專利名稱：圖像加密裝置、圖像解密裝置、方法以及程序的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及在打印的圖像或數(shù)字圖像中，對(duì)個(gè)人信息等重要信息進(jìn) 行視覺(jué)加密來(lái)防止該重要信息泄露給第三方的圖像加密和解密技術(shù)。
背景技術(shù)：
隨著社會(huì)信息化的發(fā)展，保密信息的泄露成為深刻的問(wèn)題，防止信 息泄露的技術(shù)的重要性逐漸增加。關(guān)于該信息泄露防止技術(shù)，例如開(kāi)發(fā) 出如下的對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行加密的技術(shù)即使第三方得到數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)，也無(wú)法得 知其內(nèi)容。該加密技術(shù)作為防止數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)的信息泄露的有效手段己經(jīng)進(jìn) 行利用。
另一方面，防止在紙介質(zhì)等上打印的打印物的信息泄露的技術(shù)還沒(méi) 有充分確立，也沒(méi)有實(shí)用化的例子。在現(xiàn)代社會(huì)中，也有大約一半的信 息泄露是由打印物引起的這樣統(tǒng)計(jì)，與數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)同樣，針對(duì)打印物開(kāi)發(fā) 一種防止信息泄露的技術(shù)是當(dāng)務(wù)之急。作為期望信息泄露對(duì)策的打印物 的具體例，有商品購(gòu)入時(shí)的帳單、信用卡等的明細(xì)單、醫(yī)院的病歷、學(xué) 校的成績(jī)表、名冊(cè)等。
根據(jù)PCT申請(qǐng)的JP/2007/000215 (以下稱為專利文獻(xiàn)l)，不僅能夠 對(duì)數(shù)字圖像，還能夠?qū)υ诩埳洗蛴〉膱D像進(jìn)行加密來(lái)防止信息泄露。但 是，在紙上打印的醫(yī)院的病歷和明細(xì)單等能夠定義為一種視覺(jué)信息。因 此，在本申請(qǐng)的說(shuō)明書(本說(shuō)明書)中，將其統(tǒng)稱為"圖像"。
說(shuō)明專利文獻(xiàn)1所公開(kāi)的圖像加密的概要。
關(guān)于圖1 (A)所示的輸入圖像10，指定其一部分作為加密區(qū)域11， 根據(jù)密碼(加密密鑰)對(duì)該加密區(qū)域ll的圖像實(shí)施圖像處理。其結(jié)果， 生成圖l (B)所示的加密圖像20。在加密圖像20中，所述加密區(qū)域ll 的圖像被變換為無(wú)法識(shí)別原來(lái)內(nèi)容的圖像(變換圖像)21。
12圖2示出該加密圖像20的復(fù)原方法。
在針對(duì)圖2 (A)所示的加密圖像20輸入了正確的密碼(解密密鑰) 的情況下，如圖2 (B)所示，復(fù)原原圖像10。但是，在針對(duì)加密圖像 20輸入了錯(cuò)誤密碼的情況下，如圖2 (C)所示，無(wú)法將變換圖像21復(fù) 原為原圖像，而變換為不同的圖像31。這樣，在針對(duì)加密圖像20輸入了 錯(cuò)誤密碼的情況下，無(wú)法復(fù)原原圖像10。
但是，在專利文獻(xiàn)1的圖像加密技術(shù)的情況下，存在圖3所示的缺點(diǎn)。
艮口，即使針對(duì)圖3 (A)所示的加密圖像20輸入了錯(cuò)誤密碼，如圖3 (C)所示，變換圖像21被偶然變換為與原圖像相似的圖像41，可能會(huì) 估計(jì)到隱含的內(nèi)容。
這從安全的觀點(diǎn)來(lái)看是不理想的。因此，需要在輸入了錯(cuò)誤密碼的 情況下不對(duì)變換圖像進(jìn)行解密的結(jié)構(gòu)。
然而，作為與本發(fā)明相關(guān)聯(lián)的現(xiàn)有技術(shù)，例如有日本國(guó)專利局的特 開(kāi)2006-332826號(hào)專利公開(kāi)公報(bào)(以下稱為專利文獻(xiàn)2)所公開(kāi)的方法。 在專利文獻(xiàn)2的方法中，在利用FAX進(jìn)行資料的收發(fā)時(shí)，發(fā)送者選擇資 料中希望保密的區(qū)域并指定加密密碼。由此，將所設(shè)定的加密密碼重疊 在保護(hù)層上進(jìn)行打印，利用FAX等通信手段向接收者側(cè)發(fā)送這些資料。 在接收側(cè)成為如下結(jié)構(gòu)從接收到的資料中的保護(hù)層中提取密碼，在該 密碼與接收者輸入的密碼一致的情況下，以接收者能夠讀取的狀態(tài)打印 文件的正文。并且，在專利文獻(xiàn)2中，通過(guò)電子水印、條形碼的任一方 向保護(hù)層嵌入密碼信息。
但是，在上述現(xiàn)有技術(shù)中，存在有待解決的以下課題。
在專利文獻(xiàn)2的方法中，通過(guò)電子水印或條形碼在文件圖像內(nèi)嵌入 密碼信息。但是，電子水印是通過(guò)以不丟失圖像內(nèi)容價(jià)值的方式微小地 改變像素值來(lái)嵌入信息的方式，所以，抑制打印、復(fù)印、掃描時(shí)的失真 的性能弱，認(rèn)證時(shí)無(wú)法良好工作的可能性高。并且，條形碼是抑制失真 的性能好的嵌入方法，但是，無(wú)法應(yīng)用于在加密區(qū)域以外沒(méi)有適當(dāng)空白 區(qū)域的情況，在存在多個(gè)希望加密的區(qū)域的情況下，需要追加打印相應(yīng)數(shù)量的條形碼。因此，存在圖4所示的問(wèn)題。
如圖4(A)所示，在原圖像50中存在3個(gè)加密區(qū)域51、 52、 53的 情況下，分別對(duì)各加密區(qū)域51 53分配獨(dú)立的密碼。如圖4 (B)所示， 根據(jù)分別分配的密碼，將上述加密區(qū)域51 53的圖像變換為圖像61 63， 生成加密圖像60。此時(shí)，在加密圖像60的上部，嵌入分別表示與上述3 個(gè)密碼有關(guān)的各信息(密碼信息)的3個(gè)條形碼66 68。
在該專利文獻(xiàn)2的方法的情況下，需要鏈接加密區(qū)域和條形碼，需 要花費(fèi)工夫。因此，存在由于追加條形碼而引起的粉墨成本的增加、以 及用于將加密區(qū)域和條形碼對(duì)應(yīng)起來(lái)的處理量增加等實(shí)用性方面的課 題。
專利文獻(xiàn)l: PCT/JP2007/000215
專利文獻(xiàn)2:日本專利局的特開(kāi)2006-332826號(hào)專利公開(kāi)公報(bào) 專利文獻(xiàn)3:日本專利局的特愿2006-266015號(hào)

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于，提供能夠?qū)⑴c用于對(duì)加密區(qū)域的圖像進(jìn)行加密 的加密密鑰有關(guān)的信息嵌入加密區(qū)域內(nèi)、并且能夠生成在打印、復(fù)印、 圖像掃描時(shí)的失真耐性方面擅長(zhǎng)的加密圖像的圖像加密技術(shù)。并且，提 供從經(jīng)由打印、復(fù)印、圖像掃描等處理的該加密圖像中提取認(rèn)證關(guān)聯(lián)信 息、并根據(jù)該認(rèn)證關(guān)聯(lián)信息僅使具有正當(dāng)權(quán)利的人能夠復(fù)原原圖像的圖 像解密技術(shù)。
本發(fā)明的圖像加密裝置的第1方式具有輸入單元，其取得輸入數(shù)
據(jù)，根據(jù)需要進(jìn)行形式變換而進(jìn)行輸入；加密區(qū)域指定單元，其針對(duì)由 該輸入單元生成的輸入圖像，指定要對(duì)圖像進(jìn)行加密的區(qū)域；圖像變換 單元，其根據(jù)加密密鑰將由該加密區(qū)域指定單元指定的加密區(qū)域的圖像 變換為第1中間圖像；密鑰關(guān)聯(lián)信息生成單元，其根據(jù)所述加密密鑰生 成加密密鑰關(guān)聯(lián)信息，該加密密鑰關(guān)聯(lián)信息是與所述加密密鑰關(guān)聯(lián)的信 息；信息嵌入單元，其將由該密鑰關(guān)聯(lián)信息生成單元生成的加密密鑰關(guān) 聯(lián)信息嵌入所述第l中間圖像內(nèi)，生成第2中間圖像；像素值變換單元，其以能夠確定所述加密區(qū)域的位置的方式，對(duì)由該信息嵌入單元生成的 所述第2中間圖像的像素值進(jìn)行變換；以及輸出單元，其根據(jù)需要對(duì)在 所述像素值變換單元中生成的圖像進(jìn)行形式變換而進(jìn)行輸出。
根據(jù)本發(fā)明的圖像加密裝置的第1方式，將與用于對(duì)加密區(qū)域的圖 像進(jìn)行加密的加密密鑰有關(guān)的信息(加密密鑰關(guān)聯(lián)信息)嵌入加密區(qū)域 內(nèi)，所以，不需要用于嵌入該加密密鑰關(guān)聯(lián)信息的多余的空間。并且， 能夠生成在打印、復(fù)印、圖像掃描時(shí)的失真耐性方面擅長(zhǎng)的加密圖像。
本發(fā)明的圖像加密裝置的第2方式具有輸入單元，其取得輸入數(shù) 據(jù)，根據(jù)需要進(jìn)行形式變換而進(jìn)行輸入；加密區(qū)域指定單元，其針對(duì)由 該輸入單元取得的輸入圖像，指定要對(duì)圖像進(jìn)行加密的區(qū)域；密鑰關(guān)聯(lián) 信息生成單元，其根據(jù)加密密鑰生成加密密鑰關(guān)聯(lián)信息，該加密密鑰關(guān) 聯(lián)信息是與該加密密鑰關(guān)聯(lián)的信息；信息嵌入單元，其將由該密鑰關(guān)聯(lián) 信息生成單元生成的加密密鑰關(guān)聯(lián)信息嵌入在所述加密區(qū)域指定單元中 指定的加密區(qū)域的圖像內(nèi)，生成第1中間圖像；圖像變換單元，其根據(jù) 所述加密密鑰對(duì)所述第1中間圖像進(jìn)行變換，生成第2中間圖像；像素 值變換單元，其以能夠確定所述加密區(qū)域的位置的方式，對(duì)由該圖像變 換單元生成的第2中間圖像的像素值進(jìn)行變換；以及輸出單元，其根據(jù) 需要對(duì)在所述像素值變換單元中生成的圖像進(jìn)行形式變換而進(jìn)行輸出。
在本發(fā)明的圖像加密裝置的第2實(shí)施方式中，也得到與上述本發(fā)明 的圖像加密裝置的第1實(shí)施方式相同的作用和效果。
在上述本發(fā)明的圖像加密裝置的第1或第2方式中，所述圖像變換
單元例如將所述加密區(qū)域分割為多個(gè)部分區(qū)域，根據(jù)所述加密密鑰重新 排列該多個(gè)部分區(qū)域。
在上述本發(fā)明的圖像加密裝置的第1或第2方式中，所述密鑰關(guān)聯(lián)
信息生成單元例如對(duì)所述加密密鑰進(jìn)行散列變換，由此生成所述加密密 鑰關(guān)聯(lián)信息。
在上述本發(fā)明的圖像加密裝置的第1或第2方式中，所述信息嵌入
單元例如根據(jù)所述加密密鑰關(guān)聯(lián)信息對(duì)所述加密區(qū)域內(nèi)的圖像的像素值 進(jìn)行變換，由此在所述加密區(qū)域的圖像內(nèi)嵌入所述加密密鑰關(guān)聯(lián)信息。所述像素值的變換例如是像素值的反轉(zhuǎn)。
在上述本發(fā)明的圖像加密裝置的第1或第2方式中，所述信息嵌入 單元例如對(duì)應(yīng)于與嵌入信息對(duì)應(yīng)的圖案，對(duì)所述加密區(qū)域的圖像的像素 值進(jìn)行變換。
在上述本發(fā)明的圖像加密裝置的第1或第2方式中，所述信息嵌入 單元例如通過(guò)電子水印嵌入所述加密密鑰關(guān)聯(lián)信息。 所述加密密鑰關(guān)聯(lián)信息例如是二進(jìn)制數(shù)據(jù)。
在上述本發(fā)明的圖像加密裝置的第1或第2方式中，所述像素值變
換單元例如以一定周期按照橫向和縱向?qū)λ黾用軈^(qū)域內(nèi)的圖像的像素 值進(jìn)行變換。該情況下，所述像素值變換單元例如將所述加密區(qū)域分割 為格子狀的多個(gè)微小區(qū)域，以該微小區(qū)域單位對(duì)像素值進(jìn)行變換。
本發(fā)明的圖像解密裝置以將加密圖像解密為原圖像的圖像解密裝置 為前提。
本發(fā)明的圖像解密裝置的第1方式具有輸入單元，其取得輸入數(shù) 據(jù)，根據(jù)需要進(jìn)行形式變換而作為加密圖像進(jìn)行輸入；加密位置檢測(cè)單 元，其從所述加密圖像中檢測(cè)加密區(qū)域的位置；像素值變換單元，其對(duì) 由該加密位置檢測(cè)單元檢測(cè)出的所述加密區(qū)域內(nèi)的像素值進(jìn)行變換，變 換為第1中間圖像；嵌入信息檢測(cè)單元，其根據(jù)由該像素值變換單元生 成的所述第1中間圖像，檢測(cè)嵌入該圖像的加密密鑰關(guān)聯(lián)信息，該加密 密鑰關(guān)聯(lián)信息是與加密密鑰關(guān)聯(lián)的信息；密鑰關(guān)聯(lián)信息生成單元，其根 據(jù)解密密鑰生成解密密鑰關(guān)聯(lián)信息，該解密密鑰關(guān)聯(lián)信息是與該解密密 鑰關(guān)聯(lián)的信息；認(rèn)證單元，其核對(duì)由所述嵌入信息檢測(cè)單元檢測(cè)出的加 密密鑰關(guān)聯(lián)信息和在所述密鑰關(guān)聯(lián)信息生成單元中生成的解密密鑰關(guān)聯(lián) 信息，調(diào)查所述解密密鑰是否正確；嵌入信息去除單元，其在由該認(rèn)證 單元認(rèn)證為所述解密密鑰正確的情況下，從所述第1中間圖像中去除所 述加密密鑰關(guān)聯(lián)信息，將所述第1中間圖像變換為第2中間圖像；圖像 變換單元，其根據(jù)所述解密密鑰，根據(jù)由該嵌入信息去除單元生成的所 述第2中間圖像生成解密圖像；以及輸出單元，其根據(jù)需要對(duì)所述解密 圖像進(jìn)行形式變換而進(jìn)行輸出。
16根據(jù)本發(fā)明的圖像解密裝置的第1實(shí)施方式，在復(fù)原加密圖像時(shí)，從該加密圖像中提取其加密區(qū)域內(nèi)所包含的加密密鑰關(guān)聯(lián)信息，核對(duì)該加密密鑰關(guān)聯(lián)信息和解密密鑰關(guān)聯(lián)信息(利用與加密密鑰關(guān)聯(lián)信息生成相同的方法根據(jù)解密密鑰生成的信息)，進(jìn)行解密密鑰的認(rèn)證、即要對(duì)加密圖像進(jìn)行解密的用戶的認(rèn)證，僅允許具有對(duì)該加密圖像進(jìn)行解密的正當(dāng)權(quán)利的利用者(正確解密密鑰的所有者)對(duì)所述加密圖像進(jìn)行解密，所以，能夠僅允許特定的利用者對(duì)加密圖像進(jìn)行復(fù)原。并且，所述加密圖像僅使用所述認(rèn)證的解密密鑰能夠復(fù)原，所以，能夠很安全地交接所述加密圖像。
本發(fā)明的圖像解密裝置的第1實(shí)施方式中的圖像解密裝置能夠復(fù)原通過(guò)本發(fā)明的圖像加密裝置的第1實(shí)施方式生成的加密圖像。
本發(fā)明的圖像解密裝置的第2方式具有輸入單元，其取得輸入數(shù)據(jù)，根據(jù)需要進(jìn)行形式變換而作為加密圖像進(jìn)行輸入；加密位置檢測(cè)單元，其從所述加密圖像中檢測(cè)加密區(qū)域的位置；像素值變換單元，其對(duì)由該加密位置檢測(cè)單元檢測(cè)出的所述加密區(qū)域內(nèi)的像素值進(jìn)行變換，變換為第1中間圖像；圖像變換單元，其根據(jù)解密密鑰對(duì)所述第1中間圖像進(jìn)行變換，生成第2中間圖像；嵌入信息檢測(cè)單元，其根據(jù)由該圖像
變換單元生成的第2中間圖像，檢測(cè)嵌入該圖像中的加密時(shí)嵌入所述加
密區(qū)域的圖像中的所述加密密鑰關(guān)聯(lián)信息；密鑰關(guān)聯(lián)信息生成單元，其根據(jù)解密密鑰生成解密密鑰關(guān)聯(lián)信息，該解密密鑰關(guān)聯(lián)信息是與該解密密鑰關(guān)聯(lián)的信息；認(rèn)證單元，其核對(duì)由所述嵌入信息檢測(cè)單元檢測(cè)出的
加密密鑰關(guān)聯(lián)信息和在所述密鑰關(guān)聯(lián)信息生成單元中生成的解密密鑰關(guān)
聯(lián)信息，進(jìn)行所述解密密鑰的認(rèn)證；嵌入信息去除單元，其在由該認(rèn)證單元認(rèn)證為所述解密密鑰正確的情況下，從所述第2中間圖像中去除所述加密密鑰關(guān)聯(lián)信息，根據(jù)所述第1中間圖像生成解密圖像；以及輸出單元，其根據(jù)需要對(duì)所述解密圖像進(jìn)行形式變換而進(jìn)行輸出。
根據(jù)本發(fā)明的圖像解密裝置的第2實(shí)施方式，得到與上述本發(fā)明的圖像解密裝置的第1實(shí)施方式相同的作用和效果。
在本發(fā)明的圖像解密裝置的第2方式中，所述加密圖像例如通過(guò)所述本發(fā)明的圖像加密裝置的第2方式的圖像加密裝置生成。
因此，通過(guò)本發(fā)明的圖像解密裝置的第2實(shí)施方式，能夠復(fù)原通過(guò)
本發(fā)明的圖像加密裝置的第2實(shí)施方式生成的加密圖像。
在本發(fā)明的圖像解密裝置的第1 第2圖像解密裝置中，例如所述
密鑰關(guān)聯(lián)信息生成單元使用與根據(jù)所述加密密鑰生成所述加密密鑰關(guān)聯(lián)信息的方法相同的方法，根據(jù)所述解密密鑰生成所述解密密鑰關(guān)聯(lián)信息。所述方法例如是散列變換。
在本發(fā)明的圖像解密裝置的第1 第2圖像解密裝置中，所述加密密鑰關(guān)聯(lián)信息例如分散嵌入通過(guò)對(duì)所述加密區(qū)域進(jìn)行分割而得到的多個(gè)微小區(qū)域中。所述加密密鑰關(guān)聯(lián)信息例如作為所述微小區(qū)域的圖像的像素值變化的有無(wú)而嵌入。所述加密密鑰關(guān)聯(lián)信息例如作為所述微小區(qū)域的圖像的像素值反轉(zhuǎn)的有無(wú)而嵌入。
在本發(fā)明的圖像解密裝置的第1 第2圖像解密裝置中，所述加密密鑰關(guān)聯(lián)信息例如作為所述微小區(qū)域的圖像的一部分像素值的圖案變化而嵌入。所述微小區(qū)域的圖像的一部分像素值的圖案變化例如對(duì)應(yīng)于所述加密密鑰關(guān)聯(lián)信息的部分信息的各圖案。
在本發(fā)明的圖像解密裝置的第1 第2圖像解密裝置中，所述加密密鑰關(guān)聯(lián)信息例如作為電子水印而嵌入所述加密區(qū)域的圖像內(nèi)。


圖l (A)、 (B)是示出現(xiàn)有的圖像加密的一例的圖。圖2是示出上述現(xiàn)有的圖像加密的解密方法的圖。圖3是示出上述現(xiàn)有的圖像加密的課題的圖。圖4是示出其他現(xiàn)有的圖像加密方法的問(wèn)題點(diǎn)的圖。圖5是示出本發(fā)明的圖像加密裝置的第1方式的基本結(jié)構(gòu)的圖。圖6是示出加密區(qū)域指定單元進(jìn)行的加密區(qū)域的指定方法的圖。圖7是示出由加密區(qū)域指定單元指定的加密區(qū)域圖像的圖。圖8是示出圖像變換單元根據(jù)加密區(qū)域圖像生成中間圖像1的方法的圖。
18圖9是示出由圖像變換單元生成的中間圖像1的圖。
圖10是示出密鑰關(guān)聯(lián)信息生成單元生成加密密鑰關(guān)聯(lián)信息的方法的例子的圖。
圖11是示出加密密鑰關(guān)聯(lián)信息的第1嵌入方法的圖。
圖12是示出加密密鑰關(guān)聯(lián)信息的第2嵌入方法的圖。
圖13是示出變更嵌入?yún)^(qū)域內(nèi)的像素值的部分的圖案的例子的圖。
圖14是示出將圖13所示的4種圖案與加密密鑰關(guān)聯(lián)信息的比特串
