(57)【要約】符号化された静止画像データまたはビデオデータを第１の要素（ａ）と第２の要素（ｂ）に分割し、第１のキー（ｋ１）を生成し、静止画像データまたはビデオデータの少なくとも１つの画像ごとに第２のキー（ｋ２）を生成し、少なくとも１つの画像に対応する第２のキー（ｋ２）および第１のキー（ｋ１）を用いて画像の第２の要素の第１の部分（ｂ１）を暗号化し、第１の部分（ｂ１）とは異なる少なくとも１つの画像の第２の要素の第２の部分（ｂ２）を画像に対応する第２のキー（ｋ２）で置換し、画像の第１の要素（ａ）と、第２の要素の暗号化された第１の部分（ｂ１’）と、第２のキー（ｋ２）とを、少なくとも１つの画像ごとに合成して、暗号化されたデータを生成するように構成されたプロセッサ（４２）を備えた、画像データを暗号化する装置（１４−１、５０）が開示されている。暗号化装置によって生成された暗号化されたデータを暗号解除するための装置（１６−２、１７−２、７０）も開示されている。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
符号化された静止画像データまたはビデオデータを第１の要素と第２の要素に分割し、
第１のキー（ｋ１）を生成し、
前記静止画像データまたはビデオデータの少なくとも１つの画像ごとに第２のキー（ｋ２）を生成し、
前記少なくとも１つの画像に対応する前記第２のキー（ｋ２）および前記第１のキー（ｋ１）を用いて前記画像の第２の要素の第１の部分（ｂ１）を暗号化し、
前記第１の部分（ｂ１）とは異なる前記少なくとも１つの画像の前記第２の要素の第２の部分（ｂ２）を前記画像に対応する前記第２のキー（ｋ２）で置換し、
前記画像の前記第１の要素（ａ）と、前記第２の要素の暗号化された第１の部分（ｂ１’）と、前記第２のキー（ｋ２）とを、少なくとも１つの画像ごとに合成して、暗号化されたデータを生成するように構成されたプロセッサ（４２）を備えることを特徴とする、暗号化装置（１４−１、５０）。
【請求項２】
前記第２の要素（ｂ１、ｂ２）は、前記第１の要素（ａ）よりも高い周波数を有することを特徴とする、請求項１記載の暗号化装置。
【請求項３】
前記第２の要素において、前記第２の部分（ｂ２）は、前記第１の部分（ｂ１）よりも高い周波数を有することを特徴とする、請求項１記載の暗号化装置。
【請求項４】
前記符号化された静止画像データまたはビデオデータは、静止画像データまたはビデオデータに、符号化を行う前に線形変換、続いて量子化を行って取得されたデータであり、
所定のビット数のデータのグループであり、
前記第２の要素は、前記第１の要素よりも低いビットを有することを特徴とする、請求項１記載の暗号化装置。
【請求項５】
前記第２の要素において、前記第２の部分は、前記第１の部分よりも低いビットを有することを特徴とする、請求項４記載の暗号化装置。
【請求項６】
前記符号化されたビデオデータは、ＭＰＥＧ規格に従って符号化されたデータに可変長復号を実行することによって得られたデータであり、
所定のビット数のデータのグループであり、
前記第２の部分は、前記第１の部分よりも低いビットを有することを特徴とする、請求項１記載の暗号化装置。
【請求項７】
前記第２の要素において、前記第２の部分は、前記第１の部分よりも低いビットを有することを特徴とする、請求項６記載の暗号化装置。
【請求項８】
符号化された静止画像データまたはビデオデータを第１の要素と第２の要素に分割する分割器（５３）と、
第１のキー（ｋ１）を生成する第１の生成器（５４）と、
前記静止画像データまたはビデオデータの少なくとも１つの画像ごとに第２のキー（ｋ２）を生成する第２の生成器（５５）と、
前記少なくとも１つの画像に対応する前記第２のキー（ｋ２）および前記第１のキー（ｋ１）を用いて前記画像の第２の要素の第１の部分（ｂ１）を暗号化する暗号化器（５６）と、
前記第１の部分（ｂ１）とは異なる前記少なくとも１つの画像の前記第２の要素の第２の部分（ｂ２）を前記画像に対応する前記第２のキー（ｋ２）で置換し、
前記画像の前記第１の要素（ａ）と、前記第２の要素の暗号化された第１の部分（ｂ１’）と、前記第２のキー（ｋ２）とを、少なくとも１つの画像ごとに合成して、暗号化されたデータを生成する合成器（５７）と、を備えることを特徴とする、暗号化装置（１４−１、５０）。
【請求項９】
前記第２の要素（ｂ１、ｂ２）は、前記第１の要素（ａ）よりも高い周波数を有することを特徴とする、請求項８記載の暗号化装置。
【請求項１０】
前記第２の要素において、前記第２の部分（ｂ２）は、前記第１の部分（ｂ１）よりも高い周波数を有することを特徴とする、請求項９記載の暗号化装置。
【請求項１１】
前記符号化された静止画像データまたはビデオデータは、静止画像データまたはビデオデータに、符号化を行う前に線形変換、続いて量子化を行って取得されたデータであり、
所定のビット数のデータのグループであり、
前記第２の要素は、前記第１の要素よりも低いビットを有することを特徴とする、請求項８記載の暗号化装置。
【請求項１２】
前記第２の要素において、前記第２の部分は、前記第１の部分よりも低いビットを有することを特徴とする、請求項１１記載の暗号化装置。
【請求項１３】
前記符号化されたビデオデータは、ＭＰＥＧ規格に従って符号化されたデータに可変長復号を実行することによって得られたデータであり、
所定のビット数のデータのグループであり、
前記第２の部分は、前記第１の部分よりも低いビットを有することを特徴とする、請求項８記載の暗号化装置。
【請求項１４】
前記第２の要素において、前記第２の部分は、前記第１の部分よりも低いビットを有することを特徴とする、請求項１３記載の暗号化装置。
【請求項１５】
請求項１から８までの何れかに記載の暗号化装置を用いて暗号化されたデータを暗号解除する暗号解除装置であって、該暗号解除装置は、
前記暗号化されたデータの各々を第１の要素と第２の要素に分割し、
第１のキーを受信し、
前記第２の要素の前記第２の部分（ｂ１’）から少なくとも１つの画像に対応する第２のキー（ｋ２）を取得し、
前記第２の要素の前記第１の部分を前記第１のキーと前記第２のキーを用いて暗号解除し、
暗号解除の後に、前記第１の要素と前記第２の要素とを合成するように構成されたプロセッサを備えたことを特徴とする、暗号解除装置（１６−２、１７−２、７０）。
【請求項１６】
請求項１から８までの何れかに記載の暗号化装置を用いて暗号化されたデータを暗号解除する暗号解除装置であって、該暗号解除装置は、
前記暗号化されたデータの各々を第１の要素と第２の要素に分割する分割器（７３）と、
第１のキーを受信する受信部（７４）と、
前記第２の要素の前記第２の部分（ｂ１’）から少なくとも１つの画像に対応する第２のキー（ｋ２）を取得し、前記第２の要素の前記第１の部分を前記第１のキーと前記第２のキーを用いて暗号解除する、暗号解除器（７５）と、
暗号解除の後に前記第１の要素と前記第２の要素とを合成する合成器（７６）と、を備えたことを特徴とする、暗号解除装置（１６−２、１７−２、７０）。
【請求項１７】
符号化された静止画像データまたはビデオデータを第１の要素と第２の要素に分割するステップと、
第１のキーを生成するステップ（Ｓ６１）と、
前記静止画像データまたはビデオデータの少なくとも１つの画像ごとに第２のキーを生成するステップ（Ｓ６５）と、
前記少なくとも１つの画像に対応する前記第２のキーおよび前記第１のキーを用いて前記画像の第２の要素の第１の部分を暗号化するステップ（Ｓ６７）と、
前記第１の部分とは異なる前記少なくとも１つの画像の前記第２の要素の第２の部分を前記画像に対応する前記第２のキーで置換するステップ（Ｓ６８）と、
前記画像の前記第１の要素と、前記第２の要素の暗号化された第１の部分と、前記第２のキーとを、少なくとも１つの画像ごとに合成して、暗号化されたデータを生成するステップ（Ｓ６９）と、を含むことを備えることを特徴とする、暗号化方法。
【請求項１８】
請求項１７記載の暗号化方法により暗号化されたデータを暗号解除する暗号解除方法であって、該暗号解除方法は、
第１のキーを受信するステップ（Ｓ８１）と、
前記暗号化されたデータの各々を第１の要素と第２の要素に分割するステップ（Ｓ８５）と、
前記第２の要素の前記第２の部分から少なくとも１つの画像に対応する第２のキーを取得するステップ（Ｓ８６）と、
前記第２の要素の前記第１の部分を前記第１のキーと前記第２のキーを用いて暗号解除するステップ（Ｓ８６）と、
暗号解除の後に、前記第１の要素と前記第２の要素とを合成するステップ（Ｓ８７）と、を含むことを特徴とする、暗号解除方法。
【請求項１９】
画像データ配信装置（１４）と、画像データ受信装置（１６、１７）と、を備えた画像データ配信システム（１０）であって、
前記画像データ配信装置は、
符号化された静止画像データまたはビデオデータを第１の要素と第２の要素に分割し、
少なくとも１つの画像に対応する第１のキーと第２のキーを用いて前記第２の要素の第１の部分を暗号化し、
前記第１の部分とは異なる前記少なくとも１つの画像の前記第２の要素の前記第２の部分を、前記画像に対応する第２のキーで置換し、
少なくとも１つの画像ごとに、前記画像の前記第２のキーと、前記第１の要素と、暗号化された前記第２の要素の前記第１の部分とを合成し、
前記画像データ受信装置は、
前記画像データ配信装置によって配信された暗号化されたデータを受信し、前記暗号化されたデータの各々を第１の要素と第２の要素に分割し、
前記第２の要素の前記第２の部分から少なくとも１つの画像に対応する第２のキーを取得し、
前記第１のキーと前記第２のキーを用いて前記第２の要素の前記第１の部分を暗号解除し、
前記暗号解除の後に、前記第１の要素と前記第２の要素を合成することを特徴とする、画像データ配信システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像データを暗号化する装置および方法、暗号化された画像データを暗号解除する装置および方法、および、画像データ配信システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
静止画像データおよびビデオデータをＴＶ放送またはネットワークを介して配信するシステムにおいて、所定の条件を満たした人が画像データにアクセスできるように、通常、画像データにはスクランブル処理が行われている。
【０００３】
例えば、従来の方法として、配信サイドで、配信する画像データを部分交換するスクランブル処理を実行した後に符号化処理を行い、画像データを配信しながら、受信サイドでは、復号処理を最初に行い、続いて、部分的に交換された画像にスクランブル解除処理を行って再構築された画像データを表示する方法がある。
【０００４】
他の既存の方法として、配信サイドが配信する画像データに最初に符号化処理を実行した後にスクランブル処理を実行し、受信サイドでは、スクランブル処理されて符号化されたデータに、最初にスクランブル解除処理を行い、続いて復号処理を行って、再構築された画像データを表示する方法がある。
【０００５】
かかるスクランブル処理は、画像データなどへのアクセスを制限する場合は有効であり、スクランブル解除処理のためのキーを、データを使用することの許可された認証されたユーザにのみ発行することによって、データの不正使用を防止することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】米国特許番号第６２４６７７７号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
例えば、ビデオデータをスクランブルする場合、スクランブル処理は、一つのキーを用いてビデオデータの複数の画像に、同じキーを繰り返し使用して実行する。この場合、既知の平文攻撃に対する脆弱性の問題がある。
【０００８】
また、一般的にかかるスクランブル処理は全画像に対して実行されるので、スクランブル処理の後でビデオデータを識別することは全くできない。
【０００９】
本発明は、新規で効果的な、画像データを暗号化する装置及び方法、暗号化された画像データを暗号解除する装置及び方法、画像データ配信システムを提供することによって、上述の問題に対処すること目的とする。
本発明は、より高いセキュリティレベルで、扱いがより容易な、画像データを暗号化する装置及び方法、暗号化された画像データを暗号解除するための装置及び方法、及び画像データ配信システムを提供することを一つの個別の目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の第１の態様によると、符号化された静止画像データ又はビデオデータを第１の要素と第２の要素に分割し、第１のキーを生成し、前記静止画像データまたはビデオデータの少なくとも１つの画像ごとに第２のキーを生成し、前記少なくとも１つの画像に対応する前記第２のキー及び前記第１のキーを用いて前記画像の第２の要素の第１の部分を暗号化し、前記第１の部分とは異なる前記少なくとも１つの画像の前記第２の要素の第２の部分を前記画像に対応する前記第２のキーで置換し、前記画像の前記第１の要素と、前記第２の要素の暗号化された第１の部分と、前記第２のキーとを、少なくとも１つの画像ごとに合成して、暗号化されたデータを生成するように構成されたプロセッサを備えることを特徴とする、暗号化装置が提供される。
【００１１】
本発明によると、第１のキーに加えて、静止画像データ又はビデオデータの少なくとも画像ごとに生成される第２のキーを、画像データを暗号化するために用いるので、より高いセキュリティレベルを達成する。また、画像の部分である、暗号化されたデータの少なくとも画像ごとに第２の要素の第１の部分は暗号化されるが、画像の第１の要素は暗号化されない。したがって、暗号解除を行うことのない暗号化データの復号によって、画像のコンテンツは区別可能となるので、暗号化されたデータの編集が可能となる。第２のキーは、暗号化されたデータの少なくとも画像ごとの第２の要素の第２の部分に埋め込まれるため、第１のキーと、第２のキーを取り出す装置を有する認証されユーザは、暗号化されたデータの開始ポイントでのみでなく、データの中間ポイントでも暗号解除することができる。したがって、暗号化された符号化静止画データ又はビデオデータは、より高いセキュリティレベルを有しながらも、扱いがより容易となる。
【００１２】
上記の発明において、第２の要素は、前記第１の要素よりも高い周波数を有してもよく、前記符号化された静止画像データ又はビデオデータは、静止画像データ又はビデオデータに、符号化を行う前に線形変換、続いて量子化を行って取得されたデータであり、
所定のビット数のデータのグループであり、前記第２の要素は、前記第１の要素よりも低いビットを有する。これによって、復号された画像は、暗号解除されてなくても半分可視の状態で、より区別可能となる。
【００１３】
ここで、特許請求の範囲において、ＭＰＥＧ規格は、ＭＰＥＧ−１、ＭＰＥＧ−２、ＭＰＥＧ−４／ＡＶＣを含む。本発明は、画像をブロックに分割して、ブロックごとに線形変換を行うことによって、Ｈ２６１、Ｈ２６２、Ｈ２６３、Ｈ２６４、ＶＣ−１、Ｃａｎｏｐｕｓ  ＨＱ  Ｃｏｄｅｃ，  ＤＶ  ＣＯＤＥＣ，  Ｍｏｔｉｏｎ  ＪＰＥＧ，  ａｎｄ  Ｍｏｔｉｏｎ  ＪＰＥＧ  ２０００を含む、任意のビデオ画像圧縮規格に適用可能である。
【００１４】
さらに、特許請求の範囲において、少なくとも一つのイントラ符号化画像を含む１以上の画像のグループは、ＧＯＰ  ＪＰＥＧ規格ユニットＪＰＥＧ及びＪＰＥＧ２０００を参照する。本発明は、ＨＤＰＨＯＴＯを含む、各ブロックについて線形変換を用いる画像圧縮の任意の規格に適用可能である。
【００１５】
本発明のさらなる態様によると、暗号化装置は、符号化された静止画像データ又はビデオデータを第１の要素と第２の要素に分割する分割器と、第１のキーを生成する第１の生成器と、前記静止画像データまたはビデオデータの少なくとも１つの画像ごとに第２のキーを生成する第２の生成器と、前記少なくとも１つの画像に対応する前記第２のキー及び前記第１のキーを用いて前記画像の第２の要素の第１の部分を暗号化する暗号化器と、前記第１の部分とは異なる前記少なくとも１つの画像の前記第２の要素の第２の部分を前記画像に対応する前記第２のキーで置換し、前記画像の前記第１の要素(ａ)と、前記第２の要素の暗号化された第１の部分と、前記第２のキーとを、少なくとも１つの画像ごとに合成して、暗号化されたデータを生成する合成器と、を備える。
【００１６】
本発明によると、上記の暗号化装置の発明と同様の効果を得ることができる。
【００１７】
本発明のさらなる態様によると、上述の暗号化装置を用いて暗号化されたデータを暗号解除する暗号解除装置が提供される。暗号化装置を用いて暗号化されたデータを暗号解除する暗号解除装置であって、該暗号解除装置は、前記暗号化されたデータの各々を第１の要素と第２の要素に分割し、第１のキーを受信し、前記第２の要素の前記第２の部分から少なくとも１つの画像に対応する第２のキーを取得し、前記第２の要素の前記第１の部分を前記第１のキーと前記第２のキーを用いて暗号解除し、暗号解除の後に、前記第１の要素と前記第２の要素とを合成するように構成されたプロセッサを備える。
【００１８】
本発明によると、第２のキーは画像の第２の要素の第２の部分から取得され、画像のオリジナルを静止画像データ又はビデオデータの対応する部分から再構築することができる。
【００１９】
本発明のさらなる態様によると、上記の暗号化装置によって暗号化された暗号を暗号解除する暗号解除器が提供される。該暗号解除装置は、前記暗号化されたデータの各々を第１の要素と第２の要素に分割する分割器と、第１のキーを受信する受信部と、前記第２の要素の前記第２の部分から少なくとも１つの画像に対応する第２のキーを取得し、前記第２の要素の前記第１の部分を前記第１のキーと前記第２のキーを用いて暗号解除する、暗号解除器と、暗号解除の後に前記第１の要素と前記第２の要素とを合成する合成器と、を備える。
【００２０】
本発明によると、第２のキーは画像の第２の要素の第２の部分から取得され、画像のオリジナルを静止画像データ又はビデオデータの対応する部分から再構築することができる。
【００２１】
本発明のさらなる態様によると、暗号化方法が提供される。該暗号化方法は、符号化された静止画像データ又はビデオデータを第１の要素と第２の要素に分割するステップと、第１のキーを生成するステップと、前記静止画像データまたはビデオデータの少なくとも１つの画像ごとに第２のキーを生成するステップと、前記少なくとも１つの画像に対応する前記第２のキー及び前記第１のキーを用いて前記画像の第２の要素の第１の部分を暗号化するステップと、前記第１の部分とは異なる前記少なくとも１つの画像の前記第２の要素の第２の部分を前記画像に対応する前記第２のキーで置換するステップと、前記画像の前記第１の要素と、前記第２の要素の暗号化された第１の部分と、前記第２のキーとを、少なくとも１つの画像ごとに合成して、暗号化されたデータを生成するステップとを含む。
【００２２】
本発明は、上記の暗号化装置の発明と同様の効果を得ることができる。
【００２３】
本発明のさらなる態様によると、上述の暗号化方法により暗号化されたデータを暗号解除する暗号解除方法であって、該暗号解除方法は、第１のキーを受信するステップと、前記暗号化されたデータの各々を第１の要素と第２の要素に分割するステップと、前記第２の要素の前記第２の部分から少なくとも１つの画像に対応する第２のキーを取得するステップと、前記第２の要素の前記第１の部分を前記第１のキーと前記第２のキーを用いて暗号解除するステップと、暗号解除の後に、前記第１の要素と前記第２の要素とを合成するステップと、を含む。
【００２４】
本発明は、上記の暗号解除器の発明と同様の効果を得ることができる。
【００２５】
本発明のさらなる態様によると、画像データ配信装置と、画像データ受信装置と、を備えた画像データ配信システムが提供される。前記画像データ配信装置は、符号化された静止画像データ又はビデオデータを第１の要素と第２の要素に分割し、少なくとも一つの画像に対応する第１のキーと第２のキーを用いて前記第２の要素の第１の部分を暗号化し、前記第１の部分とは異なる前記少なくとも一つの画像の前記第２の要素の前記第２の部分を、前記画像に対応する第２のキーで置換し、少なくとも一つの画像ごとに、前記画像の前記第２のキーと、前記第１の要素と、暗号化された前記第２の要素の前記第１の部分とを合成し、前記画像データ受信装置は、前記画像データ配信装置によって配信された暗号化されたデータを受信し、前記暗号化されたデータの各々を第１の要素と第２の要素に分割し、前記第２の要素の前記第２の部分から少なくとも一つの画像に対応する第２のキーを取得し、前記第１のキーと前記第２のキーを用いて前記第２の要素の前記第１の部分を暗号解除し、前記暗号解除の後に、前記第１の要素と前記第２の要素を合成する。
【００２６】
本発明によると、配信されたデータをより高いセキュリティレベルで維持することできる。
【発明の効果】
【００２７】
本発明によると、より高いセキュリティレベルで、扱いがより容易な、画像データを暗号化する装置及び方法、暗号化された画像データを暗号解除する装置及び方法、データ配信システムが提供される。
【００２８】
本発明のこれらの、又はその他の特徴、目的については、当業者であれば、本発明の好ましい実施形態を開示する、以下の詳細な説明と添付の図面から明らかである。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明の第１実施形態に係る画像データ配信システムを説明する図面である。
【図２】符号化器を説明するブロック図である。
【図３】セットトップボックスを説明するブロック図である。
【図４】サーバを説明するブロック図である。
【図５】第１実施形態に係る暗号化装置を説明するブロック図である。
【図６】第１実施形態に係る暗号化方法を説明するフロー図である。
【図７】第１実施形態に係る暗号解除装置を説明するブロック図である。
【図８】第１実施形態に係る暗号解除処理を説明するフロー図である。
【図９】ＭＰＥＧのデータ階層を説明する図である。
【図１０】ＭＰＥＧ−２のブロックレイヤーの構造を説明する図である。
【図１１】第２実施形態に係る暗号化装置を説明する機能ブロック図である。
【図１２】第２実施形態に係る暗号解除復号装置を説明する機能ブロック図である。
【図１３】第２実施形態に係る暗号化方法を説明するフロー図である。
【図１４】本発明に係る暗号化処理の前の画像データを説明する図である。
【図１５】第１実施形態に係る周波数に基づく暗号化処理の後の画像データを説明する図である。
【図１６】第２実施形態に係るビットに基づく暗号化処理の後の画像データを説明する図である。
【図１７】画像データ配信システムの例を説明する図である。
【図１８】第３実施形態に係るデータ処理装置を説明する機能ブロック図である。
【図１９】第４実施形態に係る暗号化符号化装置を説明する機能ブロック図である。
【００３０】
本発明に係る実施形態を添付の図面を参照して説明する。
【００３１】
＜第１実施形態＞
本発明の第１実施形態によると、画像データ配信システムは、例えば、撮像などのための複数のセットでビデオ画像をネットワークを介して符号化された画像データとして送信し、サーバにおいてかかるデータの保存および制御を行い、複数の端末においてリアルタイムに、またはＶＯＤ（ビデオオンデマンド）で端末からの要求に応じて視聴してアクセスすることができる、ビデオ画像コンテンツを配信する。特定の例の画像データ配信システムは、病院の手術室など撮像されたビデオ画像を他の部屋でアクセスして、記録した画像を後でＶＯＤでチェックすることも可能とする。かかる画像データ配信システムは、病院での用途に限定されず、例えば、図書館、博物館、展示会などのイベント会場においてさまざまな形式で利用することができる。
【００３２】
画像データ配信システムで使用するビデオ画像コンテンツは、そのプライバシーや著作権を保護するために暗号化処理が施されており、あるレベルまでは認識可能なコンテンツを含んでいる。
【００３３】
図１は、本発明の第１実施形態に係る画像データ配信システムを説明する図である。この画像データ配信システムには、ビデオ画像コンテンツの暗号化されたデータを生成する暗号化装置と、かかるデータの暗号解除を行う暗号解除装置が適用される。
【００３４】
図１を参照すると、画像データ配信システム１０は、カメラ１１と、符号化器１２と、スイッチングハブ１３と、サーバ１４と、スイッチングハブ１５と、パーソナルコンピュータ１６と、セットトップボックス１７と、ディスプレイ１８を含む。
【００３５】
カメラ１１と、ビデオ画像を符号化されたデータに変換する符号化器１２は、撮像のために１以上のセットで設置される。カメラ１１は、動画の録画を必要とする、病院の手術室の場所に設置される。
【００３６】
符号化器１２は、サーバ１４とスイッチングハブ１３を介して個別に接続されている。
符号化器１２は、静止画像データの場合、所定のフォーマットを用いてカメラ１１からの画像データを符号化する。この場合、符号化器１２は画像データを、例えば、ＪＰＥＧ（Ｊｏｉｎｔ  Ｐｈｏｔｏｇｒａｐｈｉｃ  Ｅｘｐｅｒｔｓ  Ｇｒｏｕｐ）規格に従う符号化データに変換する。符号化器１２は、ビデオデータの場合、画像データをＭＰＥＧ  （Ｍｏｖｉｎｇ  Ｐｉｃｔｕｒｅ  Ｅｘｐｅｒｔｓ  Ｇｒｏｕｐ）規格に従う符号化データに変換する。
【００３７】
カメラ１１と符号化器１２は、複数のセットに設置してもよい。複数の画像が同時に撮像した場合、各々の画像データを保存のためにサーバ１４に送信することができる。
【００３８】
サーバ１４は、符号化器１２から送信された画像データを保存し、必要に応じて、自機に接続された端末に画像データに配信する。
【００３９】
サーバ１４は、後述する本発明の暗号化装置１４−１を含む。サーバ１４は、暗号化装置１４−１に、画像データを暗号化させて、必要に応じて画像データを端末に配信する。
【００４０】
サーバ１４に接続された端末は、パーソナルコンピュータ１６またはセットトップボックス１７を介して接続されたディスプレイ１８などで構成され、サーバ１４には、スイッチングハブ１５を介して接続される。
【００４１】
サーバ１４に保存された画像データは、サーバに接続された端末から閲覧すること、および、アクセスすることができ、リアルタイムにビデオ画像ディスプレイに表示する、または、ビデオオンデマンドシステムでビデオ画像ディスプレイに表示することができる。
【００４２】
パーソナルコンピュータ１６、セットトップボックス１７、ディスプレイ１８は、１つの場所、または、複数の場所に設置するように構成してもよい。上述のように病院の場合、これらを病院の診察室、および／または、その他の部屋に配置してもよい。
【００４３】
パーソナルコンピュータ１６とセットトップボックス１７はそれぞれ、符号化器１２の符号化処理に対応する復号処理のための復号器１６−１、１７−１と、サーバ１４の暗号化装置１４−１、または、符号化器１２の暗号化装置１２−１によって生成されて暗号化された画像データを暗号解除するための暗号解除器１６−２、１７−２も有する。
暗号解除器１６−２、１７−２は、サーバ１４からの暗号化された画像データを認証された暗号化キーを用いて暗号解除する。パーソナルコンピュータ１６とセットトップボックス１７は、復号器１６−１、１７−１および暗号解除器１６−２、１７−２により暗号解除された後に、画像データを処理して表示する。
【００４４】
あるいは、符号化器１２によって符号化された画像データは、画像データをリアルタイムで視聴してアクセスできるように、パーソナルコンピュータ１６またはセットトップボックス１７によって直接受信してもよい。
【００４５】
符号化器１２は、カメラ１１によって撮像された画像データを暗号化してサーバ１４に送信できるように、後述する本発明の暗号化装置１２−１を含んで構成することができる。以後、説明を容易にするため、特に断りのない限り、サーバ１４は、暗号化装置１４−１を備え、符号化器１２は、暗号化装置１２−１を含まない。
【００４６】
図１は、符号化器１２のハードウェア構成を示すブロック図である。
【００４７】
