專利名稱：動(dòng)畫(huà)壓縮加密中加密處理方法及加密處理裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明，涉及數(shù)碼攝像機(jī)、帶相機(jī)的手機(jī)等的具有動(dòng)畫(huà)攝影功能的器 械、以及制作或使用圖像內(nèi)容之際的動(dòng)畫(huà)壓縮加密技術(shù)。
背景技術(shù)：
近年，進(jìn)行高效地加密MPEG(moving picture experts group)等的動(dòng)畫(huà) 壓縮加密技術(shù)的實(shí)用正在急速進(jìn)展，普及于攝像機(jī)及手機(jī)電話上。
MPEG等的加密技術(shù)中，各種各樣的加密模式在規(guī)格方面被定義。例 如，MPEG-4中，只使用成為加密對(duì)象的幀畫(huà)面內(nèi)的畫(huà)像(以后稱對(duì)象圖像) 進(jìn)行加密的"內(nèi)部加密模式"，還有，從已經(jīng)加密后的幀(以后稱參照幀) 內(nèi)檢測(cè)出(以后稱動(dòng)態(tài)探索)與對(duì)象圖像的關(guān)聯(lián)強(qiáng)的圖像區(qū)域，只加密這個(gè) 動(dòng)態(tài)探索后的圖像(以后稱動(dòng)態(tài)補(bǔ)償圖像)和對(duì)象圖像的差分值"內(nèi)部加密 模式"就是該加密模式。
還有，在MPEG-4AVC/H.264中，內(nèi)部加密能夠進(jìn)行利用畫(huà)面內(nèi)的像 素進(jìn)行像素預(yù)測(cè)(以后稱內(nèi)部預(yù)測(cè))，亮度、色差信號(hào)的每一個(gè)中，定義了 多個(gè)內(nèi)部預(yù)測(cè)模式。中心加密也是，可以從多個(gè)候補(bǔ)的參照幀中進(jìn)行選擇， 還有，進(jìn)行動(dòng)態(tài)補(bǔ)償?shù)膱D像的信息組大小也是從最大16像素X16像素到 最小的4像素X4像素能夠從多種模式中進(jìn)行選擇。
例如MPEG-4中內(nèi)部加密模式/中心加密模式的模式判定中，圖16那 樣的手法是 一 般被使用的。
圖16所示的以前的模式判定手法中，首先，從參照模式檢測(cè)出使用于 中心加密模式的動(dòng)態(tài)補(bǔ)償圖像，生成動(dòng)態(tài)補(bǔ)償圖像(S100)。利用這個(gè)動(dòng)態(tài) 補(bǔ)償圖像和對(duì)象圖像，由
SAD=5] 2l對(duì)象圖像(org—x, org_y)—?jiǎng)討B(tài)補(bǔ)償圖像(ref—x， ref_y)|
ACT=S Sl對(duì)象圖像(org—x， org—y) —對(duì)象圖像的平均值l
分別計(jì)算SAD、 ACT(S101)。
SAD，利用MPEG-4的加密處理單位的宏信息組(16像素X16像素) 內(nèi)的全像素計(jì)算。從對(duì)象像素及動(dòng)態(tài)補(bǔ)償圖像的左上像素計(jì)算每一個(gè)像素 的差分值，16像素X16像素，合計(jì)256像素的總和成為SAD。
還有，ACT也是，利用宏信息組的全像素計(jì)算。首先，計(jì)算對(duì)象圖像 256像素的平均值，其后，從對(duì)象圖像的左上像素計(jì)算每一個(gè)像素和它的 平均值的差分絕對(duì)值，合計(jì)256像素的總和成為ACT。
這個(gè)SAD、 ACT成為判定加密模式之際的評(píng)價(jià)值，SAD〈ACT的情 況選摔中心加密模式，SAD > ACT的情況選擇內(nèi)部加密模式(S 102)。
圖17，是利用SAD及ACT的加密器200的構(gòu)成圖。根據(jù)圖17，成為 加密對(duì)象的對(duì)象圖像從外部被輸入，輸入到動(dòng)態(tài)探索部201。動(dòng)態(tài)探索部 201中，還輸入了從參照幀存儲(chǔ)部213進(jìn)行動(dòng)態(tài)探索時(shí)所必要的前幀的圖 像數(shù)據(jù)。使用這些圖像數(shù)據(jù)動(dòng)態(tài)探索部201進(jìn)行動(dòng)態(tài)探索，并將動(dòng)態(tài)探索 結(jié)果輸出給動(dòng)態(tài)補(bǔ)償圖像生成部202。動(dòng)態(tài)補(bǔ)償圖像生成部202，接受其結(jié) 果，從參照幀中生成動(dòng)態(tài)補(bǔ)償圖像輸出給減法部203。減法部203中，計(jì) 算輸入了加密器200的對(duì)象圖像和動(dòng)態(tài)補(bǔ)償圖像的差分作為差分圖像輸出 給加密模式選擇部204。
還有，輸入給加密器200的對(duì)象圖像輸入給ACT算出部250及SAD 算出部251、動(dòng)態(tài)補(bǔ)償圖像生成部202生成的動(dòng)態(tài)補(bǔ)償圖像輸入給SAD算 出部251，計(jì)算SAD及ACT，其結(jié)果，輸入給加密模式判定部252。加密 模式判定部252中，選擇它們的內(nèi)值小的加密模式，將"內(nèi)部加密模式" 或"中心加密模式"的選擇結(jié)果輸出給加密模式選擇部204。
加密模式選擇部204，輸入輸入了加密器200的對(duì)象圖像、減法部 203生成的差分圖像、及加密模式判定部252判定的加密模式。
