JP2005530414A - 暗号化情報を有するストリームを処理するための方法及び装置 - Google Patents

Abstract

映像情報は、映像情報への条件付アクセスを提供するために、映像ストリームの一部を暗号化された状態で送信される。映像ストリームは、互いに散在している、画像フレームの第１部分集合及び第２部分集合を有する。第１部分集合の画像フレームに対する情報は暗号化される。ストリームは、互いに散在している、暗号化フォームの状態の第１部分集合に対する情報と、少なくとも一部が平分フォームの状態の第２部分集合の画像フレームに対する情報とを有するブロードキャスト（１０）である。これは、受信器（１２）が復号化することなく非暗号化部分を検出することを及び非暗号化部分にポインタ情報（１２４）を生成し且つ記憶することを可能にする。ポインタ情報を、受信器におけるトリックプレイ（１２６）を目的として後に用いることができる。

Description

本発明は、画像情報を処理する方法に関する。

欧州特許第１１２２７２８号明細書により、暗号化映像情報ストリームを送信すること及び記憶媒体において暗号化フォームの状態でこのような情報を記憶することが知られている。そのストリームの記憶は、例えば、順方向再生、逆方向再生等のようなトリックプレイを可能にする。トリックプレイに対して、そのストリームの記憶は、記憶された映像情報の選択された部分にアクセスすることを可能にする。

トリックプレイを支援するために、管理情報は映像情報ストリームから抽出される。管理情報は、トリックプレイの間にアクセスされる必要がある映像情報における特定の位置へのポインタを有する。ＭＰＥＧストリームの場合、例えば、これは、Ｉフレーム（他のフレームから独立して、符号化されたフレーム）を有する位置へのポインタを有する。関連位置は、映像情報ストリームが受信されるとき、検出される。情報の暗号化ストリームの場合、しかしながら、関連位置の検出はストリームの復号化を必要とする。それ故、復号化のための計算資源は、映像情報のストリームの記憶のために場所をとられる必要がある。これは、他の目的のためであって、例えば、再生の間の復号化のためのこれらの資源の利用可能性を低減させ、最終的には、再生装置における付加計算資源を含む必要がある可能性がある。更に、復号化鍵は、記憶の間に利用可能である必要がある。これは、例えば、情報を置き換えるときに他の鍵が必要とされる場合、好ましくない。

特に、本発明の目的は、映像情報の受信された且つ記憶されたストリームからの映像情報のトリックプレイを供給するために必要な計算資源の殆どを減少させることである。

特に、更なる本発明の目的は、特にトリックプレイを可能にする目的のための映像情報のストリームに含まれるべき付加情報を必要とすることなく、計算資源の殆どを減少させることである。

特に、他の本発明の目的は、復号化する必要がないトリックプレイのような目的に対して用いられることができる情報を準備することを可能にすることである。

本発明は、請求項１に従った方法を提供する。本発明に従って、映像情報のストリームの断続的部分は非暗号化フォームの状態である。特に、選択的に、トリックプレイの間に必要とされる位置にポインタを決定するために必要とされるそれらの部分は、好適には、非暗号化フォームの状態である。これは、記録又は再生装置がストリームを復号化することなくこれらの部分のコンテンツを検出することを可能にする。従来のストリームの特性は、ストリームの関連部分を識別するために用いられる。この目的のために、ストリームに新たに付加する必要のあるものはない。

好適には、独立して符合化された映像フレーム（Ｉフレーム）の最初の部分を有する情報のパケットは非暗号化フォームの状態である。更に好適には、Ｉフレームの残りの部分を有するパケットは暗号化フォームの状態である。それ故、ストリームは、非暗号化“スライドショー”を抽出するために用いられることはできない。又、再生がポインタにより指し示されるパケットにジャンプするとき、そのパケットの処理は即座に開始するため、
トリックプレイの間に、再生の待ち時間を短縮することができる。又、好適には、Ｉフレームの終了部分を含むパケットは非暗号化フォームの状態である。これは、ストリームを復号化することなく、Ｉフレームの終了部分を検出することを可能にする。