図２を参照すると、符号化器１２は、カメラ１１からのアナログビデオ信号をデジタルビデオデータに変換するＡＤＣ２１と、カメラ１１からの音声信号をデジタル音声データに変換するＡＤＣ２２と、ＭＰＥＧ規格に従ってビデオデータおよび音声データを符号化して、符号化ビデオデータと符号化音声データを出力するＭＰＥＧ符号化器２３と、符号化器１２の各構成要素を制御し、符号化されたビデオデータと符号化された音声データをＭＰＥＧ符号化器２３からＮＩＣ（ネットワークインタフェースカード）２６を介して送信するＣＰＵ２４と、データを一時的に記憶するＲＡＭ２５と、を含む。カメラ１１がデジタルビデオカメラである場合、ＡＤＣ２１とＡＤＣ２２は使用しなくてよく、省略してもよい。さらに、カメラ１１がＭＰＥＧ規格に従って符号化されたビデオデータと符号化された音声データを出力する場合、ＡＤＣとＭＰＥＧ符号化器２３は使用しなくてもよく、省略してもよい。
【００４８】
ＣＰＵ２４とＲＡＭ２６を主構成部とするハードウェア構成は、相互に協同する結果、暗号化装置として機能するソフトウェアで構成してもよい。
【００４９】
図３は、セットトップボックス１７のハードウェア構成を示すブロック図である。
【００５０】
図３を参照すると、セットトップボックス１７は、暗号化されたビデオデータと符号化された音声データをサーバ１４からＮＩＣ（ネットワークインタフェースカード）３１を介して受信して、暗号化されたビデオデータを暗号解除するＣＰＵ３２と、データを一時的に記憶するためのＲＡＭ３３と、ＣＰＵ３２で受信された符号化されたビデオデータを復号し、暗号を暗号解除する、ＭＰＥＧ復号器３４と、復号されたビデオデータをアナログビデオ信号に変換して出力するＤＡＣ３５と、復号された音声データをアナログ音声信号に変換して出力するＤＡＣ３６と、を含む。デジタル信号に対応するディスプレイにデータが出力される場合は、ＤＡＣ３５とＤＡＣ３６は省略してもよい。
【００５１】
ＣＰＵ３２およびＲＡＭ３３を主構成部として有するハードウェア構成は、後述するが、暗号解除処理のための暗号解除器としても機能し、ソフトウェアと協同してもよい。
【００５２】
図４は、サーバ１４のハードウェア構成を示すブロック図である。
【００５３】
図４に示すように、サーバ１４は、符号化されたビデオデータと符号化された音声データを符号化器１２からＮＩＣ４１を解して受信し、符号化されたビデオデータを暗号化し、暗号化されたビデオデータと符号化された音声データをＮＩＣ４５を介して、パーソナルコンピュータ１６またはセットトップボックス１７などの端末側に送信するＣＰＵ４２と、データを一時的に記憶するＲＡＭ４３と、ＣＰＵ４２で受信された、符号化されたビデオデータと符号化された音声データを保存する記憶装置４４と、を含む。
【００５４】
ＣＰＵ４２とＲＡＭ４３を主構成部とするハードウェア構成は、ソフトウェアと協同する結果、後述する暗号化処理を実行する暗号化処理装置としても機能する。
【００５５】
ＮＩＣ４１とＮＩＣ４５の１つのみを用いてデータの送受信を行ってもよい。
【００５６】
次に、本発明の第１実施形態に係る暗号化装置について説明する。暗号化装置は、図１に示すサーバ１４または符号化器に組み込まれて、ハードウェアとソフトウェアが相互に協同して機能する。
【００５７】
図５は、本発明の第１実施形態に係る暗号化装置を示す機能ブロック図である。
【００５８】
図５に示すように、暗号化装置５０は、分析器５２と、分割器５３と、コンテンツキー生成器５４と、フレームキー生成器５５と、暗号化器５６と、合成器５７とを含む。暗号化装置５０は、静止画像のみが符号化画像データとして入力された場合には、分析器５２を含まなくてもよい。
【００５９】
入力データは所定のフォーマットに従って符号化された画像データである。静止画像データは、ＪＰＥＧ規格に従って符号化される。ビデオデータは、ＭＰＥＧ規格に従って符号化される。
【００６０】
分析器５２は、入力された画像データがＭＰＥＧ規格によって符号化された画像データである場合に、画像データを分析する。
【００６１】
ＭＰＥＧ規格に従って符号化されたビデオデータは、シーケンスレイヤー、ＧＯＰ（Ｇｒｏｕｐ  ｏｆ  Ｐｉｃｔｕｒｅｓ）レイヤー、ピクチャレイヤー、スライスレイヤー、マクロブロックレイヤー、ブロックレイヤーを含む、階層構造を有する。シーケンスレイヤーは、同一の属性を有する一連のピクチャグループによって構成される。ＧＯＰレイヤーは、ランダムアクセスユニットとして最小単位のピクチャグループで構成される。ＧＯＰレイヤーは、他のピクチャから独立して復号して、その画像データを再構築することができるイントラフレーム符号化画像（イントラピクチャ：Ｉピクチャ）、インターフレーム順方向予測符号化画像（Ｐｒｅｄｉｃｔｉｖｅ−Ｐｉｃｔｕｒｅ：Ｐピクチャ）、および、双方向予測符号化画像（Ｂｉｄｉｒｅｃｔｉｏｎａｌｌｙ  Ｐｒｅｄｉｃｔｉｖｅ−Ｐｉｃｔｕｒｅ：Ｂピクチャ）を含む。スライスレイヤーは、１枚のピクチャを分割した任意の長さの小ピクチャに共通する情報を含む。マクロブロックレイヤーは、スライスレイヤーをさらに分割した、ピクセルブロックに共通の情報を含む。ブロックレイヤーは、変換係数自体を示す。
【００６２】
分析器５２は、シーケンスレイヤーのシーケンスヘッダ、ＧＯＰレイヤーのＧＯＰヘッダ、ピクチャレイヤーのピクチャモードを用いて、画像データを分析して、画像データがＩピクチャか、Ｐピクチャか、またはＢピクチャかを判断し、画像データがＩピクチャの場合、符号化データを分割器５３に送出する。画像データがＰピクチャまたはＢピクチャの場合、符号化された画像データを分割器５３にそのまま送出する。
【００６３】
静止画像データのみが画像データとして関与している場合、分析器５２は省略してもよい。
【００６４】
分割器５３は、符号化された画像データを第１の要素ａと第２の要素ｂに分割し、さらに、第２の要素ｂを第１の部分ｂ１と第２の部分ｂ２に分割する。例えば、符号化された画像データを、周波数空間で周波数の昇順に第１の要素ａと第２の要素ｂに分割し、第２の要素ｂをさらに第１の部分ｂ１と第２の部分ｂ２に周波数の昇順に分割してもよい。
【００６５】
分割の際、第２の要素ｂは、表示された画像から視認することは困難な、第１の要素ａよりも高い周波数を有する成分をもって構成される。第２の要素ｂの第２の部分ｂ２は、視認することは極めて困難な、第１の部分ｂ１よりも高い周波数を有する複数の成分をもって構成される。好ましくは、第２の要素の第２の部分は、視認することが不可能な周波数成分で構成される。
【００６６】
コンテンツキー生成器５４は、１つのシーケンスの複数の静止画像データまたはビデオデータに対応する第１のキー（以後、「コンテンツキー」と呼ぶ）ｋ１を生成する。コンテンツキー生成器５４は、例えば、所定数のビットを有する乱数を生成する乱数発生器で構成してもよい。
【００６７】
フレームキー生成器５５は、静止画像データまたはビデオデータの画像ごとに対応する、第２のキー（以後、「フレームキー」と呼ぶ）ｋ２を生成する。コンテンツキー生成器５４と同様に、フレームキー生成器５５は、例えば、所定数のビットを有する乱数を生成する乱数発生器で構成してもよい。
【００６８】
暗号化器５６は、コンテンツキー生成器５４によって生成されたコンテンツキーｋ１と、フレームキー生成器５５によって生成されたフレームキーｋ２を用いて、分割器５３によって分割された第２の要素の第１の部分ｂ１を暗号化する。
具体的には、暗号化器５６は、コンテンツキーｋ１とフレームキーｋ２を使用して、暗号化のための暗号化キーを生成し、暗号化器５６は、第２の要素の第１の部分ｂ１を暗号化キーを用いて暗号化する。暗号化で使用するアルゴリズムは、キーストリームを生成してビットで暗号化で使用する、ストリーム暗号でもよい。
【００６９】
ストリーム暗号は、任意の長さのビットのための暗号化を少ない処理遅延で少ないメモリを用いて実現する、ＭＵＧＩおよびＲＣ４などの暗号化アルゴリズムである。暗号化および暗号解除で使用するアルゴリズムは、同様に構成することができる。
【００７０】
例えば、暗号解除で使用するアルゴリズムは、コンテンツキーｋ１とフレームキーｋ２を用いて不可逆的に乱数シーケンスを生成し、乱数シーケンスをキーストリームとして用いてＸＯＲ動作を第２の要素の第１の部分のビットに実行して、暗号化データを生成する。
【００７１】
あるいは、暗号化で使用するアルゴリズムは、ＤＥＳ（データ暗号規格）またはＡＥＳ（高度暗号化規格）などのブロック暗号でもよい。
【００７２】
ブロック暗号は、固定長ブロックのデータを暗号化するアルゴリズムで、ＤＥＳ、ＡＥＳの他に、Ｃａｍｅｌｌｉａ、ＫＡＳＵＭＩ、ＭＩＳＴＹを含み、これらの何れを用いてもよい。
【００７３】
ブロック暗号がＤＥＳの場合、アルゴリズムは、５６ビットキー長と６４ビットブロック長の暗号化で構成され、ブロック暗号がＡＥＳの場合、アルゴリズムは１２８ビット、１９２ビット、または２５６ビットのキー長、および１２８ビットのブロック長の暗号化で構成される。
【００７４】
合成器５７は、分割器５３によって分割された第２の要素の第２の部分ｂ２を破棄して、フレームキーｋ２を生成し、新しい第２の要素の第２の部分ｂ２’で置換し、分割器５３によって分割された第１の要素と、暗号化器５６によって暗号化された第２の要素の第１の部分ｂ１’と、フレームキーｋ２で置換された第２の要素の第２の部分ｂ２’と、を合成する。上述のように、ＭＰＥＧ規格で符号化されたビデオデータの場合、データは、８×８ビットを有するデータブロックのグループで構成され、合成器５７は合成処理を、第１の要素ａ、第２の要素の暗号化された第１の部分ｂ１’、フレームキーｋ２で置換された第２の要素の第２の部分ｂ２’を置換することによって行い、８×８ビットを有する新しいデータブロックとして、ブロックで生成される。
【００７５】
図６は、暗号化装置５０の暗号化処理を示すフローチャートである。
【００７６】
図６に示すように、ステップＳ６１において、コンテンツキー生成器５４は、コンテンツキーｋ１を生成する。コンテンツキーｋ１は、１つのシーケンスを構成する複数の静止画像データまたはビデオデータに対応して生成され、例えば、所定数のビットを有する乱数を発生する乱数発生期で生成してもよい。
【００７７】
ステップＳ６２において、符号化された画像データを受信する。入力データは、所定のフォーマットで符号化された画像データである。静止画像データは、ＪＰＥＧ規格に従って符号化されており、ビデオデータは、ＭＰＥＧ規格に従って符号化されている。
【００７８】
ステップＳ６３において、分析器５２は、画像データを分析して、シーケンスレイヤーのシーケンスヘッダ、ＧＯＰレイヤーのＧＯＰヘッダ、ピクチャレイヤーのピクチャモードを参照して画像データがＩピクチャか、Ｐピクチャか、またはＢピクチャかを判定し、画像データがＩピクチャである場合、符号化されたデータを分割器５３に送出する。静止画像データのみである場合、画像データとして処理し、ステップＳ６３は省略することができる。
【００７９】
ステップＳ６４において、分析器５２は、画像データがＩピクチャであると判定した場合、処理はステップＳ６５に進む。そうでない場合は処理はステップＳ７０に進む。
【００８０】
ステップＳ６５において、フレームキー生成器５５は、画像に対応するフレームキーｋ２を生成する。フレームキーは、静止画像データまたはビデオデータのどの画像にも対応し、コンテンツキーと同様に、所定数のビットを有する乱数を発生する乱数発生器によって生成することができる。
【００８１】
ステップＳ６６において、分割器５３は、符号化された画像データを第１の要素ａ、第２の要素の第１の部分ｂ１、第２の要素の第２の部分ｂ２に分割する。この場合、符号化された画像データは最初に第１の要素ａと第２の要素ｂに分割され、第２の要素ｂがさらに第１の部分ｂ１と第２の部分ｂ２に分割される。例えば、符号化された画像データを、周波数空間で周波数の昇順に、第１の要素ａと第２の要素ｂに分割し、さらに第１の部分ｂ１と第２の部分ｂ２を周波数の昇順に分割してもよい。
【００８２】
分割の際、第２の要素ｂは、表示された画像で視認することは困難な、第１の要素ａよりも高い周波数を有する成分で構成される。第２の要素の第２の部分ｂ２は、視認することが極めて困難な、第１の部分ｂ１よりも高い周波数を有する複数の成分で構成される。好ましくは、第２の要素の第２の部分は、視認することが不可能な周波数成分で構成する。
【００８３】
ステップＳ６７において、暗号化器５６は、コンテンツキーｋ１とフレームキーｋ２を用いて第２の要素の第１の部分ｂ１を暗号化する。具体的には、暗号化器５６は、コンテンツキーｋ１とフレームキーｋ２を用いて、暗号化のための暗号化キーを生成し、暗号化器５６は、この暗号化キーを用いて第２の要素の第１の部分ｂ１を暗号化する。暗号化で用いるアルゴリズムは、キーストリームを生成して暗号化でビットで使用する、ストリーム暗号でもよい。
【００８４】
ストリーム暗号は、上述のように、少ない処理遅延で少ないメモリを使用して任意の長さのビットでの暗号化を実現する、ＭＵＧＩおよびＲＣ４などの暗号化アルゴリズムである。
【００８５】
例えば、暗号解除で用いるアルゴリズムは、コンテンツキーｋ１とフレームキーｋ２を用いて不可逆的に乱数シーケンスを生成し、この乱数シーケンスをキーストリームとして使用してＸＯＲ動作を第２の要素の第１の部分のビットに実行し、暗号化データを生成するように構成することができる。
【００８６】
あるいは、暗号化で使用するアルゴリズムは、ＤＥＳ（データ暗号規格）またはＡＥＳ（高度暗号化規格）などのブロック暗号でもよい。
【００８７】
ブロック暗号は、固定長ブロックのデータを暗号化するアルゴリズムで、ＤＥＳ、ＡＥＳの他に、Ｃａｍｅｌｌｉａ、ＫＡＳＵＭＩ、ＭＩＳＴＹを含み、これらの何れを用いてもよい。
【００８８】
ブロック暗号がＤＥＳの場合、アルゴリズムは、５６ビットキー長と６４ビットブロック長の暗号化で構成され、ブロック暗号がＡＥＳの場合、アルゴリズムは１２８ビット、１９２ビット、または２５６ビットのキー長、および１２８ビットのブロック長の暗号化で構成される。
【００８９】
ステップＳ６８において、合成器５７は、分割器５３によって分割された第２の要素の第２の部分ｂ２を破棄して、フレームキーを置換して、第２の要素の新しい第２の部分ｂ２’とする。
【００９０】
ステップＳ６９において、合成器５７は、分割器５３によって分割された第１の要素と、暗号化器５６によって暗号化された第２の要素の第１の部分ｂ１’と、フレームキーｋ２で置換された第２の要素の第２の部分ｂ２’と、を合成する。
【００９１】
ステップＳ７０において、合成器５７は、合成したデータを出力する。合成器５７は、分割された第２の要素の第２の部分ｂ２を破棄して、フレームキーｋ２を置換した新しい第２の要素の第２の部分ｂ２’として、分割器５３によって分割された第１の要素と、暗号化器５６によって暗号化された第２の要素の第１の部分ｂ１’と、フレームキーｋ２で置換された第２の要素の第２の部分ｂ２’と、を合成する。上述のように、ＭＰＥＧ規格で符号化されたビデオデータの場合、データは、８×８ビットを有するデータブロックのグループで構成され、合成器５７は合成処理を、第１の要素ａ、第２の要素の暗号化された第１の部分ｂ１’、フレームキーｋ２で置換された第２の要素の第２の部分ｂ２’を置換することによって行い、８×８ビットを有する新しいデータブロックとして、ブロックで生成される。
【００９２】
ステップＳ７１では、入力データがあるか否かが判定され、データが存在する場合、処理はステップＳ６２に進み、そうでない場合は処理は終了する。
【００９３】
符号化された画像データが静止画像データのみである場合、ステップＳ６３とステップＳ６４は省略できる。
【００９４】
暗号化装置５０によって生成された暗号化画像データの中で、通常画像として認識することができる第１の要素ａと、暗号化のために通常の画像として認識できない第２の要素の第１の部分ｂ１が出力される。従って、ユーザは、画像の概略を理解することができるが、第２の要素の暗号化された第１の部分ｂ１のために画像の詳細を認識することはできない。
【００９５】
さらに、画像データの第２の要素の第２の部分はフレームキーｋ２を含むので、他の通信部を用いてコンテンツキーｋ１を事前に送信すれば、画像ごとに暗号化キーを別々に送信する必要はなく、従って、キーを更新する作業を不要とすることができる。
【００９６】
ＭＰＥＧ規格で符号化されたビデオデータの場合、フレームキーをＧＯＰごとに生成し、Ｉピクチャの第２の要素の第２の部分をフレームキーで置換する際に、ＧＯＰから再生可能な暗号化データを生成することができる。
【００９７】
フレームキーで置換された画像の第２の要素の第２の部分は、視認することができない周波数成分を含むように設定する。これによって、画像のセキュリティレベルを向上することができる。
【００９８】
符号化規格は、ＪＰＥＧ規格およびＭＰＥＧ規格に限定されない。
【００９９】
図７は、暗号化装置５０によって生成される暗号化データを復号する暗号解除器を示す機能ブロック図である。
【０１００】
図７に示すように、暗号解除器７０は、入力部７１と、分析器７２と、分割器７３と、コンテンツキー受信器７４と、暗号解除器７５と、合成器７６とを備える。
暗号解除器７０のこれらの構成部の中で、静止画像のみが符号化された画像データとして入力された場合、分析器７２は省略してもよい。
【０１０１】
入力部７１は、暗号化装置５０によって生成された暗号化された画像データを入力する。入力した暗号化された画像データは、所定のフォーマットに従って符号化されたものである。静止画像データはＪＰＥＧ規格によって符号化される。ビデオデータはＭＰＥＧ規格によって符号化される。入力された暗号化された画像データにおいて、第２の要素の第１の部分は、暗号化されている。第１の要素ａ、第２の要素の暗号化された  第１の部分ｂ１’、画像に対応するフレームキーｋ２で置換された第２の要素の第１の部分ｂ２’が圧縮されている。
【０１０２】
暗号化装置５０の場合のように、暗号化されたデータがＭＰＥＧ規格に従って符号化されたビデオデータである場合、分析器７２は暗号解除器７０で必須となる。
【０１０３】
分析器７２は、シーケンスレイヤーのシーケンスヘッダ、ＧＯＰレイヤーのＧＯＰヘッダ、ピクチャレイヤーのピクチャモードを用いて画像データを分析して、画像データがＩピクチャか、Ｐピクチャか、またはＢピクチャかを判断し、画像データがＩピクチャの場合、分析器７２は、符号化データを分割器７３に送出する。画像データがＰピクチャまたはＢピクチャの場合、符号化された画像データを分割器７３にそのまま送出する。
【０１０４】
静止画像データのみが画像データとして関与している場合、分析器７２は省略してもよい。
【０１０５】
分割器７３は、入力部７１から受け取った後、暗号化されたデータを第１の要素ａと、第２の要素の第１の部分ｂ１’と、第２の要素の第２の部分ｂ２’と、に分割する。例えば、暗号化データを、周波数空間で周波数の昇順に第１の要素ａと、第２の要素の第１の部分ｂ１’と、第２の要素の第２の部分ｂ２と、に分割してもよい。分割器７３は、暗号化装置５０の分割器５３と同様でもよい。ＭＰＥＧ規格に従って符号化されたビデオデータの場合、１つの画像データは、８×８ビットを有するデータブロックのグループで構成され、分割器７３は分割処理を、周波数成分またはビットに基づいてブロックごとに実行する。
【０１０６】
コンテンツキー受信器７４は、１つのシーケンスを構成する複数の静止画像データまたはビデオデータに対応するコンテンツキーｋ１を受信するように機能し、ユーザによって入力されたコンテンツキーｋ１を受信して、暗号解除器７５に送信する。コンテンツキーｋ１は、１つのシーケンスを構成する複数の静止画像データまたはビデオデータに対応する、暗号化装置５０のコンテンツキー生成器５４によって生成されたものであって、他の通信部によって送信されたものであってもよい。
【０１０７】
暗号解除器７５は、分割器７３によってフレームキーｋ２として分割された第２の要素の第１の部分ｂ２’を受け取り、コンテンツキー受信器７４からのコンテンツキーｋ１と分割器７３によって分割されたフレームキーｋ２を用いて分割器７３によって分割された第２の要素の第１の部分ｂ１’を復号する。暗号解除において、コンテンツキー受信器７４によって受信されたコンテンツキーｋ１と、分割器７３によって分割されたフレームキーｋ２を用いて、乱数シーケンスを構成するキーストリームを生成し、ＸＯＲ動作をキーストリームと暗号化データに実行して、ビットで暗号化されたデータの暗号化を暗号解除することができる。キーストリームの生成と暗号解除は、暗号化器５６のものと共通のアルゴリズムに基づいて実行すべきであり、暗号解除に用いるアルゴリズムは、暗号化器５６のものと同様の構成であってもよい。ＤＥＳおよびＡＥＳなどのブロック暗号を暗号化アルゴリズムとして使用する場合、アルゴリズムは、対応する暗号解除単位として構成する。上述のように、ＤＥＳをしようする場合、アルゴリズムは、５６ビットキー長と６４ビットブロック長の暗号化に対応して構成され、ブロック暗号がＡＥＳの場合、アルゴリズムは１２８ビット、１９２ビット、または２５６ビットのキー長、および１２８ビットのブロック長の暗号化に対応して構成される。
【０１０８】
合成器７６は、分割器７３によって分割された第１の要素１と、暗号解除器７５によって暗号解除された暗号化からの第２の要素の第１の部分ｂ１とを合成し、合成データを出力する。ここで、出力される符号化されたデータのデータ長を一定に維持するため、第２の要素の第２の部分は同時に合成する必要がある。従って、合成器７６は、分割器７３によって分割された第２の要素の第１の部分ｂ２’を合成するように構成してもよい。上述のように、ＭＰＥＧ規格で符号化されたビデオデータの場合、データは、８×８ビットを有するデータブロックのグループで構成され、合成器７６は合成処理を、第１の要素ａ、暗号解除後の第２の要素の第１の部分ｂ１、第２の要素の第２の部分２’に実行し、８×８ビットを有する新しいデータブロックとし、ブロックで生成される。
【０１０９】
暗号解除器７０では、入力された暗号化データには、画像データの第２の要素の第１の部分ｂ２’によって置換されたフレームキーｋ２が含まれるため、分割器７３で分割された第２のキーｋ２と、他の通信部を用いて送信されたコンテンツキーｋ１とを用いてデータを暗号解除する。従って、画像ごとに異なる暗号化キーを用いるので、既知の平文攻撃に対する脆弱性を克服することができ、暗号化キーを頻繁に更新することを不要とする。
【０１１０】
ＭＰＥＧ規格に従って符号化されたビデオデータでは、フレームキーｋ２がＧＯＰごとに生成されているため、データは任意のＧＯＰから再生することができる。
【０１１１】
図８は、暗号解除器７０の暗号解除処理を示すフローチャートである。
【０１１２】
図８に示すように、ステップＳ８１では、コンテンツキー受信器７４は、１つのシーケンスを構成する複数の静止画像データまたはビデオデータに対応するコンテンツキーｋ１を受信する。コンテンツキー受信器７４は、ユーザによって入力されたコンテンツキーを受信して、暗号解除器７５に送信する。
【０１１３】
ステップＳ８２では、入力部７１は、暗号化されたデータを入力する。入力した暗号化されたデータは、所定のフォーマットに従って符号化されたものである。入力された暗号化されたデータにおいて、第２の要素の第１の部分ｂ１は、暗号化されている。第１の要素ａ、第２の要素の暗号化された  第１の部分ｂ１’、画像に対応するフレームキーｋ２で置換された第２の要素の第１の部分ｂ２’が圧縮されている。
【０１１４】
ステップＳ８３では、分析器７２は、シーケンスレイヤーのシーケンスヘッダ、ＧＯＰレイヤーのＧＯＰヘッダ、ピクチャレイヤーのピクチャモードを用いて画像データを分析して、画像データがＩピクチャか、Ｐピクチャか、またはＢピクチャかを判断する。静止画像データのみが画像データとして関与している場合、ステップＳ８３は省略してもよい。
【０１１５】
ステップＳ８４において、分析器７２が、画像データがＩピクチャであると判断した場合、処理はステップＳ８５に進む。そうでない場合、処理は、ステップＳ８８に進む。分析器７２は、シーケンスレイヤーのシーケンスヘッダ、ＧＯＰレイヤーのＧＯＰヘッダ、ピクチャレイヤーのピクチャモードを用いて、画像データがＩピクチャか、Ｐピクチャか、またはＢピクチャかを判断する。画像データがＩピクチャであると判断した場合、分析器７２は、符号化データを分割器７３に送出する。処理は、ステップＳ８５に進む。分析器７２が、符号化された画像データがＰピクチャまたはＢピクチャであると判断した場合、処理はステップＳ８８に進み、符号化された画像データはそのまま送信される。
【０１１６】
ステップＳ８５において、分割器７３は、入力部７１から受け取った後、暗号化されたデータを第１の要素ａと、第２の要素の第１の部分ｂ１’と、第２の要素の第２の部分ｂ２’と、に分割する。例えば、暗号化データを、周波数空間で周波数の昇順に第１の要素ａと、第２の要素の第１の部分ｂ１’と、第２の要素の第２の部分ｂ２と、に分割してもよい。分割器７３は、共有するため、暗号化装置５０の分割器５３と同一でもよい。ＭＰＥＧ規格に従って符号化されたビデオデータの場合、一つの画像データは、８×８ビットを有するデータブロックのグループで構成され、分割器７３は分割処理を、周波数成分又はビットに基づいてブロックごとに実行する。分割器７３は、分割された第２の要素の第１の部分ｂ１’と、第２の要素の第１の部分ｂ２’として置換されたフレームキーｋ２を暗号解除器７５に入力する。
【０１１７】
ステップＳ８６において、暗号解除器７５は、分割器７３によってフレームキーｋ２として分割された第２の要素の第１の部分ｂ２’を受け取り、コンテンツキー受信器７４からのコンテンツキーｋ１と分割器７３によって分割されたフレームキーｋ２を用いて分割器７３によって分割された第２の要素の第１の部分ｂ１’を復号する。暗号解除において、コンテンツキー受信器７４によって受信されたコンテンツキーｋ１と、分割器７３によって分割されたフレームキーｋ２を用いて、乱数シーケンスを構成するキーストリームを生成し、ＸＯＲ動作をキーストリームと暗号化データに実行して、ビットで暗号化されたデータの暗号化を暗号解除することができる。キーストリームの生成と暗号解除は、暗号化器５６のものと共通のアルゴリズムに基づいて実行すべきであり、暗号解除に用いるアルゴリズムは、暗号化器５６のものと同様の構成であってもよい。ＤＥＳ及びＡＥＳなどのブロック暗号を暗号化アルゴリズムとして使用する場合、アルゴリズムは、対応する暗号解除単位として構成する。上述のように、ＤＥＳをしようする場合、アルゴリズムは、５６ビットキー長と６４ビットブロック長の暗号化に対応して構成され、ブロック暗号がＡＥＳの場合、アルゴリズムは１２８ビット、１９２ビット、又は２５６ビットのキー長、及び１２８ビットのブロック長の暗号化に対応して構成される。
【０１１８】
ステップＳ８７において、合成器７６は、分割器７３によって分割された第１の要素１と、暗号解除器７５によって暗号解除された暗号化からの第２の要素の第１の部分ｂ１とを合成し、合成データを出力する。ここで、出力される符号化されたデータのデータ長を一定に維持するため、第２の要素の第２の部分は同時に合成する必要がある。したがって、合成器７６は、分割器７３によって分割された第２の要素の第１の部分ｂ２’を合成するように構成してもよい。上述のように、ＭＰＥＧ規格で符号化されたビデオデータの場合、データは、８×８ビットを有するデータブロックのグループで構成され、合成器７６は合成処理を、第１の要素ａ、暗号解除後の第２の要素の第１の部分ｂ１、第２の要素の第２の部分２’に実行し、８×８ビットを有する新しいデータブロックとし、ブロックで生成される。
【０１１９】
ステップＳ８８において、合成器７６は、暗号解除した符号化データを出力する。
【０１２０】
ステップＳ８９において、入力部７１は、入力データがあるか否かを判断し、データが存在する場合、処理はステップＳ８２に進み、そうでない場合は処理は終了する。
【０１２１】
静止画像データのみが画像データとして関与している場合、ステップＳ８３とステップＳ８４は省略してもよい。
【０１２２】
