JP2005518730A - メディア情報の順応性のある記憶 - Google Patents

Abstract

メディア情報のアイテムは、メモリの別々に再使用可能なブロックに記憶される。アイテムは、複数の層に分割され、これにより前記アイテムは、前記層のサブセットにより、前記層の残りの部分を使用せずに減少された品質で表されることができる。各層は、前記ブロックのうち対応する１つに記憶される。この後のアイテムの情報が記憶される場合、第２アイテムの情報を記憶するブロックは、情報を記憶するために使用中であるブロックの数に依存する。未使用ブロックは、使用中であるブロックの数が閾値の数より下の場合に選択される。前記数が前記閾値の数より上である場合、前記残りの部分の層を記憶するために以前使用されていたブロックが、再使用される。好ましくは、前記層が暗号化される場合、第１アイテムの異なる層は、互いに独立に暗号化され、これにより各層は、たとえ前記残りの部分が上書きされても復号されることができる。

Description

本発明は、メディア情報のアイテムを記憶する方法、メディア情報を暗号化する方法、及びメディア情報記憶システムに関する。

オーディオ及びビデオ情報のようなメディア情報の記憶は、多量の記憶スペースを必要とする。ディスクシステム、半導体メモリ、テープ等のような記憶システムにおいては、有限な量の記憶スペースのみが利用可能である。しかしながら、メディア情報の固有の性質は、たとえ特定量の品質が犠牲にされても、これが有用なままであることである。記憶システムに記憶されることができるメディア情報の量を増加するために、前記情報は、好ましくは、品質を犠牲にして圧縮される。多くの技法が、品質の最小の損失を犠牲にして最大の圧縮比を達成するために開発されている。それにもかかわらず、たとえ最適の技法を用いても、画像の品質は、結局、増加された圧縮比と共に減少するだろう。

欧州特許出願第1001632号は、利用可能な記憶スペースの使用を管理するために可変圧縮比を使用する圧縮装置を記述する。入ってくる情報を記憶する場合に、前記圧縮比は、テレビ番組全体が利用可能なメモリスペースに収まることを保証するように適合される。前記圧縮比の適合は動的であり、前記番組の重要度の低い部分は、前記番組の重要度の高い部分より高く圧縮される。重み情報は、前記システムが、どの部分は重要度が低く、どの部分は重要度が高いかを予測するのを助け、これにより前記圧縮比は、これに応じて適合されることができる。

このシステムの不利点は、依然として来ていない情報の量と、必要とされる圧縮品質についての予測を必要とする点である。

特に、本発明の目的は、メディア情報の記憶の効率的な方法と、圧縮比を記憶スペースの利用可能な量に適合するために予測が必要とされない、このような記憶を実行するシステムとを提供することである。

本発明による方法は、請求項１に記載される。本発明によると、メディア情報は、異なる層、例えば連続する層において細部を増加する追加情報を持つ層の系列に分割される。同じアイテム（一般的にはフレーム等のようなテレビ番組の間隔）に対する異なる層は、メモリシステムの別々に再使用可能なブロックに記憶される。この後、情報の追加アイテムが受信され、十分なメモリスペースが利用可能でないことが判明した場合、メモリは、以前のアイテムがメモリから再生されることができる品質を上げるためにしか貢献しない層である当該以前のアイテムの層（例えば追加の細部を持つ層）を含むメモリブロックの内容を犠牲にすることにより利用可能にされることができる。従って、以前に記憶されたアイテムの品質は、メモリのブロックの内容を犠牲にすることにより遡及的に単純に削減されることができる。

前記方法は、前記メディア情報のために必要とされる記憶スペースの量が、前記メディア情報の内容に依存する、可変長圧縮システムに特に適している。このようなシステムにおいて、一般に、如何ほどの記憶スペースが必要とされるかは、前もって予測することはできない。記憶された層の数を遡及的に適合することにより、このようなシステムは、前記メディア情報の内容を適合することができる。

実施例において、前記アイテムは暗号化され、これにより前記アイテムに対するアクセスは、例えば著作権侵害を防止するために制御されることができる。好ましくは、アイテムの層は、別々に暗号化され、これにより前記アイテムの１つ以上の層が捨てられた場合でさえもアイテムを解読することは可能なままである。従って、複数の層が捨てられる場合に、前記アイテム全体を解読し、減少された数の層を持つ前記アイテムを再暗号化する必要がない。

もちろん、前記層は、記憶時にこの目的で暗号化される必要はない。個別の層の暗号化は、例えば前記記憶システムへの前記メディア情報の送信又は移動の前に、別々に実行されてもよい。

