图像加密/解密装置、方法以及程序的制作方法

专利名称：图像加密/解密装置、方法以及程序的制作方法
技术领域：
本发明涉及图像加密及解密技术，该技术是对打印到打印物上的图 像或数字图像中的重要部分等图像的一部分进行视觉加密，以防止向第 三人泄露信息。
背景技术：
在社会的信息化进程中，保密信息的泄露成为较深刻的问题，随之 希望开发一种防止信息泄露的技术。例如，对于数字数据，己开发出一 种数据加密技术，其使得即使信息传给第三者，也不能看到其内容，该 数据加密技术已作为防止信息泄露的有效手段来利用。
另一方面，防止打印到纸介质等上的打印物的信息泄露的技术还未 能得到充分开发，也没有实用化的例子。实际上，可以说一半以上的信 息泄露都是由打印物引起的，所以与数字数据同样地开发出一种防止从 打印物泄露信息的技术是当务之急。
作为希望实施打印物的信息泄露对策的具体例，包括购入商品时的 帐单、信用卡等的消费明细、医院的病历、学校的成绩单、名册等，本 发明例如可作为对它们的重要部分进行加密以防止信息泄露的技术利 用。
以往，作为采用打印物加密的公知例，例如有日本专利公开公报特
开平8-179689号公报(下面，称作专利文献1。)。该专利文献1中，首 先，将图像整体分割成多个块，根据从输入密码(加密钥)得到的参数， 重新排列分割块的图像，进一步对由参数指定的块的图像进行黑白反转 以及镜面反转，以对图像进行加密。并且，在对加密图像进行解密时， 在图像外侧附加定位用框，输入密码(解密钥)之后，采用与加密相反 的顺序，解密成原始图像。并且，作为其他现有技术，例如有专利第2938338号公报(下面称 作专利文献2。)中的技术，该技术是将二进制数据图像化到打印物上， 进行嵌入。该现有技术中的图像化采用如下方式来实现，即，通过以指 定尺寸的黑白矩形表示二进制数据，排列成矩阵状，实现图像化。此外， 为了在解密时知道被图像化的位置，在打印物上，将定位用的符号附加 到矩阵的指定位置。通过以该定位符号为基准，可以利用扫描仪或照相 机等拍摄图像，将嵌入的信息解密。
但是，上述的现有技术存在如下需解决的课题。
例如，专利文献1所示的技术存在如下问题只能对图像整体进行
加密，在需加密的区域是图像整体的一小部分的情况下，不能有效进行加密。
此外，专利文献1这类技术存在如下问题由于需要在加密图像外 侧附加用于定位的框，所以在加密时，牺牲掉原来存在于附加框的部分 上的图像信息。
并且，专利文献1这类技术存在如下问题由于没有考虑图像内部 的变形，导致随着图像变大，不能正确提取置乱的块单位。
本发明的特征在于，可以对图像整体的一部分进行加密，并且，通 过输入图像的像素值变换处理，生成对应于上述专利文献1这类的"定位 框"的框，所以能够将输入图像的信息损失抑制到最小程度。此外，能够 容易检测到置乱块单位。
并且，专利文献2这类技术虽然能够嵌入文本信息等信息量较少的 数据，但在存储图像或音频信息等信息量较多、且即使多少发生解密错 误也没有妨碍的数据的情况下，无法适用。此外，还有如下问题存在 一定尺寸且正方形这样的束缚，不能应用为隐藏文字的一部分。
此外，专利文献2这类技术存在如下问题以黑白的文字或图为前 提，而不能应用于照片等具有多灰度的图像。

发明内容
本发明可以将上述专利文献2这类技术不能加密的大信息量的图像数据加密，使得人无法从视觉上进行辨认。
本发明中，为了对输入图像的一部分进行加密，在解密时可确定经 加密的区域，使用以下3个手段。
第一手段将加密区域的像素值规则地变换，生成与像素值变换对应 的特有图案，从而进行加密。
第二手段将用于确定加密位置的定位标记附加到加密区域的四角中 的至少2个以上的角处。
第三手段在加密处理前将至少一个用于验证解密图像的妥当性的检 査用标记附加到加密区域内。
本发明通过这3个手段，即使在对输入图像的一部分进行了加密的
情况下，也能够在解密时正确地确定经加密的区域，进行复原，使得人 能够从视觉上辨认原始图像。
艮p，根据本发明的一实施方式，本发明是在将数字图像加密成加密 图像的图像加密装置中执行的图像加密，其特征在于，从所述数字图像 指定要加密的部分区域，根据加密钥，将所述选择出的部分区域变换成 处理图像，为了确定所述部分区域的位置，规则地变换所述变换后的处 理图像的像素值，从而生成变换图像。
并且，变换成所述处理图像优选，将所述部分区域分割成多个微小 区域，根据所述加密钥，重新排列经分割的多个微小区域，或者，采用 任意压縮方法将所述部分区域变换成压縮数据，将所述变换后的压縮数 据的各比特作为任意大小的白像素或黑像素进行排列。
而且，变换成所述变换图像，优选沿所述处理图像的横向，以一定 周期变换所述像素值，沿所述处理图像的纵向，以一定周期变换所述像 素值，从而生成形成大致条纹状图案的变换图像。
并且，为了确定所述部分区域的位置，优选通过对所述生成的变换 图像附加特定标记，来生成所述加密图像。
而且，优选所述标记是实线的圆形或多边形，且在其内侧存在多条 与圆形或多边形的周边相交的线，或者，其前景通过像素值变换来形成。
并且，根据本发明的一实施方式，本发明是在将加密图像解密成数字图像的图像解密装置中执行的图像解密，其特征在于，检测为了确定 经加密的部分区域的位置而附加到所述加密图像上的特定标记，根据所 述检测到的标记，检测被加密的加密图像区域，检测所述检测到的加密 图像区域之中的像素值被规则地变换的加密位置，根据所述检测到的加 密位置和解密钥，将所述加密图像区域解密成所述数字图像。
