JP2008124529A - スクランブル装置、スクランブル関連情報多重化方法およびスクランブル関連情報多重化プログラム、ならびに、デスクランブル装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】スクランブル装置1は、スクランブル鍵と当該スクランブルを解除するためのスクランブル関連情報とを生成するスクランブル制御手段12と、スクランブル鍵によりトランスポートストリームを構成するパケットをスクランブルするパケットスクランブル手段11と、トランスポートストリームにスクランブル関連情報を多重化する関連情報多重化手段13と、を備え、関連情報多重化手段13が、時刻情報伝送用パケットに、スクランブル関連情報を挿入して多重化することを特徴とする。
【選択図】図1
Description
また、一方で、デジタル放送における放送番組を放送事業者側(送信側)でスクランブルし、限定した視聴者に対してのみ、その放送番組の視聴を可能にした、いわゆる限定受信方式や、番組の正しい利用条件に従う受信装置のみに放送番組の供給を可能にした権利保護方式が実現されている。
そこで、データストリームに対してスクランブル鍵によりスクランブルをかけるとともに、当該ストリームの伝送レートを増加させ、その増加分の帯域にスクランブル関連情報を多重化させることで、スクランブル鍵の更新と、スクランブル関連情報の更新とを容易に同期させる技術が開示されている(特許文献1参照)。
しかし、ワンセグサービスのような狭帯域の放送においては、スクランブル関連情報のような付加的な情報を伝送する帯域を、特許文献1のように別途確保することは非効率である。また、このような付加的な情報を伝送する帯域は、放送番組を伝送する帯域を圧迫することになり、スクランブルにより放送番組の品質を落とさなければならず好ましくない。なお、この問題は、ワンセグサービスのみならず、現状の限定受信放送においても同様に言える問題であり、貴重な伝送帯域をいかに有効活用するかが大きな課題となっている。
また、スクランブル装置は、パケットスクランブル手段によって、スクランブル鍵によりトランスポートストリームを構成するパケット(トランスポートストリームパケット)をスクランブルする。
このとき、関連情報多重化手段は、時刻情報を受信装置に送信する時刻情報伝送用パケットに、例えば、地上デジタル放送方式において、トランスポートストリームパケット(TSパケット)のデータ長である188バイト内で、スクランブル関連情報を挿入して多重化することで、時刻情報伝送用パケットの一部として、スクランブル関連情報を送出することが可能になる。また、時刻情報は、例えば、地上デジタル放送方式(ISDB−T)等、MPEG−2を用いている場合においては、PCR(Program Clock Reference)を表している。
そこで、本発明においては、時刻情報伝送用パケットにスクランブル関連情報を多重化することとした。
これによって、時刻情報伝送用パケット内にスクランブル関連情報を多重化することができる。
このスクランブル関連情報は、例えば、地上デジタル放送方式(ISDB−T)においては、共通情報であるECM(Entitlement Control Message)や、個別情報であるEMM(Entitlement Management Message)を表している。
また、スクランブル関連情報多重化方法は、遅延ステップで、スクランブル制御手段で生成されたスクランブル関連情報の出力を、遅延手段により遅延させる。
そして、スクランブル関連情報多重化方法は、パケット検出ステップで、多重化対象パケット検出手段により、トランスポートストリームから、当該トランスポートストリームを構成するパケットの一種である時刻情報伝送用パケットを検出する。
そして、スクランブル関連情報多重化方法は、多重化ステップで、多重化対象パケット検出手段で検出された時刻情報伝送用パケットに、遅延手段で遅延されたスクランブル関連情報を多重化する。
その後、スクランブル関連情報多重化プログラムは、多重化手段によって、多重化対象パケット検出手段で検出された時刻情報伝送用パケットに、遅延手段で遅延されたスクランブル関連情報を多重化する。