對(duì)應(yīng)起來(lái)嵌入中間圖像1的微小區(qū)域中的方法的圖。
圖15是示出在中間圖像1的微小區(qū)域中嵌入加密密鑰關(guān)聯(lián)信息的2
個(gè)比特的具體方法的圖。
圖16是示出在中間圖像1的微小區(qū)域中嵌入的其他圖案的例子的圖。
圖17是示出在專利文獻(xiàn)3的嵌入方式中使用的4種圖像圖案的圖。圖18是示出專利文獻(xiàn)3的嵌入方式中的嵌入?yún)^(qū)域的搜索方法的圖。圖19是示出應(yīng)用上述方式在圖18所示的中間圖像1中嵌入圖17所
示的4種圖像圖案的結(jié)果的圖。
圖20是示出密鑰關(guān)聯(lián)信息生成單元使用第1嵌入方法(基于像素值
反轉(zhuǎn)的信息嵌入方法)在圖9所示的中間圖像1中嵌入加密密鑰關(guān)聯(lián)信
息而生成的中間圖像2的圖。
圖21是示出像素值變換單元對(duì)中間圖像2實(shí)施像素值變換處理的方法的圖。
圖22是示出通過(guò)本發(fā)明的圖像加密裝置的第1實(shí)施方式生成的加密圖像的圖，其他反轉(zhuǎn)圖案示于圖16。
圖23是示出本發(fā)明的圖像加密裝置的第1實(shí)施方式的整體處理的流程圖。
圖24是示出加密區(qū)域的指定方法的圖。
圖25是示出加密密鑰和通過(guò)加密密鑰生成的二進(jìn)制數(shù)據(jù)的例子的圖。
圖26是說(shuō)明基于圖像變換單元的圖像變換處理的圖(其1)，參照?qǐng)D26和圖27說(shuō)明該圖像變換處理。
圖27是說(shuō)明基于圖像變換單元的圖像變換處理的圖(其2)。
圖28是示出所述圖像變換處理的詳細(xì)情況的流程圖。
圖29是示出使用散列函數(shù)將加密密鑰的十進(jìn)制數(shù)值變換為加密密
鑰關(guān)聯(lián)信息的方法的圖。
圖30是示出信息嵌入處理的詳細(xì)情況的流程圖。
圖31是示出以1比特單位將嵌入信息嵌入1個(gè)微小區(qū)域中的例子的圖。
圖32是示出針對(duì)加密區(qū)域的各微小區(qū)域嵌入加密密鑰關(guān)聯(lián)信息的嵌入方法的圖。
圖33是示出信息嵌入單元進(jìn)行的加密區(qū)域的微小區(qū)域的取得順序的圖。
圖34是示出在圖27的中間圖像1中嵌入加密密鑰關(guān)聯(lián)信息的結(jié)果
得到的中間圖像2的圖。
圖35是示出像素值變換處理的詳細(xì)情況的流程圖。
圖36是示出在圖35的流程圖中使用的變量的定義的圖。
圖37是示出像素值變換單元對(duì)中間圖像2的像素值進(jìn)行變換而生成
的加密圖像的圖。
圖38是示出針對(duì)彩色圖像的反轉(zhuǎn)方法的例子的圖。
圖39是示出對(duì)彩色圖像進(jìn)行反轉(zhuǎn)的例子的圖。
圖40是示出對(duì)輸入圖像的多個(gè)區(qū)域進(jìn)行加密的例子的圖。
圖41是示出本發(fā)明的圖像加密裝置的第2實(shí)施方式的結(jié)構(gòu)的圖。
圖42是示出由輸入單元生成的輸入圖像的圖。
圖43是示出對(duì)加密密鑰進(jìn)行散列變換并生成加密密鑰關(guān)聯(lián)信息的
方法的圖。
圖44是示出通過(guò)第1嵌入方法在加密區(qū)域的微小區(qū)域中嵌入加密密鑰關(guān)聯(lián)信息的方法的圖。
圖45是示出由信息嵌入單元生成的中間圖像1的圖。
圖46是示出圖像變換單元根據(jù)加密密鑰生成中間圖像2的方法的圖。
圖47是示出由圖像變換單元生成的中間圖像2的圖。
圖48是示出像素值變換單元進(jìn)行的將中間圖像2變換為像素值變換
圖像的方法的圖。
圖49是示出通過(guò)本發(fā)明的圖像加密裝置的第2實(shí)施方式最終生成的 加密圖像的圖。
圖50是示出本發(fā)明的圖像加密裝置的第2實(shí)施方式的整體處理的流 程圖。
圖51是示出要加密的輸入圖像的例子的圖。 圖52是示出將上述輸入圖像分割為多個(gè)微小區(qū)域的結(jié)果的圖。 圖53是示出信息嵌入單元進(jìn)行的針對(duì)加密區(qū)域嵌入圖像加密密鑰 關(guān)聯(lián)信息的嵌入方法的圖。
圖54是示出在加密區(qū)域的微小區(qū)域中嵌入散列值的比特的例子的圖。
圖55是示出信息嵌入單元在加密區(qū)域的微小區(qū)域中嵌入散列值而
生成的中間圖像l的圖。
圖56是示出本發(fā)明的圖像解密裝置的第1實(shí)施方式的結(jié)構(gòu)的圖。
圖57是示出輸入到圖56的圖像解密裝置的加密圖像的圖。
圖58是示出所述圖像解密裝置的加密位置檢測(cè)單元檢測(cè)加密區(qū)域
的邊界線的方法的圖。
圖59是示出圖像解密裝置的像素值變換單元解除對(duì)加密圖像實(shí)施
的像素值變換(方格圖案化)的方法的圖。
圖60是示出由圖像解密裝置的像素值變換單元復(fù)原的中間圖像2，的圖。
圖61是示出利用第1嵌入方法嵌入的加密密鑰關(guān)聯(lián)信息的檢測(cè)方法 的圖。
圖62是示出利用第2嵌入方法嵌入的加密密鑰關(guān)聯(lián)信息的檢測(cè)方法 的圖。
圖63是示出利用第3嵌入方法嵌入的加密密鑰關(guān)聯(lián)信息的檢測(cè)方法
21的圖。
圖64是示出圖像解密裝置的圖像變換單元根據(jù)中間圖像r復(fù)原原圖 像的方法的圖。
圖65是示出由圖像變換單元復(fù)原的原圖像(原始圖像)的圖。 圖66是示出本發(fā)明的圖像解密裝置的第1實(shí)施方式的整體處理的流 程圖。
圖67是示出加密位置檢測(cè)處理的概要的圖。
圖68是示出加密區(qū)域的大致位置檢測(cè)的方法的圖。
圖69是示出無(wú)法獲知通過(guò)頻率分析得到的邊界線位于加密區(qū)域的
哪個(gè)位置的理由的圖。
圖70是示出求出邊界線的絕對(duì)位置的方法的圖。
圖71是示出使用圖70所示的方法求出在圖像加密裝置中進(jìn)行置亂
等時(shí)的加密區(qū)域的圖像的邊界線的狀態(tài)的圖。
圖72是示出像素值變換單元進(jìn)行的像素值變換處理的圖。
圖73是示出嵌入信息檢測(cè)單元進(jìn)行的密鑰關(guān)聯(lián)信息檢測(cè)處理的詳
細(xì)情況的流程圖。
圖74是示出圖73的流程圖的步驟S121中加密區(qū)域的圖像(中間圖 像2')的微小區(qū)域的取得順序的圖。
圖75是示出從微小區(qū)域中檢測(cè)嵌入信息的具體檢測(cè)方法的例子的圖。
圖76是示出通過(guò)嵌入信息檢測(cè)處理從中間圖像2，中檢測(cè)加密密鑰關(guān) 聯(lián)信息的方法的圖。
圖77是示出嵌入信息檢測(cè)處理結(jié)束的時(shí)刻的解密用戶認(rèn)證的定位 的圖。
圖78是示出密鑰關(guān)聯(lián)信息生成處理的例子的圖。
圖79是示出認(rèn)證單元執(zhí)行的認(rèn)證處理的詳細(xì)情況的流程圖。
圖80是示出嵌入信息去除處理的詳細(xì)情況的流程圖。
圖81是具體說(shuō)明上述嵌入信息去除處理的圖。
圖82是示出嵌入信息的去除方法的圖。圖83是示出從中間圖像2'中去除7比特的加密密鑰關(guān)聯(lián)信息的結(jié)果 得到的中間圖像l'的例子的圖。
圖84示出基于本發(fā)明的圖像加密裝置的第1實(shí)施方式的將原圖像變
換(加密)為中間圖像1的圖像變換的處理順序、以及基于本發(fā)明的圖
像解密裝置的第i實(shí)施方式的將中間圖像r復(fù)原為原圖像的圖像變換的 處理順序。
圖85是示出上述圖像加密裝置的圖像加密時(shí)和上述圖像解密裝置 的圖像解密時(shí)的圖像變換處理中的行和列的各交換處理的方向的圖。
圖86是示出解除對(duì)中間圖像l，實(shí)施的置亂來(lái)復(fù)原原圖像1500的方 法的圖。
圖87是示出圖66的流程圖的步驟Slll的處理內(nèi)容的圖。 圖88是示出本發(fā)明的圖像解密裝置的第2方式的結(jié)構(gòu)的圖。 圖89是示出通過(guò)本發(fā)明的圖像解密裝置的第2實(shí)施方式生成的加密 圖像的圖。
圖90是示出加密位置檢測(cè)單元進(jìn)行的加密區(qū)域內(nèi)的邊界線的位置 的檢測(cè)方法的圖。
圖91是示出像素值變換單元將加密圖像變換為像素值變換圖像的 方法的圖。
圖92是示出由圖像變換單元生成的中間圖像2，的圖。
圖93是示出圖像變換單元根據(jù)中間圖像2，生成中間圖像1 ，的方法的圖。
圖94是嵌入信息檢測(cè)單元進(jìn)行的加密密鑰關(guān)聯(lián)信息的檢測(cè)方法的圖。
圖95是示出嵌入信息去除單元從中間圖像l，中去除加密密鑰關(guān)聯(lián)信
息的方法的圖。
圖96是示出由嵌入信息去除單元復(fù)原的原圖像的圖。
圖97是示出本發(fā)明的圖像解密裝置的第2實(shí)施方式的整體處理的流程圖。
圖98是示出決定了加密區(qū)域的邊界線(列方向的邊界線和橫向的邊界線)的狀態(tài)的圖。
圖99是示出像素值變換處理的例子的圖。
圖100是示出加密時(shí)的圖像變換的順序和解密時(shí)的圖像變換的順序 的圖。
圖101是示出圖100的圖像變換中的行和列的各交換的順序的圖。 圖102是示出通過(guò)圖97的流程圖的步驟S206的圖像變換處理解除
中間圖像l'的置亂并生成中間圖像2'的方法的圖。
圖103是示出從中間圖像l'中檢測(cè)在加密時(shí)嵌入的加密密鑰關(guān)聯(lián)信
息的具體方法(其1)的圖。
圖104是示出從中間圖像r中檢測(cè)在加密時(shí)嵌入的加密密鑰關(guān)聯(lián)信
息的具體方法(其2)的圖。
圖105是示出從中間圖像r中檢測(cè)在加密時(shí)嵌入的加密密鑰關(guān)聯(lián)信
息的具體方法(其3)的圖。
圖106是示出嵌入信息去除處理的例子的圖。
圖107是示出從中間圖像l'的微小區(qū)域中去除嵌入其中的信息的方
法的圖。
圖108是示出從中間圖像r中去除加密密鑰關(guān)聯(lián)信息并復(fù)原原圖像
的方法的圖。
圖109是示出使計(jì)算機(jī)作為本發(fā)明的圖像加密裝置的第1或第2實(shí)
施方式發(fā)揮功能的程序的執(zhí)行環(huán)境即計(jì)算機(jī)的硬件結(jié)構(gòu)的圖。
圖110是示出圖109的計(jì)算機(jī)作為本發(fā)明的圖像加密裝置的第1實(shí) 施方式發(fā)揮功能時(shí)的結(jié)構(gòu)的框圖。
圖111是示出圖109的計(jì)算機(jī)作為本發(fā)明的圖像加密裝置的第2實(shí) 施方式發(fā)揮功能時(shí)的結(jié)構(gòu)的框圖。
圖112是示出使計(jì)算機(jī)作為本發(fā)明的圖像解密裝置的第1或第2實(shí) 施方式發(fā)揮功能的程序的執(zhí)行環(huán)境即計(jì)算機(jī)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的圖。
圖113是示出圖112所示的計(jì)算機(jī)作為本發(fā)明的圖像加密裝置的第1 實(shí)施方式發(fā)揮功能時(shí)的結(jié)構(gòu)的框圖。
圖114是示出上述圖112的計(jì)算機(jī)作為本發(fā)明的圖像解密裝置的第2實(shí)施方式發(fā)揮功能時(shí)的結(jié)構(gòu)的框圖。
圖115是在復(fù)合機(jī)中應(yīng)用本發(fā)明的圖像加密/解密處理的系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖。
圖116是圖105的CPU板的結(jié)構(gòu)圖。
具體實(shí)施例方式
下面，參照

本發(fā)明的實(shí)施方式。
本發(fā)明涉及進(jìn)行圖像加密的加密裝置和對(duì)加密圖像進(jìn)行解密的解密 裝置，但是，這些加密裝置和解密裝置除了個(gè)人計(jì)算機(jī)以外，也可以在 復(fù)印機(jī)(也包含復(fù)合機(jī))、FAX、打印機(jī)、掃描儀、置頂讀取器、便攜電 話、便攜終端、數(shù)字照相機(jī)、TV等中組裝本發(fā)明的功能。
說(shuō)明本發(fā)明的圖像加密裝置。
(本發(fā)明的像素加密裝置的第1實(shí)施方式}
圖5是示出本發(fā)明的圖像加密裝置的第1實(shí)施方式的基本的圖。 本發(fā)明的圖像加密裝置的第1實(shí)施方式即圖像加密裝置100 (第1 圖像加密裝置)具有輸入單元10K加密區(qū)域指定單元102、圖像變換 單元103、密鑰關(guān)聯(lián)信息生成單元104、信息嵌入單元105、像素值變換 單元106。
輸入單元101取得作為加密對(duì)象的數(shù)據(jù)，將其變換為能夠進(jìn)行加密 處理的形式的圖像(以后稱為輸入圖像)。該圖像例如是位圖形式的圖像。
輸入單元101根據(jù)需要對(duì)輸入數(shù)據(jù)進(jìn)行形式變換，作為輸入圖像遞 交到以后的處理。輸入數(shù)據(jù)例如可以是圖像數(shù)據(jù)，也可以是Microsoft公 司的Office文件或Adobe公司的PDF等的電子文件數(shù)據(jù)、或者HTML 或XML等的非圖像數(shù)據(jù)。并且，在加密對(duì)象是在紙等物理介質(zhì)上打印或 描繪的圖像等的情況下，也能夠通過(guò)掃描儀或數(shù)字照相機(jī)等光學(xué)設(shè)備讀 入來(lái)進(jìn)行輸入。
艮P，利用各種裝置對(duì)能夠視覺(jué)識(shí)別的所有數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)化，從
25而能夠與形式無(wú)關(guān)地進(jìn)行輸入。輸入單元101將這些數(shù)據(jù)的一部分或全 部變換為非壓縮位圖形式等的適于加密處理的形式的圖像(輸入圖像)。
加密區(qū)域指定單元102針對(duì)由輸入單元101生成的輸入圖像，指定 希望加密的區(qū)域。例如經(jīng)由GUI進(jìn)行該加密區(qū)域的指定。并且，如果所 述圖像是固定格式的數(shù)據(jù)，則也可以通過(guò)坐標(biāo)信息等預(yù)先指定加密區(qū)域。 所指定的加密區(qū)域不限于1個(gè)，也可以是多個(gè)。這里，將加密區(qū)域內(nèi)的 圖像稱為"加密區(qū)域圖像"。加密區(qū)域指定單元102生成與加密區(qū)域的外 框(邊界線)和加密區(qū)域內(nèi)的微小區(qū)域的邊界線有關(guān)的信息(以后稱為 邊界線信息)。通過(guò)圖像變換單元103、信息嵌入單元105和像素值變換 單元106參照該邊界線信息。
圖像變換單元103針對(duì)由加密區(qū)域指定單元102指定的區(qū)域的圖像 (加密區(qū)域圖像)，實(shí)施基于加密密鑰的圖像處理，將加密區(qū)域的圖像變 換為無(wú)法識(shí)別原內(nèi)容的圖像(以后稱為中間圖像1)。
加密密鑰例如是經(jīng)由GUI (Graphical User Interface)輸入的密碼、 存儲(chǔ)在ID卡中的密鑰、或者指紋、靜脈、虹膜等的生物體認(rèn)證裝置進(jìn)行 認(rèn)證時(shí)使用的生物體信息等。
密鑰關(guān)聯(lián)信息生成單元104對(duì)加密密鑰實(shí)施變換處理，生成加密密 鑰關(guān)聯(lián)信息。
信息嵌入單元105將由密鑰關(guān)聯(lián)信息生成單元104生成的加密密鑰 關(guān)聯(lián)信息嵌入由圖像變換單元103生成的加密區(qū)域圖像中，生成中間圖 像2。
像素值變換單元106以能夠在解密時(shí)確定圖像中的加密區(qū)域的位置 的方式，對(duì)中間圖像2的像素值進(jìn)行變換，生成/輸出加密圖像。其中， 在輸入到圖像解密裝置的加密圖像的失真和劣化極小的運(yùn)用體系、即將 在圖像加密裝置中生成的加密圖像以數(shù)字方式直接賦予圖像解密裝置的 情況下、或通過(guò)高性能打印機(jī)打印加密圖像并通過(guò)高性能掃描儀讀取的 情況下等，有時(shí)不進(jìn)行像素值變換就能夠在解密時(shí)確定加密區(qū)域的位置。 這種情況下，能夠省略像素值變換。
輸出單元107根據(jù)需要對(duì)加密圖像進(jìn)行形式變換，對(duì)輸出數(shù)據(jù)進(jìn)行輸出。
說(shuō)明上述結(jié)構(gòu)的圖像加密裝置100的動(dòng)作。
輸入單元101取得輸入數(shù)據(jù)，對(duì)該輸入數(shù)據(jù)的形式進(jìn)行變換。本圖 像加密裝置100能夠與形式無(wú)關(guān)地輸入黑白圖像、彩色圖像、文件數(shù)據(jù) 等人類能夠視覺(jué)識(shí)別的所有數(shù)據(jù)。輸入單元101將這些輸入數(shù)據(jù)變換為
例如非壓縮位圖形式的適于加密處理的形式，將通過(guò)該變換得到的輸入
圖像遞交到加密區(qū)域指定單元102。
加密區(qū)域指定單元102將本裝置100的用戶經(jīng)由GUI(Graphical User Interface)等指定的輸入圖像內(nèi)的區(qū)域指定為加密區(qū)域。在加密區(qū)域的指 定中，還能夠指定輸入圖像的一部分，在希望隱匿圖像整體的情況下能 夠指定整體。在輸入圖像內(nèi)存在僅希望允許限定者閱覽的部分的情況下， 本裝置100的用戶將該部分指定為加密區(qū)域。
圖6是示出基于加密區(qū)域指定單元102的加密區(qū)域的指定方法的圖。
在圖6中，在針對(duì)輸入圖像110內(nèi)的"加密圖像"這樣的字符串，希 望隱匿"暗號(hào)"這部分的情況下，使用加密區(qū)域指定單元102，將包圍"日音 號(hào)"這樣的顯示的區(qū)域(圖中由矩形框包圍的區(qū)域)指定為加密區(qū)域111。 由此，在輸入圖像110中指定圖7所示的加密區(qū)域圖像120。
圖像變換單元103針對(duì)在加密區(qū)域指定單元102中指定的加密區(qū)域 圖像，進(jìn)行基于所輸入的加密密鑰的圖像變換，使該加密區(qū)域圖像的內(nèi) 容無(wú)法識(shí)別。該圖像變換例如應(yīng)用專利文獻(xiàn)1所公開(kāi)的方法。
圖8示出該方法。
這里，如圖8 (A)所示，作為加密密鑰130，使用"10011010010" 的二進(jìn)制比特串。在該二進(jìn)制比特串中，"l"意味著"對(duì)鄰接的列或行進(jìn)行 交換的操作"，"O"意味著"不進(jìn)行任何操作"。并且，作為加密區(qū)域圖像的 例子，列舉圖8 (B)所示的加密區(qū)域圖像120。
首先，如圖8 (B)所示，按照縱向?qū)用軈^(qū)域圖像120進(jìn)行八等分， 將加密區(qū)域圖像120分割為8列的部分121C。然后，按照從左到右的順 序使加密密鑰130的上位7比特("100110r)與上述8列的部分121C 的邊界對(duì)應(yīng)，按照從左到右的順序?qū)υ谶@些各邊界相互相鄰的2個(gè)部分121C實(shí)施與上述比特值對(duì)應(yīng)的操作。其結(jié)果，加密區(qū)域圖像120被變換 為圖8 (C)所示的圖像140。
接著，按照橫向?qū)ι鲜鰣D像140進(jìn)行四等分，將圖像140分割為4 行的部分141R。然后，按照從上到下的順序使加密密鑰130的上位3比 特("100")與這4行的部分141R的3個(gè)邊界對(duì)應(yīng)，以行單位按照從上 到下的順序?qū)@些各邊界相鄰的2個(gè)部分141R進(jìn)行與在縱分割中進(jìn)行的 處理相同的交換處理。其結(jié)果，如圖8 (D)所示，得到對(duì)按照縱向和橫 向?qū)⒓用軈^(qū)域圖像120分割為格子狀的區(qū)域進(jìn)行了置亂處理后的圖像 150。
通過(guò)該圖像變換處理，根據(jù)加密區(qū)域圖像120，生成圖9所示的無(wú) 法識(shí)別圖像內(nèi)容的中間圖像150 (中間圖像l)。
