情報送受信システム及び情報送受信方法及び情報送受信システムに用いられる撮像装置

【課題】画像情報を伝送する際に，解読が困難で、画像情報を解読するための信号の伝送が容易な、情報送受信システム及び情報送受信方法を提供する。
【解決手段】情報通信ネツトワ−クを使用して送信者と受信者との間でセキュリティの高い情報を送受信する情報送受信システムであって、情報を複数個のサブ情報（画像情報）に分割する情報分割部３と、複数個のサブ情報のうちの１つのサブ情報を基準サブ情報（基準画像情報）とするとき、基準サブ情報をその他のサブ情報に混合して複数個のサブ混合情報（混合画像情報）を生成する情報混合部４と、複数個のサブ混合情報を並列にして情報通信ネットワークを介し、送信者側から受信者側に送信する送信部７と、送信部７から送信された複数個のサブ混合情報から基準サブ情報を分離して複数個のサブ情報に戻す情報解凍部１１と、を備える。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は撮像装置等からの画像情報を伝送する際に，無断で使用されないようセキュリティを高めるために画像情報を加工してから伝送し、この加工された画像情報を受信後、元の画像情報に戻す情報送受信システム及び情報送受信方法及び情報送受信システムに用いられる撮像装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１に、画像情報を伝送する際に，無断で使用されないようセキュリティを高めるために、画像情報にスクランブルをかけてスクランブル信号としてから伝送し、このスクランブル信号を受信してデスクランブルすることにより元の画像情報に戻す情報送受信システムが，記載されている。
図１３は、特許文献１に記載されている概略図である。
【０００３】
図１３に示すように，この従来の情報送受信システムは、画像情報送信部１００と、画像情報受信部２００と、から構成されている。
画像情報送信部１００は、ソース部１０１と，パラメータ生成部１０２と、暗号鍵生成部１０３と、スクランブル部１０４と、暗号化部１０５と、暗号鍵交換部１０６と、からなる。
画像情報受信部２００は、暗号鍵交換部２０１と、暗号化解読部２０２と、デスクランブル部２０３と、再生部２０４と、からなる。
【０００４】
ソース部１０１は、撮像装置、画像録画再生装置等で形成され，画像情報を生成する。
パラメータ生成部１０２は、記憶回路と演算回路で形成され、画像情報のデータ変換や画素配列を変換する際のパラメータを生成する。
暗号鍵生成部１０３は、乱数表等を有し、パラメータ生成部１０２で生成されたパラメータを暗号化する際の鍵を生成する。
【０００５】
スクランブル部１０４は、ソース部１０１から画像情報を、パラメータ生成部１０２で生成されたパラメータにより、データ変換或いは画素配列変換を行ってスクランブル信号を生成する。
暗号化部１０５は、暗号鍵生成部１０３で生成された鍵によりパラメータ生成部１０２で生成されたパラメータの配列を変換し、暗号化パラメータを生成する。
暗号鍵交換部１０６は，暗号鍵生成部１０３で生成された鍵を記憶するとともに暗号鍵交換部２０１へ鍵を伝送する。鍵は所定の時間毎に交換されるから、その都度交換した鍵を記憶し鍵情報として暗号鍵交換部２０１へ常に出力する。
【０００６】
暗号鍵交換部２０１は，暗号鍵交換部１０６から送られてくる鍵情報を記憶し鍵として出力する。
暗号化解読部２０２は、暗号化部１０５で生成された暗号化パラメータを、暗号鍵交換部２０１から出力された鍵を用いて、元のパラメータに戻す。
【０００７】
デスクランブル部２０３は、スクランブル部１０４で生成されたスクランブル信号を、暗号化解読部２０２で元に戻されたパラメータを用いて画像情報を生成する。
再生部２０４は、デスクランブル部２０３で生成された復元画像情報をディスプレイ上に再生して表示させる。
【０００８】
次に、この従来の情報送受信システムの動作について説明する。
図１３に示すように、画像情報送信部１００のソース部１０１で画像情報を生成してスクランブル部１０４へ送る。
パラメータ生成部１０２では、画像情報のデータ変換や画素配列を変換する際のパラメータを生成してスクランブル部１０４へ送る。
暗号鍵生成部１０３では、パラメータ生成部１０２において生成されたパラメータを暗号化する際の鍵を生成し暗号化部１０５へ送る。
【０００９】
スクランブル部１０４では、パラメータ生成部１０２で生成されたパラメータにより、この画像情報にスクランブルをかけてスクランブル信号を生成する。
暗号化部１０５では、暗号鍵生成部１０３で生成された鍵によりパラメータ生成部１０２で生成されたパラメータの配列を変換し、暗号化パラメータを生成する。
暗号鍵交換部１０６では，暗号鍵生成部１０３で生成された鍵を記憶するとともに暗号鍵交換部２０１へ鍵を伝送する。鍵は所定の時間毎に交換されるから、その都度交換した鍵を記憶し鍵情報として暗号鍵交換部２０１へ常に出力する。
【００１０】
そして，暗号化鍵交換部２０１では、画像情報送信部１００の暗号鍵交換部１０６から送られてきた鍵を入力して記憶した後，鍵を暗号化解読部２０２へ出力する。
暗号化解読部２０２では、画像情報送信部１００の暗号化１０５で生成された暗号化パラメータを、暗号化鍵交換部２０１から出力された鍵を用いて、パラメータを復元する。
【００１１】
デスクランブル部２０３では、スクランブル１０４で生成されたスクランブル信号を、暗号化解読２０２から暗号化パラメータを用いて復元画像情報に戻して再生部２０４に出力する。