請求項1、請求項2、請求項7または請求項8に記載の発明によれば、スクランブル関連情報を別途帯域を確保して送出する必要がないため、伝送帯域を有効に活用することができる。また、本発明によれば、放送番組を伝送する帯域を圧迫することがないため、スクランブルによる放送番組の品質の劣化を抑えることができる。
また、例えば、ワンセグサービス等の帯域が狭い放送形態であっても、放送番組を圧迫することなく、スクランブル関連情報を送出することが可能になり、トランスポートストリームをスクランブルすることが可能になる。
また、本発明によれば、トランスポートストリームを多重化した後、再多重化する前に、あるいは、再多重化を行った後、変調を行う前に、スクランブルを行うことが可能であり、既存の多重化装置、再多重化装置等を利用したまま、スクランブル機能を追加することができる。
請求項9に記載の発明によれば、トランスポートストリームから、時刻情報伝送用パケットを検出してスクランブル関連情報を抽出することができる。これによって、固有のスクランブル関連情報用の帯域を確保する必要がない。
[スクランブル装置(第1実施形態)の構成]
まず、図1を参照して、本発明の第1実施形態に係るスクランブル装置の構成について説明を行う。図1は、本発明の第1実施形態に係るスクランブル装置の概略構成を示すブロック図である。なお、図1においては、スクランブル装置1に関連する周辺装置(プログラムエンコーダ・多重化装置2、再多重化装置3、変調装置4)を併せた送出システムSとして記載している。
なお、再多重化装置3は、スクランブル装置1でスクランブルされたTSを、階層ごとに再多重するものである場合もある。これによって、例えば1セグメントの階層のTSと12セグメントの階層のTSが1本のTSに合成される。
変調装置4は、TSを伝送路に合った変調方式により変調するものである。例えば、地上デジタル放送によりTSを配信する場合は、TSを直交周波数分割多重(OFDM:Orthogonal Frequency Division Multiplexing)方式により変調する。
また、スクランブル鍵生成手段12aは、受信装置に確実にデスクランブル鍵が配信されたのちにデスクランブルを行えるようにするため、予め現在使用するデスクランブル鍵と、その次に使用するデスクランブル鍵を、ECM生成手段12bに出力する。ここでは、それぞれのスクランブル鍵をEven鍵(偶鍵)とOdd鍵(奇鍵)を交互に使用して実現する。ここでは、例えば、Even鍵とOdd鍵を1秒ごとに交互に生成して更新する。なお、スクランブル鍵とデスクランブル鍵とは一対のものであり、スクランブルに用いる鍵をスクランブル鍵と呼び、デスクランブルに用いる鍵をデスクランブル鍵と呼ぶ。なお、対称鍵暗号系を用いる場合、スクランブル鍵とデスクランブル鍵とは同一の鍵が使用される。
ここでは、関連情報多重化手段13は、PCRパケット検出手段13aと、遅延手段13bと、多重化手段13cとを備えている。
なお、PCRパケット検出手段13aは、遅延手段13bによって、スクランブル関連情報が遅延されている間、PCRパケットの検出を行うこととする。そして、PCRパケットを検出した場合、PCRパケット検出手段13aは、PCRパケットと、当該PCRパケットを検出した旨を併せて多重化手段13cに通知する。また、PCRパケットを検出しなかった場合、PCRパケット検出手段13aは、そのまま、TSパケットを多重化手段13cに出力する。
図3に示すように、TSパケットは、188バイトの固定長であり、4バイトのヘッダ部と、可変長のアダプテーションフィールドと、可変長のペイロードとで構成されている。なお、従来、PCRを伝送する場合、TSパケットのアダプテーションフィールドは、フィールド長や、領域の有無を示すフラグを含んだ2バイトの領域と、PCR領域である6バイトの領域とを含む最小8バイト分の領域のみが利用され、TSパケットの残りの最大176バイト分の領域は利用されていない。
そこで、多重化手段13cは、図3に示すように、TSパケットのペイロードAにスクランブル関連情報を挿入する。なお、プライベート領域Bの領域にスクランブル関連情報を挿入することとしてもよい。
以上説明した図1または図4に示した構成によれば、スクランブル装置1は、複数の編成チャンネルのTSがどのように多重化されていても、個々のTSをスクランブルすることができる。また、これらの構成によれば、多重や再多重を行うサービスに対して、各TS間のタイミング関係が保持されるため、TSのタイミング管理が容易になる。