本発明による方法及び装置のこれら及び他の目的及び利点は、以下の図を使用してより詳細に開示されるだろう。

図１は、記憶及び取り出しシステムを示す。前記システムは、メモリ１０と、スプリッタ１２と、メモリ管理ユニット１４と、再構築ユニット１６と、暗号化ユニット１８と、解読ユニット１９とを含む。スプリッタ１２は、メディア情報を受信する入力部、暗号化ユニット１８を介してメモリ１０に情報の層を出力する出力部、及びメモリ管理ユニット１４との接続部を有する。メモリ管理ユニット１４は、メモリ１０に結合された出力部を有する。再構築ユニットは、解読ユニット１９を介してメモリ１０に結合された入力部を有する。

図２は、図１の前記システムの動作のフローチャートを示す。第１ステップ２１において、スプリッタ１２は、メディア情報のストリームからアイテムを受信する。前記メディア情報は、例えばビデオ情報及び／又はオーディオ情報、又はより一般的に、より高い圧縮が使用されるにつれて徐々に増加する品質の損失で圧縮されることができる如何なるタイプの情報でもある。ビデオ情報の場合、入ってくるメディア情報は、例えばＭＰＥＧ形式であり、複数のＤＣＴ（デジタルコサイン変換）係数によって、又は個別のピクセルの値を表す数値のセットによって符号化される。オーディオの場合、前記メディア情報は、例えば複数の（ＰＣＭ形式の）サンプル値により又は異なる周波数帯からの信号のサンプル値のようなある圧縮された情報により符号化される。前記アイテムは、前記メディア情報の個別のフレーム、画像ブロック、若しくは時間間隔、又は異なるテレビ番組等を表しうる。

第２ステップ２２において、スプリッタ１２は、圧縮の後に必要であれば、前記アイテムを複数の層に分割する。前記層は、層の系列として見られてもよく、それぞれの層は、先行する層の情報に情報を追加し、これにより前記アイテムは、前記系列のより多くの層を使用することにより精度を増して再構築されることができる。

一例において、画像の異なる空間的周波数成分に対するＤＣＴ係数は、異なる層において符号化され、これにより低周波数成分は、第１層において符号化され、高周波数成分は、第２層において符号化される。従って、前記アイテムを再生するために前記第１層のみを使用することにより、人は、前記画像の低周波数（低い空間的解像度）バージョンを得るだろう。異なる係数は、例えば画像ブロックのＤＣＴを計算することにより得られることができ、又は異なるＤＣＴ係数を符号化するＭＰＥＧ信号から取られることができる。他の実施例において、前記信号のサンプルを表す数値の異なる重要度レベルのビットは、異なる層に配置される。層に分割するのに加え、第２ステップ２２は、前記アイテムの圧縮、例えばロスレス圧縮及び／又は前記アイテムの内容に依存して各層において可変な量の情報を生成する可変長圧縮をも含んでもよい。

他の例において、第１層は、画像のサブサンプルバージョンのサンプル値を表すデータを含み、第２層は、前記画像のサブサンプルバージョンと前記画像自体との間の差についての情報を含む。もちろん、これは、前記画像の次第により少ないサブサンプルバージョンのサンプル値を連続した層に配置することにより繰り返されることができる。更に他の例において、異なる層は、それぞれ符号化されたＭＰＥＧ画像のＩフレーム及びＢ又はＰフレームを含む。

好ましくは、暗号化ユニット１８は、様々な層を、それぞれ、前記異なる層が他の層の不在において解読されることができるという点で、同じアイテムの他の層とは独立に暗号化する。前記異なる層における暗号化の独立性を強調するために異なる暗号化ユニット１８が示されているが、実際には、単一の暗号化ユニットが、前記層のそれぞれを暗号化するために使用されてもよいと理解されるだろう。

第３ステップ２３において、スプリッタ１２は、メモリ管理ユニット１４に対して、メモリ１０の幾つのブロックが、前記アイテムに対する前記層を記憶するのに必要とされるかを信号で伝える。メモリ管理ユニット１４は、十分な未使用ブロックが利用可能であるかどうかを決定する。そうであれば、第４ステップ２４が実行され、メモリ管理ユニット１４は、対応する層の記憶のためにメモリ１０から複数のブロックを選択する。メモリ管理ユニット１４は、どのタイプの層（例えば細部を増加する順の前記層の系列における前記層の位置）が、どのブロックに記憶されるかを示す情報を記憶する。第５ステップ２５において、スプリッタ１２は、前記アイテムに対する前記層をメモリ１０に記憶する。第６ステップにおいて、スプリッタ１２は、新しいアイテムが来たかどうかを決定し、そうであれば、この過程は、第１ステップ２１から繰り返す。