図５に示す暗号化装置と、図７に示す暗号解除器はＭＰＥＧ規格に従って符号化されたビデオデータに適用するものとしたが、ＭＰＥＧデータ階層について以下、説明する。
本発明の第２実施形態に係る画像データ配信システムにおいて、図１に示したものと同様の構成については、以下、説明を省略する。
【０１２３】
図９は、ＭＰＥＧ規格の従って符号化されたデータ階層を説明する図である。
【０１２４】
図９に示すように、ＭＰＥＧ標準に従ってコード化されるデータは、シーケンスレイヤー、ＧＯＰレイヤー、ピクチャレイヤー、スライスレイヤー、マクロブロックレイヤーおよびブロックレイヤーにより構成される。
【０１２５】
シーケンスレイヤーは、同じ属性を有する一連の画像グループにより構成されて、シーケンスヘッダ（ＳＨ：シーケンスヘッダ）、ＧＯＰ（Ｇｒｏｕｐｅ  Ｏｆ  Ｐｉｃｔｕｒｅｓ）を含む。ＧＯＰレイヤーは、ランダムなアクセス装置として画像グループの最小単位により構成されて、内部フレーム・コード化された画像（Ｉピクチャ）フレーム間前方へ方向予測コード化された画像（Ｐピクチャ）および双方向予測コード化された画像（Ｂピクチャ）を含む。ピクチャレイヤーは、１つの画像が分けられるいかなる長さの小さい画像でもある一群のスライスにより構成される。スライスレイヤーは、１つの画像が分けられるいかなる長さの小さい画像にも共通情報を含んで、ピクセルブロックを含む（ＭＢ：マクロブロック）スライスレイヤーがどちらであるかさらに分けられる。マクロブロックレイヤーは、スライスレイヤーがさらに分けられるピクセルブロックに共通情報を含んで、複数のブロックを含む。ブロックレイヤーは８×８ビットからなるブロックからなる。そして、例えば、画像が４：２：０にコード化されるときに、フォーマット、４輝度信号（Ｙ）ブロックおよび２色差（ＣｂおよびＣｒ）ブロックは１ブロックを形成するために画像の同じ位置で覆われる。画像が４：２：２にコード化されるときに、ＭＰＥＧをコード化している方式としてのフォーマット、４輝度信号（Ｙ）ブロックおよび２色差（ＣｂおよびＣｒ）ブロックのうちの２つは１ブロックを形成するために覆われる。画像が４：４：４にコード化されるときに、ＭＰＥＧをコード化している方式としてのフォーマット、４輝度信号（Ｙ）ブロックおよび４色差（ＣｂおよびＣｒ）ブロックのうちの４つは１ブロックを形成するために覆われる。
【０１２６】
前述の暗号化プロセスは、各ブロックレイヤーを基礎として実行されなければならない。
【０１２７】
図１０は、ＭＰＥＧ―２のブロックレイヤーの構造を例示している線図である。さらに、図１０の参照テーブルのカラムは、ＩＳＯ／ＩＥＣ１３８１８−２のテーブル番号を示す。
【０１２８】
図１０を参照すると、輝度信号（Ｙ）ブロックに関しては、パラメータは、この命令のＤＣＴ＿ＤＣ＿ｓｉｚｅ＿Ｌｕｍｉｎａｎｃｅ、ＤＣＴ＿ＤＣ＿ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ、第１のＤＣＴ係数、次のＤＣＴ係数およびブロック終結から配列されて、それぞれ、２―９、１―１１、２―２４、３―２４、２または４の符号長を有する。
【０１２９】
色差（ＣｂおよびＣｒ）ブロックに関しては、パラメータは、この命令のＤＣＴ＿ＤＣ＿ｓｉｚｅ＿ｃｈｒｏｍｉｎａｎｃｅ、ＤＣＴ＿ＤＣ＿ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ、第１のＤＣＴ係数、次のＤＣＴ係数およびブロック終結から配列されて、それぞれ、２―９、１―１１、２―２４、３―２４、２または４の符号長を有する。
【０１３０】
以下、ＤＣＴ係数を再構成する手法（ＤＣＴ＿ｃｏｆ（ｉ）：ｉ＝０：直流成分１＜＝ｉ＜＝６３コンポーネント）が下記に記載される：
１．  ＩＳＯ／ＩＥＣ  １３８１８―２：２０００（Ｅ）の表Ｂ．１４―１６に、第１のＤＣＴ係数を適用し、得るＲＵＮ値、およびＬｅｖｅｌ値を得る。
２．  ＤＣＴ＿ｃｏｆ（０）をレベル値に等しく設定する。
３．  係数をＲＵＮ値の回数である０にセットする（ＤＣＴ＿ｃｏｆ（ｉ）＝０（０＜＝ｉ＜＝６３）。
４．  ＩＳＯ／ＩＥＣ  １３８１８―２：２０００（Ｅ）の表Ｂ．１４―１６に、次のＤＣＴ係数を適用し、ＲＵＮ値およびＬｅｖｅｌ値を得る。
５．  ＤＣＴ＿ｃｏｆ（０）をレベル値に等しく設定する。
６．  係数をＲＵＮ値の回数である０にセットする（ＤＣＴ＿ｃｏｆ（ｉ）＝０、（ｃｕｒｒｅｎｔ＋ｌ＜＝ｉ＜＝ｃｕｒｒｅｎｔ＋Ｒｕｎ））
７．  ブロック終結まで、４から６まで手法を繰り返す。
８．  残りの係数を０にセットする（ＤＣＴ＿ｃｏｆ（ｉ）＝０、（ｃｕｒｒｅｎｔ＜＝ｉ＜＝６３））
【０１３１】
である残られた係数を課されて、より小さい変数ｉを有するものは低い周波数を有する。その一方で、より大きな変数ｉを有するものはより高い周波数を有する。このように、３つのコンポーネントへの０＜＝ｉ＜＝６３の範囲の中の変数ｉの分割は、周波数の昇順のＤＣＴ係数の分割を提供する。
【０１３２】
１つの例として、０＜＝ｉ＜＝２の範囲の中の係数は第１の周波数成分であるように設定され、３＜＝ｉ＜＝３２の範囲の中の係数は第２の周波数成分であるように設定される。そして、３３＜＝ｉ＜＝６３の範囲の中の係数は第２の周波数成分であるように設定される。その結果、８×８ビットのブロックは周波数の昇順の３つの周波数成分に分けられることが可能である。そして、各コンポーネントは第１の要素、第２の要素の第１の部分および、それぞれ、第２の要素の第２の部分であるように設定されることができる。しかしながら、これは周波数成分の分割へのアプローチを例示する１つの実施形態にすぎない。そして、本発明はこの実施形態に限られていない、そして、方法は必要に応じて変わることができる。さらに、画像データの認識可能な程度を調整するために、画像データの可視性が増減されることができるように、可変的なｉの範囲は変わることができる。
【０１３３】
この例では、説明はＭＰＥＧ―２に従ってコード化されるデータに基づいて作成された、しかし、フォーマットはＭＰＥＧ―２に限られていない、そして、画像データは周波数成分を基礎として第１の要素および第２の要素に分けられるように構成されることができる。そして、第２の要素は周波数成分を基礎として第１の部分および第２の部分にさらに分けられることが可能である。
【０１３４】
第１の実施形態において、図１のサーバ１４は暗号化装置を含むが、サーバ１４の代わりに、符号化装置１２は暗号化装置を含むことができる。これは、符号化装置１２からサーバ１４まで送信されるコード化された画像データのセキュリティレベルを強化する。いうまでもなく、サーバ１４および符号化装置１２の両方とも、暗号化装置を個々に含むことができる。
【０１３５】
第１の実施形態によれば、コンテンツキーに加えて、フレームキーは少なくとも静止画像データまたはビデオデータのあらゆる画像のために発生する。そして、それはさらにセキュリティレベルを強化する。さらに、少なくとも暗号化されたデータ（すなわち画像）のあらゆる画像の第２の要素の第１の部分は暗号化される。そして、第１の要素は暗号化されない、このことにより、暗号化されたデータが復号せずにデコードされるときに、画像のコンテンツはざっと公認でありえる。そして、それは暗号化されたデータの版を可能にする。さらに、少なくとも暗号化されたデータのあらゆる画像の第２の要素の第２の部分は、そこにおいて、埋め込まれるフレームキーを有する、それの結果である正規ユーザ（すなわちコンテンツキーを有して、フレームキーを取得できるデバイスを有する人）は、暗号化されたデータの開始点からだけでなくデータの中央でも復号できる。そのために、より高いセキュリティレベル、さらにはより簡単な処理を有する暗号化されたコード化された静止画像データまたはビデオデータが発生する。
【０１３６】
第１の実施形態において、第２の要素は第１の要素のそれより高い周波数を有する、従って、復号せずにデコードされる画像は半可視状態において、より識別可能である。
【０１３７】
＜第２の実施形態＞
本発明の第２の実施形態に係る画像データ配信システムにおいて図１に示されるものと同一の構成については以下で説明されない。本発明の第２の実施形態による暗号化装置は、ビットを基礎とした暗号化プロセスの目的であるコード化された画像データを分けて、データの一部を暗号化する。第１の要素、第２の要素の第１の部分およびビットを基礎とした第２の要素の第２の部分に、暗号化装置は、符号化プロセスの線形変換によって、線形変換係数に変換されるデータを分ける。
【０１３８】
ＭＰＥＧ―１、ＭＰＥＧ―２およびＭＰＥＧ―４において、離散余弦変換（ＤＣＴ）が、線形変換として使われる。Ｈ．２６４は、整数ＤＣＴを使用し、ＪＰＥＧ  ２０００は、別々のウェーブレット変換を使用する。
【０１３９】
ここで、ＭＰＥＧ標準に従ってコード化される画像データは、ＤＣＴ変換の後、例証として説明される。
【０１４０】
図１１は、第２の実施形態の暗号化装置を示している機能ブロック図である。
【０１４１】
図１１を参照すると、暗号化装置１１００は、分析器５２、可変長復号器１１０１、分割器５３、コンテンツキー生成器５４、フレームキー生成プログラム５５、暗号化器５６、合成器５７および可変長符号化装置１１０２を含む。静止画像データだけがコード化された画像データとして入力されるときに、分析器５２は暗号化装置１１００から除去されることができる。
【０１４２】
入力データは、予め定められたフォーマットに従ってコード化される画像データである。静止画像データは、ＪＰＥＧ標準に従ってコード化される。そして、ビデオデータは、ＭＰＥＧ標準に従ってコード化される。
【０１４３】
画像データがＭＰＥＧ標準に従ってコード化されるときに、分析器５２は入力画像データを分析する。
【０１４４】
ＭＰＥＧ標準に従ってコード化されるビデオデータは、シーケンスレイヤー、ＧＯＰ（画像のグループ）レイヤー、ピクチャレイヤー、スライスレイヤー、マクロブロックレイヤーおよびブロックレイヤーを含む階層構造を有する。シーケンスレイヤーは同じ属性を有する一連の画像グループにより構成される。そして、ＧＯＰレイヤーはランダムなアクセス装置として画像グループの最小単位により構成される。ＧＯＰレイヤーは、内部フレーム・コード化された画像を含み（Ｉｎｔｒａ  ｐｉｃｔｕｒｅ：Ｉピクチャ）、それはその画像データ（フレーム間前に方向予測コード化された画像）を再構成するために他の画像からそれぞれにデコードされることができる（Ｐｒｅｄｉｃｔｉｖｅ―ｐｉｃｔｕｒｅ：Ｂピクチャ）。スライスレイヤーは、１つの画像が分けられるいかなる長さの小さい画：Ｐピクチャ）。そして、双方向予測は、画像をコード化した（Ｂｉｄｉｒｅｃｔｉｏｎａｌ  Ｐｒｅｄｉｃｔｉｖｅ―ｐｉｃｔｕｒｅ：Ｂピクチャ）。スライスレイヤーは、１つの画像が分けられるいかなる長さの小さい画像にも共通情報を含む、マクロブロックレイヤーは、スライスレイヤーがさらに分けられるピクセルブロックに共通情報を含む、そして、ブロックレイヤーは、変換係数自体を示す。
【０１４５】
分析器５２は画像データがＩピクチャ、ＰピクチャまたはＢピクチャであるかどうかを決定するために、シーケンスレイヤーのシーケンスヘッダ、ＧＯＰヘッダのＧＯＰレイヤー、およびピクチャレイヤーの画像モードを使用して画像データを分析する。そして、画像データがＩピクチャである場合、コード化されたデータは分割器５３に送信される。画像データがＰピクチャまたはＢピクチャである場合、コード化された画像データはそのまま分割器５３に送信される。
【０１４６】
静止画像データだけが画像データとして中に含まれるときに、分析器５２は除去される可能性がある。
【０１４７】
可変長復号器１１０１は、固定長エンコードへの可変長エンコードであるＤＣＴ係数からなるコード化された画像データをデコードする。この場合、可変長復号器１１０１は、ＩＳＯ／ＩＥＣ  １３８１８―２の表Ｂ  １４―１６：２０００（Ｅ）を参照し、データを、８ビットの固定長のコードに変換する。
【０１４８】
分割器５３は、コード化された画像データを第１の要素ａおよび第２要素ｂに分ける。そして、第２の要素ｂを、そして、第１の部分ｂ１および第２の部分ｂ２にさらに分ける。例えば、コード化された画像は、周波数の昇順の周波数空間において、第１の要素ａおよび第２の要素ｂに分けてもよく、そして、第２の要素ｂは、周波数の昇順で、第１の部分ｂ１および第２の部分ｂ２に分けられてもよい。
【０１４９】
分割において、第２の要素ｂは第１の要素ａのそれより高い周波数を有するコンポーネントで構成され、それは表示された画像において、目にみえて認めるのが難しい。第２の要素ｂの第２の部分ｂ２は第１の部分ｂ１のそれより高い周波数を有する多数のコンポーネントで構成される。そして、それは認めるのが極めて難しい。好ましくは、第２の要素の第２の部分は、目にみえて認めるのが不可能である周波数成分により構成される。
【０１５０】
コンテンツキー生成器５４はコンテンツキーを生成するｋ１、１つのシーケンスのための複数の静止画像データまたはビデオデータに対応して、例えば、ビットの所定数を有する乱数を生み出す乱数発生器で構成されることができる。
【０１５１】
フレームキー生成プログラム５５は、静止画像データまたはビデオデータの各画像に対応するフレームキーとなるｋ２を生成する。
コンテンツキー生成器５４と同様で、フレームキー生成プログラム５５はビットの所定数を有する乱数を生み出す乱数発生器で構成されることができる。
【０１５２】
暗号化器５６は、コンテンツキーを用いて分割器５３によって、分けられた第２の要素の第１部分ｂｌを暗号化するｋ１コンテンツキー生成器５４およびフレームキー生成プログラム５５によって、発生するフレームキーとなるｋ２によって、生成する。
具体的には、暗号化器５６が、コンテンツキーを用いられるｋ１、そして、暗号化器５６が暗号化キーを用いられている第２の要素の第１部分ｂｌを暗号化するように、暗号のための暗号化キーを生成するフレームキーとなるｋ２。
暗号で用いられるアルゴリズムは、キーストリームがビットの暗号で用いられるために発生するストリーム暗号である可能性がある。
【０１５３】
ストリーム暗号は暗号化アルゴリズム（例えば武儀およびＲＣ４）である。そして、それは小さい処理遅延を有する小型メモリを用いられているビットのいかなる長さのための暗号も達成する。
暗号および暗号解読において、用いられるアルゴリズムは、同様に設定される可能性がある。
【０１５４】
例えば、暗号解読において、用いられるアルゴリズムはそのように設定される可能性がある。そして、コンテンツはキーをかけるｋ１、そして、フレームキーとなるｋ２が不可逆的に乱数列を生成するために用いられる。そして、乱数列が暗号化されたデータを生成するためにビットの第２の要素の第１部分上へＸＯＲ演算を実行するキーストリームとして用いられる。
【０１５５】
あるいは、暗号で用いられるアルゴリズムは、ブロック暗号（例えばＤＥＳ、Ｄａｔａ  Ｅｎｃｒｙｐｔｉｏｎ  Ｓｔａｎｄａｒｄ）およびＡＥＳ、Ａｄｖａｎｃｅｄ  Ｅｎｃｒｙｐｔｉｏｎ  Ｓｔａｎｄａｒｄである可能性がある。
【０１５６】
ブロック暗号は恒常的な長さデータブロックを暗号化するアルゴリズムであって、ＤＥＳおよびＡＥＳに加えて、Ｃａｍｅｌｌｉａ、ＫＡＳＵＭＩそしてＭＩＳＴＹを含む。そして、その何れかが用いられることが可能である。
【０１５７】
ブロック暗号がＤＥＳであるときに、アルゴリズムは５６ビット・キー長および６４ビット・ブロック長を有する暗号のために設定されることができる、
ブロック暗号がＡＥＳである間、アルゴリズムは１２８ビット、１９２ビットか、２５６ビット・キー長および１２８ビット・ブロック長を有する暗号のために設定されることができる。
【０１５８】
合成器５７は、分割器５３によって、分けられた第２の要素の第２部分ｂ２を廃棄して、第２の要素の新規な第２部分ｂ２’として取って代わられるために、フレームキーとなるｋ２を生成する、第一要素を構成する、分割器５３、暗号化器５６によって、暗号化された第２の要素の第１部分ｂ２’およびフレームキーとなるｋ２．と置き換えられた第２の要素の第２部分ｂ２’によって、分けられた
第２の要素の上記の通りに、ＭＰＥＧ標準に従ってコード化されるビデオデータの場合、データが８×８ビットを有する一群のデータブロックから成って、そして、合成器５７は、第一要素を交換することによって、コンポジット方法を実行する、暗号化された第１部分ｂｌ’および８×８ビットを有する新規なデータブロックを有するフレームキーとなるｋ２（ブロックにおいて、発生する）と交換される第２の要素の第２部分ｂ２’。
【０１５９】
可変長符号化装置１１０２は、合成器５７で発生した暗号化された画像データを再コード化する。
【０１６０】
第２実施形態の暗号化装置によれば、コード化された画像データの線形変換係数はビットを基礎として割られる。そして、データの一部は暗号化される（このことにより方法がさらに詳細にセットされることができる暗号）。
【０１６１】
図１２は、暗号解読および復号プロセスを実行する第２実施形態の暗号解読をデコードしている装置を示している機能ブロック図である。
【０１６２】
図１２を参照する。暗号解読復号装置１２００は、入力装置７１、分析器７２、可変長復号器１２０１、分割器７３、コンテンツキー受信器７４、暗号解除器  ７５、合成器７６、可変長復号器１２０２、逆予測変換器１２０３、逆量子化器１２０４および逆線形トランス１２０５を含む。
【０１６３】
入力装置７１は、暗号化された画像データを受け入れる。
受け入れられた暗号化された画像データは、予め定められたフォーマットに従ってコード化されるものである：
例えば、ビデオデータは、ＭＰＥＧ―Ｉ、ＭＰＥＧ―２、ＭＰＥＧ―４、ＭＰＥＧ４／ＡＶＣ、Ｈ．２６１、Ｈ．２６２、Ｈ．２６３、Ｈ．２６４、ＶＣＩ、カノープスＨＱ  Ｃｏｄｅｃ、ＤＶ  ＣＯＤＥＣ、Ｍｏｔｉｏｎ  ＪＰＥＧまたはＭｏｔｉｏｎ  ＪＰＥＧ  ２０００に従ってコード化される、
そして、例えば、静止画像データは、ＪＰＥＧ、ＪＰＥＧ  ２０００またはＨＤ  Ｐｈｏｔｏに従ってコード化される。
第２の要素および画像に対応するフレームキーとなるｋ２と置き換えられた第２の要素の第２部分ｂ２の入力された暗号化された画像データにおいて、第２の要素の第１部分は、暗号化される。そして、第一要素、暗号化された第１部分ｂｌ’は、構成される。
【０１６４】
分析器７２は、画像データを分析して、シーケンスレイヤーのシーケンスヘッダ、ＧＯＰレイヤーのＧＯＰヘッダ、ピクチャレイヤーのピクチャモードを参照して画像データがＩピクチャか、Ｐピクチャか、またはＢピクチャかを判定する。画像データがＩピクチャであると判定された場合、分析器７２は、符号化されたデータを第１の可変長復号器１２０１に送出する。画像データがＰピクチャかまたはＢピクチャであると判定された場合、分析器７２は、符号化されたデータを第２の可変長復号器１２０２に送出する。第１の可変長復号器１２０１と第２の可変長復号器１２０２の一つを省略して、残りを共有してもよい。
【０１６５】
第１の可変長復号器１２０１は、固定長コードに可変長コード化されたデータをデコードする。
この場合、可変長復号器１２０１は、ＩＳＯ／ＩＥＣ  １３８１８―２の表Ｂ．１４―１６に関連する：
データを８ビットの固定長コードに変換する２０００（Ｅ）。
【０１６６】
第２の要素の分割器７３は、第一要素であるビットをセットするために、入力されたコード化されたデータをより高いビット、中間のビットおよび下位ビットに分ける、第１部分ｂｌ’および、それぞれ、第２の要素の第２部分ｂ２。
例えば。そのとき、コード化されたデータは入力される一定の―第１の可変長復号器１２０１による８ビットの中で長さデータ、４ビットはより高く、第一要素であるように設定される、中央は３ビット、第２の要素の第１部分ｂｌであるように設定される。そして、低い１ビットは第２の要素の第２部分ｂ２であるように設定される。
【０１６７】
コンテンツキー受信器７４はコンテンツキーを受け入れるように機能するｋ１、１つのシーケンスの中で含んでいる複数の静止画像データまたはビデオデータに対応する。そして、コンテンツキーを受け入れるｋ１ユーザによって、入力して、そして、暗号解除器７５に対するそれに送信する。
コンテンツキーｋ１  １つのシーケンスの中で含んでいる複数の静止画像データまたはビデオデータに対応するために発生するものであって、そして、他の通信ユニットにより透過されるものである可能性がある。
【０１６８】
分割器７３によって、分けられた第２の要素の中で暗号解除器７５は、フレームキーとなるｋ２として分割器７３によって、分けられた第２の要素の第２部分ｂ２’を受け入れて、第１部分ｂｌを解読する』を用いてコンテンツキーｋ１コンテンツキー受信器７４および分割器７３で割ったフレームキーとなるｋ２から。
暗号解読において、コンテンツキーｋ１コンテンツキー受信器７４および分割器７３で割ったｋ２がそうであるフレームキーによって、受け入れる乱数列からなるキーストリームを生成したものである。そして、ＸＯＲ演算はキーストリームおよび暗号化されたデータにより実行される。その結果、ビットにおいて、暗号化されたデータの暗号を、解読できる。
【０１６９】
合成器７６は、第一要素を組み立てる分割器７３および暗号が暗号解除器  ７５により解読された第２の要素の第１部分ｂｌによって、分かれて、そして、コンポジット・データを出力する。
この点で、出力のデータ長がこのことにより、データ定数（要素が同時にそれに対して構成されるために有する第２の第２部分）をコード化したと主張するために、合成器７６は、分割器７３によって、分けられた第２の要素の第２部分ｂ２’を構成するように構成される可能性がある。
上記の通りに、ＭＰＥＧ標準に従ってコード化されるビデオデータの場合、データが８×８ビットを有する一群のデータブロックから成って、そして、合成器７６は、第一要素を交換することによって、コンポジット方法を実行する、暗号解読の後の第２の要素の第１部分ｂｌおよび８×８ビットを有する新規なデータブロックを有する第２の要素（ブロックにおいて、発生する）の第２部分ｂ２’。
【０１７０】
逆量子化器１２０４は、量子化プロセスの逆変換処理を実行する。
【０１７１】
逆線形トランス１２０５は、逆線形変換プロセスを実行して、例えば、ＭＰＥＧ標準の場合、逆離散余弦変形（ＩＤＣＴ）プロセスを実行する。
【０１７２】
画像データが再建されるように、可変長復号器１２０２による固定長エンコードに変わったＰピクチャおよびＢピクチャはそれから逆予測変換器１２０３によって、逆予測変形に従属する。
例えば、Ｐピクチャに関しては、逆予測変換器１２０３は、画像データを再建するために、時系列の順方向のＩピクチャまたはＰピクチャを参照する。
Ｂピクチャに関しては、逆予測変換器１２０３は、画像データを再建するために、フォワード／逆方向のＩピクチャおよび／またはＰピクチャを参照する。
【０１７３】
上記した暗号解読復号装置１２００は、暗号解読および復号プロセスにより再建される画像データを出力する。
【０１７４】
第２実施形態の暗号解読をデコードしている装置によれば、データの暗号が解読される。そして、データがデコードされた後、コード化されたおよび暗号化されたデータはデジタルデータとしての出力でありえる。
暗号解読において、用いられるフレームキーは画像データの第２の要素の第２部分と置き換えられる。そして、フレームキーは分割器によって、かかられる。そして、それはデータのいかなる位置からもデータの暗号解読およびデコーディングを可能にする。
【０１７５】
次に、第２実施形態の暗号方式の具体例は、下で説明される。
【０１７６】
図１３は第２実施形態の暗号化プロセスを例示している線図である。そこにおいて、ＤＣＴ係数はビットに分けられる固定長コードにデコードされる。
【０１７７】
図１３を参照する。可変長復号器１１０１は、可変長コードである入力ＤＣＴ係数ＤＣＴ＿ｃｏｆ（ｉ）をデコードする。
この場合、ＤＣＴ係数は、ＩＳの表Ｂ．１４―１６を参照することによって、固定長コードに変わることができる（ＭＥＣ  １３８１８―２：
２０００（Ｅ）。
示された実施形態において、表Ｂ．１４は、それにＤＣＴ＿ｃｏｆ（ｉ）を示す：
「００００  ００００  ０１１１  ０００」は、値に対応する：
ＲＵＮ＝Ｏ（ＬＥＶＥＬ＝１９）は、非常に（＋１９）である。
ＤＣＴ係数が例えば８ビットの固定長コードに変わるときに、コード「０００１  ００１１」は得られることが可能である。
【０１７８】
可変長復号器１１０１によって、デコードされる固定長コードは、分割器５３によって、より高いビットから適切に３つのエンコードに分けられる。
それらが第一要素であるように設定される、ここで、より高く、４ビット、３ビット中央および下部の１つのビットは、分けられる、第２の要素の第１部分ｂｌおよび、それぞれ、第２の要素の第２部分ｂ２。
示された実施形態において、より高いものは、１アールにつき４ビットの第一要素、そのままに合成器５７を透過した。
第２の要素の少しの第１部分ｂｌがそうである中央３は、暗号化された第１部分ｂｌを暗号化器５６、それで、それの暗号化プロセスに従属させた』第２の中で、要素は、暗号化キーを有する演算処理の結果に応答する出力である。
そして、第２の要素の第２部分ｂ２の低い１ビットは、フレームキーとなるｋ２と置き換えられる。
示された実施形態において、第一要素分ける、分割器５３によって、値「０００１」としての入力は、ある。そして、暗号化された第１部分ｂ  １  ｋ２が値「０」としての入力であるフレームキーと交換される第２の要素の中で『第２の中で、要素は、値「１０１」および第２部分ｂ２として入力される』合成器５７。
【０１７９】
第２の要素およびフレームキーとなるｋ２と交換される第２の要素の第２部分ｂ２の第一要素、暗号化された第１部分ｂｌ’は、合成器５７の各々により構成される。
示された実施形態（第一要素の４ビットより高いものの値「０００１」）において、暗号化された第１部分ｂｌ’ｏｆの中間の３ビットの中で値「１０１」第２の要素、そして、ｋ２が合成器５７において、互いに構成される。そして、コンポジット・データが８ビット、固定長コードとしての出力であるフレームキーと交換される第２の要素の第２部分ｂ２’の低い１ビットのうち値「０」：
”０００１  １０１０”．
【０１８０】
合成器５７からの固定長コード出力は、可変長符号化装置１１０２の符号化プロセスを、さらに受ける。
可変長符号化装置１１０２は、ＩＳＯ／ＩＥＣ  １３８１８―２の表Ｂ．１４―１６に基づいて、コードを可変長コードに変える：
２０００（Ｅ）。
示された実施形態において、表Ｂ．１４は、それに固定長コードを教える：
「０００１  １０１０」は、（＋２６）に対応する、このことにより、可変長符号化装置１１０２は、コードを可変長コード「００００  ００００  ０１０１  ０１０」に変える。
【０１８１】
この例では、説明はＭＰＥＧ―２に従ってコード化される画像データに基づくようにされた、しかし、フォーマットはＭＰＥＧ―２に限られていない、そして、コード化された画像データは第一要素およびビットの第２の要素に分けられるように構成される可能性がある。そして、第２の要素は第１部分およびビットの第２部分にさらに分けられる可能性がある。
【０１８２】
ビット桁に従う上記した分割方法は１つの実施形態を示すことを目的とする。そして、ビット桁を割る方法は上記した構成に限られていない。
また、固定長コードに対する復号プロセスで、結果として生じる固定長コードは、８ビットの１つに限られていない。
【０１８３】
第２実施形態においても、コンテンツキーに加えて、フレームキーは少なくとも静止画像データのすべての画像または暗号のためのビデオデータのために発生する。そして、それはさらにセキュリティレベルを強化する。
さらに、少なくとも暗号化されたデータ（すなわち画像の一部）のすべての画像の第２の要素の第１部分は暗号化される。そして、第一要素は暗号化されない、このことにより、暗号化されたデータが解読するものなしでデコードされるときに、画像のコンテンツはざっと公認でありえる。そして、それは暗号化されたデータの版を可能にする。
さらに、少なくとも暗号化されたデータのすべての画像の第２の要素の第２部分は、そこにおいて、埋め込まれるフレームキーを有する、それの結果である正規ユーザ（すなわちコンテンツキーを有して、キーが暗号化されたデータの開始点からだけでなくデータの中央でも解読できるフレームをかかるためにデバイスを有する人）。
