JP6116059B2 - 暗号通信向け画像圧縮伸長方法及び装置、プログラム、並びに記憶媒体 - Google Patents
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Description
Claims (24)
- デジタル画像を暗号化しながら圧縮してネットワーク送信し受信側で伸長及び復号する事によりデジタル画像を復元する暗号通信向け画像圧縮伸長方法であって、
(S1)デジタル画像を取り込む画像取り込み工程と、
(S2)グレイスケールの暗号鍵画像を準備する工程と、
(S3)前記デジタル画像に前記暗号鍵画像をコンボリューションする事により前記デジタル画像の高周波成分を削減し且つ解像度を低減し且つ暗号化した暗号化画像を得る暗号化工程と、
(S4)前記暗号化画像をエントロピー符号化して、暗号化画像コードに変換する工程と、
(S5)前記暗号化画像コードをネットワーク上の他のコンピュータに送信する工程と、
(S6)前記他のコンピュータにおいて前記暗号化画像コードを受信する工程と、
(S7)前記他のコンピュータにおいて、エントロピー符号化する際に使用した符号化に対応する復号化方法で前記暗号化画像コードを復号し受信暗号化画像と成す工程と、
(S8)前記他のコンピュータにおいて、事前に暗号化され別途配信された前記暗号化工程で使用した前記暗号鍵画像を復号して準備する工程と、
(S9)前記他のコンピュータにおいて、前記暗号鍵画像及び前記受信暗号化画像から前記受信暗号化画像に最も尤もらしい最尤デジタル画像を復元するデジタル画像復元工程と、
を備え、前記暗号鍵画像が、地が黒であり、中心に図案が配置される画像である事に特徴が有る暗号通信向け画像圧縮伸長方法。 - 請求項1に記載された暗号化工程は、
(S10)前記暗号鍵画像の画像サイズを前記デジタル画像に一致させる様に前記暗号鍵画像を補正して第1補正暗号鍵画像と成す第1補正工程と、
(S11)前記第1補正暗号鍵画像をフーリエ変換し、第1補正暗号鍵画像スペクトルと成す工程と、
(S12)前記デジタル画像をデガンマ補正の後に赤原色画像であるRI、緑原色画像であるGI及び青原色画像であるBIに分割する工程と、
(S13)前記RI、前記GI及び前記BIをそれぞれフーリエ変換し、RIスペクトル、GIスペクトル及びBIスペクトルと成す工程と、
(S14)前記RIスペクトルと前記第1補正暗号鍵画像スペクトルを積算して得られた積をRIEスペクトルと成す工程と、
(S15)前記GIスペクトルと前記第1補正暗号鍵画像スペクトルを積算して得られた積をGIEスペクトルと成す工程と、
(S16)前記BIスペクトルと前記第1補正暗号鍵画像スペクトルを積算して得られた積をBIEスペクトルと成す工程と、
(S17)前記RIEスペクトル、前記GIEスペクトル及び前記BIEスペクトルをそれぞれ逆フーリエ変換し、高周波数領域が削減され暗号化された赤原色画像であるRE、高周波数領域が削減され暗号化された緑原色画像であるGE及び高周波数領域が削減され暗号化された青原色画像であるBEと成す工程と、
(S18)前記RE、前記GE及び前記BEから1枚のカラー画像を合成し、このカラー画像をガンマ補正の後に暗号化画像と成す工程と、
を備える事に特徴が有る暗号通信向け画像圧縮伸長方法。 - 請求項1に記載されたデジタル画像復元工程は、
(S20)前記暗号鍵画像の画像サイズを前記受信暗号化画像に一致させる様に前記暗号鍵画像を補正して第2補正暗号鍵画像と成す第2補正工程と、
(S21)前記受信暗号化画像を赤原色画像、緑原色画像及び青原色画像に分割する工程、
(S22)前記第2補正暗号鍵画像をH画像と成し更に前記赤原色画像をY画像と成し、更に前記H画像及び前記Y画像からF画像を復元する画像復元演算工程を用いてF画像を復元しこれを赤原色デジタル画像と成す工程と、
(S23)前記緑原色画像をY画像と成し、更に前記画像復元演算工程を用いてF画像を復元しこれを緑原色デジタル画像と成す工程と、
(S24)前記青原色画像をY画像と成し、更に前記画像復元演算工程を用いてF画像を復元しこれを青原色デジタル画像と成す工程と、