假如，在加密模式判定部252判定為"內(nèi)部加密模式"的情況，加密 模式選擇部204，選擇對(duì)象圖像。假如，判定為"中心加密模式"的情況， 選擇差分圖像，輸出給DCT(discrete cosine transform)處理部205 。 DCT處 理部進(jìn)行DCT處理，結(jié)果輸出給量子化處理部206,量子化處理部296中， 進(jìn)行量子化處理，輸出給可變長(zhǎng)度加密部209及逆量子化處理部207。逆 量子化處理部207對(duì)輸入的量子化處理后的數(shù)據(jù)(以后稱DCT系數(shù))，進(jìn)行逆量子化，輸出給逆DCT處理部208，逆DCT處理部208中，進(jìn)行逆DCT 處理。對(duì)這個(gè)進(jìn)行逆DCT處理的數(shù)據(jù)，在加密模式判定部252中選擇了 "中 心加密模式"的情況，加算動(dòng)態(tài)補(bǔ)償圖像。使這個(gè)切換在動(dòng)態(tài)補(bǔ)償切換部 211中進(jìn)行，還有使加算在加法部212中進(jìn)行。從加法部212輸出的圖像(以 后稱再構(gòu)成圖像)作為下一個(gè)幀的參照?qǐng)D像臨時(shí)儲(chǔ)存于參照幀存儲(chǔ)部213 中，在以后的幀中凈皮利用。
可變長(zhǎng)度加密部209對(duì)量子化處理部206生成的DCT系數(shù)，進(jìn)行可變 長(zhǎng)度加密處理，生成傳送流，這個(gè)傳送流，臨時(shí)存儲(chǔ)于傳送流存儲(chǔ)部210 中，其后，作為來(lái)自加密器200的生成傳送流輸出。
如上所述，利用對(duì)象圖像及動(dòng)態(tài)補(bǔ)償圖像的同樣地加密模式判定技術(shù) 揭示在專利文獻(xiàn)1中。
(專利文獻(xiàn)1)日本專利公開(kāi)2002-159012號(hào)公報(bào)
(發(fā)明所要解決的課題)
但是，上述加密模式判定手法中，因?yàn)椴皇强紤]最終的生成加密量的 加密模式判定，選擇的加密模式有可能產(chǎn)生多的加密。例如，由于SAD〉 >ACT選擇內(nèi)部加密模式。但是，實(shí)施實(shí)際的加密處理的傳送流的加密量， 也可以充分考慮"內(nèi)部加密模式的加密量" > > "中心加密模式的加密量"。
以下利用具體例子加以說(shuō)明，圖18中表示了成為加密對(duì)象的對(duì)象圖 像、和動(dòng)態(tài)探索后的動(dòng)態(tài)補(bǔ)償?shù)膱D像數(shù)據(jù)。尚，本例中為了容易理解，對(duì) 象圖像的大小、動(dòng)態(tài)補(bǔ)償大小、SAD算出中的圖像大小、ACT算出中的圖 像大小、DCT的處理大小，全部用4像素X4像素進(jìn)行說(shuō)明。
現(xiàn)在，對(duì)象圖像及動(dòng)態(tài)補(bǔ)償圖像的ACT為"180"， SAD為"2400"， SAD〉>ACT。但是，按照使用這些圖像之際的內(nèi)部加密模式、以及中心 加密模式的加密工序的順序，內(nèi)部加密模式中，對(duì)對(duì)象圖像進(jìn)行DCT處理 的話系數(shù)分散在所有的頻率帶域(參照?qǐng)D19)。另一方面，中心加密模式中， 首先求對(duì)象圖像和動(dòng)態(tài)補(bǔ)償圖像的差分值，對(duì)它進(jìn)行DCT處理的話，只對(duì) DC成份產(chǎn)生數(shù)據(jù)，對(duì)此以外的AC成份所有的值都為"0"(參照?qǐng)D19)。 尚，DCT處理后進(jìn)行量子化處理，但是，壓縮率為超低壓縮時(shí)(量子化值 =1)，"量子化前數(shù)據(jù)"="量子化后數(shù)據(jù)"。
其后，對(duì)量子化后數(shù)據(jù)進(jìn)行可變長(zhǎng)度加密處理。 一般的可變長(zhǎng)度加密
處理只在"0"以外的量子化后數(shù)據(jù)(以后稱非零數(shù)據(jù))進(jìn)行可變長(zhǎng)度加密處 理，為此，含非零數(shù)據(jù)多的加密模式加密量多。這個(gè)例的情況，非零數(shù)據(jù) 的個(gè)數(shù)成為"內(nèi)部加密模式的非零數(shù)據(jù)" >> "中心加密模式的非零數(shù)據(jù)" 的結(jié)果，容易預(yù)想到"內(nèi)部加密模式的加密量"〉〉"中心加密模式的加 密量"。
也就是，與5入0>>八(:丁無(wú)關(guān)，成為"內(nèi)部加密模式的加密量">> "中心加密模式的加密量"的話加密處理也可能充分的發(fā)生。
另一方面，注意某個(gè)比特傳送速率進(jìn)行加密處理的情況，某個(gè)幀(或宏 信息組)中臨時(shí)性加密量增加的話，當(dāng)然，下一個(gè)幀(或宏信息組)以后，有
必要吸收那以后增加的加密量。例如，2fps(fram per second)中用2Mbps (bit per second)加密兩幀部分的圖像的情況，比以下的兩種類加密處理。