而且，根据本发明的一实施方式，本发明是在将加密图像解密成数 字图像的图像解密装置中执行的图像解密，其特征在于，检测被加密的 加密图像区域，检测所述检测到的加密图像区域之中的像素值被规则地 变换的加密位置，根据所述检测到的加密位置和解密钥，将所述加密图 像区域解密成所述数字图像，从所述解密后的所述数字图像检测用于验 证解密的妥当性的特定的检查用标记。
此外，根据本发明的一实施方式，本发明是在将加密图像解密成数 字图像的图像解密装置中执行的图像解密，其特征在于，检测为了确定 经加密的部分区域的位置而附加到所述加密图像上的特定标记，根据所 述检测到的标记，检测被加密的加密图像区域，检测所述检测到的加密 图像区域之中的像素值被规则地变换的加密位置，根据所述检测到的加 密位置和解密钥，将所述加密图像区域解密成所述数字图像，从所述解 密后的所述数字图像检测用于验证解密的妥当性的特定的检查用标记。
在本发明中，通过将加密区域的像素值规则地变换、生成与像素值 变换对应的特有图案的手段，解决专利文献1的技术所存在的问题，艮P， 对加密图像外侧附加定位用框而引起的图像信息损失问题。若存在加密 区域上具有文字等边缘的图像，则通过上述处理得到的加密图像的图案 形状不完整，但利用加密图像整体的统计性质，能够正确检测加密位置。
此外，在本发明的加密处理中，通过像素值变换而生成的加密位置 检测用的规则图案具有一定程度的宽度，所以即使在采用低分辨率的照 相机读取了加密图像的情况下，也能够正确检测加密位置，进行解密。 并且，若并用将图像压縮进行加密的方法，则可实现不依赖于扫描仪或 照相机的分辨率的画质的解密图像。


图1是表示应用了本发明的实施方式的处理概要(之一)的图。 图2是表示应用了本发明的实施方式的处理概要(之二)的图。 图3是表示第一实施方式的加密处理概要的图。 图4是表示选择加密区域的例子的图。
图5是表示加密钥的输入例的图。
图6是表示图像变换部中的置乱处理的一例的图。
图7是表示图像变换部中的置乱处理的其他例子的图。
图8是表示置乱处理中微小区域形状的变形例的图。
图9是表示图像变换部中的压縮处理的图。
图IO是表示将变换数据图像化的处理的图。
图ll是表示像素值变换部中的像素值变换处理的例(之一)的图。
图12是表示像素值变换部中的像素值变换处理的例(之二)的图。
图13是表示加密处理中使用的定位标记的例子的图。
图14是表示加密图像的例子的图。
图15是表示灰度图像的加密例子的图。
图16是表示第一实施方式中的解密处理概要的图。
图17是表示根据定位标记检测加密区域的过程的图。
图18是表示加密区域检测处理流程的流程图。
图19是表示检测到加密位置的例子的图。
图20是表示第二实施方式的整体图像的图。
图21是表示第二实施方式中的加密处理概要的图。
图22是表示第二实施方式中的解密处理概要的图。
图23是用于说明加密区域的检测方法的图。
图24是用于说明加密位置(横向)的检测方法的图。
图25是表示加密位置检测错误的例子的图。
图26是表示第三实施方式中的加密处理概要的图。
图27是表示第三实施方式中的解密处理概要的图。
图28是执行本发明中的加密处理以及解密处理的处理装置的结构图。
图29是用于说明向计算机安装本发明的加密及解密程序的图。
具体实施例方式
下面，根据附图，说明应用了本发明的实施方式。
首先，使用图1和图2，说明应用了本发明的第一实施方式至第三 实施方式中的加密处理以及解密处理的概要。
图1是表示应用了本发明的实施方式的处理概要(之一)的图。 图1中，加密部ll (第一至第三的各实施方式中，分别称为加密部
IIA、 IIB、 11C。)根据所输入的数字图像和表示加密方法的加密钥，输 出对所述数字图像的一部分进行了加密的加密图像。打印机输出部12将
被加密部11加密的数字图像打印到纸等可打印物理介质上。扫描仪(照
相机)读取部13使用扫描仪或照相机读取打印机输出部12所输出的打 印图像。
并且，解密部14(第一至第三的各实施方式中，分别称为解密部14A、 14B、 14C。)通过打印机输出部12所输出的打印图像和输入的解密钥， 获得解密图像。仅在该输入的解密钥正确的情况下，能够将加密图像适 当地解密，能够看到由加密部11进行加密而隐藏的信息。
图2是表示应用了本发明的实施方式的处理概要(之二)的图。
如图2所示，应用了本发明的第一实施方式至第三实施方式中的加 密处理以及解密处理中，还可以不经由打印机或扫描仪，直接将被加密 部11加密的数字图像作为电子文件图像输入到解密部14，得到解密图像。
接着，分别说明应用了本发明的第一实施方式至第三实施方式。
首先，说明应用了本发明的第一实施方式。
图3是表示第一实施方式中的加密处理概要的图。
图3中，加密部11A具有加密区域决定部31、图像变换部32、像素 值变换部33以及标记附加部34。
加密区域指定部31从包含想要加密的区域的输入图像中选择要加 密的区域。图4是表示选择加密区域的例子的图。