(S25)前記赤原色デジタル画像、前記緑原色デジタル画像及び前記青原色デジタル画像から最尤デジタル画像を合成する工程と、
を備える事に特徴が有る暗号通信向け画像圧縮伸長方法。 - 請求項3に記載された画像復元演算工程は、
(S30)前記H画像をフーリエ変換してH画像スペクトルを得る工程と、
(S31)最大反復演算回数を設定する工程と、
(S32)反復演算回数を計数するカウンターを0に設定しリセットする工程と、
(S33)前記Y画像をデガンマ補正しこれをY画像と成し更に当該Y画像をF画像初期値と成す工程と、
(S34)前記F画像初期値をフーリエ変換してF画像初期値スペクトルを得る工程と、
(S35)前記F画像初期値スペクトルを前記H画像スペクトルに積算しこの積を第1の関数と成す工程と、
(S36)前記第1の関数を反転して第2の関数と成す工程と、
(S37)前記第2の関数に前記Y画像を積算しこの積を第3の関数と成す工程と、
(S38)前記第3の関数をフーリエ変換して第3の関数のスペクトルを得る工程と、
(S39)前記H画像の反転関数を求めこれを第4の関数と成す工程と、
(S40)前記第4の関数をフーリエ変換して第4の関数のスペクトルを得る工程と、
(S41)前記第3の関数のスペクトルに前記第4の関数のスペクトルを積算しこの積を第5の関数と成す工程と、
(S42)前記第5の関数を逆フーリエ変換して第6の関数を得る工程と、
(S43)前記第6の関数に前記F画像初期値を積算しこの積をF画像と成す工程と、
(S44)前記F画像を前記F画像初期値と成す工程と、
(S45)前記カウンターに1を加算する工程と、
(S46)前記カウンターの値が前記最大反復演算回数を超えているという仮説を検証し、もしこの検証結果が偽で有れば、S34の工程へ戻り、そうではなくて、もし前記検証結果が真で有れば、S47の工程へジャンプする工程と、
(S47)前記F画像をガンマ補正してF画像と成し更に当該F画像を出力する工程と、
を備える事に特徴が有る暗号通信向け画像圧縮伸長方法。 - 請求項4に記載された画像復元演算工程の第2の態様は、
前記暗号鍵画像に点対称のものを使用する事により、S39〜S40の工程を削除し且つS41の工程を、
(S41C)前記第3の関数のスペクトルに前記H画像スペクトルを積算しこの積を第5の関数と成す工程、
と改める事に特徴が有る暗号通信向け画像圧縮伸長方法。 - 請求項2に記載された第1補正工程は、
(S50)前記暗号鍵画像の画素サイズを前記デジタル画像の画素サイズに一致させる工程と、
(S51)前記デジタル画像の画像サイズで且つ何のデータも無い第1補正暗号鍵画像を準備する工程と、
(S52)前記暗号鍵画像の画像サイズを前記デジタル画像の画像サイズと比較し、両者が同じであれば、(S53)へジャンプし、前記暗号鍵画像の画像サイズが前記デジタル画像の画像サイズよりも小さい場合、(S54)へジャンプし、それ以外では、(S57)へジャンプする工程と、
(S53)前記暗号鍵画像を前記第1補正暗号鍵画像に転写しその後終了する工程と、
(S54)前記第1補正暗号鍵画像の中心画素の座標に前記暗号鍵画像の中心画素の座標を一致させるように前記暗号鍵画像を移動する工程と、
(S55)前記暗号鍵画像を前記第1補正暗号鍵画像へ転写する工程と、
(S56)前記第1補正暗号鍵画像の転写済み領域と非転写領域の境界をミラー反転軸として前記転写済み領域の画素を非転写領域へ転写しその後終了する工程と、
(S57)前記デジタル画像の画像サイズに一致する様に前記暗号鍵画像を縮小しこれを第1補正暗号鍵画像に転写しその後終了する工程と、
を備える事に特徴が有る暗号通信向け画像圧縮伸長方法。 - 請求項3に記載された第2補正工程は、
(S60)前記暗号鍵画像の画素サイズを前記受信暗号化画像の画素サイズに一致させる工程と、
(S61)前記受信暗号化画像の画像サイズで且つ何のデータも無い第2補正暗号鍵画像を準備する工程と、
(S62)前記暗号鍵画像の画像サイズを前記受信暗号化画像の画像サイズと比較し、両者が同じであれば、(S63)へジャンプし、前記暗号鍵画像の画像サイズが前記受信暗号化画像の画像サイズよりも小さい場合、(S64)へジャンプし、それ以外では、(S67)へジャンプする工程と、