従って、より高いセキュリティレベル、さらにはより簡単な処理を有する暗号化されたコード化された静止画像データまたはビデオデータは、発生する。
【０１８４】
第二の実施形態においては、コード化された静止画像データまたはビデオデータは暗号の前に静止画像データまたはビデオデータ上へ線形変換および量子化を実行することによって、得られるものであって、データの一群の予め定められたビット数である。そこにおいて、第２の要素は第一要素のそれらより低いビットからなる。
これは、暗号解読のない復号化画像をｈａｌｆ―可視状態において、より識別可能にする。
【０１８５】
＜第２実施形態及び第２実施形態で暗号化された画像の例＞
本発明の暗号化方法に従って暗号化されたビデオデータの画像の例について以下説明する。
【０１８６】
図１４は、ＭＰＥＧ標準に従ってコード化されるビデオデータで１つのフレームが示される画像の実施例を示す。
【０１８７】
第１実施形態に従って暗号化装置によって、暗号化されているフレームの画像データについては、図１４に示されるコマが暗号解読のないデコーディングの後、表明装置に表示される場合には、図１５は画像の実施形態を示す。
【０１８８】
上述のように、この例では、大量の８つ×８つのビットは、周波数の昇順の３つの周波数成分に分けられる、第一要素として０＜＝ｉ＜＝２の範囲の中で係数に０＜＝ｉ＜＝６３の範囲の中でＤＣＴ係数変数の世代ｉを分けることによって、第２の要素の第１部分ｂｌとしての３＜＝ｉ＜＝３２の範囲の中の係数および第２の要素の第２部分ｂ２としての３３＜＝ｉ＜＝６３の範囲の中の係数。
第２の要素のこれらの中で、第２の要素の第１部分ｂｌは、暗号化される。そして、第一要素、暗号化された第１部分ｂｌ’およびフレームキーとなるｋ２と交換される第２の要素の第２部分ｂ２は画像を形成するために構成される。そして、それは図１５に示される。
【０１８９】
図１５を参照する。ユーザは、画像を帽子をかぶっている女性を有する一方と認めることができるが、画像の詳細を明らかに調べることができない。
【０１９０】
第２実施形態に従って暗号化装置によって、暗号化されているフレームの画像データについては、図１４に示されるコマが暗号解読のないデコーディングの後、表明装置に表示される場合には、図１６は画像の実施形態を示す。
【０１９１】
この例では、可変長デコーディングが８ビット、そうすると、復号化コードのコードが４ビット、より高く分けられる固定長、３ビット中央および下部の１つのビット上へ実行されて、上記の通りに、それらが第一要素であるように設定される、第２の要素の第１部分ｂｌおよび、それぞれ、第２の要素の第２部分ｂ２。
第２の要素のこれらの中で、第２の要素の第１部分ｂｌは、暗号化される。そして、第一要素、暗号化された第１部分ｂｌ’およびフレームキーとなるｋ２と交換される第２の要素の第２部分ｂ２は画像を形成するために構成される。そして、それは図１６に示される。
【０１９２】
図１５を参照する。ユーザは、画像を帽子をかぶっている女性を有する一方と認めることができるが、図１５のケースのような画像の詳細を明らかに調べることができない。
【０１９３】
このようにして、本発明で、ユーザは、暗号解読のない以外コード化された画像データのデコーディングの後、そのｈａｌｆ―の暗号化された画像データに可視状態に接近することができて、解読するもののない画像データの輪郭を認めることができる。
暗号化された画像データの可視性は、周波数範囲または非暗号化された第一要素および第２の要素の暗号化された第１部分のビット数を変えることによって、変わることができる。
【０１９４】
フレームキーは発生するすべてのＧＯＰ  ＭＰＥＧ標準およびフレームに従ってコード化されるビデオデータの中でキーがイントラ・コード化された画像（Ｉピクチャ）の第２の要素の第２部分と置き換えられることのＧＯＰ、フレームキーに対応する、画像が何れからでもプレーに後援されていることができるという点で、結果としてなる、ＧＯＰビデオデータの。
同様に、フレームキーは一致することごとに生成したＧＯＰイントラ・コード化された画像を中で第２の要素の第２部分に構成するＧＯＰ、それは画像（例えば暗号解読のないトリミングおよびカット）の版を可能にする。
【０１９５】
＜画像データ配信システム＞
図１に示される画像データ配信システムの装置との間にさまざまなデータを送受信する手順は、下で説明される。
便宜のために説明の中で、サーバは、あるいは１つの符号化装置および１つのＳＴＢと関係がある。
【０１９６】
図１７は、画像データ配信システムの装置間のデータの線図を例示している伝送および受信である。
【０１９７】
図１７に示すように、コード化された画像データとしてカメラからビデオ画像を透過するための符号化装置１２、静止画像データおよびビデオデータのような画像データを格納して、必要に応じてデータを被接続端末に配信するためのサーバ１４が画像データのｔｈ配信を受け入れるためにサーバ１４および符号化装置１２に接続したセットトップボックス（ＳＴＢ）１７は、あるいは各々に接続している。
Ａ）サーバからセットトップボックスへのコンテンツの配信
【０１９８】
サーバ１４により更新されたコンテンツは、セットトップボックス１７に配信され、以下の処理が実行される。
【０１９９】
Ａ―Ｉ）コンテンツの更新
サーバ１４は、本発明の暗号化方法に従って画像データを暗号化する機能を備えている。サーバ１４によって配信されるコンテンツは、上述のように、本発明の方法によって暗号化処理される。暗号化されたコンテンツは、記憶装置の所定の領域に保存される。暗号化にしようされた暗号化器ーのうち、コンテンツキーは、コンテンツキーとして記憶装置に記憶され、フレームキーは、フレームキーとして画像ごとの第２の要素の第２の部分で構成される。
【０２００】
Ａ−２）認証のためのパスワードの入力
サーバ１４が認証のためのパスワードの、セットトップボックス１７を許可する。
具体的には、サーバ１４は、対応するセットトップボックス１７に独特の認証のためのパスワードを生成するか、またはセットトップボックス１７側から透過されるパスワードを受け入れる。そして、パスワードに対応するセットトップボックス１７の識別子を有するテーブルとしてのパスワードを格納する。
【０２０１】
Ａ―３）パスワードの認証
サーバ１４は、セットトップボックス１７との関係を定めて、セットトップボックス１７から送信されるパスワードを受信する。
サーバ１４は受信パスワードを記憶のテーブルに格納される認証のためのパスワードと比較する。そして、２つのマッチである場合、切断１４は方法を続けて、もしそうでなければ、方法を停止する。
【０２０２】
Ａ―４）コンテンツキーを分散するための共通キーの交換
サーバ１４は、公開キーベースのキー交換方式（例えばＤＨ（Ｄｉｆｆｉｅ―Ｈｅｌｌｍａｎ）キー交換）を使用しているセットトップボックス１７を有するコンテンツキーを届けるための共通キーを交換する。
【０２０３】
Ａ―５）コンテンツキーの配信
サーバ１４は、サーバ１４がコンテンツキーを暗号化するためにセットトップボックス１７と交換したコンテンツキーを届けるための共通キーを使用して、暗号化されたコンテンツキーをセットトップボックス１７に発信する。
【０２０４】
Ａ―６）暗号化されたコンテンツの配信
サーバ１４は、セットトップボックス１７に暗号化されたコンテンツを分散する。
【０２０５】
Ａ―７）暗号化されたコンテンツの暗号解読
セットトップボックス１７はサーバ１４から送信される暗号化されたコンテンツを復号して、それをデコードする。その結果、コンテンツの画像は表示される。
この手法において、前もって分散されるコンテンツキーは最初にデコードされて、暗号化されたコンテンツの第２の構成要素の第２部分により構成されるフレームキーを切り離す。その結果、コンテンツキーおよびフレームキーはコンテンツを復号するために用いる。
【０２０６】
Ｂ）符号化装置からサーバへのコンテンツの配信
符号化装置１２によって、サーバ１４に暗号化プロセスの後、コンテンツに入るための手法は、下で説明されるつもりである。
【０２０７】
Ｂ−１）認証のためのパスワードの入力
符号化装置１２は、コンテンツが分散されるサーバ１４を許可するために、認証のためのパスワードを入力する。
具体的には、符号化装置１２は、対応するサーバ１４に独特の認証のためのパスワードを生成するか、またはサーバ１４側から送信されるパスワードを受信する。そして、パスワードに対応するサーバ１４の識別子を有するテーブルとしてのパスワードを格納する。
【０２０８】
Ｂ―２）パスワードの認証
符号化装置１２は、サーバ１４との関係を定めて、サーバ１４から送信されるパスワードを受信する。
符号化装置１２は受信パスワードを記憶のテーブルに格納される認証のためのパスワードと比較する。そして、２つのマッチである場合、切断１４は方法を続けて、もしそうでなければ、方法を停止する。
【０２０９】
Ｂ―３）コンテンツキーを届けるための共通キーの交換
符号化装置１２は、公開キーベースのキー交換方式（例えばＤＨ（Ｄｉｆｆｉｅ―Ｈｅｌｌｍａｎ）キー交換）を使用しているサーバ１４を有するコンテンツキーを届けるための共通キーを交換する。
【０２１０】
Ｂ―４）コンテンツキーの配信
符号化装置１２は、符号化装置１２がコンテンツキーを暗号化するためにサーバ１４と交換したコンテンツキーを届けるための共通キーを使用して、暗号化されたコンテンツキーをサーバ１４に発信する。
【０２１１】
Ｂ―５）コンテンツキーの暗号
サーバ１４は、符号化装置１２から送信されるコンテンツキーを暗号化して、暗号化されたコンテンツキーを記憶の予め定められた領域に格納する。
【０２１２】
Ｂ―６）コンテンツの暗号
符号化装置１２は、あらゆるフレームがコンテンツの第２の構成要素の前半部を暗号化するために発生するコンテンツキーおよびフレームキーを使用して、第２の構成要素の第２部分がフレームキーと置き換えられる暗号化されたコンテンツを生成する。
【０２１３】
Ｂ―７）暗号化されたコンテンツの配信
符号化装置１２は、生成された暗号化されたコンテンツをサーバ１４に発信する。
【０２１４】
Ｂ―８）暗号化されたコンテンツの入力
サーバ１４は、記憶の予め定められた領域の符号化装置１２から送信される暗号化されたコンテンツを格納する。
【０２１５】
Ｃ）符号化装置からセットトップボックスへのコンテンツの配信
符号化装置からセットトップボックスへのコンテンツの配信コンテンツが符号化装置１２からセットトップボックス１７まで分散されるときに、以下の手法は実行される。
【０２１６】
Ｃ−１）認証のためのパスワードの入力
符号化装置１２は、セットトップボックス１７を許可するために、認証のためのパスワードを入力する。
具体的には、符号化装置１２は、対応するセットトップボックス１７に独特の認証のためのパスワードを生成するか、またはセットトップボックス１７側から送信されるパスワードを受信し、そして、パスワードに対応するセットトップボックス１５０３の識別子を有するテーブルとして、パスワードを格納する。
【０２１７】
Ｃ―２）パスワードの認証
符号化装置１２は、セットトップボックス１７との関係を定めて、セットトップボックス１７から送信されるパスワードを受信する。
符号化装置１２は受信パスワードを記憶のテーブルに格納される認証のためのパスワードと比較する。そして、２つのマッチである場合、切断１４は方法を続けて、もしそうでなければ、方法を停止する。
【０２１８】
Ｃ―３）コンテンツキーを届けるための共通キーの交換
符号化装置１２は、公開キーベースのキー交換方式（例えばＤＨ（Ｄｉｆｆｉｅ―Ｈｅｌｌｍａｎ）キー交換）を使用しているセットトップボックス１７を有するコンテンツキーを届けるための共通キーを交換する。
【０２１９】
Ｃ―４）コンテンツキーの配信
符号化装置１２は、符号化装置１２がコンテンツキーを暗号化するためにセットトップボックス１７と交換したコンテンツキーを届けるための共通キーを使用して、暗号化されたコンテンツキーをセットトップボックス１７に発信する。
【０２２０】
Ｃ―５）コンテンツの暗号
符号化装置１２は、あらゆるフレームがコンテンツの第２の構成要素の前半部を暗号化するために発生するコンテンツキーおよびフレームキーを使用して、第２の構成要素の第２部分がフレームキーと置き換えられる暗号化されたコンテンツを生成する。
【０２２１】
Ｃ―６）暗号化されたコンテンツの配信
符号化装置１２は、生成された暗号化されたコンテンツをセットトップボックス１７に発信する。
【０２２２】
Ｃ―７）暗号化されたコンテンツの暗号解読
セットトップボックス１７は符号化装置１２から送信される暗号化されたコンテンツを復号して、それをデコードする。その結果、コンテンツの画像は表示される。
この手法において、前もって分散されるコンテンツキーは最初にデコードされて、暗号化されたコンテンツの第２の構成要素の第２部分により構成されるフレームキーを切り離す。その結果、コンテンツキーおよびフレームキーはコンテンツを復号するために用いる。
【０２２３】
カメラにより捕獲される画像情報が符号化装置１２によって、コード化されて、サーバ１４に発信されるように、本発明によるこの種の画像データ配信システムを、構成できる。ここで、画像データは格納される暗号化プロセスを受けて、セットトップボックス１７で送られる伝送要求に応答して分散される。
【０２２４】
符号化装置１２を使用しているカメラにより捕獲される画像情報をコード化して、画像データ上の暗号化プロセスを実行することは画像データ配信システムにおいても可能である。その結果、画像データはリアルタイムのセットトップボックス１７に分散される。
【０２２５】
分散された画像データが少なくとも静止画像データまたはビデオデータの（さらにセキュリティレベルを強化する）あらゆる画像のために発生するフレームキーと同様にコンテンツキーを使用して暗号化されるから。
さらに、少なくとも暗号化されたデータ（すなわち画像）のあらゆる画像の第２の構成要素の前半部は暗号化される。そして、第一要素は暗号化されない、このことにより、暗号化されたデータが復号せずにデコードされるときに、画像のコンテンツはざっと公認でありえる。そして、それは暗号化されたデータの版を可能にする。
さらに、少なくとも暗号化されたデータのあらゆる画像の第２の構成要素の第２部分は、そこにおいて、埋め込まれるフレームキーを有する、それの結果である正規ユーザ（すなわちコンテンツキーを有して、キーが暗号化されたデータの開始点からだけでなくデータの中央でも復号できるフレームを取得するためにデバイスを有する人）。
そのために、より高いセキュリティレベル、さらにはより簡単な処理を有する暗号化されたコード化された静止画像データまたはビデオデータは、発生する。
【０２２６】
＜第３実施形態＞
本発明の第３実施形態による画像データ配信システムは図１に示されるそれとして同一構造を有する。そして、それは以下に詳細に説明されないつもりである。
また、本発明の第３実施形態による画像データ配信装置は、最も、図５および図７に示すように暗号化装置のそれらと同一であるコンポーネントを含む。
【０２２７】
図１８は、本発明の第３実施形態に従ってデータ処理機械を示している機能ブロック図である。
【０２２８】
図１８を参照する。データ処理装置１８００は、符号化装置１８１０、暗号処理装置１８２０および復号装置１８３０を含む。
【０２２９】
符号化装置１８１０は、予め定められたフォーマットに従う入力である画像データ上へ符号化プロセスを実行して、例えば、静止画像データ上へＪＰＥＧ標準に従って圧縮符号化プロセスを実行して、ビデオデータ上へＭＰＥＧ標準に従って圧縮符号化を実行するように構成されることができる。
符号化装置１８１０は、アナログ画像情報が類似テレビチューナまたはアナログ・ビデオ・デバイスから入力されるときに、デジタル・イメージ・データを生成するためにアナログ画像情報上のデジタル変形を実行する、アナログ・デジタル・トランスを含むように構成されることができる。
【０２３０】
暗号処理装置１８２０は、入力装置１８２１、分析器１８２２、分割器１８２３、コンテンツキー生成器１８２４、フレームキー生成プログラム１８２５、暗号化器／ディスクリプタ１８２６、合成器１８２７およびコンテンツキー受信器１８２８を含む。
【０２３１】
入力装置１８２１は、符号化装置１８１０から入力されるコード化された静止画像データまたはビデオデータを受信して、外側から入力される画像データを暗号化した。
外側から暗号化された画像情報において、上記の通りに、第２の構成要素の前半部は暗号化される。そして、第２の構成要素の第２部分はコード化された静止画像データまたはビデオデータの画像に対応するフレームキーと置き換えられる。
【０２３２】
入力装置１８２１に対するデータ入力がビデオデータ・コード化されたＭＰＥＧ標準であるときに、データは分析器１８２２に発信される。
【０２３３】
分析器１８２２は、画像データを分析して、シーケンスレイヤーのシーケンスヘッダ、ＧＯＰレイヤーのＧＯＰヘッダ、ピクチャレイヤーのピクチャモードを参照して画像データがＩピクチャか、Ｐピクチャか、またはＢピクチャかを判定し、画像データがＩピクチャであると判断した場合、分析器１８２２は、符号化されたデータを分割器１８２３に送出する。画像データがＰピクチャか、またはＢピクチャであると判断した場合、分析器１８２２は、データをそのまま
コード化されたデータまたは暗号化されたデータを分割器１８２３に送信する。
コード化されたデータまたは暗号化されたデータがＰピクチャまたはＢピクチャであると決定するときに、分析器１８２２はデータをそのままに送信する。
【０２３４】
分割器１８２３は、コード化された画像データを分けるかまたは第一要素に画像データを暗号化した、第２の構成要素の前半部ｂｌおよび第２の構成要素の第２部分ｂ２。
例えば、分割器１８２３は、データ上の線形変換を実行する。そして、第一要素へのデータを分ける、第２の構成要素の前半部ｂ１および周波数の昇順の第２の構成要素の第２部分ｂ２。
【０２３５】
そして、例えば、キー生成プログラム１８２４が１つのシーケンスの中で複数の静止画像データに対応するコンテンツキー・キロリットルまたはビデオデータを生成するコンテンツは、ビットの所定数を有する乱数を生み出す乱数発生器で構成されることができる。
【０２３６】
フレームキー生成プログラム１８２５は、静止画像データまたはビデオデータの各画像に対応するフレームキーとなるｋ２を生成する。
コンテンツキー生成器１８２４と同様で、フレームキー生成プログラム１８２５はビットの所定数を有する乱数を生み出す乱数発生器で構成されることができる。
【０２３７】
コンテンツキー受信器１８２８は、複数の静止画に対する対応が１つのシーケンスの中でデータまたはビデオデータを撮像するコンテンツキーを受けて、ユーザによって、コンテンツキー入力を扱って、それを暗号化器／ディスクリプタ１８２６に送信する。
キーが１の中で複数の静止画像データに対応するために発生するものまたはビデオデータであるコンテンツは、順序付けて、他の通信ユニットにより送信されるものでもよい。
【０２３８】
暗号化器／ディスクリプタ１８２６は、コンテンツキー生成器１８２４によって、発生するコンテンツキー・キロリットルおよび分割器１８２３によって、分けられた第２の構成要素の前半部ｂ１を暗号化するためにフレームキー生成プログラム１８２５によって、発生するフレームキーとなるｋ２を使用する。
暗号化器／ディスクリプタ１８２６は、暗号で用いられる暗号化キーを生成するためにコンテンツキー・キロリットルおよびフレームキーとなるｋ２を使用して、第２の構成要素の前半部ｂ１を暗号化するために、暗号化キーを使用する。
暗号で使用するアルゴリズムは、キーストリームがビットの暗号で使われるために発生するストリーム暗号でもよい。
例えば、コンテンツキー・キロリットルおよびフレームキーとなるｋ２が不可逆的に乱数列を生成するために用いるように、暗号解読において、使用するアルゴリズムを、構成できる。そして、乱数列が暗号化されたデータを生成するためにビットの第２の構成要素の前半部上へＸＯＲ演算を実行するキーストリームとして使われる。
あるいは、暗号で使用するアルゴリズムは、ブロック暗号（例えばＤＥＳおよびＡＥＳ）でもよい。
ブロック暗号がＤＥＳであるときに、アルゴリズムは５６ビット・キー長および６４ビット・ブロック長を有する暗号のために構成されることができる、
ブロック暗号がＡＥＳである間、アルゴリズムは１２８ビット、１９２ビットか、２５６ビット・キー長および１２８ビット・ブロック長を有する暗号のために構成されることができる。
【０２３９】
暗号化器／ディスクリプタ１８２６は、フレームキーとなるｋ２として分割器１８２３によって、分けられた第２の構成要素の第２部分ｂ２を受け入れて、分割器１８２３によって、分けられた第２の構成要素の前半部ｂｌを復号するために、分割器１８２３からコンテンツキー受信器１８２８およびフレームキーとなるｋ２からコンテンツキー・キロリットルを使用する。
【０２４０】
暗号化器／ディスクリプタ１８２６は、復号する際に、コンテンツキー受信器１８２８で受け取られるコンテンツキー・キロリットルおよび乱数列からなるキーストリームを生成するために分割器１８２３に分けられるフレームキーとなるｋ２を使用するように構成されることができて、キーストリームおよび暗号化されたデータを有するＸＯＲ演算を実行する。その結果、ビットにおいて、暗号化されたデータの暗号を、復号できる。
そして、ＤＥＳおよびＡＥＳのようなブロック暗号が暗号のためのアルゴリズムとして用いられるときに、暗号化器／ディスクリプタ１８２６は、装置を復号して一致するとして構成されることができる。
上述の通り、ＡＥＳが使われるときに、暗号化器／ディスクリプタ１８２６は、５６ビット・キー長を有する暗号およびＤＥＳが使われる６４ビット・ブロック長に、そして、１２８ビット、１９２ビットか、２５６ビット・キー長および１２８ビット・ブロック長を有する暗号に対応するように構成される。
【０２４１】
第一要素を構成するどちら分割器１８２３、暗号化器１８２６によって、暗号化された第２の構成要素の前半部、およびフレームキーとなるｋ２と置き換えられた第２の構成要素の第２部分によって、分けたために、コード化された画像データに関して、合成器１８２７は、分割器１８２３によって、分けられた第２の構成要素の第２部分を廃棄すし、そして、第２の構成要素の新しい第２部分として交換されるフレームキーとなるｋ２を生成する。
【０２４２】
そして、暗号に組むものに関して、データを撮像する、合成器１８２７は分割器１８２３および第２の構成要素の前半部によって、暗号を分けられる第一要素を組み立てる。そして、出力のための暗号化器／ディスクリプタ１８２６により復号された。
この点で、出力のデータ長がこのことにより、データ定数（構成要素が同時にそれに対して構成されるために有する第２の第２部分）をコード化したと主張するために、合成器１８２７は、分割器１８２３によって、分けられた第２の構成要素の第２部分（フレームキーとなるｋ２）を構成するように構成されることができる。
【０２４３】
復号装置１８３０は、暗号処理装置１８２０からの出力であるコード化された静止画像データまたはビデオデータをデコードする。
復号装置１８３０は、暗号処理装置１８２０により復号されて、静止画像データまたはビデオデータの影像信号を出力するコード化されたデータをデコードする。
【０２４４】
暗号処理装置１８２０によって、暗号化プロセスを受けた暗号化された画像データは、復号器１８３０を通過することのない出力であって、例えば、ネットワークを介して通信ユニット（図示せず）を使用して分散されることができる。
【０２４５】
第３実施形態によれば。−その理由は、次のことにある。静止画像データまたはビデオデータは少なくともデータのあらゆる画像のために発生するフレームキーと同様にコンテンツキーを使用して暗号化される。そして、それはさらにセキュリティレベルを強化する。
さらに、少なくとも暗号化されたデータ（すなわち画像）のあらゆる画像の第２の構成要素の前半部は暗号化される。そして、第一要素は暗号化されない、このことにより、暗号化されたデータが復号せずにデコードされるときに、画像のコンテンツはざっと公認でありえる。そして、それは暗号化されたデータの版を可能にする。
さらに、少なくとも暗号化されたデータのあらゆる画像の第２の構成要素の第２部分は、そこにおいて、埋め込まれるフレームキーを有する、それの結果である正規ユーザ（すなわちコンテンツキーを有して、キーが暗号化されたデータの開始点からだけでなくデータの中央でも復号できるフレームを取得するためにデバイスを有する人）。
そのために、より高いセキュリティレベル、さらにはより簡単な処理を有する暗号化されたコード化された静止画像データまたはビデオデータは、発生する。
【０２４６】
また、第３実施形態によれば、暗号化装置の構造および暗号解除器は、１つの装置構造において、成し遂げられることが可能である、このことにより、装置は、画像データ受信側と関連してソース装置として機能することが可能である。
【０２４７】
＜第４実施形態＞
本発明の第４実施形態による画像データ配信システムは図１に示されるそれとして同一構造を有する。そして、それは以下に詳細に説明されないつもりである。
前述のものにて説明したように、ビットのデータ部に基づいて本発明の利益を生む（融資・投資などが）の第４実施形態に符号化プロセスおよび暗号に符号化プロセスを受けない画像データがその入力装置に入力される場合の第２実施形態を与えている暗号をコード化している装置。
【０２４８】
図１９は、本発明の第４実施形態に従って暗号をコード化している装置を示している機能ブロック図である。
【０２４９】
図１９を参照する。暗号をコード化している装置１９００は、分析器１９０１、線形トランス１９０２、量子化器１９０３、分割器５３、コンテンツキー生成器５４、フレームキー生成プログラム５５、暗号化器５６、合成器５７、予測変換器１９０４および符号化装置１９０５を含む。
【０２５０】
暗号をコード化している装置１９００に入力される画像データがアナログデータであるときに、暗号をコード化している装置１９００はサンプリング装置１９１０をさらに含むように構成されることができる。
【０２５１】
サンプラ１９１０は、それをデジタルデータに変えるために、予め定められたサンプリング周波数によって、入力アナログデータのサンプルをとる。
【０２５２】
分析器１９０１は入力画像がイントラ・コード化された画像であることであるかどうか決定する、または、予測は画像をコード化した、そして、画像がイントラ・コード化された画像であることであるときに、分析器１９０１は対応する画像データを線形トランス１９０２に発信する。そして、画像が予測コード化された画像であることであるときに、分析器１９０１は対応する画像データを予測変換器１９０４に発信する。
【０２５３】
線形トランス１９０２は、線形変換係数を算出するために、送信された画像データ上へ線形変換を実行する。
例えば、ＭＰＥＧ―Ｉ、ＭＰＥＧ―２、ＭＰＥＧ―４のために、離散余弦変換（ＤＣＴ）が、線形変換として使われる。
そして、整数ＤＣＴがＨ．２６４のために使われる。その一方で、別々のさざなみトランス・フォーマットがＪＰＥＧ  ２０００のために使われる。
【０２５４】
量子化器１９０２は、固定長コードとして出力に線形トランス１９０２において、算出された線形変換係数を定量化する。
【０２５５】
分割器５３は、第一要素への定量化された線形変換係数、第２の構成要素の前半部および第２の構成要素の第２部分を分ける。
周波数の昇順の０＜＝ｉ＜＝６３の範囲の中の定量化された線形変換係数変数の世代ｉを有する場合において、０＜＝ｉ＜＝２の範囲の中の係数は第１の周波数成分であるように設定されることができる、３＜＝ｉ＜＝３２の範囲の中の係数は第２の周波数成分であるように設定されることができる。そして、３３＜＝ｉ＜＝６３の範囲の中の係数は１／３周波数成分であるように設定されることができる。
そして、これらのコンポーネントは、それぞれ周波数の昇順の第２の構成要素（第２の構成要素の第２部分ｂ２）の前半部ｂｌが第一要素であるように設定されることができる。
【０２５６】