首先，作為加密處理A，進(jìn)行第一幀中生成1Mbit的加密，第二幀中 也是生成1Mbit的加密的平均加密處理，和作為加密處理B，第一幀中生 成1.999Mbit的加密，第二幀中2Mbit生成注目的0.001Mbps的加密處理 的比較。比較第一幀的話，因?yàn)榧用芴幚鞡約使用兩倍的加密量加密，當(dāng) 然，能夠考慮到畫(huà)質(zhì)會(huì)變得漂亮，比較第二幀的話，基本上無(wú)法確保加密 量的加密處理B能夠考慮到畫(huà)質(zhì)劣化。換句話說(shuō)，加密處理A兩幀都維持 平均的畫(huà)質(zhì)，而加密處理B中，某個(gè)幀為高畫(huà)質(zhì)，下一個(gè)幀畫(huà)質(zhì)劣化，幀 間的畫(huà)質(zhì)差非常的大，為此，成為低品質(zhì)的動(dòng)圖像。
正如以上所述，以前的決定加密模式的方式中考慮加密量成為決定， 為此，在用選擇的加密模式加密之際，比用其他的加密模式加密的情況產(chǎn) 生更多的加密量，所以妨礙了高畫(huà)質(zhì)、高壓縮。

發(fā)明內(nèi)容
(解決課題的方法)
本發(fā)明，其特征為在多個(gè)加密模式存在的圖像壓縮中，上述多個(gè)加密 模式的每一個(gè)進(jìn)展到生成量子化處理后的DCT系數(shù)的加密處理，基于各加 密模式的生成加密量的信息決定加密量成為最小的加密模式，選擇該決定 的加密模式的DCT系數(shù)進(jìn)行可變長(zhǎng)度加密。
一發(fā)明的效果一
根據(jù)本發(fā)明，在從多個(gè)加密模式?jīng)Q定一個(gè)加密模式之際，常常能夠正 確地選摔加密量最小的加密模式。而且，選擇決定的加密模式的DCT系數(shù) 進(jìn)行可變長(zhǎng)度加密，所以，能夠謀得加密處理裝置的小型化。


圖l，是本發(fā)明所涉及的加密處理裝置的方框圖。
圖2，是圖1中加密部的方框圖。
圖3，是n-2時(shí)的加密處理裝置的方框圖。
圖4，是表示進(jìn)行DCT處理、量子化處理、加密量計(jì)算處理的信息組 大小的圖。
圖5(a)至圖5(c),是DCT處理、量子化處理、加密量計(jì)算處理的時(shí)間圖。
圖6，是包含決定加密量為最小的內(nèi)部預(yù)測(cè)模式的加密模式?jīng)Q定部的 加密處理裝置的方框圖。
圖7，是圖6中的加密部的方框圖。
圖8，是包含決定加密量為最小的參照幀的加密模式?jīng)Q定部的加密處 理裝置的方框圖。
圖9，是圖8中的加密部的方框圖。
圖10,是包含決定加密量為最小的動(dòng)態(tài)補(bǔ)償?shù)男畔⒔M大小的加密模式 決定部的加密處理裝置的方框圖。
圖11，是圖10中的加密部的方框圖。
圖12，是實(shí)現(xiàn)適應(yīng)的量子化值的加密處理裝置的方框圖。
圖13，是圖12中的加密部的方框圖。
圖14,是表示幀的加密種類和量子化值的關(guān)系的圖。
圖15，是本發(fā)明所涉及的使用加密處理裝置的攝像系統(tǒng)的構(gòu)成的方框圖。
圖16，是以前的模式判定手法的流程圖。
圖17，是利用SAD、 ACT的加密器的構(gòu)成圖。
圖18，是表示成為加密對(duì)象的對(duì)象圖像、和動(dòng)態(tài)探索后的動(dòng)態(tài)補(bǔ)償圖 像數(shù)據(jù)的圖。
圖19，是表示進(jìn)行了 DCT處理的結(jié)果的數(shù)據(jù)的圖。 (符號(hào)說(shuō)明)
100加密處理裝置
110~413機(jī)密部
120加密模式?jīng)Q定部
121DCT系數(shù)選擇部
122再構(gòu)成圖像選擇部
150加密模式?jīng)Q定部
151量子化值決定部
200加密器
201動(dòng)態(tài)探索部
202動(dòng)態(tài)補(bǔ)償圖像生成部
203減法部
204加密模式選捧部
205DCT處理部
206量子化處理部
207逆量子化處理部
208逆DCT處理部
209可變長(zhǎng)度加密部
210傳送流存儲(chǔ)部
211動(dòng)態(tài)補(bǔ)償圖像切換部
212加法部
213參照幀存儲(chǔ)部
220再構(gòu)成圖像臨時(shí)存儲(chǔ)部
221內(nèi)部預(yù)測(cè)圖像生成部
230加密量計(jì)算部
250ACT算出部
251SAD算出部
252加密模式判定部
具體實(shí)施例方式
圖1，是本發(fā)明的實(shí)施方式所涉及的加密處理裝置的方框圖。本加密
處理裝置100，對(duì)應(yīng)n(n為2以上的整數(shù))個(gè)加密模式的每一個(gè)，包括第 一加密部1-1(110)、第二加密部1-2(111)、第三加密部1-3(112)、和第n加 密部l-n(113)，還包括加密模式?jīng)Q定部120、 DCT系數(shù)選擇部121、再構(gòu) 成圖像選擇部122、和可變長(zhǎng)度加密部209。
圖2，表示圖1中加密部1-1(110)~加密部l-n(113)的每一個(gè)的構(gòu)成， 是從圖17的方框圖除去ACT算出部250、 SAD算出部251、加密模式判 定部252、可變長(zhǎng)度加密部209、及傳送流存儲(chǔ)部210,追加加密量計(jì)算部 230構(gòu)成的。以前，加密模式判定部252決定的加密模式，通過(guò)加密部110~ 113的外部提供。為此，各加密部110-113，輸入成為加密對(duì)象的對(duì)象圖像 及前幀的圖像數(shù)據(jù)，用將它們從外部輸入預(yù)定的加密模式實(shí)行加密處理。 還有，加密部110~113的每一個(gè)不包括可變長(zhǎng)度加密部209，加密處理裝 置100內(nèi)只包括一個(gè)可變長(zhǎng)度加密部209。從各加密部110~113不是輸出 傳送流，而是輸出量子化處理部206中生成的DCT系數(shù)。這些量子化后的 DCT系數(shù)由DCT系數(shù)選擇部121接受，選擇由加密模式?jīng)Q定部120決定 的從加密部輸出的DCT系數(shù)，將這個(gè)選擇的系數(shù)在可變長(zhǎng)度加密部209 進(jìn)行可變長(zhǎng)度加密處理通過(guò)加密處理裝置IOO作為傳送流輸出。