作為圖像變換單元103實(shí)施的圖像變換的方法，除了上述置亂以外， 還能夠應(yīng)用上下左右的反轉(zhuǎn)、旋轉(zhuǎn)等各種處理，只要是根據(jù)加密密鑰使 肉眼無(wú)法識(shí)別原圖像的內(nèi)容的方法，則與手段無(wú)關(guān)。
密鑰關(guān)聯(lián)信息生成單元104對(duì)圖像變換單元103在圖像變換中使用 的加密密鑰實(shí)施一定的變換，生成加密密鑰關(guān)聯(lián)信息。作為該變換方法， 能夠應(yīng)用加密、函數(shù)變換、散列變換等的方法。
圖IO示出密鑰關(guān)聯(lián)信息生成單元104生成加密密鑰關(guān)聯(lián)信息的方法 的例子。圖IO中示出加密和散列變換的例子。
通過(guò)對(duì)上述加密密鑰130 (="10011010010"的比特串)進(jìn)行加密，生 成由"11001111010"的比特串構(gòu)成的加密密鑰關(guān)聯(lián)信息161。并且，通過(guò) 對(duì)加密密鑰130進(jìn)行散列變換，生成由"1011010"的比特串構(gòu)成的加密密 鑰關(guān)聯(lián)信息162。
信息嵌入單元105在由圖像變換單元103生成的中間圖像1中嵌入 由密鑰關(guān)聯(lián)信息生成單元104生成的加密密鑰關(guān)聯(lián)信息。該加密密鑰關(guān) 聯(lián)信息用于在由本圖像加密裝置100生成的加密圖像的解密時(shí)進(jìn)行認(rèn)證。 信息嵌入單元105將中間圖像1等分為多個(gè)微小區(qū)域，在這些各微小區(qū) 域中嵌入比特串的各比特。
下面，列舉4個(gè)基于信息嵌入單元105的加密密鑰關(guān)聯(lián)信息的具體嵌入方法，對(duì)各個(gè)方法進(jìn)行說(shuō)明。
<加密密鑰關(guān)聯(lián)信息的第1嵌入方法>
在加密密鑰關(guān)聯(lián)信息的第1嵌入方法中，通過(guò)對(duì)中間圖像1的微小 區(qū)域(也稱為嵌入?yún)^(qū)域)內(nèi)的像素值進(jìn)行變換，在加密區(qū)域內(nèi)嵌入信息。 例如利用如下方法嵌入信息在嵌入?yún)^(qū)域內(nèi)側(cè)的矩形區(qū)域的像素值被減 去10%的情況下，表現(xiàn)'T'的比特信息，在不被減去的情況下，表現(xiàn)"0" 的比特信息。
圖ll具體示出該方法。另外，在圖11中，黑色像素值設(shè)定為"o"， 白色像素值設(shè)定為"255"。
在圖11 (A)所示的嵌入?yún)^(qū)域170中嵌入"1"的情況下，如圖11 (B) 所示， 一律對(duì)嵌入?yún)^(qū)域170內(nèi)側(cè)的矩形區(qū)域171 (由虛線的矩形框包圍的 區(qū)域)的像素值減去10%。另一方面，在所述嵌入?yún)^(qū)域170中嵌入"O"的 情況下，如圖11 (C)所示，不變更矩形區(qū)域171的像素值。因此，嵌入 區(qū)域170的圖像依然為原來(lái)的圖像。
在該例子中，對(duì)像素值減去10%來(lái)嵌入"1"的信息，但是，當(dāng)然也可 以采用加減乘除、非線性變換等對(duì)像素值實(shí)施變換的其他方法。并且， 在嵌入?yún)^(qū)域中，變換像素值的部分不限于一部分，也可以是區(qū)域整體。
<加密密鑰關(guān)聯(lián)信息的第2嵌入方法>
在加密密鑰關(guān)聯(lián)信息的第2嵌入方法中，通過(guò)對(duì)嵌入?yún)^(qū)域內(nèi)的像素 值進(jìn)行反轉(zhuǎn)，在加密區(qū)域內(nèi)嵌入信息。
圖12是示出在嵌入?yún)^(qū)域?yàn)楹诎讏D像的情況下應(yīng)用本方法的例子的 圖。該情況下進(jìn)行如下處理在圖12 (A)所示的嵌入?yún)^(qū)域170中嵌入"l" 的情況下，如圖12 (B)所示使該區(qū)域內(nèi)的像素值反轉(zhuǎn)，在嵌入"O"的情 況下，如圖12 (C)所示不變更該區(qū)域內(nèi)的像素值。
但是，反轉(zhuǎn)處理不僅能夠在黑白圖像中應(yīng)用，還能夠在彩色圖像中 應(yīng)用。在對(duì)象圖像為RGB形式的圖像的情況下，例如能夠分別單獨(dú)反轉(zhuǎn) R、 G、 B這3個(gè)顏色的各像素值。另外，像素值的反轉(zhuǎn)部分不限于嵌入 區(qū)域整體，也可以反轉(zhuǎn)一部分來(lái)進(jìn)行嵌入。
<加密密鑰關(guān)聯(lián)信息的第3嵌入方法>在加密密鑰關(guān)聯(lián)信息的第3嵌入方法中，根據(jù)定義了對(duì)嵌入?yún)^(qū)域內(nèi) 的像素值進(jìn)行變更的部分的反轉(zhuǎn)圖案，在加密區(qū)域內(nèi)嵌入加密密鑰關(guān)聯(lián) 信息。
圖13示出上述反轉(zhuǎn)圖案的例子。圖13 (A)所示的在右上方存在黑 色區(qū)域的反轉(zhuǎn)圖案191是與"00，，的比特串(2比特的信息)對(duì)應(yīng)的反轉(zhuǎn)圖 案(圖案OO)。圖13 (B)所示的在右下方存在黑色區(qū)域的反轉(zhuǎn)圖案192 是與"01"的比特串(2比特的信息)對(duì)應(yīng)的反轉(zhuǎn)圖案(圖案01)。圖13 (C)所示的在左下方存在黑色區(qū)域的反轉(zhuǎn)圖案193是與"10"的比特串(2 比特的信息)對(duì)應(yīng)的反轉(zhuǎn)圖案(圖案10)。并且，圖13 (D)所示的在左 上方存在黑色區(qū)域的反轉(zhuǎn)圖案194是與"ll"的比特串(2比特的信息)對(duì) 應(yīng)的反轉(zhuǎn)圖案(圖案ll)。這樣，定義了4種反轉(zhuǎn)圖案，所以，在使用這 些反轉(zhuǎn)圖案191 194的情況下，能夠針對(duì)1個(gè)微小區(qū)域嵌入2比特的信 息。
圖14是示出將圖13所示的4種反轉(zhuǎn)圖案與加密密鑰關(guān)聯(lián)信息的比 特串對(duì)應(yīng)起來(lái)嵌入中間圖像1的嵌入?yún)^(qū)域中的方法的圖。
如圖14 (A)所示，假設(shè)加密密鑰關(guān)聯(lián)信息200為"1011010"的7比 特的比特串。并且，如圖14 (B)所示，將中間圖像150 (中間圖像l) 分割為8 (橫向)x4 (縱向)的合計(jì)32個(gè)微小區(qū)域(嵌入?yún)^(qū)域)151。
該情況下，從開(kāi)頭起每隔2比特依次將加密密鑰關(guān)聯(lián)信息200嵌入 各嵌入?yún)^(qū)域151中。最初嵌入的信息是加密密鑰關(guān)聯(lián)信息的最初2比特 即"10"，作為其嵌入對(duì)象的嵌入?yún)^(qū)域151是最上段左端的區(qū)域。然后， 從最初2比特所延續(xù)的比特串中依次提取2比特，如圖14 (B)所示， 按照從左到右的順序，依次將與這些比特圖案對(duì)應(yīng)的圖案分配給從最上 段左邊第2個(gè)嵌入?yún)^(qū)域151以后的嵌入?yún)^(qū)域151。
圖15示出在嵌入?yún)^(qū)域中嵌入加密密鑰關(guān)聯(lián)信息的2比特的具體方法。
在圖15 (A)所示的嵌入?yún)^(qū)域151中嵌入"10"的比特串的情況下， 選擇圖15 (B)所示的反轉(zhuǎn)圖案193 (圖案10)。然后，使與嵌入?yún)^(qū)域151 的由反轉(zhuǎn)圖案193定義的區(qū)域(圖中黑色部分)對(duì)應(yīng)的區(qū)域反轉(zhuǎn)。其結(jié)果，將圖15 (A)所示的嵌入?yún)^(qū)域151的圖像變換為圖15 (C)所示的 圖像210。
這樣，加密密鑰關(guān)聯(lián)信息200的最初2比特("10")的嵌入結(jié)束后， 利用同樣的方法將下面2比特即"11"嵌入先前嵌入的嵌入?yún)^(qū)域151的右側(cè) 相鄰的嵌入?yún)^(qū)域15i中。
這樣，在第3嵌入方法中，與加密密鑰關(guān)聯(lián)信息的部分比特串的各 圖案對(duì)應(yīng)地準(zhǔn)備多個(gè)反轉(zhuǎn)圖案，使嵌入?yún)^(qū)域內(nèi)的由與嵌入信息(部分比 特串)對(duì)應(yīng)的反轉(zhuǎn)圖案定義的區(qū)域的像素值反轉(zhuǎn)，由此，在中間圖像1 中嵌入加密密鑰關(guān)聯(lián)信息。其結(jié)果，最終生成嵌入了加密密鑰關(guān)聯(lián)信息 的中間圖像2。
圖16示出其他反轉(zhuǎn)圖案。
圖16 (A)所示的4種反轉(zhuǎn)圖案211 214是如下的圖案在縱和橫 的2個(gè)方向?qū)η度雲(yún)^(qū)域進(jìn)行二分割，表現(xiàn)4個(gè)2比特的信息("00"、 "01"、 "10"、 "ll，，)。圖16 (B)所示的4種反轉(zhuǎn)圖案221 224是如下的圖案 通過(guò)對(duì)嵌入?yún)^(qū)域的邊緣部分的像素值進(jìn)行變換，來(lái)表現(xiàn)4個(gè)2比特串信 息。上述反轉(zhuǎn)圖案都是4種為一組，但是，反轉(zhuǎn)圖案的種類數(shù)能夠根據(jù) 在嵌入?yún)^(qū)域中嵌入的信息的比特?cái)?shù)而自由制作。
<加密密鑰關(guān)聯(lián)信息的第4嵌入方法〉
在第4加密密鑰關(guān)聯(lián)信息的嵌入方法中，使用水印在中間圖像l內(nèi) 嵌入信息，由此在加密區(qū)域中嵌入信息。
這里作為加密密鑰關(guān)聯(lián)信息的嵌入對(duì)象的圖像是圖9所示的中間圖 像150 (中間圖像1)，但是，作為這種適于對(duì)圖像嵌入信息的水印方式 的例子，有日本專利局的特愿2006-266015號(hào)(以下為專利文獻(xiàn)3)所公 開(kāi)的方法。該專利文獻(xiàn)3的嵌入方式的特征在于，將圖17 (A) (D) 所示的4種圖像圖案231 234不明顯地嵌入文件圖像中。在該方式中， 如圖18所示，從中間圖像150內(nèi)的黑色圖像中搜索平坦區(qū)域，在該平坦 區(qū)域中嵌入圖17 (A) (D)所示的圖像圖案231 234中的任一方。 另外，由圖18的右側(cè)所示的圓圈240包圍的圖像是對(duì)由左側(cè)所示的圓圈 包圍的區(qū)域進(jìn)行放大后的圖案，箭頭所示的部分是能夠嵌入圖像圖案231 234的平坦區(qū)域。
圖19是示出應(yīng)用上述方式在圖18所示的中間圖像150中嵌入所述 圖像圖案231 234的結(jié)果的圖。在圖19所示的圖像250中，突起部分 251示出嵌入了加密密鑰關(guān)聯(lián)信息的部分。
信息嵌入單元105使用以上敘述的4種加密密鑰關(guān)聯(lián)信息的嵌入方 法中的任一種，對(duì)加密區(qū)域(中間圖像l)嵌入加密密鑰關(guān)聯(lián)信息，生成 中間圖像2。
圖20是示出信息嵌入單元105使用第1加密密鑰關(guān)聯(lián)信息的嵌入方 法(基于像素值反轉(zhuǎn)的信息嵌入方法)在圖9所示的中間圖像150中嵌 入加密密鑰關(guān)聯(lián)信息而生成的中間圖像300 (中間圖像2)的圖。
像素值變換單元106針對(duì)由信息嵌入單元105嵌入了加密密鑰關(guān)聯(lián) 信息的圖像(中間圖像2)，按照橫向以一定周期對(duì)所述中間圖像2的像 素值進(jìn)行變換，并且按照縱向以一定周期對(duì)所述中間圖像2的像素值進(jìn) 行變換，由此，生成大致為條紋狀圖案的圖像。該生成例如使用專利文 獻(xiàn)1所公開(kāi)的像素值變換方法。
圖21是示出像素值變換單元106對(duì)中間圖像2實(shí)施像素值變換處理 的方法的圖。
針對(duì)圖21 (A)所示的中間圖像300 (中間圖像2)，準(zhǔn)備圖21 (B) 所示的方格圖案圖像310。方格圖案圖像(棋盤式圖案圖像)310由矩陣 狀交替配置的白色區(qū)域311W和黑色區(qū)域311B構(gòu)成，其大小與中間圖像 300相同。白色區(qū)域(無(wú)色部分)311W和黑色區(qū)域(有色部分)311B的 大小與所述嵌入?yún)^(qū)域相同，他們的位置也與嵌入?yún)^(qū)域的排列位置相同。
像素值變換單元106執(zhí)行如下變換針對(duì)中間圖像300內(nèi)的像素中 與方格圖案圖像310的有色部分對(duì)應(yīng)的區(qū)域進(jìn)行反轉(zhuǎn)處理。其結(jié)果，如 圖21 (C)所示，得到整體為大致格子狀的條紋圖案的像素值變換圖像 320。
輸出單元107根據(jù)需要對(duì)像素值變換圖像320 (加密圖像320)進(jìn)行 形式變換并輸出。也可以變換為其他圖像形式并輸出，如果沒(méi)有特意變 換的必要，則也可以保持原樣輸出加密圖像320，也可以變換為Microsoft
32公司的Office文件或Adobe公司的PDF等的電子文件數(shù)據(jù)、或者HTML 或XML等的非圖像數(shù)據(jù)并輸出。并且，也可以以針對(duì)顯示器的顯示、針 對(duì)紙等物理介質(zhì)的打印這樣的形式輸出。
使用與加密密鑰關(guān)聯(lián)信息的嵌入?yún)^(qū)域的配置圖案相同的配置圖案的 由白色區(qū)域311W和黑色區(qū)域311B構(gòu)成的方格圖案圖像310，實(shí)施像素
值變換處理。因此，對(duì)所述加密圖像進(jìn)行解密的一側(cè)，能夠根據(jù)加密圖 像(像素值變換圖像320)的條紋狀圖案，檢測(cè)嵌入有加密密鑰關(guān)聯(lián)信息 的各嵌入?yún)^(qū)域的邊界線的詳細(xì)位置。
如上所述，輸入到圖像加密裝置100的數(shù)據(jù)在圖像加密裝置100內(nèi) 部，通過(guò)輸入單元101、加密區(qū)域指定單元102、圖像變換單元103、密 鑰關(guān)聯(lián)信息生成單元104、信息嵌入單元105和像素值變換單元106的處 理，被變換為圖22所示的加密圖像320 (像素值變換圖像320)。
艮口，圖像加密裝置100通過(guò)輸入單元101將輸入數(shù)據(jù)變換為圖6所 示的輸入圖像IIO。然后，對(duì)該輸入圖像110實(shí)施圖像處理，依次將其變 換為中間圖像l、中間圖像2、加密圖像。然后，最終生成輸入圖像110 的加密圖像320。
接著，說(shuō)明上述結(jié)構(gòu)的圖像加密裝置400的動(dòng)作。 圖50是示出圖像加密裝置400的整體處理的流程圖。在圖50中， 對(duì)與所述圖23的流程圖相同的處理內(nèi)容的步驟賦予相同的步驟編號(hào)。在 以后的說(shuō)明中，重點(diǎn)說(shuō)明與圖23的流程圖不同的處理，簡(jiǎn)略說(shuō)明或省略與圖23的流程圖相同的處理。
對(duì)圖50和圖23的流程圖進(jìn)行比較可知，圖像加密裝置400的前半 部分的處理順序(步驟S1 S3)與圖像加密裝置100相同。并且，后半 部分的處理順序(步驟S7 S10)也與圖像加密裝置IOO相同。
圖像加密裝置400在步驟S3中輸入加密密鑰后，接著，進(jìn)行生成加 密密鑰關(guān)聯(lián)信息的"密鑰關(guān)聯(lián)信息生成處理"(S5)。該密鑰關(guān)聯(lián)信息生成 處理是與圖像加密裝置100的密鑰關(guān)聯(lián)信息生成處理相同的處理，是根 據(jù)上述輸入的加密密鑰生成加密密鑰關(guān)聯(lián)信息的處理。
接著，通過(guò)信息嵌入單元403，進(jìn)行在步驟S1中輸入的輸入圖像中 嵌入上述加密密鑰關(guān)聯(lián)信息的"信息嵌入處理"(S106)。
說(shuō)明該信息嵌入處理。這里，輸入圖51所示的輸入圖像110，在步 驟S2中，針對(duì)該輸入圖像110指定加密區(qū)域111。如圖52所示，信息嵌 入單元403對(duì)加密區(qū)域111在列方向上進(jìn)行八分割，并且在行方向上進(jìn) 行四分割，將加密區(qū)域lll分割為32個(gè)矩形的微小區(qū)域llla。然后，在 這些微小區(qū)域llla中嵌入所述加密密鑰關(guān)聯(lián)信息。
該加密密鑰關(guān)聯(lián)信息的嵌入處理的算法與圖像加密裝置100的信息 嵌入單元105進(jìn)行的所述圖30的流程圖所示的算法相同。
圖像加密裝置400和圖像加密裝置100的不同點(diǎn)在于，作為嵌入加 密密鑰關(guān)聯(lián)信息的對(duì)象的圖像。圖像加密裝置100的信息嵌入單元105 在中間圖像1中嵌入加密密鑰關(guān)聯(lián)信息，但是，圖像加密裝置400的信 息嵌入單元403在輸入圖像110的加密區(qū)域111的圖像中進(jìn)行嵌入。
圖53示出基于信息嵌入單元403的針對(duì)加密區(qū)域111嵌入圖像加密 密鑰關(guān)聯(lián)信息的嵌入方法。
在圖53所示的例子中，如圖53 (A)所示，使用所述散列值162 ("1011010")作為加密密鑰關(guān)聯(lián)信息。然后，從開(kāi)頭比特起依次一比特 一比特地將該散列值162的比特串嵌入加密區(qū)域111的微小區(qū)域llla中。 此時(shí)的微小區(qū)域llla的選擇順序與圖像加密裝置100的信息嵌入單元 105時(shí)相同。
圖54示出在加密區(qū)域111的微小區(qū)域llla中嵌入散列值162的比特的例子。圖54示出在加密區(qū)域111的最上段(最上位行)的左端的微
小區(qū)域llla中嵌入散列值162的開(kāi)頭比特的例子。
在圖54 (A)所示的上述微小區(qū)域llla中嵌入"l"的開(kāi)頭比特的情況 下，如圖54 (B)所示，反轉(zhuǎn)該微小區(qū)域llla的圖像的像素值。在嵌入"0" 的開(kāi)頭比特的情況下，不改變?cè)撐⑿^(qū)域llla的圖像。
本例的散列值162的開(kāi)頭比特是"1"，所以，如圖54 (B)所示，變 換加密區(qū)域111的最上位行的左端的微小區(qū)域llla的圖像。加密區(qū)域111 的其他微小區(qū)域llla的圖像也同樣，根據(jù)要嵌入的比特的值，對(duì)其像素 值進(jìn)行處理。
圖55示出信息嵌入單元403在加密區(qū)域111的微小區(qū)域Ula中嵌 入散列值162 ("1011010")而生成的中間圖像600 (中間圖像l)。
另外，在本實(shí)施例中，嵌入加密區(qū)域中的信息是加密密鑰關(guān)聯(lián)信息， 但是，在加密密鑰關(guān)聯(lián)信息的基礎(chǔ)上，還可以嵌入其他信息(用戶ID等)， 也可以僅嵌入其他信息。
返回圖50的流程圖的說(shuō)明。
步驟S106的處理結(jié)束后，通過(guò)圖像變換單元405，針對(duì)所述中間圖 像1進(jìn)行"圖像變換處理"(S107)。
該圖像變換處理的算法與所述圖28的流程圖所示的算法相同。在圖 像加密裝置400的情況下，與圖像加密裝置IOO不同，不是針對(duì)"輸入圖 像"，而是針對(duì)"中間圖像l"進(jìn)行圖像變換處理。通過(guò)所述圖46所示的方 法進(jìn)行該圖像變換處理，通過(guò)該處理，生成所述圖47所示的中間圖像620 (中間圖像2)。
接著，通過(guò)像素值變換單元106，對(duì)上述中間圖像2進(jìn)行"像素值變 換處理"(S7)。該像素值變換處理的算法與所述圖35的流程圖所示的算 法相同。通過(guò)該像素值變換處理，得到所述圖49所示的加密區(qū)域圖像620。
輸出單元107根據(jù)需要對(duì)像素值變換圖像620 (加密圖像620)進(jìn)行 形式變換并輸出。也可以變換為其他圖像形式并輸出，如果沒(méi)有特意變 換的必要，則也可以保持原樣輸出加密圖像620。并且，也可以變換為 Microsoft公司的O迅ce文件或Adobe公司的PDF的電子文件數(shù)據(jù)、或者