次に、図5を参照(適宜図2参照)して、スクランブル装置1の動作について説明する。図5は、本発明の第1実施形態に係るスクランブル装置の動作を示すフローチャートである。なお、ここでは、スクランブル関連情報の一例として、ECMを多重化する動作(スクランブル関連情報多重化方法)について説明する。
まず、スクランブル装置1は、スクランブル鍵生成手段12aによって、図示を省略したタイマにより所定の時間間隔(例えば、1秒)でスクランブル鍵を更新するタイミングになったか否かを判定する(ステップS1)。
ここで、スクランブル鍵を更新するタイミングになった場合(ステップS1でYes)、スクランブル装置1は、スクランブル鍵生成手段12aによってスクランブル鍵(Even鍵、または、Odd鍵)を生成し(ステップS2)、ステップS3に進む。一方、まだ、スクランブル鍵を更新するタイミングでない場合(ステップS1でNo)、スクランブル装置1は、スクランブル鍵の生成を行わずにステップS3に進む。
一方、TSパケットがスクランブル対象でない場合(ステップS3でNo)、スクランブル装置1は、スクランブルを行わずに、ステップS5に進む。
続けて、スクランブル装置1は、ECM生成手段12bによって、スクランブル鍵生成手段12aで、ECMを生成するタイミングになったか否かを判定する(ステップS5)。
ここで、ECMを生成するタイミングになった場合(ステップS5でYes)、スクランブル装置1は、ECM生成手段12bによって、予めワーク鍵生成手段12cで生成されたワーク鍵を用いて、スクランブル鍵生成手段12aで生成されたスクランブル鍵(Even鍵、Odd鍵)と、放送番組に関連する番組情報とを暗号化してECMを生成する(ステップS6)。そして、スクランブル装置1は、遅延手段13bによって、ステップS6で生成されたECMを遅延させる(ステップS7)。そして、ステップS8に進む。
一方、ECMを生成するタイミングになっていない場合(ステップS5でNo)、スクランブル装置1は、ECMの生成を行わずに、ステップS8に進む。
そして、スクランブル装置1は、PCRパケット検出手段13aによって、遅延されたECMが存在するか否かを判定する(ステップS8)。
ここで、遅延されたECMが存在する場合(ステップS8でYes)、スクランブル装置1は、PCRパケット検出手段13aによって、パケットスクランブル手段11から出力されるTSパケットがPCRパケットであるか否かを判定する(ステップS9)。
ここで、当該TSパケットがPCRパケットである場合(ステップS9でYes)、スクランブル装置1は、多重化手段13cによって、PCRパケットに、ステップS7で遅延されたECMを多重化する(ステップS10)。そして、ステップS11に進む。
一方、遅延されたECMが存在しない場合(ステップS8でNo)、または、入力されたTSパケットがPCRパケットでない場合(ステップS9でNo)、スクランブル装置1は、そのまま、ステップS11に進む。
その後、スクランブル装置1は、TSの入力が継続される場合(ステップS12でNo)、ステップS1に戻って動作を継続する。一方、TSの入力が終了した場合(ステップS12でYes)、スクランブル装置1は、動作を終了する。
以上の動作によって、スクランブル装置1は、PCRを含んだTSパケットに、ECMを多重化して、スクランブルしたTSを生成することができる。
ここで、図6を参照(適宜図2参照)して、スクランブル装置1が、図5で説明した動作において、TSにスクランブル関連情報を多重化させるタイミングについて説明する。図6は、本発明の第1実施形態に係るスクランブル装置において、TSにスクランブル関連情報を多重化させるタイミングを説明するための模式図である。
このPCRを伝送する間隔は、MPEG−2 Systems(ISO/IEC 13818−1)の規格によれば、100ミリ秒以下の間隔である。また、地上デジタル放送方式(ISDB−T)の伝送方式(ARIB STD−B31)では、再多重された1本のTS(1多重フレーム)において、モードによって、伝送するPCRの数が決められている。モード1では1多重フレームに1パケット、モード2では1多重フレームに2パケット、モード3では1多重フレームに4パケットのPCRを等間隔で伝送しなければならない。これは、50ミリ秒強の伝送間隔に相当する。
