JP3952939B2 - Variable length encoded data receiving method and variable length encoded data receiving apparatus - Google Patents

Variable length encoded data receiving method and variable length encoded data receiving apparatus Download PDF

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide the constitution of a semi-disclosed content signal encoder which operates by securing a prescribed security level to the contents of an object to be encoded. <P>SOLUTION: By assigning a prescribed code word to each data value of the number of pieces of time-series data obtained by orthogonally converting supplied picture and sound signals, a variable length coding table 14 is obtained. Among the code word described in the variable length coding table, the number of the pieces of the time-series data is assigned as the same number and code words different to each other are exchanged to prepare an exchanged variable length coding table 15. A CPU 16 generates a coding selection signal for identifying which of the variable length coding table and the exchanged variable length coding table to use for performing variable length coding of a VLC device 121 and outputs it to a communication network with a compressed coding signal. Thus the constitution of the content signal encoder 10 is realized. <P>COPYRIGHT: (C)2003,JPO

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ディジタル画像信号又はディジタル音響信号の圧縮符号化、及び圧縮符号化された信号の復号化に係り、特に、復号化装置によってデジタルデータを劣化なく復号化する、又はディジタルデータを復号化段階で少し劣化させるようにし、ユーザ毎に品質の異なる復号化データを供給するための可変長符号化データ受信方法及び可変長符号化データ受信装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
アナログの映像信号を伝送する、ないしは記録して再生するときは、その伝送路あるいは記録媒体の品質に応じて再生される映像信号が劣化し、オリジナルの映像信号と、使用者側で再生される映像信号の間には多少の画質の差が生じる。
【0003】
同様にアナログの音響信号を伝送する、ないしは記録して再生するときにも、その伝送路あるいは記録媒体の品質に応じて再生される音響信号が劣化し、オリジナルの音響信号と使用者側で再生される音響信号の間には多少の音質の差が生じる。
【0004】
そのようにして、映像信号及び/又は音響信号(以降、これらの信号のことをコンテンツ信号と呼ぶことがある)を所有する著作権者と、そのコンテンツ信号を再生する使用者との間で生じる品質の差により、著作権者の所有するコンテンツ信号に係る権利保護がなされるようにして、コンテンツビジネスの正常な運営がなされている。
【0005】
そして、近年になり、デジタル信号処理技術が発展し、それを用いるコンテンツ信号の放送、通信、あるいは記録媒体による利用者への供給は、コンテンツ信号の品質劣化を少なくして行なえるようになってきたため、著作権者が有するコンテンツの品質と使用者側で再生されるコンテンツの品質の間に差が少なくなり、著作権者の所有するコンテンツを用いて行うビジネスの正常な運営が困難になりつつある。
【0006】
そこで、特定の契約のなされている使用者にのみコンテンツを供給するようにする暗号化技術、及びコンディショナルアクセス技術などが開発され、それらを用いたコンテンツの供給がなされているが、その場合の暗号化、及びコンディショナルアクセスにより処理された信号は、正常な再生がなされる場合と、全く再生のなされない場合とのいずれかの場合が選択されることにより、契約関係にある使用者など、特定のユーザにのみコンテンツが供給されるような使われ方がなされている。
【0007】
また、著作権を有する者のコンテンツが伝送、あるいは記録媒体により使用者に供給され、使用者がそのコンテンツを2次使用したときに、そのコンテンツの権利者を特定するための情報を電子透かしなどによりコンテンツ情報の中に埋め込む方法も開発されている。そして、その場合のコンテンツが2次使用されたときのコンテンツの品質の劣化は少なく、電子透かしによるコンテンツの保護は、コンテンツ所有者の特定を行うためのみにしか用いられていないのが実状である。
【0008】
そのようにして、デジタル技術により、品質劣化が殆ど生じないコンテンツの伝送、及び記録再生技術の開発がなされた。そして、そのデジタル技術にアナログ信号が有するような好ましい著作権の保護に係る技術を盛り込んだ、好ましいコンテンツビジネスを行うための著作権者保護のための信号技術の開発が求められている。
【0009】
ここでは、最初にコンテンツ信号の圧縮符号化、及び復号化技術について、MPEG(moving picture experts group)ビデオ及びMPEGオーディオの技術を説明し、次にそれらの符号化された圧縮符号化信号に、コンテンツビジネスを行うための好適な符号化を実現するための、コンテンツの開示方法に係る符号化技術について述べる。
【0010】
最初に、MPEGビデオの技術について説明する。
その、テレビジョン信号などの動画像信号を高能率符号化する、いわゆるMPEGビデオを用いる方式は、ディジタル衛星放送、DVD(Digital versatile Disc)、ディジタルテープレコーダ、及び通信ネットワークで伝送される信号として広く用いられ、2003年からはデジタル地上放送にも採用されるように計画されている。
【0011】
即ち、そのMPEGビデオ標準は、1988年ISO/IEC(International Organization for Standardization / International Electrotechnical Commission)のJTC1/SC2(Joint Technical Committee 1 / Sub committee 2;国際標準化機構/国際電気標準化会合同技術委員会1/専門部会2)に設立された、動画像符号化標準を検討する組織により審議が開始されて作成された国際標準規格である。
【0012】
その審議団体であるSC2は、現在SC29として動画、及び音響信号等の符号化に係る規格制定活動を継続しており、またMPEGの人達により制定された国際標準は通俗的にMPEG規格とも呼ばれている。
【0013】
そして、MPEGにより最初に制定されたMPEG1(MPEGフェーズ1)規格は1.5Mbps程度の伝送レートで記録される蓄積メディアを対象とした、音響信号の付随される動画信号の符号化標準で、静止画の符号化を目的とするJPEG(Joint Photographic Coding Experts Group)と、ISDN(Integrated services digital network)のテレビ会議やテレビ電話の低転送レート用の動画像圧縮を目的としたH.261(CCITT SGXV、現在のITU-T SG15で標準化)の基本的な技術を用いた符号化標準である。