艮P，如图4 (A)所示，加密区域指定部31从包含想要加密的区域 的数字图像(输入图像)41中选择要加密的区域42。该区域42通过后 述的图像变换部32以及像素值变换部33的处理，变换成图4 (B)所示 的变换图像43，数字图像41变换成包含变换图像43的加密图像44。
返回到图3的说明。
若通过加密区域指定部31选择出要加密的区域42，则在图像变换 部32中输入要加密的区域42及加密钥，采用与加密钥对应的变换方法 对要加密的区域42的图像进行视觉变换。此时的变换参数根据从输入的 加密钥得到的二进制数据制作。
图5是表示加密钥的输入例的图。
图5表示的例子是加密钥和通过加密钥生成的二进制数据的例子。 例如，作为加密钥的数值"1234"作为二进制数据"100011010010"输入，作 为加密钥的字符串"ango"作为二进制数据
"oi iooooioiioiiioonooi iioiioiiir，输入。
作为图像变换方法，在本第一实施方式中示出如下2种变换方法， 即，将图像分割成微小区域，并将微小区域重新排列(称为置乱处理。) 的变换方法；以及对图像进行压縮处理的变换方法。
首先，说明置乱处理。
置乱处理是指，首先将所选择的区域42的图像分割成一定尺寸的微 小区域，接着，通过从加密钥得到的二进制数据对微小区域进行重新排 列。
图6是表示图像变换部中的置乱处理的一例的图。
如图6 (A)所示，首先，将加密区域指定部31所选择的区域42沿 纵向分割，使加密钥61的二进制串的各比特依次从左对应于被分割的区 域42的边界，从左侧依次进行如下处理，即，在比特为"l"的情况下， 交换相邻的分割串，在比特为"O"的情况下，不做任何处理。相对于分割 边界的数量，二进制串的比特数量不足的情况下，从不足的位置起，重 复相同的二进制串，进行交换处理，直到区域42的右端。接着，如图6 (B)所示，沿横向分割进行了上述交换处理的图像区
域62，将加密钥61的二进制串的各比特从上侧起依次对应于被分割的图 像区域62的边界，以行单位，依次从上侧进行与纵分割中进行的处理相 同的交换处理。
如图6 (C)所示，对各分割图像进行交换处理的结果，得到对原区 域42进行了置乱处理的处理图像、即置乱图像63。
作为该置乱处理例的扩展法，能够在横向、纵向上同时进行2次以 上，并且，还可以在第二次之后的交换中，改变分割区域的尺寸。此外， 可以在横向和纵向上，在分割区域的交换中使用其他二进制串。这些扩 展法作为在输入图像的尺寸小、且加密钥的比特长度较长的情况下，防 止由不同的加密钥生成完全相同的处理图像的手段特别有效。
图7是表示图像变换部中的置乱处理的其他例子的图。
作为不同于使用图6说明的置乱处理的其他置乱处理法，如图7所 示，还可以采用以微小区域单位进行像素交换的方法。即，将输入图像 分割成矩形的微小区域，将被分割的微小区域彼此交换。由此，与上述 的基于横向和纵向(行和列)交换的方法相比，置乱的数量增多，能够 提高加密强度。
图8是表示置乱处理中的微小区域形状的变形例的图。
此外，置乱处理时的微小区域的形状，除了图7所示的四边形之外， 还可以采用例如图8 (A)所示的三角形。并且，如图8 (B)所示，还 可以使形状或大小不同的微小区域共存。
接着，说明对图像进行压縮处理的变换方法。
图9是表示图像变换部中的压縮处理的图。
输入图像41为二值图像的情况下，首先，如图9 (A)所示，对加 密区域指定部31所选择的区域42的图像进行压縮，制作如图9 (B)所 示的二进制串71。在此的压縮法可以是在传真装置中传送二值图像数据 时使用的运行长度(nmlength)压縮或二值图像的标准压縮方式、即JBIG (Joint Bi-levd Image experts Group)压缩等所有压縮方式。 图IO是表示将变换数据图像化的处理的图。接着图9所示的区域42的压縮，如图IO (B)所示，将变换压縮数 据、即二进制串71的各比特放大成比特为"O"时为"白色"、比特为"l"时 为"黑色"的指定尺寸的方形，制作方形图像(处理图像)81，作为黑白 的方形图像81排列在要加密的图像的区域42上。
在想要将变换压缩数据(二进制串71)收敛在所选择的区域42的 图像内的情况下，方形图像81的尺寸取决于所选择的区域42的压缩率。 例如，若压縮率为l/4以下，则方形图像81的尺寸最多为2x2像素，若 在1/16以下，则最多为4x4像素。
另一方面，预先指定方形图像81的尺寸，且想要将压縮数据收敛在 所选择的区域42的图像内的情况下，在最初的图像压縮处理中，需要达 到取决于方形图像81的尺寸的压縮率。例如，在将方形设成4x4像素的 尺寸的情况下，需要1/16以上的压縮率。该情况下，预先将所选择的区 域42的信息刨去进行压縮的方法，或采用不可逆的压縮方式的方法比较 有效。
通过上述的将压缩数据放大以进行图像化的加密处理，例如即使在 利用低分辨率的照相机读取加密图像的情况下，也能够识别被放大的黑 白块，所以能够正确地将加密图像解密。
返回到图3的说明。
在像素值变换部33中，隔着一定间隔，对被图像变换部32变换的 处理图像63内的像素进行变换，使变换图像43形成大致栅格状的条纹 图案。