尚，各加密部110~113對(duì)加密模式?jīng)Q定部120輸出加密量是必要的， 但是，取代外部設(shè)置的可變長(zhǎng)度加密部209，新設(shè)置從DCT系數(shù)只算出加 密量的加密量計(jì)算部230是必要的。這個(gè)加密量計(jì)算部230，只要具有計(jì) 算加密量的功能既可，所以，能夠?qū)崿F(xiàn)比可變長(zhǎng)度加密部209小型化。
還有，因?yàn)椴皇窃诟骷用懿?10~113生成加密傳送流，所以，可以除 去傳送流存儲(chǔ)部210。傳送流存儲(chǔ)部210，最低需要能夠存儲(chǔ)1宏信息組的 傳送流的容量。但是，可變長(zhǎng)度加密處理并非一定是可以壓縮的，換句話 說(shuō)，并非由輸入圖像的數(shù)據(jù)大小生成的傳送流一定小，所以，傳送流存儲(chǔ) 部210具有空白(margin)容量的多。但是，因?yàn)楸景l(fā)明所涉及的加密處理裝 置100中能夠除去傳送流存儲(chǔ)部210，所以，可以大幅度縮小體積。
圖3，是11=2的加密處理裝置IOO的方框圖。在此，說(shuō)明輸入第一加 密部l-l(110)的加密模式為"內(nèi)部加密模式"，輸入第二加密模式1-2(111)
的加密模式為作為"中心加密模式"的考慮了加密量的加密模式的最適宜 判定。
第一加密模式1-1(110),因?yàn)槭怯蓛?nèi)部加密模式動(dòng)作的，圖2的加密
模式選擇部204，選摔對(duì)象圖像。也就是，對(duì)對(duì)象圖像經(jīng)過(guò)DCT處理部205 及量子化部206生成的DCT系數(shù)，輸出到加密部l-l(110)的外部。另一方 面，經(jīng)過(guò)逆量子化處理部207及逆DCT處理省卩208，生成的再構(gòu)成圖像也 輸出到第一加密部l-l(110)的外部。
第二加密部1-2(111)，因?yàn)槭怯芍行募用苣Ｊ絼?dòng)作的，圖2的加密模 式選擇部204，選擇從減法部203輸出的差分圖像。也就是，對(duì)差分圖像 經(jīng)過(guò)DCT處理部205及量子化部206生成的DCT系數(shù)，輸出到第二加密 部l-2(lll)的外部。另一方面，經(jīng)過(guò)逆量子^b處理部207、逆DCT處理部 208、加法部212，生成的再構(gòu)成圖像也輸出到笫二加密部l-2(lll)的外部。
由第一加密部l-l(110)輸出的加密量、和由第二加密部l-2(lll)輸出的 加密量，輸入到加密模式?jīng)Q定部120。這個(gè)加密模式?jīng)Q定部120中，看看 各自的加密量，決定加密量最小的加密模式進(jìn)行加密處理的加密部，輸出 給DCT系數(shù)選擇部121及再構(gòu)成圖像選才爭(zhēng)部122。 DCT系數(shù)選擇部121 將由加密模式?jīng)Q定部120選擇的加密部中的從量子化處理部206得到的量 子化處理后的DCT系數(shù)提供給可變長(zhǎng)度加密部209，可變長(zhǎng)度加密部209 將可變長(zhǎng)度加密處理的結(jié)果通過(guò)加密處理裝置IOO作為傳送流輸出。再構(gòu) 成圖像選擇部122，從加密模式?jīng)Q定部120選擇的加密部中的加法部212 讀出再構(gòu)成圖像，寫入加密處理裝置100外部的參照幀存儲(chǔ)部213。
也就是，比較在第一加密部l-l(110)由內(nèi)部加密模式處理生成的傳送 流的加密量、和在第二加密部l-2(lll)由中心加密模式處理生成的傳送流 的加密量，通過(guò)選擇加密量小的加密模式，就可以常常使用加密量小的加 密模式的同時(shí)實(shí)行加密處理。
而且，圖1及圖2所表示的加密處理裝置100，因?yàn)椴恍枰鄠€(gè)可變 長(zhǎng)度加密部209及傳送流存儲(chǔ)部210可以實(shí)現(xiàn)小型化，但是，量子化處理 部206和可變長(zhǎng)度加密部209之間進(jìn)行由加密量計(jì)算部230的加密量計(jì)算 是必要的。為此處理時(shí)間加長(zhǎng)。這可以由以下的方法解決。
DCT處理部205、量子化處理部206、力口密量計(jì)算部230中進(jìn)行處理
的信息組大小相同。例如，DCT處理部205的處理信息組大小為8像素X 8像素的話，量子化處理部206和加密量計(jì)算部230均為8像素X8像素的 大小。
如圖4所示，宏信息組由16像素X16《象素構(gòu)成的情況，信息組的處 理進(jìn)行四塊(B0 B3)。這由圖5所示那樣由宏信息組單位按順序?qū)嵭蠨CT 處理、量子化處理、加密量計(jì)算處理亦可，但是，如圖5(b)所示那樣信息 組單位的流水線的實(shí)行，就可以謀得處理的高速化。還有，如圖5(c)所示 那樣從DCT處理結(jié)束后的像素進(jìn)行量子化處理，由此能夠更進(jìn)一步謀得高 速化。
