JP2006295308A - 画像表示システム - Google Patents

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Abstract

【課題】 コンテンツ保護が掛かった画像とコンテンツ保護の掛かっていない既知の画像とを領域分割合成した画像を再出力する際、コンテンツ保護の掛かっていない既知の画像の変換状況に基づきコンテンツ保護が掛かった画像のスクランブルを不正に解除されてしまう可能性がある。
【解決手段】 コンテンツ保護が必要な画像データに対してのみスクランブルを掛け、どの画素にスクランブルが施されたかを表示装置に通知する。或いはウィンドウ毎に個別の異なるスクランブルを掛け、何れの画素にどの様なスクランブルが施されたかを通知する。
【選択図】 図1

Description

本発明は、画像表示システムに関し、詳しくはマルチ画面表示におけるコンテンツ保護のための画像データのスクランブル処理に関する。
近年、録画装置や放送、TVモニター等のAV機器に於いて、高精細化とともに、デジタル化が進んでいる。その結果、著作権の伴うコンテンツに対する違法コピーが問題視され、何等かのプロテクション機能が用いられる様に成って来た。例えばデジタル放送用チューナーやHD録画装置からTVモニターへの画像出力は、HDMI(High−Definition multimedia Interface)と呼ばれるコンテンツ保護機能を有するデジタルI/Fが用いられ始めた。又、画像入力処理部と表示装置本体を別筐体とし、画像入力処理部から表示装置本体への画像伝送を行なう機種に於いては、画像伝送についても何等かのコンテンツ保護が求められる。
TVモニターはこのHDMIにて入力された画像データを表示するが、その際、複数のビデオ入力ソースを受け、それぞれ任意のサイズにスケーリングした上で、両者を同時に1つの画面上に表示するマルチウインドウ表示が可能な機種もある。下記特許文献1には、画像入力処理部にてプロテクションが掛かった画像とプロテクションの必要が無い画像をマルチ画合成して、表示装置本体へ画像伝送を行なう場合のコンテンツ保護を行なう事が開示されている。これは、プロテクションが掛かった画像とプロテクションの必要が無い画像をマルチ画合成して表示装置本体へ画像伝送を行なう場合には、プロテクションを施してから出力すると言うものである。
特開2000−217079号公報
しかし、プロテクションが掛かった画像と共に、画像データの画素データ値が予め判っている画像ソース、例えばテストチャート等のプロテクションの掛かっていない画像をマルチ画合成させた場合、既知の画像データつまりテストチャートの画像データが、どの様なデータに変換されているかを解析する事により、元々プロテクションが掛かった画像のスクランブル方法が判ってしまう。一般的に、機器間の認証処理に於いては充分な暗号化処理が為されているが、リアルタイムで大量のデータ伝送が要求される非圧縮画像データに対しては、複雑なスクランブル処理は不可能である。よって、この様に既知の画像データがどの様なデータに変換されているかを解析することにより、違法なスクランブル解除が可能となる。
具体的には、ウインドウサイズをユーザーが任意に設定可能なシステムの場合、図3に示す様にプロテクションが掛かった画像(a)をほんの僅か(例えば99%)程度縮小し、その背後に1画素ずつ画像データの値がインクリメントされる様なランプ波形を配置した場合を考える。この合成された画像を出力させ、先頭のラインに於いてスクランブルの掛かった画像データをアドレス値として順次インクリメントしたデータをメモリーに記憶させる。するとメモリーのアドレスとデータの関係は、スクランブルデータとオリジナルデータの関係と成り、スクランブル解除用データテーブルと成ってしまう。
これ以降のラインに於ける画像データは、このデータテーブルを逐一参照して置換すれば全てのスクランブルが解除されてしまい、コンテンツ保護を要する画像(a)のスクランブルも解除される。このとき、数フレームおきにスクランブル方法を更新する場合であったとしても、1フレーム毎にスクランブル解除用データテーブルを作る事によりスクランブル解除が可能となる。