再生部２０４では表示部にこの復元画像情報を表示させる。
【００１２】
このようにして、従来の情報送受信システムでは、画像情報送信部１００から、スクランブル信号，暗号化パラメータを画像情報受信部２００へ送ることにより、画像情報を伝送する際に，無断で使用されないようにセキュリティを高めていた。
【特許文献１】特開２００４−１３８９３３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
しかしながら、画像情報にスクランブルをかける際のパラメータ、暗号鍵を固定して用いると、パソコン等を用いて解読を行うことは容易となり，また、解読をより困難にさせるために、パラメータ、暗号鍵を頻繁に変換すると、画像情報にスクランブルをかける所要時間が長くなってしまい画像情報の解読に手間取ってしまう、という問題点があった。
さらに、画像情報のほかにスクランブル信号，暗号化パラメータ、鍵等の４種類の信号を用いるため、伝送路の確保や信号の送受信が複雑になるという、問題点があった。
【００１４】
そこで、本発明は、上記のような問題点を解消するためになされたもので、画像情報を伝送する際に，解読が困難で、画像情報を解読するための信号の伝送が容易な、情報送受信システム及び情報送受信方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
本願発明における第１の発明は、情報通信ネツトワ−クを介して送信者と受信者との間で情報を送受信する情報送受信システムであって、前記情報を複数個のサブ情報に分割する情報分割部と、前記複数個のサブ情報のうちの１つのサブ情報を基準サブ情報とするとき、前記基準サブ情報をその他のサブ情報に混合して複数個のサブ混合情報を生成する情報混合部と、前記複数個のサブ混合情報を並列にして前記情報通信ネットワークを介し、前記送信者側から前記受信者側に送信する送信部と、前記送信部から送信された前記複数個のサブ混合情報を受信する受信部と、前記受信部で受信した前記複数個のサブ混合情報から前記基準サブ情報を分離して前記複数個のサブ情報に戻す情報解凍部と、を備えたことを特徴とする情報送受信システムを提供する。
第２の発明は、情報通信ネツトワ−クを介して送信者と受信者との間で情報を送受信する情報送受信システムであって、前記情報を複数個のサブ情報に分割する情報分割部と、前記複数個のサブ情報のうちの１つのサブ情報を基準サブ情報とするとき、前記基準サブ情報をその他のサブ情報に混合して複数個のサブ混合情報を生成する情報混合部と、前記複数個のサブ混合情報を解凍する基準情報信号を生成する基準情報信号生成部と、前記基準情報信号を付加した前記複数個のサブ混合情報を並列にして前記情報通信ネットワークを介し、前記送信者側から前記受信者側に送信する送信部と、前記送信部から送信された前記基準情報信号が付加された前記複数個のサブ混合情報を受信する受信部と、前記基準情報信号に対応して、前記受信部で受信された前記複数個のサブ混合情報から前記基準サブ情報を分離して前記複数個のサブ情報に戻す情報解凍部と、を備えたことを特徴とする情報送受信システムを提供する。
第３の発明は、情報通信ネツトワ−クを使用して送信者と受信者との間で情報を送受信する情報送受信方法であって、前記情報を複数個のサブ情報に分割し、前記複数個のサブ情報のうちの１つのサブ情報を基準サブ情報とするとき、前記基準サブ情報をその他のサブ情報に混合して複数個のサブ混合情報を生成し、前記複数個のサブ混合情報を並列にして前記情報通信ネットワークを介し、前記送信者側から前記受信者側に送信し、前記送信された前記複数個のサブ混合情報から前記基準サブ情報を分離して前記複数個のサブ情報に戻すことを特徴とする情報送受信方法を提供する。
第４の発明は、第１の発明の情報送受信システムに用いられる撮像装置であって、複数の受光領域を有する撮像素子と、各受光領域で光電変換された撮像信号同士を加算して前記サブ混合情報とする加算部と、を備えたことを特徴とする情報送受信システムに用いられる撮像装置を提供する。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、情報通信ネツトワ−クを使用して送信者と受信者との間でセキュリティの高い情報を送受信する情報送受信システムであって、情報を複数個のサブ情報に分割する情報分割部と、複数個のサブ情報のうちの１つのサブ情報を基準サブ情報とするとき、基準サブ情報をその他のサブ情報に混合して複数個のサブ混合情報を生成する情報混合部と、複数個のサブ混合情報を並列にして情報通信ネットワークを介し、送信者側から受信者側に送信する送信部と、送信部から送信された複数個のサブ混合情報から基準サブ情報を分離して複数個のサブ情報に戻す情報解凍部と、を備えることにより、画像情報を伝送する際に，解読が困難で、画像情報を解読するための信号の伝送を容易にすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下に本発明の実施形態に係る情報送受信システム及び情報送受信方法及び情報送受信システムに用いられる撮像装置について図１〜図１２を用いて説明する。
図１は、本発明の第１の実施形態における情報送受信システム体の構成を示す図である。
図２は、本発明の第１の実施形態における情報を複数個のサブ情報（画像情報）に分割する情報分割部である撮像素子の構成を示す図である。
