JP2006128963A

JP2006128963A - デジタル信号処理装置

Info

Publication number: JP2006128963A
Application number: JP2004313214A
Authority: JP
Inventors: Takaharu Noguchi; 敬治野口; Akira Shibata; 晃柴田; Hitoaki Owashi; 仁朗尾鷲
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 2004-10-28
Filing date: 2004-10-28
Publication date: 2006-05-18

Abstract

【課題】
現在発売されているPDPやLCDに代表される大型TVは大変高価にも拘わらずホームネットワークに必要な著作権保護仕様を満足する無線接続機能を持っていないので、近未来に登場する他のAV機器と無線接続することができない。近未来の一般家庭において、優先順位の高いニーズはTV受信、DVD等のコンテンツ配布媒体の鑑賞、VOD(Video On Demand)等の電子配信される有料コンテンツの鑑賞であり、これらのニーズを既存の大型TVで楽しむことが可能なコストパファーマンスの高いホームネットワーク中継装置を実現することが課題である。
【解決手段】
次世代DVDプレーヤでは必須となる複数方式の映像信号伸長装置、音声信号伸長装置及び複数方式の暗号解読装置を次世代コンテンツ配布媒体からの再生映像情報と無線経由で受信される映像信号圧縮された映像情報に兼用することでホームネットワーク中継機能を持たせる。
【選択図】図2

Description

本発明は、家庭内の機器間でデジタル信号を授受するのに必要なデジタル信号処理装置にかかるものである。

家庭内のAV機器をデジタル接続する技術としてはIEEE1394デジタルインターフェース上を転送するコンテンツに著作権保護機能を付加したIEEE1394＆DTCP(Digital Transmission Content Protection)規格や、ＴＶ，ディスプレイとのデジタルインターフェース上を転送するベースバンド映像信号及び音声信号に著作権保護機能を付加したHDMI(High-Definition Multimedia interface)＆HDCP(High-bandwidth Digital Content Protection System)規格が開発され、これらの規格が普及し始めている。AV機器をデジタル接続するにはユーザニーズだけでなく、著作権者が要求する著作権保護仕様を満足しなければならない。

上記のIEEE1394＆DTCPやHDMI＆HDCPは著作権保護仕様を満足するが、いずれも有線接続であり、近距離間の接続ニーズを満たすが、家庭内の全機器を接続すべきホームネットワークには無線接続も必要であり、無線ＬＡＮのIEEE802.11規格をベースとしたIEEE802.11＆DTCP-IP等に代表される無線接続規格は開発途上にある。

上記IEEE1394＆DTCP, HDMI＆HDCP, IEEE802.11＆DTCP-IPについては、夫々非特許文献1,2,3に記載されている。

Digital Transmission Content Protection Specification Volume 1(Informational Version) Revision 1.3, January, 2004 published from Digital Transmission Licensing Administrator, LLC. ( http://www.dtcp.com) High-Definition Multimedia Interface Specification Version 1.1, May 20, 2004 published from HDMI Licensing, LLC. (http://www.hdmi.org)High-bandwidth Digital Content Protection System Revision 1.1, June 9, 2003 published from Digital Content Protection LLC. (http://www.digital-cp.com) DTCP Volume 1 Supplement E Mapping DTCP to IP(Informational Version) Revision 1.0, November 24, 2003 published from Digital Transmission Licensing Administrator, LLC. (http://www.dtcp.com)

現在発売されているPDPやLCDに代表される大型TVは大変高価にもかかわらずホームネットワークに必要な著作権保護仕様を満足する無線接続機能を持っていないので、近未来に登場する他のAV機器と無線接続することができない。大型TVは10年程度使用されるので、この大型TVが無線接続で構成されるホームネットワークに高いコストパフォーマンスで接続できる機器（ホームネットワーク中継装置）を創造することが課題である。

更に具体的に言えば、近未来の一般家庭において、優先順位の高いニーズはTV受信、DVD等のコンテンツ配布媒体の鑑賞、VOD(Video On Demand)等の電子配信される有料コンテンツの鑑賞であり、これらのニーズを既存の大型TVで楽しむことが可能なコストパファーマンスの高いホームネットワーク中継装置を実現することが課題である。

