JPS62284582A - 画像デ−タ暗号化方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ３、発明の詳細な説明 〔産業上の利用分野〕 本発明は、画像データの処理に関し、特に１画像データ
の次めの暗号方式に関する。

〔従来の技術〕

通常のデータのための暗号方式については多くの文献が
あるが１画像データの友めの暗号方式の文献は非常に少
ない。その希な例として、電子通信学会枝軸ＩＥ８２−
９８ｒ図形情報の特徴を利用した暗号符号化方式」がめ
り、こｆ′Ｌは、画儂デｉ咲 一タに２次黴分操作を反覆適用するものである。

ところで１画像データはデータ量が多く、その次め１画
像データの蓄積、伝送等に際しては、高能率符号化によ
り、データの冗長性の抑圧（いわゆる画像圧縮）を行な
うのが普通である。し九がって１画像データの之めの暗
号方式は、このような高能率符号化方式になじむものぞ
あることが望ましい０ 接に２次亀分操作を反覆するものであり、その結果得ら
れる暗号化データは、ノイズに似几冗長性の少ないパタ
ーンと洩る０そのため、この方式は。

高能率符号化方式になじまず１画像データの蓄積。

伝送等のコストが増大するという問題がある。本発明は
、高能率符号化方式とのなじみがよく、その利点を十分
に活用することができろような画像データ暗号方式を実
現することｔ意図し、特に。

ツリー符号化方式、階層符号化方式などと呼ばｎ〔問題
点を解決するための手段〕 本発明によｎば１画家データ処理装置において。

ツリー符号化の後、ツリー符号化画像データに対する階
層別のデータブロック又はデータブロック群の転置の形
Ｍ４を暗号キーに基づいて指定するステップと、この指
定さｎた形態の転置をツリー符号化画像データに施すス
テップが付加さｎる０〔作用〕 ツリー符号化画像データは、木構造に対応する階層的な
ブロック構造を持つ。暗号キーは、転置形態指定ステッ
プを介して、そのままで、又は一定の変換処理の後に、
それぞｎの階層のブロック構造゛におけるデータブロッ
ク又はブロック群の転置の形態を指定する。転置ステッ
プは、この指定に従い、ツリー符号化画像データに対し
て、それぞれの階層くおけるデータブロック又はブロッ
ク群の転置（配置換え）を行なう。その結果、原ツリー
符号化画像データのそれぞれのブロックは。

シャフルさｆ′Ｌｆｃのと同様に、異なる位置に移動し
これをそのままツリー復号したものは％原画像とは全く
異なるものとなり、かくて暗号化が達成てれる。復号は
、各階層について暗号化におけるものとは逆の転置を施
すことによりて行なうことができる。

〔実施例〕

第１図は、４分水ツリー（Ｑｓａｄ−Ｔｒａｍ　）符号
化方式の下における本発明の一実施例を実行する装置の
一例を示す０４４分木符化部１は、入力画像データ’ｔ
−４分木符号化データに変換する０４４分木符化機構自
体は周知であり１例えば％’Ｈｓ−デｔｓｒａｉｂｔａ
ａｌＣａｄ（ｓｇ　ｏｆ　　Ｂ＜５ａｒｙ　　Ｉｎｈａ
ｇａａ’　　　ＩＥＥＥ　　　Ｔｒａｓａ。

Ｐａｔｔａｒｓ　　Ａｎａｌｙｓｉｓ　　ａｎｄ　　Ｍ
ａｃルｓｅａ　　Ｉ外ｔａｌＮｇａｓａａ。

Ｖｏｊ、ＰＡＭＩ−７Ｎａ３　（１９８５年５月）、　
第２８４〜２９８頁に記載さ１ており％めろいは、特願
昭６０−２４１２１８号に示され丸ものを用いてもよい
。簡単にいうと、この符号化方式は、原画像データな、
各部における輝度変化点の疎密又は有無に応じて、例え
ば第２図囚に示すように、４分割を繰返すことにより工
得らｎる異なるサイズの複数のブロックに分割し、各ブ
ロック内の輝度データなそｎぞれ符号化するものでるる
。るるブロック又はブロック群を生じた４分割の次数（
回数）を、そのブロック又はブロック群の階層と呼ぶこ
とにする。例えば、第２図（４）において１画像全体の
階層は＃Ｏ″′でるり、１＠目の４分割で生じるブロッ
ク１〜７のブロック群、ブロック８％ブロック９〜１２
のブロック群及びブロック１３〜１９のブロック群の階
層は、１１１で６９，２（ロ）目の４分割で生じるブロ
ック１．ブロック２、ブロク仝 り３〜６のブロック群、ブロック７等の階層“２“で６
シ、３回目の４分割で生じろブロック３．ブ０ツク４．
ブロック５．ブロック６等の階層’３”である。