図３は、本発明の第１の実施形態における複数個の画像情報から、１つの画像情報を選別して基準サブ情報（基準画像情報）として指定する情報分析部の詳細を示す図である。
図４は、本発明の第１の実施形態における複数個の画像情報を基準画像情報と加算してサブ混合情報（混合画像情報）を生成する加算部の詳細を示す図である。
図５は、本発明の第１の実施形態における混合画像情報から基準画像情報を減算して元の画像情報に戻す減算部の詳細を示す図である。
図６は、本発明の第１の実施形態における撮像素子の画素構成を説明する図である。
図７は、本発明の第１の実施形態における複数個の画像情報における画素毎の加算状態を示す図であり、（Ａ）は基準画像情報の画素毎の情報を示す図であり、（Ｂ）、（Ｃ）、（Ｄ）は複数個の画像情報の画素毎に基準画像情報の画素情報をそれぞれ加算した混合画素情報を示す図である。
図８は、本発明の第１の実施形態における複数個の画像情報における画素毎の減算状態を示す図であり、（Ａ）は基準画像情報の画素毎の情報を示す図であり、（Ｂ）、（Ｃ）、（Ｄ）は複数個の混合画像情報の画素毎に基準画像情報の画素情報をそれぞれ減算してもとの画像情報に戻した画素情報を示す図である。
図９は、本発明の第２の実施形態における情報送受信システム体の構成を示す図である。
図１０は、本発明の第２の実施形態における複数個の画像情報における画素毎の加算状態を示す図であり、（Ａ）は基準画像情報の画素毎の情報を示す図であり、（Ｂ）、（Ｃ）、（Ｄ）は複数個の画像情報の画素毎に基準画像情報の画素情報をそれぞれ加算した混合画素情報を示す図である。
図１１は、本発明の第２の実施形態における複数個の画像情報における画素毎の減算状態を示す図であり、（Ａ）は基準画像情報の画素毎の情報を示す図であり、（Ｂ）、（Ｃ）、（Ｄ）は複数個の混合画像情報の画素毎に基準画像情報の画素情報をそれぞれ減算してもとの画像情報に戻した画素情報を示す図である。
図１２は、本発明の第２の実施形態における情報を複数個のサブ情報（画像情報）に分割する情報分割部である撮像素子の構成を示す図である。
【００１８】
（第１の実施形態）
本発明の第１の実施形態に係る情報送受信システム及び情報送受信方法について図１〜図８を用いて説明する。
図１に示すように、本発明の第１の実施形態における情報送受信システム１は、レンズ２と、情報分離部３と，情報混合部４と、Ａ／Ｄ５と、情報処理部６と、送信部７と、伝送路８と、受信部９と、バッファメモリ１０と、情報解凍部１１と，表示部１２と，から構成される。
情報分離部３は、固体撮像素子３ａと、増幅器３ｂ〜３ｅと、からなる。
情報混合部４は、情報分析部４ａと、基準情報生成部４ｂと、基準情報指定部４ｃと，配列設置部４ｄと、加算部４ｅと、からなる。
情報分析部４ａは、高周波成分積算部４ａ０〜４ａ３と、最大高周波成分画像位置検出部４ａ４と、からなる。
加算部４ｅは、画像情報分配部４ｅ０と、増幅部４ｅ１〜４ｅ３，４ｅ５と、増幅度設定部４ｅ４と、加算部４ｅ６〜４ｅ８と、からなる。
情報解凍部１１は、基準情報抽出部１１ａと、減算部１１ｂと、配列整列部１１ｃと、からなる。
減算部１１ｂは、画像情報分配部１１ｂ０と、増幅部１１ｂ１、１１ｂ６〜１１ｂ８と、減算部１１ｂ２〜１１ｂ４と、増幅度再生部１１ｂ５と、からなる。
【００１９】
レンズ２では、被写体の光像を情報分離部３に結像する。
図２に示すように、情報分離部３では、複数の画素の固体撮像素子３ａが４分割されて４つのサブ画像領域（受光領域）Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄを形成しており、これなる４つのサブ画像領域Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄに結像された被写体光像を光電変換し４つのサブ画像領域Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄに接続された増幅器３ｂ〜３ｅ（ＡＭＰ−Ａ，ＡＭＰ−Ｂ、ＡＭＰ−Ｃ、ＡＭＰ−Ｄ）により４つの画像情報（サブ情報）を生成する。
各サブ画像領域Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄは、例えば、固体撮像素子からなる縦３８４０画素×横２１６０画素の平面の画像領域（受光領域）とし、これを縦１９２０画素×横１０８０画素の４つの画素領域に分割して用いる。
この４つのサブ画像領域Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄの各領域は、ハイビジョンの画素数と同じであるから、各領域に生成された画像情報はそれぞれハイビジョンの伝送システムを利用して伝送することが出来る。
【００２０】
情報混合部４は、画像情報を基準画像情報（サブ基準情報）と基準画像情報を除く他の画像情報とに指定して、基準画像情報はそのまま出力し、基準画像情報を除く他の画像情報はそれぞれ基準画像情報を加算した混合画像情報（サブ混合情報）として出力する。
図３に示すように、情報分析部４ａは、各画像情報の高周波成分を高周波成分積算部４ａ０〜４ａ３で積算して，その積算された高周波成分の最大レベルを有する画像情報を基準画像情報とする位置情報を最大高周波成分画像位置検出部４ａ４で生成する。
基準情報生成部４ｂは、情報分析部４ａで生成された位置情報と加算部４ｅで生成される加算情報とから基準情報信号を生成する。