(S63)前記暗号鍵画像を第2補正暗号鍵画像へ転写しその後終了する工程と、
(S64)前記第2補正暗号鍵画像の中心画素の座標に前記暗号鍵画像の中心画素の座標を一致させるように前記暗号鍵画像を移動する工程と、
(S65)前記暗号鍵画像を前記第2補正暗号鍵画像へ転写する工程と、
(S66)前記第2補正暗号鍵画像の転写済み領域と非転写領域の境界をミラー反転軸として前記転写済み領域の画素を非転写領域へ転写後に終了する工程と、
(S67)前記受信暗号化画像の画像サイズに一致する様に前記暗号鍵画像を縮小しこれを前記第2補正暗号鍵画像に転写後に終了する工程と、
を備える事に特徴が有る暗号通信向け画像圧縮伸長方法。 - 請求項1に記載された暗号通信向け画像圧縮伸長方法であって、更に、請求項2に記載された暗号化工程と、請求項3に記載されたデジタル画像復元工程と、請求項4に記載された画像復元演算工程と、請求項6に記載された第1補正工程と、請求項7に記載された第2補正工程とを備える暗号通信向け画像圧縮伸長方法を、コンピュータシステムに実行させるための第1プログラム。
- 請求項1に記載された暗号通信向け画像圧縮伸長方法であって、更に、請求項2に記載された暗号化工程と、請求項3に記載されたデジタル画像復元工程と、請求項5に記載された画像復元演算工程の第2の態様と、請求項6に記載された第1補正工程と、請求項7に記載された第2補正工程とを備える暗号通信向け画像圧縮伸長方法を、コンピュータシステムに実行させるための第2プログラム。
- 請求項8に記載された第1プログラムを暗号化された状態で記憶し且つコンピュータシステムに接続可能で且つ前記コンピュータシステムが読込可能な第1記憶媒体。
- 請求項9に記載された第2プログラムを暗号化された状態で記憶し且つコンピュータシステムに接続可能で且つ前記コンピュータシステムが読込可能な第2記憶媒体。
- デジタル画像を暗号化しながら圧縮してネットワーク送信し受信側で伸長及び復号する事によりデジタル画像を復元するシステムであって、
(W1)デジタル画像を取り込む画像取り込み手段と、
(W2)グレイスケールの暗号鍵画像を準備する手段と、
(W3)前記デジタル画像に前記暗号鍵画像をコンボリューションする事により前記デジタル画像の高周波成分を削減し且つ解像度を低減し且つ暗号化した暗号化画像を得る暗号化手段と、
(W4)前記暗号化画像をエントロピー符号化して、暗号化画像コードに変換する手段と、
(W5)前記暗号化画像コードをネットワーク上の他のコンピュータに送信する手段と、
(W6)前記他のコンピュータにおいて前記暗号化画像コードを受信する手段と、
(W7)前記他のコンピュータにおいて、エントロピー符号化する際に使用した符号化に対応する復号化方法で前記暗号化画像コードを復号し受信暗号化画像と成す手段と、
(W8)前記他のコンピュータにおいて、事前に暗号化され別途配信された前記暗号化手段で使用した前記暗号鍵画像を復号して準備する手段と、
(W9)前記他のコンピュータにおいて、前記暗号鍵画像及び前記受信暗号化画像から前記受信暗号化画像に最も尤もらしい最尤デジタル画像を復元するデジタル画像復元手段と、
を備え、前記暗号鍵画像が、地が黒であり、中心に図案が配置される画像である事に特徴が有る暗号通信向け画像圧縮伸長システム。 - 請求項12に記載された暗号化手段は、
(W10)前記暗号鍵画像の画像サイズを前記デジタル画像に一致させる様に前記暗号鍵画像を補正して第3補正暗号鍵画像と成す第1補正手段と、
(W11)前記第3補正暗号鍵画像をフーリエ変換し、第3補正暗号鍵画像スペクトルと成す手段と、
(W12)前記デジタル画像をデガンマ補正の後に赤原色画像であるRI、緑原色画像であるGI及び青原色画像であるBIに分割する手段と、
(W13)前記RI、前記GI及び前記BIをそれぞれフーリエ変換し、RIスペクトル、GIスペクトル及びBIスペクトルと成す手段と、
(W14)前記RIスペクトルと前記第3補正暗号鍵画像スペクトルを積算して得られた積をRIEスペクトルと成す手段と、