44HTML或XML的非圖像數(shù)據(jù)并輸出。這里輸出的數(shù)據(jù)作為輸出數(shù)據(jù)從圖 像加密裝置400輸出。
以后，進(jìn)行所述圖23的流程圖所示的步驟S8 S10的處理，進(jìn)行輸 入圖像中的由加密用戶指定的加密區(qū)域的圖像的加密，在沒(méi)有指定加密 區(qū)域的時(shí)刻結(jié)束處理。如上所述，對(duì)輸入圖像中的由加密用戶指定的加 密區(qū)域的圖像進(jìn)行加密。這樣，通過(guò)圖像加密裝置400，生成所述圖39 (B) 所示的彩色加密圖像710、對(duì)所述圖40所示的多個(gè)加密區(qū)域801、 802的 圖像進(jìn)行加密的加密圖像800。
如上所述，根據(jù)本實(shí)施方式的圖像加密裝置，在加密區(qū)域內(nèi)嵌入加 密密鑰關(guān)聯(lián)信息，所以，即使在加密區(qū)域以外不存在空白的情況下，也 能夠在圖像(指打印物和數(shù)字圖像兩方)內(nèi)嵌入加密密鑰關(guān)聯(lián)信息。并 且，利用失真耐性高的嵌入方法嵌入加密密鑰關(guān)聯(lián)信息，所以，能夠從 解密時(shí)經(jīng)由打印、復(fù)印、掃描等處理的圖像中，正確地檢測(cè)加密密鑰關(guān) 聯(lián)信息。因此，能夠提供如下功能在解密側(cè)，根據(jù)該檢測(cè)出的加密密 鑰關(guān)聯(lián)信息進(jìn)行用戶認(rèn)證，僅具有正當(dāng)權(quán)利的用戶能夠復(fù)原原圖像并閱 覽。 說(shuō)明本發(fā)明的圖像解密裝置。 (本發(fā)明的圖像解密裝置的第1實(shí)施方式}
說(shuō)明本發(fā)明的圖像解密裝置的第1實(shí)施方式。該圖像解密裝置是對(duì) 通過(guò)所述本發(fā)明的圖像加密裝置的第1實(shí)施方式(圖像加密裝置100)生
成的加密圖像進(jìn)行解密的裝置。 [結(jié)構(gòu)]
圖56是示出本發(fā)明的圖像解密裝置的第1實(shí)施方式的結(jié)構(gòu)的圖。 本發(fā)明的圖像解密裝置的第1實(shí)施方式即圖像解密裝置1000 (第1 圖像解密裝置)具有輸入單元100X、加密位置檢測(cè)單元IOOI、像素值 變換單元1002、嵌入信息檢測(cè)單元1003、密鑰關(guān)聯(lián)信息生成單元1004、 認(rèn)證單元1005、嵌入信息去除單元1006、圖像變換單元1007以及輸出 單元1008。輸入單元100X取得輸入數(shù)據(jù)，根據(jù)需要進(jìn)行形式變換，作為輸入圖 像遞交到下一處理。
加密位置檢測(cè)單元1001檢測(cè)輸入圖像內(nèi)的加密區(qū)域，進(jìn)而檢測(cè)加密
區(qū)域內(nèi)的邊界線的位置。
例如，在輸入圖57所示的加密圖像1100的情況下，為了對(duì)加密部 分進(jìn)行解密，首先需要知道加密區(qū)域1110 (在本例中相當(dāng)于圖22的加密 圖像320)的位置。但是，僅知道該位置還不充分，如果不知道加密時(shí)進(jìn) 行置亂等處理時(shí)的列方向和行方向的邊界線1111C、 1U1R的位置，則無(wú) 法解密。這里，列方向的邊界線1111C是作為上述置亂對(duì)象的列方向的 部分的邊界線，行方向的邊界線1111R是作為上述置亂對(duì)象的行方向的 部分的邊界線(參照?qǐng)D8)。
圖像加密裝置100的像素值變換單元106周期性地進(jìn)行變換像素值 的處理，所以，如圖58所示，通過(guò)對(duì)縱向和橫向的剖面中的像素值進(jìn)行 頻率分析，能夠確定加密區(qū)域的位置和邊界線的位置。并且，在加密圖 像中存在多個(gè)加密區(qū)域的情況下，也能夠檢測(cè)多個(gè)。
圖58是示出加密位置檢測(cè)單元1001對(duì)加密圖像1100進(jìn)行頻率分析 來(lái)檢測(cè)加密區(qū)域1110的邊界線1111C、 1111R的方法的圖。
如圖58所示，針對(duì)加密區(qū)域1110的圖像，引出橫向的切斷線1113R 和縱向的切斷線1113C，求出位于加密區(qū)域1110的圖像的各個(gè)切斷線上 的像素的值。關(guān)于像素值，白色最大(例如"255")，黑色最小(例如"0")。 其結(jié)果，如圖5S所示，橫向得到波形1115C，縱向得到波形1115R。例 如利用對(duì)波形1115C和波形1115R進(jìn)行頻率分析的公知技術(shù)，來(lái)檢測(cè)邊 界線1111C和邊界線1111R。另外，在加密圖像1100內(nèi)存在多個(gè)加密區(qū) 域的情況下，針對(duì)這些全部加密區(qū)域，檢測(cè)加密區(qū)域的位置和邊界線的 位置。
另外，對(duì)加密圖像1100進(jìn)行頻率分析并從加密圖像1100中檢測(cè)加 密區(qū)域1110的方法如專利文獻(xiàn)1的圖23所示。與加密圖像1100的其他 區(qū)域相比，加密區(qū)域1110的周期性強(qiáng)，所以，通過(guò)調(diào)查加密圖像1100 的全部區(qū)域的周期性，能夠檢測(cè)加密區(qū)域1110。
46像素值變換單元1002解除圖像加密裝置100的像素值變換單元106 為了根據(jù)中間圖像2生成加密圖像而進(jìn)行的像素值變換。例如，在加密 圖像的生成時(shí)進(jìn)行了圖21所示的方格圖案化的情況下，利用圖59所示 的方法，使對(duì)加密圖像實(shí)施的像素值變換(方格圖案化)復(fù)原，由此能 夠解除像素值變換。
圖59是示出像素值變換單元1002解除對(duì)加密圖像實(shí)施的像素值變 換(方格圖案化)的方法的圖。
針對(duì)圖59 (A)所示的加密圖像1100，參照?qǐng)D59 (B)所示的方格 圖案圖像1310 (與圖像加密裝置100的像素值變換單元106參照的方格 圖案圖像310相同)，使加密圖像1100的與該方格圖案圖像1310的由黑 色定義的區(qū)域?qū)?yīng)的部分的像素值全部反轉(zhuǎn)。其結(jié)果，生成圖59 (C) 所示的中間圖像1200 (中間圖像2')。
其中，在圖像加密裝置100中像素值變換單元沒(méi)有實(shí)施處理的情況 下，能夠省略圖像解密裝置1000中的像素值變換單元1002。
圖60示出該中間圖像1200 (中間圖像2')。該中間圖像1200是與 圖像加密裝置100生成的中間圖像620 (中間圖像2)相同的圖像，但是， 在加密圖像IIOO輸入到本裝置1000之前，對(duì)所述中間圖像620 (中間圖 像2)實(shí)施某些圖像處理，或經(jīng)由打印、復(fù)印或掃描等，可能產(chǎn)生噪聲和 失真。
嵌入信息檢測(cè)單元1003根據(jù)由像素值變換單元1002復(fù)原的中間圖 像1200 (中間圖像2')，檢測(cè)加密時(shí)嵌入的加密密鑰關(guān)聯(lián)信息。
作為圖像加密裝置100的信息嵌入單元105嵌入所述加密密鑰關(guān)聯(lián) 信息的方法，說(shuō)明了第1 第4這4個(gè)嵌入方法，下面，說(shuō)明使用這些各 嵌入方法時(shí)的加密密鑰關(guān)聯(lián)信息的檢測(cè)方法。
<基于第1嵌入方法的加密密鑰關(guān)聯(lián)信息的檢測(cè)方法>
所述第1嵌入方法是如下的方法通過(guò)變更嵌入?yún)^(qū)域內(nèi)的某個(gè)確定 區(qū)域(特定區(qū)域)的像素值，從而嵌入加密密鑰關(guān)聯(lián)信息。該方法的情 況下，如果變更了特定區(qū)域的像素值，則在該區(qū)域的邊界線附近，在內(nèi) 側(cè)和外側(cè)必然產(chǎn)生像素值的差(邊緣)。圖61示出利用第1嵌入方法嵌入的加密密鑰關(guān)聯(lián)信息的檢測(cè)方法。 檢測(cè)嵌入?yún)^(qū)域(微小區(qū)域)的特定區(qū)域的邊界線附近有無(wú)邊緣，針
對(duì)圖61 (A)所示的特定區(qū)域1201那樣存在邊緣的特定區(qū)域，判斷為嵌 入了'T，的比特信息，針對(duì)圖61 (B)的特定區(qū)域1202那樣不存在邊緣的 特定區(qū)域，判斷為嵌入了"O"的比特信息。由此，能夠檢測(cè)在所述嵌入?yún)^(qū) 域中嵌入的加密密鑰關(guān)聯(lián)信息的比特串的各比特值。
<基于第2嵌入方法的加密密鑰關(guān)聯(lián)信息的檢測(cè)〉
所述第2嵌入方法是如下的方法通過(guò)對(duì)嵌入?yún)^(qū)域內(nèi)的像素值進(jìn)行 反轉(zhuǎn)，從而嵌入加密密鑰關(guān)聯(lián)信息。該方法的情況下，通過(guò)計(jì)算嵌入?yún)^(qū) 域內(nèi)的黑色像素率，從而能夠檢測(cè)在嵌入?yún)^(qū)域中嵌入的加密密鑰關(guān)聯(lián)信 息的比特串的各比特值。
圖62示出利用第2嵌入方法嵌入的加密密鑰關(guān)聯(lián)信息的檢測(cè)方法。
針對(duì)圖62 (A)所示的嵌入?yún)^(qū)域1211那樣該黑色像素率超過(guò)閾值的 嵌入?yún)^(qū)域，判斷為在嵌入時(shí)反轉(zhuǎn)了像素值，判斷為在該嵌入?yún)^(qū)域中嵌入 了"1"。并且，如圖62 (B)所示，針對(duì)所述黑色像素率小于所述閾值的 嵌入?yún)^(qū)域，判斷為沒(méi)有反轉(zhuǎn)像素值，判斷為在該嵌入?yún)^(qū)域中嵌入了"O"。 這樣，能夠檢測(cè)在嵌入?yún)^(qū)域中嵌入的加密密鑰關(guān)聯(lián)信息的比特串的值。
<基于第3嵌入方法的加密密鑰關(guān)聯(lián)信息的檢測(cè)方法>
所述第3嵌入方法是如下的方法通過(guò)反轉(zhuǎn)由將嵌入?yún)^(qū)域內(nèi)的像素 值與加密密鑰關(guān)聯(lián)信息的部分比特串對(duì)應(yīng)起來(lái)的圖案定義的區(qū)域，從而 嵌入加密密鑰關(guān)聯(lián)信息。該情況下，對(duì)檢測(cè)對(duì)象的嵌入?yún)^(qū)域的邊緣部分 進(jìn)行檢測(cè)，調(diào)查與該邊緣部分對(duì)應(yīng)的反轉(zhuǎn)圖案，從而能夠檢測(cè)在嵌入?yún)^(qū) 域中嵌入的部分比特串。
圖63是示出利用第3嵌入方法嵌入的加密密鑰關(guān)聯(lián)信息的檢測(cè)方法 的圖。
考慮從圖63 (A)所示的嵌入?yún)^(qū)域1221中檢測(cè)加密密鑰關(guān)聯(lián)信息的 部分比特串的情況。該情況下，應(yīng)該在該區(qū)域1221中嵌入圖63 (B)所 示的4種反轉(zhuǎn)圖案191 194的各圖案的任一種。因此，如圖63 (C)所 示，針對(duì)嵌入?yún)^(qū)域1221的有色部分191b 194b的對(duì)應(yīng)部分1221a 1221d 48(圖中矩形虛線框所包圍的區(qū)域)，檢查在與由上述各反轉(zhuǎn)圖案191 194
定義的各所述有色部分191b 194b的邊緣相同的位置是否存在邊緣。該 例子的情況下，如圖63 (D)所示，在左下方檢測(cè)出邊緣，所以可知， 根據(jù)與該邊緣對(duì)應(yīng)的反轉(zhuǎn)圖案193，在嵌入?yún)^(qū)域1221d中嵌入了"10"的比 特串。針對(duì)全部嵌入?yún)^(qū)域進(jìn)行這種處理，由此，能夠檢測(cè)加密密鑰關(guān)聯(lián) 信息。
<基于第4嵌入方法的加密密鑰關(guān)聯(lián)信息的檢測(cè)方法> 所述第4嵌入方法是通過(guò)電子水印來(lái)嵌入加密密鑰關(guān)聯(lián)信息的方 法。該情況下，使用該電子水印技術(shù)中的規(guī)定的檢測(cè)方法，能夠檢測(cè)嵌 入中間圖像2'中的加密密鑰關(guān)聯(lián)信息。該加密密鑰關(guān)聯(lián)信息的檢測(cè)方法 的詳細(xì)情況請(qǐng)參照所述專利文獻(xiàn)3所述公開(kāi)的針對(duì)水印嵌入方法的檢測(cè) 力'法。
嵌入信息檢測(cè)單元1003通過(guò)基于圖像加密裝置100的信息嵌入單元 105使用的加密密鑰關(guān)聯(lián)信息的嵌入方法的提取方法，從中間圖像2'中檢 測(cè)加密密鑰關(guān)聯(lián)信息。
密鑰關(guān)聯(lián)信息生成單元1004按照一定的規(guī)則，將由加密圖像的解密 用戶輸入的解密密鑰變換為解密密鑰關(guān)聯(lián)信息。該解密密鑰與用于加密 圖像的生成的加密密鑰相同。密鑰關(guān)聯(lián)信息生成單元1004針對(duì)解密密鑰 進(jìn)行與圖像加密裝置100的密鑰關(guān)聯(lián)信息生成單元104相同的處理，生 成解密密鑰關(guān)聯(lián)信息。
認(rèn)證單元1005核對(duì)由嵌入信息檢測(cè)單元1003檢測(cè)出的加密密鑰關(guān) 聯(lián)信息和由密鑰關(guān)聯(lián)信息生成單元1004生成的解密密鑰關(guān)聯(lián)信息，檢査 當(dāng)前嘗試對(duì)加密圖像進(jìn)行解密的用戶(以后稱為解密用戶)是否具有閱 覽原圖像的正當(dāng)?shù)臋?quán)利。在兩者一致的情況下，認(rèn)證單元1005認(rèn)證解密 用戶。在兩者不一致的情況下，不認(rèn)證解密用戶。該認(rèn)證以下述(1)的 理論為依據(jù)。
(1)圖像加密裝置100的密鑰關(guān)聯(lián)信息生成單元104和圖像解密裝 置1000的密鑰關(guān)聯(lián)信息生成單元1004分別針對(duì)加密密鑰和解密密鑰實(shí) 施相同算法的處理，生成加密密鑰關(guān)聯(lián)信息和解密密鑰關(guān)聯(lián)信息。因此，如果解密密鑰與加密密鑰相同，則該加密密鑰關(guān)聯(lián)信息和該解密密鑰關(guān) 聯(lián)信息當(dāng)然一致。
在加密密鑰關(guān)聯(lián)信息和解密密鑰關(guān)聯(lián)信息一致的情況下進(jìn)行認(rèn)證， 繼續(xù)進(jìn)行以后的處理。與此相對(duì)，在不一致的情況下，不進(jìn)行認(rèn)證，中 止原圖像的復(fù)原。
在認(rèn)證單元1005中進(jìn)行了認(rèn)證的情況下，嵌入信息去除單元1006
進(jìn)行將圖像加密裝置100的信息嵌入單元105在中間圖像1中嵌入加密
密鑰關(guān)聯(lián)信息時(shí)變更的加密區(qū)域的像素值復(fù)原的處理，生成中間圖像r。
并且，在圖像加密裝置100中通過(guò)電子水印嵌入信息的情況下，以看起
來(lái)沒(méi)有影響的方式進(jìn)行嵌入，所以，不一定需要去除嵌入信息。中間圖
像l'與圖像加密裝置100生成的中間圖像1 (參照?qǐng)D27)對(duì)應(yīng)。中間圖
像r與所述中間圖像2'同樣，加密圖像經(jīng)由打印、復(fù)印、掃描等處理輸
入到圖像解密裝置1000，其中可能產(chǎn)生噪聲和失真。
圖像變換單元1007使用與圖像加密裝置100的圖像變換單元103針
對(duì)中間圖像i使用的變換方法對(duì)應(yīng)的逆變換方法，從中間圖像r復(fù)原原
圖像(原始圖像)。
圖64是示出圖像變換單元1007根據(jù)中間圖像r復(fù)原原圖像的方法的圖。
通過(guò)嵌入信息去除單元1006,生成圖64 (A)所示的中間圖像1400
(中間圖像r)。并且，設(shè)解密密鑰是"iooiioiooio"。這相當(dāng)于在圖像
加密裝置100中使用的加密密鑰。
首先，如圖64(A)所示，圖像變換單元1007使用解密密鑰的上位 3比特("100")，對(duì)中間圖像1400的行方向的4個(gè)部分1401R進(jìn)行行的 交換處理，生成圖64 (C)所示的圖像1410。接著，如圖64 (C)所示， 使用解密密鑰的上位7比特("100110r)，對(duì)該圖像1410的列方向的 1411C進(jìn)行列的交換處理，生成圖64 (D)所示的圖像1500。
其結(jié)果，通過(guò)圖像變換單元1007，復(fù)原圖65所示的原圖像(原始 圖像)1500。
輸出單元1008根據(jù)需要對(duì)如上所述解密的圖像進(jìn)行形式變換，并作為輸出數(shù)據(jù)輸出。 [動(dòng)作]
說(shuō)明上述結(jié)構(gòu)的圖像解密裝置iooo的動(dòng)作。 圖66是示出圖像解密裝置1000的整體處理的流程圖。 通過(guò)要對(duì)由圖像加密裝置100生成的加密圖像的加密區(qū)域的圖像進(jìn) 行解密、以閱覽該加密圖像的原圖像(原始圖像)的內(nèi)容的用戶(以下 稱為解密用戶)，對(duì)本裝置1000輸入了輸入數(shù)據(jù)。
輸入單元IOOX根據(jù)需要對(duì)輸入數(shù)據(jù)進(jìn)行形式變換，作為輸入圖像遞 交到以后的處理(SIOI)。輸入數(shù)據(jù)例如可以是圖像數(shù)據(jù)，也可以是 Microsoft公司的Office文件或Adobe公司的PDF的電子文件數(shù)據(jù)、或者 HTML或XML的非圖像數(shù)據(jù)。并且，在加密對(duì)象是在紙等物理介質(zhì)上打 印或描繪的圖像等的情況下，也能夠通過(guò)掃描儀或數(shù)字照相機(jī)等光學(xué)設(shè) 備讀入來(lái)作為輸入數(shù)據(jù)。
加密位置檢測(cè)單元1001進(jìn)行如下的"加密位置檢測(cè)處理"檢測(cè)輸入 圖像中所包含的加密區(qū)域的位置和該加密區(qū)域內(nèi)的各微小區(qū)域的邊界線 信息(S102)。
參照?qǐng)D67 圖71說(shuō)明該加密位置檢測(cè)處理的詳細(xì)情況。 圖67是示出加密位置檢測(cè)處理的概要的圖。
加密位置檢測(cè)處理大致分為2個(gè)階段，首先，如圖67 (A)所示， 確定加密區(qū)域1110的大致位置1113。接著，如圖67 (B)所示，根據(jù)該 大致位置1113，檢測(cè)加密區(qū)域1110的縱向的邊界線1111C和橫向的邊界 線llllR。
圖68是示出上述加密區(qū)域1110的大致位置檢測(cè)的方法的圖。 通過(guò)圖像加密裝置100的像素值變換單元106的處理，加密區(qū)域1110 內(nèi)的像素值周期性地變化，所以，通過(guò)對(duì)加密圖像1100整體進(jìn)行頻率分 析，能夠確定加密區(qū)域1110的大致位置。針對(duì)圖68 (A)所示的加密圖 像1100，分別通過(guò)FFT (Fast Fourier Transformation)等對(duì)其縱向和橫向 進(jìn)行頻率分析。
由此，如圖68 (B)所示，針對(duì)加密圖像1100，能夠檢測(cè)周期性強(qiáng)的區(qū)域1120和周期性弱的區(qū)域1130。進(jìn)行頻率分析后，加密區(qū)域1110 存在與加密時(shí)進(jìn)行了像素值變換時(shí)的周期對(duì)應(yīng)的頻率的功率顯著增強(qiáng)的 傾向。因此，通過(guò)對(duì)加密圖像1100進(jìn)行頻率分析，能夠檢測(cè)加密區(qū)域1110 的大致位置和邊界線的周期。因此，通過(guò)該頻率分析，如圖69 (A)所 示，還能夠檢測(cè)加密區(qū)域1110的邊界線1115的周期。
但是，僅通過(guò)這些由頻率分析得到的信息，如圖69 (A)所示，即 使能夠確定邊界線1115的周期，如圖69 (B)所示，也無(wú)法知道這些邊 界線1115位于加密區(qū)域1110內(nèi)的哪個(gè)位置。
因此，通過(guò)圖70所示的方法，求出邊界線1115的絕對(duì)位置。 在該方法中，首先，根據(jù)通過(guò)上述頻率分析得到的邊界線1115的位 置信息，求出圖70 (A)所示的具有周期的圖案1140 (以下稱為周期性 圖案1140)。
