(57)【要約】【課題】従来、暗号化しながらデジタル画像を可逆圧縮して伝送し受信側で伸長し更にアティファクトの発生が無い状態でデジタル画像に復元する事はできないという問題を解決する方法及び装置並びにプログラムそして記憶媒体の提供を課題とする。【解決手段】画像や映像に暗号鍵画像を離散コンボリューションする事により見分けがつかない程に暈す事により暗号化し更にエントロピー符号可逆圧縮してインターネット経由で伝送し受信側で伸長した後に別途配布した暗号鍵画像を用いてＢａｙsｅ確率論的数式に基づき反復演算を行い暗号化前の画像を復号する。【選択図】図９
2015115921.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
デジタル画像を暗号化しながら圧縮してネットワーク送信し受信側で伸長及び復号する事によりデジタル画像を復元する暗号通信向け画像圧縮伸長方法であって、
（Ｓ１）デジタル画像を取り込む画像取り込み工程と、
（Ｓ２）希望する暗号強度のグレイスケールの暗号鍵画像を準備する工程と、
（Ｓ３）前記デジタル画像に暗号鍵画像をコンボリューションする事により前記デジタル画像の高周波成分を削減し且つ解像度を低減し且つ暗号化した暗号化画像を得る暗号化工程と、
（Ｓ４）前記暗号化画像をエントロピー符号化して、暗号化画像コードに変換する工程と、
（Ｓ５）前記暗号化画像コードをネットワーク上の他のコンピュータに送信する工程と、
（Ｓ６）前記コンピュータが前記暗号化画像コードを受信する工程と、
（Ｓ７）前記コンピュータにおいて、エントロピー符号化する際に使用した符号化に対応する復号化方法で前記暗号化画像コードを復号し受信暗号化画像と成す工程と、
（Ｓ８）事前に暗号化され別途配信された前記暗号化工程で使用した前記暗号鍵画像を復号して準備する工程と、
（Ｓ９）前記暗号鍵画像及び前記受信暗号化画像から前記受信暗号化画像に最も尤もらしい最尤デジタル画像を復元するデジタル画像復元工程と、
を備える事に特徴が有る暗号通信向け画像圧縮伸長方法。
【請求項２】
請求項１に記載された暗号化工程は、
（Ｓ１０）前記暗号鍵画像の画像サイズを前記デジタル画像に一致させる様に前記暗号鍵画像を補正して第１補正暗号鍵画像と成す第１補正工程と、
（Ｓ１１）前記第１補正暗号鍵画像をフーリエ変換し、第１補正暗号鍵画像スペクトルと成す工程と、
（Ｓ１２）前記デジタル画像をデガンマ補正の後に赤原色画像であるＲＩ、緑原色画像であるＧＩ及び青原色画像であるＢＩに分割する工程と、
（Ｓ１３）前記ＲＩ、前記ＧＩ及び前記ＢＩをそれぞれフーリエ変換し、ＲＩスペクトル、ＧＩスペクトル及びＢＩスペクトルと成す工程と、
（Ｓ１４）前記ＲＩスペクトルと前記第１補正暗号鍵画像スペクトルを積算して得られた積をＲＩＥスペクトルと成す工程と、
（Ｓ１５）前記ＧＩスペクトルと前記第１補正暗号鍵画像スペクトルを積算して得られた積をＧＩＥスペクトルと成す工程と、
（Ｓ１６）前記ＢＩスペクトルと前記第１補正暗号鍵画像スペクトルを積算して得られた積をＢＩＥスペクトルと成す工程と、
（Ｓ１７）前記ＲＩＥスペクトル、前記ＧＩＥスペクトル及び前記ＢＩＥスペクトルをそれぞれ逆フーリエ変換し、高周波数領域が削減され暗号化された赤原色画像であるＲＥ、高周波数領域が削減され暗号化された緑原色画像であるＧＥ及び高周波数領域が削減され暗号化された青原色画像であるＢＥと成す工程と、
（Ｓ１８）前記ＲＥ、前記ＧＥ及び前記ＢＥから１枚のカラー画像を合成し、このカラー画像をガンマ補正の後に暗号化画像と成す工程と、
を備える事に特徴が有る暗号通信向け画像圧縮伸長方法。
【請求項３】
請求項１に記載されたデジタル画像復元工程は、
（Ｓ２０）前記暗号鍵画像の画像サイズを前記受信暗号化画像に一致させる様に前記暗号鍵画像を補正して第２補正暗号鍵画像と成す第２補正工程と、
（Ｓ２１）前記受信暗号化画像を赤原色画像、緑原色画像及び青原色画像に分割する工程、
（Ｓ２２）前記第２補正暗号鍵画像をＨ画像と成し更に前記赤原色画像をＹ画像と成し、更に前記Ｈ画像及び前記Ｙ画像からＦ画像を復元する画像復元演算工程を用いてＦ画像を復元しこれを赤原色デジタル画像と成す工程と、
（Ｓ２３）前記緑原色画像をＹ画像と成し、更に前記画像復元演算工程を用いてＦ画像を復元しこれを緑原色デジタル画像と成す工程と、
（Ｓ２４）前記青原色画像をＹ画像と成し、更に前記画像復元演算工程を用いてＦ画像を復元しこれを青原色デジタル画像と成す工程と、
（Ｓ２５）前記赤原色デジタル画像、前記緑原色デジタル画像及び前記青原色デジタル画像から最尤デジタル画像を合成する工程と、
を備える事に特徴が有る暗号通信向け画像圧縮伸長方法。
【請求項４】
請求項３に記載された画像復元演算工程は、
（Ｓ３０）前記Ｈ画像をフーリエ変換してＨ画像スペクトルを得る工程と、
（Ｓ３１）最大反復演算回数を設定する工程と、
（Ｓ３２）反復演算回数を計数するカウンターを０に設定しリセットする工程と、
（Ｓ３３）前記Ｙ画像をデガンマ補正しこれをＹ画像と成し更に当該Ｙ画像をＦ画像初期値と成す工程と、
（Ｓ３４）前記Ｆ画像初期値をフーリエ変換してＦ画像初期値スペクトルを得る工程と、
（Ｓ３５）前記Ｆ画像初期値スペクトルを前記Ｈ画像スペクトルに積算しこの積を第１の関数と成す工程と、
（Ｓ３６）前記第１の関数を反転して第２の関数と成す工程と、
（Ｓ３７）前記第２の関数に前記Ｙ画像を積算しこの積を第３の関数と成す工程と、
（Ｓ３８）前記第３の関数をフーリエ変換して第３の関数のスペクトルを得る工程と、
（Ｓ３９）前記Ｈ画像の反転関数を求めこれを第４の関数と成す工程と、
（Ｓ４０）前記第４の関数をフーリエ変換して第４の関数のスペクトルを得る工程と、
（Ｓ４１）前記第３の関数のスペクトルに前記第４の関数のスペクトルを積算しこの積を第５の関数と成す工程と、
（Ｓ４２）前記第５の関数を逆フーリエ変換して第６の関数を得る工程と、
（Ｓ４３）前記第６の関数に前記Ｆ画像初期値を積算しこの積をＦ画像と成す工程と、
（Ｓ４４）前記Ｆ画像を前記Ｆ画像初期値と成す工程と、
（Ｓ４５）前記カウンターに１を加算する工程と、
（Ｓ４６）前記カウンターの値が前記最大反復演算回数を超えているという仮説を検証し、もしこの検証結果が偽で有れば、Ｓ３４の工程へ戻り、そうではなくて、もし前記検証結果が真で有れば、Ｓ４７の工程へジャンプする工程と、
（Ｓ４７）前記Ｆ画像をガンマ補正してＦ画像と成し更に当該Ｆ画像を出力する工程と、
を備える事に特徴が有る暗号通信向け画像圧縮伸長方法。
【請求項５】
請求項４に記載された画像復元演算工程の第２の態様は、
前記暗号鍵画像に点対称のものを使用する事により、Ｓ３９〜Ｓ４０の工程を削除し且つＳ４１の工程を、
（Ｓ４１Ｃ）前記第３の関数のスペクトルに前記Ｈ画像スペクトルを積算しこの積を第５の関数と成す工程、
と改める事に特徴が有る暗号通信向け画像圧縮伸長方法。
【請求項６】
請求項２に記載された第１補正工程は、
（Ｓ５０）前記暗号鍵画像の画素サイズを前記デジタル画像の画素サイズに一致させる工程と、
（Ｓ５１）前記デジタル画像の画像サイズで且つ何のデータも無い第１補正暗号鍵画像を準備する工程と、
（Ｓ５２）前記暗号鍵画像の画像サイズを前記デジタル画像の画像サイズと比較し、両者が同じであれば、（Ｓ５３）へジャンプし、前記暗号鍵画像の画像サイズが前記デジタル画像の画像サイズよりも小さい場合、（Ｓ５４）へジャンプし、それ以外では、（Ｓ５７）へジャンプする工程と、
（Ｓ５３）前記暗号鍵画像を前記第１補正暗号鍵画像に転写しその後終了する工程と、
（Ｓ５４）前記第１補正暗号鍵画像の中心画素の座標に前記暗号鍵画像の中心画素の座標を一致させるように前記暗号鍵画像を移動する工程と、
（Ｓ５５）前記暗号鍵画像を前記第１補正暗号鍵画像へ転写する工程と、
（Ｓ５６）前記第１補正暗号鍵画像の転写済み領域と非転写領域の境界をミラー反転軸として前記転写済み領域の画素を非転写領域へ転写しその後終了する工程と、
（Ｓ５７）前記デジタル画像の画像サイズに一致する様に前記暗号鍵画像を縮小しこれを第１補正暗号鍵画像に転写しその後終了する工程と、
を備える事に特徴が有る暗号通信向け画像圧縮伸長方法。
【請求項７】
請求項３に記載された第２補正工程は、
（Ｓ６０）前記暗号鍵画像の画素サイズを前記受信暗号化画像の画素サイズに一致させる工程と、
（Ｓ６１）前記受信暗号化画像の画像サイズで且つ何のデータも無い第２補正暗号鍵画像を準備する工程と、
（Ｓ６２）前記暗号鍵画像の画像サイズを前記受信暗号化画像の画像サイズと比較し、両者が同じであれば、（Ｓ６３）へジャンプし、前記暗号鍵画像の画像サイズが前記受信暗号化画像の画像サイズよりも小さい場合、（Ｓ６４）へジャンプし、それ以外では、（Ｓ６７）へジャンプする工程と、
（Ｓ６３）前記暗号鍵画像を第２補正暗号鍵画像へ転写しその後終了する工程と、
（Ｓ６４）前記第２補正暗号鍵画像の中心画素の座標に前記暗号鍵画像の中心画素の座標を一致させるように前記暗号鍵画像を移動する工程と、
（Ｓ６５）前記暗号鍵画像を前記第２補正暗号鍵画像へ転写する工程と、
（Ｓ６６）前記第２補正暗号鍵画像の転写済み領域と非転写領域の境界をミラー反転軸として前記転写済み領域の画素を非転写領域へ転写後に終了する工程と、
（Ｓ６７）前記受信暗号化画像の画像サイズに一致する様に前記暗号鍵画像を縮小しこれを前記第２補正暗号鍵画像に転写後に終了する工程と、
を備える事に特徴が有る暗号通信向け画像圧縮伸長方法。
【請求項８】
請求項１〜４、６〜７に記載された暗号通信向け画像圧縮伸長方法をコンピュータに実行させるための第１プログラム。
【請求項９】
請求項１〜３、５、６〜７に記載された暗号通信向け画像圧縮伸長方法をコンピュータに実行させるための第２プログラム。
【請求項１０】
請求項８に記載された第１プログラムを暗号化された状態で記憶し且つコンピュータに接続可能で且つ前記コンピュータが読込可能な第１記憶媒体。
【請求項１１】
請求項９に記載された第２プログラムを暗号化された状態で記憶し且つコンピュータに接続可能で且つ前記コンピュータが読込可能な第２記憶媒体。
【請求項１２】
請求項８に記載された暗号通信向け画像圧縮伸長方法又は請求項９に記載された暗号通信向け画像圧縮伸長方法に従い、デジタル画像を暗号化しながら圧縮してネットワーク送信し受信側で伸長及び復号する事によりデジタル画像を復元する装置であって、
（Ｗ１）デジタル画像を取り込む画像取り込み手段と、
（Ｗ２）希望する暗号強度のグレイスケールの暗号鍵画像を準備する手段と、
（Ｗ３）前記デジタル画像に暗号鍵画像をコンボリューションする事により前記デジタル画像の高周波成分を削減し且つ解像度を低減し且つ暗号化した暗号化画像を得る暗号化手段と、
（Ｗ４）前記暗号化画像をエントロピー符号化して、暗号化画像コードに変換する手段と、
（Ｗ５）前記暗号化画像コードをネットワーク上の他のコンピュータに送信する手段と、
（Ｗ６）前記コンピュータが前記暗号化画像コードを受信する手段と、
（Ｗ７）前記コンピュータにおいて、エントロピー符号化する際に使用した符号化に対応する復号化方法で前記暗号化画像コードを復号し受信暗号化画像と成す手段と、
（Ｗ８）事前に暗号化され別途配信された前記暗号化手段で使用した前記暗号鍵画像を復号して準備する手段と、
（Ｗ９）前記暗号鍵画像及び前記受信暗号化画像から前記受信暗号化画像に最も尤もらしい最尤デジタル画像を復元するデジタル画像復元手段と、
を備える事に特徴が有る暗号通信向け画像圧縮伸長装置。
【請求項１３】
請求項１２に記載された暗号化手段は、
（Ｗ１０）前記暗号鍵画像の画像サイズを前記デジタル画像に一致させる様に前記暗号鍵画像を補正して第３補正暗号鍵画像と成す第１補正手段と、
（Ｗ１１）前記第３補正暗号鍵画像をフーリエ変換し、第３補正暗号鍵画像スペクトルと成す手段と、
（Ｗ１２）前記デジタル画像をデガンマ補正の後に赤原色画像であるＲＩ、緑原色画像であるＧＩ及び青原色画像であるＢＩに分割する手段と、
（Ｗ１３）前記ＲＩ、前記ＧＩ及び前記ＢＩをそれぞれフーリエ変換し、ＲＩスペクトル、ＧＩスペクトル及びＢＩスペクトルと成す手段と、
（Ｗ１４）前記ＲＩスペクトルと前記第３補正暗号鍵画像スペクトルを積算して得られた積をＲＩＥスペクトルと成す手段と、
（Ｗ１５）前記ＧＩスペクトルと前記第３補正暗号鍵画像スペクトルを積算して得られた積をＧＩＥスペクトルと成す手段と、
（Ｗ１６）前記ＢＩスペクトルと前記第３補正暗号鍵画像スペクトルを積算して得られた積をＢＩＥスペクトルと成す手段と、
（Ｗ１７）前記ＲＩＥスペクトル、前記ＧＩＥスペクトル及び前記ＢＩＥスペクトルをそれぞれ逆フーリエ変換し、高周波数領域が削減され暗号化された赤原色画像であるＲＥ、高周波数領域が削減され暗号化された緑原色画像であるＧＥ及び高周波数領域が削減され暗号化された青原色画像であるＢＥと成す手段と、
（Ｗ１８）前記ＲＥ、前記ＧＥ及び前記ＢＥから１枚のカラー画像を合成し、このカラー画像をガンマ補正の後に暗号化画像と成す手段と、
を備える事に特徴が有る暗号通信向け画像圧縮伸長装置。
【請求項１４】
請求項１２に記載されたデジタル画像復元手段は、
（Ｗ２０）前記暗号鍵画像の画像サイズを前記受信暗号化画像に一致させる様に前記暗号鍵画像を補正して第４補正暗号鍵画像と成す第２補正手段と、
（Ｗ２１）前記受信暗号化画像を赤原色画像、緑原色画像及び青原色画像に分割する手段と、
（Ｗ２２）前記第４補正暗号鍵画像をＨ画像と成し更に前記赤原色画像をＹ画像と成し、更に前記Ｈ画像及び前記Ｙ画像からＦ画像を復元する画像復元演算手段を用いてＦ画像を復元しこれを赤原色デジタル画像と成す手段と、
（Ｗ２３）前記緑原色画像をＹ画像と成し、更に前記画像復元演算手段を用いてＦ画像を復元しこれを緑原色デジタル画像と成す手段と、
（Ｗ２４）前記青原色画像をＹ画像と成し、更に前記画像復元演算手段を用いてＦ画像を復元しこれを青原色デジタル画像と成す手段と、
（Ｗ２５）前記赤原色デジタル画像、前記緑原色デジタル画像及び前記青原色デジタル画像から最尤デジタル画像を合成する手段と、
を備える事に特徴が有る暗号通信向け画像圧縮伸長装置。
【請求項１５】