图ll是表示像素值变换部中的像素值变换处理的例(之一)的图。 在像素值变换部33中，以一定间隔对区域42被图像变换部32置乱 的处理图像63的像素进行变换，使得加密图像44整体形成大致栅格状 的条纹图案。例如，如图11所示，对图11 (A)所示的置乱图像63执 行在图11 (B)所示的棋盘图案(检查图案)图像91的有色部分进行反 转处理这样的变换，从而如图ll (C)所示，得到加密图像44整体形成 大致栅格状的条纹图案的变换图像92。由此，所生成的条纹状的图案用 于对加密图像44进行解密时，检测加密区域内的各像素的详细位置。对于这些一连串的处理，也可实施其他变换。例如，将像素值反转 的处理可以是将指定值相加的处理。
并且，图11 (B)所示的棋盘图案图像91是与图11 (A)所示的置
乱图像63的尺寸大致相同，但通过使用比置乱图像63小的尺寸，可以 只对置乱图像63的周边以外的中心部分进行反转处理。
图12是表示像素值变换部中的像素值变换处理的例(之二)的图。
并且，变换像素值的区域42可以应用图12 (A)至(C)所示的各 种形状。像素值变换是以高精度检测小区域之间的边界位置为目的的处 理，因此例如，可以考虑如图12 (A)所示，仅对边界部分进行像素值 变换。并且，如图12 (B)所示，在与微小区域一点一点错开的同时， 进行像素值变换，从而变换与非变换的边界以更细的间隔显现出来，所 以在解密处理中，能够进一步详细检测加密图像44的像素位置。此外， 如图12 (C)所示，若仅对微小区域的边界交叉的部分进行像素值变换， 则能够将利用扫描仪或照相机读取打印到纸张等上的图像进行解密时的 画质的劣化抑制到最小程度。
并且，还可以应用以与微小区域的形状不同的分割区域为单位的像 素值变换(例如，分割成三角形的区域单位下的像素值变换)。
此外，微小区域的形状不是均匀大小的四边形，如图8所示，三角 形(图8 (A))或不同大小、形状共存的情况(图8 (B))下，不限于 上述变换例，可以采用与形状对应的方法进行像素值变换(例如，对三 角形的微小区域进行三角形的像素值变换)，也可以进行与置乱形状无关 的像素值变换(例如，对三角形的微小区域进行四边形的像素值变换)。
如上所述，在本发明中，通过变换输入图像的像素值来生成表示加 密位置的规则图案，而不是像专利文献1那样对输入图像进行覆盖。因 此，不会像现有技术那样，为了检测位置而牺牲加密图像的端部分的图 像信息，能够以位置检测信息与原始图像信息共存的方式，有效进行加 密。
另外，若构成图案的部分包含某种图像信息，则其规则性多少会被 破坏，但如后述的解密部14的处理中所述，利用加密图像整体的统计性质，能够检测加密位置。 返回到图3的说明。
在标记附加部34中，对由像素值变换部33进行了变换处理的变换 图像92的四角之中、例如右下以外的三个位置附加定位标记，制作加密 图像44。
标记附加部34将用于确定被加密的区域42的位置的定位标记，配 置到变换图像92的四角之中、例如右下以外的三处。
图13是表示加密处理中使用的定位标记的例子的图。
本第一实施方式中使用的定位标记是图13 (A)所示的圆圈十字形。 更宽泛地说，定位标记的形状可以是由实线的圆或多边形以及与其周边 相交的多条线构成。作为这种例子，可以举出图13 (B)的定位标记那 样形成汉字"田"形的形状；像图13 (C)的定位标记那样，从中心向圆周 方向以放射线状引出3条线的形状；像图13 (D)的定位标记那样，线 条在中途切断的形状等。
而且，定位标记的颜色结构，最单纯的是，背景为白色，前景为黑 色即可，但不限于此，根据变换图像92的颜色(像素值)分布，可以进 行适当变更。并且，不对背景和前景指定既定颜色，可以考虑如下方法， 即，背景的颜色在数字图像41的状态下，对前景的像素值进行反转等， 形成定位标记。这样，能够在保持定位标记部分的输入图像信息的状态 下，对图像进行加密。
图14是表示加密图像的例子的图。
通过以上的加密部11A的处理，最终生成图14所示的加密图像44。 加密图像44包含变换图像92和定位标记121 。
此外，在本第一实施方式的加密方法中，在图像变换部32中使用了 "将微小区域重新排列的处理(置乱处理)"的情况下，不仅是二值图像， 还能够对灰度图像或彩色图像应用加密处理。
图15是对灰度图像进行加密的例子。
在图15中，(A)所示的灰度图像131通过加密部11A的处理，生 成(B)所示的包括变换图像133和定位标记134的加密图像132。接着，说明解密部14A。
图16是表示第一实施方式中的解密处理概要的图。
图16中，解密部14A具备标记检测部141、加密区域检测部142、 加密位置检测部143以及图像逆变换部144。
标记检测部141使用一般的图像识别技术，从加密图像检测由上述 的标记附加部34附加的定位标记的位置。作为检测方法，可以应用图案 匹配或与图形连结性相关的分析等。
加密区域检测部142根据标记检测部141检测到的3个定位标记的 位置关系，检测被加密的图像区域。
图17是表示根据定位标记检测加密区域的过程的图。
如图17 (A)所示，若通过标记检测部141从加密图像151检测到 至少3个定位标记152，则如图17 (B)所示，能够检测出一个加密区域 153。即，3个定位标记152配置在长方形的加密区域153的四角上，所 以将这3个点(定位标记152的位置)用线连接得到的图形大致为直角 三角形。而且，检测到3个以上定位标记152的情况下，包括由3个定 位标记152的位置关系接近直角三角形的形状构成的区域，将3个定位 标记152的位置作为4角部分之中3个角部分的长方形作为加密区域153。 另外，检测定位标记152的数量为2个以下的情况下，由于不能确定对 应的加密区域153，所以认为不存在加密图像，结束解密处理。