(W15)前記GIスペクトルと前記第3補正暗号鍵画像スペクトルを積算して得られた積をGIEスペクトルと成す手段と、
(W16)前記BIスペクトルと前記第3補正暗号鍵画像スペクトルを積算して得られた積をBIEスペクトルと成す手段と、
(W17)前記RIEスペクトル、前記GIEスペクトル及び前記BIEスペクトルをそれぞれ逆フーリエ変換し、高周波数領域が削減され暗号化された赤原色画像であるRE、高周波数領域が削減され暗号化された緑原色画像であるGE及び高周波数領域が削減され暗号化された青原色画像であるBEと成す手段と、
(W18)前記RE、前記GE及び前記BEから1枚のカラー画像を合成し、このカラー画像をガンマ補正の後に暗号化画像と成す手段と、
を備える事に特徴が有る暗号通信向け画像圧縮伸長システム。 - 請求項12に記載されたデジタル画像復元手段は、
(W20)前記暗号鍵画像の画像サイズを前記受信暗号化画像に一致させる様に前記暗号鍵画像を補正して第4補正暗号鍵画像と成す第2補正手段と、
(W21)前記受信暗号化画像を赤原色画像、緑原色画像及び青原色画像に分割する手段と、
(W22)前記第4補正暗号鍵画像をH画像と成し更に前記赤原色画像をY画像と成し、更に前記H画像及び前記Y画像からF画像を復元する画像復元演算手段を用いてF画像を復元しこれを赤原色デジタル画像と成す手段と、
(W23)前記緑原色画像をY画像と成し、更に前記画像復元演算手段を用いてF画像を復元しこれを緑原色デジタル画像と成す手段と、
(W24)前記青原色画像をY画像と成し、更に前記画像復元演算手段を用いてF画像を復元しこれを青原色デジタル画像と成す手段と、
(W25)前記赤原色デジタル画像、前記緑原色デジタル画像及び前記青原色デジタル画像から最尤デジタル画像を合成する手段と、
を備える事に特徴が有る暗号通信向け画像圧縮伸長システム。 - 請求項14に記載された画像復元演算手段は、
(W30)前記H画像をフーリエ変換してH画像スペクトルを得る手段と、
(W31)最大反復演算回数を設定する手段と、
(W32)反復演算回数を計数するカウンターを0に設定しリセットする手段と、
(W33)前記Y画像をデガンマ補正しこれをY画像と成し更に当該Y画像をF画像初期値と成す手段と、
(W34)前記F画像初期値をフーリエ変換してF画像初期値スペクトルを得る手段と、
(W35)前記F画像初期値スペクトルを前記H画像スペクトルに積算しこの積を第7の関数と成す手段と、
(W36)前記第7の関数を反転して第8の関数と成す手段と、
(W37)前記第8の関数に前記Y画像を積算しこの積を第9の関数と成す手段と、
(W38)前記第9の関数をフーリエ変換して第9の関数のスペクトルを得る手段と、
(W39)前記H画像の反転関数を求めこれを第10の関数と成す手段と、
(W40)前記第10の関数をフーリエ変換して第10の関数のスペクトルを得る手段と、
(W41)前記第9の関数のスペクトルに前記第10の関数のスペクトルを積算しこの積を第11の関数と成す手段と、
(W42)前記第11の関数を逆フーリエ変換して第12の関数を得る手段と、
(W43)前記第12の関数に前記F画像初期値を積算しこの積をF画像と成す手段と、
(W44)前記F画像を前記F画像初期値と成す手段と、
(W45)前記カウンターに1を加算する手段と、
(W46)前記カウンターの値が前記最大反復演算回数を超えているという仮説を検証し、もしこの検証結果が偽で有れば、W34の手段へ戻り、そうではなくて、もし前記検証結果が真で有れば、W47の工程へジャンプする手段と、
(W47)前記F画像をガンマ補正してF画像と成し更に当該F画像を出力する手段と、
を備える事に特徴が有る暗号通信向け画像圧縮伸長システム。 - 請求項15に記載された画像復元演算手段の第2の態様は、
前記暗号鍵画像に点対称のものを使用する事により、W39〜W40の手段を削除し且つW41の手段を、
(W41C)前記第9の関数のスペクトルに前記H画像スペクトルを積算しこの積を第11の関数と成す手段、
と改める事に特徴が有る暗号通信向け画像圧縮伸長システム。 - 請求項13に記載された第1補正手段は、