第３ステップ２３の後に、もしメモリ管理ユニット１４が、十分なメモリが利用可能ではないと決定したならば、メモリ管理ユニット１４は、第７ステップ２７を実行し、再使用する複数のメモリブロックを選択する。これらのメモリブロックは、以前のアイテムの層に対して既に使用中である。これらのメモリブロックは、どのタイプの層が、前記ブロックに記憶されているかを示す情報により選択される。一般に、表される前記アイテムに最小量の品質を追加する層を記憶するブロックが、選択される。例えば、前記系列における前記層に先行する層に追加する追加情報を持つ層の前記系列を使用して、（最後の追加情報を追加する）前記系列の末端における層が、選択される。選択された前記メモリブロックは、未使用と印を付けられ、従って、これらのブロックに記憶された層を効果的に捨てる。この後、前記過程は、前記第４ステップ、即ちスプリッタ１２により生成される層の記憶のための未使用メモリブロックの選択から続行する。一実施例において、メモリ管理ユニット１４は、スプリッタ１２に対して、現在のアイテムの重要度の低い層の幾つかが記憶されなくてもよく、これによりより少ない記憶された層が捨てられる必要があることを信号で伝えることもできる。

この後、又は同時に、再構築ユニット１６は、メモリ１０から前記層を読み取り、メモリ１０に記憶され、保持されている前記層から前記アイテムを可能な限り再構築する。再構築ユニットが前記アイテムを再構築することができる品質は、保持されている前記複数の層に依存する。例えば、より細かい細部を持つ層が捨てられるにつれて、より少ない細部が再構築画像に存在することができる。再構築ユニット１６は、例えば、前記アイテムにより符号化された前記画像を表示する表示画面（図示されていない）及び／又は前記アイテムにより符号化された音声を出力するラウドスピーカを含んでもよい。しかし再構築ユニット１６は、通信チャネルを介して取り出された情報を送信する出力部をも有しうる。

必要であれば、復号ユニット１９は、前記層を復号するのに使用される。前記層は、独立に暗号化されているので、たとえ前記重要度の低い層の幾つかが捨てられていても復号されることができる。

本発明から離れることなく前記実施例に多数の変更を加えることができると理解されるだろう。例えば、個々のスプリッタ１２、メモリ管理ユニット１４及び再構築ユニット１６を使用する代わりに、これらの機能の１つ以上は、結合されてもよく、及び／又は適切にプログラムされた汎用プロセッサを使用して実行されてもよい。メモリ１０は、実際には、異なるメモリ装置のセット、異なる層又は異なる装置に記憶されている異なるアイテムを有しうる。追加のメモリが存在してもよく、例えば、メモリ１０は、より大きなメインメモリ（図示されていない）を加速するキャッシュメモリ機能を有してもよい。この場合、層はキャッシュメモリブロックを再使用するために捨てられるが、前記メインメモリは、捨てられた前記層を保持してもよい。従って、この場合、キャッシュ置き換えストラテジは、最新の使用のようなパラメータではなく、メディア情報のアイテムを表す情報の層番号に基づく。前記メモリは、メモリブロックの再使用を可能にする如何なる態様で実施されてもよく、例えば、半導体メモリ、例えばＤＲＡＭ若しくはフラッシュメモリ、磁気若しくは光学ディスク、又はテープ等として実施されてもよい。

様々なストラテジが、いつ及びどのようにして層を捨てるかを決定するために第３ステップ２３及び第７ステップ２７において使用されることができる。例えば、第１実施例において、メモリ管理ユニット１４は、メモリ１０内の自由に利用可能なメモリブロックの所定の閾値を記憶することができる。本実施例において、メモリ管理ユニット１４は、幾つのブロックが記憶された情報に対して使用中であるかをカウントする。一度、このカウントの結果が前記閾値を超えると、メモリ管理ユニット１４は、第７ステップ２７を進める。しかしながら、この方式に対して多くの代替例が存在する。例えば、前記閾値は、特定のテレビ番組、より一般的にメディアファイルを記憶するために個別に設定されてもよく、これにより記憶の最大量は、各番組に別々に割り当てられる。これは、メモリ使用のより正確な制御を可能にする。前記閾値は、全メモリ容量に等しく設定されてもよく、これにより再使用は、前記メモリが満杯の場合のみに生じ、又は前記閾値は、この全体より低く設定されてもよく、これにより常に幾らかのメモリスペースが利用可能に残される。前記閾値との比較は、新しいアイテムの記憶に関係する必要は無く、時間の期間内に記憶されなければならないかもしれない情報の取りうる最大量に対して十分な使用可能なメモリスペースを作るために、定期的にのみ実行されてもよい。

