(57)【要約】【課題】  圧縮技術と暗号化技術を結合させた画像保護システムおよび方法を提供する。【解決手段】  画像保護システムは、圧縮ユニット２１３、暗号化ユニット２１４および画像結合ユニット２１５からなる画像圧縮／暗号化手段２１０を少なくとも有する。圧縮ユニット２１３は、所定の圧縮技術により画像２４０をベース画像データとサブ画像データとに分割すると共に、該圧縮技術によりベース画像データを圧縮して圧縮ベース画像データにする。暗号化ユニット２１４は、サブ画像データを暗号化して暗号文サブ画像データにする。画像結合ユニット２１５は、圧縮ベース画像データと暗号文サブ画像データとを結合して原画像２４０に対応した保護画像にする。【選択図】      図３ 
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定の圧縮技術により画像をベース画像データとサブ画像データに分割してから、該圧縮技術により該ベース画像データを圧縮して圧縮ベース画像データにすると共に、該サブ画像データを送出する圧縮ユニット、
前記圧縮ユニットに接続され、前記サブ画像データを受け取って暗号化し、暗号文サブ画像データにする暗号化ユニット、ならびに、
前記圧縮ユニットおよび前記暗号化ユニットに接続され、前記圧縮ベース画像データおよび前記暗号文サブ画像データを受け取ってこれらを結合させ、前記画像に対応した保護画像とする画像結合ユニット、
から構成される画像圧縮／暗号化手段を備えてなる、画像保護システム。
【請求項２】
前記保護画像を、前記圧縮ベース画像データと前記暗号文サブ画像データに分解する画像分解ユニット、
前記画像分解ユニットに接続され、前記暗号文サブ画像データを受け取って、復号鍵により前記暗号文サブ画像データを前記サブ画像データに復号する復号化ユニット、ならびに、
前記画像分解ユニットおよび前記復号化ユニットに接続され、前記圧縮ベース画像データを受け取って、前記圧縮技術により前記圧縮ベース画像データを前記ベース画像データに戻すと共に、前記圧縮技術により前記ベース画像データと前記サブ画像データを結合させて前記画像に復元する逆圧縮ユニット、
から構成される画像復元手段をさらに備えてなる、請求項１記載の画像保護システム。
【請求項３】
前記画像圧縮／暗号化手段が、前記画像に対し予め離散ウェーブレット変換処理を行う変換ユニットをさらに含む、請求項２記載の画像保護システム。
【請求項４】
前記画像復元手段が、前記画像に対し逆離散ウェーブレット変換処理を行う逆変換ユニットをさらに含む、請求項３記載の画像保護システム。
【請求項５】
前記画像圧縮／暗号化手段が、離散ウェーブレット変換処理された前記画像の係数を量子化演算する量子化ユニットをさらに含む、請求項４記載の画像保護システム。
【請求項６】
前記画像復元手段が、量子化演算された前記画像に対応する係数を逆量子化演算する逆量子化ユニットをさらに含む、請求項５記載の画像保護システム。
【請求項７】
前記圧縮技術は、興味領域（ROI）を利用した圧縮を行うものである、請求項１記載の画像保護システム。
【請求項８】
前記圧縮技術は、解像度を利用した圧縮を行うものである、請求項１記載の画像保護システム。
【請求項９】
前記圧縮技術は、画質を利用した圧縮を行うものである、請求項１記載の画像保護システム。
【請求項１０】
前記圧縮ユニットはさらに、前記サブ画像データの圧縮を行う、請求項１記載の画像保護システム。
【請求項１１】
所定の圧縮技術により画像をベース画像データとサブ画像データに分割する工程、
前記圧縮技術により前記ベース画像データを圧縮して、圧縮ベース画像データにする工程、
前記サブ画像データを暗号化して、暗号文サブ画像データにする工程、および、
前記圧縮ベース画像データと前記暗号文サブ画像データを結合させて、前記画像に対応した保護画像にする工程、
を備える画像保護方法。
【請求項１２】
前記画像保護方法には、画像復元方法の実行がさらに含まれ、該画像復元方法が、