階層別転置＠２は、４分木符号化嘔れ几画儂データに対
し、−ｏ’ｔ−除い友各階層において、ブロック又はブ
ロック群の転置を行う。各階層に対する転置のルールは
、置換情報生成部３が暗号キーに基づいて生成する置換
情報グ、によりτ与えらｎる。階層別転置部２の出力は
暗号化画像データでるり、これは、ブロック４で表わさ
ｆｌｔ蓄積装置又は通信システムに送らｎる。ここにい
う蓄積装置は、普通にいうデータ蓄積装置に限らず、レ
ーザーカード、ＩＣカードその他のデータ保持手段を含
む。

例として、第２図のように４分木符号化嘔れた画像デー
タの暗号化を詳述する。第２図囚のブロック構造は、第
２図の）に示す４分木構造で表わすことができる０４分
木のそれぞれの葉がブロック１〜１９のそれぞれに１対
１に対応し、ルートノ−ドＲの階層は“０”であり、以
下１％ノードの階層値は末端に向けてａ１″ずつ増加す
る０このような階層構造における各階層ｊ（ｆ＝１，２
１・・・・・・・）に対して、置換： を指定し、こｎに従って当該階層（に属するノード（！
２図（４）におけるブロック又はブロック群）の転置を
行なう。例えば％ある階層に対して第３図（５）に示す
置換ｒが与えらまたとき、同じ親ノードを持つ当該階層
の４個のノードは、１番目の位置にありたノードが３誉
目の位置に移され、２誉目の位置にあり罠ノードが１番
目の位置に移さｎ％以下同様にして、第３図ＣＢ）に示
すように＠置さ几る。このノードの転置は、第３図（Ｃ
）に示すブロックの転置に相当する。第２１田）の４分
木構造に対して階層＃１″ないしＪ３”のそ１ぞれに１
１１換：を指定して転置を施し友結果を第４図（４）に
示し。

これに対応するブロック又はブロック群の転置の結果を
第４１田）に示す。すなわち、第２図（４）の画像デー
タは、前記の置換１ｒｌ　””　丙に基づく転＊Ｖ階層
別転置ｓ２によシ施こ嘔ｎて、第４１田）に示す配置の
画像データとなプ、こｎが晰号化さｎた画像データであ
る。

各階層に対する置換ｆ（を表わす情報は、置換情報生成
部３が、暗号キーに基づいて、階層別転置部２に供給す
る。暗号キーは、置換へそのもの又はそｎと１対１に対
応するコードでもよく、そｎらの場合には、置換情報生
成ｓ３は、入力情報ｔそのｔまか又はデコード後に階層
別転置部２に転送するのみである。しかし、そｎでは、
階ノー数が多い場合に暗号キーの管理が容易でない。こ
の問題を解決する友めには、擬似乱数発生手段を用いて
、短かい暗号キーから一連の階層別置換情報を生成する
のがよい。例えば、４分木の場合、各階層について４！
＝２４通夛の置換が６１うるから。

こｎらを“１”から“２４”の数字でコード化する。暗
号キーとして適当な数値を採用し１周知のＭ系列によシ
、１から２４の範囲で、擬似乱数を階膚数だけ発生する
。５１２Ｘ５１２ピクセルの画像でめｎば、２’＝　５
１２であるから、９個の乱数を発生すればよい。こうし
て得られ九乱数列を置換コード列とみなして順次デコー
ドすることにより、各階層の友めの置換情報を順次得る
ことができる。