好適には、非暗号化フォームの状態にある少なくとも一部のパケットが選択され、それらは個々のトリックプレイストリームを構成するために用いられる。

本発明に従った方法、システム及び装置の以上の及び他の有利な特徴について、以下、図を用いて詳細に説明する。

図１は、映像ストリームを処理するためのシステムを示している。このシステムは、互いに結合している送信装置１０と受信装置１２を有する。その結合は、例えば、ケーブルネットワーク又は無線伝送により実現される。複数の受信装置１２を、送信装置１０に対して並列に結合することが可能である。送信装置１０は、映像ストリームソース１００と、暗号化ユニット１０２と、カスケードの状態の送信ユニット１０６と、暗号化ユニット１０２の制御入力に結合された出力及び映像ストリームソース１００の出力に結合された入力を有する暗号化制御器１０４と、を有する。受信装置１２は、受信ユニット１２０と、記憶装置１２２、再生ユニット１２６と、表示装置１２８と、検出装置１２４と、を有する。受信装置１２０は、送信装置１０に結合された入力と、記憶装置１２２に結合された出力と、を有する。再生ユニット１２６は、記憶装置１２２に結合された入力と、表示装置１２８に結合された出力と、を有する。検出ユニット１２４は、受信ユニット１２０の出力に結合された入力と、再生ユニット１２６に結合された出力と、を有する。

作動中、ソース１００は非暗号化映像データのストリームを生成する。映像データは、例えば、ＭＰＥＧ規格に従って符号化される一連の映像フレームを符合化する。ＭＰＥＧフレームは、Ｉフレーム、Ｐフレーム及びＢフレームとして既知の方法で符合化される。Ｐフレーム及びＢフレームは他のフレームへの更新として（最終的には、Ｉフレームに対する更新として、又、Ｐフレーム又はＢフレームに対する更新として）符合化される。各々のＩフレームは、他のフレームへの更新としてではなく、独立して符合化される。フレームは、情報のパケットに含まれる。フレームを符合化する情報は、通常、複数のパケットに対して分布している。暗号化ユニット１０２は、映像データのストリームのパケットの少なくとも一部を暗号化し、送信ユニット１０６にそのストリームを渡す。その送信ユニットはストリームをブロードキャストする。パケットは暗号化の単位を構成し、即ち、各々のパケットは他のパケットに独立して暗号化される。暗号化ユニット１０２は、パケットが暗号化されたかどうかを示すために、パケットに情報を入力する。

暗号化制御器１０４は、映像ストリームソース１００により生成されたストリームにおいて独立して符号化されたフレームであって、例えば、ＭＰＥＧ符合化の場合のＩフレームの開始部分を有するパケットを検出する。これらの独立して符合化されたフレームは一般に、下におけるように、Ｉフレームといわれるが、本発明は、他のタイプのストリームにＭＰＥＧストリームを又、適用することができることが理解されるであろう。好適には、暗号化制御器１０４は又、これらのＩフレームの終了部分を有するパケットを検出する。パケットは、独立して符合化されるフレームの開始部分を有するとき、暗号化されない。そうでない場合、好適には、独立して符合化されたフレームの終了部分を有するパケットを除いて、映像情報をもつパケット全てが、好適に暗号化される。

図２は、送信装置１０により生成された映像情報ストリームを示している。そのストリームは、パーティションにより互いから分離して示されている、一連の情報のパケットを有する。ストリーム２０におけるパケットの殆どは暗号化された情報を有するが、幾つかのパケット２２、２４は非暗号化情報を有し、第１パケット２２はＩフレームの開始部分を有し、第２パケット２４はＩフレームの終了部分を有する。映像情報は、一般に、圧縮されているため、一連のＩフレームの開始部分間、又はこれらのフレームの開始部分と終了部分との間には非固定距離が存在することを理解する必要がある。