前記保護画像を前記圧縮ベース画像データと前記暗号文サブ画像データに分解する工程、
復号鍵を用いて前記暗号文サブ画像データを前記サブ画像データに復号する工程、
前記圧縮技術により前記圧縮ベース画像データを前記ベース画像データに戻す工程、および、
前記圧縮技術により前記ベース画像データと前記サブ画像データとを結合させて、前記画像に復元する工程、
を備える、請求項１１記載の画像保護方法。
【請求項１３】
前記画像に対し予め離散ウェーブレット変換処理を行う工程をさらに含む、請求項１２記載の画像保護方法。
【請求項１４】
前記画像復元方法が、前記画像に対し逆離散ウェーブレット変換処理を行う工程をさらに含む、請求項１３記載の画像保護方法。
【請求項１５】
離散ウェーブレット変換された前記画像の係数を量子化演算する工程をさらに含む、請求項１４記載の画像保護方法。
【請求項１６】
前記画像復元方法が、量子化演算された前記画像に対応する係数を逆量子化演算する工程をさらに含む、請求項１５記載の画像保護方法。
【請求項１７】
前記圧縮技術は、興味領域（ROI）を利用した圧縮を行うものである、請求項１１記載の画像保護方法。
【請求項１８】
前記圧縮技術は、解像度を利用した圧縮を行うものである、請求項１１記載の画像保護方法。
【請求項１９】
前記圧縮技術は、画質を利用した圧縮を行うものである、請求項１１記載の画像保護方法。
【請求項２０】
前記サブ画像データの圧縮を行う工程をさらに含む、請求項１１記載の画像保護方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像へのアクセス権限のない者に画像データの一部を閲覧させ、画像へのアクセス権限を有する者に完全な画像データを閲覧させることのできる、画像保護システムおよび方法に関し、より詳しくは、圧縮技術と暗号化技術を組み合せた画像保護システムおよび方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
情報産業の発展に伴い、関連業界そしてユーザの関心は、デジタルコンテンツの開発に集まっている。かかるデジタルコンテンツは、インターネットの普及およびその便利性によって、伝搬や発信がより容易に広範に行われるようになった。
【０００３】
図１に示すのは、従来技術にかかわるデジタルコンテンツ保護のメカニズムである。図示するように、従来のデジタルコンテンツ保護メカニズムでは、先ず、暗号化ユニット１１０によりデジタルコンテンツ１００を暗号化し、暗号文デジタルコンテンツ１２０としてから、この暗号文デジタルコンテンツ１２０を、インターネット１３０などを通して発信する。ユーザがデジタルコンテンツを利用したい場合は、発信元の認証を受けて復号鍵１５０を入手する必要がある。複号鍵１５０を入手することができたユーザは、これを用いて復号化ユニット１４０を介し暗号文デジタルコンテンツ１２０を平文のデジタルコンテンツ１００に復号する。このような従来のメカニズムにおいて、発信元の認証を受けていないユーザ、つまり、復号鍵を入手していないユーザは、デジタルコンテンツを全く閲覧できないこととなっている。
【０００４】
ところが、デジタルコンテンツのうちでも、例えば、商業的目的で配信されるデジタル画像などは、その画像に対する描写や説明を提供するのみで、コンテンツを閲覧させないのでは、ユーザの購買意欲を掻き立たせることはできない。よって、上述のような従来のデジタルコンテンツ保護メカニズムは、デジタル画像配信やそのためのキャンペーンなどといった商業行為には不向きである。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上述の問題に鑑み、本発明の目的は、圧縮技術と暗号化技術を結合させた画像保護システムおよび方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