請求項１４に記載された画像復元演算手段は、
（Ｗ３０）前記Ｈ画像をフーリエ変換してＨ画像スペクトルを得る手段と、
（Ｗ３１）最大反復演算回数を設定する手段と、
（Ｗ３２）反復演算回数を計数するカウンターを０に設定しリセットする手段と、
（Ｗ３３）前記Ｙ画像をデガンマ補正しこれをＹ画像と成し更に当該Ｙ画像をＦ画像初期値と成す手段と、
（Ｗ３４）前記Ｆ画像初期値をフーリエ変換してＦ画像初期値スペクトルを得る手段と、
（Ｗ３５）前記Ｆ画像初期値スペクトルを前記Ｈ画像スペクトルに積算しこの積を第７の関数と成す手段と、
（Ｗ３６）前記第７の関数を反転して第８の関数と成す手段と、
（Ｗ３７）前記第８の関数に前記Ｙ画像を積算しこの積を第９の関数と成す手段と、
（Ｗ３８）前記第９の関数をフーリエ変換して第９の関数のスペクトルを得る手段と、
（Ｗ３９）前記Ｈ画像の反転関数を求めこれを第１０の関数と成す手段と、
（Ｗ４０）前記第１０の関数をフーリエ変換して第１０の関数のスペクトルを得る手段と、
（Ｗ４１）前記第９の関数のスペクトルに前記第１０の関数のスペクトルを積算しこの積を第１１の関数と成す手段と、
（Ｗ４２）前記第１１の関数を逆フーリエ変換して第１２の関数を得る手段と、
（Ｗ４３）前記第１２の関数に前記Ｆ画像初期値を積算しこの積をＦ画像と成す手段と、
（Ｗ４４）前記Ｆ画像を前記Ｆ画像初期値と成す手段と、
（Ｗ４５）前記カウンターに１を加算する手段と、
（Ｗ４６）前記カウンターの値が前記最大反復演算回数を超えているという仮説を検証し、もしこの検証結果が偽で有れば、Ｗ３４の手段へ戻り、そうではなくて、もし前記検証結果が真で有れば、Ｗ４７の工程へジャンプする手段と、
（Ｗ４７）前記Ｆ画像をガンマ補正してＦ画像と成し更に当該Ｆ画像を出力する手段と、
を備える事に特徴が有る暗号通信向け画像圧縮伸長装置。
【請求項１６】
請求項１５に記載された画像復元演算手段の第２の態様は、
前記暗号鍵画像に点対称のものを使用する事により、Ｗ３９〜Ｗ４０の手段を削除し且つＷ４１の手段を、
（Ｗ４１Ｃ）前記第９の関数のスペクトルに前記Ｈ画像スペクトルを積算しこの積を第１１の関数と成す手段、
と改める事に特徴が有る暗号通信向け画像圧縮伸長装置。
【請求項１７】
請求項１３に記載された第１補正手段は、
（Ｗ５０）前記暗号鍵画像の画素サイズを前記デジタル画像の画素サイズに一致させる手段と、
（Ｗ５１）前記デジタル画像の画像サイズで且つ何のデータも無い第３補正暗号鍵画像を準備する手段と、
（Ｗ５２）前記暗号鍵画像の画像サイズを前記デジタル画像の画像サイズと比較し、両者が同じであれば、（Ｗ５３）へジャンプし、前記暗号鍵画像の画像サイズが前記デジタル画像の画像サイズよりも小さい場合、（Ｗ５４）へジャンプし、それ以外では、（Ｗ５７）へジャンプする手段と、
（Ｗ５３）前記暗号鍵画像を第３補正暗号鍵画像に転写しその後終了する手段と、
（Ｗ５４）前記第３補正暗号鍵画像の中心画素の座標に前記暗号鍵画像の中心画素の座標を一致させるように前記暗号鍵画像を移動する手段と、
（Ｗ５５）前記暗号鍵画像を前記第３補正暗号鍵画像へ転写する手段と、
（Ｗ５６）前記第３補正暗号鍵画像の転写済み領域と非転写領域の境界をミラー反転軸として前記転写済み領域の画素を非転写領域へ転写し終了する手段と、
（Ｗ５７）前記デジタル画像の画像サイズに一致する様に前記暗号鍵画像を縮小しこれを前記第３補正暗号鍵画像に転写しその後終了する手段と、
を備える事に特徴が有る暗号通信向け画像圧縮伸長装置。
【請求項１８】
請求項１４に記載された第２補正手段は、
（Ｗ６０）前記暗号鍵画像の画素サイズを前記受信暗号化画像の画素サイズに一致させる手段と、
（Ｗ６１）前記受信暗号化画像の画像サイズで且つ何のデータも無い第４補正暗号鍵画像を準備する手段と、
（Ｗ６２）前記暗号鍵画像の画像サイズを前記受信暗号化画像の画像サイズと比較し、両者が同じであれば、（Ｗ６３）へジャンプし、前記暗号鍵画像の画像サイズが前記受信暗号化画像の画像サイズよりも小さい場合、（Ｗ６４）へジャンプし、それ以外では、（Ｗ６７）へジャンプする手段と、
（Ｗ６３）前記暗号鍵画像を第４補正暗号鍵画像へ転写しその後終了する手段と、
Ｗ６４）前記第４補正暗号鍵画像の中心画素の座標に前記暗号鍵画像の中心画素の座標を一致させるように前記暗号鍵画像を移動する手段と、
（Ｗ６５）前記暗号鍵画像を前記第４補正暗号鍵画像へ転写する手段と、
（Ｗ６６）前記第４補正暗号鍵画像の転写済み領域と非転写領域の境界をミラー反転軸として前記転写済み領域の画素を非転写領域へ転写後に終了する手段と、
（Ｗ６７）前記受信暗号化画像の画像サイズに一致する様に前記暗号鍵画像を縮小しこれを前記第４補正暗号鍵画像に転写後に終了する手段と、
を備える事に特徴が有る暗号通信向け画像圧縮伸長装置。
【請求項１９】
請求項１２〜１５、１７〜１８に記載された暗号通信向け画像圧縮伸長装置としてコンピュータを機能させるための第３プログラム。
【請求項２０】
請求項１２〜１４、１６〜１８に記載された暗号通信向け画像圧縮伸長装置としてコンピュータを機能させるための第４プログラム。
【請求項２１】
請求項１９に記載された第３プログラムを暗号化された状態で記憶し且つコンピュータに接続可能で且つ前記コンピュータが読込可能な第３記憶媒体。
【請求項２２】
請求項２０に記載された第４プログラムを暗号化された状態で記憶し且つコンピュータに接続可能で且つ前記コンピュータが読込可能な第４記憶媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、暗号通信向けに、デジタル画像を、暗号鍵画像を用いて暗号化し更に可逆圧縮して伝送し、受信側で伸長した暗号化画像と別途配布された暗号鍵画像とからＢａｙｓｅ確率論的方法により反復辺算を行う事により画像を復元するための暗号通信向け画像圧縮伸長装置および同方法、暗号通信向け画像圧縮伸長方法をコンピュータに実行させるための第１〜２プログラム、暗号通信向け画像圧縮伸長装置を構成する手段を構成し且つコンピュータに実行させるための第３〜４プログラム、第１〜４プログラムをそれぞれ別個に暗号化して記憶しコンピュータに接続且つ読み込ませる事が可能な記憶媒体に関する。
【背景技術】
【０００２】
最近、インターネット使用人口が急激に増加し、セキュリティの重要性及びトラフィック負荷の低減の重要性が高まっている。例えば、ＶＰＮ（Ｖｉｒｔｕａｌ  Ｐｒｉｖａｔｅ  Ｎｅｔｗｏｒｋ）技術を用いてインターネットを専用線化してセキュリティを確保する場合であっても、漏話に対する備えとして送受信するデータの暗号化が推奨されている。しかしながら、十分な強度の暗号化及び復号化には多量の演算処理が必要であり、映像及び画像を十分な強度で暗号化できないという問題があった。更に、インターネットのトラフィック負荷を低減させるために、従来、映像及び画像の伝送の際には、ＭＰＥＧ４などの不可逆性圧縮技術を用いてデータ量を数％〜数１０％に圧縮する事が多く、伝送後に伸長した後の映像及び画質が低下するという問題があった。
【０００３】
画像を暗号化及び復号化する方法の１つには、本発明者が発明し日本国において特許登録（特許文献１）を達成した技術がある。この方法は、周波数空間において既知の伝達関数を用いてデジタル画像を伝達することで特定の周波数を除去して暗号化し、暗号化されたデータの分布及び暗号化時に使用した伝達関数からＢａｙｓｅ確率論式に基づき反復演算を行ってデジタル画像を復元するというものである。しかし、この方法は、周波数空間における画像データ量の削減で有り、伝送する際の容量自体に変化は無くトラフィックの負荷はそのままであるという問題が有った。
【０００４】
そこで、本発明者はトラフィックの負荷を低減しながらネット上で画像及び映像を伝送する技術を発明し出願している（特許文献２）。この方法は、画像及び映像データを平滑化する事により高周波部分の情報を削減後ＪＰＥＧやＭＰＥＧによる圧縮技術によりコーディングして伝送し、受信側で送信側と同じ方式のＪＰＥＧやＭＰＥＧによる伸長技術によりデコーディングしてその後リチャードソンルーシー法などによって画像復元を行うというものである。しかし、この方法では、圧縮率が最大１／１００と高いものの、画像を微小ブロックに分割して量子化を行うため、画像復元の際に場合によってはブロック境界の増強によるノイズの発生の懸念があった。また、伝送された画像は蓄積され、リアルタイム性に乏しく映像処理には向かないという問題があった。
【０００５】
特許文献１の暗号化方法を用いて画像の解像度を落として画像を劣化させて暗号化する方法が特許文献３に開示されている。特許文献３によれば、特許文献１の暗号化方法を用いて、例えば車のナンバープレイトが判読付かない程度にまで画像の分解能を劣化させた後にＬＡＮ（Ｌｏｃａｌ  Ａｒｅａ  Ｎｅｔｗｏｒｋ）やインターネットで受信装置へ伝送し、受信装置において、特許文献１の暗号化されたデータを復号化する装置により受信した劣化画像１枚の情報だけから反復演算を行い、画像を復元するというものである。しかし、特許文献３の技術は、同文献に記載されている様に、暗号化時の伝達関数を都度配信しない構成としているため、暗号化時の伝達関数が既知でなければならないという制約の問題、劣化画像の復元には伝達関数の復元が必要であるという問題、暗号化時の伝達関数を既知のものに固定化する必要がありセキュリティが脆弱になるという問題、伝達関数の特定の失敗によって復元に失敗するかもしないという懸念があった。
【０００６】
画像を圧縮し暗号化して伝送する方法には、暗号ファクシミリがある。例えば、特許文献４の方法は、原稿を画像として読込、ブロック化した後にブロック単位で圧縮更に暗号化鍵を用いて暗号化し読み取り制御用のパターンを介在させて並べた画像原稿を構成した後にこれを送信先などの公開可能平文原稿と合成して送信し、受信側で受信原稿のチルトやズレを補正しこれを印刷し、その後、受信機側で再読み込みさせ、その後暗号鍵を指定する事により暗号化部分の図形を復号し更に伸長する事により再生原稿を印刷するというものである。送信時には暗号化部はパターン化された難解な画像であるため漏洩に強い反面、送信途上におけるビット化けによる画像の変化に弱いという問題、カラー画像の伝送には使用できないという問題、データがパケット化されておらずインターネット通信に向かないという問題、常時連続伝送手段でないという問題、１度印刷する必要が有り操作が煩雑であるという問題、がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特許登録番号：特許第４５７５３８７号
【特許文献２】特許公開番号：特開２０１２−３９１８１号
【特許文献３】特許公開番号：特開２０１０−１０３８６７号
【特許文献４】特許公開番号：特開平０９−３０７７７２号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
特許文献１〜４に記載されたいずれの方法でも、デジタル画像を暗号化しながら周波数空間における高周波領域を削減しその後可逆圧縮してネットワーク（ＬＡＮ及びインターネット）を介して伝送し受信側で伸長し更にアティファクトの発生が無い状態で送信前のデジタル画像に視覚的に可逆的と言える状態、つまり送信前のデジタル画像と同等の画質を得る事、そして暗号化〜復号化までの１連の工程を略リアルタイムで行う事はできないという問題があった。
【０００９】
そこで、本発明は、上記問題を解決するための暗号通信向け画像圧縮伸長方法及び装置、プログラム、並びに記憶媒体の提供を課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題を解決するための本発明による第１の発明は暗号通信向け画像圧縮伸長方法である。この暗号通信向け画像圧縮伸長方法は、暗号鍵画像をデジタル画像に畳み込んでデジタル画像の周波数空間における高周波成分を低減すると共に画像の判読が不可能な状態にする事によって暗号化し、この暗号化画像をエントロピー符号化圧縮（可逆圧縮）してネットワーク上のその他のコンピュータに送信し、受信側であるその他のコンピュータで可逆圧縮された暗号化画像を受信し、この可逆圧縮された暗号化画像を、まず圧縮した時と逆の方法により伸長して暗号化画像を得、次に別途配信された暗号鍵画像と暗号化画像からＢａｙｓｅ確率論的復元式（後述する数式３）に基づき反復演算を所定の回数行う事によりデジタル画像を復元する暗号通信向け画像圧縮伸長方法を提供する。この方法によれば、１連の工程に量子化工程を含まないため量子化ノイズ及びブロック境界に基づくノイズの発生が無く、暗号化強度が弱く成る様に暗号鍵画像を選ぶ事により反復演算回数は少なくて済むためリアルタイム性が確保され、暗号鍵画像を暗号化且つ可逆圧縮して別途配信するため必ず復元可能であり且つ漏洩に対して強く、毎回異なった暗号鍵が使用できるためセキュリティ強度が高いものと成っており、上記従来の問題を全て解決できる。
【００１１】
本発明による第１の発明は、請求項１に記載されたものと同じものであり、暗号通信向け画像圧縮伸長方法に関する。この暗号通信向け画像圧縮伸長方法は、（Ｓ１）デジタル画像を取り込む画像取り込み工程と、（Ｓ２）希望する暗号強度のグレイスケールの暗号鍵画像を準備する工程と、（Ｓ３）デジタル画像に暗号鍵画像をコンボリューションする事によりデジタル画像の高周波成分を削減し且つ解像度を低減し且つ暗号化した暗号化画像を得る暗号化工程と、（Ｓ４）暗号化画像をエントロピー符号化して、暗号化画像コードに変換する工程と、（Ｓ５）暗号化画像コードをネットワーク上の他のコンピュータに送信する工程と、（Ｓ６）コンピュータが暗号化画像コードを受信する工程と、（Ｓ７）コンピュータにおいて、エントロピー符号化する際に使用した符号化に対応する復号化方法で暗号化画像コードを復号し受信暗号化画像と成す工程と、（Ｓ８）事前に暗号化され別途配信された暗号化工程と、で使用した暗号鍵画像を復号して準備する工程と、（Ｓ９）暗号鍵画像及び受信暗号化画像から受信暗号化画像に最も尤もらしい最尤デジタル画像を復元するデジタル画像復元工程と、を備える事に特徴が有る。
【００１２】