基準情報指定部４ｃは、情報分析部４ａで生成された位置情報により各画像情報の配列を指定する配列情報を生成する。
【００２１】
配列設置部４ｄは、各画像情報の配列を基準情報指定部４ｃで生成された配列情報により基準画像情報と基準画像情報を除く他の画像情報とに分けて配列する。
加算部４ｅは、増幅度設定部４ｅ４で加算する基準画像情報の増幅度Ｇ０と画像情報の増幅度Ｇ１を設定し、画像情報分配部４ａ０で２つに分配された基準画像情報のうちの１つを増幅部４ｅ５へ入力して増幅度Ｇ０を、基準画像情報を除く他のそれぞれの画像情報は増幅部４ｅ１〜４ｅ３で増幅度Ｇ１を乗ずることにより所定のレベルに調整してから基準画像情報と各画像情報とを加算部４ｅ６〜４ｅ８により加算してそれぞれの混合画像情報が生成される。
画像情報分配部４ａ０で２つに分配されたうちの残りの１つはそのまま基準画像情報として出力され、増幅度Ｇ０，Ｇ１は加算情報として位置情報とともに基準情報信号が形成される。
このようにして、情報混合部４では、基準画像情報と、混合画像情報と、基準情報信号が生成される。
【００２２】
Ａ／Ｄ５は、情報混合部４で生成されたアナログの基準画像情報と混合画像情報とを、デジタルの基準画像情報と混合画像情報とに変換する。
情報処理部６は、Ａ／Ｄ５で変換されたデジタルの基準画像情報と混合画像情報とをγ，色再現性、鮮明度、Ｓ／Ｎ等の演算処理を行い、画質を向上させる。
送信部７は、情報処理部６で演算処理されたデジタルの基準画像情報と混合画像情報とを送信信号に変換する。
【００２３】
伝送路８は、送信信号に変換されたデジタルの基準画像情報と混合画像情報と基準情報信号とを伝送する。基準情報信号は例えば基準画像情報の前に付加すれば、伝送路を特に用意しなくとも良い。
受信部９は、伝送路８から送られてきた送信信号に変換されたデジタルの基準画像情報と混合画像情報と基準情報信号とを受信してデジタルの基準画像情報と混合画像情報と基準情報信号とに戻す。
バッファメモリ部１０は、受信部９からデジタルの基準画像情報と混合画像情報とを入力し送信部７及び伝送路８等により生じたそれぞれの画像情報におけるタイミングのずれを修正する。
【００２４】
情報解凍部１１は、バッファメモリ部１０でタイミングを修正された混合画像情報から基準画像情報を受信部９から入力した基準情報信号に基づいて減算した上に配列を揃えることにより、元の画像情報を復元する。
基準情報抽出部１１ａは、受信部９で戻された基準情報信号から加算情報と位置情報とを抽出し、加算情報は減算情報に、位置情報は配列情報に変換する。
【００２５】
減算部１１ｂは、増幅度再生部１１ｂ５で基準情報抽出部１１ａにより変換された減算情報に基づいて混合画像情報から減算する基準画像情報の増幅度Ｇ０と、混合画像情報から基準画像情報に増幅度Ｇ０を乗じたものを減算した時に除算する増幅度Ｇ１を設定し、画像情報分配部１１ｂ０で２つに分配された基準画像情報のうちの１つを増幅部１１ｂ１へ入力して増幅度Ｇ０を基準画像情報に乗じて減算部１１ｂ２〜１１ｂ４に入力されたそれぞれの混合画像情報から減算する。そして、減算された混合画像情報を増幅部１１ｂ６〜１１ｂ８で増幅度Ｇ１により除して元の画像情報に戻す。
画像情報分配部１１ｂ０で２つに分配されたうちの残りの１つはそのまま基準画像情報として用いる。
【００２６】
配列整列部１１ｃは、基準情報抽出部１１ａで変換された配列情報に基づいて、減算部１１ｂで元に戻された画像情報の配列を元の配列に戻して整列する。
表示部１２は、整列された４つの画像情報を１枚の画像情報に合成してディスプレイ上に表示する。
【００２７】
次に、本発明の第１の実施形態における情報送受信システム１の動作を説明する。
図１に示すように，被写体の光像を、レンズ２を介して情報分離部３の１つの画像領域に結像する。
図２に示すように、被写体の光像が１つの画像領域に結像される情報分離部３では、複数の画素の固体撮像素子３ａが４分割されて１つの画像領域を４つのサブ画像領域Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄを形成しており、この４つのサブ画像領域Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄに結像された被写体光像を固体撮像素子３ａで光電変換し、更に４分割された固体撮像素子３ａにそれぞれ接続された増幅器３ｂ〜３ｅ（ＡＭＰ−Ａ，ＡＭＰ−Ｂ、ＡＭＰ−Ｃ、ＡＭＰ−Ｄ）で増幅することにより４つの画像情報Ａ〜Ｄを生成する。
【００２８】
次に図３に示すように、情報分離部３で生成された画像情報Ａ〜Ｄを、情報混合部４では、情報分析部４ａで高周波成分を積算してその結果高周波成分の最も多い画像情報の位置を検出して位置情報とし、基準情報生成部４ｂでは、情報分析部４ａで生成された位置情報と加算部４ｅで生成される加算情報とから基準情報信号を生成する。
そして、この位置情報により基準情報指定部４ｃで基準となる位置の画像情報の指定情報を設定して配列設置部４ｄで基準画像情報と基準画像情報以外の画像情報との配列を設置する。
【００２９】
図３に示すように、配列設置部４ｄで設置された基準画像情報と基準画像情報以外の画像情報との配列の画像情報を加算部４ｅでは、増幅度設定部４ｅ４で加算情報として設定した増幅度Ｇ０を基準画像情報に乗じ、同様に増幅度設定部４ｅ４でもう１つの加算情報として設定した増幅度Ｇ１を基準画像情報以外の画像情報に乗じて、それぞれの混合画像情報を生成する。