图18是表示加密区域检测处理流程的流程图。
由加密区域检测部142执行的加密区域检测处理如下，首先，在步 骤S1601中，将标记检测部141检测到的定位标记152的数量代入到变 量n，在步骤S1602中，向加密区域153的检测用标志reg—detect代入0。
并且，在步骤S1603中，判断代入了定位标记152的数量的变量n 是否为3以上，若变量n不是3以上，即变量n为2以下(步骤S1603: 否)，则结束包括本加密区域检测处理在内的解密处理。
另一方面，若变量n在3以上(步骤S1603:是)，在步骤S1604中， 选择标记检测部141检测到的定位标记152之中的3个定位标记152,在 步骤S1605中，判断该选择的3个定位标记152的位置关系是否为大致直角三角形。
如果所选择的3个定位标记152的位置关系不为大致直角三角形(步
骤S1605:否)，则在步骤S1606中，判断标记检测部141检测到的定位 标记152的3点组合是否全部结束，若没有结束(步骤S1606:否)，则 返回到歩骤S1604，选择其他3个点，在结束的情况下(步骤S1606:是)， 进入到步骤S1608。
另一方面，若所选择的3个定位标记52的位置关系为大致直角三 角形(步骤S1605:是)，则在步骤S1607中，向检测用标志reg—detect 代入l。
并且，在步骤S1608中，判断是否向检测用标志reg_detect代入了 1， 即，判断是否能够检测到3个点的位置关系形成直角三角形的3个定位 标记152,若reg—detect被代入1 (步骤S1608:是)，则进入到加密位置 检测部143的处理，若reg—detect没有被代入1 (步骤S1608:否)，则结 束包括本加密区域检测处理在内的解密处理。
返回到图16的说明。
为了正确地进行加密图像151的解密，加密位置检测部143利用加 密区域检测部142检测到的加密区域153的端部分形成规则像素分布的 事实，通过频率分析或图案匹配等，检测加密区域153内的各像素的详 细位置。该检测利用通过像素值变换部33的像素值变换(反转)处理， 加密图像151整体形成周期图案的性质。
作为一个检测方法，可以考虑如下方法，首先，沿图像的横向和纵 向，采用快速傅立叶变换(Fast Fourier Transform: FFT)等频率分析方 法，求出图案的周期(宽度)，然后，通过模板匹配等，进一步检测边界 位置(offset)。
并且，对加密图像进行边缘检测滤波(拉普拉斯算子滤波等)，可利 用边界部分为直线形状的性质，通过霍夫变换，检测边界位置。 图19是表示检测到加密位置的例子的图。
被加密的数字图像41较复杂的情况下，有可能出现加密图像44的 周期性显著受损的部分。该情况下，采用如下方法较有效，即，将图案周期和边界位置计算中使用的图像区域限定在周期性较强的部分，进行 加密位置检测。
返回到图16的说明。
图像逆变换部144使用加密位置检测部143检测到的加密位置信息 和用户输入的解密钥，采用与解密钥对应的方法，对加密图像44执行基 于图像变换部32的变换处理的逆变换处理，生成解密图像。解密的处理 顺序采用与加密处理相反的顺序实现，所以省略说明。
以上是对应用了本发明的第一实施方式的说明。
接着，说明应用了本发明的第二实施方式。
图20是表示第二实施方式的整体图像的图。
在第二实施方式中，进行加密处理之前，将用于验证加密图像183 的解密妥当性的特定的检查用标记182附加到要加密的区域181的任意 位置(图20 (A))，进行加密(图20 (B))，将加密图像183解密之后， 只要从解密图像184检测到事先附加的检查用标记182，就判断为正确地 进行了解密，结束解密处理(图20 (C))。在没有检测到检查用标记182 的情况下(图20 (D))，校正加密位置，重复解密处理，直到检测到检 査用标记182，或满足指定基准。
图21是表示第二实施方式中的加密处理概要的图。
在图21中，加密部11B具备加密区域决定部31、检査用标记附加 部192、图像变换部32以及像素值变换部33。
与第一实施方式相同，加密区域指定部31从包含想要加密的区域的 输入图像选择要加密的区域。
并且，检查用标记附加部192将用于验证加密图像183的解密妥当 性的特定的检査用标记182附加到要加密的区域18的任意位置。优选 检査用标记182尽量附加到图像信息较少的像素分布平坦的区域。
对指定位置附加检查用标记182之后，与第一实施方式相同，在图 像变换部32中输入要加密的区域181以及加密钥，采用与加密钥对应的 变换方法，将要加密的区域181的图像视觉变换，在像素值变换部33中， 隔着一定伺隔，对被图像变换部32变换的处理图像内的像素进行变换，使得变换图像形成大致栅格状的条纹图案。
图22是表示第二实施方式中的解密处理概要的图。
在图22中，解密部14B具备加密区域检测部201、加密位置检测部 143、图像逆变换部144、检查用标记检测部204以及加密位置校正部205。