本発明による第２の発明は、請求項２に記載されたものと同じであり、第１の発明による暗号通信向け画像圧縮伸長方法を構成する暗号化工程に関する。この暗号化工程は、（Ｓ１０）暗号鍵画像の画像サイズをデジタル画像に一致させる様に暗号鍵画像を補正して第１補正暗号鍵画像と成す第１補正工程と、（Ｓ１１）第１補正暗号鍵画像をフーリエ変換し、第１補正暗号鍵画像スペクトルと成す工程と、（Ｓ１２）デジタル画像をデガンマ補正の後に赤原色画像であるＲＩ、緑原色画像であるＧＩ及び青原色画像であるＢＩに分割する工程と、（Ｓ１３）ＲＩ、ＧＩ及びＢＩをそれぞれフーリエ変換し、ＲＩスペクトル、ＧＩスペクトル及びＢＩスペクトルと成す工程と、（Ｓ１４）ＲＩスペクトルと第１補正暗号鍵画像スペクトルを積算して得られた積をＲＩＥスペクトルと成す工程と、（Ｓ１５）ＧＩスペクトルと第１補正暗号鍵画像スペクトルを積算して得られた積をＧＩＥスペクトルと成す工程と、（Ｓ１６）ＢＩスペクトルと第１補正暗号鍵画像スペクトルを積算して得られた積をＢＩＥスペクトルと成す工程と、（Ｓ１７）ＲＩＥスペクトル、ＧＩＥスペクトル及びＢＩＥスペクトルをそれぞれ逆フーリエ変換し、高周波数領域が削減され暗号化された赤原色画像であるＲＥ、高周波数領域が削減され暗号化された緑原色画像であるＧＥ及び高周波数領域が削減され暗号化された青原色画像であるＢＥと成す工程と、（Ｓ１８）ＲＥ、ＧＥ及びＢＥから１枚のカラー画像を合成し、このカラー画像をガンマ補正の後に暗号化画像と成す工程と、を備える事に特徴が有る。
【００１３】
本発明による第３の発明は、請求項３に記載されたものと同じであり、第１の発明による暗号通信向け画像圧縮伸長方法を構成するデジタル画像復元工程に関する。このデジタル画像復元工程は、（Ｓ２０）暗号鍵画像の画像サイズを受信暗号化画像に一致させる様に暗号鍵画像を補正して第２補正暗号鍵画像と成す第２補正工程と、（Ｓ２１）受信暗号化画像を赤原色画像、緑原色画像及び青原色画像に分割する工程と、（Ｓ２２）第２補正暗号鍵画像をＨ画像と成し更に赤原色画像をＹ画像と成し、更にＨ画像及びＹ画像からＦ画像を復元する画像復元演算工程を用いてＦ画像を復元しこれを赤原色デジタル画像と成す工程と、（Ｓ２３）緑原色画像をＹ画像と成し、更に画像復元演算工程を用いてＦ画像を復元しこれを緑原色デジタル画像と成す工程と、（Ｓ２４）青原色画像をＹ画像と成し、更に画像復元演算工程を用いてＦ画像を復元しこれを青原色デジタル画像と成す工程と、（Ｓ２５）赤原色デジタル画像、緑原色デジタル画像及び青原色デジタル画像から最尤デジタル画像を合成する工程と、を備える事に特徴が有る。
【００１４】
本発明による第４の発明は、請求項４に記載されたものと同じであり、第３の発明によるデジタル画像復元工程を構成する画像復元演算工程Ｓ４８に関する。この画像復元演算工程Ｓ４８は、（Ｓ３０）Ｈ画像をフーリエ変換してＨ画像スペクトルを得る工程と、（Ｓ３１）最大反復演算回数を設定する工程と、（Ｓ３２）反復演算回数を計数するカウンターを０に設定しリセットする工程と、（Ｓ３３）Ｙ画像をデガンマ補正しこれをＹ画像と成し更に当該Ｙ画像をＦ画像初期値と成す工程と、（Ｓ３４）Ｆ画像初期値をフーリエ変換してＦ画像初期値スペクトルを得る工程と、（Ｓ３５）Ｆ画像初期値スペクトルをＨ画像スペクトルに積算しこの積を第１の関数と成す工程と、（Ｓ３６）第１の関数を反転して第２の関数と成す工程と、（Ｓ３７）第２の関数にＹ画像を積算しこの積を第３の関数と成す工程と、（Ｓ３８）第３の関数をフーリエ変換して第３の関数のスペクトルを得る工程と、（Ｓ３９）Ｈ画像の反転関数を求めこれを第４の関数と成す工程と、（Ｓ４０）第４の関数をフーリエ変換して第４の関数のスペクトルを得る工程と、（Ｓ４１）第３の関数のスペクトルに第４の関数のスペクトルを積算しこの積を第５の関数と成す工程と、（Ｓ４２）第５の関数を逆フーリエ変換して第６の関数を得る工程と、（Ｓ４３）第６の関数にＦ画像初期値を積算しこの積をＦ画像と成す工程と、（Ｓ４４）Ｆ画像をＦ画像初期値と成す工程と、（Ｓ４５）カウンターに１を加算する工程と、（Ｓ４６）カウンターの値が最大反復演算回数を超えているという仮説を検証し、もしこの検証結果が偽で有れば、Ｓ３４の工程へ戻り、そうではなくて、もし検証結果が真で有れば、Ｓ４７の工程へジャンプする工程と、（Ｓ４７）Ｆ画像をガンマ補正してＦ画像と成し更に当該Ｆ画像を出力する工程と、を備える事に特徴が有る。
【００１５】
本発明による第５の発明は、請求項５に記載されたものと同じであり、第４の発明による画像復元演算工程の第２の態様に関する。この画像復元演算工程の第２の態様は、暗号鍵画像に点対称のものを使用する事により、Ｓ３９〜Ｓ４０の工程を削除し且つＳ４１の工程を、（Ｓ４１Ｃ）第３の関数のスペクトルにＨ画像スペクトルを積算しこの積を第５の関数と成す工程、と改める事に特徴が有る。
【００１６】
本発明による第６の発明は、請求項６に記載されたものと同じであり、第２の発明による暗号化工程を構成する第１補正工程に関する。この第１補正工程は、（Ｓ５０）暗号鍵画像の画素サイズをデジタル画像の画素サイズに一致させる工程と、（Ｓ５１）デジタル画像の画像サイズで且つ何のデータも無い第１補正暗号鍵画像を準備する工程と、（Ｓ５２）暗号鍵画像の画像サイズをデジタル画像の画像サイズと比較し、両者が同じであれば、（Ｓ５３）へジャンプし、暗号鍵画像の画像サイズがデジタル画像の画像サイズよりも小さい場合、（Ｓ５４）へジャンプし、それ以外では、（Ｓ５７）へジャンプする工程と、（Ｓ５３）暗号鍵画像を第１補正暗号鍵画像に転写しその後終了する工程と、（Ｓ５４）第１補正暗号鍵画像の中心画素の座標に暗号鍵画像の中心画素の座標を一致させるように暗号鍵画像を移動する工程と、（Ｓ５５）暗号鍵画像を第１補正暗号鍵画像へ転写する工程と、（Ｓ５６）第１補正暗号鍵画像の転写済み領域と非転写領域の境界をミラー反転軸として転写済み領域の画素を非転写領域へ転写しその後終了する工程と、（Ｓ５７）デジタル画像の画像サイズに一致する様に暗号鍵画像を縮小しこれを第１補正暗号鍵画像に転写しその後終了する工程と、を備える事に特徴が有る。
【００１７】
本発明による第７の発明は、請求項７に記載されたものと同じであり、第３の発明によるデジタル画像復元工程を構成する第２補正工程に関する。この第２補正工程は、（Ｓ６０）暗号鍵画像の画素サイズを受信暗号化画像の画素サイズに一致させる工程と、（Ｓ６１）受信暗号化画像の画像サイズで且つ何のデータも無い第２補正暗号鍵画像を準備する工程と、（Ｓ６２）暗号鍵画像の画像サイズを受信暗号化画像の画像サイズと比較し、両者が同じであれば、（Ｓ６３）へジャンプし、暗号鍵画像の画像サイズが受信暗号化画像の画像サイズよりも小さい場合、（Ｓ６４）へジャンプし、それ以外では、（Ｓ６７）へジャンプする工程と、（Ｓ６３）暗号鍵画像を第２補正暗号鍵画像へ転写しその後終了する工程と、（Ｓ６４）第２補正暗号鍵画像の中心画素の座標に暗号鍵画像の中心画素の座標を一致させるように暗号鍵画像を移動する工程と、（Ｓ６５）暗号鍵画像を第２補正暗号鍵画像へ転写する工程と、（Ｓ６６）第２補正暗号鍵画像の転写済み領域と非転写領域の境界をミラー反転軸として転写済み領域の画素を非転写領域へ転写後に終了する工程と、（Ｓ６７）受信暗号化画像の画像サイズに一致する様に暗号鍵画像を縮小しこれを第２補正暗号鍵画像に転写後に終了する工程と、を備える事に特徴が有る。
【００１８】
本発明による第８の発明は、請求項８に記載されたものと同じである。
【００１９】
本発明による第９の発明は、請求項９に記載されたものと同じである。
【００２０】
本発明による第１０の発明は、請求項１０に記載されたものと同じであり、第８の発明による第１プログラムを暗号化された状態で記憶し且つコンピュータに接続可能で且つ前記コンピュータが読込可能な第１記憶媒体である。
【００２１】
本発明による第１１の発明は、請求項１１に記載されたものと同じであり、第９の発明による第２プログラムを暗号化された状態で記憶し且つコンピュータに接続可能で且つ前記コンピュータが読込可能な第２記憶媒体である。
【００２２】
本発明による第１２の発明は、請求項１２に記載されたものと同じであり、暗号通信向け画像圧縮伸長方法の第１の態様又は暗号通信向け画像圧縮伸長方法の第２の態様に従い、暗号鍵画像をデジタル画像に畳み込んでデジタル画像の周波数空間における高周波成分を低減すると共に画像の判読が不可能な状態にする事によって暗号化し、この暗号化画像をエントロピー符号化圧縮（可逆圧縮）してネットワーク上のその他のコンピュータに送信し、受信側であるその他のコンピュータで可逆圧縮された暗号化画像を受信し、この可逆圧縮された暗号化画像を、まず圧縮した時と逆の方法により伸長して暗号化画像を得、次に別途配信された暗号鍵画像と暗号化画像からＢａｙｓｅ確率論的復元式（後述する数式３）に基づき反復演算を所定の回数行う事によりデジタル画像を復元する暗号通信向け画像圧縮伸長装置に関する。
【００２３】
この暗号通信向け画像圧縮伸長装置は、（Ｗ１）デジタル画像を取り込む画像取り込み手段と、（Ｗ２）希望する暗号強度のグレイスケールの暗号鍵画像を準備する手段と、（Ｗ３）デジタル画像に暗号鍵画像をコンボリューションする事によりデジタル画像の高周波成分を削減し且つ解像度を低減し且つ暗号化した暗号化画像を得る暗号化手段と、（Ｗ４）暗号化画像をエントロピー符号化して、暗号化画像コードに変換する手段と、（Ｗ５）暗号化画像コードをネットワーク上の他のコンピュータに送信する手段と、（Ｗ６）コンピュータが暗号化画像コードを受信する手段と、（Ｗ７）コンピュータにおいて、エントロピー符号化する際に使用した符号化に対応する復号化方法で暗号化画像コードを復号し受信暗号化画像と成す手段と、（Ｗ８）事前に暗号化され別途配信された暗号化手段で使用した暗号鍵画像を復号して準備する手段と、（Ｗ９）暗号鍵画像及び受信暗号化画像から受信暗号化画像に最も尤もらしい最尤デジタル画像を復元するデジタル画像復元手段と、を備える事に特徴が有る。
【００２４】
本発明による第１３の発明は、請求項１３に記載されたものと同じであり、第１２の発明による暗号通信向け画像圧縮伸長装置を構成する暗号化手段に関する。この暗号化手段は、（Ｗ１０）暗号鍵画像の画像サイズをデジタル画像に一致させる様に暗号鍵画像を補正して第３補正暗号鍵画像と成す第１補正手段と、（Ｗ１１）第３補正暗号鍵画像をフーリエ変換し、第３補正暗号鍵画像スペクトルと成す手段と、（Ｗ１２）デジタル画像をデガンマ補正の後に赤原色画像であるＲＩ、緑原色画像であるＧＩ及び青原色画像であるＢＩに分割する手段と、（Ｗ１３）ＲＩ、ＧＩ及びＢＩをそれぞれフーリエ変換し、ＲＩスペクトル、ＧＩスペクトル及びＢＩスペクトルと成す手段と、（Ｗ１４）ＲＩスペクトルと第３補正暗号鍵画像スペクトルを積算して得られた積をＲＩＥスペクトルと成す手段と、（Ｗ１５）ＧＩスペクトルと第３補正暗号鍵画像スペクトルを積算して得られた積をＧＩＥスペクトルと成す手段と、（Ｗ１６）ＢＩスペクトルと第３補正暗号鍵画像スペクトルを積算して得られた積をＢＩＥスペクトルと成す手段と、（Ｗ１７）ＲＩＥスペクトル、ＧＩＥスペクトル及びＢＩＥスペクトルをそれぞれ逆フーリエ変換し、高周波数領域が削減され暗号化された赤原色画像であるＲＥ、高周波数領域が削減され暗号化された緑原色画像であるＧＥ及び高周波数領域が削減され暗号化された青原色画像であるＢＥと成す手段と、（Ｗ１８）ＲＥ、ＧＥ及びＢＥから１枚のカラー画像を合成し、このカラー画像をガンマ補正の後に暗号化画像と成す手段と、を備える事に特徴が有る。
【００２５】
本発明による第１４の発明は、請求項１４に記載されたものと同じであり、第１２の発明による暗号通信向け画像圧縮伸長装置を構成するデジタル画像復元手段に関する。このデジタル画像復元手段は、（Ｗ２０）暗号鍵画像の画像サイズを受信暗号化画像に一致させる様に暗号鍵画像を補正して第４補正暗号鍵画像と成す第２補正手段と、（Ｗ２１）受信暗号化画像を赤原色画像、緑原色画像及び青原色画像に分割する手段と、（Ｗ２２）第４補正暗号鍵画像をＨ画像と成し更に赤原色画像をＹ画像と成し、更にＨ画像及びＹ画像からＦ画像を復元する画像復元演算手段を用いてＦ画像を復元しこれを赤原色デジタル画像と成す手段と、（Ｗ２３）緑原色画像をＹ画像と成し、更に画像復元演算手段を用いてＦ画像を復元しこれを緑原色デジタル画像と成す手段と、（Ｗ２４）青原色画像をＹ画像と成し、更に画像復元演算手段を用いてＦ画像を復元しこれを青原色デジタル画像と成す手段と、（Ｗ２５）赤原色デジタル画像、緑原色デジタル画像及び青原色デジタル画像から最尤デジタル画像を合成する手段と、を備える事に特徴が有る。
【００２６】
本発明による第１５の発明は、請求項１５に記載されたものと同じであり、第１４の発明によるデジタル画像復元手段を構成する画像復元演算手段に関する。この画像復元演算手段は、（Ｗ３０）Ｈ画像をフーリエ変換してＨ画像スペクトルを得る手段と、（Ｗ３１）最大反復演算回数を設定する手段と、（Ｗ３２）反復演算回数を計数するカウンターを０に設定しリセットする手段と、（Ｗ３３）Ｙ画像をデガンマ補正しこれをＹ画像と成し更に当該Ｙ画像をＦ画像初期値と成す手段と、（Ｗ３４）Ｆ画像初期値をフーリエ変換してＦ画像初期値スペクトルを得る手段と、（Ｗ３５）Ｆ画像初期値スペクトルをＨ画像スペクトルに積算しこの積を第７の関数と成す手段と、（Ｗ３６）第７の関数を反転して第８の関数と成す手段と、（Ｗ３７）第８の関数にＹ画像を積算しこの積を第９の関数と成す手段と、（Ｗ３８）第９の関数をフーリエ変換して第９の関数のスペクトルを得る手段と、（Ｗ３９）Ｈ画像の反転関数を求めこれを第１０の関数と成す手段と、（Ｗ４０）第１０の関数をフーリエ変換して第１０の関数のスペクトルを得る手段と、（Ｗ４１）第９の関数のスペクトルに第１０の関数のスペクトルを積算しこの積を第１１の関数と成す手段と、（Ｗ４２）第１１の関数を逆フーリエ変換して第１２の関数を得る手段と、（Ｗ４３）第１２の関数にＦ画像初期値を積算しこの積をＦ画像と成す手段と、（Ｗ４４）Ｆ画像をＦ画像初期値と成す手段と、（Ｗ４５）カウンターに１を加算する手段と、（Ｗ４６）カウンターの値が最大反復演算回数を超えているという仮説を検証し、もしこの検証結果が偽で有れば、Ｗ３４の手段へ戻り、そうではなくて、もし検証結果が真で有れば、Ｗ４７の工程へジャンプする手段と、（Ｗ４７）Ｆ画像をガンマ補正してＦ画像と成し更に当該Ｆ画像を出力する手段と、を備える事に特徴が有る。