本發(fā)明，也可以利用MPEG-4AVC/H.264代表的動(dòng)畫(huà)壓縮加密技術(shù)定 義的內(nèi)部預(yù)測(cè)模式的決定。在此，說(shuō)明內(nèi)部預(yù)測(cè)。
內(nèi)部加密處模式處理中，首先，利用周邊信息組的圖像生成預(yù)測(cè)圖像， 生成對(duì)象圖像和內(nèi)部預(yù)測(cè)圖像的差分圖像，對(duì)該差分圖像進(jìn)行DCT處理 等。當(dāng)然，對(duì)象圖像和內(nèi)部預(yù)測(cè)圖像的相關(guān)強(qiáng)，也就是差分圖像小的加密 效率高。利用這個(gè)周邊信息組的圖像的內(nèi)部預(yù)測(cè)圖像的生成方法，定義了 幾個(gè)模式。例如，預(yù)測(cè)信息組大小為4X4時(shí)的亮度信號(hào)的預(yù)測(cè)舉出了九模 式。其中，利用上鄰的信息組的下端四像素生成內(nèi)部預(yù)測(cè)圖像的"內(nèi)部預(yù) 測(cè)模式O"，利用左鄰的信息組的右端的四像素生成內(nèi)部預(yù)測(cè)圖像的"內(nèi)部 預(yù)測(cè)模式1"等。
還有，有關(guān)亮度，預(yù)測(cè)信息組大小除4X4以外，還定義了 16X16的 四模式、8X8的九模式。有關(guān)色差，定義了 8X8的四模式。
當(dāng)然，只要改變預(yù)測(cè)信息組大小，還有，只要改變使用內(nèi)部預(yù)測(cè)模式， 生成的內(nèi)部預(yù)測(cè)圖像就不同，為此，生成的傳送流也成為不同。也就是， 由于預(yù)測(cè)信息組大小，還有，由于內(nèi)部預(yù)測(cè)模式的加密量自身不同。
本發(fā)明，在這個(gè)內(nèi)部預(yù)測(cè)模式的決定中，選擇常常加密量最小的模式 的同時(shí)還可以在進(jìn)行加密處理時(shí)使用。
圖6,是包含決定加密量最小的內(nèi)部預(yù)測(cè)模式的加密模式?jīng)Q定部120 的加密處理裝置100的方框圖。圖7，表示圖6中第一加密部2-l(110c)、 第二加密部2-2(lllc)、第三加密部2-3(112c)、第n加密部2-n(113c)各自的 構(gòu)成。
圖7中，由外部指定的加密模式是內(nèi)部加密的情況，內(nèi)部預(yù)測(cè)圖像生
成部221，使用再構(gòu)成圖像臨時(shí)存儲(chǔ)部220儲(chǔ)存的周邊信息組，生成指定 的加密模式(內(nèi)部預(yù)測(cè)模式)的內(nèi)部預(yù)測(cè)圖像，輸出給加密模式選擇部204c。 加密模式選摔部204c中的加密模式為內(nèi)部加密模式，所以，選擇內(nèi)部預(yù)測(cè) 圖像生成部221輸出的內(nèi)部預(yù)測(cè)圖像，將它輸出給減法部203c。減法部203c 中，生成從外部輸入的對(duì)象圖像、和內(nèi)部預(yù)測(cè)圖像的差分圖像，輸出給DCT 處理部205。
這種情況，如圖6那樣加密部2-l(110c) 加密部2-n(113c)的每一個(gè)中 進(jìn)行不同的內(nèi)部預(yù)測(cè)模式，用最終生成的傳送流的加密量能夠決定內(nèi)部預(yù) 測(cè)模式。由此,在選擇常常加密量最小的內(nèi)部預(yù)測(cè)模式的同時(shí)進(jìn)行加密處 理。
還有，MPEG-4AVC/H.264代表的動(dòng)畫(huà)壓縮加密技術(shù)，是利用多個(gè)參 照幀的動(dòng)態(tài)補(bǔ)償，但是，本發(fā)明，還可以利用.這個(gè)參照幀的決定。所謂利 用多個(gè)參照幀的動(dòng)態(tài)補(bǔ)償，是將在進(jìn)行動(dòng)態(tài)補(bǔ)償之際使用的幀，可以在前 加密完了的幾個(gè)幀中選擇任意的幀。
圖8，是包含決定加密量成為最小的參照幀的加密模式?jīng)Q定部120的 加密處理裝置100d的方框圖。圖9，是圖8中的第一加密部3-l(110d)、第 二加密部3-2(llld)、第三加密部3-3(112d)、第n加密部3-n(113d)的各自 的構(gòu)成。參照幀的決定，因?yàn)檫M(jìn)行動(dòng)態(tài)探索部201d,對(duì)它從加密部110d~113 d的外部直接指定參照幀。動(dòng)態(tài)補(bǔ)償圖像生成部202d，接受動(dòng)態(tài)探索部201d 的結(jié)果，參照從幀中生成的動(dòng)態(tài)補(bǔ)償圖像輸出給加密模式選擇部204c。
這種情況，只要是如圖8那樣加密部3-l(110d) 加密部3-n(113d)的每 一個(gè)中利用不同的參照幀進(jìn)行動(dòng)態(tài)補(bǔ)償處理的構(gòu)成，從利用多個(gè)參照幀加 密的加密量，選擇加密量最小的參照幀成為可能。
還有，MPEG-4AVC/H.264代表的動(dòng)畫(huà)壓縮加密技術(shù)，是可以用宏信 息組單位改變動(dòng)態(tài)補(bǔ)償?shù)男畔⒔M大小，但是，本發(fā)明，還可以利用這個(gè)動(dòng) 態(tài)補(bǔ)償?shù)男畔⒔M大小的決定。在前面也表示過(guò)，動(dòng)態(tài)補(bǔ)償?shù)男畔⒋笮?6 X16、 8X16、 16X8、 8X8等。