【0014】
そのようにしてMPEG1は1993年8月に、ISO/IEC11172として制定され、そのMPEG1規格により符号化されて記録されたディスクは多く製品化されている。
【0015】
また、その後制定されたMPEG2(MPEGフェーズ2)は、通信及び放送などの多様なアプリケーションに対応できるように汎用標準を目的として、1994年11月にISO/IEC13818、及び「H.262」として制定された。
【0016】
そして、これらのMPEG1及びMPEG2による符号化方式は複数の符号化技術より構成されており、それらの技術は動画像を構成する「フレーム」画像を「マクロブロック」と呼ばれる16×16画素のブロック毎に分割して符号化処理を行う。
【0017】
その符号化処理は、各マクロブロック単位ごとに、時間的に未来または過去に所定の数フレーム離れた参照画像と被符号化画像との間で「動きベクトル」と呼ばれる動き量を求め、その動き量を基に参照画像から被符号化画像を符号化する「動き補償予測」技術と、その動き補償予測の誤差信号または被符号化画像そのものに対して、直交変換技術の一つであるDCT(Discrete Cosine Transform :離散コサイン変換)を用いて画像情報を周波数情報量に変換し、その変換された周波数領域の情報より視覚的に有意な情報のみを得るようにして圧縮符号化を行う「変換符号化」技術と、の2つの画像符号化の要素技術を基にして構成されている。
【0018】
そして、動き補償予測における予測の方向は、過去、未来、及び過去未来の両方から予測する場合の3モードが存在し、それらの3モードは16画素×16画素のデータよりなるマクロブロックごとに切り替えて使用できるようになされている。
【0019】
また、入力画像のフレームに与えられるピクチャタイプとしては、I(Intra-coded)、P(Predictive-coded)、及びB(Bidirectionally predictive-coded)の3種類のピクチャタイプが定められている。
【0020】
そのIピクチャは動き予測を行わずに符号化するピクチャであるが、Pピクチャには過去からの予測、及び予測を行わずに符号化する2モードが存在しており、またBピクチャには未来からの予測、過去からの予測、過去及び未来の両方向からの予測、並びに予測を行わずにフレーム内符号化を行う4つのMC(Motion Compensation)モードがある。
【0021】
それらの未来、ないしは過去の画像を用いて行う動き補償は、動き領域をマクロブロックごとにパターンマッチングを行ってハーフペル(画素間距離の1/2)精度で動きベクトルを求め、その求められた動きベクトル量に対応させて未来、ないしは過去の参照画像位置をそのベクトル方向に移動させて形成した参照画像を参照して、入力された画像信号の符号化を行う。
【0022】
そのようにして求められる動きベクトルの方向には水平方向と垂直方向とがあり、それらのベクトル情報はMCモードと共にマクロブロックの付加情報として伝送されるようになされている。
【0023】
また、そのようにしてなされるピクチャデータのうち、I、P、及びBの3種類のピクチャはIピクチャを先頭として所定の順に並べられて伝送され、そのIピクチャより次のIピクチャの手前にあるピクチャまでの、ピクチャ(フレーム画像)の集合をGOP(Group Of Picture)と呼ぶ。通常の蓄積メディアなどでなされる符号化においては、15枚程度のピクチャによりGOPが構成されるようになされている。
【0024】
そして、Iピクチャ、及び動き補償画像として符号化されるP、及びBピクチャはDCT、即ち余弦関数を積分核とする積分変換が有限空間へ離散変換する直交変換としてなされる。
【0025】
その直交変換はマクロブロックを8画素×8画素のDCTブロックに分割して2次元DCTを行うが、一般に画像データの周波数成分は低域に多く高域は少ないため、画像データはDCTを行い低域周波数にエネルギを集中された変換係数により圧縮して表現することができる。
【0026】
そして、そのDCTされた画像データ(DCT係数)は量子化器で量子化が行われる。即ちその量子化器により、DCT係数は所定の量子化値により除算されて求められるが、その量子化値は8画素×8画素の2次元周波数を視覚特性で重み付けされた量子化値として得られ、その量子化値は所定の量子化スケールによりスカラー倍されたものが用いられる。
【0027】
また、その量子化値は符号化された画像データの復号時に得られる逆量子化値を乗算することにより、デコード時にはエンコード時に与えられた量子化値による特性が打ち消されるようになされている。
【0028】
次に、その様な手法により符号化及び復号化を行うMPEG符号化器の構成について述べる。
図47に、MPEG符号化器の構成を示し、その動作の概略を述べる。
【0029】
そのMPEG符号化器50は入力端子51、加算器52、DCT器53、量子化器54、VLC(variable length coding)器55、バッファ56、符号量制御器57、逆量子化器61、逆DCT器62、加算器63、画像メモリ64、及び動き補償予測器65より構成される。
【0030】
まず、入力端子51に供給された動画信号は動き補償予測器65及び加算器52に供給され、その加算器52では動き補償予測器65より供給される信号は極性反転されて加算され、加算されて得られる信号はDCT器53に供給される。
【0031】
そのDCT器53では、供給される画像信号は前記の離散余弦変換が行われ、変換して得られるDCT変換係数は量子化器54に供給され、前記所定の量子化値を基に量子化がなされ、量子化のなされた量子化データは逆量子化器61、及びVLC器55に供給される。
【0032】
そのVLC器55では、供給された量子化データは可変長符号化されるが、量子化された値のうちDCT変換がなされて得られる直流(DC)成分はDPCM(differential pulse code modulation)変調がなされる。
【0033】
また、交流(AC)成分は低域周波数成分のデータより高域周波数成分のデータの順にジグザグスキャン(zigzag scan)がされながら得られ、その得られたデータはゼロのラン長および有効係数値を1つの事象とし、出現確率の高いものから順に符号長の短い符号が割り当てられるようにして、ハフマン符号化がなされる。
【0034】
その可変長符号化である、ハフマン符号化のされたデータはバッファ56に一時記憶され、一時記憶されたデータは所定の転送レートにより符号化データ出力として出力される。
【0035】
そして、その出力されるデータのマクロブロック毎の発生符号量は、符号量制御器57に供給されて、予め設定されている目標符号量と比較され、比較して得られる発生符号量との差の符号量は量子化器54に供給される。そして、量子化器54ではその差の符号量を基に量子化スケールの値を変更するなどにより所定の転送レートの符号化データが得られるようにして符号量の制御がなされる。
【0036】
一方、量子化器54で量子化された画像データは逆量子化器61に供給されて逆量子化がなされる。その逆量子化のなされたデータは逆DCT器62に供給されて、そこで逆DCTがなされ、その逆DCTされたデータは加算器63に供給される。
【0037】
その加算器63では動き補償予測器65より供給される参照画像と加算され、その加算して得られる信号は画像メモリ64に供給されて、そこに一時記憶される。その一時記憶された画像データは、動き補償予測器65において差分画像を演算するためのリファレンス復号化画像として用いられることにより、MPEG符号器50より動き補償のされた符号化データとして出力されるようになされている。
【0038】
そのようにして出力された符号化データはMPEG復号化器に供給されて復号化される。
図48に、MPEG復号化器の構成を示し、その動作の概略について述べる。
【0039】
同図に示すMPEG復号化器70は、符号化データ入力端子71、バッファ72、VLD器73、逆量子化器74、逆DCT器75、加算器76、画像メモリ77、及び動き補償予測器78より構成される。
【0040】
まず、入力端子71に供給された符号化データはバッファ72に一時記憶され、そこに一時記憶された符号化データは必要に応じてVLD(variable length decoding)器73に供給される。
【0041】