このようにして、情報混合部４では、基準画像情報と、混合画像情報と、基準情報信号とが生成される。
【００３０】
Ａ／Ｄ５では、情報混合部４で生成された基準画像情報と混合画像情報とをアナログからデジタルに変換し、この変換されたデジタルの基準画像情報と混合画像情報とを情報処理部６でγ，色再現性、鮮明度、Ｓ／Ｎ等の演算処理を行い、画質を向上させる。
送信部７では、情報処理部６で画質が向上された基準画像情報と混合画像情報に、情報混合部４で生成された基準情報信号を付加した送信信号を生成する。基準情報信号は、基準画像情報と混合画像情報の先頭に伝送する直前にそれぞれ付加される。
【００３１】
伝送路８では、送信部７で生成された送信信号を複数の伝送路で伝送し、受信部９へ送信し、受信部９では、伝送路８から送信された送信信号を、基準画像情報と、混合画像情報と、基準情報信号とに戻し復元する。
バッファメモリ部１０では、受信部９で復元された基準画像情報と混合画像情報とを入力し、送信部７及び伝送路８等により生じたそれぞれの画像情報におけるタイミングのずれを修正する。
【００３２】
情報解凍部１１では、バッファメモリ部１０でタイミングを修正された基準画像情報と混合画像情報とを、基準画像情報を受信部９で復元された基準情報信号に基づいて混合画像情報を解凍し配列を揃えることにより、元の画像情報に復元する。
【００３３】
情報解凍部１１の基準情報抽出部１１ａでは、受信部９で戻された基準情報信号から加算情報と位置情報とを抽出し、加算情報は減算情報に、位置情報は配列情報に変換し、減算部１１ｂでは、増幅度再生部１１ｂ５で基準情報抽出部１１ａにより変換された減算情報に基づいて減算する基準画像情報の増幅度Ｇ０と混合画像情報の増幅度Ｇ１を設定し各画像情報のレベルを画像情報分配部１１ｂ０で２つに分配された基準画像情報のうちの１つを増幅部１１ｂ１へ入力して増幅度Ｇ０を乗じた基準画像情報を、減算部１１ｂ２〜１１ｂ４に入力されたそれぞれの混合画像情報から減算し、そして、減算された混合画像情報を増幅部１１ｂ６〜１１ｂ８で増幅度Ｇ１を乗ずることにより元の画像情報に戻し、画像情報分配部１１ｂ０で２つに分配されたうちの残りの１つはそのまま基準画像情報として用いることにより、元の複数の画像情報を復元する。
そして、表示部１２では、復元された４つの画像情報を１枚の画像情報に合成してディスプレイ上に表示する。
【００３４】
次に画像情報について詳細に説明する。
図６に示すように、情報分離部３では、１つの画像領域の画素数（横Ｈｘ、縦Ｖｙ）を横縦それぞれ２分割して１／４の画素数（１／２Ｈｘと１／２Ｖｙ）となる４つのサブ画像領域Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄを形成し、それぞれの同じ位置の画素から画像情報を同時に並列に取り出す。
例えば、各画像領域の画素から同時に画像情報ａ０１，ｂ０１，ｃ０１，ｄ０１を取り出す。以下同様に、順次画素から画像情報ａ０２，ｂ０２，ｃ０２，ｄ０２，．．．，画像情報ａｍｎ，ｂｍｎ，ｃｍｎ，ｄｍｎを取り出して、それぞれ並列な画像情報を生成する。
【００３５】
画素数（横Ｈｘ、縦Ｖｙ）をＨｘ＝３８４０画素、Ｖｙ＝２１６０画素とすると、４つのサブ画像領域Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄの各画素数は、それぞれ横１９２０画素×縦１０８０画素となり、ハイビジョンの画素数と同じであるから、各サブ画像領域で画素毎に同時に生成された画像情報は、それぞれハイビジョン相当の並列画像情報となる。
【００３６】
次に、情報混合部４では、情報分離部３で生成された図６に示すような画像情報を、情報分析部４ａにおいて得た位置情報により、基準となる基準画像情報を生成する。
この基準画像情報は、サブ画像領域Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄから生成される画像情報の高周波成分が最大となる画像情報とするが、高周波成分のみではなく、画像情報の輝度レベルの分布量、コントラスト比等を基準としてもよい。
【００３７】
図７（Ａ）に示すように、例えば、サブ画像領域Ａから得られる画像情報を基準画像情報として、図７（Ｂ），図７（Ｃ）、図７（Ｄ）に示すように他の画像領域Ｂ〜Ｄの画像情報を混合画像情報とする。
すなわち、図７（Ａ）に示すサブ画像領域Ａの各画素の画像情報ａ０１，ａ０２，．．．，ａｍｎに乗数Ｇ０を乗じ、図７（Ｂ）に示すようにサブ画像領域Ｂの各画素の画像情報ｂ０１，ｂ０２，．．．，ｂｍｎに乗数Ｇ１を乗じたものを加算してサブ画像領域Ｂの各画素の混合画像情報ａｂ０１＝Ｇ０×ａ０１＋Ｇ１×ｂ０２，ａｂ０２＝Ｇ０×ａ０２＋Ｇ１×ｂ０２，．．．，ａｂｍｎ＝Ｇ０×ａｍｎ＋Ｇ１×ｂｍｎとし、同様に図７（Ｃ）に示すようにサブ画像領域Ｃの各画素の画像情報ｃ０１，ｃ０２，．．．，ｃｍｎに乗数Ｇ１を乗じたものを加算してサブ画像領域Ｃの各画素の混合画像情報ａｃ０１＝Ｇ０×ａ０１＋Ｇ１×ｃ０２，ａｃ０２＝Ｇ０×ａ０２＋Ｇ１×ｃ０２，．．．，ａｃｍｎ＝Ｇ０×ａｍｎ＋Ｇ１×ｃｍｎとし、図７（Ｄ）に示すようにサブ画像領域Ｄの各画素の画像情報ｄ０１，ｄ０２，．．．，ｄｍｎに乗数Ｇ１を乗じたものを加算してサブ画像領域Ｄの各画素の混合画像情報ａｄ０１＝Ｇ０×ａ０１＋Ｇ１×ｄ０２，ａｄ０２＝Ｇ０×ａ０２＋Ｇ１×ｄ０２，．．．，ａｄｍｎ＝Ｇ０×ａｍｎ＋Ｇ１×ｄｍｎとする。