本発明の目的は、このような課題に鑑み、ユーザが欲する映像情報を著作権保護仕様を満足しつつ、TVに映出させるホームネットワーク中継装置を提供することにある。

前記の目的を達するために、本発明では次世代DVDプレーヤでは必須となる複数方式の映像信号伸長装置、音声信号伸長装置及び複数方式の暗号解読装置を次世代コンテンツ配布媒体からの再生映像情報と無線経由で受信される映像信号圧縮された映像情報に兼用することでホームネットワーク中継機能を持たせる。

本発明によれば、多様なネットワークに接続された機器間での著作権を管理するができる。

以下本発明の実施例について説明する。

図１は本発明のホームネットワーク中継装置と既存のTVの接続の実施例を示したものである。１はホームネットワーク中継装置、２はコンテンツ配布媒体、３は無線伝送される映像情報の受信端子、４は既存のデジタル信号出力端子、５は機器間通信端子、21は既存のTVである。

次に図１に示した実施例について説明する。コンテンツ配布媒体2としては既存のMPEG2ML (Main Level)採用のDVDに加え、H.264AVCやVC-1を採用する新規格のDVD 、MPEG2 HL (High Level)、H.264AVC、VC-1を採用する Blu-ray Disc, HD DVDがあり、装置１はこれらの媒体2に対応したマルチドライブ装置とMPEG2 ML、HL, H.264AVC、VC-1等をデコードできるマルチ映像信号デコーダ装置を搭載している。IEEE802.11やUWB等の無線規格で伝送される映像情報の映像圧縮方式は媒体2に採用される方式と同じなので、受信端子３で受信される映像情報も上記マルチ映像信号デコーダ装置でデコードすることができる。端子4,5はDVIやHDMI規格のデジタルインターフェイスを構成する端子であり、この端子を経由して所望の映像情報をTV21に映出できる。

図２は本発明のホームネットワーク中継装置の構成例を示したものである。６はコンテンツ配布媒体から情報を読み出すマルチドライブ装置、７は暗号解読機能を含む第1の信号処理装置、8は無線伝送される情報を受信する機能及び暗号解読機能を含む第2の信号処理装置、9は信号選択回路、10は９を制御する制御回路、11はユーザの選択意思の入力端子、12はデジタル信号分割回路、13は圧縮映像信号を伸長して非圧縮信号に戻すマルチ映像信号デコーダ装置、14は映像信号の圧縮方式を判別する判別回路、15は圧縮音声信号を伸張して非圧縮信号に戻すマルチ音声信号デコーダ装置、16は音声信号の圧縮方式を判別する判別回路、17は圧縮音声信号を選択する選択回路、18は著作権管理情報の検出回路、19は暗号化機能を含むデジタル信号合成装置、20は19に付随する情報を機器間で通信する双方向通信回路である。

図2では、CSS(Content Scramble System)やCPRM(Content Protection for Recording Media)方式で暗号化されたDVDや新規格のAACS(Advanced Access Content System)方式等で暗号化される次世代DVD, Blu-ray Disc, HD DVD等のコンテンツ配布媒体2からマルチドライブ装置6が記録情報を読み出し、この信号が第1の信号処理装置７に入力される。この信号は装置7で、復調やエラー訂正や暗号解読され、映像情報、音声情報や著作権管理情報を含むデータが取り出され、更に信号選択回路9に入力される。
受信端子３で受信された無線情報は第2の信号処理装置8で復調、エラー訂正や暗号解読され、映像情報、音声情報や著作権管理情報を含むデータが取り出され、信号選択回路9に入力される。

制御回路10はユーザ入力端子11からのユーザの入力信号の選択意思情報（例えばTVリモコンによる入力信号の選択操作）に従い信号選択回路9の出力データを信号処理装置7あるいは8の出力データに切り替える。端子11に情報が入力されない時でかつマルチドライブ装置６が動作していない場合は、制御回路10は選択回路9の出力データが第2の信号処理装置8の出力データとなるよう自動制御する。端子11に情報が入力されない時でかつマルチドライブ装置６、第1の信号処理装置7が動作している場合は、制御回路10は選択回路9の出力データが第1の信号処理装置7の出力データとなるよう自動制御する。