本発明は、コンテンツ保護が必要な画像データに対してのみスクランブルを掛け、或いはウィンドウ毎に異なるのスクランブルを掛け、どの画素にどの様なスクランブルが施されたかを別途伝える様にしたものである。そしてスクランブルが施された画素を伝達する方法としては、スクランブルが施された矩形エリアの対角位置の座標情報をブランキング期間にコントロールコードで伝えるか、或いは1画素ごとにスクランブルの有無を示す1ビット信号を付加する。
即ち、本発明は、複数の映像ソースに基づく画像を合成して表示装置に表示させる画像制御装置であって、
コンテンツ保護がなされた第1の映像ソースとコンテンツ保護のなされていない第2の映像ソースとを入力する入力部と、
該第1の映像ソースと該第2の映像ソースとから合成画像データを生成する画像合成部と、
該第1の映像ソースに基づく合成画像の表示部分に対応する該合成画像データにはスクランブル処理を施し、
該第2の映像ソースに基づく合成画像の表示部分に対応する該合成画像データにはスクランブル処理を施さない、または第1の映像ソースに対して施されたスクランブル処理とは異なるスクラングル処理を施すスクランブル処理部と、
該合成画像データを出力する出力部とを有することを特徴とする。
コンテンツ保護が掛かった画像とコンテンツ保護の掛かっていない既知の画像とを領域分割合成した画像を画像制御装置が再出力する際に、コンテンツ保護が必要な画像データに対してのみスクランブルを掛けると共にどの画素にスクランブルが施されたかの情報を別途表示装置に伝える事により、或いはそれぞれの領域ごとに個別にスクランブルを掛けるととも何れの画素にどの様なスクランブルキーを用いたかの情報を別途伝える事により、コンテンツ保護が掛かった画像のスクランブルの不正解除を防ぐ事が出来る。
[実施形態1]
図1は実施形態1の画像制御装置のブロック図であり、図2は、画像制御装置にケーブル等を介して接続される表示装置のブロック図である。
図1に於いて、複数の映像ソースから、第1のHDMI入力端子10と第2のHDMI入力端子20に入力されたHDMI信号は、それぞれ入力部である第1のTMDS(Transition−Minimized Differential Signaling)レシーバー11と第2のTMDSレシーバー21で受信され、それぞれ画像データと音声データとに分離されて出力される。画像データは第1の暗号復号ブロック12及び第2の暗号復号ブロック22にて必要に応じてスクランブルを解くとともに、スクランブル領域情報を画像制御CPU40に伝える。又、第1のTMDSレシーバー11と第2のTMDSレシーバー21でパケット化されて受信した音声データはシリアルデータ化され、切り替えSW144に送られる。第1の暗号復号ブロック12及び第2の暗号復号ブロック22にてスクランブルを解かれた画像データは、それぞれ第1の解像度変換ブロック13と第2の解像度変換ブロック23に於いて、画像制御CPU40から指示により拡大/縮小処理が為された後、画像合成部46にてマルチ画合成が為され合成画像データが生成される。合成画像データは、スクランブル処理部47にて画像制御CPU40の指示に応じてスクランブル処理が為された上でTMDSトランスミッター48に入力される。又、画像制御CPU40から指示により、音声選択部144にて選択された音声データもTMDSトランスミッター48に入力される。TMDSトランスミッター48では画像データと音声データをエンコードし、この出力は伝送出力端子49より表示装置に伝送される。
次に、表示装置について説明する。図2に於いて、画像制御装置からの伝送信号は、伝送入力端子50に入力され表示入力部であるTMDSレシーバー51にて受信する。画像データは第3の暗号復号ブロック52にて必要に応じてスクランブルを解くとともに、スクランブル領域情報を表示CPU70に伝え、音声データは音声データ復号器152に送られる。第3の暗号復号ブロック52からの出力は表示処理ブロック58にて表示部60に描画すべく処理を施した上で表示部60に対して再伝送画像として出力される。音声データ復号器152からの出力も音声処理ブロック158にて音声再生すべく処理を施され、不図示の音声再生器に出力される。