【００２７】
本発明による第１６の発明は、請求項１６に記載されたものと同じであり、第１５の発明による画像復元演算手段の第２の態様に関する。この画像復元演算手段の第２の態様は、暗号鍵画像に点対称のものを使用する事により、Ｗ３９〜Ｗ４０の手段を削除し且つＷ４１の手段を、（Ｗ４１Ｃ）第９の関数のスペクトルにＨ画像スペクトルを積算しこの積を第１１の関数と成す手段、と改める事に特徴が有る。
【００２８】
本発明による第１７の発明は、請求項１７に記載されたものと同じであり、第１３の発明による暗号化手段を構成する第１補正手段に関する。この第１補正手段は、（Ｗ５０）暗号鍵画像の画素サイズをデジタル画像の画素サイズに一致させる手段と、（Ｗ５１）デジタル画像の画像サイズで且つ何のデータも無い第３補正暗号鍵画像を準備する手段と、（Ｗ５２）暗号鍵画像の画像サイズをデジタル画像の画像サイズと比較し、両者が同じであれば、（Ｗ５３）へジャンプし、暗号鍵画像の画像サイズがデジタル画像の画像サイズよりも小さい場合、（Ｗ５４）へジャンプし、それ以外では、（Ｗ５７）へジャンプする手段と、（Ｗ５３）暗号鍵画像を第３補正暗号鍵画像に転写しその後終了する手段と、（Ｗ５４）第３補正暗号鍵画像の中心画素の座標に暗号鍵画像の中心画素の座標を一致させるように暗号鍵画像を移動する手段と、（Ｗ５５）暗号鍵画像を第３補正暗号鍵画像へ転写する手段と、（Ｗ５６）第３補正暗号鍵画像の転写済み領域と非転写領域の境界をミラー反転軸として転写済み領域の画素を非転写領域へ転写し終了する手段と、（Ｗ５７）デジタル画像の画像サイズに一致する様に暗号鍵画像を縮小しこれを第３補正暗号鍵画像に転写しその後終了する手段と、を備える事に特徴が有る。
【００２９】
本発明による第１８の発明は、請求項１８に記載されたものと同じであり、第１４の発明による画像復元演算手段を構成する第２補正手段に関する。この第２補正手段は、（Ｗ６０）暗号鍵画像の画素サイズを受信暗号化画像の画素サイズに一致させる手段と、（Ｗ６１）受信暗号化画像の画像サイズで且つ何のデータも無い第４補正暗号鍵画像を準備する手段と、（Ｗ６２）暗号鍵画像の画像サイズを受信暗号化画像の画像サイズと比較し、両者が同じであれば、（Ｗ６３）へジャンプし、暗号鍵画像の画像サイズが受信暗号化画像の画像サイズよりも小さい場合、（Ｗ６４）へジャンプし、それ以外では、（Ｗ６７）へジャンプする手段と、（Ｗ６３）暗号鍵画像を第４補正暗号鍵画像へ転写しその後終了する手段と、（Ｗ６４）第４補正暗号鍵画像の中心画素の座標に暗号鍵画像の中心画素の座標を一致させるように暗号鍵画像を移動する手段と、（Ｗ６５）暗号鍵画像を第４補正暗号鍵画像へ転写する手段と、（Ｗ６６）第４補正暗号鍵画像の転写済み領域と非転写領域の境界をミラー反転軸として転写済み領域の画素を非転写領域へ転写後に終了する手段と、（Ｗ６７）受信暗号化画像の画像サイズに一致する様に暗号鍵画像を縮小しこれを第４補正暗号鍵画像に転写後に終了する手段と、を備える事に特徴が有る。
【００３０】
本発明による第１９の発明は、請求項１９に記載されたものである。
【００３１】
本発明による第２０の発明は、請求項２０に記載されたものである。
【００３２】
本発明による第２１の発明は、請求項２１に記載されたものと同じであり、第１９の発明による第３プログラムを暗号化された状態で記憶し且つコンピュータに接続可能で且つ前記コンピュータが読込可能な第３記憶媒体である。
【００３３】
本発明による第２２の発明は、請求項２２に記載されたものと同じであり、第２０の発明による第４プログラムを暗号化された状態で記憶し且つコンピュータに接続可能で且つ前記コンピュータが読込可能な第４記憶媒体である。
【発明の効果】
【００３４】
本発明によれば、１連の工程に量子化工程を含まないため量子化ノイズ及びブロック境界に基づくノイズの発生が無いという効果、暗号鍵画像を選ぶ事により暗号化強度を可変できるという効果、反復演算回数の暗号化強度依存性に基づくリアルタイム性の確保容易化効果且つ省力化効果、暗号鍵画像を暗号化且つ可逆圧縮して別途配信する事による復元可能性向上効果且つ毎回異なった暗号鍵の使用によるセキュリティ性増強効果、暗号化画像の可逆圧縮後伝送による漏洩耐性の向上効果、不可逆圧縮並の約７割の圧縮率が得られるという効果、文字、画像を問わず圧縮できるため適用範囲が広いという効果が、少なくとも部分的に実現される。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本発明による第１の発明による暗号通信向け画像圧縮伸長方法における処理手順の一例を示すフローチャート
【図２】本発明による第２の発明である暗号化工程における処理手順の一例を示すフローチャート
【図３】本発明において、デジタル画像の一例及び暗号鍵画像の一例から暗号化画像を作成する様子を示す図
【図４】本発明による第３の発明であるデジタル画像復元工程の処理手順に関する一例を示すフローチャート
【図５】本発明による第４の発明である画像復元演算工程の処理手順に関する一例を示すフローチャート
【図６】本発明による第５の発明である画像復元演算工程の第２の態様における処理手順の一例を示すフローチャート
【図７】本発明による第６の発明である第１補正工程の処理手順に関する一例を示すフローチャート
【図８】本発明による第７の発明である第２補正工程の処理手順に関する一例を示すフローチャート
【図９】本発明による第１２の発明である暗号通信向け画像圧縮伸長装置の構成に関する一例を示す図
【図１０】本発明による第１３の発明である暗号化手段の構成に関する一例を示す図
【図１１】本発明による第１４の発明であるデジタル画像復元手段の構成に関する一例を示す図
【図１２】本発明による第１５の発明である画像復元演算手段の構成に関する一例を示す図
【図１３】本発明による第１６の発明である画像復元演算手段の第２の態様の構成に関する一例を示す図
【図１４】本発明による第１７の発明である第１補正手段の構成に関する一例を示す図
【図１５】本発明による第１７の発明である第１補正手段が行う補正の様子を示す図
【図１６】本発明による第１８の発明である第２補正手段の構成に関する一例を示す図
【図１７】本発明による第３プログラム及び第４プログラムの構成に関する一例を示す図
【図１８】本発明による実施例１の暗号画像通信システムの構成に関する一例を示す図
【図１９】本発明による操作ウインドウの一例を示す図
【図２０】本発明による改良型暗号画像通信システムの構成に関する一例を示す図
【図２１】本発明による実施例２による改良型暗号画像通信システムによる暗号通信の一例を示す図
【図２２】本発明による実施例３の暗号通信監視カメラシステムの構成に関する一例を示す図
【発明を実施するための形態】
【００３６】
本発明を実施するための最良の形態について、適宜図を用いながら説明する。
【００３７】
本発明において、デジタル画像、暗号鍵画像、暗号化画像及び受信暗号化画像は、それぞれ縁の無い同じサイズの正方形の画素が敷き詰められて構成されており、各画素は８ビット深さの赤原色（Ｒ）、８ビット深さの緑原色（Ｇ）及び８ビット深さの青原色（Ｂ）から成るＲＧＢカラー画素であり、ＲＧＢが同じビット数の場合にはグレイスケール画素と成る。本発明において、暗号鍵画像はグレイスケール画素のみから成る。
【００３８】
本発明において、デジタル画像、暗号鍵画像、暗号化画像及び受信暗号化画像は、左上隅の画素を原点とし、原点が存在する行を、行を変えずに横方向に向かった画素の行に平行な軸をｘ軸とし、原点が存在する列を、列を変えずに縦方向に向かった画素の列に平行な軸をｙ軸とする。デジタル画像、暗号鍵画像、暗号化画像及び受信暗号化画像内の全ての画素は、（ｘ、ｙ）という２次元座標によって指定する事が可能である。
【００３９】
本発明において、デジタル画像、暗号鍵画像、暗号化画像及び受信暗号化画像は互いに同じ画像サイズであり、同じ座標を有する。また、デジタル画像、暗号鍵画像及び受信暗号化画像は無圧縮であり、ＢＭＰ（ＢｉｔＭａＰ）又はＤＩＢ（Ｄｅｖｉｃｅ  Ｉｎｄｅｐｅｎｄｅｎｔ  Ｂｉｔｍａｐ）の画像である。
【００４０】
図１は、本発明による第１の発明である暗号通信向け画像圧縮伸長方法における処理手順の一例をフローチャートとして図示したものである。
【００４１】
図１の暗号通信向け画像圧縮伸長方法は、（Ｓ１）デジタル画像１を取り込む画像取り込み工程と、（Ｓ２）希望する暗号強度のグレイスケールの暗号鍵画像２を準備する工程と、（Ｓ３）デジタル画像１に暗号鍵画像２をコンボリューションする事によりデジタル画像１の高周波成分を削減し且つ解像度を低減し且つ暗号化した暗号化画像３を得る暗号化工程と、（Ｓ４）暗号化画像３をエントロピー符号化して、暗号化画像コード４に変換する工程と、（Ｓ５）暗号化画像コード４をネットワーク７上の他のコンピュータ５に送信する工程と、（Ｓ６）コンピュータ５が暗号化画像コード４を受信する工程と、（Ｓ７）コンピュータ５において、エントロピー符号化する際に使用した方法で暗号化画像コード４を復号し受信暗号化画像６と成す工程と、（Ｓ８）事前に暗号化され別途配信された暗号化工程で使用した暗号鍵画像２を復号して準備する工程と、（Ｓ９）暗号鍵画像２及び受信暗号化画像６から受信暗号化画像６に最も尤もらしいデジタル画像１を復元するデジタル画像復元工程と、を備える事に特徴が有る。図１において、Ｓ１〜Ｓ５の工程は送信側で有り、Ｓ６〜Ｓ９の工程は受信側で有る。ネットワーク７はＬＡＮ（Ｌｏｃａｌ  Ａｒｅａ  Ｎｅｔｗｏｒｋ）、インターネット、専用回線のいずれでも良く、ネットワーク７のプロトコルに合わせた方法で暗号化画像コード４が伝送される。
【００４２】
本発明においては、エントロピー符号として、画像にはＪＰＥＧで用いるハフマン符号を用い、映像ではＭＰＥＧ２及びＨ．２６４で用いる算術符号及びハフマン符号の改良符号である可変長符号を用いている。
【００４３】
本発明においては、暗号鍵画像２の画素サイズ及び画像サイズはデジタル画像１と同じでなければならないが、暗号鍵画像２は常にグレイスケール画像である。このため、本発明においては、予め複数準備しておいた暗号鍵画像から１枚を選択する事により準備し更に暗号化工程において、その画像サイズをデジタル画像１にフィットさせる。
【００４４】
図２は、本発明による第２の発明である暗号化工程Ｓ３における処理手順の一例をフローチャートとして図示したものである。図２の暗号化工程Ｓ３は、（Ｓ１０）暗号鍵画像２の画像サイズをデジタル画像１に一致させる様に暗号鍵画像２を補正して第１補正暗号鍵画像８と成す第１補正工程と、（Ｓ１１）第１補正暗号鍵画像８をフーリエ変換し、第１補正暗号鍵画像スペクトル９と成す工程と、（Ｓ１２）デジタル画像１をデガンマ補正の後に赤原色画像であるＲＩ、緑原色画像であるＧＩ及び青原色画像であるＢＩに分割する工程と、（Ｓ１３）ＲＩ、ＧＩ及びＢＩをそれぞれフーリエ変換し、ＲＩスペクトルＲＩＳ、ＧＩスペクトルＧＩＳ及びＢＩスペクトルＢＩＳと成す工程と、（Ｓ１４）ＲＩスペクトルＲＩＳと第１補正暗号鍵画像スペクトル９を積算して得られた積をＲＩＥスペクトルＲＩＥＳと成す工程と、（Ｓ１５）ＧＩスペクトルＧＩＳと第１補正暗号鍵画像スペクトル９を積算して得られた積をＧＩＥスペクトルＧＩＥＳと成す工程と、（Ｓ１６）ＢＩスペクトルＢＩＳと第１補正暗号鍵画像スペクトル９を積算して得られた積をＢＩＥスペクトルＢＩＥＳと成す工程と、（Ｓ１７）ＲＩＥスペクトルＲＩＥＳ、ＧＩＥスペクトルＧＩＥＳ及びＢＩＥスペクトルＢＩＥＳをそれぞれ逆フーリエ変換し、高周波数領域が削減され暗号化された赤原色画像であるＲＥ、高周波数領域が削減され暗号化された緑原色画像であるＧＥ及び高周波数領域が削減され暗号化された青原色画像であるＢＥと成す工程と、（Ｓ１８）ＲＥ、ＧＥ及びＢＥから１枚のカラー画像１０を合成し、このカラー画像１０をガンマ補正の後に暗号化画像３と成す工程と、を備える事に特徴が有る。
【００４５】
暗号化工程Ｓ３において、下記の数式（１）及び（２）に従い、デジタル画像１及び暗号鍵画像２はフーリエ変換され、周波数空間で両者の積を取る事によりコンボリューションして、その結果であるＣを逆フーリエ変換する事により暗号化画像３であるＤを求める。
【００４６】
ＤＦＴ（Ａ）・ＤＦＴ（Ｂ）＝Ｃ・・・（１）
【００４７】
ＩＤＦＴ（Ｆ１）＝Ｄ・・・（２）
【００４８】
数式１〜２において、Ａはデジタル画像１を、Ｂは暗号鍵画像２を、Ｃはコンボリューションの結果を、Ｄは暗号化画像３を、ＤＦＴ（  ）は離散フーリエ変換を、ＩＤＦＴ（  ）は離散逆フーリエ変換を、それぞれ意味する。本発明においては、画像は有限のサイズであるため、離散フーリエ変換及び離散逆フーリエ変換を使用する。
【００４９】
暗号化工程Ｓ３のコンボリューションによって、デジタル画像１の高周波領域を低減させ情報自体を圧縮し且つ人が見て判別がつかない様にする事で暗号化する。暗号化工程Ｓ３を経ても、画像サイズ及び画素サイズはそのままであるため、デジタル画像１をＢＭＰ又はＤＩＢとして見た際のデータ量自体に変化は無いが、この後、エントロピー符号化（可逆圧縮）する事により暗号化圧縮が完了する。暗号化圧縮完了時点のデジタル画像１のデータ量は、暗号鍵画像２にもよるが、概ね３割程度とＪＰＥＧ法による圧縮率並に成る。
【００５０】
図３は、デジタル画像１の一例及び暗号鍵画像２の一例から暗号化画像３を作成する様子を図示したものである。図３は、左から、デジタル画像１の一例、暗号鍵画像２の一例、そして右が暗号化画像３である。図３の例から明らかな様に、デジタル画像１において文字及び画像共に鮮明であったものが、暗号化工程Ｓ３において生成された暗号化画像３は、文字及び画像共に不鮮明であり、暗号化画像と言うに相応しい状態である。本発明における暗号化とは、この例の様に、画像として極めて不鮮明なものとする事を意味する。