デジタル信号分割回路12には信号選択回路9の出力データが入力され、夫々圧縮映像信号、非圧縮音声信号、圧縮音声信号、著作権管理情報が取り出される。

圧縮映像信号はマルチ映像信号デコーダ装置13及び圧縮方式判別回路14に入力され、圧縮方式判別回路14は圧縮方式が例えばMPEG2ML、MPEG2HL、H.264AVC、VC-1等のどれかを決定し、マルチ映像信号デコーダ装置13のデコード方式を入力圧縮映像信号の圧縮方式と同じ方式の伸長回路になるよう制御する。

非圧縮音声信号及び圧縮音声信号はマルチ音声信号デコーダ装置15、音声信号の圧縮方式を判別する圧縮方式判別回路16、圧縮音声信号を選択する選択回路17に入力され、音声信号デコーダ装置15は入力信号に非圧縮音声信号が含まれていれば、この非圧縮音声信号を出力するし、入力信号にDolbyAC3圧縮音声信号が含まれていれば、これから２チャンネルの非圧縮音声信号をデコードし出力する。圧縮音声選択回路17は複数の圧縮音声信号の中からMPEG1方式の圧縮音声信号を抜き出し出力する。圧縮方式判別回路16は、非圧縮音声信号としてのLPCM、MPEG1、ドルビー研究所が開発したDolbyAC3、DD+、Digital Theater System社が開発したDTS、DTS++、Meridian社が開発したMLP等の入力に含まれる複数の信号の夫々の圧縮方式を判別し、音声信号デコーダ装置15の上記動作を制御するとともに圧縮音声選択回路17の上記動作を制御する。

著作権管理情報の検出回路18にはデジタル信号分割回路12の出力信号が入力され、圧縮映像信号の著作権を管理するCGMS(Copy Generation Management System)、インターネットへの再送信を禁止するBroadcast Flag、HDDへの一時記録条件等の著作権管理情報が検出される。双方向通信回路20には上記の著作権管理情報とマルチ映像信号デコーダ装置13で検出されたLCDやPDP等のデジタルディスプレイ装置の高画質化に役立つ画素数、アスペクトレシオ等の情報も入力され、機器間通信端子5経由で接続されたTV21に上記の情報を伝達する。

特にTV21の中にはHDDレコーダを搭載する製品もありえ、デジタル信号合成装置19経由の信号をMPEG2やH.264AVCで再圧縮して記録することにも対応するため、ホームネットワーク中継装置１は上記の著作権管理情報であるCGMS、暗号化記録を義務つけるBroadcast Flag、Copy Neverの映像信号だが一時保持を許可する映像信号の保持時間仕様等を双方向通信回路20経由でTV21に伝送する。

暗号化機能を含むデジタル信号合成装置19には映像信号デコーダ装置13、音声信号デコーダ装置15、圧縮音声選択回路17、著作権管理情報検出回路18からの出力信号が入力され、これらの信号がデジタル信号合成装置19で合成され、更に暗号化された後にデジタル信号出力端子4から出力される。HDMI規格の場合は、デジタル信号合成装置19の暗号化としてHDCP規格が採用され、双方向通信回路20の機器間通信端子5とデジタル信号合成装置19のデジタル信号出力端子４は一体のコネクターで構成される。
双方向通信回路20は双方向の通信機能を持ち、機器間通信端子５に接続されたTV21と通信を行い、TV21が双方向通信回路20を経由し映像信号デコーダ装置13を制御し、映像信号デコーダ装置13の出力映像信号のビデオフォーマットをTV21と相性の良いフォーマットに選択できるよう映像信号デコーダ装置13を構成することもできる。同様にTV21から音声信号デコーダ装置15や圧縮音声選択回路17を制御できるように構成し、TV21が伸長可能な圧縮方式の圧縮音声の選択や、TV21が搭載するスピーカシステムに好適な音声信号をデコードすることもできる。

