[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

本发明涉及与分割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

图像数据、特别是动态图像数据通常数据量较大，因此在从发送装置朝接收装置传送时、或者存储于存储装置时等，进行高效率加密。在此，所谓“高效率加密”是指对将某一数据列转换成其他数据列的加密处理，是对该数据量进行压缩的处理。

动态图像数据主要包含仅由帧构成的动态图像数据和由域（field）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（帧间预测：intra prediction）加密方法。在该加密方法中，利用动态图像数据在空间方向上相关性高的特点，并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利用图片内的信息复原图像的方法。

并且，公知有图片间预测（内部预测：inter prediction）加密方法。在该加密方法中，利用动态图像数据在时间方向上相关性高的特点。对于动态图像数据，通常某一时机的图片数据与下一时机的图片数据之间的类似度高的情况较多，因此，在内部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，以该块单位，从加密完毕帧的解密图像选择与该原图像块类似的区域。图1是示出将原图像分割成块后的一个例子的图。图1所示的块MB是宏块。如图1所示那样，原图像被分割成多个宏块。

接下来，求出原图像块的类似区域与原图像块之间的差值，除去冗长性。然后，通过对标识类似区域的活动向量信息和除去冗长性后的差值信息进行加密来实现高压缩率。

例如，在使用了内部预测加密的数据传送系统中，在发送装置中，生成表示从前图片朝向对象图片的“活动”的活动向量数据，以及根据该前图片使用该活动向量数据作成的对象图片的预测图像与对象图片之间的差值数据。接下来，数据传送系统将上述活动向量数据以及差值数据朝接收装置送出。另一方面，接收装置根据所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，能够举出ISO/IEC（ISO/IEC:International Organization for Standardization/International Electrotechnical Commission）MPEG（Moving Picture Experts Group）-2／MPEG-4（以下记为“MPEG-2”、“MPEG-4”）。

在动态图像加密方式中，采用帧间预测加密后的画面以一定周期发送而其余的以内部预测加密发送的GOP（group of pictures）的构造。此外，规定与上述预测对应的I、P、B这3种图片。I图片不使用其他图片加密图像。是能够仅使用图片内的信息复原图像的图片。P图片是从过去的图片起进行顺方向的图片间预测，并对预测误差进行加密后的图片。B图片是从过去和未来的图片起进行双方向的图片间预测，并对预测误差进行加密后的图片。由于B图片在预测中使用未来的图片，因此，在加密之前，需要对要在预测中使用的未来的图片进行加密、解密。

图2是对参照双方向的解密图像的B图片进行说明的图。如图2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已被先行加密。加密对象B图片Pic2能够选择前方向参照图像Pic1和后方向参照图像Pic3中的任意一方或者双方。例如，使用块匹配技术计算出前方向参照图像Pic1内与加密对象块CB1最类似的区域作为前方向预测块FB1，并计算出后方向参照图像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，预测方向亦即双方向信息、两个参照图像内从与加密对象块CB1相同的位置（排列块ColB1、2）朝向预测块的活动向量MV1、2、加密对象块CB1与预测块的像素差值被加密。

图3是示出GOP结构（其1）的一个例子的图。图3所示的GOP结构示出普通的GOP结构的IBBP构造。在MPEG-2中，能够作为B图片的参照图像使用的加密完毕图像需要作为P图片或者I图片进行加密。但是，在最新的加密方式亦即国际标准ITU-T H.264（ITU-T:International Telecommunication Union Telecommunication Standardization Sector）／ISO/IEC MPEG-4AVC（以下称为“H.264”）中，除此之外，B图片中已被加密的加密完毕图像也能够作为参照图像使用。