接続装置２７０７を介してネットワークに送出されてもよい。【００５９】
図２６のデータベース２５０２は、ネットワーク接続装置２７０７からインターネット等のネットワークを介して接続される特には図示しないサーバ装置に実装される。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【手続補正書】
【提出日】平成23年4月12日(2011.4.12)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
画像データを暗号化画像に暗号化する画像暗号化装置において、
前記画像データから暗号化する部分領域を指定暗号化領域として指定する暗号化領域指定部と、
該指定暗号化領域のサイズを既定の制約下で調整する暗号化領域調整部と、
前記指定暗号化領域の画像を暗号鍵により暗号化する画像暗号化部と、
前記指定暗号化領域内の所定位置を画素値変換する画素値変換部と、
を含むことを特徴とする画像暗号化装置。
【請求項２】
前記暗号化領域調整部は、暗号化領域の縦及び横のサイズをそれぞれ既定の正整数で割った場合に、その余りが０又は１以上の一定の数となるように暗号化領域サイズを調整する、
ことを特徴とする請求項１に記載の画像暗号化装置。
【請求項３】
領域のサイズが既定の制約下で生成され、領域内の所定位置の画素が画素値変換された暗号化領域を含む暗号化画像データを取得し、デジタル画像に復号する画像復号装置において、
前記暗号化画像データから暗号化領域を検出する暗号化領域検出部と、
前記暗号化領域の画素値変換された画素のパターンに基づき、前記暗号化領域内のブロック位置を求めるブロック位置検出部と、
該ブロック位置に基づき、前記暗号化画像データに対して既定の画素値逆変換を行う画素値逆変換部と、
該画素値逆変換した暗号化画像データに対して復号鍵により復号を行う画像復号部と、
を含むことを特徴とする画像復号装置。
【請求項４】
画像データを暗号化画像に暗号化する画像暗号化方法において、
前記画像データから暗号化する部分領域を指定暗号化領域として指定する暗号化領域指定ステップと、
該指定暗号化領域のサイズを既定の制約下で調整する暗号化領域調整ステップと、
前記指定暗号化領域の画像を暗号鍵により暗号化する画像暗号化ステップと、
前記指定暗号化領域内の所定位置を画素値変換する画素値変換ステップと、
を含むことを特徴とする画像暗号化方法。
【請求項５】
領域のサイズが既定の制約下で生成され、領域内の所定位置の画素が画素値変換された暗号化領域を含む暗号化画像データを取得し、デジタル画像に復号する画像復号方法において、
前記暗号化画像データから暗号化領域を検出する暗号化領域検出ステップと、
前記暗号化領域の画素値変換された画素のパターンに基づき、前記暗号化領域内のブロック位置を求めるブロック位置検出ステップと、
該ブロック位置に基づき、前記暗号化画像データに対して既定の画素値逆変換を行う画素値逆変換ステップと、
該画素値逆変換した暗号化画像データに対して復号鍵により復号を行う画像復号ステップと、
を含むことを特徴とする画像復号方法。
【請求項６】
画像データを暗号化画像に暗号化するコンピュータに、
前記画像データから暗号化する部分領域を指定暗号化領域として指定する暗号化領域指定機能と、
該指定暗号化領域のサイズを既定の制約下で調整する暗号化領域調整機能と、
前記指定暗号化領域の画像を暗号鍵により暗号化する画像暗号化機能と、
前記指定暗号化領域内の所定位置を画素値変換する画素値変換機能と、
を実行させるためのプログラム。
【請求項７】
領域のサイズが既定の制約下で生成され、領域内の所定位置の画素が画素値変換された暗号化領域を含む暗号化画像データを取得し、デジタル画像に復号するコンピュータに、
前記暗号化画像データから暗号化領域を検出する暗号化領域検出機能と、
前記暗号化領域の画素値変換された画素のパターンに基づき、前記暗号化領域内のブロック位置を求めるブロック位置検出機能と、
該ブロック位置に基づき、前記暗号化画像データに対して既定の画素値逆変換を行う画素値逆変換機能と、
該画素値逆変換した暗号化画像データに対して復号鍵により復号を行う画像復号機能と、
を実行させるためのプログラム。
【国際調査報告】
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