さて、図1の第1のHDMI入力端子10と第2のHDMI入力端子20から入力されたHDMI信号の内一方のみが、例えば第1のHDMI入力端子10から入力された信号のみプロテクションの施されていた場合、画像制御CPU40は画像合成部46にてマルチ画合成が為された表示画像の内の、第1のHDMI入力端子10からの表示部分に対してのみスクランブルを施す指示を、暗号化ブロック47に対して発するとともに、TMDSトランスミッター48からスクランブルの施されたエリアを示すスクランブル領域情報をコントロールコードにて伝える。このコントロールコードは、非有効画像期間にのみ伝送出来る信号であり、被スクランブルエリアの左上と右下に相当する対角画素アドレスにて垂直ブランキング期間にコントロールコードとして伝える。即ち、所定フレームごとにスクランブル領域情報が通知される。例えば、1フレーム(インターレース走査の場合は1フィールド)の開始時点に、これに続く画像データのスクランブル領域を伝えることができる。例えば図3(c)の場合であれば、左上すなわち始点95のX,Y座標と、右下すなわち終点96のX,Y座標を伝える。或いは、始点95のX,Y座標と、そこから水平/垂直2方向の画素数を伝達するものでも良い。また、本実施形態では、スクランブル処理を施す領域を指定したスクランブル領域情報を表示装置に通知したが、逆にスクランブル処理を施さない領域を指定した非スクランブル領域情報を表示装置に通知してもよい。
当然ながら全画面にスクランブルを施す必要の有る時は、全画面がスクランブル領域と成る始点/終点アドレスを送付する。また、全画面が全くスクランブルを施す必要の無い画像である場合には、始点/終点アドレスともに(0、0)を送付する。
音声データは、第1のHDMI入力端子10、第2のHDMI入力端子20、何れの端子から入力された音声を再生するかをCPU40が判断し、音声選択部である切り替えSW144を制御する。そして切り替えSW144が選択した音声データはコピー制限情報等が付加されたままTMDSトランスミッター48に送られ、パケット化した後暗号化ブロック47からの画像データ及び前述のコントロールコードと共に伝送出力端子49より表示装置に伝送される。
これを受信した図2の表示装置は、表示CPU70にて暗号復号の指示を暗号復号ブロック52に対して発し、コントロールコードにて示された2つのアドレスに囲まれた矩形領域をスクランブル範囲として適宜スクランブル解除処理を行う。
尚、スクランブル領域の伝達は、一垂直期間毎に行なうものであっても、変更が生じた時にのみ行なうものであっても良い。或いは定期的に、例えば128フレーム毎に行なうものであっても良い。
以上、第1のHDMI入力端子10及び第2のHDMI入力端子20から入力される場合について説明して来たが、本発明はHDMI入力の映像ソースに限定されるものでは無い。例えばスクランブル放送の様なプロテクションが掛かった放送用チューナからの信号や、DVD等のパッケージソフトからの再生信号に対しても同様である。
[実施形態2]
実施形態2は、スクランブル領域の表示装置への通知方法が、実施形態1と異なる。図4は、TMDSトランスミッター48から出力される合成画像データの出力タイミングを示すタイミングチャートである。同図(a)は水平同期信号、(b)はイネーブル信号、(c)は画像データ、そして(d)がスクランブル領域を伝えるコントロールコードのタイミングを示している。このコードは、水平方向のアドレスのみを示すものであり、そのラインでのスクランブル開始位置と終了位置とを、各走査ごとに伝える。
或いはスクランブル開始位置と終点までの画素数を、各走査ごとに伝えるものでも良い。
いずれの場合も、スクランブルが不要のラインには始点/終点ともに“0”を伝える。
[実施形態3]
実施形態3の画像制御装置のブロック図を図5に、表示装置のブロック図を図6に、それぞれ示す。
画像制御装置に於ける画像データに関する処理は、第1、第2の解像度変換ブロック13、23による拡大/縮小処理までは、実施形態1及び2と同じである。第1、第2の解像度変換ブロック13、23の出力データは、スクランブル処理部である第1系統用暗号化ブロック17及び第2系統用暗号化ブロック27にて、それぞれ独立して互いに異なる暗号キーにてスクランブル処理が施される。各々スクランブル処理された画像データは、画像合成部46にてマルチ画合成されてからTMDSトランスミッター48に送られる。
一方、第1、第2のTMDSレシーバー11、12からの音声データは、それぞれ第1の音声復号ブロック112と第2の音声復号ブロック122にて一旦復号された後、音量調整部である第1のアッテネータ113及び第2のアッテネータ123にて、画像制御CPU40の指示に従ってそれぞれ音量調整が為され、音声混合部146にてミックスされる。そして音声処理部としての音声用エンコーダ147にてコピー制限情報の付加等、音声用コンテンツ保護処理が為され、TMDSトランスミッター48に送られる。TMDSトランスミッター48は、この音声データと前述の合成画像データ、画像制御CPU40からのスクランブル領域情報を含んだコントロールコードと共にエンコードし、は伝送出力端子49より表示装置に伝送される。