ここでは、パケットスクランブル手段11は、スクランブル制御手段12が生成するスクランブル鍵KsであるEven鍵(図中、E1、E2、…)とOdd鍵(図中O1、O2、…)とを交互に用いて、TSパケットをスクランブルする。
また、図6(b)に示すように、スクランブル鍵(Odd鍵O2)の更新タイミングが、PCRパケットの伝送と同時に発生する場合は、図6(c)の「E2/O1」をスクランブル鍵として含むECMは、遅延させる必要ない。
次に、図7を参照して、本発明の第2実施形態に係るスクランブル装置の構成について説明する。図7は、本発明の第2実施形態に係るスクランブル装置の構成を示すブロック図である。なお、図7においては、スクランブル装置1Bに関連する周辺装置(プログラムエンコーダ・多重化装置2、再多重化装置3、変調装置4)を併せた送出システムSCとして記載している。図7に示すように、スクランブル装置1Bは、スクランブル装置1(図1参照)の構成におけるパケットスクランブル手段11と、関連情報多重化手段13とを逆に配置し、パケットスクランブル手段11Bと、関連情報多重化手段13Bとして構成している。
このスクランブル装置1Bの構成によれば、パケットスクランブル手段11Bは、関連情報多重化手段13Bでスクランブル関連情報が多重化されたのちTSをスクランブルすることになる。
なお、スクランブル装置1Bの動作については、図5で説明したスクランブル装置1(図2参照)の動作において、ステップS3のTSパケットをスクランブルする動作が、ステップS11の直前に行われることのみが異なっているため、詳細な動作については説明を省略する。
ここで、図9を参照して、スクランブル装置1Bが、TSにスクランブル関連情報を多重化させるタイミングについて説明する。図9は、本発明の第2実施形態に係るスクランブル装置において、TSにスクランブル関連情報を多重化させるタイミングを説明するための模式図である。
ここでは、パケットスクランブル手段11Bは、スクランブル制御手段12が生成するスクランブル鍵KsであるEven鍵とOdd鍵とを交互に用いて、TSパケットをスクランブルする。
なお、スクランブル装置1Bは、PCRパケットに同期させて、ECMの送出を遅延させているが、これは、図6で説明したのと同様、受信装置で使用するスクランブル鍵が遅延することはない。
なお、スクランブル装置1Bは、パケットスクランブル手段11Bが、スクランブル関連情報が多重化されたTSをスクランブルすることができる。これによって、パケットスクランブル手段11Bは、スクランブル関連情報に基づいた動作を行うことができる。例えば、パケットスクランブル手段11Bは、スクランブル制御手段12からの制御を受けることなく、TSを経由した情報でスクランブルのタイミングの制御等を行うことができる。
ここで、一例として、スクランブル装置1Bが、スクランブル関連情報に基づいて、スクランブルのタイミングを制御する手法について説明する。
この場合、スクランブル装置1Bのパケットスクランブル手段11Bは、図10に示す構成とする。図10は、本発明の第2実施形態に係るスクランブル装置のパケットスクランブル手段の構成を示すブロック図である。
図10に示すように、パケットスクランブル手段11Bは、ECMパケット検出手段11aと、遅延手段11bと、スクランブル手段11cとを備えている。
ここで、ECMパケットを検出した場合、ECMパケット検出手段11aは、ECMパケットと、当該ECMパケットを検出した旨を併せてスクランブル手段11cに通知する。また、ECMパケットを検出しなかった場合、ECMパケット検出手段11aは、そのまま、TSパケットをスクランブル手段11cに出力する。
このように、パケットスクランブル手段11Bを構成することで、ECMの伝送タイミングと、スクランブル鍵の更新タイミングとを合わせることができる。
ここで、図11を参照(適宜図8参照)して、スクランブル装置1Bのパケットスクランブル手段11Bが、図10で説明した構成である場合において、TSにスクランブル関連情報を多重化させるタイミングについて説明する。図11は、本発明の第2実施形態に係るスクランブル装置において、TSにスクランブル関連情報を多重化させるタイミングを説明するための模式図である。