【００５１】
暗号鍵画像２はその画像の意匠によって暗号強度が変化する。例えば、地が黒（輝度８ビット中０ビット）で暗号鍵画像２の中心を中心とする円板で中心が白（輝度８ビット中８ビット）で周辺に行くほど徐々に黒くなる意匠の場合、円板の半径が大きい程、暗号強度が強く成る。その他、暗号強度を別として、暗号鍵画像２には、画像の中心に配置され且つ偏りの無い図案であれば何でも良く、点対象にこだわる必要は必ずしも無く、例えば、会社のロゴ、文字列、キャラクタ、ダイヤ、スペード、ハート、円環、円、ひし形、３以上の頂点を有する多角形などが使用可能である。それらの図形の塗潰しはグラデーションを有していても良い。
【００５２】
図４は、本発明による第３の発明であるデジタル画像復元工程Ｓ９の処理手順に関する一例をフローチャートとして図示したものである。図４の画像復元工程Ｓ９は、（Ｓ２０）暗号鍵画像２の画像サイズを受信暗号化画像６に一致させる様に暗号鍵画像２を補正して第２補正暗号鍵画像１１と成す第２補正工程と、（Ｓ２１）受信暗号化画像６を赤原色画像１２、緑原色画像１３及び青原色画像１４に分割する工程と、（Ｓ２２）第２補正暗号鍵画像１１をＨ画像１５と成し更に赤原色画像１２をＹ画像１６と成し、更にＨ画像１５及びＹ画像１６からＦ画像１７を復元する画像復元演算工程Ｓ４８を用いてＦ画像１７を復元しこれを赤原色デジタル画像１８と成す工程と、（Ｓ２３）緑原色画像１３をＹ画像１６と成し、更に画像復元演算工程Ｓ４８を用いてＦ画像１７を復元しこれを緑原色デジタル画像１９と成す工程と、（Ｓ２４）青原色画像１４をＹ画像１６と成し、更に画像復元演算工程Ｓ４８を用いてＦ画像１７を復元しこれを青原色デジタル画像２０と成す工程と、（Ｓ２５）赤原色デジタル画像１８、緑原色デジタル画像１９及び青原色デジタル画像２０から最尤デジタル画像２１を合成する工程と、を備える事に特徴が有る。
【００５３】
赤原色画像１２、緑原色画像１３、青原色画像１４及び最尤デジタル画像２１は、受信暗号化画像６と同じ画素サイズ且つ画像サイズである。
【００５４】
図５は、本発明による第４の発明である画像復元演算工程Ｓ４８の処理手順に関する一例をフローチャートとして図示したものである。図５の画像復元演算工程Ｓ４８は、（Ｓ３０）Ｈ画像１５をフーリエ変換してＨ画像スペクトル２２を得る工程と、（Ｓ３１）最大反復演算回数２３を設定する工程と、（Ｓ３２）反復演算回数を計数するカウンターを０に設定しリセットする工程と、（Ｓ３３）Ｙ画像１６をデガンマ補正しこれをＹ画像１６と成し更に当該Ｙ画像１６をＦ画像初期値２４と成す工程と、（Ｓ３４）Ｆ画像初期値２４をフーリエ変換してＦ画像初期値スペクトル２５を得る工程と、（Ｓ３５）Ｆ画像初期値スペクトル２５をＨ画像スペクトル２２に積算しこの積を第１の関数Ｆ１と成す工程と、（Ｓ３６）第１の関数Ｆ１を反転して第２の関数Ｆ２と成す工程と、（Ｓ３７）第２の関数Ｆ２にＹ画像１６を積算しこの積を第３の関数Ｆ３と成す工程と、（Ｓ３８）第３の関数Ｆ３をフーリエ変換して第３の関数のスペクトル２６を得る工程と、（Ｓ３９）Ｈ画像１５の反転関数を求めこれを第４の関数Ｆ４と成す工程と、（Ｓ４０）第４の関数Ｆ４をフーリエ変換して第４の関数のスペクトル２７を得る工程と、（Ｓ４１）第３の関数のスペクトル２６に第４の関数のスペクトル２７を積算しこの積を第５の関数Ｆ５と成す工程と、（Ｓ４２）第５の関数Ｆ５を逆フーリエ変換して第６の関数Ｆ６を得る工程と、（Ｓ４３）第６の関数Ｆ６にＦ画像初期値２４を積算しこの積をＦ画像１７と成す工程と、（Ｓ４４）Ｆ画像１７をＦ画像初期値２４と成す工程と、（Ｓ４５）カウンターに１を加算する工程と、（Ｓ４６）カウンターの値ｎが最大反復演算回数２３を超えているという仮説を検証し、もしこの検証結果が偽で有れば、Ｓ３４の工程へ戻り、そうではなくて、もし検証結果が真で有れば、Ｓ４７の工程へジャンプする工程と、（Ｓ４７）Ｆ画像１７をガンマ補正してＦ画像１７と成し更に当該Ｆ画像１７を出力する工程と、を備える事に特徴が有る。
【００５５】
画像復元演算工程Ｓ４８は、数式３に基づき演算を行い、Ｈ画像１５、Ｙ画像１６及びＹ画像１６から成るＦ画像初期値２４から、所定の回数の反復演算を行い、Ｙ画像１６の分布に最も尤もらしいＦ画像１７の分布を推定する。数式（３）は、本発明者が発明し登録された特許登録第４５６８７３０号に記載された数式１５を本発明用に書き改めたものである。
【００５６】
【数１】
2015115921.tif 000003
【００５７】
上記の数式（３）において、Ｆ（  ）は離散フーリエ変換を、Ｆ-１(  )は離散逆フーリエ変換を、ＦはＦ画像を、Ｆの添え字ｋはｋ＋１回目の反復演算におけるＦ画像初期値を、Ｆの添え字はｋ＋１はｋ＋１回目の反復演算におけるＦ画像及びｋ＋２回目の反復演算におけるＦ画像初期値を、ＹはＹ画像を、ＨはＨ画像を、添え字＃が付いたＨはＨ画像反転関数を、それぞれ意味している。また、ｋは０以上の整数である。
【００５８】
Ｈ画像は暗号化時に使用した事が分かっており、正しいものであるため、Ｆ画像初期値は何でも良く、本発明では、Ｙ画像の分布はＦ画像の分布と余り変わらないという仮定の下、早期収斂効果を狙い、Ｆ画像初期値にＹ画像を使用している。
【００５９】
図６は、本発明による第５の発明である画像復元演算工程Ｓ４８の第２の態様Ｓ４９における処理手順の一例をフローチャートして図示したものである。図６の画像復元演算工程Ｓ４８の第２の態様Ｓ４９は、第４の発明による画像復元演算工程Ｓ４８において、暗号鍵画像２に点対称のものを使用する事により、Ｓ３９〜Ｓ４０の工程を削除し且つＳ４１の工程を、（Ｓ４１Ｃ）第３の関数のスペクトル２６にＨ画像スペクトル２２を積算しこの積を第５の関数Ｆ５と成す工程、と改める事に特徴が有る。これは、Ｈ画像１５は暗号鍵画像２であり、もしも暗号鍵画像２が点対称である場合には、Ｈ画像１５の反転関数はＨ画像１５であるため、Ｓ３９〜Ｓ４０の工程は不要であるため削除可能になり、その代わり、工程Ｓ４１Ｃにおいて、直接第４の関数のスペクトル２６にＨ画像スペクトル２２を積算しこの積である第５の関数Ｆ５を求める事で画像復元演算工程Ｓ４８のＳ３９〜Ｓ４１の工程が代替できるためである。
【００６０】
図７は、本発明による第６の発明である第１補正工程Ｓ１０における処理手順の一例をフローチャートして図示したものである。図７の第１補正工程Ｓ１０は、（Ｓ５０）暗号鍵画像２の画素サイズをデジタル画像１の画素サイズに一致させる工程と、（Ｓ５１）デジタル画像１の画像サイズで且つ何のデータも無い第１補正暗号鍵画像８を準備する工程と、（Ｓ５２）暗号鍵画像２の画像サイズをデジタル画像１の画像サイズと比較し、両者が同じであれば、（Ｓ５３）へジャンプし、暗号鍵画像２の画像サイズがデジタル画像１の画像サイズよりも小さい場合、（Ｓ５４）へジャンプし、それ以外では、（Ｓ５７）へジャンプする工程と、（Ｓ５３）暗号鍵画像２を第１補正暗号鍵画像８に転写しその後終了する工程と、（Ｓ５４）第１補正暗号鍵画像８の中心画素の座標に暗号鍵画像２の中心画素の座標を一致させるように暗号鍵画像２を移動する工程と、（Ｓ５５）暗号鍵画像２を第１補正暗号鍵画像８へ転写する工程と、（Ｓ５６）第１補正暗号鍵画像８の転写済み領域と非転写領域の境界をミラー反転軸として転写済み領域の画素を非転写領域へ転写しその後終了する工程と、（Ｓ５７）デジタル画像１の画像サイズに一致する様に暗号鍵画像２を縮小しこれを第１補正暗号鍵画像８に転写しその後終了する工程と、を備える事に特徴が有る。
【００６１】
図８は、本発明による第７の発明である第２補正工程Ｓ２０における処理手順の一例をフローチャートして図示したものである。図８の第２補正工程Ｓ２０は、（Ｓ６０）暗号鍵画像２の画素サイズを受信暗号化画像６の画素サイズに一致させる工程と、（Ｓ６１）受信暗号化画像６の画像サイズで且つ何のデータも無い第２補正暗号鍵画像１１を準備する工程と、（Ｓ６２）暗号鍵画像２の画像サイズを受信暗号化画像６の画像サイズと比較し、両者が同じであれば、（Ｓ６３）へジャンプし、暗号鍵画像２の画像サイズが受信暗号化画像６の画像サイズよりも小さい場合、（Ｓ６４）へジャンプし、それ以外では、（Ｓ６７）へジャンプする工程と、（Ｓ６３）暗号鍵画像２を第２補正暗号鍵画像１１へ転写しその後終了する工程と、（Ｓ６４）第２補正暗号鍵画像１１の中心画素の座標に暗号鍵画像２の中心画素の座標を一致させるように暗号鍵画像２を移動する工程と、（Ｓ６５）暗号鍵画像２を第２補正暗号鍵画像１１へ転写する工程と、（Ｓ６６）第２補正暗号鍵画像１１の転写済み領域と非転写領域の境界をミラー反転軸として転写済み領域の画素を非転写領域へ転写後に終了する工程と、（Ｓ６７）受信暗号化画像６の画像サイズに一致する様に暗号鍵画像２を縮小しこれを第２補正暗号鍵画像１１に転写後に終了する工程と、を備える事に特徴が有る。
【００６２】
Ｓ５２及びＳ６２の工程は、例えば、Ｃ＋＋ではｓｗｉｔｃｈ  ｃａｓｅステートメントを用いて記述できる。
【００６３】
本発明の一例である第１プログラム３４は、第２の発明による暗号化工程Ｓ３と、第３の発明によるデジタル画像復元工程Ｓ９と、第４の発明による画像復元演算工程Ｓ４８と、第６の発明による第１補正工程Ｓ１０と、第７の発明による第２補正工程Ｓ２０とを有する第１の発明による暗号通信向け画像圧縮伸長方法の第１の態様におけるすべての工程を実行させるためのものである。
【００６４】
本発明の一例である第２プログラム３５は、第２の発明による暗号化工程Ｓ３と、第３の発明によるデジタル画像復元工程Ｓ９と、第５の発明による画像復元演算工程の第２の態様Ｓ４９と、第６の発明による第１補正工程Ｓ１０と、第７の発明による第２補正工程Ｓ２０とを有する第１の発明による暗号通信向け画像圧縮伸長方法の第２の態様におけるすべての工程を実行させるためのものである。
【００６５】
第１プログラム及び第２プログラムは、Ｖｉｓｕａｌ  Ｃ＋＋言語で記述されているが、ＸＭＬ、ＪＡＶＡ（登録商標）で記述されたものを一部に使用しても良く、Ｃ、Ｃ＋、ＨＴＴＰ、ＸＭＬ、ＪＡＶＡを組み合わせて記述しても良い。
【００６６】
本発明のうち第１０の発明による第１記憶媒体は、第８の発明による第１プログラムを暗号化された状態で記憶し且つコンピュータに接続可能で且つ前記コンピュータが読込可能なものであり、暗号化／復号化回路を内蔵したものでも良いし、接続するコンピュータが暗号化／復号化を行い、単に暗号化されたデータを記録するものであっても良い。暗号化／復号化回路を内蔵したものでは、ＵＳＢフラッシュメモリ、ＳＤメモリカードなどが使用可能であり、第１記憶媒体にはＵＳＢフラッシュメモリを使用している。単に暗号化されたデータを記録するものには、ＵＳＢフラッシュメモリ、ＳＤメモリカード、ＣＤ（Ｃｏｍｐａｃｔ  Ｄｉｓｋ）やＤＶＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ  Ｄｉｓｋ）があり、どれを使用しても良い。
【００６７】
本発明のうち第１１の発明による第２記憶媒体は、第９の発明による第２プログラムを暗号化された状態で記憶し且つコンピュータに接続可能で且つ前記コンピュータが読込可能なものであり、第１記憶媒体と同じものを使用している。第２記憶媒体には第１記憶媒体と同じものが使用可能であるが、ＳＤメモリカード、ＣＤ、ＤＶＤなどから選択しても良い。
【００６８】
図９は、本発明による第１２の発明である暗号通信向け画像圧縮伸長装置２８の構成に関する一例を図示したものである。図９の暗号通信向け画像圧縮伸長装置２８は、（Ｗ１）デジタル画像１を取り込む画像取り込み手段と、（Ｗ２）希望する暗号強度のグレイスケールの暗号鍵画像２を準備する手段と、（Ｗ３）デジタル画像１に暗号鍵画像２をコンボリューションする事によりデジタル画像１の高周波成分を削減し且つ解像度を低減し且つ暗号化した暗号化画像３を得る暗号化手段と、（Ｗ４）暗号化画像３をエントロピー符号化して、暗号化画像コード４に変換する手段と、（Ｗ５）暗号化画像コード４をネットワーク７上の他のコンピュータ５に送信する手段と、（Ｗ６）コンピュータ５が暗号化画像コード４を受信する手段と、（Ｗ７）コンピュータ５において、エントロピー符号化する際に使用した符号化に対応する復号化方法で暗号化画像コード４を復号し受信暗号化画像６と成す手段と、（Ｗ８）事前に暗号化され別途配信された暗号化手段で使用した暗号鍵画像２を復号して準備する手段と、（Ｗ９）暗号鍵画像２及び受信暗号化画像６から受信暗号化画像６に最も尤もらしい最尤デジタル画像２１を復元するデジタル画像復元手段と、を備える事に特徴が有る。
【００６９】
図９において、暗号化手段Ｗ３で用いた暗号鍵画像２は、別途暗号化され（図中点線ボックス表示）、インターネットやＬＡＮなどのネットワーク７上のコンピュータ５などコンピュータに事前に配布されている。この暗号化方法は、共通鍵方式、プライベート鍵方式、または、ＺＩＰファイルに内蔵されたものであっても良い。セキュリィ維持のため、暗号鍵画像２は、ライブラリー化したものを定期的に交換すると良い。
【００７０】
図１０は、本発明による第１３の発明である暗号化手段Ｗ３の構成に関する一例を図示したものである。図１０の暗号化手段Ｗ３は、（Ｗ１０）暗号鍵画像２の画像サイズをデジタル画像１に一致させる様に暗号鍵画像２を補正して第３補正暗号鍵画像２９と成す第１補正手段と、（Ｗ１１）第３補正暗号鍵画像２９をフーリエ変換し、第３補正暗号鍵画像スペクトル３０と成す手段と、（Ｗ１２）デジタル画像１をデガンマ補正の後に赤原色画像であるＲＩ、緑原色画像であるＧＩ及び青原色画像であるＢＩに分割する手段と、（Ｗ１３）ＲＩ、ＧＩ及びＢＩをそれぞれフーリエ変換し、ＲＩスペクトルＲＩＳ、ＧＩスペクトルＧＩＳ及びＢＩスペクトルＢＩＳと成す手段と、（Ｗ１４）ＲＩスペクトルＲＩＳと第３補正暗号鍵画像スペクトル３０を積算して得られた積をＲＩＥスペクトルＲＩＥＳと成す手段と、（Ｗ１５）ＧＩスペクトルＧＩＳと第３補正暗号鍵画像スペクトル３０を積算して得られた積をＧＩＥスペクトルＧＩＥＳと成す手段と、（Ｗ１６）ＢＩスペクトルＢＩＳと第３補正暗号鍵画像スペクトル３０を積算して得られた積をＢＩＥスペクトルＢＩＥＳと成す手段と、（Ｗ１７）ＲＩＥスペクトルＲＩＥＳ、ＧＩＥスペクトルＧＩＥＳ及びＢＩＥスペクトルＢＩＥＳをそれぞれ逆フーリエ変換し、高周波数領域が削減され暗号化された赤原色画像であるＲＥ、高周波数領域が削減され暗号化された緑原色画像であるＧＥ及び高周波数領域が削減され暗号化された青原色画像であるＢＥと成す手段と、（Ｗ１８）ＲＥ、ＧＥ及びＢＥから１枚のカラー画像１０を合成し、このカラー画像１０をガンマ補正した後に暗号化画像３と成す手段と、を備える事に特徴が有る。