この時のコントロールコードに於けるスクランブル領域情報の伝達方法を、図7のマルチ画合成例を用いて説明する。今、図3と様に画像90と画像92がそれぞれ縮小され、画像92が上側に配置されるように合成されているとする。この場合、画像92の画像の始点アドレスは97であり、この指定方法は実施形態1の場合と同じである。一方、下側に配置された画像90の画像の終点アドレスは、上側に配置されたと仮定した場合の終点アドレス座標98を用いる。そして画像90が上位レイヤーである旨の情報も併せて伝える。
表示装置は、この様な2種類の異なるスクランブルキーにて個別に暗号化処理が為された画像データに対応すべく、図6の様に2系統の暗号復号ブロック52、62を備え、コントロールコードに於けるスクランブル領域情報に基づきエリア毎に切り換えSW56を切り換える事で対応する。
次に、画像制御CPU40が第1のアッテネータ113、第2のアッテネータ123に対して指示するアッテネート量についてであるが、画像制御CPU40は、どちらの画像がメイン画像であるかをウインドウサイズ若しくはレイヤーの上下をもって判断して、メイン画像に対応する音声を主とし他方のサブ画像に対応する音声を副として決定する。図7で示した表示例であれば、画像90に対応する音声を主音声とし、これに画像92に対応する音声を副音声として、主音声より小音量で主音声にミックスさせる。
[実施形態4]
実施形態4の画像制御装置のブロック図を図8に示す。同図に於いて図1並びに図5示した回路ブロックと同等のものには同じ番号が付されている。実施形態1〜3との相違点は、表示装置への伝送方式がLVDS(Low−Voltage Differential Signaling)伝送を用いる点である。TMDSは、イネーブル期間には画像データのみを、非イネーブル期間にはコントロールコード若しくは音声データのみを伝送するが、LVDSの場合にはその様な制約は無い。図9はLVDSにて表示装置に伝送される合成画像データの出力タイミングを示し、同図(a)は水平同期信号、(b)はイネーブル信号、(c)は合成画像データのタイミングである。そして(c)に示されるように、スクランブル領域を指定するコード97が、水平ブランキング期間の画像データに重畳されて伝送される。
このコードも実施形態2同様、水平方向のアドレスのみを示すものであり、そのラインでのスクランブル開始位置と終了位置とを、各フレーム走査ごとに伝える。そしてこの場合にも、スクランブルが不要のラインには始点/終点ともに“0”を伝える。
[実施形態5]
図10は実施形態5における画像制御装置のブロック図であり、図1、図5、図8に示したブロック図と同等の機能を有する構成には同一の番号が付されている。実施形態1〜4との相違点は、OSD(On−Screen Display)発生器35が追加されている点である。
OSD発生器35は画像制御CPU40の指示により、画像合成部46に対し画面表示用キャラクタ信号を発生する。画像合成部46では画素ごとにスクランブルを施すべきか否かを示す判定情報としてのスクランブル信号を付加して、スクランブル処理部47に出力する。スクランブル処理部47では、スクランブル信号の指示に基づき画素ごとにスクランブル処理を掛け、次段のLVDSトランスミッター481から表示装置に対し、合成画像データと水平/垂直同期信号、スクランブル領域情報としてのスクランブル信号を出力する。
この時の表示画像と各信号のタイミングの関係を表したものが図11である。合成表示画像は、コンテンツ保護の不要な画像エリア91、コンテンツ保護を要する画像エリア90、及び重ねられたOSD93とからなる。この表示画像上点線100で示したライン上の画素では、(a)〜(c)で示されるようなタイミングで各々水平同期信号、イネーブル信号、スクランブル信号が入力されている。同様に、点線200で示したライン上の画素では、(d)〜(f)で示されるようなタイミングで、各々水平同期信号、イネーブル信号、スクランブル信号が入力されている。