例えば、TV21のディスプレイが画素数1920（水平）X1080（垂直）のPDPかLCDであり、信号選択回路9の出力映像信号の画素数が1920X1080でフレームレートが60Iのテレシネで作成された映像信号の場合は、マルチ映像信号デコーダ装置13では画素数変換を行わず、フレームレートを24Pに選択し、TV21でこの24Pを48Pあるいは72Pに変換することで最も好ましい画質を実現できる。

TV21のディスプレイが960(水平)X540(垂直)のLCDであり、信号選択回路9の出力映像信号の画素数が上記と同様の場合は、マルチ映像信号デコーダ装置13で1920を960に、1080を540に画素数変換し、フレームレートをTV21が対応可能な24Pあるいは48Pへ変換してTV21に伝送すればよい。

TV21がDolbyAC3やDTS++の簡易デコーダを内蔵する場合は、双方向通信回路20経由で内蔵デコーダの種類を把握し、この情報が圧縮音声選択回路17を制御しTV21が内蔵するデコーダと同じ圧縮方式の圧縮音声信号をデジタル信号合成装置19経由でTV21に伝送する。

デジタル信号合成装置19はHDMI&HDCP規格に代表されるが、TV21には暗号仕様であるHDCPへの対応が不充分な製品が予想される。このような場合、ユーザにはどちらの製品が悪いのか区別がつきにくいので、ホームネットワーク中継装置1はデジタル信号合成装置19の映像信号の画素数を映像信号デコーダ装置13で960X540あるいは704X480程度の著作権者が許容する画素数に制限するとともにHDCP等の暗号をはずしてTV21に出力するモードを持つこともできる。

ホームネットワーク中継装置1にはコンテンツ配布媒体対応の暗号解読と無線伝送されるコンテンツ対応の暗号解読の２系統の暗号解読システムが必要であり、本発明の図2の実施例においては、第1及び第2の信号処理装置の中にそれぞれ対応する暗号解読回路を内臓する構成としている。コンテンツ配布媒体に採用される暗号はCSS(56bit)やCPRM(56bit)、AACS(128bit)であり、無線伝送コンテンツに採用される暗号もAES(128bit)やDRM(Digital Rights Management)であり解読に必要なCPUシステムはほとんど同じ128bit暗号対応のハードウエアで構成でき、夫々の暗号に対しファームウエアを切り替えることでこれらの暗号全てに対応できる。したがって、共通の暗号解読回路を独立して設け、暗号解読回路を除いたそれぞれ第1、第2の信号処理装置からの出力を入力し、マルチドライブ装置6が駆動中は、共通の暗号解読システムは装置6からの信号の暗号解読を行い、装置6が駆動していない時は映像情報受信端子３で受信された信号の暗号解読を行なうように、制御回路10からの信号により自動的に切り替えることもできる。この暗号解読後の出力信号を信号選択回路9に出力することにより、図2と同じ処理を実現できる、
映像情報受信端子3に無線伝送される映像情報としては、新規のVODサービスに対応したSTBで受信され、IEEE802.11＆DTCP-IP仕様等で再送信されるMPEG2やH.264AVC等で圧縮された映画情報や、PCや携帯電話でダウンロードあるいは受信されるDRM等で保護され、VC-1やH.264AVC等で圧縮されたTV番組やCinema NowやMovie Stream等の映画情報がIEEE802.11＆DTCP-IP仕様で再送信される映画情報等が想定される。

図3は、図2の実施例のデジタル信号出力端子4に加えて、アナログ映像出力端子、及びアナログ音声出力端子を備えた他のホームネットワーク中継装置の一実施例の構成を示したものである。３０はアナログ映像出力端子、３１はアナログ音声出力端子、３２は著作権管理情報付加回路、その他は図2に示す回路と同じ機能を有すもので、１００はホームネットワーク中継装置である。