部4-l(110e)、第二加密部4-2(llle)、第三加密部4-3(112e)、第n加密部4 -11(113(1)的各自的構(gòu)成。動(dòng)態(tài)補(bǔ)償?shù)男畔⒔M大小的決定，因?yàn)檫M(jìn)行動(dòng)態(tài)探索 部201e，對(duì)它從加密部110e 113e的外部直接指定動(dòng)態(tài)補(bǔ)償信息組大小。 動(dòng)態(tài)補(bǔ)償圖像生成部202e，接受動(dòng)態(tài)探索部201e的結(jié)果，參照從幀中生 成的動(dòng)態(tài)補(bǔ)償圖像輸出給加密模式選擇部204c。
這種情況，只要是如圖IO那樣加密部4-l(110e) 加密部4-n(113e)的每 一個(gè)中利用不同的動(dòng)態(tài)補(bǔ)償信息組大小進(jìn)行動(dòng)態(tài)補(bǔ)償處理的構(gòu)成，從利用 多個(gè)動(dòng)態(tài)補(bǔ)償?shù)男畔⒔M大小的加密的加密量結(jié)果，選擇加密量最小的參照 幀成為可能。
正如眾所周知的一樣，MPEG代表的動(dòng)畫(huà)壓縮加密中，幀的加密種類 主要有I圖像、P圖像和B圖像構(gòu)成。MPEG-4AVC/H.264中一個(gè)或多個(gè)條 狀分割圖像，能夠決定每個(gè)條狀加密種類(I限幅/P限幅/B限幅)。P圖像(P 限幅)及B圖像(B限幅)可以按照每個(gè)宏信息組選擇改變"內(nèi)部加密模式"、
"中心加密模式"，但是，I圖像(I限幅)由規(guī)格定義了所有的宏信息組成為
"內(nèi)部加密模式"是必要的。
在這樣的條件中，如圖3所示的加密處理裝置100那樣，在第一加密 部110及第二加密部111中分別設(shè)定為"內(nèi)部加密模式"和"中心加密模 式"，進(jìn)行處理的裝置中，I圖像(I限幅)處理中設(shè)定為"內(nèi)部加密模式"的 第二加密部in中不再有必要進(jìn)行處理。
處理這個(gè)I圖像(I限幅)的情況，第一及第二的加密部110、 111的雙方 指定為"內(nèi)部加密模式"，將這些加密部110、 111內(nèi)的量子化處理部206 的量子化值進(jìn)行改變?yōu)椴煌档奶幚硪彩强赡艿?。例如，第一加密?10 中指定"內(nèi)部加密模式"，這個(gè)量子化處理部206的量子化值指定為a值。 另一方面，第二加密部111也指定"內(nèi)部加密模式"，它的量子化處理部 206的量子化值指定為/5值。這些量子化值a及/3意味著控制壓縮率的Q 參數(shù)，例如，MPEG-4中的取1~31的值。
圖12,是實(shí)現(xiàn)適當(dāng)?shù)牧孔踊档募用芴幚硌b置100f的方框圖。圖13， 表示圖12中的第一的加密部5-l(110f)及第二加密部5-2(lllf)的各自的構(gòu) 成。量子化值，從加密部110f、 lllf的外部直接指定量子化處理部206f 及逆量子化處理部207f。圖14，是表示幀的加密種類和量子化值的關(guān)系的圖。
圖12的加密處理裝置100f，構(gòu)成為利用加密部5-l(110f)及加密部5-2(1 llf)能夠生成不同壓縮率的傳送流，且根據(jù)幀的加密種類，加密模式指定 部150如圖14所示的那樣適當(dāng)?shù)母淖兗用芊N類。還有，根據(jù)相同的幀的加 密種類，量子化值指定部151如圖14所示那樣適當(dāng)?shù)闹付用芊N類。由此， 有效的活用I圖像(I限幅)時(shí)不使用的中心加密模式，對(duì)目標(biāo)加密量可以實(shí) 現(xiàn)誤差少的內(nèi)部加密模式。
如上所述，壓縮率由量子化值決定。例如，第p幀的加密量過(guò)多的產(chǎn) 生的情況，補(bǔ)充了第p+l幀的超過(guò)它的加密量，提高壓縮率抑制加密量的 發(fā)生處理(改變量子化值的處理)一般的進(jìn)行。但是，從數(shù)字上講改變多少 這個(gè)量子化值正好，實(shí)際上是，設(shè)定量子化值，進(jìn)行加密處理，要是不調(diào) 查加密量不可能正確了解。從前幀的量子化值、前幀的發(fā)生加密量和下一 個(gè)幀的目標(biāo)加密量算出大致的目標(biāo)值，決定下一個(gè)幀的量子化值已為所知， 但是，不能說(shuō)必須通過(guò)設(shè)定的下一個(gè)幀的量子化值，成為目標(biāo)加密量。在 此之際，通過(guò)利用如上所示的a、 /3的兩種量子化值的候補(bǔ)加密，可以更 加接近作為目標(biāo)的加密量，也就可以實(shí)現(xiàn)更正確地加密量控制。
尚，由圖1及圖2所示的構(gòu)成的加密模式?jīng)Q定、由圖6及圖7所示的 構(gòu)成的內(nèi)部預(yù)測(cè)模式?jīng)Q定、由圖8及圖9所示構(gòu)成的參照幀決定、和圖10 及圖11所示構(gòu)成的動(dòng)態(tài)補(bǔ)償信息組大小的決定等，通過(guò)組合多組的構(gòu)成能 夠得到多個(gè)模式?jīng)Q定效果。例如，通過(guò)組合由圖1及圖2所示的構(gòu)成的加 密模式?jīng)Q定和由圖6及圖7所示的構(gòu)成的內(nèi)部預(yù)測(cè)模式?jīng)Q定，能夠進(jìn)行加 密量成為最小的加密模式?jīng)Q定和內(nèi)部預(yù)測(cè)模式?jīng)Q定。