首先，加密区域检测部201检测加密图像183的大致区域。通过加 密部11B的加密处理，加密图像183的像素分布大致成棋盘图案状，所 以分别以横向和纵向进行FFT等频率分析，使得与条纹周期对应的频率 的力度显著增强。
图23是用于说明加密区域的检测方法的图。
如图23 (A)所示，对加密图像211进行频率分析，如图23 (B) 所示，将某个频率(该频率整数倍的频率)的力度突出的区域表现为"周 期性强"214。由于在加密区域内存在像素分布的周期性增强的倾向，从 而能够检测大体的加密区域和条纹图案的周期。
返回到图22的说明。
加密位置检测部143在确定了由加密区域检测部201加密的大致区 域之后，进一步正确地检测加密区域，同时检测加密区域内的各像素的 详细位置。作为位置检测的一例，可以考虑如下方法，首先，根据由加 密区域检测部201求出的条纹图案周期和像素绝对值差分的分布，求出 像素值变换的边界位置(offset),从该位置起进一步缩小像素绝对值差分 相对较大的区域。并且，也可以与第一实施方式的加密位置检测部143 相同，对加密位置检测使用霍夫变换。
图24是用于说明加密位置(横向)的检测方法的图。
沿横向、纵向分别进行如上所述的加密区域的检测处理，检测到 图24所示的加密位置221。
返回到图22的说明。
图像逆变换部144使用加密位置信息和解密钥，执行与第一实施方 式相同的方法，生成解密图像。
检查用标记检测部204尝试从图像逆变换部144所解密的解密图像 检测检查用标记。检测方法与第一实施方式中的标记检测处理相同，所以省略说明。并且，在检测到检查用标记的情况下，输出解密图像，完 成处理。在没有检测到检查用标记的情况下，在加密位置校正部205中 校正加密位置，重新执行解密处理(图像逆变换处理)，直到检测到检查 用标记，或者，直到满足指定基准。
图25是表示错误检测加密位置的例子的图。
如图25所示，考虑到看漏加密图像端的情况(遗漏线231)。在此， 在检査用标记221的检测失败的情况下，将表示加密位置的线条追加到 左右端和上下端，或从左右端和上下端删除，进行图像逆变换处理，分 别研究是否能够检测检查用标记221。无论怎样追加或删除线条都不能检 测检査用标记221的情况下，不输出解密图像，结束处理。
以上是应用了本发明的第二实施方式的说明。
接着，说明应用了本发明的第三实施方式。
在本发明的第三实施方式中，使用在第一实施方式中示出的用于确 定加密区域的定位标记、以及第二实施方式的用于判断解密图像的妥当 性的检查用标记的双方，进行图像的加密、解密。使用这些位置检测用 的定位标记和解密图像确认用的检查用标记这两种，从而能够减少输入 了正确解密钥的情况下的图像解密错误。
图26是表示第三实施方式中的加密处理概要的图。 在图26中，加密部11C具备加密区域决定部31、检查用标记附加 部192、图像变换部32、像素值变换部33以及标记附加部34。
首先，选择由加密区域指定部31进行加密的图像区域，由检査用标 记附加部192采用与第二实施方式相同的方法附加用于验证解密的检查 用标记。在附加了检查用标记之后，在图像变换部32和像素值变换部33 中，釆用与第一实施方式和第二实施方式相同的方法，进行图像处理， 对图像进行加密，由标记附加部34采用与第一实施方式相同的方法附加 加密区域检测用的定位标记。这些各处理的内容与第一实施方式或第二 实施方式相同，所以省略说明。
图27是表示第三实施方式中的解密处理概要的图。
在图27中，解密部14C具备标记检测部141、加密区域检测部142、加密位置检测部143、图像逆变换部144、检查用标记检测部204以及加 密位置校正部205。
首先，标记检测部141采用与第一实施方式相同的方法检测定位标 记，接着，加密区域检测部142采用与第一实施方式相同的方法检测加 密区域。此外，加密位置检测部143采用与第一实施方式相同的方法检 测加密区域内的各像素的详细位置。并且，在图像逆变换部144、检查用 标记检测部204以及加密位置校正部205中执行的各处理步骤与第二实 施方式相同，所以省略说明。
以上是应用了本发明的第三实施方式的说明。
如上所述，参照附图，说明了本发明的实施方式，执行应用了本发 明的加密处理以及解密处理的处理装置只要能够执行该功能即可，不限 于上述实施方式，可以是单体的装置，也可以是由多个装置构成的系统 或综合装置，自不必说也可以是经由LAN、WAN等网络进行处理的系统。
并且，如图28所示，也可以由连接在总线2608上的CPU 2601、 ROM或RAM的存储器2602、输入装置2603、输出装置2604、外部记 录装置2605、介质驱动装置2606、便携记录介质2609、网络连接装置 2607构成的系统来实现。即，当然可以将记录了用于实现上述实施方式 的系统的软件程序码的ROM、 RAM的存储器2602、外部记录装置2605、 便携记录介质2609供给到处理装置，使该处理装置的计算机读出程序码 并执行，从而实现上述功能。
该情况下，从便携记录介质2609等读出的程序码自身来实现本发明 的新功能，从而记录了该程序码的便携记录介质2609等就构成本发明。