そのVLD器73では、VLC器55により符号化されたデータの可変長復号が行われ、前述の直流(DC)成分および交流(AC)成分に係るデータが得られる。
【0042】
それらの得られたデータのうち交流成分のデータはMPEG符号化器50でなされたと同じ低域から高域周波数成分へのジグザグスキャンの順で8×8のマトリックスに配置される量子化データとして得られ、その得られた量子化データは逆量子化器74に供給される。
【0043】
その逆量子化器74では、前述の量子化マトリックス配置を基に逆量子化がなされ、その逆量子化されて得られるデータは逆DCT器75に供給される。そこでは逆DCT演算がなされて画像データが復号化データとして得られる。
【0044】
そして、その得られた画像データは画像メモリ77に一時記憶され、一時記憶された画像データは動き補償予測器78に供給される。そして、その画像データは動き補償予測における差分画像を演算するためのリファレンス復号化画像として用いられる。
【0045】
そのようにして、動画を構成する画像データはMPEG符号化器50により符号化されて伝送、ないしは記録され、その受信、ないしは再生された符号化データはMPEG復号器70により復号されて動画情報として得られるようになされている。そのような手法はMPEG1、及びMPEG2の両者において用いられているが、いずれの場合においても伝送路における雑音、及び非直線性の影響を受けることの少ない映像信号の伝送を可能にしている。
【0046】
そして、このようにして符号化された画像信号の著作権保護に係り、複数種類の符号化モードを用いて符号化した画像データを、入力されるセキュリティデータに基づいて符号化データの再生許可又は不許可を判定し、その判定結果に応じて符号化された画像信号の復号化を行う方法がある(例えば、特許文献1参照。)。
【0047】
以上、画像信号の符号化、及び復号化について述べた。
次に、音響信号の圧縮符号化についてMPEG−2 AAC(Advanced Audio Coding)を例として説明する。
図49に、ディジタルオーディオ信号の圧縮符号化を行うMPEG−2 AAC方式による符号化装置の構成を示し、その動作について説明する。
【0048】
同図に示すオーディオ信号符号化装置400は、聴覚心理分析器401、MDCT(Modified Discrete Cosine Transform)器402、スケールファクタ算出器403、量子化器404、コードブック選択器405、可変長符号化器406、最小符号量検出器407、符号量判定器408、及びビットストリーム生成器409よりなっている。
【0049】
まず、MPEG−2 AACオーディオ符号化装置は、入力されるディジタルオーディオ信号を聴覚心理分析器401によりFFT(Fast Fourier Transform)処理を行うことによリ周波数スペクトルを求め、それを基に聴覚に対してなされるマスキング量を計算し、予め設定された周波数帯域毎の許容量子化雑音電力を算出する。
【0050】
一方、MDCT器402は、供給されるオーディオ信号をMDCTすることによりスペクトルデータを得る。そのデータはMDCT係数と呼ばれる。そして、聴覚心理分析器401で決定された窓選択情報に基づいて、ロング又はショートの変換ブロック長が選択される。また、MDCT演算は演算ブロック長を50%ずつオーバーラップしながら実行する。
【0051】
そして、窓選択がロング窓として選択された場合は2048サンプルのオーディオ信号を1024本のMDCT係数に変換し、またショート窓の場合は256サンプルを128本のMDCT係数に変換する。
【0052】
次に、スケールファクタ算出器403では、人間の聴覚特性を基にした周波数帯域毎に1024本のMDCT係数を単位にして、オーディオ信号は複数のスケールファクタバンドに分けられる。そして、それぞれのスケールファクタバンドで計算された量子化雑音が聴覚心理分析器401で算出された許容量子化雑音電力よりも大きくならないように、各スケールファクタバンドの量子化ステップ数(スケールファクタ)が算出される。
【0053】
図中の点描内では、スケールファクタバンド単位に処理が行われる箇所であること示している。即ち、量子化器404では、スケールファクタバンド単位に量子化が行われる。そして、スケールファクタ算出器403では、そこで算出されたスケールファクタと全体の量子化ステップ数から、スケールファクタバンド内の信号に対するMDCT係数が求められ、求められた係数値を基にした量子化を行う。また、量子化に必要なビット数が使用可能なビット数以内に収まるようにされて全体の量子化ステップ数が制御されるようにして、MDCT係数の量子化が実行される。
【0054】
次のコードブック選択器405では、量子化値の最大絶対値から使用可能なハフマンコードブックが選択される。
図50に、MPEG−2 AACで用いられるハフマンコードブックの表を示す。
【0055】
そして、可変長符号化器406では量子化値の最大絶対値に基づいたハフマンコードブックが選択されて用いられ、そこで可変長符号化がなされる。例えば、量子化値の最大絶対値が5であるときは、ハマンコードブックは7以上が使用可能とされる。そして、選択されたハフマンコードブックは可変長符号化器406に供給される。
【0056】
その可変長符号化器406では、量子化器404から出力されるMDCT係数の量子化値が、コードブック選択器405により選択されたハフマンコードブックを使用して可変長符号化が行われる。そして、複数のハフマンコードブックが選択された場合には、それぞれのハフマンコードブックが用いられて符号化が行われ、その符号化された結果は最小符号量検出器407に供給される。更に可変長符号化器406では、供給されるスケールファクタも可変長符号化され、冗長度を削減した符号化結果が符号量判定器408に供給される。
【0057】
最小符号量検出器407では、各ハフマンコードブックが用いられて符号化されたそれぞれの符号化結果を基に、発生される符号量が最小となるハフマンコードブックが選択され、その選択されたハフマンコードブックと符号化結果とが符号量判定器408に供給される。
【0058】
その符号量判定器408では、符号化されて生じた符号量が使用可能な符号量以内に収まっているかが判定され、使用可能な符号量を越えている場合は再度量子化が行われ、生成される符号量が使用可能な符号量以下となるまで繰り返し行われる。
【0059】
そして、使用可能ビット数を満足して出力された符号化データは、ビットストリーム生成器409に供給される。そこでは、サンプリング周波数、符号化レート等の符号化パラメータと共に多重化され、AACビットストリームとして生成され、オーディオ信号符号化装置から出力される。
【0060】
次に、そのようにして符号化されたAACビットストリームの復号化を行うオーディオ信号復号化装置について述べる。
図51に、MPEG−2 AACエンコーダに対応した復号化を行うMPEG−2 AACデコーダの従来例を示し、以下同図を参照して説明する。
【0061】
同図に示すオーディオ信号復号化装置420は、ビットストリーム解析器421、可変長復号化器422、逆量子化器423、及びIMDCT(Inverse Modified Discrete Cosine transform)器424より構成される。
【0062】
まず、MPEG−2 AACデコーダでは、複数の信号が多重化されて入力されたAACビットストリームはビットストリーム解析器421において、サンプリング周波数、符号化レート等の符号化パラメータ、及び符号化データのそれぞれの信号に分離される。
【0063】
そして、可変長復号化器422には符号化データ及び符号化パラメータであるスケールファクタと量子化値が入力され、そこではそれらのデータを基に可変長復号化が行われる。即ち、スケールファクタは、スケールファクタ用のハフマンコードブックが使用され、量子化値はスケールファクタバンド単位にビットストリーム解析器421から得られたハフマンコードブックの番号を基に、量子化値用のハフマンコードブックが選択されて復号化がなされる。
【0064】
次に、復号化された量子化値及びスケールファクタは逆量子化器423に供給される。そこでは、ビットストリーム解析器421から出力される符号化パラメータの一つである全体の量子化ステップ数、及びスケールファクタを用いて、スケールファクタバンド単位毎に量子化値が逆量子化され、MDCT係数が算出される。
【0065】
MDCT係数はIMDCT器424に入力され、そこで逆MDCT変換されてオーディオ信号に変換され、そこから出力される。