同様に、第７ステップ２７において、捨てられるべき層の選択は、多くの仕方で実行されることができる。原理上は、品質を最小に増加する層の如何なるランダムな選択も実行されうる。しかしながら、一実施例において、重み値は、例えばアイテムを表す層の系列における層位置、アイテムの重要度（例えば前記アイテムのソースにより、又は前記システムのユーザにより示される）、又は前記アイテムの予測される使用等により異なる層に割り当てられることができる。この場合、最小の重みを持つ層は、初めに捨てられる。即ち、同じアイテムの層を選択的に捨てる基準である層位置による重みは、前記アイテムに割り当てられた重みにより異なるアイテムに対して異ならせることができる。

前記記憶システムの説明するための実施例が図示されているが、本発明は、この実施例に制限されないことは明らかであろう。例えば、個々のスプリッタ１２、管理ユニット１４及び暗号化ユニット１８を使用する代わりに、これらのユニットの１つ以上が結合されてもよく、及び／又はこれらの機能は、適切にプログラムされたコンピュータにより実施されてもよい。この場合、ＣＤ−ＲＯＭのようなプログラム担体又はインターネット信号は、例えば所要のプログラムをコンピュータに入れるために使用されることができる。分割及び再構築は、同じシステムの構成要素により実行されるように示されるが、前記システムの書き込み側１０、１２、１４、１８及び読み取り側１６、１９は、両方とも単一の装置の一部又は異なる装置の一部であってもよく、メモリ１０は、装置間の情報の移動における媒介物として使用されると理解されるだろう。

記憶及び取り出しシステムを示す。 情報を記憶する方法のフローチャートを示す。

Claims (7)

1. メモリの別々に再使用可能なブロックを含む記憶システムにメディア情報のアイテムを記憶する方法であって、
   第１アイテムの情報を複数の層に分割するステップであって、これにより前記第１アイテムが、前記層のサブセットにより、前記層の残りの部分を使用せずに減少された品質で表されることができる、当該分割するステップと、
   各層を前記ブロックの対応する１つに記憶するステップと、
   前記第１アイテムの情報を記憶した後に第２アイテムの情報を記憶するステップと、
   情報を記憶するために使用中であるブロックの数に依存して前記第２アイテムの情報を記憶するブロックを選択するステップであって、前記使用中であるブロックの数が閾値の数より下の場合には未使用ブロックが選択され、もし前記数が前記閾値の数より上であれば、前記残りの部分の層を記憶するために使用されたブロックが、前記第２アイテムの情報を記憶するために再使用される、当該選択するステップと、
   を有する方法。
2. 前記メディア情報が、視覚的な情報であり、前記層の前記サブセット及び前記残りの部分が、それぞれ前記視覚的な情報の低解像度部分及び残りの部分を含む、請求項１に記載の方法。
3. 前記方法が、前記メディア情報のアイテムを暗号化するステップを有し、前記第１アイテムの異なる層が、互いに独立に暗号化される、請求項１に記載の方法。
4. メディア情報を暗号化する方法であって、前記方法が、前記情報を複数の層に分割するステップを有し、これにより前記メディア情報が、前記層のサブセットにより前記層の残りの部分を使用せずに減少された品質で表されることができ、前記層が互いに独立に暗号化される方法。
5. メディア情報記憶システムであって、
   受信されたメディア情報のアイテムを複数の層に分割し、これにより前記メディア情報が、前記層のサブセットにより前記層の残りの部分を使用せずに減少された品質で表されることができる分割手段と、
   別々に再使用可能なブロックのメモリと、
   ブロックを対応するアイテムの対応する層に割り当てるメモリ管理システムであり、前記アイテムのうち第２アイテムの情報の層を、前記ブロックのうち自由に利用可能なブロック又は前記アイテムのうち第１アイテムの前記層の前記残りの部分に対して使用中のブロックの何れに記憶するか選択するように構成された当該メモリ管理システムであって、前記選択が自由に利用可能であるブロックの数に依存し、これにより閾値の数より多いブロックが自由に利用可能である場合に、前記ブロックのうち前記自由に利用可能であるブロックが選択される、当該メモリ管理システムと、
   を有するメディア情報記憶システム。
6. 前記アイテムのうち前記第１アイテムに対する前記層のうち異なる層を互いに独立に暗号化するように構成される暗号化回路を有する、請求項５に記載のメディア情報記憶システム。
7. コンピュータに請求項１に記載の方法を実行させる命令を含むコンピュータプログラム。
   

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