(W50)前記暗号鍵画像の画素サイズを前記デジタル画像の画素サイズに一致させる手段と、
(W51)前記デジタル画像の画像サイズで且つ何のデータも無い第3補正暗号鍵画像を準備する手段と、
(W52)前記暗号鍵画像の画像サイズを前記デジタル画像の画像サイズと比較し、両者が同じであれば、(W53)へジャンプし、前記暗号鍵画像の画像サイズが前記デジタル画像の画像サイズよりも小さい場合、(W54)へジャンプし、それ以外では、(W57)へジャンプする手段と、
(W53)前記暗号鍵画像を第3補正暗号鍵画像に転写しその後終了する手段と、
(W54)前記第3補正暗号鍵画像の中心画素の座標に前記暗号鍵画像の中心画素の座標を一致させるように前記暗号鍵画像を移動する手段と、
(W55)前記暗号鍵画像を前記第3補正暗号鍵画像へ転写する手段と、
(W56)前記第3補正暗号鍵画像の転写済み領域と非転写領域の境界をミラー反転軸として前記転写済み領域の画素を非転写領域へ転写し終了する手段と、
(W57)前記デジタル画像の画像サイズに一致する様に前記暗号鍵画像を縮小しこれを前記第3補正暗号鍵画像に転写しその後終了する手段と、
を備える事に特徴が有る暗号通信向け画像圧縮伸長システム。 - 請求項14に記載された第2補正手段は、
(W60)前記暗号鍵画像の画素サイズを前記受信暗号化画像の画素サイズに一致させる手段と、
(W61)前記受信暗号化画像の画像サイズで且つ何のデータも無い第4補正暗号鍵画像を準備する手段と、
(W62)前記暗号鍵画像の画像サイズを前記受信暗号化画像の画像サイズと比較し、両者が同じであれば、(W63)へジャンプし、前記暗号鍵画像の画像サイズが前記受信暗号化画像の画像サイズよりも小さい場合、(W64)へジャンプし、それ以外では、(W67)へジャンプする手段と、
(W63)前記暗号鍵画像を第4補正暗号鍵画像へ転写しその後終了する手段と、
W64)前記第4補正暗号鍵画像の中心画素の座標に前記暗号鍵画像の中心画素の座標を一致させるように前記暗号鍵画像を移動する手段と、
(W65)前記暗号鍵画像を前記第4補正暗号鍵画像へ転写する手段と、
(W66)前記第4補正暗号鍵画像の転写済み領域と非転写領域の境界をミラー反転軸として前記転写済み領域の画素を非転写領域へ転写後に終了する手段と、
(W67)前記受信暗号化画像の画像サイズに一致する様に前記暗号鍵画像を縮小しこれを前記第4補正暗号鍵画像に転写後に終了する手段と、
を備える事に特徴が有る暗号通信向け画像圧縮伸長システム。 - 請求項12に記載された暗号通信向け画像圧縮伸長システムであって、更に、請求項13に記載された暗号化手段と、請求項14に記載されたデジタル画像復元手段と、請求項15に記載された画像復元演算手段と、請求項17に記載された第1補正手段と、請求項18に記載された第2補正手段とを備える暗号通信向け画像圧縮伸長システムとして、コンピュータシステムを機能させるための第3プログラム。
- 請求項12に記載された暗号通信向け画像圧縮伸長システムであって、更に、請求項13に記載された暗号化手段と、請求項14に記載されたデジタル画像復元手段と、請求項16に記載された画像復元演算手段の第2の態様と、請求項17に記載された第1補正手段と、請求項18に記載された第2補正手段とを備える暗号通信向け画像圧縮伸長システムとして、コンピュータシステムを機能させるための第4プログラム。
- 請求項19に記載された第3プログラムを暗号化された状態で記憶し且つコンピュータシステムに接続可能で且つ前記コンピュータシステムが読込可能な第3記憶媒体。
- 請求項20に記載された第4プログラムを暗号化された状態で記憶し且つコンピュータシステムに接続可能で且つ前記コンピュータシステムが読込可能な第4記憶媒体。
- 前記暗号鍵画像中の前記図案は非点対称である、請求項1に記載の暗号通信向け画像圧縮伸長方法。
- 前記暗号鍵画像は、前記暗号化画像が、前記デジタル画像と見分ける事が困難な程に不鮮明にされた画像になるように選択される、請求項23に記載の暗号通信向け画像圧縮伸長方法。
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