受信装置１２はパケットを受信し、記憶装置１２２にそれらを蓄積する。検出ユニット１２４は、受信されたパケットが暗号化されているか否かを検出する。パケットが暗号化されていない場合、検出ユニット１２４は、独立して符合化されたフレームの開始部分をパケットが有するかどうかについて調べる。肯定的である場合、検出器ユニット１２４は、ストリームにおけるパケットを指す情報を記録する。このポインティング情報は、記憶装置１２２におけるメモリ位置のアドレスのフォームの状態、又はパケットを検索するためにアドレッシングを可能にするいずれの他のフォームの状態とすることが可能である。検出ユニット１２４は、内部にポインティング情報を記憶することが可能であるが、勿論、代替として、ポインティング情報を、例えば、外部の記憶装置１２２に記憶することが可能である。

検出ユニット１２４は、例えば、ＭＰＥＧフレームのピクチャヘッダの開始部分の符号についてテストするために、フレームの開始部分と終了部分を有するパケットの検出を実行することが可能である。ＭＰＥＧにおいて、ピクチャヘッダの開始部分の符合は０００００１００（１６進数）である。暗号検出は、パケットにおけるスクランブルビットを用いて実行されることが可能である。ＭＰＥＧにおいては、スクランブルビット００は、非暗号化パケットを表す。このように、暗号を信号化するために従来のＭＰＥＧストリームにおいて符合化されることができる情報は、ここで、アクセス保護全てを取り除くことなく及び復号化することなく、選択されたフレームの開始部分及び終了部分の検出を容易にするために用いられる、ことが理解されるであろう。即ち、フレームの開始部分及び終了部分の検出を容易にするために、ストリームに付加ビットを付加する必要はない。原則として、検出ユニット１２４は、パケットにおける情報を解析することにより、Ｉフレームの開始部分をパケットが有するかどうかの検出を実行することができる。Ｉフレームの開始部分を含むパケットのペイロードユニットスタートインジケータ（Ｐａｙｌｏａｄ Ｕｎｉｔ Ｓｔａｒｔ Ｉｎｄｉｃａｔｏｒ）ビットを送信装置１０が設定するとき、Ｉフレームの開始を示すことにより検出が更に容易になされることとなる。このように、検出ユニット１２４は、Ｉフレームの開始部分を検出するために、パケットを解析する必要はもはやない。

再生の間に、再生ユニット１２６は、必要に応じて、記憶装置１２２からパケットを受信し、パケットを復号化する。復号化されたパケットは表示装置１２８に供給され、その表示装置１２８は、符合化されたパケットから映像情報を再構築し、再構築した映像情報を表示する。勿論、表示装置、又は表示装置の少なくとも表示スクリーンは又、外付けとして、受信装置１２に接続されることが可能である。

トリックモードの再生において、再生ユニット１２６は、符合化フレームが表示される必要がある時間的パターンを選択し、例えば、各々の時間は、早送りモード又は逆の順において多くのフレームをスキップする。一旦、再生ユニット１２６が、表示されるべきフレーム（又は、そのフレームのフレーム番号）を選択すると、再生ユニット１２６は、検出ユニット１２４からそのフレーム（又は、ポインティング情報が記憶されたかどうか）についてのポインティング情報を検索する。再生ユニット１２６は、記憶装置１２２からフレームを選択的に検索するために、検索されたポインティング情報を用いる。