接著，在使該周期性圖案1140與加密區(qū)域1110重疊的狀態(tài)下，一 邊錯(cuò)開(kāi)該位置， 一邊調(diào)查周期性圖案1140的圖像和加密區(qū)域1110的圖 像的各像素的絕對(duì)值差分之和，求出邊界線1115的絕對(duì)位置。該圖案匹 配的方法的詳細(xì)情況在所述專利文獻(xiàn)3中公開(kāi)。
如上所述，最終如圖71所示，能夠求出在圖像加密裝置100中進(jìn)行 置亂等時(shí)的邊界線1111C、 1111R。
返回圖66的流程圖的說(shuō)明。
根據(jù)步驟S102的加密位置檢測(cè)處理的結(jié)果是否檢測(cè)出加密區(qū)域，處 理分支(S103)。
在步驟S102中判斷為存在加密區(qū)域的情況下，使解密用戶輸入用于 對(duì)該加密區(qū)域進(jìn)行解密的密鑰(解密密鑰)(S104),進(jìn)入以后的解密處 理。如后所述，在輸入了與加密密鑰相同的解密密鑰的情況下，認(rèn)證為 是正規(guī)的解密用戶，能夠閱覽原圖像。另一方面，在步驟S103中判斷為 不存在加密區(qū)域、即在步驟S102的處理中沒(méi)有檢測(cè)出加密區(qū)域的情況下， 向解密用戶提示該意思，結(jié)束本流程圖的處理(S114)。
在步驟S104中由解密用戶輸入了解密密鑰后，接著，進(jìn)行如下的"像 素值變換處理"解除圖像加密裝置100的像素值變換單元106對(duì)加密區(qū)域的圖像實(shí)施的像素值變換(S105)。
圖72是示出像素值變換單元1002進(jìn)行的上述像素值變換處理的圖。 圖72 (A)所示的由加密位置檢測(cè)單元1001檢測(cè)出的區(qū)域(加密區(qū) 域)的圖像1110是加密時(shí)對(duì)像素值進(jìn)行周期變換而得到的圖像，所以， 為了進(jìn)行解密，需要還原該變換。因此，使用圖72 (B)所示的圖像加 密裝置100的像素值變換單元106在像素值變換中使用的方格圖案圖像 1310，進(jìn)行使變換后的像素值還原的處理。即，根據(jù)該方格圖案圖像1310 的有色部分的區(qū)域(圖中由黑色定義的區(qū)域)，還原加密區(qū)域1110的圖 像的像素值。例如，在加密區(qū)域1110的圖像是黑白圖像、在加密時(shí)反轉(zhuǎn) 了像素值的情況下，通過(guò)反轉(zhuǎn)加密區(qū)域1110的圖像的像素值，能夠復(fù)原 像素值變換前的圖像。并且，在加密區(qū)域1110的圖像是彩色圖像的情況 下，例如利用所述圖38所示的像素值反轉(zhuǎn)方法，反轉(zhuǎn)加密區(qū)域1110的 圖像的像素值，能夠復(fù)原原圖像。通過(guò)以上這種處理，根據(jù)圖72 (A) 所示的加密區(qū)域1110的圖像，解除對(duì)其實(shí)施的像素值變換，生成圖72 (C)所示的像素值變換圖像1200 (中間圖像2')。 返回圖66的流程圖的說(shuō)明。
在步驟S105的像素值變換處理中生成的中間圖像2'是能夠檢測(cè)在 圖像加密時(shí)嵌入的加密密鑰關(guān)聯(lián)信息的圖像。為了確認(rèn)由解密用戶輸入 的解密密鑰是否正確，需要從加密區(qū)域的中間圖像2，中，提取與用于與 解密密鑰進(jìn)行核對(duì)的加密密鑰有關(guān)的信息即加密密鑰關(guān)聯(lián)信息。
因此，接著步驟S105，通過(guò)嵌入信息檢測(cè)單元1003進(jìn)行從中間圖 像2'中檢測(cè)加密密鑰關(guān)聯(lián)信息的"密鑰關(guān)聯(lián)信息檢測(cè)處理"(S106)。
圖73是示出嵌入信息檢測(cè)單元1003進(jìn)行的上述密鑰關(guān)聯(lián)信息檢測(cè) 處理的詳細(xì)情況的流程圖。
說(shuō)明圖73的流程圖的處理順序。
首先，從中間圖像2'中取得最初作為檢測(cè)對(duì)象的微小區(qū)域(S121)。 如上所述，通過(guò)步驟S102的加密位置檢測(cè)處理，如圖71所示，己經(jīng)求 出了加密區(qū)域lll的微小區(qū)域的邊界線(邊界線1111C、 1111R)，所以， 在由這些邊界線分割的微小區(qū)域中，從最左上方的區(qū)域起開(kāi)始檢測(cè)。圖74示出步驟S121中加密區(qū)域的圖像(中間圖像2')的微小區(qū)域 的取得順序。在圖74所示的中間圖像1200 (中間圖像2，)中，微小區(qū)域 1201是在步驟S121中最初取得的微小區(qū)域。以后，如圖74的右側(cè)所示， 以從左到右、從上段到下段的順序進(jìn)行鋸齒形掃描，逐一依次取得微小 區(qū)域。
接著步驟S121，進(jìn)行如下的"嵌入信息檢測(cè)處理"從所取得的微小 區(qū)域中檢測(cè)加密密鑰關(guān)聯(lián)信息的嵌入信息(以下，為了簡(jiǎn)便而簡(jiǎn)記為"嵌
入信息")(S122)。
通過(guò)判斷黑色像素?cái)?shù)占據(jù)區(qū)域內(nèi)的全部像素?cái)?shù)的比例是超過(guò)閾值還 是小于閾值，從而從各微小區(qū)域中檢測(cè)嵌入信息。
圖75示出從微小區(qū)域中檢測(cè)嵌入信息的具體檢測(cè)方法的例子。
在圖75所示的例子中，采用"黒色像素率"作為嵌入信息的檢測(cè)指標(biāo)， 將用于檢測(cè)"1"的比特信息的閾值設(shè)定為50%。如圖75 (A)所示，在微 小區(qū)域1211a內(nèi)的黑色像素率小于上述閾值的情況下，判斷為在該微小 區(qū)域1212w中嵌入"0"。另一方面，如圖75 (B)所示，在微小區(qū)域1211b 內(nèi)的黑色像素率超過(guò)上述閾值的情況下，視為在嵌入信息的嵌入時(shí)對(duì)該 微小區(qū)域1211b內(nèi)的全部像素值進(jìn)行了反轉(zhuǎn)，判斷為嵌入了"l"。
通過(guò)圖74的右側(cè)所示的所述鋸齒形掃描，針對(duì)中間圖像1200 (中 間圖像2')的全部微小區(qū)域1201依次進(jìn)行這種檢測(cè)，在檢測(cè)出與加密密 鑰關(guān)聯(lián)信息的大小(比特?cái)?shù))相等的嵌入信息并結(jié)束的時(shí)刻，結(jié)束嵌入 信息檢測(cè)處理。在本實(shí)施方式的情況下，在檢測(cè)出"1011010"這樣7比特 的比特串的加密密鑰關(guān)聯(lián)信息的時(shí)刻，結(jié)束嵌入信息檢測(cè)處理。這樣， 如圖76所示，能夠從圖76 (A)所示的中間圖像1200 (中間圖像2，)中 檢測(cè)圖76 (B)所示的加密密鑰關(guān)聯(lián)信息("1011010")。
另外，在加密時(shí)，在加密密鑰關(guān)聯(lián)信息的基礎(chǔ)上還嵌入其他信息(用 戶ID等)的情況下、或者僅嵌入其他信息的情況下，進(jìn)行這些信息量的 檢測(cè)。
返回圖66的流程圖的說(shuō)明。
圖77是示出步驟S106的處理結(jié)束的時(shí)刻的解密用戶認(rèn)證的定位的
54圖。
如圖77所示，在步驟S106的處理結(jié)束的時(shí)刻，作為解密用戶的認(rèn) 證所需要的信息，需要解密用戶輸入的解密密鑰1231 (=1234 ("10011010010"))和從加密區(qū)域的圖像(中間圖像2，)中檢測(cè)出的加 密密鑰關(guān)聯(lián)信息1233 (=90 ("1011010"))。但是，無(wú)法直接對(duì)它們進(jìn)行 比較，所以，為了進(jìn)行解密用戶的本人認(rèn)證，需要通過(guò)密鑰關(guān)聯(lián)信息生 成處理1240將解密密鑰變換為解密密鑰關(guān)聯(lián)信息1235，進(jìn)行核對(duì)加密密 鑰關(guān)聯(lián)信息和解密密鑰關(guān)聯(lián)信息的認(rèn)證處理1250。
因此，接著步驟S106，進(jìn)行根據(jù)在步驟S104中輸入的解密密鑰來(lái) 生成解密密鑰關(guān)聯(lián)信息的"密鑰關(guān)聯(lián)信息生成處理"(S107)。
圖78示出上述密鑰關(guān)聯(lián)信息生成處理的例子。
圖78所示的例子對(duì)應(yīng)于圖像加密裝置IOO在加密密鑰關(guān)聯(lián)信息的生 成中使用散列變換的情況。該情況下，解密密鑰關(guān)聯(lián)信息的生成與加密 密鑰關(guān)聯(lián)信息的生成的情況相同，使用散列函數(shù)1260將解密密鑰變換為 散列值。
該散列函數(shù)1260與圖像加密裝置100的密鑰關(guān)聯(lián)信息生成單元104 在加密密鑰關(guān)聯(lián)信息的生成中使用的散列函數(shù)相同。
圖78所示的散列函數(shù)1260由hash=xmod 143這樣的式子表現(xiàn)。 這里，x為解密密鑰的十進(jìn)制數(shù)表現(xiàn)。
如圖78所示，在解密用戶輸入的解密密鑰x為"1234"(十進(jìn)制數(shù)) 的情況下，利用散列函數(shù)1260對(duì)其進(jìn)行散列變換，由此，作為散列值， 得到"90"(十進(jìn)制數(shù))。將"90"變換為二進(jìn)制數(shù)，作為解密密鑰關(guān)聯(lián)信息， 生成二進(jìn)制數(shù)的比特串即"1011010"。
步驟S107的處理結(jié)束后，將在步驟S107中得到的解密密鑰關(guān)聯(lián)信 息與在步驟S106中檢測(cè)出的加密密鑰關(guān)聯(lián)信息進(jìn)行核對(duì)，進(jìn)行認(rèn)證解密 用戶的"認(rèn)證處理"(S108)。
圖79是示出認(rèn)證單元1005執(zhí)行的認(rèn)證處理的詳細(xì)情況的流程圖。
認(rèn)證單元1005從嵌入信息檢測(cè)單元1003輸入"加密密鑰關(guān)聯(lián)信息"， 從密鑰關(guān)聯(lián)信息生成單元104輸入"解密密鑰關(guān)聯(lián)信息"后，開(kāi)始圖79的流程圖所示的處理。
對(duì)上述加密密鑰關(guān)聯(lián)信息和上述解密密鑰關(guān)聯(lián)信息進(jìn)行核對(duì)
(S131)，判別他們是否一致、即用戶認(rèn)證是否成功(S132)。在步驟S132 中，如果判別為用戶認(rèn)證成功，則在存儲(chǔ)單元(未圖示)中保持"認(rèn)證成 功"這樣的信息，結(jié)束處理(S133)。另一方面，在步驟S132中，如果判 別為用戶認(rèn)證失敗，則在上述存儲(chǔ)單元中保持"認(rèn)證失敗"這樣的信息， 結(jié)束處理(S134)。
返回圖66的流程圖的說(shuō)明。
步驟S108的用戶認(rèn)證處理結(jié)束后，根據(jù)保持在上述存儲(chǔ)單元中的信 息，判別是否認(rèn)證了解密用戶(S109)，如果被認(rèn)證，則判斷為解密用戶 是具有加密部分的閱覽權(quán)的用戶，進(jìn)入步驟S110的處理。另一方面，如 果沒(méi)有進(jìn)行認(rèn)證，則判斷為解密用戶是不具有閱覽權(quán)的用戶，進(jìn)行如下 處理對(duì)用戶通知該意思，或提示假冒圖像、廣告、鏈接等與原圖像不 同的圖像(S114)，結(jié)束處理。
另外，在步驟S108的用戶認(rèn)證處理中，也可以構(gòu)成為，允許任意次 數(shù)、例如3次的解密密鑰的輸入，在依然無(wú)法認(rèn)證的情況下，視為認(rèn)證 失敗。
在步驟S109中確認(rèn)為用戶認(rèn)證成功、即解密用戶是具有對(duì)加密圖像 進(jìn)行解密的權(quán)利的用戶的情況下，進(jìn)行原圖像的復(fù)原處理。
首先，通過(guò)嵌入信息去除單元2006，進(jìn)行從中間圖像2，中去除加密 密鑰關(guān)聯(lián)信息的"嵌入信息去除處理，，(SllO)。
圖80是示出上述嵌入信息去除處理的詳細(xì)情況的流程圖。
首先，從加密密鑰關(guān)聯(lián)信息即比特串的開(kāi)頭取得l比特(S141)，接 著，取得嵌入了該取得的1比特的信息的中間圖像2'的左上端的微小區(qū) 域(步驟S142)。
參照?qǐng)D81具體說(shuō)明該處理。
如圖81 (A)所示，取得加密密鑰關(guān)聯(lián)信息1231 (="1011010")的 開(kāi)頭1比特(S141)，如圖81 (B)所示，從中間圖像1200 (中間圖像2，) 中取得其最上段的左端的微小區(qū)域1201 (S142)。接著，進(jìn)行如下的"嵌入信息去除"從上述取得的微小區(qū)域中解除 嵌入了嵌入信息(在本例中為"r)的狀態(tài)(S143)。
圖82示出上述嵌入信息的去除方法。圖82 (A)示出去除"l"的嵌 入信息的方法，圖82 (B)示出去除"O"的嵌入信息的方法。
如圖82 (A)所示，在嵌入了"O"的信息的微小區(qū)域1211a的情況下， 在嵌入該信息時(shí)不變更像素值，所以，在解除時(shí)也不變更微小區(qū)域1211a 的像素值。另一方面，如圖82 (B)所示，在嵌入了"l"的信息的微小區(qū) 域1211b的情況下，在嵌入該信息時(shí)反轉(zhuǎn)微小區(qū)域內(nèi)的像素值，所以， 反轉(zhuǎn)微小區(qū)域1211b內(nèi)的像素值，解除(去除)嵌入微小區(qū)域1211b中 的信息。
這樣，如圖82 (A)、 (B)所示，在嵌入?yún)^(qū)域中嵌入了"O"或'T'的任 意信息的情況下，也能夠?qū)⒃撉度雲(yún)^(qū)域的圖像復(fù)原(能夠解除嵌入信息)。
步驟S142的處理結(jié)束后，判斷是否完成從中間圖像2'中去除加密密 鑰關(guān)聯(lián)信息的全部信息的處理，如果判斷為沒(méi)有完成，則返回步驟S141。 然后，在步驟S141中取得加密密鑰關(guān)聯(lián)信息的下一信息，接著，在步驟 S142中從中間圖像2'中取得下一微小區(qū)域。然后，在步驟S143中進(jìn)行 上述嵌入信息去除的處理。
這樣，反復(fù)進(jìn)行步驟S141 S143的處理，直到在步驟S144中判斷 為從中間圖像2'中去除了加密密鑰關(guān)聯(lián)信息的全部信息為止。然后，在 步驟S144中判斷為完成了全部上述加密密鑰關(guān)聯(lián)信息的去除時(shí)，結(jié)束本 流程圖的處理。
進(jìn)行與相當(dāng)于加密密鑰關(guān)聯(lián)信息的信息量的比特?cái)?shù)相等的次數(shù)的這 種處理，由此，能夠全部去除(解除)嵌入中間圖像l，中的加密密鑰關(guān) 聯(lián)信息。
圖83是示出從中間圖像2，中去除7比特的加密密鑰關(guān)聯(lián)信息的結(jié)果
得到的中間圖像r的例子的圖。
從圖83 (A)所示的中間圖像1200 (中間圖像2，)中去除7比特的 加密密鑰關(guān)聯(lián)信息("1011010")，即從中間圖像1200中去除嵌入從其最 上段的左端連續(xù)的7個(gè)微小區(qū)域(嵌入?yún)^(qū)域)1201中的信息，由此，復(fù)原圖83 (B)所示的中間圖像1400 (中間圖像r)。另外，在圖83 (A) 中，向下的箭頭所指的區(qū)域是微小區(qū)域1201。
在步驟S110中生成的中間圖像l，如上所述，是對(duì)原圖像(原始圖像) 實(shí)施基于加密密鑰的圖像變換(置亂處理)而使圖像內(nèi)容無(wú)法識(shí)別的圖
像。因此，通過(guò)解除對(duì)中間圖像r實(shí)施的圖像變換，能夠復(fù)原原圖像。 即，關(guān)于該圖像變換的解除，只要對(duì)中間圖像r進(jìn)行與加密時(shí)對(duì)原圖像 進(jìn)行圖像變換時(shí)進(jìn)行的順序相反的順序的處理即可。
圖84示出基于圖像加密裝置100的將原圖像變換(加密)為中間圖
像i的圖像變換的處理順序、以及基于圖像解密裝置iooo的將中間圖像r 復(fù)原為原圖像的圖像變換的處理順序。
圖84 (A)示出圖像加密裝置IOO將原圖像加密為中間圖像1的圖
像變換處理的順序。在該加密時(shí)的圖像變換中，首先，根據(jù)加密密鑰交
換原圖像120的列121C。接著，根據(jù)加密密鑰，交換通過(guò)該列交換得到 的圖像140的行141R。其結(jié)果，得到中間圖像150 (中間圖像l)。
圖84 (B)示出圖像解密裝置IOOO將中間圖像l，復(fù)原為原圖像的圖 像變換處理的順序。在該圖像復(fù)原中，首先，根據(jù)解密密鑰進(jìn)行中間圖 像1400 (中間圖像r)的行1401R的交換。接著，根據(jù)解密密鑰交換通 過(guò)該交換得到的圖像1410的列1411C。其結(jié)果，復(fù)原了原圖像1500。
并且，在圖像加密裝置100的圖像加密時(shí)和圖像解密裝置1000的圖 像復(fù)原時(shí)的圖像變換處理中，行和列的各交換處理中的方向也是相反的。 例如，如圖85 (A)所示，在圖像加密裝置100的加密時(shí)，根據(jù)加密密 鑰的比特排列順序，從左向右交換原圖像120的列121C。該情況下，圖 像解密裝置1000在中間圖像1，的解密時(shí)，如圖85 (B)所示，以與解密 密鑰的比特排列順序相反的順序(從比特排列的最后朝向開(kāi)頭的順序)， 從右向左交換中間圖像1410 (中間圖像r)的列1411C即可。
通過(guò)這種處理，如圖86所示，能夠解除對(duì)圖86 (A)所示的中間圖 像1410 (中間圖像l')實(shí)施的置亂，復(fù)原圖86 (B)所示的原圖像1500。
返回圖66的流程圖的說(shuō)明。
如上所述步驟Slll的圖像變換處理結(jié)束后，將加密區(qū)域的圖像替換為在步驟Slll中復(fù)原的原圖像(S112)。
圖87示出步驟S111的處理內(nèi)容。
將圖87 (A)所示的加密圖像1100的加密區(qū)域1110的圖像替換為 圖87 (B)所示的復(fù)原圖像1500。其結(jié)果，如圖87 (C)所示，復(fù)原加 密圖像1100的原圖像1600。
如上所述，加密圖像的1個(gè)加密區(qū)域的圖像的復(fù)原完成。
步驟Slll的處理結(jié)束后，返回步驟S102。然后，在步驟S102中， 從加密圖像中檢測(cè)還沒(méi)有進(jìn)行圖像復(fù)原的加密區(qū)域。
這樣，在存在多個(gè)加密區(qū)域的情況下，反復(fù)進(jìn)行步驟S102 S112的 處理。然后，在步驟S103中，判斷為加密區(qū)域內(nèi)不存在加密區(qū)域、即加 密圖像內(nèi)的全部加密區(qū)域的圖像的復(fù)原結(jié)束時(shí)，進(jìn)入步驟S113。
在步驟S113中，通過(guò)輸出單元1008，根據(jù)需要對(duì)解密圖像1600 (輸 出圖像)進(jìn)行形式變換并輸出?？梢员３衷瓨又苯虞敵鼋饷軋D像1600， 也可以變換為其他圖像形式并輸出。并且，也可以變換為Microsoft公司 的Office文件、Adobe公司的PDF的電子文件數(shù)據(jù)、或者HTML或XML 的非圖像數(shù)據(jù)并輸出。通過(guò)輸出單元1008，將解密圖像1600 (輸出圖像) 作為輸出數(shù)據(jù)輸出。
僅有保有與在嵌入最終加密圖像中的加密密鑰信息的生成中使用的 公開(kāi)密鑰成對(duì)的保密密鑰的用戶，才能夠從由圖像加密裝置100生成的 該最終加密圖像，復(fù)原輸入圖像的加密區(qū)域的圖像。
因此，通過(guò)僅將嵌入了該加密密鑰信息的輸入圖像的打印物或電子 數(shù)據(jù)發(fā)送到發(fā)送目的地，發(fā)送目的地使用與該公開(kāi)密鑰成對(duì)的保密密鑰， 復(fù)原該輸入圖像的加密區(qū)域的圖像，能夠獲知該加密區(qū)域的圖像即重要 信息。