分割器５３がビットを基礎として固定長コードを分けるように構成されるときに、
分割器５３は、より高いビット中間のビット、そして、第一要素であるビットをセットする下位ビット、第２の構成要素の前半部ｂｌおよび、それぞれ、第２の構成要素の第２部分ｂ２に量子化器１９０２によって、定量化される線形変換係数を割ることができる。
上記した場合のような定量化されたＤＣＴ係数が８ビットのデータ長を有するときに例えば、高等４ビットが第一要素であるように設定されるように、係数が割られることができて、中間の３ビットは第２の構成要素の前半部ｂｌであるように設定される。そして、低い１ビットは第２の構成要素の第２部分ｂ２であるように設定される。
【０２５７】
そして、例えば、キー生成プログラム５４が１つのシーケンスの中で複数の静止画像データに対応するコンテンツキー・キロリットルまたはビデオデータを生成するコンテンツは、ビットの所定数を有する乱数を生み出す乱数発生器で構成されることができる。
【０２５８】
フレームキー生成プログラム５５は、静止画像データまたはビデオデータの各画像に対応するフレームキーとなるｋ２を生成する。
コンテンツキー生成器５４と同様で、フレームキー生成プログラム５５はビットの所定数を有する乱数を生み出す乱数発生器で構成されることができる。
【０２５９】
暗号化器５６は、コンテンツキー生成器５４において、発生するコンテンツキー・キロリットルおよび分割器５３に分けられる第２の構成要素の前半部ｂｌを暗号化するためにフレームキー生成プログラム５５において、発生するフレームキーとなるｋ２を使用する。
具体的には、暗号化器５６は暗号のための暗号化キーを生成するためにコンテンツキー・キロリットルおよびフレームキーとなるｋ２を使用する。その結果、暗号化器５６は暗号化キーを使用している第２の構成要素の前半部ｂｌを暗号化する。
暗号で使用するアルゴリズムは、キーストリームがビットの暗号で使われるために発生するストリーム暗号でもよい。
【０２６０】
暗号化器５６によって、暗号化された第２の構成要素およびフレームキーとなるｋ２と置き換えられた第２の構成要素の第２部分ｂ２の中で合成器５７は、分割器５３によって、分けられた第２の構成要素の第２部分ｂ２を廃棄して、第２の構成要素の新規な第２部分ｂ２’として取って代わられるために、フレームキーとなるｋ２を生成する、第一要素を構成する、分割器５３（前半部ｂｌ）によって、分けられた。
上述の通り、ＭＰＥＧ標準（８×８ビットを有する一群のデータブロックのデータ列車）に従ってコード化されるビデオデータの場合、そして、合成器５７は、第一要素、第２の構成要素の暗号化された前半部ｂｌおよびフレームキーとなるｋ２と交換される第２の構成要素の第２部分ｂ２を交換することによって、コンポジット方法を実行する。そして、それは、８×８ビットを有する新規なデータブロックによって、ブロックにおいて、発生する、
【０２６１】
予測変換器１９０４では、画像データがＰピクチャである場合、予測変換を時系列で過去のＩピクチャ又はＰピクチャに基づいて算出じ、画像データがＢピクチャである場合、予測変換は、時系列において過去又は次のＩピクチャ及び／又はＰピクチャに基づいて算出する。
【０２６２】
符号化装置１９０５は、それに対して送信される画像データ上へ符号化プロセスを実行して、可変長符号化プロセスによって、圧縮符号化を成し遂げる。
【０２６３】
暗号化する、第４実施形態に従って暗号をコード化している装置によって、発生する画像データは、図１２の第２の図示した実施形態に従って、図７または暗号解読復号装置で初めての図示した実施形態に従って、暗号解除器７０によって、暗号解読を受けることができる。
【０２６４】
第４実施形態によれば、静止画像データまたはビデオデータは少なくともデータのあらゆる画像のために発生するフレームキーと同様にコンテンツキーを使用して暗号化される。そして、それはさらにセキュリティレベルを強化する。
さらに、少なくとも暗号化されたデータ（すなわち画像）のあらゆる画像の第２の構成要素の前半部は暗号化される。そして、第一要素は暗号化されない、このことにより、暗号化されたデータが復号せずにデコードされるときに、画像のコンテンツはざっと公認でありえる。そして、それは暗号化されたデータの版を可能にする。
さらに、少なくとも暗号化されたデータのあらゆる画像の第２の構成要素の第２部分は、そこにおいて、埋め込まれるフレームキーを有する、それの結果である正規ユーザ（すなわちコンテンツキーを有して、キーが暗号化されたデータの開始点からだけでなくデータの中央でも復号できるフレームを取得するためにデバイスを有する人）。
そのために、より高いセキュリティレベル、さらにはより簡単な処理を有する暗号化されたコード化された静止画像データまたはビデオデータは、発生する。
【０２６５】
第４実施形態によれば、装置は、ＭＰＥＧ―Ｉ、ＭＰＥＧ―２、ＭＰＥＧ―４およびＭＰＥＧ４／ＡＶＣのようなＭＰＥＧ標準、Ｈ．２６１のような標準、Ｈ．２６２、Ｈ．２６３、Ｈ．２６４、ＶＣＩ、カノープス星ＨＱコーデック、ＤＶ  ＣＯＤＥＣ、モーションＪＰＥＧおよび画像をブロックに分けるモーションＪＰＥＧ  ２０００を使用している画像データおよび圧縮ビデオがあらゆるブロックのための線形変換を背景画像を圧縮するために用いるＨＤ写真のようなブロック、ＪＰＥＧ標準（例えばＪＰＥＧおよびＪＰＥＧ  ２０００）および標準を基礎として線形変換を使用して撮像する（画像情報が符号化のない入力であるときでも）エンコードに構成されることができて、さらに画像データ上の暗号化プロセスを実行する。
【０２６６】
選択された実施形態だけが本発明を例示するために選ばれると共に、それは、さまざまな改変と変更態様が中で定められる本発明の範囲内において、本願明細書において、作成されることができるこの開示から、当業者にとって明らかなつもりである依存するクレームする。
さらにまた、本発明による実施形態の詳細な説明は、例示目的を提供し、そして、現在の請求項に記載の制限本発明および明細書のためにでない。
【符号の説明】
【０２６７】
５０  暗号化装置
５３  分割器
５４  コンテンツキー生成器
５５  フレームキー生成器
５６  暗号化器
５７  合成器
７０  暗号解除器
７３  分割器
７４  コンテンツキー受信器
７５  暗号解除器
７６  合成器
【図１４】
2011530840.tif 000003
【図１５】
2011530840.tif 000004
【図１６】
2011530840.tif 000005
【図１】
2011530840.tif 000006
【図２】
2011530840.tif 000007
【図３】
2011530840.tif 000008
【図４】
2011530840.tif 000009
【図５】
2011530840.tif 000010
【図６】
2011530840.tif 000011
【図７】
2011530840.tif 000012
【図８】
2011530840.tif 000013
【図９】
2011530840.tif 000014
【図１０】
2011530840.tif 000015
【図１１】
2011530840.tif 000016
【図１２】
2011530840.tif 000017
【図１３】
2011530840.tif 000018
【図１７】
2011530840.tif 000019
【図１８】
2011530840.tif 000020
【図１９】
2011530840.tif 000021
【誤訳訂正書】
【提出日】平成23年7月26日(2011.7.26)
【誤訳訂正１】
【訂正対象書類名】明細書
【訂正対象項目名】全文
【訂正方法】変更
【訂正の内容】
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像データを暗号化する装置および方法、暗号化された画像データを暗号解除する装置および方法、および、画像データ配信システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
静止画像データおよびビデオデータをＴＶ放送またはネットワークを介して配信するシステムにおいて、所定の条件を満たした人が画像データにアクセスできるように、通常、画像データにはスクランブル処理が行われている。
【０００３】
例えば、従来の方法として、配信サイドで、配信する画像データを部分交換するスクランブル処理を実行した後に符号化処理を行い、画像データを配信しながら、受信サイドでは、復号処理を最初に行い、続いて、部分的に交換された画像にスクランブル解除処理を行って再構築された画像データを表示する方法がある。
【０００４】
他の既存の方法として、配信サイドが配信する画像データに最初に符号化処理を実行した後にスクランブル処理を実行し、受信サイドでは、スクランブル処理されて符号化されたデータに、最初にスクランブル解除処理を行い、続いて復号処理を行って、再構築された画像データを表示する方法がある。
【０００５】
かかるスクランブル処理は、画像データなどへのアクセスを制限する場合は有効であり、スクランブル解除処理のためのキーを、データを使用することの許可された認証されたユーザにのみ発行することによって、データの不正使用を防止することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】米国特許番号第６２４６７７７号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
例えば、ビデオデータをスクランブルする場合、スクランブル処理は、一つのキーを用いてビデオデータの複数の画像に、同じキーを繰り返し使用して実行する。この場合、既知の平文攻撃に対する脆弱性の問題がある。
【０００８】
また、一般的にかかるスクランブル処理は全画像に対して実行されるので、スクランブル処理の後でビデオデータを識別することは全くできない。
【０００９】
本発明は、新規で効果的な、画像データを暗号化する装置及び方法、暗号化された画像データを暗号解除する装置及び方法、画像データ配信システムを提供することによって、上述の問題に対処すること目的とする。
本発明は、より高いセキュリティレベルで、扱いがより容易な、画像データを暗号化する装置及び方法、暗号化された画像データを暗号解除するための装置及び方法、及び画像データ配信システムを提供することを一つの個別の目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の第１の態様によると、符号化された静止画像データ又はビデオデータを第１の要素と第２の要素に分割し、第１のキーを生成し、前記静止画像データまたはビデオデータの少なくとも１つの画像ごとに第２のキーを生成し、前記少なくとも１つの画像に対応する前記第２のキー及び前記第１のキーを用いて前記画像の第２の要素の第１の部分を暗号化し、前記第１の部分とは異なる前記少なくとも１つの画像の前記第２の要素の第２の部分を前記画像に対応する前記第２のキーで置換し、前記画像の前記第１の要素と、前記第２の要素の暗号化された第１の部分と、前記第２のキーとを、少なくとも１つの画像ごとに合成して、暗号化されたデータを生成するように構成されたプロセッサを備えることを特徴とする、暗号化装置が提供される。
【００１１】
本発明によると、第１のキーに加えて、静止画像データ又はビデオデータの少なくとも画像ごとに生成される第２のキーを、画像データを暗号化するために用いるので、より高いセキュリティレベルを達成する。また、画像の部分である、暗号化されたデータの少なくとも画像ごとに第２の要素の第１の部分は暗号化されるが、画像の第１の要素は暗号化されない。したがって、暗号解除を行うことのない暗号化データの復号によって、画像のコンテンツは区別可能となるので、暗号化されたデータの編集が可能となる。第２のキーは、暗号化されたデータの少なくとも画像ごとの第２の要素の第２の部分に埋め込まれるため、第１のキーと、第２のキーを取り出す装置を有する認証されユーザは、暗号化されたデータの開始ポイントでのみでなく、データの中間ポイントでも暗号解除することができる。したがって、暗号化された符号化静止画データ又はビデオデータは、より高いセキュリティレベルを有しながらも、扱いがより容易となる。
【００１２】
上記の発明において、第２の要素は、前記第１の要素よりも高い周波数を有してもよく、前記符号化された静止画像データ又はビデオデータは、静止画像データ又はビデオデータに、符号化を行う前に線形変換、続いて量子化を行って取得されたデータであり、
所定のビット数のデータのグループであり、前記第２の要素は、前記第１の要素よりも低いビットを有する。これによって、復号された画像は、暗号解除されてなくても半分可視の状態で、より区別可能となる。
【００１３】
ここで、特許請求の範囲において、ＭＰＥＧ規格は、ＭＰＥＧ−１、ＭＰＥＧ−２、ＭＰＥＧ−４／ＡＶＣを含む。本発明は、画像をブロックに分割して、ブロックごとに線形変換を行うことによって、Ｈ２６１、Ｈ２６２、Ｈ２６３、Ｈ２６４、ＶＣ−１、Ｃａｎｏｐｕｓ  ＨＱ  Ｃｏｄｅｃ，  ＤＶ  ＣＯＤＥＣ，  Ｍｏｔｉｏｎ  ＪＰＥＧ，  ａｎｄ  Ｍｏｔｉｏｎ  ＪＰＥＧ  ２０００を含む、任意のビデオ画像圧縮規格に適用可能である。
【００１４】
さらに、特許請求の範囲において、少なくとも一つのイントラ符号化画像を含む１以上の画像のグループは、ＧＯＰ  ＪＰＥＧ規格ユニットＪＰＥＧ及びＪＰＥＧ２０００を参照する。本発明は、ＨＤＰＨＯＴＯを含む、各ブロックについて線形変換を用いる画像圧縮の任意の規格に適用可能である。
【００１５】
本発明のさらなる態様によると、暗号化装置は、符号化された静止画像データ又はビデオデータを第１の要素と第２の要素に分割する分割器と、第１のキーを生成する第１の生成器と、前記静止画像データまたはビデオデータの少なくとも１つの画像ごとに第２のキーを生成する第２の生成器と、前記少なくとも１つの画像に対応する前記第２のキー及び前記第１のキーを用いて前記画像の第２の要素の第１の部分を暗号化する暗号化器と、前記第１の部分とは異なる前記少なくとも１つの画像の前記第２の要素の第２の部分を前記画像に対応する前記第２のキーで置換し、前記画像の前記第１の要素（ａ）と、前記第２の要素の暗号化された第１の部分と、前記第２のキーとを、少なくとも１つの画像ごとに合成して、暗号化されたデータを生成する合成器と、を備える。
【００１６】
本発明によると、上記の暗号化装置の発明と同様の効果を得ることができる。
【００１７】
本発明のさらなる態様によると、上述の暗号化装置を用いて暗号化されたデータを暗号解除する暗号解除装置が提供される。暗号化装置を用いて暗号化されたデータを暗号解除する暗号解除装置であって、該暗号解除装置は、前記暗号化されたデータの各々を第１の要素と第２の要素に分割し、第１のキーを受信し、前記第２の要素の前記第２の部分から少なくとも１つの画像に対応する第２のキーを取得し、前記第２の要素の前記第１の部分を前記第１のキーと前記第２のキーを用いて暗号解除し、暗号解除の後に、前記第１の要素と前記第２の要素とを合成するように構成されたプロセッサを備える。
【００１８】
本発明によると、第２のキーは画像の第２の要素の第２の部分から取得され、画像のオリジナルを静止画像データ又はビデオデータの対応する部分から再構築することができる。
【００１９】
本発明のさらなる態様によると、上記の暗号化装置によって暗号化された暗号を暗号解除する暗号解除器が提供される。該暗号解除装置は、前記暗号化されたデータの各々を第１の要素と第２の要素に分割する分割器と、第１のキーを受信する受信部と、前記第２の要素の前記第２の部分から少なくとも１つの画像に対応する第２のキーを取得し、前記第２の要素の前記第１の部分を前記第１のキーと前記第２のキーを用いて暗号解除する、暗号解除器と、暗号解除の後に前記第１の要素と前記第２の要素とを合成する合成器と、を備える。
【００２０】
本発明によると、第２のキーは画像の第２の要素の第２の部分から取得され、画像のオリジナルを静止画像データ又はビデオデータの対応する部分から再構築することができる。
【００２１】
本発明のさらなる態様によると、暗号化方法が提供される。該暗号化方法は、符号化された静止画像データ又はビデオデータを第１の要素と第２の要素に分割するステップと、第１のキーを生成するステップと、前記静止画像データまたはビデオデータの少なくとも１つの画像ごとに第２のキーを生成するステップと、前記少なくとも１つの画像に対応する前記第２のキー及び前記第１のキーを用いて前記画像の第２の要素の第１の部分を暗号化するステップと、前記第１の部分とは異なる前記少なくとも１つの画像の前記第２の要素の第２の部分を前記画像に対応する前記第２のキーで置換するステップと、前記画像の前記第１の要素と、前記第２の要素の暗号化された第１の部分と、前記第２のキーとを、少なくとも１つの画像ごとに合成して、暗号化されたデータを生成するステップとを含む。
【００２２】
本発明は、上記の暗号化装置の発明と同様の効果を得ることができる。
【００２３】
本発明のさらなる態様によると、上述の暗号化方法により暗号化されたデータを暗号解除する暗号解除方法であって、該暗号解除方法は、第１のキーを受信するステップと、前記暗号化されたデータの各々を第１の要素と第２の要素に分割するステップと、前記第２の要素の前記第２の部分から少なくとも１つの画像に対応する第２のキーを取得するステップと、前記第２の要素の前記第１の部分を前記第１のキーと前記第２のキーを用いて暗号解除するステップと、暗号解除の後に、前記第１の要素と前記第２の要素とを合成するステップと、を含む。
【００２４】
本発明は、上記の暗号解除器の発明と同様の効果を得ることができる。
【００２５】
本発明のさらなる態様によると、画像データ配信装置と、画像データ受信装置と、を備えた画像データ配信システムが提供される。前記画像データ配信装置は、符号化された静止画像データ又はビデオデータを第１の要素と第２の要素に分割し、少なくとも一つの画像に対応する第１のキーと第２のキーを用いて前記第２の要素の第１の部分を暗号化し、前記第１の部分とは異なる前記少なくとも一つの画像の前記第２の要素の前記第２の部分を、前記画像に対応する第２のキーで置換し、少なくとも一つの画像ごとに、前記画像の前記第２のキーと、前記第１の要素と、暗号化された前記第２の要素の前記第１の部分とを合成し、前記画像データ受信装置は、前記画像データ配信装置によって配信された暗号化されたデータを受信し、前記暗号化されたデータの各々を第１の要素と第２の要素に分割し、前記第２の要素の前記第２の部分から少なくとも一つの画像に対応する第２のキーを取得し、前記第１のキーと前記第２のキーを用いて前記第２の要素の前記第１の部分を暗号解除し、前記暗号解除の後に、前記第１の要素と前記第２の要素を合成する。
【００２６】
本発明によると、配信されたデータをより高いセキュリティレベルで維持することできる。
【発明の効果】
【００２７】
本発明によると、より高いセキュリティレベルで、扱いがより容易な、画像データを暗号化する装置及び方法、暗号化された画像データを暗号解除する装置及び方法、データ配信システムが提供される。
【００２８】
本発明のこれらの、又はその他の特徴、目的については、当業者であれば、本発明の好ましい実施形態を開示する、以下の詳細な説明と添付の図面から明らかである。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明の第１実施形態に係る画像データ配信システムを説明する図面である。
【図２】符号化器を説明するブロック図である。
【図３】セットトップボックスを説明するブロック図である。
【図４】サーバを説明するブロック図である。
【図５】第１実施形態に係る暗号化装置を説明するブロック図である。
【図６】第１実施形態に係る暗号化方法を説明するフロー図である。
【図７】第１実施形態に係る暗号解除装置を説明するブロック図である。
【図８】第１実施形態に係る暗号解除処理を説明するフロー図である。
【図９】ＭＰＥＧのデータ階層を説明する図である。
【図１０】ＭＰＥＧ−２のブロックレイヤーの構造を説明する図である。
【図１１】第２実施形態に係る暗号化装置を説明する機能ブロック図である。
【図１２】第２実施形態に係る暗号解除復号装置を説明する機能ブロック図である。
【図１３】第２実施形態に係る暗号化方法を説明するフロー図である。
【図１４】本発明に係る暗号化処理の前の画像データを説明する図である。
【図１５】第１実施形態に係る周波数に基づく暗号化処理の後の画像データを説明する図である。
【図１６】第２実施形態に係るビットに基づく暗号化処理の後の画像データを説明する図である。
【図１７】画像データ配信システムの例を説明する図である。
【図１８】第３実施形態に係るデータ処理装置を説明する機能ブロック図である。
【図１９】第４実施形態に係る暗号化符号化装置を説明する機能ブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００３０】
本発明に係る実施形態を添付の図面を参照して説明する。
【００３１】
＜第１実施形態＞
本発明の第１実施形態によると、画像データ配信システムは、例えば、撮像などのための複数のセットでビデオ画像をネットワークを介して符号化された画像データとして送信し、サーバにおいてかかるデータの保存および制御を行い、複数の端末においてリアルタイムに、またはＶＯＤ（ビデオオンデマンド）で端末からの要求に応じて視聴してアクセスすることができる、ビデオ画像コンテンツを配信する。特定の例の画像データ配信システムは、病院の手術室など撮像されたビデオ画像を他の部屋でアクセスして、記録した画像を後でＶＯＤでチェックすることも可能とする。かかる画像データ配信システムは、病院での用途に限定されず、例えば、図書館、博物館、展示会などのイベント会場においてさまざまな形式で利用することができる。
【００３２】
画像データ配信システムで使用するビデオ画像コンテンツは、そのプライバシーや著作権を保護するために暗号化処理が施されており、あるレベルまでは認識可能なコンテンツを含んでいる。
【００３３】
図１は、本発明の第１実施形態に係る画像データ配信システムを説明する図である。この画像データ配信システムには、ビデオ画像コンテンツの暗号化されたデータを生成する暗号化装置と、かかるデータの暗号解除を行う暗号解除装置が適用される。
【００３４】
図１を参照すると、画像データ配信システム１０は、カメラ１１と、符号化器１２と、スイッチングハブ１３と、サーバ１４と、スイッチングハブ１５と、パーソナルコンピュータ１６と、セットトップボックス１７と、ディスプレイ１８を含む。
【００３５】
カメラ１１と、ビデオ画像を符号化されたデータに変換する符号化器１２は、撮像のために１以上のセットで設置される。カメラ１１は、動画の録画を必要とする、病院の手術室の場所に設置される。
【００３６】
符号化器１２は、サーバ１４とスイッチングハブ１３を介して個別に接続されている。
符号化器１２は、静止画像データの場合、所定のフォーマットを用いてカメラ１１からの画像データを符号化する。この場合、符号化器１２は画像データを、例えば、ＪＰＥＧ（Ｊｏｉｎｔ  Ｐｈｏｔｏｇｒａｐｈｉｃ  Ｅｘｐｅｒｔｓ  Ｇｒｏｕｐ）規格に従う符号化データに変換する。符号化器１２は、ビデオデータの場合、画像データをＭＰＥＧ  （Ｍｏｖｉｎｇ  Ｐｉｃｔｕｒｅ  Ｅｘｐｅｒｔｓ  Ｇｒｏｕｐ）規格に従う符号化データに変換する。
【００３７】
カメラ１１と符号化器１２は、複数のセットに設置してもよい。複数の画像が同時に撮像した場合、各々の画像データを保存のためにサーバ１４に送信することができる。
【００３８】
サーバ１４は、符号化器１２から送信された画像データを保存し、必要に応じて、自機に接続された端末に画像データに配信する。
【００３９】
サーバ１４は、後述する本発明の暗号化装置１４−１を含む。サーバ１４は、暗号化装置１４−１に、画像データを暗号化させて、必要に応じて画像データを端末に配信する。
【００４０】
サーバ１４に接続された端末は、パーソナルコンピュータ１６またはセットトップボックス１７を介して接続されたディスプレイ１８などで構成され、サーバ１４には、スイッチングハブ１５を介して接続される。
【００４１】
サーバ１４に保存された画像データは、サーバに接続された端末から閲覧すること、および、アクセスすることができ、リアルタイムにビデオ画像ディスプレイに表示する、または、ビデオオンデマンドシステムでビデオ画像ディスプレイに表示することができる。
【００４２】
パーソナルコンピュータ１６、セットトップボックス１７、ディスプレイ１８は、１つの場所、または、複数の場所に設置するように構成してもよい。上述のように病院の場合、これらを病院の診察室、および／または、その他の部屋に配置してもよい。
【００４３】
パーソナルコンピュータ１６とセットトップボックス１７はそれぞれ、符号化器１２の符号化処理に対応する復号処理のための復号器１６−１、１７−１と、サーバ１４の暗号化装置１４−１、または、符号化器１２の暗号化装置１２−１によって生成されて暗号化された画像データを暗号解除するための暗号解除器１６−２、１７−２も有する。
暗号解除器１６−２、１７−２は、サーバ１４からの暗号化された画像データを認証された暗号化キーを用いて暗号解除する。パーソナルコンピュータ１６とセットトップボックス１７は、復号器１６−１、１７−１および暗号解除器１６−２、１７−２により暗号解除された後に、画像データを処理して表示する。
【００４４】
あるいは、符号化器１２によって符号化された画像データは、画像データをリアルタイムで視聴してアクセスできるように、パーソナルコンピュータ１６またはセットトップボックス１７によって直接受信してもよい。
【００４５】
符号化器１２は、カメラ１１によって撮像された画像データを暗号化してサーバ１４に送信できるように、後述する本発明の暗号化装置１２−１を含んで構成することができる。以後、説明を容易にするため、特に断りのない限り、サーバ１４は、暗号化装置１４−１を備え、符号化器１２は、暗号化装置１２−１を含まない。
【００４６】
図１は、符号化器１２のハードウェア構成を示すブロック図である。
【００４７】
図２を参照すると、符号化器１２は、カメラ１１からのアナログビデオ信号をデジタルビデオデータに変換するＡＤＣ２１と、カメラ１１からの音声信号をデジタル音声データに変換するＡＤＣ２２と、ＭＰＥＧ規格に従ってビデオデータおよび音声データを符号化して、符号化ビデオデータと符号化音声データを出力するＭＰＥＧ符号化器２３と、符号化器１２の各構成要素を制御し、符号化されたビデオデータと符号化された音声データをＭＰＥＧ符号化器２３からＮＩＣ（ネットワークインタフェースカード）２６を介して送信するＣＰＵ２４と、データを一時的に記憶するＲＡＭ２５と、を含む。カメラ１１がデジタルビデオカメラである場合、ＡＤＣ２１とＡＤＣ２２は使用しなくてよく、省略してもよい。さらに、カメラ１１がＭＰＥＧ規格に従って符号化されたビデオデータと符号化された音声データを出力する場合、ＡＤＣとＭＰＥＧ符号化器２３は使用しなくてもよく、省略してもよい。
【００４８】
ＣＰＵ２４とＲＡＭ２６を主構成部とするハードウェア構成は、相互に協同する結果、暗号化装置として機能するソフトウェアで構成してもよい。
【００４９】
図３は、セットトップボックス１７のハードウェア構成を示すブロック図である。
【００５０】
図３を参照すると、セットトップボックス１７は、暗号化されたビデオデータと符号化された音声データをサーバ１４からＮＩＣ（ネットワークインタフェースカード）３１を介して受信して、暗号化されたビデオデータを暗号解除するＣＰＵ３２と、データを一時的に記憶するためのＲＡＭ３３と、ＣＰＵ３２で受信された符号化されたビデオデータを復号し、暗号を暗号解除する、ＭＰＥＧ復号器３４と、復号されたビデオデータをアナログビデオ信号に変換して出力するＤＡＣ３５と、復号された音声データをアナログ音声信号に変換して出力するＤＡＣ３６と、を含む。デジタル信号に対応するディスプレイにデータが出力される場合は、ＤＡＣ３５とＤＡＣ３６は省略してもよい。
【００５１】