すなわち、本発明は、所定の圧縮技術により画像をベース画像データとサブ画像データに分割してから、該圧縮技術により該ベース画像データを圧縮して圧縮ベース画像データにすると共に、該サブ画像データを送出する圧縮ユニット、前記圧縮ユニットに接続され、前記サブ画像データを受け取って暗号化し、暗号文サブ画像データにする暗号化ユニット、ならびに、前記圧縮ユニットおよび前記暗号化ユニットに接続され、前記圧縮ベース画像データおよび前記暗号文サブ画像データを受け取ってこれらを結合させ、前記画像に対応した保護画像とする画像結合ユニット、から構成される画像圧縮／暗号化手段を備えてなる、画像保護システムに関する。
【０００７】
前記保護画像を、前記圧縮ベース画像データと前記暗号文サブ画像データに分解する画像分解ユニット、前記画像分解ユニットに接続され、前記暗号文サブ画像データを受け取って、復号鍵により前記暗号文サブ画像データを前記サブ画像データに復号する復号化ユニット、ならびに、前記画像分解ユニットおよび前記復号化ユニットに接続され、前記圧縮ベース画像データを受け取って、前記圧縮技術により前記圧縮ベース画像データを前記ベース画像データに戻すと共に、前記圧縮技術により前記ベース画像データと前記サブ画像データを結合させて前記画像に復元する逆圧縮ユニット、から構成される画像復元手段をさらに備えてなることが好ましい。
【０００８】
前記画像圧縮／暗号化手段が、前記画像に対し予め離散ウェーブレット変換処理を行う変換ユニットをさらに含むことが好ましい。
【０００９】
前記画像復元手段が、前記画像に対し逆離散ウェーブレット変換処理を行う逆変換ユニットをさらに含むことが好ましい。前記画像圧縮／暗号化手段が、離散ウェーブレット変換処理された前記画像の係数を量子化演算する量子化ユニットをさらに含むことが好ましい。前記画像復元手段が、量子化演算された前記画像に対応する係数を逆量子化演算する逆量子化ユニットをさらに含むことが好ましい。
【００１０】
前記圧縮技術は、興味領域（ROI）を利用した圧縮を行うものであることが好ましい。前記圧縮技術は、解像度を利用した圧縮を行うものであることが好ましい。前記圧縮技術は、画質を利用した圧縮を行うものであることが好ましい。
【００１１】
前記圧縮ユニットはさらに、前記サブ画像データの圧縮を行うことが好ましい。
【００１２】
また、本発明は、所定の圧縮技術により画像をベース画像データとサブ画像データに分割する工程、前記圧縮技術により前記ベース画像データを圧縮して、圧縮ベース画像データにする工程、前記サブ画像データを暗号化して、暗号文サブ画像データにする工程、および、前記圧縮ベース画像データと前記暗号文サブ画像データを結合させて、前記画像に対応した保護画像にする工程、を備える画像保護方法に関する。
【００１３】
前記画像保護方法には、画像復元方法の実行がさらに含まれ、該画像復元方法が、前記保護画像を前記圧縮ベース画像データと前記暗号文サブ画像データに分解する工程、復号鍵を用いて前記暗号文サブ画像データを前記サブ画像データに復号する工程、前記圧縮技術により前記圧縮ベース画像データを前記ベース画像データに戻す工程、および、前記圧縮技術により前記ベース画像データと前記サブ画像データとを結合させて、前記画像に復元する工程、を備えることが好ましい。
【００１４】
前記画像に対し予め離散ウェーブレット変換処理を行う工程をさらに含むことが好ましい。
【００１５】
前記画像復元方法が、前記画像に対し逆離散ウェーブレット変換処理を行う工程をさらに含むことが好ましい。
【００１６】
離散ウェーブレット変換された前記画像の係数を量子化演算する工程をさらに含むことが好ましい。
【００１７】
前記画像復元方法が、量子化演算された前記画像に対応する係数を逆量子化演算する工程をさらに含むことが好ましい。
【００１８】
前記圧縮技術は、興味領域（ROI）を利用した圧縮を行うものであることが好ましい。前記圧縮技術は、解像度を利用した圧縮を行うものであることが好ましい。前記圧縮技術は、画質を利用した圧縮を行うものであることが好ましい。
【００１９】
前記サブ画像データの圧縮を行う工程をさらに含むことが好ましい。