また、Ｇ０＋Ｇ１≒１とすれば、基準画像情報及び混合画像情報のそれぞれの最大レベルを略同じとすることができる。
【００３８】
次に、図８に示すように情報解凍部１１では、図８（Ａ）に示すサブ画像領域Ａから得られる基準画像情報を用いて、図８（Ｂ），図８（Ｃ）、図８（Ｄ）に示すように他の画像領域Ｂ〜Ｄの混合画像情報をそれぞれの画像領域の画像情報に復元する。
すなわち、図８（Ａ）に示すサブ画像領域Ａの各画素の画像情報ａ０１，ａ０２，．．．，ａｍｎに乗数Ｇ０を乗じたものを、図８（Ｂ）に示すようにサブ画像領域Ｂの各画素の画像情報ａｂ０１，ａ０２，．．．，ａｍｎから減算して更に乗数Ｇ１で除算してサブ画像領域Ｂの各画素の画像情報ｂ０１＝（ａｂ０１−Ｇ０×ａ０１）／Ｇ１，ｂ０２＝（ａｂ０２−Ｇ０×ａ０２）／Ｇ１，．．．，ｂｍｎ＝（ａｂｍｎ−Ｇ０×ａｍｎ）／Ｇ１とし、同様に図８（Ｃ）に示すようにサブ画像領域Ｃの各画素の画像情報ａｃ０１，ａｃ０２，．．．，ａｃｍｎから減算して更に乗数Ｇ１で除算してサブ画像領域Ｃの各画素の画像情報ｃ０１＝（ａｃ０１−Ｇ０×ａ０１）／Ｇ１，ｃ０２＝（ａｃ０２−Ｇ０×ａ０２）／Ｇ１，．．．，ｃｍｎ＝（ａｃｍｎ−Ｇ０×ａｍｎ）／Ｇ１とし、図８（Ｄ）に示すようにサブ画像領域Ｄの各画素の画像情報ａｄ０１，ａｄ０２，．．．，ａｄｍｎから減算して更に乗数Ｇ１で除算してサブ画像領域Ｄの各画素の画像情報ｄ０１＝（ａｄ０１−Ｇ０×ａ０１）／Ｇ１，ｄ０２＝（ａｄ０２−Ｇ０×ａ０２）／Ｇ１，．．．，ｄｍｎ＝（ａｄｍｎ−Ｇ０×ａｍｎ）／Ｇ１とする。
【００３９】
次に、本発明のセキュリティについて説明する。
今まで述べてきたように、画像領域Ａの画素の画像情報ａ０１と画像領域Ｂの画素の画像情報ｂ０１とにそれぞれ乗数Ｇ０とＧ１とを乗じた後加算して、
混合画像情報ａｂ０１＝ａ０１×Ｇ０＋ｂ０１×Ｇ１
としたとき、
混合画像情報ａｂ０１のみからは画像情報ａ０１も画像情報ｂ０１も得ることは困難である。
すなわち、画像領域Ａの画素の画像情報ａ０１と画像領域Ｂの画素の画像情報ｂ０１とは、お互いの画素位置が離れているため、相関性は全くなく、それぞれに乗数を乗じて加算した混合画像情報とすることで混合画像情報ａｂ０１のみからは、元の２つの画像情報に戻すことはできない。
この混合画像情報を各画像領域の画素毎に生成することで、基準画像情報を入手しない限り、再現出来ないセキュリティの非常に高い画像情報を得ることが出来る。
ただ、例外としては、Ｇ０＝０の場合は画像情報ｂ０１が、Ｇ１＝０の場合は画像情報ａ０１が得られるから、
Ｇ０≠０、Ｇ１≠０．．．（１）
が必要条件となる。
画像情報を均一に扱うとすると、
Ｇ０＝Ｇ１＝０．５．．．（２）
のように比率を同じとするが、これにこだわらず、Ｇ０とＧ１の割合を時間的に変動させて用いればセキュリティはより高まる。
Ｇ０、Ｇ１の乗数は加算して１となる様に設定すれば、画像情報の伝送、演算等の扱いが容易となるのはもちろんである。
【００４０】
以上述べてきたように、本発明の第１の実施形態によれば、１つの画像情報を、複数の画像情報に分割し、この分割された複数の画像情報の中の１つを所定の条件で指定した基準画像情報と他の画像情報とを所定の配列にし、更に他の画像情報と基準画像情報とを所定の増幅度でそれぞれ増幅してから混合した複数の混合画像情報を生成し、基準画像情報とともに生成された複数の混合画像情報を伝送することにより、基準画像情報と複数の混合画像情報との配列とタイミングと増幅度とを合わせてからでないと元の複数の画像情報には復元できないから、セキュリティの非常に高い画像情報の伝送を容易に行うことが出来る。
更に、レンズ２と情報分離部３と情報混合部４とＡ／Ｄ５と情報処理部６と送信部７とを、情報送受信システムに用いられる撮像装置として一体化すれば、機動性がより良くなるのはもちろんである。
【００４１】
（第２の実施形態）
次に本発明の第２の実施形態について，図９〜図１２を用いて説明する。尚，本発明の第１の実施形態と同じ番号が付されている個所は、同様の動作を行うものとして説明は省略し、異なる番号が付されている個所のみ説明する。
図９に示すように、本発明の第２の実施形態における情報送受信システム１３は、情報混合部１４と情報解凍部１５と、その他等と、から構成される。
情報混合部１４は、配列配置部１４ａと、加算部１４ｂと、からなる。
情報解凍部１５は、減算部１５ｂと、配列整列部１５ａと、からなる。
【００４２】
配列配置部１４ａは、情報分離部３で生成された画像情報Ａ〜Ｄを基準画像情報と基準画像情報以外の画像情報とに配列を設置する。例えば画像情報Ａを基準画像情報に固定して設定する。
加算部１４ｂは、配列配置部１４ａで設定された基準画像情報に増幅度Ｇ０を乗じ、基準画像情報以外の画像情報に増幅度Ｇ１を乗じ、混合画像情報＝基準画像情報×Ｇ０＋基準画像情報以外の画像情報×Ｇ１として、複数の混合画像情報を生成し、基準画像情報と複数の混合画像情報を出力する。
【００４３】
減算部１５ａは、基準画像情報と複数の混合画像情報を入力し、混合画像情報から基準画像情報に増幅度Ｇ０を乗じたものを減算し、更に増幅度Ｇ１で除算してもとの画像情報に戻す。
配列整列部１５ｂは、配列配置部１４ａで設定された画像情報Ａ〜Ｄの配列を元に戻す。
【００４４】
次に、本発明の第２の実施形態における情報送受信システム１３の動作を説明する。