ＣＰＵ３２およびＲＡＭ３３を主構成部として有するハードウェア構成は、後述するが、暗号解除処理のための暗号解除器としても機能し、ソフトウェアと協同してもよい。
【００５２】
図４は、サーバ１４のハードウェア構成を示すブロック図である。
【００５３】
図４に示すように、サーバ１４は、符号化されたビデオデータと符号化された音声データを符号化器１２からＮＩＣ４１を解して受信し、符号化されたビデオデータを暗号化し、暗号化されたビデオデータと符号化された音声データをＮＩＣ４５を介して、パーソナルコンピュータ１６またはセットトップボックス１７などの端末側に送信するＣＰＵ４２と、データを一時的に記憶するＲＡＭ４３と、ＣＰＵ４２で受信された、符号化されたビデオデータと符号化された音声データを保存する記憶装置４４と、を含む。
【００５４】
ＣＰＵ４２とＲＡＭ４３を主構成部とするハードウェア構成は、ソフトウェアと協同する結果、後述する暗号化処理を実行する暗号化処理装置としても機能する。
【００５５】
ＮＩＣ４１とＮＩＣ４５の１つのみを用いてデータの送受信を行ってもよい。
【００５６】
次に、本発明の第１実施形態に係る暗号化装置について説明する。暗号化装置は、図１に示すサーバ１４または符号化器に組み込まれて、ハードウェアとソフトウェアが相互に協同して機能する。
【００５７】
図５は、本発明の第１実施形態に係る暗号化装置を示す機能ブロック図である。
【００５８】
図５に示すように、暗号化装置５０は、分析器５２と、分割器５３と、コンテンツキー生成器５４と、フレームキー生成器５５と、暗号化器５６と、合成器５７とを含む。暗号化装置５０は、静止画像のみが符号化画像データとして入力された場合には、分析器５２を含まなくてもよい。
【００５９】
入力データは所定のフォーマットに従って符号化された画像データである。静止画像データは、ＪＰＥＧ規格に従って符号化される。ビデオデータは、ＭＰＥＧ規格に従って符号化される。
【００６０】
分析器５２は、入力された画像データがＭＰＥＧ規格によって符号化された画像データである場合に、画像データを分析する。
【００６１】
ＭＰＥＧ規格に従って符号化されたビデオデータは、シーケンスレイヤー、ＧＯＰ（Ｇｒｏｕｐ  ｏｆ  Ｐｉｃｔｕｒｅｓ）レイヤー、ピクチャレイヤー、スライスレイヤー、マクロブロックレイヤー、ブロックレイヤーを含む、階層構造を有する。シーケンスレイヤーは、同一の属性を有する一連のピクチャグループによって構成される。ＧＯＰレイヤーは、ランダムアクセスユニットとして最小単位のピクチャグループで構成される。ＧＯＰレイヤーは、他のピクチャから独立して復号して、その画像データを再構築することができるイントラフレーム符号化画像（イントラピクチャ：Ｉピクチャ）、インターフレーム順方向予測符号化画像（Ｐｒｅｄｉｃｔｉｖｅ−Ｐｉｃｔｕｒｅ：Ｐピクチャ）、および、双方向予測符号化画像（Ｂｉｄｉｒｅｃｔｉｏｎａｌｌｙ  Ｐｒｅｄｉｃｔｉｖｅ−Ｐｉｃｔｕｒｅ：Ｂピクチャ）を含む。スライスレイヤーは、１枚のピクチャを分割した任意の長さの小ピクチャに共通する情報を含む。マクロブロックレイヤーは、スライスレイヤーをさらに分割した、ピクセルブロックに共通の情報を含む。ブロックレイヤーは、変換係数自体を示す。
【００６２】
分析器５２は、シーケンスレイヤーのシーケンスヘッダ、ＧＯＰレイヤーのＧＯＰヘッダ、ピクチャレイヤーのピクチャモードを用いて、画像データを分析して、画像データがＩピクチャか、Ｐピクチャか、またはＢピクチャかを判断し、画像データがＩピクチャの場合、符号化データを分割器５３に送出する。画像データがＰピクチャまたはＢピクチャの場合、符号化された画像データを分割器５３にそのまま送出する。
【００６３】
静止画像データのみが画像データとして関与している場合、分析器５２は省略してもよい。
【００６４】
分割器５３は、符号化された画像データを第１の要素ａと第２の要素ｂに分割し、さらに、第２の要素ｂを第１の部分ｂ１と第２の部分ｂ２に分割する。例えば、符号化された画像データを、周波数空間で周波数の昇順に第１の要素ａと第２の要素ｂに分割し、第２の要素ｂをさらに第１の部分ｂ１と第２の部分ｂ２に周波数の昇順に分割してもよい。
【００６５】
分割の際、第２の要素ｂは、表示された画像から視認することは困難な、第１の要素ａよりも高い周波数を有する成分をもって構成される。第２の要素ｂの第２の部分ｂ２は、視認することは極めて困難な、第１の部分ｂ１よりも高い周波数を有する複数の成分をもって構成される。好ましくは、第２の要素の第２の部分は、視認することが不可能な周波数成分で構成される。
【００６６】
コンテンツキー生成器５４は、１つのシーケンスの複数の静止画像データまたはビデオデータに対応する第１のキー（以後、「コンテンツキー」と呼ぶ）ｋ１を生成する。コンテンツキー生成器５４は、例えば、所定数のビットを有する乱数を生成する乱数発生器で構成してもよい。
【００６７】
フレームキー生成器５５は、静止画像データまたはビデオデータの画像ごとに対応する、第２のキー（以後、「フレームキー」と呼ぶ）ｋ２を生成する。コンテンツキー生成器５４と同様に、フレームキー生成器５５は、例えば、所定数のビットを有する乱数を生成する乱数発生器で構成してもよい。
【００６８】
暗号化器５６は、コンテンツキー生成器５４によって生成されたコンテンツキーｋ１と、フレームキー生成器５５によって生成されたフレームキーｋ２を用いて、分割器５３によって分割された第２の要素の第１の部分ｂ１を暗号化する。
具体的には、暗号化器５６は、コンテンツキーｋ１とフレームキーｋ２を使用して、暗号化のための暗号化キーを生成し、暗号化器５６は、第２の要素の第１の部分ｂ１を暗号化キーを用いて暗号化する。暗号化で使用するアルゴリズムは、キーストリームを生成してビットの暗号化で使用する、ストリーム暗号でもよい。
【００６９】
ストリーム暗号は、任意の長さのビットのための暗号化を少ない処理遅延で少ないメモリを用いて実現する、ＭＵＧＩおよびＲＣ４などの暗号化アルゴリズムである。暗号化および暗号解除で使用するアルゴリズムは、同様に構成することができる。
【００７０】
例えば、暗号解除で使用するアルゴリズムは、コンテンツキーｋ１とフレームキーｋ２を用いて不可逆的に乱数シーケンスを生成し、乱数シーケンスをキーストリームとして用いてＸＯＲ動作を第２の要素の第１の部分のビットに実行して、暗号化データを生成する。
【００７１】
あるいは、暗号化で使用するアルゴリズムは、ＤＥＳ（データ暗号規格）またはＡＥＳ（高度暗号化規格）などのブロック暗号でもよい。
【００７２】
ブロック暗号は、固定長ブロックのデータを暗号化するアルゴリズムで、ＤＥＳ、ＡＥＳの他に、Ｃａｍｅｌｌｉａ、ＫＡＳＵＭＩ、ＭＩＳＴＹを含み、これらの何れを用いてもよい。
【００７３】
ブロック暗号がＤＥＳの場合、アルゴリズムは、５６ビットキー長と６４ビットブロック長の暗号化で構成され、ブロック暗号がＡＥＳの場合、アルゴリズムは１２８ビット、１９２ビット、または２５６ビットのキー長、および１２８ビットのブロック長の暗号化で構成される。
【００７４】
合成器５７は、分割器５３によって分割された第２の要素の第２の部分ｂ２を破棄して、フレームキーｋ２を生成し、新しい第２の要素の第２の部分ｂ２’で置換し、分割器５３によって分割された第１の要素と、暗号化器５６によって暗号化された第２の要素の第１の部分ｂ１’と、フレームキーｋ２で置換された第２の要素の第２の部分ｂ２’と、を合成する。上述のように、ＭＰＥＧ規格で符号化されたビデオデータの場合、データは、８×８ビットを有するデータブロックのグループで構成され、合成器５７は合成処理を、第１の要素ａ、第２の要素の暗号化された第１の部分ｂ１’、フレームキーｋ２で置換された第２の要素の第２の部分ｂ２’を置換することによって行い、８×８ビットを有する新しいデータブロックとして、ブロックで生成される。
【００７５】
図６は、暗号化装置５０の暗号化処理を示すフローチャートである。
【００７６】
図６に示すように、ステップＳ６１において、コンテンツキー生成器５４は、コンテンツキーｋ１を生成する。コンテンツキーｋ１は、１つのシーケンスを構成する複数の静止画像データまたはビデオデータに対応して生成され、例えば、所定数のビットを有する乱数を発生する乱数発生期で生成してもよい。
【００７７】
ステップＳ６２において、符号化された画像データを受信する。入力データは、所定のフォーマットで符号化された画像データである。静止画像データは、ＪＰＥＧ規格に従って符号化されており、ビデオデータは、ＭＰＥＧ規格に従って符号化されている。
【００７８】
ステップＳ６３において、分析器５２は、画像データを分析して、シーケンスレイヤーのシーケンスヘッダ、ＧＯＰレイヤーのＧＯＰヘッダ、ピクチャレイヤーのピクチャモードを参照して画像データがＩピクチャか、Ｐピクチャか、またはＢピクチャかを判定し、画像データがＩピクチャである場合、符号化されたデータを分割器５３に送出する。静止画像データのみである場合、画像データとして処理し、ステップＳ６３は省略することができる。
【００７９】
ステップＳ６４において、分析器５２は、画像データがＩピクチャであると判定した場合、処理はステップＳ６５に進む。そうでない場合は処理はステップＳ７０に進む。
【００８０】
ステップＳ６５において、フレームキー生成器５５は、画像に対応するフレームキーｋ２を生成する。フレームキーは、静止画像データまたはビデオデータのどの画像にも対応し、コンテンツキーと同様に、所定数のビットを有する乱数を発生する乱数発生器によって生成することができる。
【００８１】
ステップＳ６６において、分割器５３は、符号化された画像データを第１の要素ａ、第２の要素の第１の部分ｂ１、第２の要素の第２の部分ｂ２に分割する。この場合、符号化された画像データは最初に第１の要素ａと第２の要素ｂに分割され、第２の要素ｂがさらに第１の部分ｂ１と第２の部分ｂ２に分割される。例えば、符号化された画像データを、周波数空間で周波数の昇順に、第１の要素ａと第２の要素ｂに分割し、さらに第１の部分ｂ１と第２の部分ｂ２を周波数の昇順に分割してもよい。
【００８２】
分割の際、第２の要素ｂは、表示された画像で視認することは困難な、第１の要素ａよりも高い周波数を有する成分で構成される。第２の要素の第２の部分ｂ２は、視認することが極めて困難な、第１の部分ｂ１よりも高い周波数を有する複数の成分で構成される。好ましくは、第２の要素の第２の部分は、視認することが不可能な周波数成分で構成する。
【００８３】
ステップＳ６７において、暗号化器５６は、コンテンツキーｋ１とフレームキーｋ２を用いて第２の要素の第１の部分ｂ１を暗号化する。具体的には、暗号化器５６は、コンテンツキーｋ１とフレームキーｋ２を用いて、暗号化のための暗号化キーを生成し、暗号化器５６は、この暗号化キーを用いて第２の要素の第１の部分ｂ１を暗号化する。暗号化で用いるアルゴリズムは、キーストリームを生成してビットの暗号化で使用する、ストリーム暗号でもよい。
【００８４】
ストリーム暗号は、上述のように、少ない処理遅延で少ないメモリを使用して任意の長さのビットでの暗号化を実現する、ＭＵＧＩおよびＲＣ４などの暗号化アルゴリズムである。
【００８５】
例えば、暗号解除で用いるアルゴリズムは、コンテンツキーｋ１とフレームキーｋ２を用いて不可逆的に乱数シーケンスを生成し、この乱数シーケンスをキーストリームとして使用してＸＯＲ動作を第２の要素の第１の部分のビットに実行し、暗号化データを生成するように構成することができる。
【００８６】
あるいは、暗号化で使用するアルゴリズムは、ＤＥＳ（データ暗号規格）またはＡＥＳ（高度暗号化規格）などのブロック暗号でもよい。
【００８７】
ブロック暗号は、固定長ブロックのデータを暗号化するアルゴリズムで、ＤＥＳ、ＡＥＳの他に、Ｃａｍｅｌｌｉａ、ＫＡＳＵＭＩ、ＭＩＳＴＹを含み、これらの何れを用いてもよい。
【００８８】
ブロック暗号がＤＥＳの場合、アルゴリズムは、５６ビットキー長と６４ビットブロック長の暗号化で構成され、ブロック暗号がＡＥＳの場合、アルゴリズムは１２８ビット、１９２ビット、または２５６ビットのキー長、および１２８ビットのブロック長の暗号化で構成される。
【００８９】
ステップＳ６８において、合成器５７は、分割器５３によって分割された第２の要素の第２の部分ｂ２を破棄して、フレームキーを置換して、第２の要素の新しい第２の部分ｂ２’とする。
【００９０】
ステップＳ６９において、合成器５７は、分割器５３によって分割された第１の要素と、暗号化器５６によって暗号化された第２の要素の第１の部分ｂ１’と、フレームキーｋ２で置換された第２の要素の第２の部分ｂ２’と、を合成する。
【００９１】
ステップＳ７０において、合成器５７は、合成したデータを出力する。合成器５７は、分割された第２の要素の第２の部分ｂ２を破棄して、フレームキーｋ２を置換した新しい第２の要素の第２の部分ｂ２’として、分割器５３によって分割された第１の要素と、暗号化器５６によって暗号化された第２の要素の第１の部分ｂ１’と、フレームキーｋ２で置換された第２の要素の第２の部分ｂ２’と、を合成する。上述のように、ＭＰＥＧ規格で符号化されたビデオデータの場合、データは、８×８ビットを有するデータブロックのグループで構成され、合成器５７は合成処理を、第１の要素ａ、第２の要素の暗号化された第１の部分ｂ１’、フレームキーｋ２で置換された第２の要素の第２の部分ｂ２’を置換することによって行い、８×８ビットを有する新しいデータブロックとして、ブロックで生成される。
【００９２】
ステップＳ７１では、入力データがあるか否かが判定され、データが存在する場合、処理はステップＳ６２に進み、そうでない場合は処理は終了する。
【００９３】
符号化された画像データが静止画像データのみである場合、ステップＳ６３とステップＳ６４は省略できる。
【００９４】
暗号化装置５０によって生成された暗号化画像データの中で、通常画像として認識することができる第１の要素ａと、暗号化のために通常の画像として認識できない第２の要素の第１の部分ｂ１が出力される。従って、ユーザは、画像の概略を理解することができるが、第２の要素の暗号化された第１の部分ｂ１のために画像の詳細を認識することはできない。
【００９５】
さらに、画像データの第２の要素の第２の部分はフレームキーｋ２を含むので、他の通信部を用いてコンテンツキーｋ１を事前に送信すれば、画像ごとに暗号化キーを別々に送信する必要はなく、従って、キーを更新する作業を不要とすることができる。
【００９６】
ＭＰＥＧ規格で符号化されたビデオデータの場合、フレームキーをＧＯＰごとに生成し、Ｉピクチャの第２の要素の第２の部分をフレームキーで置換する際に、ＧＯＰから再生可能な暗号化データを生成することができる。
【００９７】
フレームキーで置換された画像の第２の要素の第２の部分は、視認することができない周波数成分を含むように設定する。これによって、画像のセキュリティレベルを向上することができる。
【００９８】
符号化規格は、ＪＰＥＧ規格およびＭＰＥＧ規格に限定されない。
【００９９】
図７は、暗号化装置５０によって生成される暗号化データを復号する暗号解除器を示す機能ブロック図である。
【０１００】
図７に示すように、暗号解除器７０は、入力部７１と、分析器７２と、分割器７３と、コンテンツキー受信器７４と、暗号解除器７５と、合成器７６とを備える。
暗号解除器７０のこれらの構成部の中で、静止画像のみが符号化された画像データとして入力された場合、分析器７２は省略してもよい。
【０１０１】
入力部７１は、暗号化装置５０によって生成された暗号化された画像データを入力する。入力した暗号化された画像データは、所定のフォーマットに従って符号化されたものである。静止画像データはＪＰＥＧ規格によって符号化される。ビデオデータはＭＰＥＧ規格によって符号化される。入力された暗号化された画像データにおいて、第２の要素の第１の部分は、暗号化されている。第１の要素ａ、第２の要素の暗号化された  第１の部分ｂ１’、画像に対応するフレームキーｋ２で置換された第２の要素の第１の部分ｂ２’が圧縮されている。
【０１０２】
暗号化装置５０の場合のように、暗号化されたデータがＭＰＥＧ規格に従って符号化されたビデオデータである場合、分析器７２は暗号解除器７０で必須となる。
【０１０３】
分析器７２は、シーケンスレイヤーのシーケンスヘッダ、ＧＯＰレイヤーのＧＯＰヘッダ、ピクチャレイヤーのピクチャモードを用いて画像データを分析して、画像データがＩピクチャか、Ｐピクチャか、またはＢピクチャかを判断し、画像データがＩピクチャの場合、分析器７２は、符号化データを分割器７３に送出する。画像データがＰピクチャまたはＢピクチャの場合、符号化された画像データを分割器７３にそのまま送出する。
【０１０４】
静止画像データのみが画像データとして関与している場合、分析器７２は省略してもよい。
【０１０５】
分割器７３は、入力部７１から受け取った後、暗号化されたデータを第１の要素ａと、第２の要素の第１の部分ｂ１’と、第２の要素の第２の部分ｂ２’と、に分割する。例えば、暗号化データを、周波数空間で周波数の昇順に第１の要素ａと、第２の要素の第１の部分ｂ１’と、第２の要素の第２の部分ｂ２と、に分割してもよい。分割器７３は、暗号化装置５０の分割器５３と同様でもよい。ＭＰＥＧ規格に従って符号化されたビデオデータの場合、１つの画像データは、８×８ビットを有するデータブロックのグループで構成され、分割器７３は分割処理を、周波数成分またはビットに基づいてブロックごとに実行する。
【０１０６】
コンテンツキー受信器７４は、１つのシーケンスを構成する複数の静止画像データまたはビデオデータに対応するコンテンツキーｋ１を受信するように機能し、ユーザによって入力されたコンテンツキーｋ１を受信して、暗号解除器７５に送信する。コンテンツキーｋ１は、１つのシーケンスを構成する複数の静止画像データまたはビデオデータに対応する、暗号化装置５０のコンテンツキー生成器５４によって生成されたものであって、他の通信部によって送信されたものであってもよい。
【０１０７】
暗号解除器７５は、分割器７３によってフレームキーｋ２として分割された第２の要素の第１の部分ｂ２’を受け取り、コンテンツキー受信器７４からのコンテンツキーｋ１と分割器７３によって分割されたフレームキーｋ２を用いて分割器７３によって分割された第２の要素の第１の部分ｂ１’を復号する。暗号解除において、コンテンツキー受信器７４によって受信されたコンテンツキーｋ１と、分割器７３によって分割されたフレームキーｋ２を用いて、乱数シーケンスを構成するキーストリームを生成し、ＸＯＲ動作をキーストリームと暗号化データに実行して、ビットで暗号化されたデータの暗号化を暗号解除することができる。キーストリームの生成と暗号解除は、暗号化器５６のものと共通のアルゴリズムに基づいて実行すべきであり、暗号解除に用いるアルゴリズムは、暗号化器５６のものと同様の構成であってもよい。ＤＥＳおよびＡＥＳなどのブロック暗号を暗号化アルゴリズムとして使用する場合、アルゴリズムは、対応する暗号解除単位として構成する。上述のように、ＤＥＳをしようする場合、アルゴリズムは、５６ビットキー長と６４ビットブロック長の暗号化に対応して構成され、ブロック暗号がＡＥＳの場合、アルゴリズムは１２８ビット、１９２ビット、または２５６ビットのキー長、および１２８ビットのブロック長の暗号化に対応して構成される。
【０１０８】
合成器７６は、分割器７３によって分割された第１の要素ａと、暗号解除器７５によって暗号解除された暗号化からの第２の要素の第１の部分ｂ１とを合成し、合成データを出力する。ここで、出力される符号化されたデータのデータ長を一定に維持するため、第２の要素の第２の部分は同時に合成する必要がある。従って、合成器７６は、分割器７３によって分割された第２の要素の第１の部分ｂ２’を合成するように構成してもよい。上述のように、ＭＰＥＧ規格で符号化されたビデオデータの場合、データは、８×８ビットを有するデータブロックのグループで構成され、合成器７６は合成処理を、第１の要素ａ、暗号解除後の第２の要素の第１の部分ｂ１、第２の要素の第２の部分２’を置き換えることによって実行し、８×８ビットを有する新しいデータブロックからなるブロックを生成する。
【０１０９】
暗号解除器７０では、入力された暗号化データには、画像データの第２の要素の第１の部分ｂ２’によって置換されたフレームキーｋ２が含まれるため、分割器７３で分割された第２のキーｋ２と、他の通信部を用いて送信されたコンテンツキーｋ１とを用いてデータを暗号解除する。従って、画像ごとに異なる暗号化キーを用いるので、既知の平文攻撃に対する脆弱性を克服することができ、暗号化キーを頻繁に更新することを不要とする。
【０１１０】
ＭＰＥＧ規格に従って符号化されたビデオデータでは、フレームキーｋ２がＧＯＰごとに生成されているため、データは任意のＧＯＰから再生することができる。
【０１１１】
図８は、暗号解除器７０の暗号解除処理を示すフローチャートである。
【０１１２】
図８に示すように、ステップＳ８１では、コンテンツキー受信器７４は、１つのシーケンスを構成する複数の静止画像データまたはビデオデータに対応するコンテンツキーｋ１を受信する。コンテンツキー受信器７４は、ユーザによって入力されたコンテンツキーを受信して、暗号解除器７５に送信する。
【０１１３】
ステップＳ８２では、入力部７１は、暗号化されたデータを入力する。入力した暗号化されたデータは、所定のフォーマットに従って符号化されたものである。入力された暗号化されたデータにおいて、第２の要素の第１の部分ｂ１は、暗号化されている。第１の要素ａ、第２の要素の暗号化された  第１の部分ｂ１’、画像に対応するフレームキーｋ２で置換された第２の要素の第１の部分ｂ２’が圧縮されている。
【０１１４】
ステップＳ８３では、分析器７２は、シーケンスレイヤーのシーケンスヘッダ、ＧＯＰレイヤーのＧＯＰヘッダ、ピクチャレイヤーのピクチャモードを用いて画像データを分析して、画像データがＩピクチャか、Ｐピクチャか、またはＢピクチャかを判断する。静止画像データのみが画像データとして関与している場合、ステップＳ８３は省略してもよい。
【０１１５】
ステップＳ８４において、分析器７２が、画像データがＩピクチャであると判断した場合、処理はステップＳ８５に進む。そうでない場合、処理は、ステップＳ８８に進む。分析器７２は、シーケンスレイヤーのシーケンスヘッダ、ＧＯＰレイヤーのＧＯＰヘッダ、ピクチャレイヤーのピクチャモードを用いて、画像データがＩピクチャか、Ｐピクチャか、またはＢピクチャかを判断する。画像データがＩピクチャであると判断した場合、分析器７２は、符号化データを分割器７３に送出する。処理は、ステップＳ８５に進む。分析器７２が、符号化された画像データがＰピクチャまたはＢピクチャであると判断した場合、処理はステップＳ８８に進み、符号化された画像データはそのまま送信される。
【０１１６】
ステップＳ８５において、分割器７３は、入力部７１から受け取った後、暗号化されたデータを第１の要素ａと、第２の要素の第１の部分ｂ１’と、第２の要素の第２の部分ｂ２’と、に分割する。例えば、暗号化データを、周波数空間で周波数の昇順に第１の要素ａと、第２の要素の第１の部分ｂ１’と、第２の要素の第２の部分ｂ２と、に分割してもよい。分割器７３は、共有するため、暗号化装置５０の分割器５３と同一でもよい。ＭＰＥＧ規格に従って符号化されたビデオデータの場合、一つの画像データは、８×８ビットを有するデータブロックのグループで構成され、分割器７３は分割処理を、周波数成分又はビットに基づいてブロックごとに実行する。分割器７３は、分割された第２の要素の第１の部分ｂ１’と、第２の要素の第１の部分ｂ２’として置換されたフレームキーｋ２を暗号解除器７５に入力する。
【０１１７】
ステップＳ８６において、暗号解除器７５は、分割器７３によってフレームキーｋ２として分割された第２の要素の第１の部分ｂ２’を受け取り、コンテンツキー受信器７４からのコンテンツキーｋ１と分割器７３によって分割されたフレームキーｋ２を用いて分割器７３によって分割された第２の要素の第１の部分ｂ１’を復号する。暗号解除において、コンテンツキー受信器７４によって受信されたコンテンツキーｋ１と、分割器７３によって分割されたフレームキーｋ２を用いて、乱数シーケンスを構成するキーストリームを生成し、ＸＯＲ動作をキーストリームと暗号化データに実行して、ビットで暗号化されたデータの暗号化を暗号解除することができる。キーストリームの生成と暗号解除は、暗号化器５６のものと共通のアルゴリズムに基づいて実行すべきであり、暗号解除に用いるアルゴリズムは、暗号化器５６のものと同様の構成であってもよい。ＤＥＳ及びＡＥＳなどのブロック暗号を暗号化アルゴリズムとして使用する場合、アルゴリズムは、対応する暗号解除単位として構成する。上述のように、ＤＥＳをしようする場合、アルゴリズムは、５６ビットキー長と６４ビットブロック長の暗号化に対応して構成され、ブロック暗号がＡＥＳの場合、アルゴリズムは１２８ビット、１９２ビット、又は２５６ビットのキー長、及び１２８ビットのブロック長の暗号化に対応して構成される。
【０１１８】
ステップＳ８７において、合成器７６は、分割器７３によって分割された第１の要素１と、暗号解除器７５によって暗号解除された暗号化からの第２の要素の第１の部分ｂ１とを合成し、合成データを出力する。ここで、出力される符号化されたデータのデータ長を一定に維持するため、第２の要素の第２の部分は同時に合成する必要がある。したがって、合成器７６は、分割器７３によって分割された第２の要素の第１の部分ｂ２’を合成するように構成してもよい。上述のように、ＭＰＥＧ規格で符号化されたビデオデータの場合、データは、８×８ビットを有するデータブロックのグループで構成され、合成器７６は合成処理を、第１の要素ａ、暗号解除後の第２の要素の第１の部分ｂ１、第２の要素の第２の部分２’に実行し、８×８ビットを有する新しいデータブロックとし、ブロックで生成される。
【０１１９】
ステップＳ８８において、合成器７６は、暗号解除した符号化データを出力する。
【０１２０】
ステップＳ８９において、入力部７１は、入力データがあるか否かを判断し、データが存在する場合、処理はステップＳ８２に進み、そうでない場合は処理は終了する。
【０１２１】
静止画像データのみが画像データとして関与している場合、ステップＳ８３とステップＳ８４は省略してもよい。
【０１２２】
図５に示す暗号化装置と、図７に示す暗号解除器はＭＰＥＧ規格に従って符号化されたビデオデータに適用するものとしたが、ＭＰＥＧデータ階層について以下、説明する。
本発明の第２実施形態に係る画像データ配信システムにおいて、図１に示したものと同様の構成については、以下、説明を省略する。
【０１２３】
図９は、ＭＰＥＧ規格の従って符号化されたデータ階層を説明する図である。
【０１２４】
図９に示すように、ＭＰＥＧ標準に従って符号化されるデータは、シーケンスレイヤー、ＧＯＰレイヤー、ピクチャレイヤー、スライスレイヤー、マクロブロックレイヤーおよびブロックレイヤーにより構成される。
【０１２５】
シーケンスレイヤーは、同じ属性を有する一連のピクチャグループにより構成されて、シーケンスヘッダ（ＳＨ：シーケンスヘッダ）、ＧＯＰ（Ｇｒｏｕｐｅ  Ｏｆ  Ｐｉｃｔｕｒｅｓ）を含む。ＧＯＰレイヤーは、ランダムアクセスユニットとして最小単位のピクチャグループで構成される。ＧＯＰレイヤーは、他のピクチャから独立して復号して、その画像データを再構築することができるイントラフレーム符号化画像（イントラピクチャ：Ｉピクチャ）、インターフレーム順方向予測符号化画像（Ｐｒｅｄｉｃｔｉｖｅ−Ｐｉｃｔｕｒｅ：Ｐピクチャ）、および、双方向予測符号化画像（Ｂｉｄｉｒｅｃｔｉｏｎａｌｌｙ  Ｐｒｅｄｉｃｔｉｖｅ−Ｐｉｃｔｕｒｅ：Ｂピクチャ）を含む。ピクチャレイヤーは、１枚の画像を分割した任意の長さの小ピクチャであるスライスのグループで構成される。スライスレイヤーは、１枚のピクチャを分割した任意の長さの小ピクチャに共通する情報を有する。スライスレイヤーは、スライスレイヤーをさらに分割した、ピクセルブロック（ＭＢ：マクロブロック）を含む。マクロブロックレイヤーは、スライスレイヤーをさらに分割した、ピクセルブロックに共通の情報を有する。ブロックレイヤーは、変換係数自体を示す。マクロブロックレイヤーは、複数のブロックを含む。ブロックレイヤーは、８×８ビットのブロックからなる。例えば、ピクチャが４：２：０のフォーマットに符号化された場合、４つの輝度信号（Ｙ）ブロックと２つの色差（ＣｂおよびＣｒ）ブロックがピクチャの同じ位置に重ね合わされて一つのブロックを形成する。ピクチャが４：２：２のフォーマットにＭＰＥＧ符号化スキームとして符号化された場合、４つの輝度信号（Ｙ）ブロックと２つの色差（ＣｂおよびＣｒ）ブロックの２つが重ね合わされ、一つのブロックを形成する。ピクチャが４：４：４のフォーマットにＭＰＥＧ符号化スキームとして符号化された場合、４つの輝度信号（Ｙ）ブロックと４つの色差（ＣｂおよびＣｒ）ブロックの４つが重ね合わされ、一つのブロックを形成する。