点線100に示す様なスクランブル不要のライン上の画素には、(c)で示すように何れの画素に対してもスクランブル処理はなされないが、点線200に示す様なスクランブル処理が必要なライン上の画素では、(f)で示されるように、画素単位でスクランブル処理の有無を示す判定情報がスクランブル領域情報に含まれる。
(f)において、t1は有効画像範囲がスタートするタイミングで、t2はスクランブル不要画像からスクランブル必要画像への切り替わりタイミング、t3からt4はOSD表示部分に相当するタイミング、t5は有効画像範囲が終了するタイミングを表している。この様にスクランブル処理が必要なt2からt5までの期間の内、OSDが重ねられていない画素に対してのみ、スクランブル処理が為されスクランブル信号が“H”と成る。
実施形態1の画像制御装置のブロック図 実施形態1の表示装置のブロック図 実施形態1の再伝送画像の表示例 実施形態2の再伝送画像データのタイミングチャート 実施形態3の画像制御装置のブロック図 実施形態3の表示装置のブロック図 実施形態3の再伝送画像の表示例 実施形態4の画像制御装置のブロック図 実施形態4の再送出画像データのタイミングチャート 実施形態5の画像制御装置のブロック図 実施形態5の再伝送画像の表示例及び再伝送画像データのタイミングチャート
符号の説明
10、20 HDMI入力端子
11、21、51 TMDSレシーバー
12、22、52、62 暗号復号ブロック
13、23 解像度変換ブロック
17、27、47 画像暗号化ブロック
35 OSD発生器
40 画像入力処理部CPU
46 画面合成ブロック
48、481 伝送用トランスミッター
49 伝送出力端子
50 伝送入力端子
56 画像信号切り換えSW
112、122、152 音声復号器
113、123 アッテネータ
144 音声切り換えSW
146 音声用加算器
147 音声用エンコーダ

Claims (17)

  1. 複数の映像ソースに基づく画像を合成して表示装置に表示させる画像制御装置であって、
    コンテンツ保護がなされた第1の映像ソースとコンテンツ保護のなされていない第2の映像ソースとを入力する入力部と、
    該第1の映像ソースと該第2の映像ソースとから合成画像データを生成する画像合成部と、
    該第1の映像ソースに基づく合成画像の表示部分に対応する該合成画像データにはスクランブル処理を施し、
    該第2の映像ソースに基づく合成画像の表示部分に対応する該合成画像データにはスクランブル処理を施さないスクランブル処理部と、
    該合成画像データを出力する出力部とを有することを特徴とする画像制御装置。
  2. 複数の映像ソースに基づく画像を合成した合成画像データに基づいて画像を表示する表示装置であって、
    該合成画像データを入力する表示入力部と、
    該合成画像を表示する表示部とを有し、
    該合成画像データは、スクランブル処理がなされた第1の映像ソースとスクランブル処理のなされていない第2の映像ソースとから生成され、
    該第1の映像ソースに基づく合成画像の表示部分に対応する該合成画像データにはデスクランブル処理を施こし、
    該第2の映像ソースに基づく合成画像の表示部分に対応する該合成画像データにはデスクランブル処理を施さないことを特徴とする表示装置。
  3. 前記画像制御装置は、前記スクランブル処理を施す領域を指定したスクランブル領域情報を前記表示装置に通知するスクランブル領域情報伝達手段を有する請求項1記載の画像制御装置。
  4. 前記画像制御装置は、前記スクランブル処理を施していない領域を指定した非スクランブル領域情報を前記表示装置に通知するスクランブル領域情報伝達手段を有する請求項1記載の画像制御装置。
  5. 前記スクランブル領域は矩形であり、前記スクランブル領域情報は該矩形の対角位置の座標を含む請求項3記載の画像制御装置。
  6. 前記スクランブル領域情報は、表示レイアウトが変更された際に通知される請求項3記載の画像制御装置。
  7. 前記スクランブル領域情報は、所定数のフレームごとに通知される請求項3記載の画像制御装置。
  8. 前記スクランブル領域情報は、各画素ごとに前記スクランブル処理が施されているか否かの判別情報を含み、各画素の画像データと共に通知される請求項3記載の画像制御装置。
  9. 前記画像制御装置は、OSD発生器を有し、OSD表示部に対しては前記スクランブル処理を施さない請求項7記載の画像制御装置。