図９に示すように，被写体の光像を、レンズ２を介して情報分離部３の１つの画像領域（受光領域）に結像し、この結像された被写体光像を情報分離部３では、１つの画像領域を４つのサブ画像領域（受光領域）Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄとして分割して光電変換し４つのサブ画像領域Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄに位置する固体撮像素子に接続された増幅器３ｂ〜３ｅ（ＡＭＰ−Ａ，ＡＭＰ−Ｂ、ＡＭＰ−Ｃ、ＡＭＰ−Ｄ）により４つの画像情報Ａ〜Ｄを生成する。
【００４５】
そして、図１０に示すように、情報混合部１４で、情報分離部３において生成された画像情報から、基準画像情報と複数の混合画像情報を生成する際に、例えば、増幅度Ｇ０を１／２、増幅度Ｇ１を１／２とすると、基準画像情報として設定された画像情報Ａは、画素毎の画像情報ａ０１，ａ０２，．．．，ａｍｎはそのままであるが、画像情報Ｂの混合画像情報の画素毎の画像情報はａｂ０１＝１／２×ａ０１＋１／２×ｂ０１，ａｂ０２＝１／２×ａ０２＋１／２×ｂ０２，．．．，ａｂｍｎ＝１／２×ａｍｎ＋１／２×ｂｍｎとなり、画像情報Ｂの混合画像情報の画素毎の画像情報はａｂ０１＝１／２×ａ０１＋１／２×ｂ０１，ａｂ０２＝１／２×ａ０２＋１／２×ｂ０２，．．．，ａｂｍｎ＝１／２×ａｍｎ＋１／２×ｂｍｎとなり、画像情報Ｂの混合画像情報の画素毎の画像情報はａｂ０１＝１／２×ａ０１＋１／２×ｂ０１，ａｂ０２＝１／２×ａ０２＋１／２×ｂ０２，．．．，ａｂｍｎ＝１／２×ａｍｎ＋１／２×ｂｍｎとなる。
【００４６】
次に、Ａ／Ｄ５では、情報混合部１４で生成された基準画像情報と混合画像情報とをアナログからデジタルに変換し、この変換されたデジタルの基準画像情報と混合画像情報とを情報処理部６でγ，色再現性、鮮明度、Ｓ／Ｎ等の演算処理を行い、画質を向上させ、送信部７では、情報処理部６で画質が向上された基準画像情報と混合画像情報とから送信信号を生成する。
【００４７】
そして、伝送路８では、送信部７で生成された送信信号を複数の伝送路で伝送し、受信部９へ送信し、受信部９では、伝送路８から送信された送信信号を、基準画像情報と、混合画像情報と、基準情報信号とに戻し復元する。
バッファメモリ部１０は、受信部９で復元された基準画像情報と混合画像情報とを入力し、送信部７及び伝送路８等により生じたそれぞれの画像情報におけるタイミングのずれを修正する。
【００４８】
情報解凍部１５では、バッファメモリ部１０でタイミングを修正された基準画像情報と混合画像情報とを、解凍し配列を揃えることにより、元の画像情報に復元する。
図１１に示すように、情報解凍部１５の減算部１５ｂにおいて、基準画像情報と混合画像情報とから元の画像情報に戻す際に、例えば、増幅度Ｇ０を１／２、増幅度Ｇ１を１／２とすると、基準画像情報として設定された画像情報Ａは、画素毎の画像情報ａ０１，ａ０２，．．．，ａｍｎはそのままであるが、画像情報Ｂの混合画像情報から戻された元の画素毎の画像情報はｂ０１＝（ａｂ０１−１／２×ａ０１）×２，ｂ０２＝（ａｂ０２−１／２×ａ０２）×２，．．．，ｂｍｎ＝（ａｂｍｎ−１／２×ａｍｎ）×２となり、画像情報Ｃの混合画像情報から戻された元の画素毎の画像情報はｃ０１＝（ａｃ０１−１／２×ａ０１）×２，ｃ０２＝（ａｃ０２−１／２×ａ０２）×２，．．．，ｃｍｎ＝（ａｃｍｎ−１／２×ａｍｎ）×２となり、画像情報Ｄの混合画像情報から戻された元の画素毎の画像情報はｄ０１＝（ａｄ０１−１／２×ａ０１）×２，ｄ０２＝（ａｄ０２−１／２×ａ０２）×２，．．．，ｄｍｎ＝（ａｄｍｎ−１／２×ａｍｎ）×２となる。
【００４９】
そして、表示部１２では、情報解凍部１５で基準画像情報と混合画像情報とから復元され整列された４つの画像情報Ａ〜Ｄを１枚の画像情報に合成してディスプレイ上に表示する。
【００５０】
このようにして、予め基準画像情報の配列と増幅度を固定して定めると、図１２に示すように、１つの画像領域（受光領域）である複数の画素の固体撮像素子３ａを４分割して４つのサブ画像領域（受光領域）Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄを形成し、このサブ画像領域Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄに位置する固体撮像素子に増幅器３ｂ〜３ｅ（ＡＭＰ−Ａ，ＡＭＰ−Ｂ、ＡＭＰ−Ｃ、ＡＭＰ−Ｄ）を接続した上に加算部３０ｆ〜３０ｈ（ＭＩＸ−Ｂ，ＭＩＸ−Ｃ，ＭＩＸ−Ｄ）を付加した情報分割部３０として、容易にＬＳＩ化を行うことが出来る。
そしてこの情報分割部３０からは基準画像情報と混合画像情報が直接出力される。
【００５１】
以上述べてきたように、本発明の第２の実施形態によれば、１つの画像情報を、複数の画像情報に分割し、この分割された複数の画像情報の中の１つを基準画像情報に指定し、基準画像情報を除く他の複数の画像情報と基準画像情報との所定の増幅度を定めて、基準画像情報と他の画像情報とを所定の増幅度でそれぞれ増幅した後、混合した混合画像情報を生成して基準画像情報とともに伝送することにより、基準画像情報と他の画像情報との増幅度を合わせてからでないと元の複数の画像情報には復元できないから、セキュリティの非常に高い画像情報の伝送を簡単に行うことが出来る。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】本発明の第１の実施形態における情報送受信システム体の構成を示す図である。