以上、ディジタルオーディオ信号がオーディオ信号符号化装置により圧縮符号化され、また符号化された信号はオーディオ信号復号化装置により復号化されてディジタルオーディオ信号が得られる動作について述べた。
【0066】
そして、そのオーディオ信号復号化装置に符号化されたディジタルオーディオ信号に電子透かし情報などのセキュリティ情報を含ませて、光ディスクにSCMS(Serial Copy Management System)方式を用いて記録すると共に、セキュリティシステムによる許可が得られないときには符号化されたディジタルオーディオ信号の一部の信号のみを記録媒体に記録するようになした光ディスク装置もある(例えば、特許文献2参照。)。
【0067】
【特許文献1】
特開2000−175162号公報
【特許文献2】
特開2001−312853号公報
【0068】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、MPEG1、及びMPEG2などの動画信号、及び音響信号の高品質な圧縮符号化信号を用いて行うコンテンツ信号の伝送は使用者にとって好ましい。しかし、著作権者がコンテンツビジネスを推進するためには好ましいとは限らない。
【0069】
そこで、上記の符号化品質の高いMPEGの画像や音声による圧縮符号化方式に比し、例えば通常の復号化装置により復号化したときには、アナログシステムのように少し劣化した半開示状態のディジタルコンテンツデータが得られるようにする。そして、所定の復号化装置で復号化したときには劣化のないディジタルコンテンツデータが得られるようにし、コンテンツビジネスを保護するための圧縮符号化方式が求められている。
【0070】
そのコンテンツビジネスの保護を行う符号化方式として、不正なコンテンツのコピー、及び不正な再生器を使用して行う不正再生などを防止するための機能を持たせる。また、不正再生を防止するコンテンツのセキュリティ保護のための信号処理を行なったコンテンツが市場に供給されるようにする。
【0071】
一方、セキュリティ保護の対象となるコンテンツを、例えばMPEG方式により圧縮符号化して得られた符号化データであるビットストリームに対して直接的に暗号化処理を施すことによりセキュリティ保護を行う方法もある。
【0072】
しかしながら、その方法では暗号化された符号化データは特定の許可されたユーザのみにより暗号の解読が行なわれて劣化のないコンテンツデータが得られるものの、暗号化の解読処理がなされない使用者側ではそのコンテンツに係る画像ないしは音響信号情報は一切得ることができないという問題がある。
【0073】
そこで本発明は、例えばMPEGなどにより行われるコンテンツデータの直交変換、及び直交変換されて得られる係数値データを可変長符号化して得られる符号化コンテンツ信号を可変長符号化するに際し、所謂ハフマン符号などを用いたVLC(variable length coding)テーブルを変更して用いるようにして一般の復号器と、正規の復号器とにおける再生画像、音響信号の品質を異ならせるようにするものである。
【0074】
そして、発生確率が大きく異なる事象の場合には、一般にコード毎のレングスが異なっており、そのようなテーブルの読み替えを行うと符号量が増大し、符号化効率が悪くなることがある。しかし本発明の場合には、特にVLCコードの読み替えは、VLCコード内の同じ長さの事象であるコード同士を読み替えるようにし、符号化効率の劣化を防ぐと共に、不条理な誤り信号が生じるのを防ぐようにもする。
【0075】
また、上記の切り替えて用いられるVLCテーブルのVLCコードは、例えば国際標準として市場で一般的に用いられるMPEGビデオ及びMPEGAAC オーディオ規格などで規定されるVLCコード体系にあるコードを用いて構成するようにし、コンテンツの圧縮符号化方式として多く市場で使用される方式との整合性が良い方法により実現するようにする。
【0076】
さらにまた、一般的に使用されるMPEGのシンタックスを用いたVLCコードが意味する事象を切り替える符号化選択信号は、例えばMPEGで規定されたユーザーデータ記録領域に記述されたデータ、画像や音声に混入された電子透かしデータ、及び画像や音声のデータとは別に伝送される付加データなど、複数の方法により伝送を可能とするようにする。そして、所望の符号化対象のコンテンツに対して所定のセキュリティレベルを確保しながら行う可変長符号化データ受信方法及び可変長符号化データ受信装置を提供しようとするものである。
【0077】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記課題を解決するために以下の1)〜8)の手段より成るものである。
すなわち、
【0078】
1) 画像信号及び音響信号のうち、少なくとも一方の信号を含んで構成されるコンテンツ信号に対して、所定の方法によるデータ変換、量子化、及び配列を行って得られる時系列データを、可変長符号化及びパケット化して通信ネットワークに出力されるパケット化圧縮符号化信号を受信し、及び可変長復号化して前記時系列データを得、その得られた時系列データを復号化して前記コンテンツ信号を得る可変長符号化データ受信方法であり、
前記パケット化圧縮符号化信号は、前記時系列データの複数個数のデータ値に対して所定のコードワードを割り付けるようにして記述する可変長符号化テーブルと、その可変長符号化テーブルに記述されるコードワードのうち、前記時系列データの個数が同一であり、且つお互いに異なるコードワード同士を交換して記述する交換可変長符号化テーブルとの2つの符号化テーブルのうちの、どちらの符号化テーブルを用いて前記可変長符号化を行うかを指定する符号化選択信号により指定される方の符号化テーブルを用いて、前記時系列データの可変長符号化を行って生成される圧縮符号化信号を、前記コンテンツ信号を伝送するための情報データ記述領域に記述すると共に、前記符号化選択信号を、データを伝送するためのユーザ定義領域であるユーザデータ記述領域に記述したパケット化圧縮符号化信号であり、そのパケット化圧縮符号化信号を用いて前記復号化を行う可変長符号化データ受信方法であって、
前記パケット化圧縮符号化信号を受信して、情報データ記述領域に記述された前記圧縮符号化信号、及びユーザデータ記述領域に記述された前記符号化選択信号を取得する第1のステップ(222)と、
取得された前記符号化選択信号により指定された方の符号化テーブルを用い、取得された前記圧縮符号化信号を可変長復号化して前記時系列データを得る第2のステップ(221)と、
その第2のステップで得られた時系列データを復号化して前記コンテンツ信号を得る第3のステップ(22a)と、
を有することを特徴とする可変長符号化データ受信方法。
2) 画像信号及び音響信号のうち、少なくとも一方の信号を含んで構成されるコンテンツ信号に対して、所定の方法によるデータ変換、量子化、及び配列を行って得られる時系列データを、可変長符号化及びパケット化して通信ネットワークに出力されるパケット化圧縮符号化信号を受信し、及び可変長復号化して時系列データを得、その得られた時系列データを復号化してコンテンツ信号を得る可変長符号化データ受信方法であり、
前記パケット化圧縮符号化信号は、前記時系列データの複数個数のデータ値に対して所定のコードワードを割り付けるようにして記述する可変長符号化テーブルと、その可変長符号化テーブルに記述されるコードワードのうち、前記時系列データの個数が同一であり、且つお互いに異なるコードワード同士を交換して記述する交換可変長符号化テーブルとの2つの符号化テーブルのうちの、どちらの符号化テーブルを用いて前記可変長符号化を行うかを指定する符号化選択信号により指定される方の符号化テーブルを用いて、前記時系列データの可変長符号化を行って生成される圧縮符号化信号を、前記コンテンツ信号を伝送するための情報データ記述領域に記述すると共に、前記符号化選択信号を、データを伝送するためのユーザ定義領域であるユーザデータ記述領域に記述したパケット化圧縮符号化信号であり、そのパケット化圧縮符号化信号を用いて前記復号化を行う可変長符号化データ受信方法であって、
前記パケット化圧縮符号化信号を受信して、情報データ記述領域に記述された前記圧縮符号化信号、及びユーザデータ記述領域に記述された前記符号化選択信号を取得する第1のステップ(222)と、
取得された前記符号化選択信号により指定された方の符号化テーブルを用いて可変長復号化を行うか、又は取得された前記符号化選択信号により前記交換可変長符号化テーブルの使用が指定された場合にそのテーブルの使用を無視し、前記可変長符号化テーブルを用いて可変長復号化を行うかの選択を行う第2のステップ(23)と、