復号は、前述の処理における各置換ｒ４の代りにその逆
置換： を用いることによって達成される。例えば、前記ｆ１の
逆置換は、 で６る。復号キーは、逆置換情報そのもの又はそのコー
ドでもよいが、置換とその逆置換は１対１に対応するか
ら、復号キーは暗号キーと同一でもよい。

逆置換情報生成部６は、復号キーに基づきｉｆ号化に際
して用いられた各階層のための置換の逆置換を表わす情
報を、階層別逆転ｆＲ部５に供給する。逆置換情報生成
部６は、復号キーとして逆置換を示す情報が与えらｎる
場合には置換情報生成ｓ３と全く同一でろシ、復号キー
が暗号キーと同一の場合には、置換情報又はコードを対
応する逆置換情報又はコードに変換する点を除き、置換
情報生成部と同一である。階層別逆転置部５は、受取っ
九暗号化画像データに対して、階層別転置部２における
のと逆の転置を施し、原４分木符号化データを得る。友
だし、転置部２と逆転置部５の構成自体は同一である。

階層別逆転置部５の出力は、４分木復号部７により復号
さｎる０４分木符量化部ｌ、階層別伝′ｆ！を部２及び
置換情報生成部３を、適当にプログシムさｎた単一のプ
ロセッサで実現することもできる。Ｗ５〜７も同様であ
る。

データが蓄積装置又は通信システム４から不正に読出１
　ｔｔ又は傍受さｎても、復号キー水わからなけ几ば原
画像は得られ逢い。５１２Ｘ５１２ピクセルの画像が４
分木符号化さｎる場合、置換の順列に （４！　　）’　　＃　２．６　　　Ｘ　　　Ｉ　　０
１２通りもあり、かつ、画像の評価には人間の認＆１機
能の補助を必要とするから、英用上十分な秘匿効果を得
ることができる。

前記の実施例に採用でれた４分木符号化方式は。

ブロックの符号化データを４分木の対応する巣だけに持
たせるものでろろが、不覚＃Ｊは１葉以外のノード（分
岐ノード）にも符号化データを持九せる型のツリー符号
北方Ｅ　Ｉｃ　４１　通用できる。この型の符号化方式
では、親ノーどの符号化データを復号して傅らｎる輝度
データを対応するブロックの画像データから差引いた後
に４分割馨行ない、得らＡ７ｔ４個のサブブロックをそ
れぞ几符号化して。

これらを対応するノードの符号化データとする０この符
号化方式も４分木構造な利用するので、それに始して前
記の階層別転置を施して暗号化することができる。

の形の置換で定義されろ。

〔発明の効果〕

本発明によれば、画像圧縮のためのツリー符号化に転置
処理を付加することによシ暗号化が達成されるので、ツ
リー符号化の画像圧縮効果は完全に維持されるｏＬ７？
、かって、画像データの高能率な蓄積−伝送が可能な暗
号方式を低コストで実現することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例ｔｌ−笑行する装置のブロッ
クダイヤグラム、第２図は４分木符号化方式の模式図、
第３図は転置処理の模式図、第４図は第２図の４分不に
対する階層別転置の模式図でめるＯ １・・・４分木符号化部、２・・・階層別転置部、３・
・・置換情報生成部 代理人　弁理士　野　萩　　　守 （はか１名） 第　１　図 辻ユ　カ　１区、イ３（ ＣＢ） 、、？　　午　５６　　　　　　　　　　　　　　　ｔ
ｙｔｔｔｔｂｔｂＣＡ） （Ｃ）

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、原画像データを階層的ブロック構造を持つツリー符
   号化画像データに変換するツリー符号化手段を有する画
   像データ処理装置において、前記ツリー符号化画像デー
   タに対する各階層ごとのデータブロック又はデータブロ
   ック群の転置の形態を暗号キーに基づいて指定するステ
   ップと、指定された前記転置形態に従って前記ツリー符
   号化画像データに対して各階層ごとに転置を施すステッ
   プを有することを特徴とする画像データ暗号化方法。 ２、特許請求の範囲１において、前記転置形態指定ステ
   ップは各階層ごとの前記転置形態を指定する情報を暗号
   キーから擬似乱数発生過程によって生成するステップを
   含む画像データ暗号化方法。