還有，例如在指定了圖3所示的內(nèi)部加密模式的加密部110中只進(jìn)行 內(nèi)部加密的情況下，拆除中心加密模式處理使用的部分進(jìn)行組裝，就能夠 實(shí)現(xiàn)小型化組裝。在圖2的加密部中，只使用于中心加密模式的部分，主 要列舉了動(dòng)態(tài)探索部201、動(dòng)態(tài)補(bǔ)償圖像生成部202、減法部203、加密模 式選擇部204、動(dòng)態(tài)補(bǔ)償圖像切換部211、加法部212。
圖15，是使用本發(fā)明所涉及的加密處理裝置的攝像系統(tǒng)601,例如數(shù) 碼攝像機(jī)(DSC)的構(gòu)成方框圖。圖15中的信號(hào)處理裝置606,是上述本發(fā) 明的實(shí)施方式所涉及的任何一個(gè)加密處理裝置。
根據(jù)圖15，通過(guò)光學(xué)系統(tǒng)602射入的圖像光在傳感器603上成像。傳 感器603通過(guò)由時(shí)間控制電路609的驅(qū)動(dòng)，蓄積成像的圖像光，光電轉(zhuǎn)換 為電信號(hào)。從傳感器603讀出的電信號(hào)，由模擬 數(shù)碼轉(zhuǎn)換器(ACD)604 轉(zhuǎn)換為數(shù)碼信號(hào)以后，輸入包含該信號(hào)處理裝置606的圖像處理電路605。 在這個(gè)圖像處理電路605中，進(jìn)行Y/C處理、邊緣處理、圖像擴(kuò)大縮小處 理、以及使用本發(fā)明的圖像壓縮解壓處理等的圖像處理。圖像處理了的信 號(hào)，在記錄傳送電路607中進(jìn)行向媒體的記錄或傳送。記錄或傳送了的信 號(hào)，由再生電路608再生。這個(gè)攝像系統(tǒng)601的整體，由系統(tǒng)控制電路601 控制。
根據(jù)圖15的構(gòu)成，伴隨著加密模式的最適合決定能夠期待圖像處理的 高畫(huà)質(zhì)。
尚，本發(fā)明所涉及的信號(hào)處理裝置606中圖像處理并非只適用于基于 通過(guò)光學(xué)系統(tǒng)602在傳感器603上成像了的圖像光的信號(hào)的，不必說(shuō)例如 處理從外部裝置輸入的作為電信號(hào)的圖像信號(hào)之際也是可以使用的。
一產(chǎn)業(yè)上利用的可能性一
正如以上說(shuō)明的那樣，本發(fā)明所涉及的加密處理方法及加密處理裝置， 從多個(gè)加密模式?jīng)Q定一個(gè)加密模式之際，能夠正確選擇常常為加密量成為 最小的加密模式，作為具有動(dòng)畫(huà)攝像功能的器械、或做成以及使用圖像內(nèi) 容之際的技術(shù)等是有用的。
權(quán)利要求
1. 一種加密處理方法，在多個(gè)加密模式存在的圖像壓縮中，從上述多個(gè)加密模式?jīng)Q定一個(gè)加密模式，其特征在于是由以下步驟形成的對(duì)上述多個(gè)加密模式的每一個(gè)，生成量子化處理了的DCT系數(shù)，且計(jì)算從該DCT系數(shù)生成傳送流的加密量的步驟，從上述所有的加密模式中決定加密量最小的加密模式的步驟，選擇上述決定了的加密模式的DCT系數(shù)的步驟，以及使上述選擇的DCT系數(shù)為可變長(zhǎng)度加密的步驟。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的加密處理方法，其特征在于 上述多個(gè)加密模式中，包括內(nèi)部加密模式和中心加密模式。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的加密處理方法，其特征在于 上述多個(gè)加密模式中，包含兩個(gè)以上不同的內(nèi)部預(yù)測(cè)模式中進(jìn)行內(nèi)部加密化處理的加密模式。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的加密處理方法，其特征在于 上述多個(gè)加密模式中，包含兩個(gè)以上不同的動(dòng)態(tài)補(bǔ)償?shù)淖纸M大小中進(jìn)行中心加密處理的加密模式。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的加密處理方法，其特征在于 上述多個(gè)加密模式中，包含兩個(gè)以上使用不同的參照幀進(jìn)行中心加密處理的加密模式。
6. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的加密處理方法，其特征在于 由幀的加密類型轉(zhuǎn)換上述多個(gè)加密模式。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的加密處理方法，其特征在于 將上述多個(gè)加密模式，在P圖像或P限幅、或者是B圖像或B限幅時(shí)，指定內(nèi)部加密模式和中心加密模式的加密模式進(jìn)行處理，當(dāng)I圖像或I限幅時(shí)，指定進(jìn)行加密處理之際設(shè)定了不同的參數(shù)的兩 個(gè)內(nèi)部加密模式為加密模式進(jìn)行處理。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的加密處理方法，其特征在于 上述不同的參數(shù)，是不同的量子化值。