その第2のステップでの選択結果に応じた符号化テーブルを用いて、取得された前記圧縮符号化信号の可変長復号化を行い、時系列データを得る第3のステップ(221)と、
その第3のステップで得られた時系列データを復号化してコンテンツ信号を得る第4のステップ(22)と、
を有することを特徴とする可変長符号化データ受信方法。
3) 画像信号及び音響信号のうち、少なくとも一方の信号を含んで構成されるコンテンツ信号に対して、所定の方法によるデータ変換、量子化、及び配列を行って得られる時系列データを可変長符号化して生成される圧縮符号化信号を、パケット化処理して通信ネットワークに出力されるパケット化圧縮符号化信号を受信し、及び可変長復号化して前記時系列データを得、その得られた時系列データを復号化して前記コンテンツ信号を得る可変長符号化データ受信方法であり、
前記圧縮符号化信号は、
前記コンテンツ信号の所定部分に対する前記時系列データの複数個数のデータ値に対して所定のコードワードを割り付けるようにして記述する可変長符号化テーブルと、その可変長符号化テーブルに記述されるコードワードのうち、前記時系列データの個数が同一であり、且つお互いに異なるコードワード同士を交換して記述する交換可変長符号化テーブルとの2つの符号化テーブルのうちの、どちらの符号化テーブルを用いて前記可変長符号化を行うかを指定する符号化選択信号により指定される方の符号化テーブルを用いて、前記コンテンツ信号の所定部分に対する前記時系列データを可変長符号化した第1の可変長符号化信号と、
前記コンテンツ信号の前記所定部分以外の部分に対し、前記符号化選択信号を電子透かしにより埋め込むための処理を行って得られた電子透かし処理時系列データを、前記可変長符号化テーブルを用いて可変長符号化した第2の可変長符号化信号とを並べて得られる圧縮符号化信号であり、その圧縮符号化信号を用いて前記復号化を行う可変長符号化データ受信方法であって、
受信して得られる前記パケット化圧縮符号化信号のパケット化を解いて前記圧縮符号化信号を取得する第1のステップ(27)と、
取得された前記圧縮符号化信号を、前記可変長符号化テーブルを用いて可変長復号化を行い前記電子透かし処理時系列データを得ると共に、その得られた電子透かし処理時系列データを基に電子透かしにより埋め込まれた前記符号化選択信号を検出する第2のステップ(26)と、
その第2のステップで検出された前記符号化選択信号により指定された方の符号化テーブルを用い、取得された前記圧縮符号化信号を可変長復号化して前記時系列データを得る第3のステップ(221)と、
その第3のステップで得られた時系列データを復号化して前記コンテンツ信号を得る第4のステップ(22)と、
を有することを特徴とする可変長符号化データ受信方法。
4) 画像信号及び音響信号のうち、少なくとも一方の信号を含んで構成されるコンテンツ信号に対して、所定の方法によるデータ変換、量子化、及び配列を行って得られる時系列データを可変長符号化して生成される圧縮符号化信号を、パケット化処理して通信ネットワークに出力されるパケット化圧縮符号化信号を受信し、及び可変長復号化して前記時系列データを得、その得られた時系列データを復号化して前記コンテンツ信号を得る可変長符号化データ受信方法であり、
前記圧縮符号化信号は、
前記コンテンツ信号の所定部分に対する前記時系列データの複数個数のデータ値に対して所定のコードワードを割り付けるようにして記述する可変長符号化テーブルと、その可変長符号化テーブルに記述されるコードワードのうち、前記時系列データの個数が同一であり、且つお互いに異なるコードワード同士を交換して記述する交換可変長符号化テーブルとの2つの符号化テーブルのうちの、どちらの符号化テーブルを用いて前記可変長符号化を行うかを指定する符号化選択信号により指定される方の符号化テーブルを用いて、前記コンテンツ信号の所定部分に対する前記時系列データを可変長符号化した第1の可変長符号化信号と、
前記コンテンツ信号の前記所定部分以外の部分に対し、前記符号化選択信号を電子透かしにより埋め込むための処理を行って得られた電子透かし処理時系列データを、前記可変長符号化テーブルを用いて可変長符号化した第2の可変長符号化信号とを並べて得られる圧縮符号化信号であり、その圧縮符号化信号を用いて前記復号化を行う可変長符号化データ受信方法であって、
受信して得られる前記パケット化圧縮符号化信号のパケット化を解いて前記圧縮符号化信号を取得する第1のステップ(27)と、
取得された前記圧縮符号化信号を、前記可変長符号化テーブルを用いて可変長復号化を行い前記電子透かし処理時系列データを得ると共に、その得られた電子透かし処理時系列データを基に電子透かしにより埋め込まれた前記符号化選択信号を検出する第2のステップ(26)と、
その第2のステップで検出された前記符号化選択信号により指定された方の符号化テーブルを用いて可変長復号化を行うか、又は検出された前記符号化選択信号により前記交換可変長符号化テーブルの使用が指定された場合にそのテーブルの使用を無視し、前記可変長符号化テーブルを用いて可変長復号化を行うかの選択を行う第3のステップ(23)と、
その第3のステップでの選択結果に応じた符号化テーブルを用いて、取得された前記圧縮符号化信号の可変長復号化を行い、時系列データを得る第4のステップ(221)と、
その第4のステップで得られた時系列データを復号化してコンテンツ信号を得る第5のステップ(22)と、
を有することを特徴とする可変長符号化データ受信方法。
5) 画像信号及び音響信号のうち、少なくとも一方の信号を含んで構成されるコンテンツ信号に対して、所定の方法によるデータ変換、量子化、及び配列を行って得られる時系列データを、可変長符号化及びパケット化して通信ネットワークに出力されるパケット化圧縮符号化信号を受信し、及び可変長復号化して前記時系列データを得、その得られた時系列データを復号化して前記コンテンツ信号を得る可変長符号化データ受信装置であり、
前記パケット化圧縮符号化信号は、前記時系列データの複数個数のデータ値に対して所定のコードワードを割り付けるようにして記述する可変長符号化テーブルと、その可変長符号化テーブルに記述されるコードワードのうち、前記時系列データの個数が同一であり、且つお互いに異なるコードワード同士を交換して記述する交換可変長符号化テーブルとの2つの符号化テーブルのうちの、どちらの符号化テーブルを用いて前記可変長符号化を行うかを指定する符号化選択信号により指定される方の符号化テーブルを用いて、前記時系列データの可変長符号化を行って生成される圧縮符号化信号を、前記コンテンツ信号を伝送するための情報データ記述領域に記述すると共に、前記符号化選択信号を、データを伝送するためのユーザ定義領域であるユーザデータ記述領域に記述したパケット化圧縮符号化信号であり、そのパケット化圧縮符号化信号を用いて前記復号化を行う可変長符号化データ受信装置であって、
前記パケット化圧縮符号化信号を受信して、情報データ記述領域に記述された前記圧縮符号化信号、及びユーザデータ記述領域に記述された前記符号化選択信号を取得するパケット化復号手段(222)と、
取得された前記符号化選択信号により指定された方の符号化テーブルを用い、取得された前記圧縮符号化信号を可変長復号化して前記時系列データを得る可変長復号化手段(221)と、
その可変長復号化手段により得られた時系列データを復号化して前記コンテンツ信号を得るコンテンツ信号復号化手段(22a)と、
を具備して構成することを特徴とする可変長符号化データ受信装置。
6) 画像信号及び音響信号のうち、少なくとも一方の信号を含んで構成されるコンテンツ信号に対して、所定の方法によるデータ変換、量子化、及び配列を行って得られる時系列データを、可変長符号化及びパケット化して通信ネットワークに出力されるパケット化圧縮符号化信号を受信し、及び可変長復号化して時系列データを得、その得られた時系列データを復号化してコンテンツ信号を得る可変長符号化データ受信装置であり、
前記パケット化圧縮符号化信号は、前記時系列データの複数個数のデータ値に対して所定のコードワードを割り付けるようにして記述する可変長符号化テーブルと、その可変長符号化テーブルに記述されるコードワードのうち、前記時系列データの個数が同一であり、且つお互いに異なるコードワード同士を交換して記述する交換可変長符号化テーブルとの2つの符号化テーブルのうちの、どちらの符号化テーブルを用いて前記可変長符号化を行うかを指定する符号化選択信号により指定される方の符号化テーブルを用いて、前記時系列データの可変長符号化を行って生成される圧縮符号化信号を、前記コンテンツ信号を伝送するための情報データ記述領域に記述すると共に、前記符号化選択信号を、データを伝送するためのユーザ定義領域であるユーザデータ記述領域に記述したパケット化圧縮符号化信号であり、そのパケット化圧縮符号化信号を用いて前記復号化を行う可変長符号化データ受信装置であって、