図３は、再生ユニット１２６の実施形態を示している。再生ユニット１２６は、フレーム選択ユニット３０と、復号化ユニット３２と、マルチプレクサ３４と、を有する。フレーム選択ユニット３０は、必要なフレームを信号化するため及びポインティング情報を再受信するための検出ユニット１２４（図示せず）への第１インタフェース３６を有する。フレーム選択ユニット３０は、ポインティング情報により指し示される記憶位置から開始するパケットを検索するためにコマンドを出力するための記憶装置１２２（図示せず）への第２インタフェース３８に結合された出力を有する。第２インタフェース３８のパケット入力は、直接に及び復号化ユニット３２により、マルチプレクサ３４のそれぞれの入力に結合される。マルチプレクサ３４は選択ユニット３０により制御され、表示装置（図示せず）に結合された出力を有する。

作動中、フレーム選択ユニット３０は、関連トリックモードに対して、必要に応じて、表示されるフレームを選択する。フレーム選択ユニット３０は、間出ユニットからこれらのフレームの開始及び終了に対するポインティング情報を検索し、フレームの開始部分から開始し且つフレームの終了部分において終了する連続パケットを検索するように記憶装置を命令する。マルチプレクサ３４は、表示装置に検索されたパケットであって、パケットは直接的にフレームの開始部分を有するパケットを、復号化ユニットを介して続くパケットを、供給する。フレームの開始部分を有するパケットは復号化される必要がないため、このパケットは、復号化によりもたらされる待ち時間を伴うことなく、表示装置に供給される。続くパケットに対しては、このような待ち時間は、復号化を可能にするために予めそれらの検索が十分命令されるため、重要ではない。

本発明において、個々のパケットにおける情報からフレームの開始及び終了を検出することができる場合について説明したが、代替として、開始及び／又は終了は又、順次のパケットの対における情報から検出されることが可能であることが理解されるであろう。このようにして、そのような順次のパケットの対は非暗号化フォームの状態にあり、好適には、個々のパケットが開始及び／又は終了を検出するために個々のパケットが十分な情報を有するかどうかに依存している。同様に、検出ユニット１２４は、必要に応じて、そのような対からの情報を用いる。

図２を参照して説明したように、ストリーム２０は又、暗号化されたＩフレームを有するトリックプレイストリームの構築のために非常に有用である。この目的のために、Ｉフレームは標準的なプレイストリーム２０から選択され、多くの空のＰフレームを用いて拡張され、結果としてトリックプレイＧＯＰは連結される。空のＰフレームを暗号化する必要はない。

ＭＰＥＧに対応しているトリックプレイストリームを得るために、このトリックプレイストリームに幾つかの変化をもたらす必要がある。第１に、最後のパケットは、次のＰ又はＢフレームからの現在の情報を可及的に取り除く必要があるという意味では、最後のパケットを除去する必要がある。更に、ヘッダにおける一部の情報は、例えば、プレゼンテーションタイムスタンプのように、変化される必要がある。変化される必要があるパケットは、まさに非暗号化されるパケット２２、２４である。それ故、トリックプレイストリームを構築するとき、通常のプレイストリームの復号化を必要としないため、ここでは、トリックプレイの構築は非常に簡単になる。

トリックプレイストリームは、ＰＣＲ時間ベースのＰＣＲ時間軸の付加及びＥＣＭの付加を必要とする。これは、欧州特許出願公開第０２０８０６３３．７号明細書において開示されているようなアルゴリズムに従ってなされることが可能である。

完了したトリックプレイストリームは、次いで、暗号解読及び復号化のために装置１２に送信されることができる。記憶装置において暗号解読がなされる必要がないため、この記憶装置にスマートカード、鍵又は復号化器を設ける必要はなく、このことは、記憶装置をプロバイダから非常に独立的なものとし、水平的市場に対して非常に適切なものとすることとなる。

ポインタ情報の抽出において用いられる平文パケット２２、２４に対する要求と、個々のトリックプレイストリームの構築のために用いられる平文パケットに対する要求とにおいては僅かな違いが存在する。前者の場合、それらのパケットのみが、ピクチャヘッダを有する平文であるために必要である。後者の場合、変化がなされる必要があるパケット全てが平文の状態である必要がある。情報が変化される必要がある詳細を伴わない場合、これは、一般に、ＧＯＰ（Ｉフレーム）の開始部分において、それらのパケットはＩフレームのピクチャヘッダを有し且つＧＯＰ開始において開始する情報を有する平文である必要がある、ことを意味する。Ｉフレームの終了においては、要求における違いは存在しない。