【０１２６】
前述の暗号化処理は、各ブロックレイヤーを基礎として実行されなければならない。
【０１２７】
図１０は、ＭＰＥＧ―２のブロックレイヤーの構造を例示している線図である。さらに、図１０の参照テーブルのカラムは、ＩＳＯ／ＩＥＣ１３８１８−２のテーブル番号を示す。
【０１２８】
図１０を参照すると、輝度信号（Ｙ）ブロックに関しては、パラメータは、この命令のＤＣＴ＿ＤＣ＿ｓｉｚｅ＿Ｌｕｍｉｎａｎｃｅ、ＤＣＴ＿ＤＣ＿ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ、第１のＤＣＴ係数、続くＤＣＴ係数およびブロックの末尾と、この順番に配列されて、それぞれ、２―９、１―１１、２―２４、３―２４、２または４の符号長を有する。
【０１２９】
色差（ＣｂおよびＣｒ）ブロックに関しては、パラメータは、この命令のＤＣＴ＿ＤＣ＿ｓｉｚｅ＿ｃｈｒｏｍｉｎａｎｃｅ、ＤＣＴ＿ＤＣ＿ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ、第１のＤＣＴ係数、続くＤＣＴ係数およびブロックの末尾と、この順に配列されて、それぞれ、２―９、１―１１、２―２４、３―２４、２または４の符号長を有する。
【０１３０】
以下、ＤＣＴ係数を再構成する手法（ＤＣＴ＿ｃｏｆ（ｉ）：ｉ＝０：直流成分１＜＝ｉ＜＝６３成分）について以下、説明する。
１．  ＩＳＯ／ＩＥＣ  １３８１８―２：２０００（Ｅ）の表Ｂ．１４―１６に、第１のＤＣＴ係数を適用し、ＲＵＮ値、およびＬｅｖｅｌ値を得る。
２．  ＤＣＴ＿ｃｏｆ（０）をレベル値と等価に設定する。
３．  係数をＲＵＮ値の回数である０に設定する（ＤＣＴ＿ｃｏｆ（ｉ）＝０（０＜＝ｉ＜＝６３）。
４．  ＩＳＯ／ＩＥＣ  １３８１８―２：２０００（Ｅ）の表Ｂ．１４―１６に、次のＤＣＴ係数を適用し、ＲＵＮ値およびＬｅｖｅｌ値を得る。
５．  ＤＣＴ＿ｃｏｆ（０）をレベル値と等価に設定する。
６．  係数をＲＵＮ値の回数である０に設定する（ＤＣＴ＿ｃｏｆ（ｉ）＝０、（ｃｕｒｒｅｎｔ＋ｌ＜＝ｉ＜＝ｃｕｒｒｅｎｔ＋Ｒｕｎ））
７．  ブロックの末尾まで、４から６までの工程を繰り返す。
８．  残りの係数を０に設定する（ＤＣＴ＿ｃｏｆ（ｉ）＝０、（ｃｕｒｒｅｎｔ＜＝ｉ＜＝６３））
【０１３１】
上述の手法によって復号されたＤＣＴ係数において、変数ｉがより小さいものは、より低い周波数を有し、変数ｉがより大きいものは、より高い周波数を有する。このため、０＜＝ｉ＜＝６３の範囲の変数ｉを３つの成分に分割すると、周波数の低い順にＤＣＴ係数を分割することができる。
【０１３２】
１つの例として、０＜＝ｉ＜＝２の範囲の係数は第１の周波数成分であるように設定され、３＜＝ｉ＜＝３２の範囲の係数は第２の周波数成分であるように設定される。そして、３３＜＝ｉ＜＝６３の範囲の係数は第３の周波数成分であるように設定される。その結果、８×８ビットのブロックは周波数の昇順の３つの周波数成分に分けることが可能である。そして、各成分をそれぞれ、第１の要素、第２の要素の第１の部分および、第２の要素の第２の部分であるように設定することができる。しかしながら、これは周波数成分の分割方法の一つの例示にすぎず、本発明はこれに限定されない。そして、この方法は必要に応じて変更可能である。さらに、画像データの認識しやすさ程度を調整するため、変数ｉの範囲を変更して、画像データの視認性を増減させてもよい。
【０１３３】
この例では、ＭＰＥＧ―２に従って符号化されたデータに基づいて説明したが、フォーマットはＭＰＥＧ―２に限定されない。そして、画像データは周波数成分に基づいて第１の要素および第２の要素に分割するように構成してもよい。第２の要素は周波数成分に基づいて第１の部分および第２の部分にさらに分割してもよい。
【０１３４】
第１の実施形態において、図１のサーバ１４は暗号化装置を含むが、サーバ１４の代わりに、符号化器１２が暗号化装置を含んでもよい。これは、符号化器１２からサーバ１４に送信された符号化された画像データのセキュリティレベルを強化する。サーバ１４および符号化器１２の両方とも、暗号化装置を個々に含んでもよいことはいうまでもない。
【０１３５】
第１の実施形態によれば、コンテンツキーに加えて、フレームキーは少なくとも静止画像データ又はビデオデータのあらゆる画像ごとに生成されるので、セキュリティレベルをさらに強化する。さらに、暗号化されたデータの少なくともあらゆる画像の第２の要素の第１の部分、即ち、画像の一部は暗号化され、第１の要素は暗号化されない。このことにより、暗号化されたデータが暗号解除されずに復号されても、画像のコンテンツは粗く認識することができるので、暗号化されたデータの編集が可能となる。さらに、暗号化されたデータの少なくとも全ての画像の第２の要素の第２の部分は、フレームキーが埋め込まれているので、認証されたユーザ、即ち、コンテンツキーを有し、フレームキーを取り出すデバイスを有する人物は、暗号化されたデータを開始ポイントからだけではなく、データの中間でも暗号解除することができる。したがって、より高いセキュリティレベルを有し、より扱いの容易な暗号化され符号化された静止画データ又はビデオデータが生成される。
【０１３６】
第１の実施形態において、第２の要素は第１の要素より高い周波数を有する、従って、暗号解除されずに復号された画像は半分可視の状態であり、より区別可能である。
【０１３７】
＜第２の実施形態＞
本発明の第２の実施形態に係る画像データ配信システムにおいて図１に示されるものと同一の構成については以下で説明を省略する。本発明の第２の実施形態に係る暗号化装置は、暗号化処理の対象である符号化画像データをビットに基づいて分割し、データの部分を暗号化する。本暗号化装置はビットに基づいて、符号化処理で線形変換により線形変換係数に変換されたデータを、第１の要素、第２の要素の第１の部分、第２の要素の第２の部分に分割する。
【０１３８】
ＭＰＥＧ―１、ＭＰＥＧ―２およびＭＰＥＧ―４では線形変換として離散コサイン変換（ＤＣＴ）を用いる。Ｈ．２６４は、整数ＤＣＴを用い、ＪＰＥＧ  ２０００は、離散ウェーブレット変換を用いる。
【０１３９】
ここで、ＭＰＥＧ規格に従って符号化された画像データについて、一例として、ＤＣＴ変換が行われたものとして説明をする。
【０１４０】
図１１は、第２の実施形態の暗号化装置を示す機能ブロック図である。
【０１４１】
図１１を参照すると、暗号化装置１１００は、分析器５２、可変長復号器１１０１、分割器５３、コンテンツキー生成器５４、フレームキー生成器５５、暗号化器５６、合成器５７および可変長符号化装置１１０２を含む。静止画像データのみが符号化された画像データとして入力される場合は、分析器５２は暗号化装置１１００から省略してもよい。
【０１４２】
入力データは、所定のフォーマットに従って符号化された画像データである。静止画像データは、ＪＰＥＧ標準に従って符号化される。ビデオデータは、ＭＰＥＧ標準に従って符号化される。
【０１４３】
画像データがＭＰＥＧ標準に従って符号化される場合、分析器５２は入力画像データを分析する。
【０１４４】
ＭＰＥＧ標準に従って符号化されたビデオデータは、シーケンスレイヤー、ＧＯＰ（画像のグループ）レイヤー、ピクチャレイヤー、スライスレイヤー、マクロブロックレイヤーおよびブロックレイヤーを含む階層構造を有する。シーケンスレイヤーは同じ属性を有する一連のピクチャグループにより構成される。そして、ＧＯＰレイヤーはランダムなアクセス単位として、ピクチャグループの最小単位により構成される。ＧＯＰレイヤーは、他のピクチャから独立して復号して、その画像データを再構築することができるイントラフレーム符号化画像（イントラピクチャ：Ｉピクチャ）、インターフレーム順方向予測符号化画像（Ｐｒｅｄｉｃｔｉｖｅ−Ｐｉｃｔｕｒｅ：Ｐピクチャ）、および、双方向予測符号化画像（Ｂｉｄｉｒｅｃｔｉｏｎａｌｌｙ  Ｐｒｅｄｉｃｔｉｖｅ−Ｐｉｃｔｕｒｅ：Ｂピクチャ）を含む。スライスレイヤーは、１枚のピクチャを分割した任意の長さの小ピクチャに共通する情報を含む。マクロブロックレイヤーは、スライスレイヤーをさらに分割した、ピクセルブロックに共通の情報を含む。ブロックレイヤーは、変換係数自体を示す。
【０１４５】
分析器５２は画像データがＩピクチャ、Ｐピクチャ又はＢピクチャであるかどうかを決定するために、シーケンスレイヤーのシーケンスヘッダ、ＧＯＰヘッダのＧＯＰレイヤー、およびピクチャレイヤーのピクチャモードを使用して画像データを分析する。そして、画像データがＩピクチャである場合、符号化されたデータは分割器５３に送信される。画像データがＰピクチャ又はＢピクチャである場合、符号化された画像データはそのまま分割器５３に送信される。
【０１４６】
静止画像データのみが画像データとして関与している場合、分析器５２は省略してもよい。
【０１４７】
可変長復号器１１０１は、可変長符号であるＤＣＴ係数からなる符号化画像データを固定長符号に復号する。この場合、可変長復号器１１０１は、ＩＳＯ／ＩＥＣ  １３８１８―２：２０００（Ｅ）の表Ｂ．１４―１６を参照して、データを、８ビットの固定長符号に変換する。
【０１４８】
分割器５３は、符号化された画像データを第１の要素ａおよび第２の要素ｂに分割する。そして、第２の要素ｂをさらに、第１の部分ｂ１および第２の部分ｂ２に分割する。例えば、符号化された画像データは、周波数空間において周波数の昇順に、第１の要素ａおよび第２の要素ｂと分割し、そして、第２の要素ｂを、周波数の昇順に、第１の部分ｂ１および第２の部分ｂ２に分割してもよい。
【０１４９】
分割する際、第２の要素ｂは第１の要素ａより高い周波数を有する成分で構成されるので、表示された画像において、視認が困難である。第２の要素ｂの第２の部分ｂ２は第１の部分ｂ１より高い周波数を有する複数の成分で構成されるので、認識することが極めて困難である。第２の要素の第２の部分は、視認が不可能である周波数成分により構成されることが好ましい。
【０１５０】
コンテンツキー生成器５４は、１つのシーケンスにおける複数の静止画像データ又はビデオデータに対応するコンテンツキーｋ１を生成し、例えば、所定数のビットを有する乱数を生成する乱数発生器で構成してもよい。
【０１５１】
フレームキー生成器５５は、静止画像データ又はビデオデータの各画像に対応するフレームキーｋ２を生成する。コンテンツキー生成器５４と同様に、フレームキー生成器５５は所定数のビットを有する乱数を生成する乱数発生器で構成することができる。
【０１５２】
暗号化器５６は、コンテンツキー生成器５４によって生成されたコンテンツキーｋ１と、フレームキー生成器５５によって生成されたフレームキーｋ２を用いて、分割器５３によって分割された第２の要素の第１部分ｂｌを暗号化する。具体的には、暗号化器５６は、コンテンツキーｋ１とフレームキーｋ２を用いて、暗号化用の暗号化キーを生成し、暗号化器５６は、この暗号化キーを用いて第２の要素の第１の部分ｂ１を暗号化する。暗号化において使用するアルゴリズムは、ビットの暗号化で使用されるキーストリームを生成するストリーム暗号でもよい。
【０１５３】
ストリーム暗号は、少ない処理遅延で少ないメモリを用いて任意のビット長の暗号化を実現する、ＭＵＧＩ及びＲＣ４などの暗号化アルゴリズムである。暗号化と暗号解除で使用するアルゴリズムは、同様のもので構成することができる。
【０１５４】
例えば、暗号解除で用いられるアルゴリズムは、コンテンツキーｋ１とフレームキーｋ２を使用して不可逆的に乱数シーケンスを生成し、この乱数シーケンスをキーストリームとして用いてＸＯＲ動作を第２の要素の第１の部分のビットに実行をして暗号化データを生成するように構成してもよい。
【０１５５】
あるいは、暗号で用いられるアルゴリズムは、例えばＤＥＳ（Ｄａｔａ  Ｅｎｃｒｙｐｔｉｏｎ  Ｓｔａｎｄａｒｄ）およびＡＥＳ（Ａｄｖａｎｃｅｄ  Ｅｎｃｒｙｐｔｉｏｎ  Ｓｔａｎｄａｒｄ）などのブロック暗号でもよい。
【０１５６】
ブロック暗号は、固定長ブロックのデータを暗号化するアルゴリズムで、ＤＥＳ、ＡＥＳの他に、Ｃａｍｅｌｌｉａ、ＫＡＳＵＭＩ、ＭＩＳＴＹを含み、これらの何れを用いてもよい。
【０１５７】
ブロック暗号がＤＥＳの場合、アルゴリズムは、５６ビットキー長と６４ビットブロック長の暗号化で構成することができ、ブロック暗号がＡＥＳの場合、アルゴリズムは１２８ビット、１９２ビット、または２５６ビットのキー長、および１２８ビットのブロック長の暗号化で構成することができる。
【０１５８】
合成器５７は、分割器５３によって分割された第２の要素の第２の部分ｂ２を破棄して、新しい第２の要素の第２の部分ｂ２’として置換するためのフレームキーｋ２を生成し、分割器５３によって分割された第１の要素と、暗号化器５６によって暗号化された第２の要素の第１の部分ｂ１’と、フレームキーｋ２で置換された第２の要素の第２の部分ｂ２’と、を合成する。上述のように、ＭＰＥＧ規格で符号化されたビデオデータの場合、データは、８×８ビットを有するデータブロックのグループで構成され、合成器５７は合成処理を、第１の要素ａ、第２の要素の暗号化された第１の部分ｂ１’、フレームキーｋ２で置換された第２の要素の第２の部分ｂ２’を置換することによって実行し、８×８ビットからなる新しいデータブロックを有するブロックを生成する。
【０１５９】
可変長符号化装置１１０２は、合成器５７で生成された暗号化画像データを再符号化する。
【０１６０】
第２の実施形態の暗号化装置によれば、符号化された画像データの線形変換係数はビットに基づいて分割される。データの一部が暗号化されるので、暗号化処理は、さらに詳細に設定することができる。
【０１６１】
図１２は、暗号解除および復号処理を実行する第２の実施形態の暗号解除復号装置を示す機能ブロック図である。
【０１６２】
図１２を参照する。暗号解除復号装置１２００は、入力部７１、分析器７２、可変長復号器１２０１、分割器７３、コンテンツキー受信器７４、暗号解除器７５、合成器７６、可変長復号器１２０２、逆予測変換器１２０３、逆量子化器１２０４および逆線形変換器１２０５を含む。
【０１６３】
入力部７１は、暗号化された画像データを受け付ける。受け付けられた暗号化された画像データは、所定のフォーマットに従って符号化されている。例えば、画像データは、ＭＰＥＧ―１、ＭＰＥＧ―２、ＭＰＥＧ―４、ＭＰＥＧ４／ＡＶＣ、Ｈ．２６１、Ｈ．２６２、Ｈ．２６３、Ｈ．２６４、ＶＣＩ、カノープスＨＱ  Ｃｏｄｅｃ、ＤＶ  ＣＯＤＥＣ、Ｍｏｔｉｏｎ  ＪＰＥＧまたはＭｏｔｉｏｎ  ＪＰＥＧ  ２０００に従って符号化されている。例えば、静止画像データは、ＪＰＥＧ、ＪＰＥＧ  ２０００またはＨＤ  Ｐｈｏｔｏに従って符号化されている。入力された暗号化画像データでは、第２の要素の第１の部分は暗号化されており、第１の要素ａ、第２の要素の暗号化された第１の部分ｂ１’、画像に対応するフレームキーｋ２で置換された第２の要素の第１の部分ｂ２’とから構成される。
【０１６４】
分析器７２は、画像データを分析して、シーケンスレイヤーのシーケンスヘッダ、ＧＯＰレイヤーのＧＯＰヘッダ、ピクチャレイヤーのピクチャモードを参照して画像データがＩピクチャか、Ｐピクチャか、またはＢピクチャかを判定する。画像データがＩピクチャであると判定された場合、分析器７２は、符号化されたデータを第１の可変長復号器１２０１に送出する。画像データがＰピクチャかまたはＢピクチャであると判定された場合、分析器７２は、符号化されたデータを第２の可変長復号器１２０２に送出する。第１の可変長復号器１２０１と第２の可変長復号器１２０２の一つを省略して、残りを共有してもよい。
【０１６５】
第１の可変長復号器１２０１は、可変長符号化データを固定長符号に復号する。この場合、可変長復号器１２０１は、ＩＳＯ／ＩＥＣ  １３８１８―２：２０００（Ｅ）の表Ｂ．１４―１６を参照して、データを８ビットの固定長符号に変換する。
【０１６６】
分割器７３は、符号化データを、それぞれ、高位ビットと、中位ビットと、低位ビットとなる、第１の要素ａと、第２の要素の第１の部分ｂ１’と、第２の要素の第２の部分ｂ２’と、に分割する。例えば、符号化データが、第１の可変長復号器１２０１によって８ビットの固定長データとして入力された場合、高位の４ビットが第１の要素に、中位の３ビットが第２の要素の第１の部分ｂ１’に、低位の１ビットが第２の要素の第２の部分ｂ２’に分割される。
【０１６７】
コンテンツキー受信器７４は、一つのシーケンスを構成する複数の静止画像データ又はビデオデータに対応するコンテンツキーｋ１を受け付け、ユーザによって入力されたコンテンツキーｋ１を受け入れ、それを暗号解除器７５に送信するように機能する。このコンテンツキーｋ１は、一つのシーケンスを構成する複数の静止画像データ又はビデオデータに対応するように生成されたものであり、他の通信によって送信されてもよい。
【０１６８】
暗号解除器７５は、分割器７３によってフレームキーｋ２として分割された第２の要素の第１の部分ｂ２’を受け取り、コンテンツキー受信器７４からのコンテンツキーｋ１と分割器７３によって分割されたフレームキーｋ２を用いて分割器７３によって分割された第２の要素の第１の部分ｂ１’を復号する。暗号解除において、コンテンツキー受信器７４によって受信されたコンテンツキーｋ１と、分割器７３によって分割されたフレームキーｋ２を用いて、乱数シーケンスからなるキーストリームを生成し、ＸＯＲ動作をキーストリームと暗号化データに実行して、ビットで暗号化されたデータの暗号化を暗号解除することができる。
【０１６９】
合成器７６は、分割器７３によって分割された第１の要素ａと、暗号解除器７５によって暗号解除された暗号化からの第２の要素の第１の部分ｂ１とを合成し、合成データを出力する。ここで、出力される符号化されたデータのデータ長を一定に維持するため、第２の要素の第２の部分は同時に合成する必要がある。従って、合成器７６は、分割器７３によって分割された第２の要素の第１の部分ｂ２’を合成するように構成してもよい。上述のように、ＭＰＥＧ規格で符号化されたビデオデータの場合、データは、８×８ビットを有するデータブロックのグループで構成され、合成器７６は合成処理を、第１の要素ａ、暗号解除後の第２の要素の第１の部分ｂ１、第２の要素の第２の部分２’に置き換えることによって実行し、８×８ビットからなる新しいデータブロックを有するブロックを生成する。
【０１７０】
逆量子化器１２０４は、量子化処理の逆変換処理を実行する。
【０１７１】
逆線形変換器１２０５は、逆線形変換処理を実行し、例えば、ＭＰＥＧ規格の場合、逆離散コサイン変換（ＩＤＣＴ）処理を実行する。
【０１７２】
画像データを再構築するため、可変長復号器１２０２によって固定長符号に変換されたＰピクチャおよびＢピクチャは、続いて逆予測変換器１２０３によって、逆予測変換される。例えば、Ｐピクチャについては、逆予測変換器１２０３は、画像データを再構築するために、時系列の順方向のＩピクチャまたはＰピクチャを参照する。Ｂピクチャについては、逆予測変換器１２０３は、画像データを再建するために、順／逆方向のＩピクチャおよび／またはＰピクチャを参照する。
【０１７３】
上述の暗号解除復号装置１２００は、暗号解除および復号処理により再構築された画像データを出力する。
【０１７４】
第２の実施形態の暗号解除復号装置によれば、データの暗号が暗号解除され、データが復号された後に、符号化されて暗号化されたデータをデジタルデータとして出力することができる。暗号解除で使用されたフレームキーは、画像データの第２の要素の第２の部分で置き換えられ、このフレームキーは、分割器によって取り出されるので、データの任意の位置からのデータの暗号解除及び復号が可能となる。
【０１７５】
次に、第２の実施形態の暗号方式の具体的な例について以下、説明する。
【０１７６】
図１３は第２の実施形態の暗号化処理を例示するブロック図である。ここでは、ＤＣＴ係数はビットに分割される固定長符号に復号される。
【０１７７】
図１３を参照する。可変長復号器１１０１は、可変長符号である入力ＤＣＴ係数ＤＣＴ＿ｃｏｆ（ｉ）を復号する。この場合、ＤＣＴ係数は、ＩＳＯ／ＩＥＣ  １３８１８―２：２０００（Ｅ）の表Ｂ．１４―１６を参照することによって、固定長符号に変換することができる。示された例で、表Ｂ．１４は、ＤＣＴ＿ｃｏｆ（ｉ）：”００００  ００００  ０１１１  ０００”が値：ＲＵＮ＝Ｏ、ＬＥＶＥＬ＝１９、即ち、（＋１９）に対応することを示す。ＤＣＴ係数を、例えば、８ビットの固定長符号に変換する場合、符号”０００１  ００１１”を得ることができる。
【０１７８】
可変長復号器１１０１によって復号された固定長符号は、分割器５３によって、高位ビットから順に３つの符号に分割される。ここでは、高位の４ビット、中位の３ビット、及び低位の１ビットに分割され、それぞれ、第１の要素ａ、第２の要素の第１の部分ｂ１、第２の要素の第２の部分ｂ２に設定される。図示の例では、第１の要素ａの高位４ビットは、合成器５７にそのまま送信される。第２の要素の第１の部分ｂ１の中位３ビットは、暗号化器５６で暗号化処理され、暗号化キーを用いた演算処理の結果に応じて、第２の要素の暗号化された  第１の部分ｂ１’が出力される。第２の要素の第２の部分ｂ２の低位１ビットは、フレームキーｋ２で置換される。図示の例では、分割器５３によって分割された第１の要素ａは値”０００１”として、第２の要素の暗号化された第１の部分ｂ１’は値”１０１”として、フレームキーｋ２によって置換された第２の要素の第１の部分ｂ２’は値”０”として合成器５７に入力される。
【０１７９】
第１の要素ａ、第２の要素の暗号化された  第１の部分ｂ１’、フレームキーｋ２によって置換された第２の要素の第２の部分ｂ２はお互いに、合成器５７で合成される。図示の例では、第１の要素ａの高位４ビットの値”０００１”と、第２の要素の暗号化された第１の部分ｂ１’の中位３ビットの値”１０１”と、フレームキーｋ２によって置換された第２の要素の第１の部分ｂ２’の低位１ビットの値”０”とが、お互いに合成器５７で合成され、合成データが固定長符号として、８ビットの”０００１  １０１０”が出力される。
【０１８０】
合成器５７から出力された固定長符号出力は、可変長符号化装置１１０２でさらに符号化処理される。可変長符号化装置１１０２は、ＩＳＯ／ＩＥＣ  １３８１８―２：２０００（Ｅ）の表Ｂ．１４―１６に基づいて、符号を可変長符号に変換する。図示の例では、表Ｂ．１４は、固定長符号の”０００１  １０１０”は、（＋２６）に相当することを示すので、可変長符号化装置１１０２は符号を、可変長符号”００００  ００００  ０１０１  ０１０”に変換する。
【０１８１】
この例では、ＭＰＥＧ―２に従って符号化された画像データに基づいて説明したが、フォーマットはＭＰＥＧ―２に限定されない。そして、符号化された画像データを第１の要素および第２の要素にビットで分割し、第２の要素を第１の部分および第２の部分にさらにビットで分割してもよい。
【０１８２】
ビット桁に従う上記の分割方法は一例にすぎない。また、ビット桁を分割する手法は、上述の手法に限定されない。また、固定長符号の復号処理において、結果として得られる固定長符号は、８ビットのものに限定されない。
【０１８３】
第２の実施形態においても、コンテンツキーに加えて、フレームキーを、暗号化のために静止画像データ又はビデオデータの少なくともすべての画像に生成するので、セキュリティレベルは一層向上する。さらに、暗号化されたデータの少なくともすべての画像の画像の一部である第２の要素の第１の部分は暗号化され、第１の要素は暗号化されない。このことにより、暗号化されたデータが暗号解除されずに復号されても、画像のコンテンツは粗く認識することができるので、暗号化されたデータの編集が可能となる。さらに、暗号化されたデータの少なくとも全ての画像の第２の要素の第２の部分は、フレームキーが埋め込まれているので、認証されたユーザ、即ち、コンテンツキーを有し、フレームキーを取り出すデバイスを有する人物は、暗号化されたデータを開始ポイントからだけではなく、データの中間でも暗号解除することができる。したがって、より高いセキュリティレベルを有し、より扱いの容易な暗号化され符号化された静止画データ又はビデオデータが生成される。
【０１８４】
第２の実施形態では、符号化された静止画像データ又はビデオデータは、暗号化の前に静止画像データ又はビデオデータに線形変換および量子化を実行することによって、得られたものであって、第２の要素は、第１の要素よりも低位のビットからなる、所定のビット数のデータのグループである。これによって、復号された画像は、暗号解除されてなくても半分可視の状態で、より区別可能となる。
【０１８５】
＜第２の実施形態及び第２の実施形態で暗号化された画像の例＞
本発明の暗号化方法に従って暗号化されたビデオデータの画像の例について以下説明する。
【０１８６】
図１４は、ＭＰＥＧ規格に従って符号化されたビデオデータの一フレームが表示された画像の一例を示している。
【０１８７】
図１５に、第１の実施形態に係る暗号化装置によって暗号化されているフレームの画像データであって、図１４に示したフレームが、暗号解除せずに復号された後に表示装置に表示された場合のピクチャの例を示す。
【０１８８】
上述のように、この例では、８×８のビットのブロックは周波数の昇順に３つの周波数成分に分割される。即ち、０＜＝ｉ＜＝６３の範囲の変数ｉのＤＣＴ係数は、第１の要素ａとして０＜＝ｉ＜＝２の範囲の係数と、第２の要素の第１の部分ｂ１として３＜＝ｉ＜＝３２の範囲の係数と、第２の要素の第２の部分ｂ２として３３＜＝ｉ＜＝６３の範囲の係数とに分割される。これらの３つの中で、第２の要素の第２の部分ｂ２は暗号化され、第１の要素ａと、第２の要素の暗号化された  第１の部分ｂ１’と、フレームキーｋ２で置換された第２の要素の第２の部分ｂ２’とが、図１５に示すように、画像を構成するように合成される。
【０１８９】
図１５を参照する。ユーザは、画像を帽子を被っている女性がいることを認めることができるが、画像の詳細を明確にチェックすることはできない。
【０１９０】
図１６に、第２の実施形態に係る暗号化装置によって暗号化されているフレームの画像データであって、図１４に示したフレームが、暗号解除せずに復号された後に表示装置に表示された場合のピクチャの例を示す。
【０１９１】
この例では、上述のように、可変長復号を８ビットの固定長符号に実行し、復号した符号を高位４ビット、中位３ビット及び低位１ビットに分割し、それぞれを第１の要素ａと、第２の要素の第１の部分ｂｌと、第２の要素の第２の部分ｂ２と、に設定する。これらの３つの中で、第２の要素の第２の部分ｂ２は暗号化され、第１の要素ａと、第２の要素の暗号化された  第１の部分ｂ１’と、フレームキーｋ２で置換された第２の要素の第２の部分ｂ２’とが、図１６に示すように、画像を構成するように合成される。
【０１９２】
図１６を参照する。ユーザは、画像を帽子を被っている女性がいることを認めることができるが、図１５の場合のように、画像の詳細を明確にチェックすることはできない。
【０１９３】
このようにして、本発明では、ユーザは、暗号解除していないが符号化画像データを復号した後、半分可視の状態の暗号化された画像データにアクセスすることができ、暗号解除せずに画像データの概略を認識することができる。暗号化された画像の視認性は、暗号化されていない第１の要素と暗号化された第２の要素の第１の部分の周波数範囲及びビット数を変更することによって変化させることができる。
【０１９４】