9. 一種加密處理裝置，在多個(gè)加密模式存在的圖像壓縮中，從上述多 個(gè)加密模式?jīng)Q定一個(gè)加密模式，其特征在于包括輸入成為各個(gè)加密對(duì)象的對(duì)象圖像、及使用于加密的參照幀的圖像， 用相互不同的加密模式加密，輸出實(shí)施DCT處理、量子化處理生成的DCT 系數(shù)、由這個(gè)DCT系數(shù)生成的傳送流的加密量、和再構(gòu)成圖像的多個(gè)加密 器，從由上述多個(gè)加密器的每一個(gè)算出'的加密量，決定加密量成為最小的 加密模式的加密模式?jīng)Q定器，從由上述多個(gè)加密器的每一個(gè)輸出的DCT系數(shù)中，選摔由上述加密模 式?jīng)Q定器決定的加密模式的DCT系數(shù)的DCT系數(shù)選擇器，輸入上述DCT系數(shù)選擇器選擇的DCT系數(shù)，對(duì)這個(gè)DCT系數(shù)進(jìn)行可 變長(zhǎng)度加密處理作為生成傳送流輸出的可變長(zhǎng)度加密器，以及從由上述多個(gè)加密器的每一個(gè)輸出的再構(gòu)成圖像中，選擇由上述加密 模式?jīng)Q定器決定的加密模式的再構(gòu)成圖像收納于參照幀存儲(chǔ)器的再構(gòu)成圖 像選擇器。
10. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的加密處理裝置，其特征在于 上述多個(gè)加密器的每一個(gè)中不包括可變長(zhǎng)度加密器，該加密處理裝置內(nèi)只包括一個(gè)上述可變長(zhǎng)度加密器。
11. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的加密處理裝置，其特征在于 輸入上述多個(gè)加密器的加密模式中，包括內(nèi)部加密模式和中心加密模式。
12. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的加密處理裝置，其特征在于 輸入上述多個(gè)加密器的加密模式中，包含兩個(gè)以上不同的內(nèi)部預(yù)測(cè)模式中進(jìn)行內(nèi)部加密化處理的加密模式。
13. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的加密處理裝置，其特征在于 輸入上述多個(gè)加密器的加密模式中，包含兩個(gè)以上不同的動(dòng)態(tài)補(bǔ)償?shù)淖纸M大小中進(jìn)行中心加密處理的加密模式。
14. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的加密處理裝置，其特征在于 輸入上述多個(gè)加密器的加密模式中，包含兩個(gè)以上使用不同的參照幀進(jìn)行中心加密處理的加密模式。
15. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的加密處理裝置，其特征在于 上述多個(gè)加密器的每一個(gè)，在處理字組單位的管線中進(jìn)行量子化處理、和計(jì)算從DCT系數(shù)生成傳送流的加密量的加密量計(jì)算處理。
16. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的加密處理裝置，其特征在于 上述多個(gè)加密器的每一個(gè)，在處理字組單位的管線中進(jìn)行DCT處理、量子化處理、和計(jì)算從DCT系數(shù)生成傳送流的加密量的加密量計(jì)算處理。
17. —種攝像系統(tǒng)，其特征在于 包括具有權(quán)利要求9所述的加密處理裝置的圖像處理電路， 將圖像光轉(zhuǎn)變成圖像信號(hào)的傳感器， 將入射的圖像光在上述傳感器上成像的光學(xué)系統(tǒng)，以及 將上述圖像信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)碼數(shù)據(jù)輸出給上述圖像處理電路的轉(zhuǎn)換器。
18. —種信號(hào)處理系統(tǒng)，其特征在于 包括具有杈利要求9所述的加密處理裝置的圖像處理電路，以及 輸入模擬值的圖像信號(hào)，將這個(gè)圖像信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)碼數(shù)據(jù)輸出給上述 圖像處理電路的轉(zhuǎn)換器。
全文摘要
本發(fā)明提供一種動(dòng)畫(huà)壓縮加密中加密處理方法及加密處理裝置，其中因?yàn)闆Q定以前的加密模式的方式中不是考慮了加密量的決定，所以，在用選擇的加密模式加密之際，比用其他的加密模式加密的情況產(chǎn)生了更多的加密量，就妨礙了高畫(huà)質(zhì)、高壓縮。為此，根據(jù)本發(fā)明，加密處理進(jìn)展到多個(gè)加密模式的每一個(gè)生成量子化處理結(jié)束DCT(discrete cosine transform)系數(shù)(110～113)，各加密模式中以生成的加密量的信息為基礎(chǔ)決定加密量成為最小的加密模式(120)，選擇該決定的加密模式的DCT系數(shù)進(jìn)行可變長(zhǎng)度加密(121、209)。
文檔編號(hào)H04N5/225GK101394552SQ20081014485
公開(kāi)日2009年3月25日 申請(qǐng)日期2008年7月31日 優(yōu)先權(quán)日2007年9月5日
發(fā)明者北村臣二, 田中康晴 申請(qǐng)人:松下電器產(chǎn)業(yè)株式會(huì)社