[发明专利]图像解密方法、图像加密方法、图像解密装置、图像加密装置、图像解密程序以及图像加密程序

说明书

技术领域

本发明涉及与参照模式的预测相关的图像解密方法、图像加密方法、图像解密装置、图像加密装置、图像解密程序以及图像加密程序。

背景技术

由于图像数据、尤其是动态图像数据一般数据量较大，所以在从发送装置向接收装置传送时，或者保存到存储装置时等，被进行高效率加密。这里，“高效率加密”是将某个数据列变换成其他数据列的加密处理，是指对其数据量进行压缩的处理。

动态图像数据主要有仅由帧构成的动态图像数据、和由域构成的动态图像数据。

作为动态图像数据的高效率加密方法，公知有图片内预测（内部预测）加密方法。在该加密方法中，利用动态图像数据在空间方向相关性高的属性，不使用其他图片的加密图像。图片内预测加密方法是能够仅根据图片内的信息来复原图像的方法。

另外，还公知有图片间预测（帧间预测）加密方法。在该加密方法中，利用动态图像数据在时间方向相关性高的属性。对动态图像数据而言，一般由于某个定时的图片数据与下一个定时的图片数据的类似度高的情况较多，所以在帧间预测加密方法中使用该性质。

在图片间预测加密方法中，将原图像分割成块，以该块为单位，从加密完毕帧的解密图像中选择与该原图像块类似的区域。接下来，求出该类似区域与原图像块的差值，除去冗长性。然后，通过对指示类似区域的活动向量信息、和被除去冗长性后的差值信息进行加密，可实现高压缩率。

例如，在采用了帧间预测加密的数据传送系统中，在发送装置中生成表示从前图片向对象图片的“活动”的活动向量数据、以及生成根据该前图片使用其活动向量数据而创建的对象图片的预测图像与对象图片的差值数据。接下来，数据传送系统将这些活动向量数据以及差值数据发送给接收装置。另一方面，接收装置根据接收到的活动向量数据以及差值数据来重建对象图片。

作为代表性的动态图像加密方式，可举出ISO/IEC（ISO/IEC:International Organization for Standardization/International Electrotechnical Commission）MPEG（Moving Picture Experts Group）-2/MPEG-4（以下记作MPEG-2、MPEG-4）。

在动态图像加密方式中，采用了以一定周期发送被内部预测加密了的画面，剩余的画面通过帧间预测加密来传输的GOP（group of pictures）构造。并且，规定了与这些预测对应的I、P、B这3种图片。I图片不使用其他图片的加密图像。是能够仅利用图片内的信息来复原图像的图片。P图片是根据过去的图片进行正方向的图片间预测，对预测误差进行了加密的图片。B图片是根据过去与未来的图片进行双方向的图片间预测，对预测误差进行了加密的图片。为了在预测中使用未来的图片，B图片需要在其加密之前，预先对预测所使用的未来的图片进行加密、解密。

图1是对参照双方向的解密图像的B图片进行说明的图。如图1所示，在对加密对象B图片Pic2进行加密的时刻，至少前后2张图片Pic1、Pic3被先行加密。加密对象B图片Pic2能够选择前方向参照图片Pic1与后方向参照图片Pic3中的任意一方或者双方。例如，使用块匹配技术，计算出在前方向参照图片Pic1内与加密对象块CB1最类似的区域作为前方向预测块FB1，并计算出在后方向参照图片Pic3内与加密对象块CB1最类似的区域作为后方向预测块BB1。在选择了双方向的情况下，作为预测方向的双方向信息和从两个参照图像内与加密对象块CB1相同的位置（配置块ColB1、2）向预测块的活动向量MV1、2、以及加密对象块CB1与预测块的像素差值被加密。

图2是表示GOP构成（其1）的一个例子的图。图2所示的GOP构成表示一般的GOP构成的IBBP构造。在MPEG-2中，对于能够作为B图片的参照图像而使用的加密完毕图像而言，需要被加密为P图片或者I图片。但是，在最新的加密方式即国际标准ITU-T H.264（ITU-T：International Telecommunication Union Telecommunication Standardization Sector）/ISO/IEC MPEG-4AVC（以下称为H.264）中，在B图片中被加密后的加密完毕图像的解密图像也能够作为参照图像而使用。