フレームキーは、ＭＰＥＧ規格によって符号化されたデータのすべてのＧＯＰに生成され、フレームキーは、フレームキーに対応するＧＯＰのイントラ符号化画像（Ｉピクチャ）の第２の要素の第２の部分に置換され、結果として、画像は、ビデオデータの任意のＧＯＰから再生することができる。同様に、対応するＧＯＰごとに生成されたフレームキーは、ＧＯＰのイントラ符号化画像の第２の要素の第２の部分に合成されるので、暗号解除せずに、トリミングや切り取りなどの画像の編集が可能となる。
【０１９５】
＜画像データ配信システム＞
図１に示される画像データ配信システムにおいて装置間でさまざまなデータを送受信する手順について以下、説明する。説明を容易にするため、サーバは、１つの符号化器と１つのＳＴＢとに交互に接続されるものとする。
【０１９６】
図１７は、画像データ配信システムにおける装置間でのデータの送受信を説明する図である。
【０１９７】
図１７に示すように、カメラからのビデオ画像を符号化された画像データとして送信する符号化器１２と、静止画像データおよびビデオデータなどの画像データを保存して、必要に応じて、データを接続された端末に配信するためのサーバ１４と、サーバ１４及び符号化器１２と接続され、画像データの配信を受信するセットトップボックス（ＳＴＢ）１７と、が交互に接続される。
Ａ）サーバからセットトップボックスへのコンテンツの配信
【０１９８】
サーバ１４により更新されたコンテンツは、セットトップボックス１７に配信され、以下の処理が実行される。
【０１９９】
Ａ―１）コンテンツの更新
サーバ１４は、本発明の暗号化方法に従って画像データを暗号化する機能を備えている。サーバ１４によって配信されるコンテンツは、上述のように、本発明の方法によって暗号化処理される。暗号化されたコンテンツは、記憶装置の所定の領域に保存される。暗号化に使用された暗号化キーのうち、コンテンツキーは、コンテンツキーとして記憶装置に記憶され、フレームキーは、フレームキーとして画像ごとの第２の要素の第２の部分に合成される。
【０２００】
Ａ−２）認証用パスワードの入力
サーバ１４は、セットトップボックス１７の権限を付与するための認証用パスワードを入力する。具体的には、サーバ１４は、セットトップボックス１７に一意に対応する認証用パスワードを生成する、又は、セットトップボックス１７の側から送信されるパスワードを受信し、パスワードを、当該パスワードに対応するセットトップボックス１７の識別子を付してテーブルとして保存する。
【０２０１】
Ａ―３）パスワードの認証
サーバ１４は、セットトップボックス１７との接続を確立し、セットトップボックス１７から送信されたパスワードを受信する。サーバ１４は、受信したパスワードを記憶装置にテーブルとして保存した認証用パスワードと比較し、二つが一致している場合、サーバ１４は処理を継続し、一致していない場合は、処理を中断する。
【０２０２】
Ａ―４）コンテンツキーを配信するための共通キーの交換
サーバ１４は、公開キーに基づくキー交換システム（例えばＤＨ（Ｄｉｆｆｉｅ―Ｈｅｌｌｍａｎ）キー交換）を用いてセットトップボックス１７と、コンテンツキーを提供するための共通キーを交換する。
【０２０３】
Ａ―５）コンテンツキーの配信
サーバ１４は、サーバ１４がセットトップボックス１７と交換したコンテンツキーを提供するための共通キーを用いて、コンテンツキーを暗号化し、暗号化されたコンテンツキーをセットトップボックス１７に送信する。
【０２０４】
Ａ―６）暗号化されたコンテンツの配信
サーバ１４は、セットトップボックス１７に暗号化されたコンテンツを配信する。
【０２０５】
Ａ―７）暗号化されたコンテンツの暗号解除
セットトップボックス１７はサーバ１４から送信された暗号化されたコンテンツを暗号解除して、それを復号し、コンテンツの画像を表示する。この手法では、予め配信されたコンテンツキーが最初に復号され、続いて、暗号化されたコンテンツの第２の要素の第２の部分に合成されたフレームキーを分離し、コンテンツキーとフレームキーを用いてコンテンツを暗号解除する。
【０２０６】
Ｂ）符号化装置からサーバへのコンテンツの配信
暗号化処理の後にコンテンツを符号化器１２からサーバ１４に入力するための手法について、以下説明する。
【０２０７】
Ｂ−１）認証用パスワードの入力
符号化器１２は、コンテンツが配信されるサーバ１４の権限を付与するための認証用パスワードを入力する。具体的には、符号化器１２は、サーバ１４に一意に対応する認証用パスワードを生成する、又は、サーバ１４の側から送信されるパスワードを受信し、パスワードを、当該パスワードに対応するサーバ１４の識別子を付してテーブルとして保存する。
【０２０８】
Ｂ―２）パスワードの認証
符号化器１２は、サーバ１４との接続を確立し、サーバ１４から送信されたパスワードを受信する。符号化器１２は、受信したパスワードを記憶装置にテーブルとして保存した認証用パスワードと比較し、二つが一致している場合、符号化器１２は処理を継続し、一致していない場合は、処理を中断する。
【０２０９】
Ｂ―３）コンテンツキーを提供するための共通キーの交換
符号化器１２は、公開キーに基づくキー交換システム（例えばＤＨ（Ｄｉｆｆｉｅ―Ｈｅｌｌｍａｎ）キー交換）を用いてサーバ１４とコンテンツキーを提供するための共通キーを交換する。
【０２１０】
Ｂ―４）コンテンツキーの配信
符号化器１２は、符号化器１２がサーバ１４と交換したコンテンツキーを提供するための共通キーを用いて、コンテンツキーを暗号化し、暗号化されたコンテンツキーをサーバ１４に送信する。
【０２１１】
Ｂ―５）コンテンツキーの暗号化
サーバ１４は、符号化器１２から送信されたコンテンツキーを暗号化して、暗号化されたコンテンツキーを記憶装置の所定の領域に保存する。
【０２１２】
Ｂ―６）コンテンツの暗号化
符号化器１２は、あらゆるフレームに生成されたフレームキーとコンテンツキーを用いて、コンテンツの第２の要素の第１の部分を暗号化し、第２の要素の第２の部分をフレームキーで置換した暗号化されたコンテンツを生成する。
【０２１３】
Ｂ―７）暗号化されたコンテンツの配信
符号化器１２は、生成された暗号化されたコンテンツをサーバ１４に送信する。
【０２１４】
Ｂ―８）暗号化されたコンテンツの入力
サーバ１４は、符号化器１２から送信された暗号化されたコンテンツを記憶装置の所定の領域に保存する。
【０２１５】
Ｃ）符号化装置からセットトップボックスへのコンテンツの配信
符号化装置１２からセットトップボックス１７にコンテンツが配信されると、以下の工程が実行される。
【０２１６】
Ｃ−１）認証用パスワードの入力
符号化器１２は、セットトップボックス１７の権限を付与するための認証用パスワードを入力する。具体的には、符号化器１２は、セットトップボックス１７に一意に対応する認証用パスワードを生成するか、またはセットトップボックス１７側から送信されるパスワードを受信し、パスワードを、当該パスワードに対応するセットトップボックス１７の識別子を付してテーブルとして保存する。
【０２１７】
Ｃ―２）パスワードの認証
符号化器１２は、セットトップボックス１７との接続を確立し、セットトップボックス１７から送信されたパスワードを受信する。符号化器１２は、受信したパスワードを記憶装置にテーブルとして保存した認証用パスワードと比較し、二つが一致している場合、サーバ１４は処理を継続し、一致していない場合は、処理を中断する。
【０２１８】
Ｃ―３）コンテンツキーを提供するための共通キーの交換
符号化器１２は、公開キーに基づくキー交換システム（例えばＤＨ（Ｄｉｆｆｉｅ―Ｈｅｌｌｍａｎ）キー交換）を用いて、セットトップボックス１７とコンテンツキーを提供するための共通キーを交換する。
【０２１９】
Ｃ―４）コンテンツキーの配信
符号化器１２は、符号化器１２がセットトップボックス１７と交換したコンテンツキーを提供するための共通キーを用いて、コンテンツキーを暗号化し、暗号化されたコンテンツキーをセットトップボックス１７に送信する。
【０２２０】
Ｃ―５）コンテンツの暗号化
符号化器１２は、あらゆるフレームに生成されたフレームキーとコンテンツキーを用いて、コンテンツの第２の要素の第１の部分を暗号化し、第２の要素の第２の部分をフレームキーで置換した暗号化されたコンテンツを生成する。
【０２２１】
Ｃ―６）暗号化されたコンテンツの配信
符号化器１２は、生成された暗号化されたコンテンツをセットトップボックス１７に発信する。
【０２２２】
Ｃ―７）暗号化されたコンテンツの暗号解除
セットトップボックス１７は符号化器１２から送信された暗号化されたコンテンツを暗号解除して、それを復号し、コンテンツの画像を表示する。この手法では、予め配信されたコンテンツキーが最初に復号され、続いて、暗号化されたコンテンツの第２の要素の第２の部分に合成されたフレームキーを分離し、コンテンツキーとフレームキーを用いてコンテンツを暗号解除する。
【０２２３】
このような本発明に係る画像データ配信システムでは、カメラによって撮像された画像データは符号化器１２によって符号化され、サーバ１４に送信され、画像データは暗号化処理されて保存され、セットトップボックス１７を介して送信された送信要求に応じて配信される。
【０２２４】
画像データ配信システムでは、カメラによって撮像された画像データを符号化器１２を用いて符号化し、画像データに暗号化処理を実行し、画像データをセットトップボックス１７に配信することもできる。
【０２２５】
配信された画像データは、静止画像データ又はビデオデータの少なくともあらゆる画像について生成されたフレームキーとコンテンツキーを用いて暗号化されるので、セキュリティレベルが一層向上する。さらに、暗号化されたデータの少なくともすべての画像の、画像の一部である、第２の要素の第１の部分は暗号化され、第１の要素は暗号化されない。したがって、暗号化データを暗号解除を行わずに復号することによって、画像のコンテンツは区別可能となるので、暗号化されたデータの編集が可能となる。さらに、暗号化されたデータの少なくともすべての画像の第２の要素の第２の部分には、フレームキーが埋め込まれているので、コンテンツキーと、フレームキーを取り出すデバイスを有する認証されユーザは、暗号化されたデータの開始ポイントでのみでなく、データの中間ポイントでも暗号解除することができる。したがって、暗号化された符号化静止画データ又はビデオデータは、より高いセキュリティレベルを有しながらも、扱いがより容易となる。
【０２２６】
＜第３の実施形態＞
本発明の第３の実施形態に係る画像データ配信システムにおいて、図１に示したものと同一の構造については詳細に説明しない。また、本発明の第３の実施形態に係る画像データ配信システムは、図５に示す暗号化装置と、図７に示す暗号解除装置と略同一の構成も含む。
【０２２７】
図１８は、本発明の第３の実施形態に係るデータ処理当地を示す機能ブロック図である。
【０２２８】
図１８を参照する。データ処理装置１８００は、符号化装置１８１０と、暗号処理装置１８２０と、復号装置１８３０と、を含む。
【０２２９】
符号化装置１８１０は、所定のフォーマットに従って入力される画像データに符号化処理を実行し、例えば、ＪＰＥＧ規格に従った圧縮符号化処理を静止画データに実行する、又は、ＭＰＥＧ規格に従った圧縮符号化をビデオデータに実行するように構成されてもよい。アナログ画像データがアナログＴＶチューナー又はアナログビデオ装置から入力された場合、符号化装置１８１０は、アナログ画像データにデジタル変換を実行して、デジタル画像データを生成するアナログデジタル変換器を含むように構成されてもよい。
【０２３０】
暗号処理装置１８２０は、入力装置１８２１と、分析器１８２２と、分割器１８２３と、コンテンツキー生成器１８２４と、フレームキー生成器１８２５と、暗号化器／暗号解除器１８２６と、合成器１８２７と、コンテンツキー受信器１８２８と、を含む。
【０２３１】
入力装置１８２１は、符号化装置１８１０から入力された符号化された静止画像データ又はビデオデータ、及び、外側から入力される暗号化画像データを受け付ける。外側からの暗号化画像データについては、上述のように、第２の要素の第１の部分は暗号化されており、第２の要素の第２の部分は、符号化された静止画像データ又はビデオデータの画像に対応するフレームキーで置換されている。
【０２３２】
入力装置１８２１に入力されたデータがＭＰＥＧ規格に従って符号化されたビデオデータである場合、データは分析器８２２に送信される。
【０２３３】
分析器１８２２は、シーケンスレイヤーのシーケンスヘッダ、ＧＯＰレイヤーのＧＯＰヘッダ、ピクチャレイヤーのピクチャモードを用いて、符号化されたデータ又は暗号化されたデータを分析して、画像データがＩピクチャか、Ｐピクチャか、またはＢピクチャかを判断し、画像データがＩピクチャであると判断した場合、分析器１８２２は、符号化されたデータ又は暗号化されたデータを分割器１８２３に送出する。符号化されたデータ又は暗号化されたデータがＰピクチャ又はＢピクチャであると判断した場合、データはそのまま送出される。
【０２３４】
分割器１８２３は、符号化された画像データ又は暗号化された画像データを第１の要素ａと第２の要素の第１の部分ｂ１と第２の要素の第２の部分ｂ２に分割する。例えば、分割器１８２３はデータに線形変換を実行し、データを周波数の昇順に第１の要素ａと第２の要素の第１の部分ｂ１と第２の要素の第２の部分ｂ２に周波数の昇順に分割する。
【０２３５】
コンテンツキー生成器１８２４は、１つのシーケンスを構成する複数の静止画像データ又はビデオデータに対応するコンテンツキーｋ１を生成する。コンテンツキー生成器１８２４は、例えば、所定数のビットを有する乱数を生成する乱数発生器で構成してもよい。
【０２３６】
フレームキー生成器１８２５は、静止画像データ又はビデオデータの画像ごとに対応する、フレームキーｋ２を生成する。コンテンツキー生成器１８２４と同様に、フレームキー生成器１８２５は、例えば、所定数のビットを有する乱数を生成する乱数発生器で構成してもよい。
【０２３７】
コンテンツキー受信器１８２８は、１つのシーケンスを構成する複数の静止画像データ又はビデオデータに対応するコンテンツキーを受信する、及び、ユーザによって入力されたコンテンツキーを受け付けて、それを暗号化器／暗号解除器１８２６に送信する。コンテンツキーは、１つのシーケンスを構成する複数の静止画像データ又はビデオデータに対応するように生成されたものであって、他の通信部によって送信されたものであってもよい。
【０２３８】
暗号化器／暗号解除器１８２６は、コンテンツキー生成器１８２４によって生成されたコンテンツキーｋ１と、フレームキー生成器１８２５によって生成されたフレームキーｋ２とを用いて、分割器１８２３によって分割された第２の要素の第１の部分ｂ１を暗号化する。暗号化器／暗号解除器１８２６は、コンテンツキーｋ１とフレームキーｋ２を使用して、暗号化に使用する暗号化キーを生成し、この暗号化キーを用いて第２の要素の第１の部分ｂ１を暗号化する。暗号化で使用するアルゴリズムは、キーストリームを生成してビットの暗号化に使用する、ストリーム暗号でもよい。例えば、暗号解除で使用するアルゴリズムは、コンテンツキーｋ１とフレームキーｋ２を用いて不可逆的に乱数シーケンスを生成し、乱数シーケンスをキーストリームとして用いてＸＯＲ動作を第２の要素の第１の部分のビットに実行して、暗号化データを生成するように構成してもよい。あるいは、暗号化で使用するアルゴリズムは、ＤＥＳ及びＡＥＳなどのブロック暗号でもよい。ブロック暗号がＤＥＳの場合、アルゴリズムは、５６ビットキー長と６４ビットブロック長の暗号化で構成され、ブロック暗号がＡＥＳの場合、アルゴリズムは１２８ビット、１９２ビット、または２５６ビットのキー長、および１２８ビットのブロック長の暗号化で構成することができる。
【０２３９】
暗号化器／暗号解除器１８２６は、分割器１８２３によってフレームキーｋ２として分割された第２の要素の第１の部分ｂ２を受け取り、コンテンツキー受信器１８２８からのコンテンツキーｋ１と分割器１８２３からのフレームキーｋ２とを用いて分割器１８２３によって分割された第２の要素の第１の部分ｂ１を復号する。
【０２４０】
暗号化器／暗号解除器１８２６は、暗号解除において、コンテンツキー受信器１８２８によって受信されたコンテンツキーｋ１と、分割器１７２３によって分割されたフレームキーｋ２を用いて、乱数シーケンスからなるキーストリームを生成し、ＸＯＲ動作をキーストリームと暗号化データに実行して、ビットで暗号化されたデータの暗号化を暗号解除することができる。ＤＥＳおよびＡＥＳなどのブロック暗号を暗号化アルゴリズムとして使用する場合、暗号化器／暗号解除器１８２６は、対応する暗号解除単位として構成してもよい。上述のように、暗号化器／暗号解除器１８２６は、ＤＥＳを使用する場合、５６ビットキー長と６４ビットブロック長の暗号化に対応して構成され、ＡＥＳを使用する場合、アルゴリズムは１２８ビット、１９２ビット、または２５６ビットのキー長、および１２８ビットのブロック長の暗号化に対応して構成される。
【０２４１】
符号化画像データについて、合成器１８２７は、分割器１８２３によって分割された第２の要素の第２の部分を破棄して、フレームキーｋ２を生成し、新しい第２の要素の第２の部分として置換し、分割器１８２３によって分割された第１の要素と、暗号化器１８２６によって暗号化された第２の要素の第１の部分と、フレームキーｋ２で置換された第２の要素の第２の部分と、を合成する。
【０２４２】
暗号化された画像データについて、合成器１８２７は、分割器１８２３によって分割された第１の要素と、暗号化器／暗号解除器１８２６によって暗号解除された暗号の第２の要素の第１の部分とを合成し、出力する。ここで、出力される符号化されたデータのデータ長を一定に維持するため、第２の要素の第２の部分は同時に合成する必要がある。従って、合成器１８２７は、分割器１８２３によって分割された第２の要素の第１の部分（フレームキーｋ２）を合成するように構成してもよい。
【０２４３】
復号装置１８３０は、暗号処理装置１８２０からの出力である符号化された静止画像データ又はビデオデータを復号する。復号装置１８３０は、暗号処理装置１８２０により復号された符号化されたデータを復号し、静止画像データ又はビデオデータの画像信号を出力する。
【０２４４】
暗号処理装置１８２０によって暗号化処理された暗号化画像データは復号器１８３０を通過することなく、例えば、通信部（図示していない）を用いてネットワークを介して配信することができる。
【０２４５】
第３の実施形態によれば、データの少なくともあらゆる画像について生成されたフレームキーとコンテンツキーとを用いて静止画像データ又はビデオデータが暗号化されるので、セキュリティレベルが一層向上する。さらに、暗号化されたデータの少なくともあらゆる画像の第２の要素の第１の部分、即ち、画像の一部は暗号化され、第１の要素は暗号化されない。このことにより、暗号化されたデータが暗号解除されずに復号されても、画像のコンテンツは粗く認識することができるので、暗号化されたデータの編集が可能となる。さらに、暗号化されたデータの少なくとも全ての画像の第２の要素の第２の部分は、フレームキーが埋め込まれているので、認証されたユーザ、即ち、コンテンツキーを有し、フレームキーを取り出すデバイスを有する人物は、暗号化されたデータを開始ポイントからだけではなく、データの中間でも暗号解除することができる。したがって、より高いセキュリティレベルを有し、より扱いの容易な暗号化され符号化された静止画データ又はビデオデータが生成される。
【０２４６】
また、第３の実施形態によれば、暗号化装置及び暗号解除器の構造は、１つの装置構成で実現することができる。このため、装置は、画像データ受信側と関連するソース装置として機能することも可能である。
【０２４７】
＜第４の実施形態＞
本発明の第４の実施形態に係る画像データ配信システムにおいて、図１に示したものと同一の構造については詳細に説明しない。本発明の第４の実施形態に係る暗号化符号化装置は、符号化処理が行われない画像データがその入力部に入力された場合、上述の第２の実施形態で説明したように、ビットのデータ分割に基づいて符号化処理と暗号化を実行する。
【０２４８】
図１９は、本発明の第４の実施形態に係る暗号化符号化装置を示す機能ブロック図である。
【０２４９】
図１９を参照する。暗号化符号化装置１９００は、分析器１９０１、線形変換器１９０２、量子化器１９０３、分割器５３、コンテンツキー生成器５４、フレームキー生成器５５、暗号化器５６、合成器５７、予測変換器１９０４及び符号化装置１９０５を含む。
【０２５０】
暗号化符号化装置１９００に入力される画像データがアナログデータである場合、暗号化符号化装置１９００はサンプリングする装置１９１０をさらに含むように構成してもよい。
【０２５１】
サンプラー１９１０は、入力されたアナログデータを所定のサンプリング周波数でサンプリングしてデジタルデータに変換する。
【０２５２】
分析器１９０１は入力画像がイントラ符号化画像であるか、予測符号化画像であるか判断し、画像がイントラ符号化画像であるとした場合、分析器１９０１は、対応する画像データを線形変換器１９０２に送信し、画像が予測符号化画像であるとした場合、分析器１９０１は、対応する画像データを予測変換器１９０４に送信する。
【０２５３】
線形変換器１９０２は、送信された画像データに線形変換を実行して、線形変換係数を算出する。例えば、ＭＰＥＧ―１、ＭＰＥＧ―２、ＭＰＥＧ―４の場合、離散コサイン変換（ＤＣＴ）を線形変換として用いる。また、Ｈ．２６４の場合、整数ＤＣＴを使用し、ＪＰＥＧ  ２０００には、離散ウェーブレット変換を用いる。
【０２５４】
量子化器１９０３は、線形変換器１９０２で算出された線形変換係数を量子化して、固定長符号として出力する。
【０２５５】
分割器５３は、量子化された線形変換係数を第１の要素と、第２の要素の第１の部分と、第２の要素の第２の部分と、に分割する。０＜＝ｉ＜＝６３の範囲にある変数ｉの量子化された線形変換係数の場合、周波数の昇順に、０＜＝ｉ＜＝２の範囲の係数は第１の周波数成分として設定することができ、３＜＝ｉ＜＝３２の範囲の係数は第２の周波数成分として設定することができ、３３＜＝ｉ＜＝６３の範囲の係数は第３の周波数成分として設定することができる。これらの成分はそれぞれ周波数の昇順に、第１の要素ａ、第２の要素の第１の部分ｂ１および、第２の要素の第２の部分ｂ２として設定できる。
【０２５６】
分割器５３は、ビットに基づいて固定長符号を分割するように構成されている場合、分割器５３は、量子化器１９０３によって量子化された線形変換係数をそれぞれ、第１の要素ａと、第２の要素の第１の部分ｂ１と、第２の要素の第２の部分ｂ２として設定される、高位ビットと、中位ビットと、低位ビットとに分割することができる。例えば、上述のように、量子化されたＤＣＴ係数が８ビットのデータ長を有する場合、高位４ビットが第１の要素ａに、中位３ビットが第２の要素の第１の部分ｂ１に、低位１ビットが第２の要素の第２の部分ｂ２に設定されるように、係数を分割することができる。
【０２５７】
コンテンツキー生成器５４は、１つのシーケンスを構成する複数の静止画像データ又はビデオデータに対応するコンテンツキーｋ１を生成する。コンテンツキー生成器５４は、例えば、所定数のビットを有する乱数を生成する乱数発生器で構成してもよい。
【０２５８】
フレームキー生成器５５は、静止画像データ又はビデオデータの画像ごとに対応する、フレームキーｋ２を生成する。コンテンツキー生成器５４と同様に、フレームキー生成器５５は、例えば、所定数のビットを有する乱数を生成する乱数発生器で構成してもよい。
【０２５９】
暗号化器５６は、コンテンツキー生成器５４によって生成されたコンテンツキーｋ１と、フレームキー生成器５５によって生成されたフレームキーｋ２を用いて、分割器５３によって分割された第２の要素の第１の部分ｂ１を暗号化する。
具体的には、暗号化器５６は、コンテンツキーｋ１とフレームキーｋ２を使用して、暗号化のための暗号化キーを生成し、暗号化器５６は、第２の要素の第１の部分ｂ１を暗号化キーを用いて暗号化する。暗号化で使用するアルゴリズムは、キーストリームを生成してビットの暗号化に使用する、ストリーム暗号でもよい。
【０２６０】
合成器５７は、分割器５３によって分割された第２の要素の第２の部分ｂ２を破棄して、フレームキーｋ２を生成し、新しい第２の要素の第２の部分ｂ２’として置換し、分割器５３によって分割された第１の要素と、暗号化器５６によって暗号化された第２の要素の第１の部分ｂ１’と、フレームキーｋ２で置換された第２の要素の第２の部分ｂ２’と、を合成する。上述のように、ＭＰＥＧ規格で符号化されたビデオデータの場合、データは、８×８ビットを有するデータブロックのグループで構成され、合成器５７は合成処理を、第１の要素ａ、第２の要素の暗号化された第１の部分ｂ１’、フレームキーｋ２で置換された第２の要素の第２の部分ｂ２’を置換することによって行い、８×８ビットを有する新しいデータブロックからなるブロックを生成する。
【０２６１】
予測変換器１９０４では、画像データがＰピクチャである場合、時系列で過去のＩピクチャ又はＰピクチャに基づいて予測変換を算出し、画像データがＢピクチャである場合、時系列において過去又は次のＩピクチャ及び／又はＰピクチャに基づいて予測変換を算出する。
【０２６２】
符号化装置１９０５は、自身に送信された画像データに符号化処理を実行して、可変長符号化処理によって、圧縮符号化を実現する。
【０２６３】
第４の実施形態に係る暗号化符号化装置によって生成される暗号化画像データは、図７に示す第１の実施形態に係る暗号解除器７０、又は、図１２に示す第２の実施形態に係る暗号解除復号装置によって暗号解除することができる。
【０２６４】
第４の実施形態によれば、静止画像データ又はビデオデータは、データの少なくともあらゆる画像について生成されたフレームキーとコンテンツキーを用いて暗号化されるので、セキュリティレベルが一層向上する。さらに、暗号化されたデータの少なくともすべての画像の、画像の一部である、第２の要素の第１の部分は暗号化され、第１の要素は暗号化されない。したがって、暗号化データを暗号解除を行わずに復号することによって、画像のコンテンツは粗く認識することができるので、暗号化されたデータの編集が可能となる。さらに、暗号化されたデータの少なくともすべての画像の第２の要素の第２の部分にはフレームキーが埋め込まれているので、コンテンツキーと、フレームキーを取り出すデバイスを有する認証されユーザは、暗号化されたデータの開始ポイントでのみでなく、データの中間ポイントでも暗号解除することができる。したがって、暗号化された符号化静止画データ又はビデオデータは、より高いセキュリティレベルを有しながらも、扱いがより容易となる。
【０２６５】
第４の実施形態によれば、装置は、画像データが符号化されずに入力されたとしても、ＭＰＥＧ―１、ＭＰＥＧ―２、ＭＰＥＧ―４、ＭＰＥＧ４／ＡＶＣなどのＭＰＥＧ規格、画像をブロックに分割して、ブロックに基づく線形変換を用いてビデオ画像を圧縮する、Ｈ．２６１、Ｈ．２６２、Ｈ．２６３、Ｈ．２６４、ＶＣＩ、Ｃａｎｏｐｕｓ  ＨＱ  Ｃｏｄｅｃ、ＤＶ  ＣＯＤＥＣ、Ｍｏｔｉｏｎ  ＪＰＥＧ及びＭｏｔｉｏｎ  ＪＰＥＧ  ２０００などの規格、ＪＰＥＧ及びＪＰＥＧ２０００などのＪＰＥＧ規格、あらゆるブロックに対して線形変換を用いて、静止画像を圧縮する、及び、画像データに暗号化処理も実行する、ＨＤ  ＰＨＯＴＯなどの規格を用いて画像データを符号化するように構成することができる。
【０２６６】
本発明を例示するために選択された実施形態のみを用いたが、当業者には、添付の特許請求の範囲に規定された本発明の範囲を逸脱することなく、本開示から様々な変更及び修正が可能であるということは明かである。さらに、本発明に係わる実施形態の詳細な説明は、例示を目的とするものに過ぎず、特許請求の範囲及び明細書によって規定される本発明を限定することを意図したものではない。
【符号の説明】
【０２６７】
５０  暗号化装置
５３  分割器
５４  コンテンツキー生成器
５５  フレームキー生成器
５６  暗号化器
５７  合成器
７０  暗号解除器
７３  分割器
７４  コンテンツキー受信器
７５  暗号解除器
７６  合成器
【国際調査報告】
2011530840.tif 000022
2011530840.tif 000023
2011530840.tif 000024