図3では、映像信号デコーダ装置１３の出力映像信号、音声信号デコード装置１５の音声信号出力、及び著作権管理情報検出回路18で検出した著作権管理情報が著作権管理情報付加回路３２に入力され、著作権管理情報が付加された後にアナログ映像信号出力端子３０、アナログ音声信号出力端子３１からビデオ信号、音声信号がＴＶに出力される。著作権管理情報検出回路１８で検出された著作権管理情報ＣＧＭＳがコピー禁止の場合には、著作権管理情報付加回路３２においてマクロビジョン信号やＣＧＭＳ−Ａ信号を付加して出力する。この図3に示すホームネットワーク中継装置により、ＤＶＩ，ＨＤＭＩ規格のデジタルインターフェースを持たない既存ＴＶにも所望の映像情報を映出できる。

図4は、無線伝送される映像情報の受信端子３に加え、有線接続の端子を有す他のホームネットワーク中継装置の一実施例の構成を示したものである。３３はIEEE1394&DTCP端子、３４は暗号解読機能を含む第3の信号処理装置、３５は信号選択回路、３６は信号選択回路３５を制御する制御回路、その他は図２，３に示す回路と同じ機能を有すもので、２００はホームネットワーク中継装置である。

図４では、無線の映像受信端子３に加えてIEEE1394&DTCP端子３３を設けることにより、無線接続を有さない機器からの情報も受信でき、ユーザ入力端子１１からのユーザの入力信号の選択意思情報に従い、第3の信号処理装置３４で復調やエラー訂正や暗号解読された映像情報、音声情報や著作権管理情報を含むデータが取り出され、信号選択回路３５でこれらのデータが選択される。信号選択回路３５で選択されたこれらの出力データは、デジタル信号処理回路１２に入力され、図2で説明した前記所定の処理を行った後、デジタル信号合成装置１９の出力がデジタル信号出力端子４からＴＶに映出される。

以上、本発明によれば、家庭内で無線伝送される新規格の暗号化された映像情報を受信及び暗号解読する機能をコストパフォーマンス良く次世代DVDプレーヤに搭載することで、既存の高級TVに上記新規格の無線映像情報を映出でき、ユーザの費用負担の低減、著作権者の要求する著作権の保護仕様の維持及びメーカに必要な次世代DVDの付加価値を同時に実現できる。

以上、本発明によれば、近未来に利用可能となる新映像圧縮技術や新著作権保護技術を採用する新コンテンツ配布媒体を再生できる次世代DVDプレーヤに、有料放送やインターネット経由の新映像圧縮技術や新著作権保護技術採用の映画サービスを受信し、提供する機器から無線伝送された新映像圧縮及び暗号化された映像情報を受信できる機能、及び再生あるいは受信映像情報を解読及び映像伸長した後、既存の暗号化を施しTVに既存のデジタル接続規格で接続できるホームネットワーク中継装置を提供することができ、ユーザは本発明を採用した新DVDプレーヤを購入するだけで、近未来に登場するほとんど全ての新映像情報を既存のTVに映出して楽しむことができる。

以上、本発明によれば、ユーザはホームネットワーク中継機能を搭載した次世代ＤＶＤプレーヤを購入するだけで、次世代コンテンツ配布媒体に記録された映像情報と新しい無線技術で伝送される映像情報を既存のTVに映出できる。

以上、本発明によれば、次世代規格のコンテンツ配布媒体からの映像情報及び新規格の無線経由で伝送される映像情報の両方をTVに映出させるホームネットワーク中継装置をコストパフォーマンス良く実現できる。

本発明のホームネットワーク中継装置と既存のTVの接続の実施例を示す図。本発明のホームネットワーク中継装置の構成例を示す図。本発明のアナログ出力端子を具備した他のホームネットワーク中継装置の構成例を示す図。本発明の有線接続の端子を具備した他のホームネットワーク中継装置の構成例を示す図。

符号の説明

１・・・ホームネットワーク中継装置、２・・・コンテンツ配布媒体、３・・・映像情報受信端子、４・・・デジタル信号出力端子、５・・・機器間通信端子、６・・・マルチドライブ装置、７・・・第1の信号処理装置、8・・・第2の信号処理装置、9・・・信号選択回路、10・・・制御回路、11・・・ユーザ入力端子、12・・・デジタル信号分割回路、13・・・マルチ映像信号デコーダ装置、14・・・圧縮方式判別回路、15・・・マルチ音声信号デコーダ装置、16・・・圧縮方式判別回路、17・・・圧縮音声選択回路、18・・・著作権管理情報検出回路、19・・・デジタル信号合成装置、20・・・双方向通信回路、21・・・TV、30・・・アナログ映像信号出力端子、3１・・・アナログ音声信号出力端子、3２・・・著作権管理情報付加回路、33・・・IEEE1394&DTCP端子、34・・・第3の信号処理装置