【００７１】
図１１は、本発明による第１４の発明であるデジタル画像復元手段Ｗ９の構成に関する一例を図示したものである。図１１のデジタル画像復元手段Ｗ９は、（Ｗ２０）暗号鍵画像２の画像サイズを受信暗号化画像６に一致させる様に暗号鍵画像２を補正して第４補正暗号鍵画像３１と成す第２補正手段と、（Ｗ２１）受信暗号化画像６を赤原色画像１２、緑原色画像１３及び青原色画像１４に分割する手段と、（Ｗ２２）第４補正暗号鍵画像３１をＨ画像１５と成し更に赤原色画像１２をＹ画像１６と成し、更にＨ画像１５及びＹ画像１６からＦ画像１７を復元する画像復元演算手段Ｗ４８を用いてＦ画像１７を復元しこれを赤原色デジタル画像１８と成す手段と、（Ｗ２３）緑原色画像１３をＹ画像１６と成し、更に画像復元演算手段Ｗ４８を用いてＦ画像１７を復元しこれを緑原色デジタル画像１９と成す手段と、（Ｗ２４）青原色画像１４をＹ画像１６と成し、更に画像復元演算手段Ｗ４８を用いてＦ画像１７を復元しこれを青原色デジタル画像２０と成す手段と、（Ｗ２５）赤原色デジタル画像１８、緑原色デジタル画像１９及び青原色デジタル画像２０から最尤デジタル画像２１を合成する手段と、を備える事に特徴が有る。
【００７２】
図１２は、本発明による第１５の発明である画像復元演算手段Ｗ４８の構成に関する一例を図示したものである。図１２の画像復元演算手段Ｗ４８は、（Ｗ３０）Ｈ画像１５をフーリエ変換してＨ画像スペクトル２２を得る手段と、（Ｗ３１）最大反復演算回数２３を設定する手段と、（Ｗ３２）反復演算回数を計数するカウンターを０に設定しリセットする手段と、（Ｗ３３）Ｙ画像１６をデガンマ補正しこれをＹ画像１６と成し更に当該Ｙ画像１６をＦ画像初期値２４と成す手段と、（Ｗ３４）Ｆ画像初期値２４をフーリエ変換してＦ画像初期値スペクトル２５を得る手段と、（Ｗ３５）Ｆ画像初期値スペクトル２５をＨ画像スペクトル２２に積算しこの積を第７の関数Ｆ７と成す手段と、（Ｗ３６）第７の関数Ｆ７を反転して第８の関数Ｆ８と成す手段と、（Ｗ３７）第８の関数Ｆ８にＹ画像１６を積算しこの積を第９の関数Ｆ９と成す手段と、（Ｗ３８）第９の関数Ｆ９をフーリエ変換して第９の関数のスペクトル３２を得る手段と、（Ｗ３９）Ｈ画像１５の反転関数を求めこれを第１０の関数Ｆ１０と成す手段と、（Ｗ４０）第１０の関数Ｆ１０をフーリエ変換して第１０の関数のスペクトル３３を得る手段と、（Ｗ４１）第９の関数のスペクトル３２に第１０の関数のスペクトル３３を積算しこの積を第１１の関数Ｆ１１と成す手段と、（Ｗ４２）第１１の関数Ｆ１１を逆フーリエ変換して第１２の関数Ｆ１２を得る手段と、（Ｗ４３）第１２の関数Ｆ１２にＦ画像初期値２４を積算しこの積をＦ画像１７と成す手段と、（Ｗ４４）Ｆ画像１７をＦ画像初期値２４と成す手段と、（Ｗ４５）カウンターに１を加算する手段と、（Ｗ４６）カウンターの値ｎが最大反復演算回数２３を超えているという仮説を検証し、もしこの検証結果が偽で有れば、Ｗ３４の手段へ戻り、そうではなくて、もし検証結果が真で有れば、Ｗ４７の工程へジャンプする手段と、（Ｗ４７）Ｆ画像１７をガンマ補正してＦ画像１７と成し更に当該Ｆ画像１７を出力する手段と、を備える事に特徴が有る。
【００７３】
図１３は、本発明による第１６の発明である画像復元演算手段の第２の態様Ｗ４９の構成に関する一例を図示したものである。図１３の画像復元演算手段の第２の態様Ｗ４９は、暗号鍵画像２に点対称のものを使用する事により、Ｗ３９〜Ｗ４０の手段を削除し且つＷ４１の手段を、（Ｗ４１Ｃ）第９の関数のスペクトル３２にＨ画像スペクトル２２を積算しこの積を第１１の関数Ｆ１１と成す手段、と改める事に特徴が有る。
【００７４】
図１４は、本発明による第１７の発明である第１補正手段Ｗ１０の構成に関する一例を図示したものである。図１４の第１補正手段Ｗ１０は、（Ｗ５０）暗号鍵画像２の画素サイズをデジタル画像１の画素サイズに一致させる手段と、（Ｗ５１）デジタル画像１の画像サイズで且つ何のデータも無い第３補正暗号鍵画像２９を準備する手段と、（Ｗ５２）暗号鍵画像２の画像サイズをデジタル画像１の画像サイズと比較し、両者が同じであれば、（Ｗ５３）へジャンプし、暗号鍵画像２の画像サイズがデジタル画像１の画像サイズよりも小さい場合、（Ｗ５４）へジャンプし、それ以外では、（Ｗ５７）へジャンプする手段と、（Ｗ５３）暗号鍵画像２を第３補正暗号鍵画像２９に転写しその後終了する手段と、（Ｗ５４）第３補正暗号鍵画像２９の中心画素の座標に暗号鍵画像２の中心画素の座標を一致させるように暗号鍵画像２を移動する手段と、（Ｗ５５）暗号鍵画像２を第３補正暗号鍵画像２９へ転写する手段と、（Ｗ５６）第３補正暗号鍵画像２９の転写済み領域と非転写領域の境界をミラー反転軸として転写済み領域の画素を非転写領域へ転写し終了する手段と、（Ｗ５７）デジタル画像１の画像サイズに一致する様に暗号鍵画像２を縮小しこれを第３補正暗号鍵画像２９に転写しその後終了する手段と、を備える事に特徴が有る。
【００７５】
図１５は、図１４の第１補正手段Ｗ１０の手段Ｗ５６が行う補正の様子を図示したものである。図１５の左図は手段Ｗ５５終了時の状況を示しており、右図は手段Ｗ５６における操作並びに操作完了時の状況を示している。図１５の左図に見られる様に、手段Ｗ５５終了時の第３補正暗号鍵画像２９には、転写済み領域と非転写領域が存在する。この非転写領域を転写済み領域の画素データを用いて埋めるために、手段Ｗ５６において、図１５の右図の様に、転写済み領域と非転写領域の境界をミラー反転軸として、ミラー反転操作を行い、非転写領域を転写済み領域の画素データを用いて埋める。図１５の右図は手段Ｗ５６における操作完了時の図でもあり、ミラー反転操作時の分割転写境界上にミラー対称軸が発生している様が図示されている。
【００７６】
図１６は、本発明による第１８の発明である第２補正手段Ｗ２０の構成に関する一例を図示したものである。図１６の第２補正手段Ｗ２０は、（Ｗ６０）暗号鍵画像２の画素サイズを受信暗号化画像６の画素サイズに一致させる手段と、（Ｗ６１）受信暗号化画像６の画素サイズで且つ何のデータも無い第４補正暗号鍵画像３１を準備する手段と、（Ｗ６２）暗号鍵画像２の画像サイズを受信暗号化画像６の画像サイズと比較し、両者が同じであれば、（Ｗ６３）へジャンプし、暗号鍵画像２の画像サイズが受信暗号化画像６の画像サイズよりも小さい場合、（Ｗ６４）へジャンプし、それ以外では、（Ｗ６７）へジャンプする手段と、（Ｗ６３）暗号鍵画像２を第４補正暗号鍵画像３１へ転写しその後終了する手段と、（Ｗ６４）第４補正暗号鍵画像３１の中心画素の座標に暗号鍵画像２の中心画素の座標を一致させるように暗号鍵画像２を移動する手段と、（Ｗ６５）暗号鍵画像２を第４補正暗号鍵画像３１へ転写する手段と、（Ｗ６６）第４補正暗号鍵画像３１の転写済み領域と非転写領域の境界をミラー反転軸として転写済み領域の画素を非転写領域へ転写後に終了する手段と、（Ｗ６７）受信暗号化画像６の画像サイズに一致する様に暗号鍵画像２を縮小しこれを第４補正暗号鍵画像３１に転写後に終了する手段と、を備える事に特徴が有る。
【００７７】
図１６の第２補正手段Ｗ２０の手段Ｗ６６が行う補正は、第１補正手段Ｗ１０の手段Ｗ５６が行う補正と同様であり、図１５の方法に準ずる。
【００７８】
本発明の一例である第３プログラム３６は、第１３の発明による暗号化手段Ｗ３と、第１４の発明によるデジタル画像復元手段Ｗ９と、第１５の発明による画像復元演算手段Ｗ４８と、第１７の発明による第１補正手段Ｗ２０と、第１８の発明による第２補正手段Ｗ２０とを有する第１２の発明による暗号通信向け画像圧縮伸長装置２８の第１の態様におけるすべての手段を構成し且つこれ等の全ての手段を実行させるためのものである。
【００７９】
本発明の一例である第４プログラム３７は、第１３の発明による暗号化手段Ｗ３と、第１４の発明によるデジタル画像復元手段Ｗ９と、第１６の発明による画像復元演算手段の第２の態様Ｗ４９と、第１７の発明による第１補正手段Ｗ１０と、第１８の発明による第２補正手段Ｗ２０とを有する第１２の発明による暗号通信向け画像圧縮伸長装置２８の第２の態様におけるすべての手段を構成し且つこれ等の全ての手段を実行させるためのものである。
【００８０】
第３プログラム及び第４プログラムは、Ｖｉｓｕａｌ  Ｃ＋＋言語で記述されているが、ＸＭＬ、ＪＡＶＡで記述されたものを一部に使用しても良く、Ｃ、Ｃ＋、ＨＴＴＰ、ＸＭＬ、ＪＡＶＡを組み合わせて記述しても良い。
【００８１】
本発明による第２１の発明による第３記憶媒体は、第１９の発明による第３プログラムを暗号化された状態で記憶し且つコンピュータに接続可能で且つ前記コンピュータが読込可能なものであり、第１記憶媒体と同じものを使用している。
【００８２】
本発明による第２２の発明による第４記憶媒体は、第２０の発明による第４プログラムを暗号化された状態で記憶し且つコンピュータに接続可能で且つ前記コンピュータが読込可能なものであり、第１記憶媒体と同じものを使用している。第３〜４記憶媒体には、ＵＳＢフラッシュメモリの他、ＳＤメモリカード、ＣＤ、ＤＶＤなどから選択しても良い。
【００８３】
図１７は、第３プログラム３６及び第４プログラム３７の構成に関する一例を図示したものである。第３プログラム３６及び第４プログラム３７の各々は更に１つの専用サブプログラムと２つの共通サブプログラムから構成されている。専用サブプログラムは、暗号通信向け画像圧縮伸長装置２８の態様に合わせてその手段全てを構成し且つその実行手順を記述する装置サブプログラムであり、第３プログラム３６にあっては装置サブプログラム３８であり、第４プログラム３７にあっては装置サブプログラム３９である。共通サブプログラムは、暗号通信向け画像圧縮伸長装置２８に関する操作を行うための操作ウインドウ５４を作成しコンピュータのモニタに表示する全プログラムに共通な操作ウインドウ作成サブプログラム４０、操作ウインドウ５４内の全てのボタン、コンピュータのキーボードのボタン、マウスにより指定された位置及び同位置における右クリック及び左クリックを常時監視し右クリック及び左クリックなどの監視対象へのアクションがあればこれに適した処理を実行するための全プログラムに共通な操作ウインドウ監視サブプログラム４１、である。
【実施例】
【００８４】
実施例１は、本発明による暗号通信向け画像圧縮伸長装置２８を第３プログラム３６によってコンピュータ４２及びインターネット４３上のコンピュータ４４に構成して暗号画像通信が可能な暗号画像通信システム４５である。一方、第４プログラム３７によって構成される構成手段の一部が異なる暗号通信向け画像圧縮伸長装置２８の第２の態様は第３プログラム３６によって構成される暗号通信向け画像圧縮伸長装置２８の第１の態様と性能上及び操作上の差が無い。このため、暗号通信向け画像圧縮伸長装置２８の代表として第３プログラム３６によって構成される暗号通信向け画像圧縮伸長装置２８の第１の態様を実施例１に選んだ。
【００８５】
図１８は、本発明による実施例１の暗号画像通信システム４５の構成に関する一例を図示したものである。図１８の暗号画像通信システム４５は、デジタル画像１、暗号鍵画像２、最尤デジタル画像２１、予め第３プログラム３６をインストール後実行する事により暗号通信向け画像圧縮伸長装置２８の第１の態様の送信装置４６（図９の送信側に相当）及び受信装置４７（図９の受信側に相当）が構成されたコンピュータ４２、予め第３プログラム３６をインストール後実行する事により暗号通信向け画像圧縮伸長装置２８の第１の態様と構成が同じ暗号通信向け画像圧縮伸長装置７３の送信装置４８（図９の送信側に相当）及び受信装置４９（図９の受信側に相当）が構成されたインターネット４３上のコンピュータ４４、暗号鍵画像２がパスワード５０を照合鍵とするＺｉｐファイル５１の暗号化機能を用いて暗号化及び可逆圧縮され電子メールに添付される形で配布されたＺｉｐファイル５１、コンピュータ４４から送信に使用するデジタル画像５２、デジタル画像５２に相当する最尤デジタル画像５３から構成されている。
【００８６】
コンピュータ４２及び４４は同じ構成であり、６４ビットインストラクションセット３２ビット６コア／チップＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）、ＧＰＵ（Ｇｒａｐｈｉｃ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）、３２Ｇバイト以上のメモリ、１テラバイト以上の記憶容量を有するＨＤＤ、１２８Ｇバイト以上の記憶容量を有するＳＤＤ（Ｓｏｌｉｄｓｔａｔｅ  Ｄｉｓｋ  Ｄｒｉｖｅ）、３つ以上のＵＳＢ端子、１つ以上のＬＡＮ端子、ＷｉＦｉ（Ｗｉｒｅｌｅｓｓ  Ｆｉｄｅｌｉｔｙ）やＢｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）などの無線通信モジュール、電話端子、キーボード５３、マウス５４、ＦＨＤ（Ｆｕｌｌ  Ｈｉｇｈ  Ｄｅｆｉｎｉｔｉｏｎ）ディスプレイ、マイクロソフト社製Ｗｉｎｄｏｗｓ８（登録商標）  Ｏ／Ｓ、マイクロソフト社製  Ｖｉｓｕａｌ  Ｓｔｕｄｉｏ  ２０１０（登録商標）（Ｖｉｓｕａｌ  Ｃ＋＋  ２０１０を含む）、マイクロソフト社製  Ｏｆｆｉｃｅ  ２０１３（登録商標）から構成され、ＷｉＦｉ、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ、ＬＡＮ、ＵＳＢ及びインターネットを介して他のコンピュータと通信可能なものである。コンピュータ４２及び４４には、量産され市場で流通している多くの種類のデスクトップ型コンピュータの中から選択したものを使用しており、同様の規格を有するものであれば、ワークステーションでも良い。また、Ｏ／Ｓの種類が異なるが、サーバであっても良い。