理論的に、ＧＯＰ開始のサイズに制限はないが、実際には、これは、個々のトリックプレイストリームの構築に対して平文フォーマットにおいてパケット２２、２４のみが必要とされることを意味する、１つ又は２つ以上のパケットではない。それ故、通常、付加パケットは、非暗号化フォームの状態で提供される必要はないであろう。

映像ストリームを処理するためのシステムを示す図である。 映像ストリームを示す図である。 再生ユニットを示す図である。

Claims (9)

1. 画像フレームの映像ストリームを符合化する情報を処理する方法であって、前記映像ストリームは、前記画像フレームの互いに散在している第１部分集合及び第２部分集合を有する、方法であり：
   前記第１部分集合の前記画像フレームに対して前記情報を暗号化する段階；及び
   互いに散在している、少なくとも一部が平文フォームの状態である前記第２部分集合の前記画像フレームに対する情報と、暗号化フォームの状態である前記第１部分集合に対する情報と、を有するストリームを生成する段階；
   を有することを特徴とする方法。
2. 請求項１に記載の方法であって、トリックプレイを目的として前記ストリームへのアクセスを可能にする前記第２部分集合の選択された一部は非暗号化フォームの状態である、
   ことを特徴とする方法。
3. 請求項２に記載の方法であって、前記情報は、前記第２部分集合の各々の特定のフレームであって、それら各々の特定のフレーム以外のフレームから独立した、それら特定のフレームを、符合化する、ことを特徴とする方法。
4. 請求項３に記載の方法であって、前記ストリームはパケットを有し、少なくとも特定のフレームからの情報は複数の前記パケットに対して分布しており、前記情報は、前記特定のフレームの開始部分を有する前記複数のパケットの第１の一において非暗号化フォームの状態であり、続く複数のパケットは、暗号化フォームの状態で前記特定のフレームからの前記情報の残りの少なくとも一部を有する、ことを特徴とする方法。
5. 請求項４に記載の方法であって、前記特定のフレームからの前記情報は、前記特定のフレームからの情報を有する複数のパケットの最後の一において非暗号化フォームの状態である、ことを特徴とする方法。
6. 請求項１に記載の方法であって：
   前記第２の部分集合の前記画像フレームに対する前記情報を選択する段階；及び
   前記選択されたフレームを有する個々のトリックプレイストリームを生成する段階；
   を有する、ことを特徴とする方法。
7. 暗号化フォームの状態で部分的に画像フレームのストリームを符合化する情報をもうパケットを有するストリームを受信するための受信及び再生装置であって：
   前記パケットを受信するための受信ユニット；
   前記受信ユニットにより受信されたパケットを記憶するための記憶ユニット；
   パケットが非暗号化フォームの状態であるかどうかを各々の特定のパケットに対して検出するため、及び前記特定のパケットが非暗号化フォームの状態にあることの検出に関する前記特定のパケット条件文にポインタを記憶するため、の検出ユニット；並びに
   前記ポインタの制御の下で、前記記憶ユニットから前記特定のパケットの選択的検索を制御するための検索ユニット；
   を有する、ことを特徴とする受信及び再生装置。
8. 請求項７に記載の受信及び再生装置であって、前記検出ユニットは、前前記パケットがフレームの開始部分及び終了部分を有するかどうかを判定するため及び記パケットが判定において前記ポインタの条件文を記憶するために、非暗号化フォームの状態で受信されたパケットからの情報を処理するために備えられている、ことを特徴とする受信及び再生装置。
9. 請求項１に記載の方法を実行するために備えられていることを特徴とする伝送装置。
   

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