Claims

第1のデジタル信号を再生する再生回路と、
第2のデジタル信号を無線で入力する無線入力回路と、
前記第1又は第2のデジタル信号から著作権管理情報を検出する著作権管理情報検出回路と、
前記検出された著作権管理情報を前記第1又は第2のデジタル信号に付加して他の機器へ出力する出力回路と、
を備えたことを特徴とするデジタル信号処理装置。
請求項１記載のデジタル信号処理装置において、
前記再生回路により再生された第1のデジタル信号及び前記無線入力回路により入力された第2のデジタル信号を選択する選択回路を備え、
前記著作権情報検出回路は、前記選択されたデジタル信号から著作権管理情報を検出することを特徴とするデジタル信号処理装置。
第1の圧縮デジタル信号を再生する再生回路と、
第2の圧縮デジタル信号を無線で入力する無線入力回路と、
前記再生回路により再生された第1の圧縮デジタル信号又は前記無線入力回路により入力された第2の圧縮デジタル信号を選択する選択回路と、
前記選択された圧縮デジタル信号から著作権管理情報を検出する著作権管理情報検出回路と、
前記選択された圧縮デジタル信号を伸張する伸張回路と、
前記伸張されたデジタル信号に前記検出された著作権管理情報を付加して他の機器へ出力する出力回路と、
を備えたことを特徴とするデジタル信号処理装置。
請求項３記載のデジタル信号処理装置において、
前記伸張されたデジタル信号に前記検出された著作権管理情報を付加して他の機器へ出力するとともに前記他の機器からの入力も可能にする入出力回路を備えたことを特徴とするデジタル信号処理装置。
請求項４記載のデジタル信号処理装置において、
前記入出力回路は、前記伸張回路によって伸張されるデジタル信号の画素数又はフレームレートを前記他の機器に対応するように前記伸張回路を自動制御することを特徴とするデジタル信号処理装置。
請求項３記載のデジタル信号処理装置において、
前記第１の圧縮デジタル信号は、暗号化された第１の圧縮デジタル信号であって、
前記第２の圧縮デジタル信号は、暗号化された第２の圧縮デジタル信号であって、
前記再生回路により再生された、暗号化された第１の圧縮デジタル信号を復号化する第１の信号処理回路と、
前記無線入力回路により入力された、暗号化された第２の圧縮デジタル信号を復号化する第２の信号処理回路と、を備え、
前記選択回路は、前記第１の信号処理回路又は第２の信号処理回路により復号化された第１の圧縮デジタル信号又は第２の圧縮デジタル信号の内の１つの圧縮デジタル信号を選択することを特徴とするデジタル信号処理装置。
請求項１乃至６記載のデジタル信号処理装置において、
前記著作権管理情報検出回路によって検出された著作権管理情報を用いて前記出力回路によって他の機器へ出力されるデジタル信号の著作権を管理することで、著作権者の利益に資することを特徴とするデジタル信号処理装置。
請求項５記載のデジタル信号処理装置において、
前記著作権管理情報検出回路によって検出された著作権管理情報を用いて前記出力回路及び前記入出力回路によって他の機器へ出力されるデジタル信号の著作権を管理することで、著作権者の利益に資するとともに、
前記伸張回路により伸張されるデジタル信号の画素数又はフレームレートを前記他の機器に対応するように前期伸張回路を前記入出力回路が自動制御することで、ユーザの利益に資する、
ことを特徴とするデジタル信号処理装置。
請求項１乃至８記載のデジタル信号処理装置であって、
前記デジタル信号処理装置はホームネットワークの中継装置として用いられることを特徴とするデジタル信号処理装置。