作为用于供给程序码的便携记录介质2609，例如可使用软盘、硬盘、 光盘、光磁盘、CD-ROM、 CD-R、 DVD-ROM、 DVD-RAM、磁带、非 易失性存储卡、ROM卡、通过电子邮件或电脑通信等的网络连接装 置2607 (换言之，通信线路)记录的各种记录介质等。
并且，如图29所示，计算机执行从存储器2602读出的程序码，从 而实现上述的实施方式的功能，除此之外，根据该程序码的指示，在计 算机上运行的操作系统等进行实际处理的一部分或全部，通过该处理，也可以实现上述实施方式的功能。
此外，从便携记录介质2609读出的程序码或由程序(数据)提供者 提供的程序(数据)被写入到插入于计算机的功能扩展端口或连接在计
算机上的功能扩展单位所具备的存储器2602之后,根据该程序码的指示， 该功能扩展端口或功能扩展单元所具备的CPU 2601等进行实际处理的 一部分或全部，通过该处理，也能够实现上述实施方式的功能。
艮P，本发明不限于以上所述的实施方式，可以在不脱离本发明宗旨 的范围内，采用各种结构或形状。
权利要求
1.一种图像加密装置，其用于将数字图像加密成加密图像，该图像加密装置的特征在于，所述图像加密装置具备加密区域指定单元，其从所述数字图像指定要加密的部分区域；图像变换单元，其根据加密钥，将所述加密区域指定单元所选择的部分区域变换成处理图像；以及像素值变换单元，其为了确定所述部分区域的位置，规则地变换由所述图像变换单元进行变换后的处理图像的像素值，从而生成变换图像。
2. 根据权利要求1所述的图像加密装置，其特征在于，所述图像变 换单元将所述部分区域分割成多个微小区域，根据所述加密钥，对所分 割的多个微小区域进行重新排列。
3. 根据权利要求1所述的图像加密装置，其特征在于，所述图像变 换单元采用任意压縮方法，将所述部分区域变换成压縮数据，将所述变 换后的压縮数据的各比特作为任意大小的白像素或黑像素进行排列。
4. 根据权利要求1~3中的任意一项所述的图像加密装置，其特征在 于，所述像素值变换单元沿所述处理图像的横向，以一定周期变换所述 像素值，沿所述处理图像的纵向，以一定周期变换所述像素值，从而生 成形成大致条纹形状图案的变换图像。
5. 根据权利要求1~4中的任意一项所述的图像加密装置，其特征在 于，所述图像加密装置还具备标记附加单元，该标记附加单元为了确定 所述部分区域的位置，将特定标记附加到由所述像素值变换单元生成的 变换图像上，从而生成所述加密图像。
6. 根据权利要求5所述的图像加密装置，其特征在于，所述标记是 实线的圆形或多边形，且在其内侧存在多条与圆形或多边形的周边相交 的线。
7. 根据权利要求5或6所述的图像加密装置，其特征在于，所述标 记通过像素值变换来形成前景。
8. 根据权利要求1~7中的任意一项所述的图像加密装置，其特征在于，所述图像加密装置还具备检査用标记附加单元，该检查用标记附加 单元在由所述加密区域指定单元指定部分区域之前，将用于验证所述加 密图像的解密妥当性的特定的检查用标记附加到所述数字图像上。
9. 一种图像解密装置，其用于将加密图像解密成数字图像，该图像 解密装置的特征在于，所述图像解密装置包括标记检测单元，其检测为了确定加密的部分区域的位置而附加到所 述加密图像上的特定标记；加密区域检测单元，其根据所述标记检测单元检测到的标记，检测 被加密的加密图像区域；加密位置检测单元，其检测所述加密区域检测单元检测到的加密图像区域之中的像素值被规则地变换的加密位置；以及解密单元，其根据所述加密位置检测单元检测到的加密位置和解密 钥，将所述加密图像区域解密为所述数字图像。
10. —种图像解密装置，其用于将加密图像解密成数字图像，该图像 解密装置的特征在于，所述图像解密装置包括加密区域检测单元，其检测被加密的加密图像区域；加密位置检测单元，其检测所述加密区域检测单元检测到的加密图 像区域之中的像素值被规则地变换的加密位置；解密单元，其根据所述加密位置检测单元检测到的加密位置和解密 钥，将所述加密图像区域解密成所述数字图像；以及检査用标记检测单元，其从由所述解密单元进行解密后的所述数字 图像之中，检测用于验证解密妥当性的特定的检查用标记。
11. 一种图像解密装置，其用于将加密图像解密成数字图像，该图像 解密装置的特征在于，所述图像解密装置包括-标记检测单元，其检测为了确定加密的部分区域的位置而附加到所 述加密图像上的特定标记；加密区域检测单元，其根据所述标记检测单元检测到的标记，检测 被加密的加密图像区域；加密位置检测单元，其检测所述加密区域检测单元检测到的加密图像区域之中的像素值被规则地变换的加密位置；解密单元，其根据所述加密位置检测单元检测到的加密位置和解密钥，将所述加密图像区域解密成所述数字图像；以及检査用标记检测单元，其从由所述解密单元进行解密后的所述数字 图像之中，检测用于验证解密妥当性的特定的检査用标记。
12. 根据权利要求10或11所述的图像解密装置，其特征在于，所述 图像解密装置还包括加密位置校正单元，该加密位置校正单元在所述检 査用标记检测单元没有检测到检查用标记的情况下，校正所述加密位置 检测单元检测到的加密位置。
13. 根据权利要求9~12中的任意一项所述的图像解密装置，其特征 在于，所述加密图像是采用权利要求1~8中的任意一项所述的图像加密 装置进行加密得到的图像。