前記パケット化圧縮符号化信号を受信して、情報データ記述領域に記述された前記圧縮符号化信号、及びユーザデータ記述領域に記述された前記符号化選択信号を取得するパケット化復号手段(222)と、
取得された前記符号化選択信号により指定された方の符号化テーブルを用いて可変長復号化を行うか、又は取得された前記符号化選択信号により前記交換可変長符号化テーブルの使用が指定された場合にそのテーブルの使用を無視し、前記可変長符号化テーブルを用いて可変長復号化を行うかの選択を行う符号化テーブル選択手段(23)と、
その符号化テーブル選択手段での選択結果に応じた符号化テーブルを用いて、取得された前記圧縮符号化信号の可変長復号化を行い、時系列データを得る可変長復号化手段(221)と、
その可変長復号化手段により得られた時系列データを復号化してコンテンツ信号を得るコンテンツ信号復号化手段(22)と、
を具備して構成することを特徴とする可変長符号化データ受信装置。
7) 画像信号及び音響信号のうち、少なくとも一方の信号を含んで構成されるコンテンツ信号に対して、所定の方法によるデータ変換、量子化、及び配列を行って得られる時系列データを可変長符号化して生成される圧縮符号化信号を、パケット化処理して通信ネットワークに出力されるパケット化圧縮符号化信号を受信し、及び可変長復号化して前記時系列データを得、その得られた時系列データを復号化して前記コンテンツ信号を得る可変長符号化データ受信装置であり、
前記圧縮符号化信号は、
前記コンテンツ信号の所定部分に対する前記時系列データの複数個数のデータ値に対して所定のコードワードを割り付けるようにして記述する可変長符号化テーブルと、その可変長符号化テーブルに記述されるコードワードのうち、前記時系列データの個数が同一であり、且つお互いに異なるコードワード同士を交換して記述する交換可変長符号化テーブルとの2つの符号化テーブルのうちの、どちらの符号化テーブルを用いて前記可変長符号化を行うかを指定する符号化選択信号により指定される方の符号化テーブルを用いて、前記コンテンツ信号の所定部分に対する前記時系列データを可変長符号化した第1の可変長符号化信号と、
前記コンテンツ信号の前記所定部分以外の部分に対し、前記符号化選択信号を電子透かしにより埋め込むための処理を行って得られた電子透かし処理時系列データを、前記可変長符号化テーブルを用いて可変長符号化した第2の可変長符号化信号とを並べて得られる圧縮符号化信号であり、その圧縮符号化信号を用いて前記復号化を行う可変長符号化データ受信装置であって、
受信して得られる前記パケット化圧縮符号化信号のパケット化を解いて前記圧縮符号化信号を取得するパケット化復号手段(27)と、
取得された前記圧縮符号化信号を、前記可変長符号化テーブルを用いて可変長復号化を行い前記電子透かし処理時系列データを得ると共に、その得られた電子透かし処理時系列データを基に電子透かしにより埋め込まれた前記符号化選択信号を検出する符号化選択信号検出手段(26)と、
その符号化選択信号検出手段により検出された前記符号化選択信号により指定された方の符号化テーブルを用い、取得された前記圧縮符号化信号を可変長復号化して前記時系列データを得る可変長復号化手段(221)と、
その可変長復号化手段により得られた時系列データを復号化して前記コンテンツ信号を得るコンテンツ信号復号化手段(22)と、
を具備して構成することを特徴とする可変長符号化データ受信装置。
8) 画像信号及び音響信号のうち、少なくとも一方の信号を含んで構成されるコンテンツ信号に対して、所定の方法によるデータ変換、量子化、及び配列を行って得られる時系列データを可変長符号化して生成される圧縮符号化信号を、パケット化処理して通信ネットワークに出力されるパケット化圧縮符号化信号を受信し、及び可変長復号化して前記時系列データを得、その得られた時系列データを復号化して前記コンテンツ信号を得る可変長符号化データ受信装置であり、
前記圧縮符号化信号は、
前記コンテンツ信号の所定部分に対する前記時系列データの複数個数のデータ値に対して所定のコードワードを割り付けるようにして記述する可変長符号化テーブルと、その可変長符号化テーブルに記述されるコードワードのうち、前記時系列データの個数が同一であり、且つお互いに異なるコードワード同士を交換して記述する交換可変長符号化テーブルとの2つの符号化テーブルのうちの、どちらの符号化テーブルを用いて前記可変長符号化を行うかを指定する符号化選択信号により指定される方の符号化テーブルを用いて、前記コンテンツ信号の所定部分に対する前記時系列データを可変長符号化した第1の可変長符号化信号と、
前記コンテンツ信号の前記所定部分以外の部分に対し、前記符号化選択信号を電子透かしにより埋め込むための処理を行って得られた電子透かし処理時系列データを、前記可変長符号化テーブルを用いて可変長符号化した第2の可変長符号化信号とを並べて得られる圧縮符号化信号であり、その圧縮符号化信号を用いて前記復号化を行う可変長符号化データ受信装置であって、
受信して得られる前記パケット化圧縮符号化信号のパケット化を解いて前記圧縮符号化信号を取得するパケット化復号手段(27)と、
取得された前記圧縮符号化信号を、前記可変長符号化テーブルを用いて可変長復号化を行い前記電子透かし処理時系列データを得ると共に、その得られた電子透かし処理時系列データを基に電子透かしにより埋め込まれた前記符号化選択信号を検出する符号化選択信号検出手段(26)と、
その符号化選択信号検出手段により検出された前記符号化選択信号により指定された方の符号化テーブルを用いて可変長復号化を行うか、又は検出された前記符号化選択信号により前記交換可変長符号化テーブルの使用が指定された場合にそのテーブルの使用を無視し、前記可変長符号化テーブルを用いて可変長復号化を行うかの選択を行う符号化テーブル選択手段(23)と、
その符号化テーブル選択手段での選択結果に応じた符号化テーブルを用いて、取得された前記圧縮符号化信号の可変長復号化を行い、時系列データを得る可変長復号化手段(221)と、
その可変長復号化手段により得られた時系列データを復号化してコンテンツ信号を得るコンテンツ信号復号化手段(22)と、
を具備して構成することを特徴とする可変長符号化データ受信装置。
【0079】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の可変長符号化データ受信方法及び可変長符号化データ受信装置の実施形態につき、好ましい実施例により説明する。
【0080】
ここで符号化の対象となる信号は、画像信号、及び/又は音響信号のうちの少なくとも一方の信号を含んで構成されるコンテンツ信号である。最初に、コンテンツ信号が画像である場合の符号化方法につき、その基本的な実施例を基に説明する。
<第1実施例>
図1に、その画像信号の符号化方法を搭載した第1の実施例による画像信号符号化装置(以下、単に符号化装置と記すこともある。)の構成を示し、図を参照して説明する。
【0081】
同図に示す画像信号符号化装置10は、画像データ変換器11、MPEGエンコーダ12、VLCテーブル選択器13、標準VLCテーブル14、特別VLCテーブル15、及びCPU16より構成される。そして、MPEGエンコーダ12にはVLC器121が含まれている。
【0082】
次に、その画像信号符号化装置10の動作について述べる。
まず、MPEGエンコーダ12による符号化対象の入力画像信号は画像データ変換器11に供給されるが、そこではCPU16から供給される後述のVLCテーブル切り換え用信号である符号化選択信号が電子透かし情報として供給され、画像信号に埋め込まれる。
【0083】
その画像信号に埋め込まれる符号化選択信号はCPU16より出力されるが、そのCPU16より出力される符号化選択信号はVLCテーブル13にも供給されている。そして、そのVLCテーブル選択器13では標準VLCテーブル14、及び特別VLCテーブル15から供給されるVLCテーブルのうち、符号化選択信号により選択される方のVLCテーブルがVLC器121に供給され、MPEGエンコーダ12ではVLC器121に一時記憶されたVLCテーブルを基にした圧縮符号化が行われる。