また、スクランブル装置1,1Bは、コンピュータを前記した各手段として機能させるスクランブル関連情報多重化プログラムにより動作させることができる。
次に、図12を参照して、本発明に係る受信装置(デスクランブル装置)の構成について説明を行う。図12は、本発明に係る受信装置(デスクランブル装置)の構成を示すブロック図である。
受信装置5は、スクランブル装置1,1B(図2、図8参照)でスクランブルされたTSを構成するTSパケットをデスクランブル(復号)するものである。ここでは、受信装置5は、図12に示すように、関連情報分離手段51と、デスクランブル制御手段52と、パケットデスクランブル手段53とを備えている。
なお、分離手段51bは、図3に示したTSパケット(PCRパケット)のペイロードAまたはアダプテーションフィールドのプライベート領域Bからスクランブル関連情報を抽出する。なお、ペイロードAまたはプライベート領域Bのいずれの領域にスクランブル関連情報が挿入されているかは、予め定められているものとする。
また、EMM復号手段52aは、EMMを復号することで、ECMを復号するためのワーク鍵Kwや、受信装置の識別情報、契約情報等を生成する。ここで生成されたワーク鍵Kwは、ECM復号手段52bに出力され、受信装置の識別情報や契約情報は、視聴判定手段52cに出力される。
また、ECM復号手段52bは、ECMを復号することで、スクランブル鍵Ksや、放送番組に関連する番組情報を生成する。ここで生成されたスクランブル鍵Ksや番組情報は、視聴判定手段52cに出力される。
なお、視聴判定手段52cは、TSパケットを復号可能と判定した場合、ECM復号手段52bで復号されたスクランブル鍵Ksをパケットデスクランブル手段53に出力する。
このように受信装置5を構成することで、受信装置5は、PCRパケットに多重化されているスクランブル関連情報を分離抽出して、スクランブルの解除等の制御を行うことができる。
次に、図13を参照(適宜図12参照)して、受信装置5の動作について説明する。図13は、本発明に係る受信装置(デスクランブル装置)の動作を示すフローチャートである。なお、ここでは、スクランブル関連情報の一例として、ECMを分離する動作について説明する。
ここで、関連情報パケットが検出された場合(ステップS51でYes)、受信装置5は、分離手段51bによって、関連情報パケットからスクランブル関連情報(ここでは、ECM)を分離して抽出する(ステップS52)。
一方、関連情報パケットが検出されなかった場合(ステップS51でNo)、受信装置5は、スクランブル鍵の更新を行わずにステップS58に進む。
一方、視聴が許可されていない場合(ステップS55で「不許可」)、受信装置5は、そのままTSパケットを復号せずに出力する(ステップS57)。
以上の動作によって、受信装置5は、PCRを含んだTSパケット(関連情報パケット)からECMを分離抽出して、スクランブルされたTSをデスクランブルすることができる。
1、1B スクランブル装置
11 パケットスクランブル手段
12 スクランブル制御手段
12a スクランブル鍵生成手段
12b ECM生成手段
12c ワーク鍵生成手段
12d EMM生成手段
13 関連情報多重化手段
13a PCRパケット検出手段(多重化対象パケット検出手段)
13b 遅延手段
13c 多重化手段
2 プログラムエンコーダ・多重化装置(多重化装置)
3 再多重化装置
4 変調装置
5 受信装置(デスクランブル装置)
51 関連情報分離手段
51a 関連情報パケット検出手段(抽出対象パケット検出手段)
51b 分離手段(関連情報抽出手段)
52 デスクランブル制御手段52
52a EMM復号手段
52b ECM復号手段
52c 視聴判定手段
53 パケットデスクランブル手段
Claims (9)
- トランスポートストリームをスクランブルするスクランブル装置において、
前記トランスポートストリームをスクランブルするためのスクランブル鍵と当該スクランブルを解除するためのスクランブル関連情報とを生成するスクランブル制御手段と、
前記スクランブル鍵により前記トランスポートストリームを構成するパケットをスクランブルするパケットスクランブル手段と、
前記トランスポートストリームに前記スクランブル関連情報を多重化する関連情報多重化手段と、を備え、
前記関連情報多重化手段が、