14. 根据权利要求9~12中的任意一项所述的图像解密装置，其特征 在于，所述加密图像是通过对采用权利要求~8中的任意一项所述的图 像加密装置进行加密得到的图像进行打印，并将该打印的图像读取而得 到的图像。
15. —种图像加密方法，用于将数字图像加密成加密图像的图像加密 装置中，该图像加密方法的特征在于，从所述数字图像指定要加密的部分区域； 根据加密钥，将所述选择的部分区域变换成处理图像；以及 为了确定所述部分区域的位置，将所述变换后的处理图像的像素值 规则地变换，从而生成变换图像。
16. 根据权利要求15所述的图像加密方法，其特征在于，为了确定 所述部分区域的位置，将特定标记附加到所述生成的变换图像上，从而 生成所述加密图像。
17. —种图像解密方法，用于将加密图像解密成数字图像的图像解密 装置中，该图像解密方法的特征在于，检测为了确定加密的部分区域的位置而附加到所述加密图像上的特 定标记；根据所述检测到的标记，检测被加密的加密图像区域； 检测所述检测到的加密图像区域之中的像素值被规则地变换的加密位置；以及根据所述检测到的加密位置和解密钥，将所述加密图像区域解密成 所述数字图像。
18. —种图像解密方法，用于将加密图像解密成数字图像的图像解 密装置中，该图像解密方法的特征在于，检测被加密的加密图像区域；检测所述检测到的加密图像区域之中的像素值被规则地变换的加密根据所述检测到的加密位置和解密钥，将所述加密图像区域解密成 所述数字图像；以及从所述解密后的所述数字图像，检测用于验证解密妥当性的特定的 检查用标记。
19. 一种图像解密方法，用于将加密图像解密成数字图像的图像解 密装置中，该图像解密方法的特征在于，检测为了确定加密的部分区域的位置而附加到所述加密图像上的特 定标记；根据所述检测到的标记，检测被加密的加密图像区域； 检测所述检测到的加密图像区域之中的像素值被规则地变换的加密根据所述检测到的加密位置和解密钥，将所述加密图像区域解密成 所述数字图像；以及从所述解密后的所述数字图像，检测用于验证解密妥当性的特定的 检查用标记。
20. —种图像加密程序，其使将数字图像加密成加密图像的图像加密 装置的计算机作为如下单元而进行工作加密区域指定单元，其从所述数字图像指定要加密的部分区域； 图像变换单元，其根据加密钥，将所述加密区域指定单元所选择的部分区域变换成处理图像；以及像素值变换单元，其为了确定所述部分区域的位置，规则地变换由 所述图像变换单元进行变换后的处理图像的像素值，从而生成变换图像。
21. 根据权利要求20所述的图像加密程序，其特征在于，所述图像 加密程序还使所述图像加密装置的计算机作为标记附加单元进行工作， 该标记附加单元为了确定所述部分区域的位置，将特定标记附加到由所 述像素值变换单元生成的变换图像上，从而生成所述加密图像。
22. —种图像解密程序，其使用于将加密图像解密成数字图像的图像 解密装置的计算机作为如下单元而进行工作标记检测单元，其检测为了确定加密的部分区域的位置而附加到所 述加密图像上的特定标记；加密区域检测单元，其根据所述标记检测单元检测到的标记，检测被加密的加密图像区域；加密位置检测单元，其检测所述加密区域检测单元检测到的加密图 像区域之中的像素值被规则地变换的加密位置；以及解密单元，其根据所述加密位置检测单元检测到的加密位置和解密 钥，将所述加密图像区域解密为所述数字图像。
23. —种图像解密程序，其使用于将加密图像解密成数字图像的图 像解密装置的计算机作为如下单元而进行工作加密区域检测单元，其检测被加密的加密图像区域；加密位置检测单元，其检测所述加密区域检测单元检测到的加密图 像区域之中的像素值被规则地变换的加密位置；解密单元，其根据所述加密位置检测单元检测到的加密位置和解密 钥，将所述加密图像区域解密成所述数字图像；以及检查用标记检测单元，其从由所述解密单元解密后的所述数字图像 之中，检测用于验证解密妥当性的特定的检查用标记。
24. —种图像解密程序，其使用于将加密图像解密成数字图像的图 像解密装置的计算机作为单元而进行工作标记检测单元，其检测为了确定加密的部分区域的位置而附加到所述加密图像上的特定标记；加密区域检测单元，其根据所述标记检测单元检测到的标记，检测被加密的加密图像区域；加密位置检测单元，其检测所述加密区域检测单元检测到的加密图 像区域之中的像素值被规则地变换的加密位置；解密单元，其根据所述加密位置检测单元检测到的加密位置和解密 钥，将所述加密图像区域解密成所述数字图像；以及检查用标记检测单元，其从由所述解密单元解密后的所述数字图像 之中，检测用于验证解密妥当性的特定的检查用标记。
全文摘要
本发明提供图像加密/解密装置、方法以及程序。本发明具备执行如下处理的单元将输入图像的一部分加密，并且为了在解密时可确定经加密的区域，规则地变换加密区域的像素值，从而生成与像素值变换对应的特有图案；将用于确定加密位置的定位标记附加到加密区域的四角之中至少2个以上角上；以及在加密处理前，将至少1个用于验证解密图像妥当性的检查用标记附加到加密区域内。
文档编号H04N1/387GK101529888SQ20078003974
公开日2009年9月9日 申请日期2007年3月13日 优先权日2006年10月31日
发明者中潟昌平, 仓木健介, 阿南泰三 申请人:富士通株式会社