如上所述，通過(guò)利用本發(fā)明的圖像加密裝置100和圖像解密裝置 1000，能夠利用公開(kāi)密鑰加密方式的結(jié)構(gòu)安全地對(duì)在輸入圖像內(nèi)希望對(duì) 第三方隱匿的重要信息的加密中所使用的加密密鑰(公共密鑰)進(jìn)行加 密，不需要利用輸入圖像以外的手段交換該加密密鑰，能夠在正當(dāng)?shù)陌l(fā) 送者和接收者之間安全地交換輸入圖像內(nèi)的重要信息。(本發(fā)明的圖像解密裝置的第2實(shí)施方式}
接著，說(shuō)明本發(fā)明的圖像解密裝置的第2實(shí)施方式的基本結(jié)構(gòu)。該
圖像解密裝置是將通過(guò)所述本發(fā)明的圖像加密裝置的第1方式生成的加 密圖像解密為原圖像的裝置。 [結(jié)構(gòu)]
圖88是示出本發(fā)明的圖像解密裝置的第2方式的結(jié)構(gòu)的圖。在 圖88中，對(duì)與圖55的圖像解密裝置1000所具有的結(jié)構(gòu)要素相同的結(jié)構(gòu) 要素標(biāo)注相同的標(biāo)號(hào)。
圖88所示的圖像解密裝置2000 (第2圖像解密裝置)具有輸入 單元100X、加密位置檢測(cè)單元1001、像素值變換單元1002、圖像變換 單元2003、密鑰關(guān)聯(lián)信息生成單元1004、嵌入信息檢測(cè)單元2005、認(rèn)證 單元1005、嵌入信息去除單元1006以及輸出單元1008。
圖像解密裝置2000與圖像解密裝置1000在結(jié)構(gòu)上的差異在于，像 素值變換單元1002以后的結(jié)構(gòu)。在圖像解密裝置2000中，由像素值變換 單元1002生成的中間圖像2'通過(guò)圖像變換單元2003變換為中間圖像1，。 然后，通過(guò)嵌入信息去除單元1006進(jìn)行解密圖像(原圖像)的生成。
圖像解密裝置2000具有如下功能對(duì)輸入數(shù)據(jù)內(nèi)的加密部分進(jìn)行解 密，將其結(jié)果作為輸出數(shù)據(jù)輸出。這里，輸入數(shù)據(jù)是圖像加密裝置400 中的輸出數(shù)據(jù)本身、或經(jīng)由數(shù)據(jù)形式的變換、打印、復(fù)印、掃描等生成 的數(shù)據(jù)。
輸入單元100X根據(jù)需要對(duì)輸入數(shù)據(jù)進(jìn)行形式變換，作為輸入圖像遞 交到以后的處理。輸入數(shù)據(jù)例如可以是圖像數(shù)據(jù)，也可以是Microsoft公 司的Office文件或Adobe公司的PDF的電子文件數(shù)據(jù)、或者HTML或 XML的非圖像數(shù)據(jù)。并且，在加密對(duì)象是在紙等物理介質(zhì)上打印或描繪 的圖像的情況下，也能夠通過(guò)掃描儀或數(shù)字照相機(jī)等光學(xué)設(shè)備讀入來(lái)作 為輸入數(shù)據(jù)。
圖89示出輸入圖像2100。該輸入圖像2100包含加密區(qū)域2110。該 加密區(qū)域2110的圖像由通過(guò)多個(gè)行方向的邊界線2111R和多個(gè)列方向的 邊界線2111C劃分的格子狀的微小區(qū)域(嵌入?yún)^(qū)域)構(gòu)成。
60加密位置檢測(cè)單元1001檢測(cè)上述輸入圖像的加密區(qū)域的位置，進(jìn)而檢測(cè)該加密區(qū)域內(nèi)的邊界線的位置。加密位置檢測(cè)單元1001通過(guò)與圖像
解密裝置1000的加密位置檢測(cè)單元1001相同的方法，檢測(cè)加密區(qū)域2110的位置。并且，與圖像解密裝置1000的加密位置檢測(cè)單元1001同樣，檢測(cè)加密區(qū)域2110的邊界線的位置。
圖卯示出基于加密位置檢測(cè)單元1001的加密區(qū)域2110內(nèi)的邊界線的位置的檢測(cè)方法。在圖90中，調(diào)查加密區(qū)域2110的行方向的切斷線2113R和列方向的切斷線2113C中的像素值的變化，分別對(duì)行方向的像素值變化的波形2115R和列方向的像素值變化的波形2113C進(jìn)行頻率分析，由此計(jì)算加密區(qū)域2110的邊界線的寬度，檢測(cè)邊界線的位置。
像素值變換單元1002解除對(duì)由加密位置檢測(cè)單元1001檢測(cè)出的加密區(qū)域2110的圖像2200 (以后稱為加密圖像2200)實(shí)施的像素值變換，生成像素值變換圖像。
圖91示出像素值變換單元1002將加密圖像2200變換為像素值變換圖像的方法。
在圖91中，針對(duì)圖91 (A)所示的加密圖像2200，參照?qǐng)D91 (B)所示的方格圖案圖像1310 (與圖像加密裝置400的像素值變換單元106使用的方格圖案圖像相同的方格圖案圖像)，使與方格圖案圖像1310的由黑色區(qū)域1311B定義的區(qū)域?qū)?yīng)的區(qū)域(嵌入?yún)^(qū)域)的像素值反轉(zhuǎn)，解除圖像加密裝置400的圖像變換單元405對(duì)加密圖像2200實(shí)施的像素值變換。然后，生成圖91 (C)所示的像素值變換圖像2300。
這樣，通過(guò)圖像變換單元2003生成圖92所示的中間圖像2300 (中間圖像2')。
其中，在圖像加密裝置400中像素值變換單元沒(méi)有實(shí)施處理的情況下，能夠省略圖像解密裝置2000中的像素值變換單元1002。
圖像變換單元2003根據(jù)由解密用戶輸入的解密密鑰，針對(duì)該中間圖像2300 (中間圖像2，)實(shí)施基于與圖像加密裝置400的圖像變換單元405使用的變換方法和處理順序相反的方法(逆變換方法)的逆變換，生成中間圖像2400 (中間圖像l')。圖93示出圖像變換單元2003根據(jù)中間圖像2'生成中間圖像l'的方法。圖93所示的方法與所述圖64所示的方法相同。在該方法中，首先，使用圖93 (B)所示的解密密鑰("10011010")的上位3比特("100")，交換圖93(A)所示的中間圖像2300(中間圖像2')的行方向的部分2301R，生成圖93 (C)所示的圖像2310。接著，如圖93 (C)所示，使用所述解密密鑰的上位7比特("100110r)，交換該圖像2310的列方向的部分2311C，生成圖93 (D)所示的中間圖像2400 (中間圖像l')。該中間圖像1'與圖45所示的中間圖像600 (中間圖像r)大致相同。
嵌入信息檢測(cè)單元2005從圖像變換單元2003生成的中間圖像2400(中間圖像r)中，檢測(cè)加密時(shí)嵌入該中間圖像2400中的加密密鑰關(guān)聯(lián)信息。該檢測(cè)方法與圖像解密裝置1000的嵌入信息檢測(cè)單元1003的檢測(cè)方法相同。
圖94示出基于嵌入信息檢測(cè)單元2005的加密密鑰關(guān)聯(lián)信息的檢測(cè)方法的圖。
通過(guò)所述第2嵌入方法、即反轉(zhuǎn)嵌入?yún)^(qū)域內(nèi)的像素值，在圖94 (A)所示的中間圖像2400 (中間圖像r)中嵌入加密密鑰關(guān)聯(lián)信息。嵌入信息檢測(cè)單元2005通過(guò)與所述圖像解密裝置1000的嵌入信息檢測(cè)單元1003相同的方法，從中間圖像2400 (中間圖像r)中檢測(cè)圖94 (B)所示的加密密鑰關(guān)聯(lián)信息("10110110")。
密鑰關(guān)聯(lián)信息生成單元1004按照一定的規(guī)則(與圖像加密裝置400的密鑰關(guān)聯(lián)信息生成單元1004使用的規(guī)則相同的規(guī)則)，將由解密用戶輸入的解密密鑰變換為解密密鑰關(guān)聯(lián)信息。
認(rèn)證單元1005核對(duì)由嵌入信息檢測(cè)單元2005檢測(cè)出的加密密鑰關(guān)聯(lián)信息和由密鑰關(guān)聯(lián)信息生成單元1004生成的解密密鑰關(guān)聯(lián)信息，檢查當(dāng)前嘗試加密圖像2200的解密的用戶是否是具有閱覽原圖像(原始圖像)的權(quán)利的人。通過(guò)認(rèn)證單元1005認(rèn)證了解密用戶后，處理轉(zhuǎn)移到嵌入信息去除單元2006。
在由認(rèn)證單元1005認(rèn)證了解密用戶的情況下，嵌入信息去除單元2006進(jìn)行將圖像加密裝置400的信息嵌入單元403在中間圖像2400 (中間圖像1，)中嵌入加密密鑰關(guān)聯(lián)信息時(shí)變更的像素值復(fù)原的處理。
圖95示出嵌入信息去除單元2006從中間圖像l'中去除加密密鑰關(guān)聯(lián)信息的方法。
如圖95 (A)所示，嵌入信息去除單元2006為了從中間圖像2400(中間圖像r)中去除加密密鑰關(guān)聯(lián)信息("1011010")，從中間圖像2400(中間圖像r)的最上位行的開(kāi)頭起，使7個(gè)嵌入?yún)^(qū)域(微小區(qū)域)2401的像素值反轉(zhuǎn)，解密圖95 (B)所示的圖像2500。
其結(jié)果，通過(guò)嵌入信息去除單元2006復(fù)原了圖96所示的原圖像(原始圖像)2500。并且，在圖像加密裝置400中通過(guò)電子水印嵌入信息的情況下，以看起來(lái)沒(méi)有影響的方式進(jìn)行嵌入，所以，不一定需要去除嵌入信息。
輸出單元1008與圖像解密裝置1000的輸出單元1008同樣，為了對(duì)用戶提示上述解密結(jié)果(解密圖像2500)，對(duì)解密圖像2500的數(shù)據(jù)形式等進(jìn)行適當(dāng)變換后，對(duì)輸出數(shù)據(jù)進(jìn)行輸出。
通過(guò)該輸出，能夠識(shí)別由圖像加密裝置400生成的加密圖像的加密區(qū)域的圖像。
<動(dòng)作>
說(shuō)明上述結(jié)構(gòu)的圖像解密裝置2000的動(dòng)作。
圖97是示出圖像解密裝置2000的整體處理的流程圖。在圖97中，針對(duì)進(jìn)行與所述圖65的示出圖像解密裝置1000的整體處理的流程圖的步驟的處理相同的處理的步驟，賦予相同的步驟編號(hào)。在以后的說(shuō)明中，重點(diǎn)說(shuō)明與圖像解密裝置IOOO不同的處理，簡(jiǎn)略說(shuō)明相同的處理。
比較圖97和圖65可知，圖97的流程圖的步驟S101 S105與圖65的流程圖相同。并且，圖97的流程圖的步驟S107 S114也與圖65的流程圖相同。
圖像解密裝置2000和圖像解密裝置1000的處理的差異在于，步驟S105的"像素值變換處理"和步驟S107的"嵌入信息檢測(cè)處理"之間的處理。
在圖像解密裝置2000中，接著步驟S105的像素值變換處理，進(jìn)行"圖像變換處理，，(S206)和"嵌入信息檢測(cè)處理"(S207)。在以后的說(shuō)明中， 重點(diǎn)說(shuō)明與該圖像解密裝置1000不同的處理順序。
首先，在步驟SIOI中，解密用戶輸入了輸入數(shù)據(jù)，根據(jù)需要對(duì)輸入 進(jìn)行形式變換，作為輸入圖像2100遞交到以后的處理。
接著，在步驟S102中，進(jìn)行檢測(cè)輸入圖像中所包含的加密區(qū)域的位 置的"加密位置檢測(cè)處理"。
該加密位置檢測(cè)處理與所述圖像解密裝置1000的"加密位置檢測(cè)處 理"同樣，大致分為2個(gè)階段。
首先，與所述圖67所示的方法同樣，從加密圖像2100中確定加密 區(qū)域2100 (加密圖像2100)的大致位置。接著，如圖98所示，決定該 加密區(qū)域2100的邊界線(列方向的邊界線2111C和橫向的邊界線2111R)。 這樣，通過(guò)加密位置檢測(cè)處理，能夠求出通過(guò)圖像加密裝置2000對(duì)所述 中間圖像2進(jìn)行置亂等時(shí)的邊界。該處理的詳細(xì)情況如上所述在專利文 獻(xiàn)3中公開(kāi)。
接著，在步驟S103中，判別是否存在在加密位置檢測(cè)處理中檢測(cè)出 的加密區(qū)域，如果存在，則進(jìn)入步驟S104。在步驟S104中，解密用戶輸 入用于對(duì)加密區(qū)域的圖像進(jìn)行解密的解密密鑰，該輸入結(jié)束后，進(jìn)入步 驟S15。另一方面，如果在步驟S103中判別為不存在加密區(qū)域，則進(jìn)入 步驟S113。然后，在步驟S113中進(jìn)行所述"輸出處理"，結(jié)束本流程圖的 處理。
在步驟S105中進(jìn)行所述"像素值變換處理"。圖99示出該像素值變 換處理的例子。
如圖99所示，參照?qǐng)D99(B)所示的方格圖案圖像1310，將圖99 (A) 所示的加密圖像2100變換為圖99(C)所示的中間圖像2300(中間圖像2，)。 即，通過(guò)解除對(duì)加密圖像2100實(shí)施的像素值變換，從加密圖像2100生 成中間圖像2'。
接著步驟S105，通過(guò)圖像變換單元2003進(jìn)行"圖像變換處理" (S206)。該圖像變換處理的方法基本上與所述圖66的流程圖的步驟 Slll的"圖像變換處理"相同。不同之處在于，作為處理對(duì)象的圖像不是
64"中間圖像r"，而是"中間圖像2"，，要復(fù)原的圖像不是"原圖像"，而是"中 間圖像r"。
中間圖像2，是對(duì)中間圖像1實(shí)施基于加密密鑰的圖像變換(置亂處
理)而使圖像內(nèi)容無(wú)法識(shí)別的圖像。因此，根據(jù)解密密鑰解除對(duì)中間圖
像2'實(shí)施的圖像變換，由此能夠復(fù)原中間圖像r。
如上所述，通過(guò)進(jìn)行與加密時(shí)進(jìn)行的圖像變換的順序相反的順序的 處理，能夠解除該圖像變換。即，在加密時(shí)的圖像變換中，在首先進(jìn)行 列的交換、然后進(jìn)行行的交換的情況下，在解密時(shí)的圖像變換中，首先 進(jìn)行行的交換，然后進(jìn)行列的交換。
圖100 (A)示出加密時(shí)的圖像變換的順序。在步驟S206的圖像變 換處理中，以圖100 (B)所示的順序，根據(jù)解密密鑰將中間圖像2300 (中間圖像2，)變換為中間圖像2400 (中間圖像l，)。即，根據(jù)解密密 鑰交換中間圖像2300 (中間圖像2，)的行2301R，將中間圖像2300變換 為圖像2310。接著，根據(jù)解密密鑰交換該圖像2310的列2311C，將該圖 像2310變換為中間圖像2340 (中間圖像r)。另外，此時(shí)，上述行和列 的各交換的順序是相反的順序(參照?qǐng)D101 (A)、 (B))。
這樣，通過(guò)步驟S206的圖像變換處理，解除圖102 (A)所示的中 間圖像2300 (中間圖像1，)的置亂，生成圖102 (B)所示的中間圖像 2400 (中間圖像2')。
接著步驟S206,進(jìn)行"嵌入信息檢測(cè)處理"(S207)。該嵌入信息檢 測(cè)處理的算法與所述圖像解密裝置1000進(jìn)行的圖80的流程圖所示的"嵌 入信息檢測(cè)處理"的算法相同。不同之處在于，作為處理對(duì)象的圖像不是 "中間圖像2"'，而是"中間圖像l，"。
在該嵌入信息檢測(cè)處理中，從中間圖像r中檢測(cè)加密時(shí)嵌入的加密
密鑰關(guān)聯(lián)信息。參照?qǐng)D103 圖105說(shuō)明具體的檢測(cè)方法。
如圖103所示，通過(guò)所述鋸齒形掃描，逐一依次取得中間圖像2400 (中間圖像r)的嵌入?yún)^(qū)域2401。此時(shí)，通過(guò)圖104所示的方法，從取
得的嵌入?yún)^(qū)域2101中檢測(cè)"嵌入信息"。
在圖104所示的例子中，將閾值設(shè)定為50%，如圖104 (A)所示，在嵌入?yún)^(qū)域2401a內(nèi)的黑色像素率小于閾值的情況下，判斷為嵌入了"O"。 并且，如圖103 (B)所示，在嵌入?yún)^(qū)域2401b的黑色像素率超過(guò)閾值的 情況下，視為在信息嵌入時(shí)對(duì)該區(qū)域內(nèi)的全部像素值進(jìn)行了反轉(zhuǎn)，判斷 為嵌入了"l"。通過(guò)圖103所示的鋸齒形掃描進(jìn)行這種檢測(cè)，在檢測(cè)出加 密密鑰關(guān)聯(lián)信息并結(jié)束的時(shí)刻，結(jié)束該處理。例如，如圖105所示，從 圖105 (A)所示的中間圖像2400 (中間圖像r)中，如圖105 (B)所 示，檢測(cè)出"1011010"這樣7比特的比特串的加密密鑰關(guān)聯(lián)信息的時(shí)刻， 結(jié)束嵌入?yún)^(qū)域的檢測(cè)處理。
另外，在加密時(shí)，在加密密鑰關(guān)聯(lián)信息的基礎(chǔ)上還嵌入其他信息(用 戶ID等)的情況下、或者僅嵌入其他信息的情況下，進(jìn)行這些信息量的
在步驟S207的處理結(jié)束的時(shí)刻，作為認(rèn)證所需要的信息，得到解密 用戶輸入的解密密鑰"10011010010" (=1234 (十進(jìn)制數(shù)))和從加密區(qū)域 的圖像(中間圖像1，)中檢測(cè)出的加密密鑰關(guān)聯(lián)信息"1011010" (=90 (十 進(jìn)制數(shù)))。但是，如上所述，為了進(jìn)行認(rèn)證，需要將解密密鑰變換為其 關(guān)聯(lián)信息(解密密鑰關(guān)聯(lián)信息)。
因此，接著步驟S207，進(jìn)行根據(jù)解密密鑰來(lái)生成解密密鑰關(guān)聯(lián)信息 的"密鑰關(guān)聯(lián)信息生成處理"(S208)。
接著步驟S208，將在步驟S208中生成的解密密鑰關(guān)聯(lián)信息與所述 加密密鑰關(guān)聯(lián)信息進(jìn)行核對(duì)，進(jìn)行認(rèn)證解密用戶的"認(rèn)證處理"(S108)。 該認(rèn)證處理的算法與所述圖像解密裝置1000的認(rèn)證處理相同(參照?qǐng)D79 的流程圖)。
接著，判別是否認(rèn)證了解密用戶(S109)，如果進(jìn)行了認(rèn)證，則進(jìn)行 從中間圖像l'中去除嵌入其中的加密密鑰關(guān)聯(lián)信息的"嵌入信息去除處 理"(SllO)。
圖106示出上述嵌入信息去除處理的例子。
如圖106 (A)所示，取得加密密鑰關(guān)聯(lián)信息(="1011010")的開(kāi)頭 1比特(="1")。然后，從中間圖像2400 (中間圖像r)中取得嵌入了該 比特信息的左上段的上端的微小區(qū)域2401。接著，針對(duì)該取得的微小區(qū)域2401，解除嵌入了上述比特信息(="1")的狀態(tài)。
圖107示出從中間圖像1，的微小區(qū)域中去除嵌入其中的信息的方法。 如圖107 (A)所示，在嵌入了"O"的信息的微小區(qū)域2401a的情況
下，在嵌入該信息時(shí)不變更微小區(qū)域2401a的像素值。因此，在解除嵌
入信息時(shí)，不需要變更微小區(qū)域2401a的像素值。因此，不變更微小區(qū)
域2401a的圖像。
另一方面，如圖107 (B)所示，在嵌入了"l"的微小區(qū)域2401b的 情況下，在加密時(shí)反轉(zhuǎn)該微小區(qū)域2401b內(nèi)的像素值。因此，反轉(zhuǎn)微小 區(qū)域2401b內(nèi)的像素值。其結(jié)果，微小區(qū)域2401b的圖像與微小區(qū)域2401a 相同。
這樣，如圖107 (A)、 (B)所示，在嵌入?yún)^(qū)域中嵌入了"0"或"1"的 任意信息的情況下，也能夠?qū)⒃撉度雲(yún)^(qū)域的圖像復(fù)原(能夠解除嵌入信 息)。如圖108所示，進(jìn)行與相當(dāng)于加密密鑰關(guān)聯(lián)信息的信息量的比特?cái)?shù) (在該例子中為7比特)相等的次數(shù)的這種處理，由此，能夠全部去除 (解除)嵌入中間圖像l'中的加密密鑰關(guān)聯(lián)信息。
其結(jié)果，如圖108所示，從圖108 (A)所示的中間圖像2400 (中間 圖像l')中去除加密密鑰關(guān)聯(lián)信息("1011010")，能夠復(fù)原圖108 (B) 所示的原圖像2500。