前記トランスポートストリームを構成するパケットの一種である時刻情報伝送用パケットに、前記パケットのデータ長内で、前記スクランブル制御手段で生成されたスクランブル関連情報を挿入して多重化することを特徴とするスクランブル装置。 - 前記関連情報多重化手段は、
前記トランスポートストリームから、多重化の対象となる前記時刻情報伝送用パケットを検出する多重化対象パケット検出手段と、
前記スクランブル制御手段で生成されたスクランブル関連情報を、前記時刻情報伝送用パケットが検出されるまで遅延させる遅延手段と、
この遅延手段で遅延されたスクランブル関連情報を前記時刻情報伝送用パケットに多重化する多重化手段と、
を備えていることを特徴とする請求項1に記載のスクランブル装置。 - 前記関連情報多重化手段は、
前記時刻情報伝送用パケットのペイロードに、前記スクランブル関連情報を挿入することを特徴とする請求項1または請求項2に記載のスクランブル装置。 - 前記関連情報多重化手段は、
前記時刻情報伝送用パケットにおける前記時刻情報が記述されているアダプテーションフィールドのプライベート領域に、前記スクランブル関連情報を挿入することを特徴とする請求項1または請求項2に記載のスクランブル装置。 - 前記スクランブル関連情報は、スクランブルを解除するためのデスクランブル鍵と、放送番組に関連する情報とを含んだ共通情報であることを特徴とする請求項1から請求項4のいずれか一項に記載のスクランブル装置。
- 前記スクランブル関連情報は、受信装置を個別に識別する識別情報と、前記受信装置を個別に制御する契約情報とを含んだ個別情報であることを特徴とする請求項1から請求項4のいずれか一項に記載のスクランブル装置。
- トランスポートストリームをスクランブル鍵によりスクランブルするスクランブル装置において、前記トランスポートストリームに、当該スクランブルを解除するためのスクランブル関連情報を多重化するスクランブル関連情報多重化方法であって、
スクランブル制御手段により、前記スクランブル鍵と前記スクランブル関連情報とを生成する鍵情報生成ステップと、
前記スクランブル制御手段で生成されたスクランブル関連情報の出力を、遅延手段により遅延させる遅延ステップと、
多重化対象パケット検出手段により、前記トランスポートストリームから、当該トランスポートストリームを構成するパケットの一種である時刻情報伝送用パケットを検出するパケット検出ステップと、
この多重化対象パケット検出手段で検出された時刻情報伝送用パケットに、前記遅延手段で遅延されたスクランブル関連情報を多重化する多重化ステップと、
を含んでいることを特徴とするスクランブル関連情報多重化方法。 - トランスポートストリームをスクランブル鍵によりスクランブルするスクランブル装置において、前記トランスポートストリームに、当該スクランブルを解除するためのスクランブル関連情報を多重化するために、コンピュータを、
前記スクランブル鍵と前記スクランブル関連情報とを生成するスクランブル制御手段、
このスクランブル制御手段で生成されたスクランブル関連情報の出力を遅延させる遅延手段、
前記トランスポートストリームから、当該トランスポートストリームを構成するパケットの一種である時刻情報伝送用パケットを検出する多重化対象パケット検出手段、
この多重化対象パケット検出手段で検出された時刻情報伝送用パケットに、前記遅延手段で遅延されたスクランブル関連情報を多重化する多重化手段、
として機能させることを特徴とするスクランブル関連情報多重化プログラム。 - 請求項1に記載のスクランブル装置によりスクランブルされたトランスポートストリームを復号するデスクランブル装置であって、
前記トランスポートストリームから、スクランブル関連情報が多重化された時刻情報伝送用パケットを検出する抽出対象パケット検出手段と、
この抽出対象パケット検出手段で検出された時刻情報伝送用パケットから前記スクランブル関連情報を抽出する関連情報抽出手段と、
この関連情報抽出手段で抽出されたスクランブル関連情報に基づいて、前記トランスポートストリームを構成するパケットをデスクランブルするパケットデスクランブル手段と、
を備えていることを特徴とするデスクランブル装置。
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