【0084】
即ち、そのMPEGエンコーダ12には、符号化選択信号が電子透かしにより埋め込まれた画像信号が供給される。そして、その画像信号は埋め込まれた符号化選択信号により指定される方のVLCテーブルが用いられて圧縮符号化が行われる。
【0085】
そのようにして、CPU16から供給される符号化選択信号が、例えば「0」のときには標準VLCテーブルが選択されて符号化され、又「1」のときには特別VLCテーブルが選択されて符号化されるようになされる。そして、その符号化選択信号は画像データ変換器11において変換のなされる、例えば所定の間隔毎の最初の位置にある画像信号に電子透かし手法を用いて埋め込まれるようにして、MPEGにより圧縮符号化された符号化データが生成されるようになされている。
【0086】
次に、生成された符号化データの復号化について述べる。
図2は、その符号化データの復号化方法を搭載した第1の実施例による画像信号復号化装置(以下、単に復号化装置と記すこともある。)の構成であり、以下図と共に説明する。
【0087】
同図に示す画像信号復号化装置20は、MPEGデコーダ22、VLCテーブル選択器23、標準VLCテーブル24、特別VLCテーブル25、及び画像電子透かし検出器26より構成される。そして、MPEGデコーダ22にはVLC復号器221が含まれている。
【0088】
次に、画像信号復号化装置20の動作について述べる。
まず、画像信号符号化装置10で圧縮符号化された符号化データはMPEGデコーダ22に供給される。ここで圧縮符号化された信号は、VLC復号器221に一時記憶されるVLCテーブルの値が用いられて復号化される。その復号化して得られる画像信号は画像電子透かし検出器26に入力される。
【0089】
その画像電子透かし検出器26では、後述の画像データ変換器により電子透かし情報として埋め込まれた符号化選択信号が検出され、その検出されて得られる符号化選択信号はVLCテーブル選択器23に供給される。
【0090】
VLCテーブル選択器23では、供給された符号化選択信号、即ちCPU16より供給された符号化選択信号に基づき、標準VLCテーブル24、又は特別VLCテーブル25に格納される方のVLCテーブルが選択されてVLC復号器221に供給される。そのVLCテーブルの値はVLC復号器221に一時記憶される。
【0091】
次に、VLCテーブル221に一時記憶されたVLCテーブルが用いられて、MPEGデコーダ22では供給される符号化データの復号化が行なわれる。そして、その復号化はMPEGエンコーダ12のVLC器121に一時記憶されるVLCテーブルと同一のVLCテーブルが用いられて復号化される。そのため、品質の高い画像信号が復号化されて得られる。
【0092】
以上述べた様にして、第1の実施例における画像信号符号化装置10と画像信号復号化装置20とでは、画像電子透かしの手法により埋め込まれた符号化選択信号により選定される方のVLCテーブルが用いられて圧縮符号化、及び圧縮符号化データの復号化がなされるため、品質の高い画像信号が再生される。
【0093】
一方、画像信号復号化装置に画像電子透かし情報を検出する機能がない場合、または画像信号復号化装置が特別VLCテーブルの情報を有していない場合は、通常のMPEGデコーダに搭載される標準VLCテーブルが用いられて復号化が行なわれるため、復号化されて得られる画像信号にはそれぞれのVLCテーブルの差に基づく歪成分が含まれた画像信号として再生されることになる。
【0094】
上記の手法を用いて、コンテンツの著作権を有する著作権者が、保有するコンテンツを契約関係にある特別のデコーダと、契約関係にない一般のデコーダとに対して異なる品質の画像信号を供給することができる。即ち、特別のデコーダには画像電子透かし検出器、及び特別VLCテーブルを搭載させることによリ、一般者と特別者とに対して異なる品質の画像信号が供給されるようにするものである。
【0095】
そして、一般者が仮に特別VLCテーブルを搭載する画像信号復号化装置を有する場合であっても、符号化データに埋め込まれる電子透かし情報は、電子透かし情報の埋め込み方法に係る情報の与えられた特別者のみが復号可能なようにして、特別関係にある契約者のみが品質劣化のない画像信号を得られるようにする。
【0096】
その所定の情報が埋め込まれる電子透かし信号は、例えば画像に何らかの情報を埋め込み、隠し持たせる手法である。また、その情報を埋め込む方法には複数の方法があるが、画像信号符号化装置側と画像信号復号化装置側とでは予め定められた所定の電子透かしの手法をお互いに用いるようにして、符号化選択信号の伝送を行うようにする。
【0097】
その電子透かし手法として提案のなされている例として、例えばNTTはSCIS’97(The 1997 Symposium on Cryptography and Information Security;1997年、暗号と情報セキュリティシンポジウム)−31Gにおいて「DCTを用いたディジタル動画像における著作権情報埋め込み方法」を発表している。その方法は、埋め込むべき情報をMPEG(moving picture experts group)符号化において、特にDCT(discrete cosine transform)係数、動きベクトル、及び量子化特性の変更に基づく情報埋め込み手法として提案しているものである。
【0098】
また、防衛大学ではSCIS’97−26Bにおいて「PN系列による画像への透かし署名法」を発表しており、その方法は直接拡散方式に従い、PN(pseudo noise)系列で画像信号を拡散し、画像に署名情報を合成する方法として提案されている。
【0099】
それらの提案されている、いずれの電子透かしの手法を用いることによっても符号化選択信号の伝送が可能であり、また暗号化処理により符号化選択信号を埋め込んで伝送する他の電子透かし手法によっても実現が可能である。
【0100】
以上、電子透かし法などにより伝送される符号化選択信号を基にして画像信号符号化装置で生成した符号化信号を画像信号復号化装置に伝送することにより、ユーザ毎に異なった品質の画像の得られる画像信号符号化装置、及び復号化装置の構成とその動作について述べた。
【0101】
そして、その符号化選択信号を埋め込んで伝送する画像は、例えば動画における例えばGOP(Group of Picture)の最初の画像、ないしは所定の間隔毎の1枚目の画像は、標準VLCテーブルを用いて符号化するようにし、2枚目以降の画像はその伝送された電子透かし方式で記述されたVLCテーブルを用いて符号化を行うようにする。さらに、電子透かしにより記述されるVLCテーブル情報を、例えば番組ソフトの開始される場所に、予め定められた時間の間は標準VLCテーブルを用いて符号化するようにして記録する方法もある。
【0102】
その他の方法として、画像信号をDCT変換して得られる画像ブロックのDC成分を伝送する個所により、VLCテーブルに係る電子透かし情報を伝送する方法がある。通常の符号化においては、DC成分は量子化値に係りなく固定的なビット長(例えば8ビット)で量子化されるケースが多いため、その部分の冗長度は大きい。従って、例えば1画面全体のDC成分の値が「偶数」を0、「奇数」を1と定めることにより電子透かしデータを伝送することができる。
【0103】
以上のような方法が用いられて符号化選択信号の伝送がなされる。そして、符号化時と同一の復号化VLCテーブルが用いられるときには劣化のない画像が、また異なるVLCテーブルが用いられるときには少し劣化した画像が再生される。しかし、異なるVLCテーブルが用いられる場合であっても、それにより生じる再生画像が破綻するような画像は再生されない。
以上、電子透かし法により符号化選択信号を伝送する第1の実施例による画像信号符号化装置及び画像信号復号化装置の構成と、それらの装置の動作について述べた。
次に、符号化選択信号をユーザが定義して伝送可能なユーザーデータ記述領域に記述して伝送する方法について述べる。
【0104】
<第2実施例>
図3は、その画像信号の符号化方法を搭載した第2の実施例による画像信号符号化装置の構成であり、以下図と共に説明する。
同図に示す画像信号符号化装置10aは、MPEGエンコーダ12a、VLCテーブル選択器13、標準VLCテーブル14、特別VLCテーブル15、及びCPU16aにより構成され、そしてMPEGエンコーダ12aにはVLC器121及びユーザデータ記述器122が含まれている。同図において、前述の第1の実施例と同じ機能のブロックには同一の符号を付してある。