接著步驟SllO，進(jìn)行步驟Slll的"針對(duì)復(fù)原圖像的替換處理"。該處 理與圖像解密裝置1000的步驟Slll的處理相同，所以，省略其詳細(xì)說(shuō) 明。以后，進(jìn)行與所述圖66的流程圖相同的處理。
僅有保有與在嵌入最終加密圖像中的加密密鑰信息的生成中使用的 公開(kāi)密鑰成對(duì)的保密密鑰的用戶，才能夠從由圖像加密裝置400生成的 該最終加密圖像，復(fù)原輸入圖像的加密區(qū)域的圖像。
因此，通過(guò)僅將嵌入了該加密密鑰信息的輸入圖像的打印物或電子 數(shù)據(jù)發(fā)送到發(fā)送目的地，發(fā)送目的地使用與該公開(kāi)密鑰成對(duì)的保密密鑰， 復(fù)原該輸入圖像的加密區(qū)域的圖像，能夠獲知該加密區(qū)域的圖像即重要 信息。
如上所述，通過(guò)利用本發(fā)明的圖像加密裝置400和圖像解密裝置
672000，能夠利用公開(kāi)密鑰加密方式的結(jié)構(gòu)安全地對(duì)在輸入圖像內(nèi)希望對(duì) 第三方隱匿的重要信息的加密中所使用的加密密鑰(公共密鑰)進(jìn)行加 密，不需要利用輸入圖像以外的手段交換該加密密鑰，能夠在正當(dāng)?shù)陌l(fā) 送者和接收者之間安全地交換輸入圖像內(nèi)的重要信息。
{系統(tǒng)結(jié)構(gòu)} (1)圖像加密裝置
<計(jì)算機(jī)的硬件結(jié)構(gòu)>
說(shuō)明作為上述圖像加密裝置100或圖像加密裝置400發(fā)揮功能的計(jì) 算機(jī)的硬件結(jié)構(gòu)。
圖109是示出使計(jì)算機(jī)作為圖像加密裝置100或圖像加密裝置400 發(fā)揮功能的程序的執(zhí)行環(huán)境即計(jì)算機(jī)的硬件結(jié)構(gòu)的圖。
圖109所示的計(jì)算機(jī)3000具有CPU(Central Processing Unit)3010、 存儲(chǔ)器3020、輸入裝置3030、外部存儲(chǔ)裝置3040、介質(zhì)驅(qū)動(dòng)裝置3050、 網(wǎng)絡(luò)連接裝置3060、以及輸出裝置3070。
CPU 3010是控制計(jì)算機(jī)3000的整體動(dòng)作的中央運(yùn)算處理裝置，通 過(guò)執(zhí)行存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器3020的程序存儲(chǔ)區(qū)域3021中的圖像加密程序，使 計(jì)算機(jī)3000作為圖像加密裝置100或圖像加密裝置400發(fā)揮功能。這里， 將使計(jì)算機(jī)3000作為圖像加密裝置100發(fā)揮功能的程序稱為第1圖像加 密程序，將使計(jì)算機(jī)3000作為圖像加密裝置400發(fā)揮功能的程序稱為第 2圖像加密程序，加以區(qū)分。在上述程序存儲(chǔ)區(qū)域3021中，除了該第1 或第2圖像加密程序以外，還存儲(chǔ)基本軟件(OS)、各裝置3030 3070 用的驅(qū)動(dòng)器(軟件)、網(wǎng)絡(luò)連接裝置3060用的通信控制軟件等。
除了上述程序存儲(chǔ)區(qū)域3021以外，存儲(chǔ)器3020還具有輸入圖像存 儲(chǔ)區(qū)域3022、加密密鑰存儲(chǔ)區(qū)域3023、加密密鑰關(guān)聯(lián)信息存儲(chǔ)區(qū)域3024、 邊界位置信息存儲(chǔ)區(qū)域3025、中間圖像存儲(chǔ)區(qū)域3026、加密圖像存儲(chǔ)區(qū) 域3027、嵌入圖案存儲(chǔ)區(qū)域3028、作業(yè)區(qū)域3029等。
輸入圖像存儲(chǔ)區(qū)域3022存儲(chǔ)作為加密對(duì)象的輸入圖像。加密密鑰存 儲(chǔ)區(qū)域3023存儲(chǔ)對(duì)該輸入圖像進(jìn)行加密時(shí)使用的加密密鑰。加密密鑰關(guān) 聯(lián)信息存儲(chǔ)區(qū)域3024存儲(chǔ)根據(jù)該加密密鑰生成的加密密鑰關(guān)聯(lián)信息。邊界位置信息存儲(chǔ)區(qū)域3025存儲(chǔ)與嵌入有加密密鑰關(guān)聯(lián)信息的圖像的嵌入 區(qū)域(微小區(qū)域)的邊界線的位置有關(guān)的信息即邊界線位置信息。中間 圖像存儲(chǔ)區(qū)域3026存儲(chǔ)所述中間圖像1和所述中間圖像2。加密圖像存 儲(chǔ)區(qū)域3027存儲(chǔ)通過(guò)圖像加密裝置100或圖像加密裝置400生成的加密 圖像。嵌入圖案存儲(chǔ)區(qū)域3028存儲(chǔ)與在所述嵌入?yún)^(qū)域中嵌入上述加密密 鑰關(guān)聯(lián)信息時(shí)的嵌入圖案有關(guān)的信息。作業(yè)區(qū)域3029保持CPU 3010執(zhí) 行所述第1或第2圖像加密程序時(shí)使用的臨時(shí)數(shù)據(jù)等。
輸入裝置3030是為了使所述加密用戶輸入要加密的圖像(輸入圖 像)、或指定該輸入圖像的加密區(qū)域而使用的裝置，具體而言，由鍵盤和 鼠標(biāo)等構(gòu)成。
外部存儲(chǔ)裝置3040是保存/存儲(chǔ)上述圖像加密程序、上述嵌入圖案 以及所述加密圖像等的裝置，具體而言，是磁盤裝置、光盤裝置或光磁 盤裝置等。
介質(zhì)驅(qū)動(dòng)裝置3050是裝配、拆卸移動(dòng)存儲(chǔ)介質(zhì)3080的裝置，針對(duì) 所裝配的該移動(dòng)存儲(chǔ)介質(zhì)3080進(jìn)行數(shù)據(jù)的寫入/讀入等。該移動(dòng)存儲(chǔ)介質(zhì) 3080是CD (Compact Disc)、 DVD (Digital Video Disc)或USB (Universal Serial Bus)存儲(chǔ)器、SD (Secure Digital)卡等的存儲(chǔ)卡等。在該移動(dòng)存 儲(chǔ)介質(zhì)中保存所述第1或第2圖像加密程序、所述加密對(duì)象的圖像(輸 入圖像)以及所述加密圖像等。存儲(chǔ)在移動(dòng)存儲(chǔ)介質(zhì)3080中的該圖像加 密程序能夠通過(guò)介質(zhì)W動(dòng)裝置3050讀出，安裝在所述程序存儲(chǔ)區(qū)域3021 中，由CPU 3010來(lái)執(zhí)行。
網(wǎng)絡(luò)連接裝置3060是用于與LAN (Local Area Network)或者因特 網(wǎng)和專用線路網(wǎng)等WAN (Wide Area Network)等進(jìn)行通信連接的裝置， 經(jīng)由這些網(wǎng)絡(luò)與外部的服務(wù)器或終端等進(jìn)行通信。所述圖像加密程序能 夠經(jīng)由網(wǎng)絡(luò)從所述第1或第2圖像加密程序的供應(yīng)商的站點(diǎn)等下載到本 計(jì)算機(jī)3000的外部存儲(chǔ)裝置3040中，該下載時(shí)使用網(wǎng)絡(luò)連接裝置3060。
輸出裝置3070由液晶顯示器、CRT (Cathode Ray Tube)等的顯示 裝置或打印機(jī)等的打印裝置等構(gòu)成。該輸出裝置3070進(jìn)行輸入圖像、中 間圖像l、 2以及加密圖像的顯示等，并且，還具有作為基于畫面顯示等的GUI (Graphical User Interface)等的人機(jī)接口的功能。
<功能塊結(jié)構(gòu)> [圖像加密裝置100]
圖110是圖像加密裝置100中的處理的功能框圖。
由輸入單元101、加密區(qū)域指定單元102、圖像變換單元103、密鑰 關(guān)聯(lián)信息生成單元104、信息嵌入單元105、像素值變換單元106、以及 輸出單元107構(gòu)成。
圖111是圖像加密裝置400中的處理的功能框圖。
由輸入單元101、加密區(qū)域指定單元102、密鑰關(guān)聯(lián)信息生成單元 104、信息嵌入單元403、圖像變換單元405、像素值變換單元106、以及 輸出單元107構(gòu)成。
(2)圖像解密裝置
<計(jì)算機(jī)的硬件結(jié)構(gòu)>
說(shuō)明作為上述圖像解密裝置1000或圖像解密裝置2000發(fā)揮功能的 計(jì)算機(jī)的硬件結(jié)構(gòu)。
圖112是示出使計(jì)算機(jī)作為圖像解密裝置1000或圖像解密裝置2000 發(fā)揮功能的程序的執(zhí)行環(huán)境即計(jì)算機(jī)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的圖。
圖112所示的計(jì)算機(jī)5000具有CPU(Central Processing Unit)5010、 存儲(chǔ)器5100、輸入裝置5030、外部存儲(chǔ)裝置5040、介質(zhì)驅(qū)動(dòng)裝置5050、 網(wǎng)絡(luò)連接裝置5060、以及輸出裝置5070。
CPU 5010是控制計(jì)算機(jī)5000的整體動(dòng)作的中央運(yùn)算處理裝置，通 過(guò)執(zhí)行存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器5100的程序存儲(chǔ)區(qū)域5101中的圖像解密程序，使 計(jì)算機(jī)5000作為圖像解密裝置1000或圖像解密裝置2000發(fā)揮功能。這 里，將使計(jì)算機(jī)5000作為圖像解密裝置1000發(fā)揮功能的程序稱為第1 圖像解密程序，將使計(jì)算機(jī)5000作為圖像解密裝置2000發(fā)揮功能的程 序稱為第2圖像解密程序，加以區(qū)分。在上述程序存儲(chǔ)區(qū)域5101中，除 了該第1或第2圖像解密程序以外，還存儲(chǔ)基本軟件(OS)、各裝置5030 5070用的驅(qū)動(dòng)器(軟件)、網(wǎng)絡(luò)連接裝置5060用的通信控制軟件等。
70除了上述程序存儲(chǔ)區(qū)域5101以外，存儲(chǔ)器5100還具有加密圖像存 儲(chǔ)區(qū)域5102、邊界線位置信息存儲(chǔ)區(qū)域5103、解密密鑰存儲(chǔ)區(qū)域5104、 解密密鑰關(guān)聯(lián)信息存儲(chǔ)區(qū)域5105、加密密鑰關(guān)聯(lián)信息存儲(chǔ)區(qū)域5106、中 間圖像存儲(chǔ)區(qū)域5107、復(fù)原圖像存儲(chǔ)區(qū)域5108、嵌入圖案存儲(chǔ)區(qū)域5109、 作業(yè)區(qū)域5110等。
加密圖像存儲(chǔ)區(qū)域5102存儲(chǔ)由圖像加密裝置100或圖像加密裝置 400生成的加密圖像。邊界位置信息存儲(chǔ)區(qū)域5103存儲(chǔ)與嵌入有加密密 鑰關(guān)聯(lián)信息的加密圖像的嵌入?yún)^(qū)域(微小區(qū)域)的邊界線的位置有關(guān)的 信息即邊界線位置信息。解密密鑰存儲(chǔ)區(qū)域5104存儲(chǔ)對(duì)所述加密圖像進(jìn) 行解密時(shí)需要的解密密鑰。解密密鑰關(guān)聯(lián)信息存儲(chǔ)區(qū)域5105存儲(chǔ)根據(jù)該 因特網(wǎng)解密密鑰、通過(guò)與所述加密密鑰關(guān)聯(lián)信息的生成算法相同的算法 生成的解密密鑰關(guān)聯(lián)信息。中間圖像存儲(chǔ)區(qū)域5107存儲(chǔ)所述中間圖像1， 和所述中間圖像2'。復(fù)原圖像存儲(chǔ)區(qū)域5108存儲(chǔ)對(duì)所述加密圖像進(jìn)行復(fù) 原而得到的復(fù)原圖像。嵌入圖案存儲(chǔ)區(qū)域5109存儲(chǔ)與在所述加密圖像中 嵌入上述加密密鑰關(guān)聯(lián)信息時(shí)使用的嵌入圖案有關(guān)的信息。作業(yè)區(qū)域 5110保持CPU 5010執(zhí)行所述第1或第2圖像解密程序時(shí)使用的臨時(shí)數(shù) 據(jù)等。
輸入裝置5030是為了使所述解密用戶輸入所述加密圖像和所述解 密密鑰而使用的裝置，具體而言，由鍵盤和鼠標(biāo)等構(gòu)成。
外部存儲(chǔ)裝置5040是保存上述第1或第2圖像解密程序、上述嵌入 圖案以及所述復(fù)原圖像等的裝置，具體而言，是磁盤裝置、光盤裝置或 光磁盤裝置等。
介質(zhì)驅(qū)動(dòng)裝置5050是裝配、拆卸移動(dòng)存儲(chǔ)介質(zhì)5080的裝置，針對(duì) 所裝配的該移動(dòng)存儲(chǔ)介質(zhì)5080進(jìn)行數(shù)據(jù)的寫入/讀入等。該移動(dòng)存儲(chǔ)介質(zhì) 5080是CD (Compact Disc)、 DVD (Digital Video Disc)或USB (Universal Serial Bus)存儲(chǔ)器、SD (Secure Digital)卡等的存儲(chǔ)卡等。在該移動(dòng)存 儲(chǔ)介質(zhì)5080中保存所述第1或第2圖像解密程序、所述加密對(duì)象以及所 述復(fù)原圖像等。存儲(chǔ)在移動(dòng)存儲(chǔ)介質(zhì)5080中的該圖像解密程序能夠通過(guò) 介質(zhì)驅(qū)動(dòng)裝置5050讀出，安裝在所述程序存儲(chǔ)區(qū)域5101中，由CPU 5010來(lái)執(zhí)行。
網(wǎng)絡(luò)連接裝置5060是用于與LAN (Local Area Network)或者因特 網(wǎng)和專用線路網(wǎng)等WAN (Wide Area Network)等進(jìn)行通信連接的裝置， 經(jīng)由這些網(wǎng)絡(luò)與外部的服務(wù)器或終端等進(jìn)行通信。所述圖像解密程序能 夠經(jīng)由網(wǎng)絡(luò)從所述第1或第2圖像解密程序的供應(yīng)商的站點(diǎn)等下載到本 計(jì)算機(jī)5000的外部存儲(chǔ)裝置5040中，該下載時(shí)使用網(wǎng)絡(luò)連接裝置5060。
輸出裝置5070由液晶顯示器、CRT (Cathode Ray Tube)等的顯示 裝置或打印機(jī)等的打印裝置等構(gòu)成。該輸出裝置3070進(jìn)行輸入圖像、中 間圖像l、 2以及加密圖像的顯示等。并且，還具有作為基于畫面顯示等 的GUI (Graphical User Interface)等的人機(jī)接口的功能。
<功能塊結(jié)構(gòu)>
圖113是圖像解密裝置1000的功能框圖。
圖像解密裝置1000中的處理由輸入單元IOOX、加密位置檢測(cè)單元 1001、像素值變換單元1002、嵌入信息檢測(cè)單元1003、密鑰關(guān)聯(lián)信息生 成單元1004、認(rèn)證單元1005、嵌入信息去除單元1006、圖像變換單元 1007以及輸出單元1008構(gòu)成。
圖114是圖像解密裝置2000的功能框圖。
圖像解密裝置2000中的處理由輸入單元IOOX、加密位置檢測(cè)單元 1001 、像素值變換單元1002、圖像變換單元2003 、嵌入信息檢測(cè)單元2004、 密鑰關(guān)聯(lián)信息生成單元1004、認(rèn)證單元1005、嵌入信息去除單元1006 以及輸出單元1008構(gòu)成。
<針對(duì)復(fù)合機(jī)的應(yīng)用例>
圖115示出在復(fù)合機(jī)中應(yīng)用本發(fā)明的加密處理和解密處理吋的系統(tǒng) 結(jié)構(gòu)。
關(guān)于圖115， CPU板7001進(jìn)行系統(tǒng)整體的控制。外部接口 7002具 有與外部計(jì)算機(jī)連接的功能。掃描儀接口 7003發(fā)揮與掃描儀7004的接 口控制的作用。從掃描儀7004讀入的圖像信息存儲(chǔ)在圖像緩存7005中。打印機(jī)接口 7006發(fā)揮與打印機(jī)7007的接口控制的作用。
圖116是示出CPU板7001的結(jié)構(gòu)的圖。7101是CPU，進(jìn)行系統(tǒng)整 體的控制。7102是ROM，存儲(chǔ)由CPU板執(zhí)行的加密處理和解密處理的 程序。7103是RAM，臨時(shí)保存執(zhí)行加密處理和解密處理所需要的各種數(shù) 據(jù)等。并且，操作面板7104具有受理用戶的鍵輸入的功能、對(duì)用戶顯示 消息等的功能。進(jìn)而，接口 7105是用于對(duì)CPU板7001和系統(tǒng)總線7106 進(jìn)行連接的接口。
通過(guò)圖115所示的系統(tǒng)，能夠利用復(fù)合機(jī)實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的加密處理和 解密處理。
并且，除了個(gè)人計(jì)算機(jī)以外，也可以在復(fù)印機(jī)(也包含復(fù)合機(jī))、FAX、 打印機(jī)、掃描儀、置頂讀取器、便攜電話、便攜終端、數(shù)字照相機(jī)、TV 等中組裝本發(fā)明的功能。目卩，本發(fā)明不限于上述實(shí)施方式，在不脫離本 發(fā)明的主旨的范圍內(nèi)，能夠采取各種結(jié)構(gòu)或形狀。
產(chǎn)業(yè)上的可利用性
本發(fā)明能夠作為軟件實(shí)現(xiàn)，所以，能夠搭載于各種終端。因此，一 般用戶等能夠容易地對(duì)包含個(gè)人的隱匿信息的打印物等進(jìn)行圖像加密， 在確保高安全性的同時(shí)，直接或經(jīng)由網(wǎng)絡(luò)等向正當(dāng)?shù)膫€(gè)人或機(jī)關(guān)等遞交 該打印物等的內(nèi)容。并且，在其接收側(cè)，也能夠使用解密密鑰容易地復(fù) 原加密后的圖像。
7權(quán)利要求
1.一種圖像加密裝置，該圖像加密裝置對(duì)圖像進(jìn)行加密，其特征在于，該圖像加密裝置具有輸入單元，其取得輸入數(shù)據(jù)，根據(jù)需要進(jìn)行形式變換，輸入作為加密對(duì)象的圖像；加密區(qū)域指定單元，其針對(duì)由該輸入單元取得的圖像，指定要加密的區(qū)域；圖像變換單元，其根據(jù)加密密鑰將由該加密區(qū)域指定單元指定的加密區(qū)域的圖像變換為第1中間圖像；密鑰關(guān)聯(lián)信息生成單元，其根據(jù)所述加密密鑰生成加密密鑰關(guān)聯(lián)信息；信息嵌入單元，其將所述加密密鑰關(guān)聯(lián)信息嵌入所述第1中間圖像內(nèi)，生成第2中間圖像；像素值變換單元，其以能夠在解密時(shí)確定所述加密區(qū)域的位置的方式，針對(duì)所述第2中間圖像進(jìn)行像素值變換；以及輸出單元，其根據(jù)需要對(duì)在所述像素值變換單元中生成的圖像進(jìn)行形式變換而進(jìn)行輸出。
2. —種圖像加密裝置，該圖像加密裝置對(duì)圖像進(jìn)行加密，其特征在 于，該圖像加密裝置具有輸入單元，其取得作為加密對(duì)象的輸入數(shù)據(jù)，根據(jù)需要進(jìn)行形式變 換而進(jìn)行輸入；加密區(qū)域指定單元，其針對(duì)由該輸入單元取得的圖像，指定要加密 的區(qū)域；密鑰關(guān)聯(lián)信息生成單元，其根據(jù)加密密鑰生成加密密鑰關(guān)聯(lián)信息； 信息嵌入單元，其將所述加密密鑰關(guān)聯(lián)信息嵌入所述加密區(qū)域的圖像內(nèi)，生成第1中間圖像；圖像變換單元，其根據(jù)所述加密密鑰對(duì)所述第1中間圖像進(jìn)行變換，生成第2中間圖像；像素值變換單元，其以能夠在解密時(shí)確定所述加密區(qū)域的位置的方式，進(jìn)行由該圖像變換單元生成的第2中間圖像的像素值變換；以及輸出單元，其根據(jù)需要對(duì)在該像素值變換單元中生成的圖像進(jìn)行形式變換而進(jìn)行輸出。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的圖像加密裝置，其特征在于，所述密鑰關(guān)聯(lián)信息生成單元對(duì)所述加密密鑰進(jìn)行散列變換，由此生成所述加密密鑰關(guān)聯(lián)信息。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的圖像加密裝置，其特征在于，所述信息嵌入單元根據(jù)所述加密密鑰關(guān)聯(lián)信息對(duì)所述加密區(qū)域內(nèi)的圖像的像素值進(jìn)行變換，由此在所述加密區(qū)域的圖像內(nèi)嵌入所述加密密鑰關(guān)聯(lián)信息。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的圖像加密裝置，其特征在于，所述像素值的變換是像素值的反轉(zhuǎn)。
6. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的圖像加密裝置，其特征在于，所述信息嵌入單元對(duì)應(yīng)于與嵌入信息對(duì)應(yīng)的圖案，對(duì)所述加密區(qū)域的圖像的像素值進(jìn)行變換。
7. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的圖像加密裝置，其特征在于，所述信息嵌入單元通過(guò)電子水印嵌入所述加密密鑰關(guān)聯(lián)信息。
8. —種圖像解密裝置，該圖像解密裝置對(duì)加密圖像進(jìn)行解密而變換為解密圖像，其特征在于，該圖像解密裝置具有輸入單元，其取得輸入數(shù)據(jù)，根據(jù)需要進(jìn)行形式變換而作為加密圖像進(jìn)行輸入；加密位置檢測(cè)單元，其從所述加密圖像中檢測(cè)出加密區(qū)域的位置；像素值變換單元，其對(duì)所述加密區(qū)域內(nèi)的像素值進(jìn)行變換，變換為第1中間圖像；嵌入信息檢測(cè)單元，其檢測(cè)嵌入所述第1中間圖像內(nèi)的所述加密密鑰關(guān)聯(lián)信息；密鑰關(guān)聯(lián)信息生成單元，其將解密密鑰變換為解密密鑰關(guān)聯(lián)信息；認(rèn)證單元，其核對(duì)所述加密密鑰關(guān)聯(lián)信息和所述解密密鑰關(guān)聯(lián)信息,調(diào)查所述解密密鑰是否正確；嵌入信息去除單元，其在由該認(rèn)證單元認(rèn)證為所述解密密鑰正確的情況下，從所述第1中間圖像中去除所述加密密鑰關(guān)聯(lián)信息，變換為第2 中間圖像；圖像變換單元，其根據(jù)所述解密密鑰對(duì)所述第2中間圖像進(jìn)行變換， 生成解密圖像；以及輸出單元，其根據(jù)需要對(duì)所述解密圖像進(jìn)行形式變換而進(jìn)行輸出。
9. 一種圖像解密裝置，該圖像解密裝置對(duì)加密圖像進(jìn)行解密而變換 為解密圖像，其特征在于，該圖像解密裝置具有輸入單元，其取得輸入數(shù)據(jù)，根據(jù)需要進(jìn)行形式變換而作為加密圖 像進(jìn)行輸入；加密位置檢測(cè)單元，其從所述加密圖像中檢測(cè)出加密區(qū)域的位置； 像素值變換單元，其對(duì)所述加密區(qū)域內(nèi)的像素值進(jìn)行變換，變換為 第l中間圖像；圖像變換單元，其根據(jù)解密密鑰對(duì)所述第1中間圖像進(jìn)行變換，生 成第2中間圖像；嵌入信息檢測(cè)單元，其檢測(cè)嵌入所述第2中間圖像內(nèi)的所述加密密 鑰關(guān)聯(lián)信息；密鑰關(guān)聯(lián)信息生成單元，其將所述解密密鑰變換為解密密鑰關(guān)聯(lián)信必5認(rèn)證單元，其核對(duì)所述加密密鑰關(guān)聯(lián)信息和所述解密密鑰關(guān)聯(lián)信息，調(diào)查所述解密密鑰是否正確；嵌入信息去除單元，其在由該認(rèn)證單元認(rèn)證為所述解密密鑰正確的 情況下，從所述第2中間圖像中去除所述加密密鑰關(guān)聯(lián)信息，變換為解 密圖像；以及輸出單元，其根據(jù)需要對(duì)所述解密圖像進(jìn)行形式變換而進(jìn)行輸出。
10. 根據(jù)權(quán)利要求8或9所述的圖像解密裝置，其特征在于， 所述密鑰關(guān)聯(lián)信息生成單元使用與根據(jù)所述加密密鑰生成所述加密密鑰關(guān)聯(lián)信息的方法相同的方法，根據(jù)所述解密密鑰生成所述解密密鑰關(guān)聯(lián)信息。
11. 一種圖像加密方法，該圖像加密方法對(duì)圖像進(jìn)行加密，其特征在于，該圖像加密方法具有以下步驟輸入步驟，在該步驟中，取得輸入數(shù)據(jù)，根據(jù)需要進(jìn)行形式變換，輸入作為加密對(duì)象的圖像；加密區(qū)域指定步驟，在該步驟中，針對(duì)由該輸入步驟取得的圖像，指定要加密的區(qū)域；圖像變換步驟，在該步驟中，根據(jù)加密密鑰將由該加密區(qū)域指定步驟指定的加密區(qū)域的圖像變換為第1中間圖像；密鑰關(guān)聯(lián)信息生成步驟，在該步驟中，根據(jù)所述加密密鑰生成加密密鑰關(guān)聯(lián)信息，該加密密鑰關(guān)聯(lián)信息是與所述加密密鑰關(guān)聯(lián)的信息；信息嵌入步驟，在該步驟中，將由該密鑰關(guān)聯(lián)信息生成步驟生成的加密密鑰關(guān)聯(lián)信息嵌入所述第1中間圖像內(nèi)，生成第2中間圖像；像素值變換步驟，在該步驟中，針對(duì)由該信息嵌入步驟生成的所述第2中間圖像的像素值進(jìn)行變換；以及輸出步驟，在該步驟中，根據(jù)需要對(duì)所述像素值變換后的圖像進(jìn)行形式變換而進(jìn)行輸出。
12. —種圖像加密方法，該圖像加密方法對(duì)圖像進(jìn)行加密，其特征在于，該圖像加密方法具有以下步驟輸入步驟，在該步驟中，取得作為加密對(duì)象的輸入數(shù)據(jù)，根據(jù)需要進(jìn)行形式變換而進(jìn)行輸入；加密區(qū)域指定步驟，在該步驟中，針對(duì)由該輸入步驟取得的圖像，指定要加密的區(qū)域；密鑰關(guān)聯(lián)信息生成步驟，在該步驟中，根據(jù)加密密鑰生成加密密鑰關(guān)聯(lián)信息，該加密密鑰關(guān)聯(lián)信息是與該加密密鑰關(guān)聯(lián)的信息；信息嵌入步驟，在該步驟中，將由該密鑰關(guān)聯(lián)信息生成步驟生成的加密密鑰關(guān)聯(lián)信息嵌入到在所述加密區(qū)域指定步驟中指定的加密區(qū)域的圖像內(nèi)，生成第l中間圖像；圖像變換步驟，在該步驟中，根據(jù)所述加密密鑰對(duì)所述第1中間圖像進(jìn)行變換，生成第2中間圖像；像素值變換步驟，在該步驟中，對(duì)由該圖像變換步驟生成的第2中 間圖像的像素值進(jìn)行變換；以及輸出步驟，在該步驟中，根據(jù)需要對(duì)所述像素值變換后的圖像進(jìn)行 形式變換而進(jìn)行輸出。
13. 根據(jù)權(quán)利要求11或12所述的圖像加密方法，其特征在于， 在所述密鑰關(guān)聯(lián)信息生成步驟中，對(duì)所述加密密鑰進(jìn)行散列變換，由此生成所述加密密鑰關(guān)聯(lián)信息。
14. 根據(jù)權(quán)利要求11或12所述的圖像加密方法，其特征在于， 在所述信息嵌入步驟中，根據(jù)所述加密密鑰關(guān)聯(lián)信息對(duì)所述加密區(qū)域內(nèi)的圖像的像素值進(jìn)行變換，由此在所述加密區(qū)域的圖像內(nèi)嵌入所述 加密密鑰關(guān)聯(lián)信息。
15. 根據(jù)權(quán)利要求14所述的圖像加密方法，其特征在于， 所述像素值的變換是像素值的反轉(zhuǎn)。
16. 根據(jù)權(quán)利要求14所述的圖像加密方法，其特征在于， 在所述信息嵌入步驟中，對(duì)應(yīng)于與嵌入信息對(duì)應(yīng)的圖案，對(duì)所述加密區(qū)域的圖像的像素值進(jìn)行變換。
17. 根據(jù)權(quán)利要求14所述的圖像加密方法，其特征在于， 在所述信息嵌入步驟中，通過(guò)電子水印嵌入所述加密密鑰關(guān)聯(lián)信息。
18. —種圖像解密方法，該圖像解密方法對(duì)加密圖像進(jìn)行解密，其特 征在于，該圖像解密方法具有以下步驟輸入步驟，在該步驟中，取得輸入數(shù)據(jù)，根據(jù)需要進(jìn)行形式變換而 作為加密圖像進(jìn)行輸入；加密位置檢測(cè)步驟，在該步驟中，從所述加密圖像中檢測(cè)出加密區(qū)域的位置；像素值變換步驟，在該步驟中，對(duì)在該加密位置檢測(cè)步驟中檢測(cè)出 的所述加密區(qū)域內(nèi)的像素值進(jìn)行變換，變換為第1中間圖像；嵌入信息檢測(cè)步驟，在該步驟中，檢測(cè)嵌入所述第1中間圖像的所 述加密密鑰關(guān)聯(lián)信息；密鑰關(guān)聯(lián)信息生成步驟，在該步驟中，將解密密鑰變換為解密密鑰關(guān)聯(lián)信息；認(rèn)證步驟，在該步驟中，核對(duì)所述加密密鑰關(guān)聯(lián)信息和所述解密密鑰關(guān)聯(lián)信息，調(diào)査所述解密密鑰是否正確；嵌入信息去除步驟，在該步驟中，在由該認(rèn)證步驟認(rèn)證為所述解密 密鑰正確的情況下，從所述第1中間圖像中去除所述加密密鑰關(guān)聯(lián)信息，變換為第2中間圖像；圖像變換步驟，在該步驟中，根據(jù)所述解密密鑰對(duì)所述第2中間圖 像進(jìn)行變換，生成解密圖像；以及輸出步驟，在該步驟中，根據(jù)需要對(duì)所述解密圖像進(jìn)行形式變換而 進(jìn)行輸出。
19.一種圖像解密方法，該圖像解密方法對(duì)加密圖像進(jìn)行解密，其特征在于，該圖像解密方法具有以下步驟輸入步驟，在該步驟中，取得輸入數(shù)據(jù)，根據(jù)需要進(jìn)行形式變換而 作為加密圖像進(jìn)行輸入；加密位置檢測(cè)步驟，在該步驟中，從所述加密圖像中檢測(cè)出加密區(qū) 域的位置；像素值變換步驟，在該步驟中，對(duì)所述加密區(qū)域內(nèi)的像素值進(jìn)行變 換，變換為第1中間圖像；圖像變換步驟，在該步驟中，根據(jù)解密密鑰對(duì)所述第1中間圖像進(jìn) 行變換，生成第2中間圖像；嵌入信息檢測(cè)步驟，在該步驟中，檢測(cè)嵌入所述第2中間圖像的所 述加密密鑰關(guān)聯(lián)信息；密鑰關(guān)聯(lián)信息生成步驟，在該步驟中，將所述解密密鑰變換為解密 密鑰關(guān)聯(lián)信息；認(rèn)證步驟，在該步驟中，核對(duì)所述加密密鑰關(guān)聯(lián)信息和所述解密密鑰關(guān)聯(lián)信息，調(diào)査所述解密密鑰是否正確；嵌入信息去除步驟，在該步驟中，在由該認(rèn)證步驟認(rèn)證為所述解密 密鑰正確的情況下，從所述第2中間圖像中去除所述加密密鑰關(guān)聯(lián)信息，變換為解密圖像；以及輸出步驟，在該步驟中，根據(jù)需要對(duì)所述解密圖像進(jìn)行形式變換而進(jìn)行輸出。
20. 根據(jù)權(quán)利要求18或19所述的圖像解密方法，其特征在于，在所述密鑰關(guān)聯(lián)信息生成步驟中，使用與根據(jù)所述加密密鑰生成所述加密密鑰關(guān)聯(lián)信息的方法相同的方法，根據(jù)所述解密密鑰生成所述解密密鑰關(guān)聯(lián)信息。
21. —種圖像加密程序，其特征在于，該圖像加密程序使計(jì)算機(jī)作為以下單元進(jìn)行工作，以對(duì)圖像進(jìn)行加密，所述單元包括輸入單元，其取得輸入數(shù)據(jù)，根據(jù)需要進(jìn)行形式變換，輸入作為加密對(duì)象的圖像；加密區(qū)域指定單元，其針對(duì)由該輸入單元輸入的圖像，指定要加密的區(qū)域；圖像變換單元，其根據(jù)加密密鑰將由該加密區(qū)域指定單元指定的加密區(qū)域的圖像變換為第1中間圖像；密鑰關(guān)聯(lián)信息生成單元，其根據(jù)所述加密密鑰生成加密密鑰關(guān)聯(lián)信息；信息嵌入單元，其將所述加密密鑰關(guān)聯(lián)信息嵌入所述第1中間圖像內(nèi)，生成第2中間圖像；像素值變換單元，其以能夠在解密時(shí)確定所述加密區(qū)域的位置的方式，對(duì)所述第2中間圖像進(jìn)行像素值變換；以及輸出單元，其根據(jù)需要對(duì)由所述像素值變換單元生成的圖像進(jìn)行形式變換而進(jìn)行輸出。
22. —種圖像加密程序，其特征在于，該圖像加密程序使計(jì)算機(jī)作為以下單元進(jìn)行工作，以對(duì)圖像進(jìn)行加密，所述單元包括輸入單元，其取得作為加密對(duì)象的輸入數(shù)據(jù)，根據(jù)需要進(jìn)行形式變換而進(jìn)行輸入；加密區(qū)域指定單元，其針對(duì)由該輸入單元取得的圖像，指定要加密的區(qū)域；密鑰關(guān)聯(lián)信息生成單元，.其根據(jù)加密密鑰生成加密密鑰關(guān)聯(lián)信息；信息嵌入單元，其將所述加密密鑰關(guān)聯(lián)信息嵌入所述加密區(qū)域的圖像內(nèi)，生成第1中間圖像；圖像變換單元，其根據(jù)所述加密密鑰對(duì)所述第1中間圖像進(jìn)行變換，生成第2中間圖像；像素值變換單元，其以能夠在解密時(shí)確定所述加密區(qū)域的位置的方式，進(jìn)行由該圖像變換單元生成的第2中間圖像的像素值變換；以及輸出單元，其根據(jù)需要對(duì)由該像素值變換單元生成的圖像進(jìn)行形式變換而進(jìn)行輸出。
23. 根據(jù)權(quán)利要求21或22所述的圖像加密程序，其特征在于，所述密鑰關(guān)聯(lián)信息生成單元對(duì)所述加密密鑰進(jìn)行散列變換，由此生成所述加密密鑰關(guān)聯(lián)信息。
24. 根據(jù)權(quán)利要求21或22所述的圖像加密程序，其特征在于，所述信息嵌入單元根據(jù)所述加密密鑰關(guān)聯(lián)信息對(duì)所述加密區(qū)域內(nèi)的圖像的像素值進(jìn)行變換，由此在所述加密區(qū)域的圖像內(nèi)嵌入所述加密密鑰關(guān)聯(lián)信息。
25. 根據(jù)權(quán)利要求24所述的圖像加密程序，其特征在于，所述像素值的變換是像素值的反轉(zhuǎn)。
26. 根據(jù)權(quán)利要求24所述的圖像加密程序，其特征在于，所述信息嵌入單元對(duì)應(yīng)于與嵌入信息對(duì)應(yīng)的圖案，對(duì)所述加密區(qū)域的圖像的像素值進(jìn)行變換。
27. 根據(jù)權(quán)利要求24所述的圖像加密程序，其特征在于，所述信息嵌入單元通過(guò)電子水印嵌入所述加密密鑰關(guān)聯(lián)信息。
28. —種圖像解密程序，其特征在于，該圖像解密程序使計(jì)算機(jī)作為以下單元進(jìn)行工作，以對(duì)加密圖像進(jìn)行解密，所述單元包括輸入單元，其取得輸入數(shù)據(jù)，根據(jù)需要進(jìn)行形式變換而作為加密圖像進(jìn)行輸入；加密位置檢測(cè)單元，其從所述加密圖像中檢測(cè)出加密區(qū)域的位置；像素值變換單元，其對(duì)所述加密區(qū)域內(nèi)的圖像進(jìn)行變換，變換為第1中間圖像；嵌入信息檢測(cè)單元，其檢測(cè)嵌入所述第1中間圖像的所述加密密鑰關(guān)聯(lián)信息；密鑰關(guān)聯(lián)信息生成單元，其將解密密鑰變換為解密密鑰關(guān)聯(lián)信息；認(rèn)證單元，其核對(duì)所述加密密鑰關(guān)聯(lián)信息和所述解密密鑰關(guān)聯(lián)信息，調(diào)査所述解密密鑰是否正確；嵌入信息去除單元，其在由該認(rèn)證單元認(rèn)證為所述解密密鑰正確的情況下，從所述第1中間圖像中去除所述加密密鑰關(guān)聯(lián)信息，變換為第2中間圖像；圖像變換單元，其根據(jù)所述解密密鑰對(duì)所述第2中間圖像進(jìn)行變換，生成解密圖像；以及輸出單元，其根據(jù)需要對(duì)所述解密圖像進(jìn)行形式變換而進(jìn)行輸出。
29.—種圖像解密程序，其特征在于，該圖像解密程序使計(jì)算機(jī)作為以下單元進(jìn)行工作，以將加密圖像解密為原圖像，所述單元包括輸入單元，其取得輸入數(shù)據(jù)，根據(jù)需要進(jìn)行形式變換而作為加密圖像進(jìn)行輸入；加密位置檢測(cè)單元，其從所述加密圖像中檢測(cè)出加密區(qū)域的位置；像素值變換單元，其對(duì)所述加密區(qū)域的圖像的像素值進(jìn)行變換，變換為第1中間圖像；圖像變換單元，其根據(jù)解密密鑰對(duì)所述第1中間圖像進(jìn)行變換，生成第2中間圖像；嵌入信息檢測(cè)單元，其檢測(cè)嵌入所述第2中間圖像內(nèi)的所述加密密鑰關(guān)聯(lián)信息；密鑰關(guān)聯(lián)信息生成單元，其將所述解密密鑰變換為解密密鑰關(guān)聯(lián)信息；認(rèn)證單元，其核對(duì)所述加密密鑰關(guān)聯(lián)信息和所述解密密鑰關(guān)聯(lián)信息，調(diào)查所述解密密鑰是否正確；嵌入信息去除單元，其在由該認(rèn)證單元認(rèn)證為所述解密密鑰正確的情況下，從所述第2中間圖像中去除所述加密密鑰關(guān)聯(lián)信息，變換為解密圖像；以及輸出單元，其根據(jù)需要對(duì)所述解密圖像進(jìn)行形式變換而進(jìn)行輸出。
30. 根據(jù)權(quán)利要求28或29所述的圖像解密程序，其特征在于，所述密鑰關(guān)聯(lián)信息生成單元使用與根據(jù)所述加密密鑰生成所述加密密鑰關(guān)聯(lián)信息的方法相同的方法，根據(jù)所述解密密鑰生成所述解密密鑰關(guān)聯(lián)信息。
31. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的圖像加密裝置、權(quán)利要求11或12所述的圖像加密方法、權(quán)利要求21或22所述的圖像加密程序、權(quán)利要求8或9所述的圖像解密裝置、權(quán)利要求18或19所述的圖像解密方法、以及權(quán)利要求28或29所述的圖像解密程序，其特征在于，所述輸入數(shù)據(jù)和所述輸出數(shù)據(jù)是圖像、打印物、PDF和Word等電子文件數(shù)據(jù)、或其他非圖像數(shù)據(jù)。
全文摘要
本發(fā)明提供圖像加密裝置、圖像解密裝置、方法以及程序。將輸入數(shù)據(jù)變換為圖像，針對(duì)該輸入圖像，指定對(duì)圖像進(jìn)行加密的區(qū)域即加密區(qū)域。并且，根據(jù)加密密鑰生成與該加密密鑰關(guān)聯(lián)的信息即加密密鑰關(guān)聯(lián)信息，將該加密密鑰關(guān)聯(lián)信息嵌入所述加密區(qū)域的圖像內(nèi)，生成第1中間圖像。接著，根據(jù)所述加密密鑰對(duì)該第1中間圖像進(jìn)行變換，生成第2中間圖像。然后，以能夠確定所述加密區(qū)域的位置的方式，對(duì)所述第2中間圖像的像素值進(jìn)行變換。該變換的結(jié)果，生成對(duì)所述輸入圖像內(nèi)的所述加密區(qū)域的部分進(jìn)行了加密的加密圖像。
文檔編號(hào)H04N1/44GK101682682SQ200780053108
公開(kāi)日2010年3月24日 申請(qǐng)日期2007年5月30日 優(yōu)先權(quán)日2007年5月30日
發(fā)明者中澙昌平, 倉(cāng)木健介, 石井英昭, 阿南泰三 申請(qǐng)人:富士通株式會(huì)社