【発明の効果】
【００２０】
本発明に係る画像保護システムおよび方法によれば、圧縮技術および暗号化技術を組み合わせることによって画像を有効に保護し、画像へのアクセス権限を持たない者に画像データの一部のみを閲覧させる一方で、画像へのアクセス権限を持つ者には完全な画像データを閲覧させることができる。また、ユーザが画像データの一部を閲覧した後で、発信元から認証を受けたときには、保護されていた画像は、圧縮前の原画像と同じ解像度および画質で復元され、ユーザは完全な画像を見られるようになる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
図２に示すのは、本発明に係る画像保護システムの構成図である。本発明に係る画像保護システム２００は、画像圧縮／暗号化手段２１０と画像復元手段２３０とからなる。このうち、画像圧縮／暗号化手段２１０は、画像を保護すべく保護画像とした上で、インターネット２２０を通して画像復元手段２３０に伝送するものである。そして、画像復元手段２３０は、保護画像を原画像に復元するものである。ここで、この実施形態ではインターネットを介しての伝送を例に説明をしているが、本発明はこれに限られることなく、その他任意の画像情報伝搬経路および方式にも適用可能であることに注意すべきである。
【００２２】
図３に示すのは、本発明の一実施形態による画像圧縮／暗号化手段２１０の構成図である。なお、ここではＪＰＥＧ２０００圧縮規格に対応するものを例にとって説明していくが、本発明はこれだけに制限されることはなく、その他任意の圧縮技術も適用可能であることに注意されたい。この実施形態による画像圧縮／暗号化手段２１０は、変換ユニット２１１、量子化ユニット２１２、圧縮ユニット２１３、暗号化ユニット２１４および画像結合ユニット２１５から構成される。
【００２３】
変換ユニット２１１は、原画像２４０を離散ウェーブレット変換（Discrete  Wavelet  Transformation＝DWT）処理する。量子化ユニット２１２は、かかる離散ウェーブレット変換後の画像２４０の各係数をそれぞれ量子化する。圧縮ユニット２１３は、所定の圧縮技術により、かかる量子化された画像２４０をベース画像データとサブ画像データに分割すると共に、該圧縮技術を用いてベース画像データを圧縮し、圧縮ベース画像データとする。なお、注意すべきは、伝送時のデータサイズを小さくしたい場合は、サブ画像データに対しても圧縮ユニット２１３による圧縮を行ってもよいという点である。上述の圧縮技術とは、画像に対して興味領域（Region  Of  Interest＝ROI）を利用した圧縮、解像度を利用した圧縮、および画質を利用した圧縮を行うものである。
【００２４】
図４Ａ、図４Ｂおよび図４Ｃは、それぞれ興味領域を利用した圧縮技術、解像度を利用した圧縮技術、および画質を利用した圧縮技術を説明する図である。図４Ａにおいて、画像３００は、領域Ｒ１、Ｒ２およびＲ３の画像データからなっている。領域Ｒ２が興味領域である場合に、領域Ｒ２の圧縮の優先順位を、マックスシフト（MAXSHIFT）法により操作して高める（つまり、非興味領域Ｒ１およびＲ３よりも高くする）。このとき、領域Ｒ２は、画像のうちのベース画像データとなり、領域Ｒ１およびＲ３は画像のうちのサブ画像データとなる。具体的に言えば、画像において、権限のないユーザに閲覧させないよう保護する部分を非興味領域に設定するのである。
【００２５】
図４Ｂにおいて、画像３１０は、Ｌ０からＬ４までの異なる解像度レベルにしたがって画像データが配列されてなり、必要に応じ、任意のレベル間の分割点ＣＰでベース画像データとサブ画像データを分けることができる。この例においては、Ｌ０からＬ２の画像データがベース画像データ、Ｌ３およびＬ４の画像データがサブ画像データである。
【００２６】
図４Ｃにおいて、画像３２０は、画像データが画質の高い順に配列されてなる。図示するように、任意の分割点ＣＰでベース画像データとサブ画像データを分けることができる。