【００８７】
図１９は、本発明による操作ウインドウ５４の一例を図示したものである。図１９の操作ウインドウ５４は、デジタル画像１及び暗号鍵画像２及び最尤デジタル画像２１などをタイル又は重ねて又はサムネル化して表示するための画像ウインドウ５５、使用中の暗号鍵画像２をサムネルの状態でファイル名をサムネルの下部にオーバーラップして表示するための暗号鍵画像サムネル表示ウインドウ５６、スキャナーから直接デジタル画像１を所定の条件（同ボタンを右クリックでスキャナーのプロパティを開き設定した条件）で取り込むためのスキャナー取り込みボタン５７、コンピュータ４２又はコンピュータ４４のファイルシステムからデジタル画像１を読込むためのデジタル画像読込ボタン５８、コンピュータ４２又はコンピュータ４４のファイルシステムから暗号鍵画像２を読込むための暗号鍵画像読込ボタン５９、最尤デジタル画像２１をコンピュータ４２又はコンピュータ４４のファイルシステムに保存するための最尤デジタル画像保存ボタン６０、最大反復演算回数２３を設定するための最大反復演算回数設定ボタン６１、読込んだデジタル画像１を読込んだ暗号鍵画像２で暗号化して更に可逆圧縮して送信するための送信ボタン６２、実行中の操作を中断するための中断ボタン６３、受信が完了しコンピュータ４２又はコンピュータ４４のファイルシステム内の受信暗号化画像ボックス中の受信暗号化画像６を読込むための受信暗号化画像表示ボタン６４、読込んだ受信暗号化画像を暗号化した際の暗号鍵画像を用いて復号するための復号ボタン６５、本システムにおいて他のコンピュータからインターネット４３を介して送信中である事を表示する受信中表示６６、本システムを終了するための終了ボタン６７、から構成されている。操作ウインドウ５４はコンピュータ４２のモニタ及びコンピュータ４４のモニタ上に表示され、操作ウインドウ５４内の全てのボタンはクリック及びタッチに対してインタラクティブに応答する。
【００８８】
図１８を参考にしながら、暗号画像通信システム４５の使用例を説明する。コンピュータ４２を操作するユーザ６８は、まず、コンピュータ４４を操作するユーザ６９に電話して暗号通信向け画像圧縮伸長装置７３を立ち上げる様依頼し、更に、Ｚｉｐファイル５１のパスワード５０をＺｉｐファイル５１とは別のＳＳＬ暗号による親展メールで送った事を連絡する。次にユーザ６８は、コンピュータ４２において、暗号通信向け画像圧縮伸長装置２８の第１の態様を立ち上げる。これで、暗号画像通信システム４５が形成された。
【００８９】
ユーザ６８は、操作ウインドウ５４のデジタル画像読込ボタン５８をクリックしてデジタル画像１をコンピュータ４２のファイルシステムから読込む。すると、画像ウインドウ５５にデジタル画像１が表示される。次に、ユーザ６８は、暗号鍵画像読込ボタン５９をクリックして暗号鍵画像２をコンピュータ４２のファイルシステムから読込む。すると、暗号鍵画像サムネル表示ウインドウ５６に暗号鍵画像２のサムネル及びそのファイル名が表示される。次に、ユーザ６８は、送信ボタン６２をクリックして暗号化され可逆圧縮されたデジタル画像１をコンピュータ４４の暗号通信向け画像圧縮伸長装置７３へ送る。
【００９０】
ユーザ６９は、コンピュータ４４のモニタで操作ウインドウ５４と同じ構成の操作ウインドウ７０を確認しながら、着信した電子メールを確認してＺｉｐファイル５１及びパスワード５０を入手し、パスワード５０を用いてＺｉｐファイル５１を解凍して暗号鍵画像２を取り出し、コンピュータ４４のファイルシステムに記憶する。ユーザ６９は、この作業中に、操作ウインドウ７０上の受信中表示６６に相当する表示が点灯している事に気づき、受信中表示６６に相当する表示が点滅した後に消灯し、受信動作が完了するのを待つ。
【００９１】
ユーザ６９は、受信暗号化画像表示ボタン６４に相当するボタンをクリックしてコンピュータ４４のファイルシステム内の受信暗号化画像ボックス中の受信暗号化画像６を読込む。すると、操作ウインドウ５４に相当する同じ仕様の操作ウインドウ７０の画像ウインドウ５５に相当する画像ウインドウに受信暗号化画像６が表示される。次に、ユーザ６９が、暗号鍵画像読込ボタン５９に相当するボタンをクリックして暗号鍵画像２をコンピュータ４４のファイルシステムから読込む。すると、暗号鍵画像サムネル表示ウインドウ５６に相当するウインドウに暗号鍵画像２のサムネル及びそのファイル名が表示される。次に、ユーザ６９は、最大反復演算回数設定ボタン６１に相当するボタンをクリックして最大反復演算回数２３を設定し、その後、復号ボタン６５に相当するボタンをクリックして復号を開始する。
【００９２】
すると、操作ウインドウ７０の画像ウインドウ５５に相当する画像ウインドウの受信暗号化画像６は徐々に復元され、やがて最尤デジタル画像２１が現れ、復号動作が完了する。ユーザ６９は、この状態で、結果を見て、もしも、ノイズが多く追加の復元が必要と考えれば、最大反復演算回数設定ボタン６１に相当するボタンをクリックして最大反復演算回数２３を設定し、その後、復号ボタン６５に相当するボタンをクリックして復号を開始すれば良く、そうではなく、もしも、これで良いと思えば、最尤デジタル画像保存ボタン６０に相当するボタンをクリックして名前を付け最尤デジタル画像２１をコンピュータ４４のファイルシステムに保存する。
【００９３】
ユーザ６９は、デジタル画像５２を暗号鍵画像２により暗号化して更に可逆的に圧縮してコンピュータ４２の暗号通信向け画像圧縮伸長装置２８の第１の態様へ送るため、まず、デジタル画像読込ボタン５８相当のボタンをクリックしてデジタル画像５２をコンピュータ４４のファイルシステムから読込む。すると、画像ウインドウ５５に相当する画像ウインドウにデジタル画像５２が表示される。次に、ユーザ６９は、送信ボタン６２に相当するボタンをクリックして暗号化され且つ可逆圧縮されたデジタル画像５２をコンピュータ４２の暗号通信向け画像圧縮伸長装置２８の第１の態様へ送る。
【００９４】
ユーザ６８は、この作業中に、操作ウインドウ７０上の受信中表示６６が点灯している事に気づき、受信中表示６６が点滅した後に消灯し、受信動作が完了するのを待つ。完了した後、ユーザ６８は、受信暗号化画像表示ボタン６４をクリックしてコンピュータ４２のファイルシステム内の受信暗号化画像ボックス中の受信暗号化画像７１を読込む。すると、操作ウインドウ５４の画像ウインドウ５５に受信暗号化画像７１が表示される。次に、ユーザ６９は、最大反復演算回数設定ボタン６１をクリックして最大反復演算回数２３を設定し、その後、復号ボタン６５に相当するボタンをクリックして復号を開始する。
【００９５】
すると、操作ウインドウ５４の画像ウインドウ５５の受信暗号化画像７１は徐々に復元され、やがて最尤デジタル画像５３が現れ、復号動作が完了する。ユーザ６８は、この状態で、結果を見て、もしも、ノイズが多く追加の復元が必要と考えれば、最大反復演算回数設定ボタン６１をクリックして最大反復演算回数２３を設定し、その後、復号ボタン６５をクリックして復号を開始すれば良く、そうではなく、もしも、これで良いと思えば、最尤デジタル画像保存ボタン６０をクリックして名前を付け最尤デジタル画像５３をコンピュータ４２のファイルシステムに保存する。
【００９６】
実施例２は、暗号画像通信システム４５の構成の一部をハードウエア化し更に演算の一部をサーバに分担させる事により高速化させた改良型暗号画像通信システム７２である。
【００９７】
図２０は、改良型暗号画像通信システム７２の構成に関する一例を図示したものである。図２０において、コンピュータ４２及びコンピュータ４４はそれぞれＬＡＮ端子付きＬＡＮモジュール及びＶＰＮルータを介してインターネット４３上のサーバ７４〜７７に接続しており、サーバ７４〜７７はＶＰＮルータを介してインターネット４３に接続している。コンピュータ４２、コンピュータ４４及びサーバ７４〜７７の各々はＦＰＧＡを用いて作製されたフーリエ変換及び逆フーリエ変換の演算を行うためのＦＦＴ／ＩＦＦＴ（Ｆｉｒｓｔ  Ｆｏｕｒｉｅｒ  Ｔｒａｎｓｆｅｒ／Ｉｎｖｅｒｓｅ  Ｆｉｒｓｔ  Ｆｏｕｒｉｅｒ  Ｔｒａｎｓｆｅｒ）回路基板を備え、デジタル画像復元手段Ｗ９が使用する画像復元演算手段Ｗ４８におけるフーリエ変換及び逆フーリエ変換の演算をＦＦＴ／ＩＦＦＴ回路基板を用いて演算し、更に、サーバ７４〜７７はＦＰＧＡを用いて作製された画像復元演算手段Ｗ４８Ｈを有しており、この画像復元演算手段Ｗ４８Ｈはフーリエ変換及び逆フーリエ変換の演算をＦＦＴ／ＩＦＦＴ回路基板を用いて行う事に特徴がある。ＦＦＴ／ＩＦＦＴ回路基板はＦＰＧＡメーカのザイリンクス株式会社やアルテラ株式会社でライブラリー化され提供されている他、マザーボードや論理回路基板の製造販売を行っている企業から入手する事が可能である。また、ＶＰＮルータは市販されているものの内、暗号式且つ高速なものが良いが、コンピュータ４２、コンピュータ４４及びサーバ７４〜７７の各々は同じメーカの同じ型番の製品を使用する必要が有る。
【００９８】
図２０の改良型暗号画像通信システム７２は、コンピュータ４２の送信装置４６及びコンピュータ４４の送信装置４８の暗号通信向け画像圧縮伸長装置２８内の暗号化手段Ｗ３のフーリエ変換及び逆フーリエ変換の演算を各コンピュータのＦＦＴ／ＩＦＦＴ回路基板を用いて行う様に構成され、更にコンピュータ４２の受信装置４７及びコンピュータ４４の受信装置４９の暗号通信向け画像圧縮伸長装置２８の第１の態様の内のデジタル画像復元手段Ｗ９の主要演算手段をサーバ７４〜７７に分担させる様にして構成されたものである。
【００９９】
暗号化手段Ｗ３の手段Ｗ１０〜Ｗ１８は、次の様に変更される。（Ｗ１０）暗号鍵画像２の画像サイズをデジタル画像１に一致させる様に暗号鍵画像２を補正して第３補正暗号鍵画像２９と成す第１補正手段、（Ｗ１１）ＦＦＴ／ＩＦＦＴ回路基板を用いて第３補正暗号鍵画像２９をフーリエ変換し、第３補正暗号鍵画像スペクトル３０と成す手段、（Ｗ１２）デジタル画像１をデガンマ補正の後に赤原色画像であるＲＩ、緑原色画像であるＧＩ及び青原色画像であるＢＩに分割する手段、（Ｗ１３）ＦＦＴ／ＩＦＦＴ回路基板を用いて、ＲＩ、ＧＩ及びＢＩをそれぞれフーリエ変換し、ＲＩスペクトルＲＩＳ、ＧＩスペクトルＧＩＳ及びＢＩスペクトルＢＩＳと成す手段、（Ｗ１４）ＲＩスペクトルＲＩＳと第３補正暗号鍵画像スペクトル３０を積算して得られた積をＲＩＥスペクトルＲＩＥＳと成す手段、（Ｗ１５）ＧＩスペクトルＧＩＳと第３補正暗号鍵画像スペクトル３０を積算して得られた積をＧＩＥスペクトルＧＩＥＳと成す手段、（Ｗ１６）ＢＩスペクトルＢＩＳと第３補正暗号鍵画像スペクトル３０を積算して得られた積をＢＩＥスペクトルＢＩＥＳと成す手段、（Ｗ１７）ＦＦＴ／ＩＦＦＴ回路基板を用いて、ＲＩＥスペクトルＲＩＥＳ、ＧＩＥスペクトルＧＩＥＳ及びＢＩＥスペクトルＢＩＥＳをそれぞれ逆フーリエ変換し、高周波数領域が削減され暗号化された赤原色画像であるＲＥ、高周波数領域が削減され暗号化された緑原色画像であるＧＥ及び高周波数領域が削減され暗号化された青原色画像であるＢＥと成す手段、（Ｗ１８）ＲＥ、ＧＥ及びＢＥから１枚のカラー画像１０を合成し、このカラー画像１０をガンマ補正した後に暗号化画像３と成す手段、を備えるものへと変更に成る。
【０１００】
デジタル画像復元手段Ｗ９の手段Ｗ２０〜Ｗ２５は次の様に変更される。（Ｗ２０）暗号鍵画像２及び受信暗号化画像６をサーバ７４に送信する手段、（Ｗ２１）最大反復演算回数２３を設定する手段、（Ｗ２２）最大反復演算回数２３をサーバ７５〜７７へ送信する手段、（Ｗ２３）サーバ７５から赤原色デジタル画像１８を受け取る手段、（Ｗ２４）サーバ７６から緑原色デジタル画像１９を受け取る手段、（Ｗ２５）サーバ７７から青原色デジタル画像２０を受け取る手段、（Ｗ２６）赤原色デジタル画像１８、緑原色デジタル画像１９及び青原色デジタル画像２０から最尤デジタル画像２１を合成する手段、を備えるものへと変更に成る。
【０１０１】
サーバ７４は、第２補正手段Ｗ２０、カラー画像を青原色及び緑原色及び青原色に分割する分割手段、ＦＦＴ／ＩＦＦＴ回路基板によるフーリエ変換手段、ＦＦＴ／ＩＦＦＴ回路基板による逆フーリエ変換手段、を備え、まずコンピュータ４２内の受信装置４７のデジタル画像復元手段Ｗ９又はコンピュータ４４内の受信装置４９のデジタル画像復元手段Ｗ９から暗号鍵画像２及び受信暗号化画像６を受取、次に第２補正手段Ｗ２０により第４補正暗号鍵画像３１を求め、次に第４補正暗号鍵画像３１をＨ画像１５としてサーバ７５〜７７へ送信し、次に受信暗号化画像６を分割手段により、受信暗号化画像６の赤原色画像１２及び緑原色画像１３及び青原色画像１４に分割し、次に赤原色画像１２をＹ画像１６としてサーバ７５に送信し、次に緑原色画像１３をＹ画像１６としてサーバ７６に送信し、次に青原色画像１５をＹ画像１６としてサーバ７７に送信するサービスを行う。
【０１０２】
サーバ７５は、ＦＦＴ／ＩＦＦＴ回路基板によるフーリエ変換手段、ＦＦＴ／ＩＦＦＴ回路基板による逆フーリエ変換手段、画像復元演算手段Ｗ４８Ｈ、を備え、まず、コンピュータ４２内の受信装置４７又はコンピュータ４４内の受信装置４９のデジタル画像復元手段Ｗ９から最大反復演算回数２３を受取、次に、サーバ７４からＨ画像１５及びＹ画像１６を受取、次に画像復元演算手段Ｗ４８Ｈを用いて、Ｈ画像１５及びＹ画像１６から最大反復演算回数２３に至るまでの反復演算の実行によりＦ画像１７を得、次にこのＦ画像１７をコンピュータ４２内の受信装置４７のデジタル画像復元手段Ｗ９内の手段Ｗ２３又はコンピュータ４４内の受信装置４９のデジタル画像復元手段Ｗ９内の手段Ｗ２３へ送信するサービスを行う。
【０１０３】