【図２】本発明の第１の実施形態における情報を複数個のサブ情報（画像情報）に分割する情報分割部である撮像素子の構成を示す図である。
【図３】本発明の第１の実施形態における複数個の画像情報から、１つの画像情報を選別して基準サブ情報（基準画像情報）として指定する情報分析部の詳細を示す図である。
【図４】本発明の第１の実施形態における複数個の画像情報を基準画像情報と加算して混合画像情報を生成する加算部の詳細を示す図である。
【図５】本発明の第１の実施形態における混合画像情報から基準画像情報を減算して元の画像情報に戻す減算部の詳細を示す図である。
【図６】本発明の第１の実施形態における撮像素子の画素構成を説明する図である。
【図７】本発明の第１の実施形態における複数個の画像情報における画素毎の加算状態を示す図であり、（Ａ）は基準画像情報の画素毎の情報を示す図であり、（Ｂ）、（Ｃ）、（Ｄ）は複数個の画像情報の画素毎に基準画像情報の画素情報をそれぞれ加算した混合画素情報を示す図である。
【図８】本発明の第１の実施形態における複数個の画像情報における画素毎の減算状態を示す図であり、（Ａ）は基準画像情報の画素毎の情報を示す図であり、（Ｂ）、（Ｃ）、（Ｄ）は複数個の混合画像情報の画素毎に基準画像情報の画素情報をそれぞれ減算してもとの画像情報に戻した画素情報を示す図である。
【図９】本発明の第２の実施形態における情報送受信システム体の構成を示す図である。
【図１０】本発明の第２の実施形態における複数個の画像情報における画素毎の加算状態を示す図であり、（Ａ）は基準画像情報の画素毎の情報を示す図であり、（Ｂ）、（Ｃ）、（Ｄ）は複数個の画像情報の画素毎に基準画像情報の画素情報をそれぞれ加算した混合画素情報を示す図である。
【図１１】本発明の第２の実施形態における複数個の画像情報における画素毎の減算状態を示す図であり、（Ａ）は基準画像情報の画素毎の情報を示す図であり、（Ｂ）、（Ｃ）、（Ｄ）は複数個の混合画像情報の画素毎に基準画像情報の画素情報をそれぞれ減算してもとの画像情報に戻した画素情報を示す図である。
【図１２】本発明の第２の実施形態における情報を複数個のサブ情報（画像情報）に分割する情報分割部である撮像素子の構成を示す図である。
【図１３】従来の情報送受信システムの全体の構成を示す図である。
【符号の説明】
【００５３】
１・・・情報送受信システム、２・・・情報送信装置、３・・・情報受信装置、４・・・レンズ、５・・・情報分割部、６・・・情報混合部、７・・・Ａ／Ｄ、８・・・情報処理部、９・・・送信部、１０・・・受信部、１１・・・バッファメモリ部、１２・・・情報解凍部、１３・・・表示部、１４・・・タイミング生成部、１５・・・タイミング付加部、１６・・・情報配列順指定部、１７・・・情報配列変換部、１８・・・タイミング情報解凍部、１９・・・情報配列順抽出部、２０・・・情報配列整列部

【特許請求の範囲】
【請求項１】
情報通信ネツトワ−クを介して送信者と受信者との間で情報を送受信する情報送受信システムであって、
前記情報を複数個のサブ情報に分割する情報分割部と、
前記複数個のサブ情報のうちの１つのサブ情報を基準サブ情報とするとき、前記基準サブ情報をその他のサブ情報に混合して複数個のサブ混合情報を生成する情報混合部と、
前記複数個のサブ混合情報を並列にして前記情報通信ネットワークを介し、前記送信者側から前記受信者側に送信する送信部と、
前記送信部から送信された前記複数個のサブ混合情報を受信する受信部と、
前記受信部で受信した前記複数個のサブ混合情報から前記基準サブ情報を分離して前記複数個のサブ情報に戻す情報解凍部と、
を備えたことを特徴とする情報送受信システム。
【請求項２】
情報通信ネツトワ−クを介して送信者と受信者との間で情報を送信する情報送受信システムであって、
前記情報を複数個のサブ情報に分割する情報分割部と、
前記複数個のサブ情報のうちの１つのサブ情報を基準サブ情報とするとき、前記基準サブ情報をその他のサブ情報に混合して複数個のサブ混合情報を生成する情報混合部と、
前記複数個のサブ混合情報を解凍する基準情報信号を生成する基準情報信号生成部と、
前記基準情報信号を付加した前記複数個のサブ混合情報を並列にして前記情報通信ネットワークを介し、前記送信者側から前記受信者側に送信する送信部と、
前記送信部から送信された前記基準情報信号が付加された前記複数個のサブ混合情報を受信する受信部と、
前記基準情報信号に対応して、前記受信部で受信された前記複数個のサブ混合情報から前記基準サブ情報を分離して前記複数個のサブ情報に戻す情報解凍部と、
を備えたことを特徴とする情報送受信システム。
【請求項３】
情報通信ネツトワ−クを使用して送信者と受信者との間で情報を送受信する情報送受信方法であって、
前記情報を複数個のサブ情報に分割し、
前記複数個のサブ情報のうちの１つのサブ情報を基準サブ情報とするとき、前記基準サブ情報をその他のサブ情報に混合して複数個のサブ混合情報を生成し、
前記複数個のサブ混合情報を並列にして前記情報通信ネットワークを介し、前記送信者側から前記受信者側に送信し、
前記送信された前記複数個のサブ混合情報から前記基準サブ情報を分離して前記複数個のサブ情報に戻すことを特徴とする情報送受信方法。
【請求項４】
請求項１の前記情報送受信システムに用いられる撮像装置であって、
複数の受光領域を有する撮像素子と、
各受光領域で光電変換された撮像信号同士を加算して前記サブ混合情報とする加算部と、
を備えたことを特徴とする情報送受信システムに用いられる撮像装置。

【図１】