  10. 前記画像制御装置は、前記第1と第2の映像ソースのうち、主となる映像ソースに付随した音声データを選択する音声選択部と、
    前記選択された音声データにコピー制限処理を施す音声処理部と
    を有する請求項1記載の画像制御装置。
  11. 前記画像制御装置は、前記第1と第2の映像ソースのうち、主と成る映像ソースに付随した音声データに従たる映像ソースに付随した音声データを所定の割合で混合する音声混合部と、
    前記混合された音声データにコピー制限処理を施す音声処理部と、
    前記音声データを混合する所定の割合を変化させる音量調整部と
    を有する請求項1記載の画像制御装置。
  12. 前記主と成る映像ソースは、前記表示部分の面積に基づいて選択される、請求項10ないし11記載の画像制御装置。
  13. 前記主と成る映像ソースは、前記表示部分の重なり状態に基づいて選択される、請求項10ないし11記載の画像制御装置。
  14. 複数の映像ソースに基づく画像を合成した合成画像データを出力する画像制御装置と、該合成画像データに基づいて合成画像を表示する表示装置とからなる画像表示システムであって、
    該画像制御装置は、コンテンツ保護がなされた第1の映像ソースとコンテンツ保護のなされていない第2の映像ソースとを入力する入力部と、
    該第1の映像ソースと該第2の映像ソースとから該合成画像データを生成する画像合成部と、
    該第1の映像ソースに基づく合成画像の表示部分に対応する該合成画像データにはスクランブル処理を施し、該第2の映像ソースに基づく合成画像の表示部分に対応する該合成画像データにはスクランブル処理を施さないスクランブル処理部と、
    該合成画像データを出力する出力部とを有し、
    該表示装置は、該合成画像データを入力する表示入力部と、
    該第1の映像ソースに基づく合成画像の表示部分に対応する該合成画像データにはデスクランブル処理を施こし、該合成画像を表示する表示部
    とからなることを特徴とする画像表示システム。
  15. 複数の映像ソースに基づく画像を合成して表示装置に表示させる画像制御装置であって、
    コンテンツ保護がなされた第1の映像ソースとコンテンツ保護のなされていない第2の映像ソースとを入力する入力部と、
    該第1の映像ソースと該第2の映像ソースとから合成画像データを生成する画像合成部と、
    該第1の映像ソースに基づく合成画像の表示部分に対応する該合成画像データには第1のスクランブル処理を施し、
    該第2の映像ソースに基づく合成画像の表示部分に対応する該合成画像データには該第1のスクランブル処理とは異なる第2のスクランブル処理を施すスクランブル処理部と、
    該合成画像データを出力する出力部とを有することを特徴とする画像制御装置。
  16. 複数の映像ソースに基づく画像を合成した合成画像データに基づいて画像を表示する表示装置であって、
    該合成画像データを入力する表示入力部と、
    該合成画像を表示する表示部とを有し、
    該合成画像データは、第1のスクランブル処理がなされた第1の映像ソースと第2のスクランブル処理がなされた第2の映像ソースとから生成され、
    第1の映像ソースに基づく合成画像の表示部分に対応する該合成画像データには第1のデスクランブル処理を施し、該第2の映像ソースに基づく合成画像の表示部分に対応する該合成画像データには第2のデスクランブル処理を施すことを特徴とする表示装置。
  17. 複数の映像ソースに基づく画像を合成して表示装置に表示させる画像制御装置の制御方法であって、
    コンテンツ保護がなされた第1の映像ソースとコンテンツ保護のなされていない第2の映像ソースとを入力するステップと、
    該第1の映像ソースと該第2の映像ソースとから合成画像データを生成するステップと、
    該第1の映像ソースに基づく合成画像の表示部分に対応する該合成画像データにはスクランブル処理を施し、
    該第2の映像ソースに基づく合成画像の表示部分に対応する該合成画像データにはスクランブル処理を施さないステップと、
    該合成画像データを出力するステップとを有することを特徴とする画像制御装置の制御方法。
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