【００２７】
興味領域を利用した圧縮技術において、画像２４０のうちのベース画像データが圧縮ユニット２１３に圧縮された後、権限のないユーザが閲覧できるのは、重要な部分（保護すべき部分）が欠けた画像である。
【００２８】
解像度を利用した圧縮技術において、画像２４０のうちのベース画像データが圧縮ユニット２１３に圧縮された後、権限のないユーザが閲覧できるのは、画像の縮小グラフィックである。
【００２９】
画質を利用した圧縮技術を用いた場合、画像２４０のうちのベース画像データが圧縮ユニット２１３に画像された後、権限のないユーザが閲覧できるのは、不明りょうな画像である。
【００３０】
さらに、暗号化ユニット２１４は、圧縮ユニット２１３から画像２４０のサブ画像データを受け取って、サブ画像データを暗号化し、暗号文サブ画像データとする。なお、本発明において、使用する暗号化メカニズムに限定はないという点に注意されたい。画像結合ユニット２１５は、圧縮ユニット２１３および暗号化ユニット２１４から、圧縮ベース画像データおよび暗号文サブ画像データをそれぞれ受け取って、圧縮ベース画像データと暗号文サブ画像データとを結合させることにより、画像２４０に対応した保護画像２５０を形成する。
【００３１】
図５に示すのは、本発明の画像復元手段２３０の構成図である。本発明の画像復元手段２３０は、画像分解ユニット２３１、復号化ユニット２３２、逆圧縮ユニット２３３、逆量子化ユニット２３４および逆変換ユニット２３５からなる。画像分解ユニット２３１は、保護画像２５０を、圧縮ベース画像データと暗号文サブ画像データに分解すると共に、暗号文サブ画像データおよび圧縮ベース画像データを、復号化ユニット２３２および逆圧縮ユニット２３３へそれぞれ転送する。復号化ユニット２３２は、送られてきた暗号文サブ画像データを復号鍵２６０によりサブ画像データに復号してから、逆圧縮ユニット２３３へ転送する。逆圧縮ユニット２３２は、上述の圧縮技術により、送られてきた圧縮ベース画像データをベース画像データに戻すと共に、該圧縮技術によりベース画像データとサブ画像データとを結合させて、合成画像にする。ここで、サブ画像データが画像圧縮／復号化手段２１０において圧縮ユニット２１３に圧縮されている場合は、その圧縮されたサブ画像データは、画像復元手段２３０にて逆圧縮ユニット２３２により解凍が行われてからでないと、ベース画像データと結合させることはできないという点に注意されたい。そして、逆量子化ユニット２３４と逆変換ユニット２３５は、逆圧縮ユニット２３２が生成した合成画像に対し、量子化の逆演算と逆離散ウェーブレット変換処理を施し、原画像２４０に復元する。ここで注目すべきは、本発明によれば、画像を圧縮前の解像度および画質と実質上同じレベルで復元できるという点である。
【００３２】
図６に示すのは、本発明に係る画像保護方法のフローチャートである。この方法は、先ず、ステップＳ６０１において、原画像を離散ウェーブレット変換処理してから、ステップＳ６０２において、画像の離散ウェーブレット変換後の係数を量子化演算する。続いて、ステップＳ６０３において、所定の圧縮技術により、量子化後の画像をベース画像データとサブ画像データに分割する。次に、ステップＳ６０４において、該圧縮技術によりベース画像データを圧縮して圧縮ベース画像データとすると共に、ステップＳ６０５において、サブ画像データを暗号化して暗号文サブ画像データとする。最後に、ステップＳ６０６において、圧縮ベース画像データと暗号文サブ画像データを結合し、原画像に対応した保護画像を得る。なお、伝送データのサイズを小さくしたいのであれば、サブ画像データに対して圧縮処理を施してもよい。
【００３３】