サーバ７６は、ＦＦＴ／ＩＦＦＴ回路基板によるフーリエ変換手段、ＦＦＴ／ＩＦＦＴ回路基板による逆フーリエ変換手段、画像復元演算手段Ｗ４８Ｈ、を備え、まず、コンピュータ４２内の受信装置４７又はコンピュータ４４内の受信装置４９のデジタル画像復元手段Ｗ９から最大反復演算回数２３を受取、次に、サーバ７４からＨ画像１５及びＹ画像１６を受取、次に画像復元演算手段Ｗ４８Ｈを用いて、Ｈ画像１５及びＹ画像１６から最大反復演算回数２３に至るまでの反復演算の実行によりＦ画像１７を得、次にこのＦ画像１７をコンピュータ４２内の受信装置４７のデジタル画像復元手段Ｗ９内の手段Ｗ２４又はコンピュータ４４内の受信装置４９のデジタル画像復元手段Ｗ９内の手段Ｗ２４へ送信するサービスを行う。
【０１０４】
サーバ７７は、ＦＦＴ／ＩＦＦＴ回路基板によるフーリエ変換手段、ＦＦＴ／ＩＦＦＴ回路基板による逆フーリエ変換手段、画像復元演算手段Ｗ４８Ｈ、を備え、まず、コンピュータ４２内の受信装置４７又はコンピュータ４４内の受信装置４９のデジタル画像復元手段Ｗ９から最大反復演算回数２３を受取、次に、サーバ７４からＨ画像１５及びＹ画像１６を受取、次に画像復元演算手段Ｗ４８Ｈを用いて、Ｈ画像１５及びＹ画像１６から最大反復演算回数２３に至るまでの反復演算の実行によりＦ画像１７を得、次にこのＦ画像１７をコンピュータ４２内の受信装置４７のデジタル画像復元手段Ｗ９内の手段Ｗ２５又はコンピュータ４４内の受信装置４９のデジタル画像復元手段Ｗ９内の手段Ｗ２５へ送信するサービスを行う。
【０１０５】
実施例２による改良型暗号画像通信システム７２は、実施例１による暗号画像通信システム４５よりも大幅に処理速度が向上しているが、使用方法は何等変更が無く、処理品質についても、何等差異は無い。
【０１０６】
図２１は、実施例２による改良型暗号画像通信システム７２による暗号通信の一例を図示したものである。図２１は、上段左からデジタル画像１、暗号鍵画像２、暗号化画像３、そして下段が最尤デジタル画像２１である。最大反復演算回数２３は５，０００回であるが、反復演算回数ｋ回目前後のＦ画像１７の変化度から自動収斂判定する方法では１００〜４００回程度で停止する。周辺ノイズ低減の意味で継続的に追加反復演算し最大反復演算回数２３に達するまで行った結果が最尤デジタル画像２１である。暗号化画像３のエントロピー符号化による圧縮率は６９％であり、予想どおりの結果が得られている。図２１によれば、デジタル画像１は見分けがつかない程に十分に暗号化され且つ周波数空間における高周波データが除かれており、改良型暗号画像通信システム７２により最尤デジタル画像２１として復元されている。最尤デジタル画像２１は肉眼ではデジタル画像１と差異が無く略同等であり、視覚的に可逆圧縮伸長且つ可逆暗号化復号化されたと言っても良い。実施例１による暗号画像通信システム４５の暗号通信の品質も図２１と同様である。図２１の例では、暗号鍵画像２が中〜強の中間程度の暗号強度を生成する意匠であったため、最大反復演算回数２３は５，０００回であったが、暗号鍵画像２が弱の意匠、例えば、円環を用いれば、２００〜３００回程度でデジタル画像１と視覚的に同等な最尤デジタル画像２１が略リアルタイムで得られる。暗号鍵画像２の意匠により更に暗号強度を低下させる事も可能であり、リアルタイム性は更に向上する。
【０１０７】
実施例３は、改良型暗号画像通信システム７２を映像用に高速化させた高速改良型暗号画像通信システム８５を応用した暗号通信監視カメラシステム７８である。
【０１０８】
高速改良型暗号画像通信システム８５は、コンピュータ４２、コンピュータ４４及びサーバ７４〜７７のＦＦＴ／ＩＦＦＴ回路基板をＤＣＴ／ＩＤＣＴ（Ｄｉｓｃｒｅｔｅ  Ｃｏｓｉｎｅ  Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ／Ｉｎｖｅｒｓｅ  Ｄｉｓｃｒｅｔｅ  Ｃｏｓｉｎｅ  Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ）回路基板に変更し、更に画像復元演算手段Ｗ４８Ｈを、ＦＰＧＡを用いて画像復元演算手段の第２の態様Ｗ４９をハードウエア化した画像復元演算手段の第２の態様Ｗ４９Ｈに変更する。こうする事により、フーリエ変換手段及び逆フーリエ変換手段における演算量が半分になり、更に、画像復元演算に要する演算量が反復演算回数かける１５％だけ削減され、大幅に高速化が図れる。例えば、反復演算回数が１００回の場合、画像復元演算に要する演算量は１４％削減され、反復演算回数が多くなる程演算削減量は１５％に近付く。つまり、高速改良型暗号画像通信システム８５は、改良型暗号画像通信システム７２に比べて更に６５％近く高速になっている。ただし、暗号鍵画像２は点対称である必要があるため、本実施例３では幅１画素で半径任意の円環を用いている。円環の半径は大きくなる程暗号強度が強く成るため、必要な半径を事前に設定している。
【０１０９】
図２２は、実施例３の暗号通信監視カメラシステム７８の構成に関する一例を図示したものである。図２２の暗号通信監視カメラシステム７８は、インターネット４３、改良型暗号画像通信システム７２の暗号通信向け画像圧縮伸長装置２８の送信装置４６、改良型暗号画像通信システム７２の暗号通信向け画像圧縮伸長装置７３の受信装置４９、サーバ７４〜７７、プログレッシブデジタルＢＭＰ形式の映像信号を出力する監視カメラ７９、プログレッシブデジタルＢＭＰ形式の映像信号を受け、これをフレーム単位に分解してＢＭＰ形式のデジタル画像１を出力するキャプチャーボード８０、最尤デジタル画像２１をＴＶ映像化してＴＶ映像信号を出力するＴＶ映像化回路基板８１、ＴＶモニタ８２、ＩＥＥＥ１３９４ケーブル８３、ＨＤＭＩ（登録商標）ケーブル８４、コンピュータ４２又は４４内のバスに接続しＬＡＮ通信を可能にするＬＡＮ端子付きＬＡＮモジュール、同型番のＶＰＮルータ間で暗号化ＶＰＮを形成しインターネット４３上に暗号専用線を形成するＶＰＮルータ、から構成されている。図２２において、監視カメラ７９は例えばＩＥＥＥ１３９４ケーブル８３によりキャプチャーボード８０に接続し、コンピュータ４４とＴＶ映像化回路基板８１との間及びＴＶ映像化回路基板８１とＴＶモニタ８２との間はＨＤＭＩケーブル８４によって接続されているが、他のものであっても良い。
【０１１０】
暗号通信監視カメラシステム７８における処理手順の一例は、（ステップ１）ユーザ６８は、暗号鍵画像２を指定し、暗号鍵画像２を別途Ｚｉｐファイルなどのパスワード照合式暗号方法で暗号化した上でこのＺｉｐファイル５１を電子メール添付してコンピュータ４４へ送信し、（ステップ２）Ｚｉｐファイル５１の暗号を復号する際のパスワード５０をＳＳＬメールでコンピュータ４４へ親展送信し、（ステップ３）コンピュータ４４の操作者であるユーザ６９はＺｉｐファイル５１を、パスワード５０を用いて復号してこれをコンピュータ４４のファイルシステムに保存し、（ステップ４）監視カメラ７９がプログレッシブデジタルＢＭＰ形式の映像信号をキャプチャーボード８０に伝送し、（ステップ５）キャプチャーボード８０はＢＭＰ形式の1枚のデジタル画像１を送信装置４６へ転送し、（ステップ６）送信装置４６はデジタル画像１及び暗号鍵画像２から暗号化画像３を作成し更にこれをエントロピー符号化して暗号化画像コード４を作成し更にこれをＬＡＮモジュール及びＶＰＮルータを介してインターネット４３上のコンピュータ４４へ送信し、（ステップ７）コンピュータ４４の受信装置４９は暗号化画像コード４を受信してこれをエントロピー符号化した時の逆の方法によって可逆伸長して受信暗号化画像６と成し更にコンピュータ４４のファイルシステム内の暗号鍵画像２を用いて復号して最尤デジタル画像２１と成し更にこれをＴＶ映像化回路基板８１へ送り、（ステップ８）ＴＶ映像化回路基板８１は最尤デジタル画像２１をＴＶ映像化してＴＶ映像信号をＴＶモニタ８２へ送信し、（ステップ９）ＴＶモニタ８２はＴＶ映像化された最尤デジタル画像２１を表示する。
【０１１１】
実施例３の暗号通信監視カメラシステム７８は、ハードウエアを多用した改良型暗号画像通信システム７２をベースとするものであるが、水平画素数１，３６０ｘ垂直画素数１，０２４といった大きな画像に対応するため、暗号鍵画像２は映像中の字や人の顔などが判読できない程度に暈し２０回程度の反復演算で復元できるようなデザインにする事が望ましい。この様な軽度の暗号鍵画像２の一例としては、水平画素数１，３６０ｘ垂直画素数１，０２４の黒地（０ビット）中央に１０画素半径で１画素幅の白色（Ｒ，Ｇ，Ｂ）＝（２５５，２５５、２５５）の円環を用いたものなどが挙げられる。周知技術の空間周波数領域におけるローパスフィルタを用いれば、高周波数領域を簡単に除去できるが、画像の低周波数部分が残存し、十分に見分けがつくため、本発明には不向きである。
【０１１２】
実施例３の暗号通信監視カメラシステム７８の最尤デジタル画像２１の品質は、実用上問題が無く、図２１と顕著な差が認められない程度である。
【産業上の利用可能性】
【０１１３】
本発明は、画像や映像に暗号鍵画像を離散コンボリューションする事により見分けがつかない程に暈す事により暗号化及び圧縮してインターネット経由で伝送し別途配布した暗号鍵画像を用いてＢａｙｓｅ確率論的数式に基づき反復演算を行い暗号化前の画像や映像を復号するものであり、インターネット経由で画像や映像を伝送するサービス、例えば、画像や映像のコンテンツ配信業、監視カメラ装置製造販売業、ビデオカメラやデジタルカメラの開発・製造を行う精密機器業及び電子機器業、アプリケーションやゲームなどのソフトウエア開発業、内視鏡やＭＲＩなど医療機器業、モニタなどの情報機器業、監視カメラなどの防災・防犯機器業、アーカイブ業などで利用可能である。
【符号の説明】
【０１１４】
１・・・デジタル画像、２・・・暗号鍵画像、３・・・暗号化画像、４・・・暗号化画像コード、５・・・コンピュータ、６・・・受信暗号化画像、７・・・ネットワーク、８・・・第１補正暗号鍵画像、９・・・第１補正暗号鍵画像スペクトル、１０・・・カラー画像、１０・・・デジタル画像スペクトル、１１・・・第２補正暗号鍵画像、１２・・・赤原色画像、１３・・・緑原色画像、１４・・・青原色画像、１５・・・Ｈ画像、１６・・・Ｙ画像、１７・・・Ｆ画像、１８・・・赤原色デジタル画像、１９・・・緑原色デジタル画像、２０・・・青原色デジタル画像、２１・・・最尤デジタル画像、２２・・・Ｈ画像スペクトル、２３・・・最大反復演算回数、２４・・・Ｆ画像初期値、２５・・・Ｆ画像初期値スペクトル、２６・・・第３の関数のスペクトル、２７・・・第４の関数のスペクトル、２８・・・暗号通信向け画像圧縮伸長装置、２９・・・第３補正暗号鍵画像、３０・・・第３補正暗号鍵画像スペクトル、３１・・・第４補正暗号鍵画像、３２・・・第９の関数のスペクトル、３３・・・第１０の関数のスペクトル、３４・・・第１プログラム、３５・・・第２プログラム、３６・・・第３プログラム、３７・・・第４プログラム、３８・・・装置サブプログラム、３９・・・装置サブプログラム、４０・・・操作ウインドウ作成サブプログラム、４１・・・操作ウインドウ監視サブプログラム、４２・・・コンピュータ、４３・・・インターネット、４４・・・コンピュータ４４・・・暗号画像通信システム、４６・・・送信装置、４７・・・受信装置、４８・・・送信装置、４９・・・受信装置、５０・・・パスワード、５１・・・Ｚｉｐファイル、５２・・・デジタル画像、５３・・・最尤デジタル画像、５４・・・操作ウインドウ、５５・・・画像ウインドウ、５６・・・暗号鍵画像サムネル表示ウインドウ、５７・・・スキャナー取り込みボタン、５８・・・デジタル画像読込ボタン、５９・・・暗号鍵画像読込ボタン、６０・・・最尤デジタル画像保存ボタン、６１・・・最大反復演算回数設定ボタン、６２・・・送信ボタン、６３・・・中断ボタン、６４・・・受信暗号化画像表示ボタン、６５・・・復号ボタン、６６・・・受信中表示、６７・・・終了ボタン、６８・・・ユーザ、６９・・・ユーザ、７０・・・操作ウインドウ、７１・・・受信暗号化画像、７２・・・改良型暗号画像通信システム、７３・・・暗号通信向け画像圧縮伸長装置、７４・・・サーバ、７５・・・サーバ、７６・・・サーバ、７７・・・サーバ、７８・・・暗号通信監視カメラシステム、７９・・・監視カメラ、８０・・・キャプチャーボード、８１・・・ＴＶ映像化回路基板、８２・・・ＴＶモニタ、８３・・・ＩＥＥＥ１３９４ケーブル、８４・・・ＨＤＭＩケーブル、ＢＥ・・・暗号化青原色画像、ＢＩ・・・デジタル画像１の青原色画像、ＢＩＥＳ・・・ＢＩＥスペクトル、ＢＩＳ・・・ＢＩスペクトル、Ｆ１・・・第１の関数、Ｆ２・・・第２の関数、Ｆ３・・・第３の関数、Ｆ４・・・第４の関数、Ｆ５・・・第５の関数、Ｆ６・・・第６の関数、Ｆ７・・・第７の関数、Ｆ８・・・第８の関数、Ｆ９・・・第９の関数、Ｆ１０・・・第１０の関数、Ｆ１１・・・第１１の関数、Ｆ１２・・・第１２の関数、ＧＥ・・・暗号化緑原色画像、ＧＩ・・・デジタル画像１の緑原色画像、ＧＩＥＳ・・・ＧＩＥスペクトル、ＧＩＳ・・・ＧＩスペクトル、ＬＡＮ・・・ＬＡＮ端子付きＬＡＮモジュール、ｎ・・・カウンターの値、ＲＥ・・・暗号化赤原色画像、ＲＩ・・・デジタル画像１の赤原色画像、ＲＩＥＳ・・・ＲＩＥスペクトル、ＲＩＳ・・・ＲＩスペクトル、Ｓ１〜Ｓ２・・・工程、Ｓ３・・・暗号化工程、Ｓ４〜Ｓ８・・・工程、Ｓ９・・・デジタル画像復元工程、Ｓ１０・・・第１補正工程、Ｓ１１〜Ｓ１８・・・工程、Ｓ２０・・・第２補正工程、Ｓ２１〜Ｓ２５・・・工程、Ｓ４１Ｃ・・・工程、Ｓ３０〜Ｓ４７・・・工程、Ｓ４８・・・画像復元演算工程、Ｓ４９・・・画像復元演算工程の第２の態様、Ｓ５０〜Ｓ５７・・・工程、Ｓ６０〜Ｓ６７・・・工程、Ｗ１〜Ｗ２・・・手段、Ｗ３・・・暗号化手段、Ｗ４〜Ｗ８・・・手段、Ｗ９・・・デジタル画像復元手段、Ｗ１０・・・第１補正手段、Ｗ１１〜Ｗ１８・・・手段、Ｗ２０・・・第２補正手段、Ｗ２１〜Ｗ２５・・・手段、Ｗ３０〜Ｗ４７・・・手段、Ｗ４１Ｃ・・・手段、Ｗ４８・・・画像復元演算手段、Ｗ４９・・・画像復元演算手段の第２の態様、Ｗ５０〜Ｗ５７・・・手段、Ｗ６０〜Ｗ６７・・・手段
【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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