図７に示すのは、本発明の画像復元方法のフローチャートである。この方法は、先ず、ステップＳ７０１において、保護画像を分解し、圧縮ベース画像データと暗号文サブ画像データに分解する。続いて、ステップＳ７０２において、復号鍵により暗号文サブ画像データをサブ画像データに復号すると共に、ステップＳ７０３において、上述の圧縮技術により圧縮ベース画像データを解凍してベース画像データに戻す。その後、ステップＳ７０４において、該圧縮技術によりベース画像データとサブ画像データを結合し、合成画像にする。なお、サブ画像データが圧縮されている場合には、かかる圧縮されたサブ画像データの解凍を先ず行ってから、ベース画像データと結合させる。最後に、ステップＳ７０５において、合成画像に対し量子化の逆演算を行うと共に、ステップＳ７０６において、合成画像に対し逆離散ウェーブレット変換演算を行って、原画像に復元する。
【００３４】
本発明に係る方法およびシステム、または所定の実施形態もしくはその部分は、プログラムコードの形式で物理メディア、例えば、フロッピー（登録商標）ディスク、光ディスク、ハードディスク、またはその他任意の機械可読（例えば、コンピュータ可読）型の記録媒体に実装することができる。この場合、当該プログラムコードがコンピュータなどの機械に取り込まれて実行されるときに、当該機械は本発明の装置の一部になる。また、本発明に係る方法および装置は、プログラムコードの形式で、伝送媒体、例えば、電線、ケーブル、光ファイバまたはその他任意の媒体を通して伝送されるものであってもよい。この場合、当該プログラムコードがコンピュータなどの機械に取り込まれて実行されるときに、当該機械は本発明の装置の一部になる。また、当該プログラムコードが汎用プロセッサにおいて実行される構成とした場合には、当該プログラムコードがプロセッサに組み込まれて、論理回路のように機能するユニークな装置が提供され得る。
【００３５】
以上、好適な実施形態を用いて本発明を説明したが、本発明はこれら実施形態に限定されることはなく、本発明の精神と範囲を脱しない限りにおいて、当業者は各種変更お修飾を加えることができる。すなわち、本発明の保護範囲は、添付の特許請求の範囲で定義された範囲が基準となる。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】従来技術によるデジタルコンテンツ保護メカニズムの構成図である。
【図２】本発明に係る画像保護システムの構成図である。
【図３】本発明に係る画像圧縮／暗号化手段の構成図である。
【図４Ａ】本発明による興味領域を利用した圧縮技術である。
【図４Ｂ】本発明による解像度を利用した圧縮技術である。
【図４Ｃ】本発明による画質を利用した圧縮技術の説明図である。
【図５】本発明に係る画像復元手段の構成図である。
【図６】本発明に係る画像保護方法のフローチャートである。
【図７】本発明に係る画像復元方法のフローチャートである。
【符号の説明】
【００３７】
２１０  画像圧縮／暗号化手段
２１１  変換ユニット
２１２  量子化ユニット
２１３  圧縮ユニット
２１４  暗号化ユニット
２１５  画像結合ユニット
２２０  インターネット
２３０  画像復元手段
２３１  画像分解ユニット
２３２  復号化ユニット
２３３  逆圧縮ユニット
２３４  逆量子化ユニット
２３５  逆変換ユニット
２４０  画像
２５０  保護画像
２６０  復号鍵
３００，３１０，３２０  画像
Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３  画像の領域
Ｌ０．Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３，Ｌ４  画質のレベル
ＣＰ    分割点
【図１】
2005160018.tif 000003
【図２】
2005160018.tif 000004
【図３】
2005160018.tif 000005
【図４Ａ】
2005160018.tif 000006
【図４Ｂ】
2005160018.tif 000007
【図４Ｃ】
2005160018.tif 000008
【図５】
2005160018.tif 000009
【図６】
2005160018.tif 000010
【図７】
2005160018.tif 000011