【0105】
次に、その様に構成される画像信号符号化装置10aの動作について、第1の実施例と異なってなされる動作について述べる。
即ち、画像信号符号化装置10aはCPU16aから供給される符号化選択信号をMPEGエンコーダ12aのユーザデータ記述器122に供給することにより、そこのユーザデータ領域に符号化選択信号を記述する。
【0106】
そして、VLCテーブル選択器13からはCPU16aより供給される符号化選択信号に基づいたVLCテーブルがVLC器121に供給される。そして、入力画像データはCPU16aから供給される符号化選択信号に基づいて圧縮符号化がなされると共に、その圧縮符号化のなされた信号のユーザデータ領域には符号化選択信号が記述された符号化データとして画像信号符号化装置10aより出力される。
【0107】
次に、そのユーザデータ記述領域への符号化選択信号の記述について述べる。図4に、符号化データにおけるシーケンスヘッダの記述フォーマット示し、説明する。
【0108】
同図において、シーケンスヘッダの記述シンタックスを示している。そのシーケンスヘッダには32ビットのシーケンスヘッダコードに続いて12ビットの水平方向の画像サイズ、及び12ビットの垂直方向画像サイズの順に記述される。そして、網点を付したnextbits() == user_data_start_code以降のUser_dataの個所にユーザデータを記述することが出来る。
【0109】
そして、ユーザデータはGOPレイヤにも記述が可能である。
図5に、符号化データのGOPレイヤにおける記述フォーマットを示す。
同図におけるユーザデータの記述個所は、前述の図4と同様に網点を付して示してある。即ち、nextbits( ) == user_data_start_code以降のUser_dataの個所に上記と同様なユーザデータの記述を行なえる。
【0110】
そのようなユーザデータはピクチャレイヤにおいても同様な記述ができる。
図6に、符号化データにおけるピクチャレイヤの記述フォーマットを示す。同様に網点を付して示してある個所にユーザデータを記述できる。
【0111】
これらのようにして、MPEGにおけるユーザデータの記述はシーケンスヘッダ、GOPレイヤ、及びピクチャレイヤのそれぞれの領域に可能である。そして、user_data記述領域には他の異なる内容のuser_dataが記述されることもあるので、VLCテーブルの切り替え信号である符号化選択信号を記述するときには、例えば16進表示による「ffee2424」などの32ビットのヘッダ信号に続けて記述する。
【0112】
即ち、そのヘッダ信号に続いて2進数表示による「0」又は「1」などのVLCテーブルを選択するための1ビットの信号を記述する。又は、バイトアラインした8ビットの信号によりVLCテーブル選択情報を記述するようにする。
【0113】
そのようにして、ユーザデータ領域に符号化選択信号を記述する。そして、符号化装置はその符号化選択信号が選択する方のVLCテーブルを用いて圧縮符号化を行った符号化データを生成する。次に、そのようにして生成された符号化データの復号化について述べる。
【0114】
図7は、その符号化データの復号化方法を搭載した第2の実施例による画像信号復号化装置の構成であり、以下図と共に説明する。
同図に示す画像信号復号化装置20aは、MPEGデコーダ22a、VLCテーブル選択器23、標準VLCテーブル24、及び特別VLCテーブル25より構成される。そして、MPEGデコーダ22aにはVLC復号器221及びユーザデータ復号器222が含まれている。同図において、前述の第1の実施例と同じ機能を有するブロックには同一の符号を付してある。また本図以降に示す図においても、特に記述する以外は同一番号が付されるものは同一の機能を有するブロックを示す。
【0115】
次に、その様に構成される画像信号復号化装置20aの動作について述べる。まず、画像信号符号化装置10aで圧縮符号化のなされた符号化データはMPEGデコーダ22aに供給される。ここでは、MPEG方式により圧縮符号化された信号は、VLC復号器221に一時記憶されるVLCテーブルの値が用いられて復号化される。
【0116】
そして、その復号化は前述の図3に示したユーザデータ記述器122により記述されたユーザデータがユーザデータ復号器222により復号されて符号化選択信号が得られ、その符号化選択信号が用いられて符号化データの復号化動作が行われる。
【0117】
即ち、ユーザデータ復号器222で得られた符号化選択信号はVLCテーブル選択器23に供給される。そのVLCテーブル選択器23では、CPU16aより供給された符号化選択信号に基づいて、標準VLCテーブル24、及び特別VLCテーブル25に格納されるいずれか一方のVLCテーブルの値が選択される。そして、選択されたVLCテーブルはVLC復号器221に供給され、そこに一時記憶される。
【0118】
そのVLCテーブル221に一時記憶されたVLCテーブルが用いられて、MPEGデコーダ22aでは供給される符号化データの復号化がなされる。そのようして、復号化して得られる画像信号は、前述のMPEGエンコーダ12aのVLC器121に一時記憶されるVLCテーブルと同一のVLCテーブルが用いられて復号化されるため、品質劣化の生じない復号化画像信号として得られるようになされている。
【0119】
以上述べた様にして、第2の実施例における画像信号符号化装置10aと画像信号復号化装置20aとは、例えばMPEG標準に規定されるユーザデータ記述領域に記述される符号化選択信号を基にして選定される方のVLCテーブルが用いられて圧縮符号化、及び圧縮符号化がなされるため、品質の高い画像信号の符号化及び復号化がなされる。
【0120】
以上、ユーザデータ記述領域に符号化選択信号を記述して伝送する第2の実施例による画像信号符号化装置及び画像信号復号化装置の構成と、それらの装置の動作について述べた。
次に、符号化選択信号を、例えばMPEG標準で規定される量子化値を用いて埋め込まれた電子透かしデータを用いて伝送する場合の第3の実施例について述べる。
【0121】
<第3実施例>
図8に、その画像信号の符号化方法を搭載した第3の実施例による画像信号符号化装置の構成を示し、図を参照して説明する。
同図に示す画像信号符号化装置10bは、MPEGエンコーダ12b、VLCテーブル選択器13、標準VLCテーブル14、特別VLCテーブル15、及びCPU16bより構成される。そして、MPEGエンコーダ12bにはVLC器121及び量子化値電子透かし情報記述器123が含まれている。
【0122】
次に、その画像信号符号化装置10bの動作について、第1の実施例と異なってなされる動作を主に述べる。
まず、CPU16bから供給される符号化選択信号はMPEGエンコーダ12bの量子化値電子透かし情報記述器123に供給される。そこでは、符号化選択信号に係る情報が電子透かし情報としてDCT変換されて得られる入力画像の量子化値として記述される。
【0123】
そして、VLCテーブル選択器13からはCPU16bより供給される符号化選択信号に基づいたVLCテーブルが選択され、選択されたVLCテーブルはVLC器121に供給される。そして、量子化値電子透かし情報記述器123により符号化選択信号が記述されて埋め込まれた入力画像データは、VLC器121に格納されるVLCテーブルが用いられて可変長符号化がなされる。そのようにして圧縮符号化のなされた符号化データは画像信号符号化装置10bより出力される。
【0124】
次に、その量子化値電子透かし情報記述器123により、埋め込まれるようにして記述される電子透かしの動作について述べる。
図9に、DCT変換により得られる量子化値に、電子透かし情報を記述する場合の例について示す。
【0125】
同図において、大きな四角形により画像全体が示されている。そして、その中に示される小さな四角は画像の縦横各々16画素ずつであるマクロブロックを示す。また、その中に示す数字はマクロブロックのデータを量子化するときに用いられる量子化値の例である。
【0126】
ここでは、MPEG標準により規定される、マクロブロック1つにつき1つ設定される量子化スケールの値が例えば奇数のときは「1」の情報を、偶数のときには「0」であるというようにして電子透かし情報を埋め込む。即ち、マクロブロックの量子化値の奇数、偶数により「0」、「1」のデータを、マクロブロックの個数分のデータとして埋め込むことができる。
【0127】
そのマクロブロックの量子化値は1〜31の値(5ビット)で表現されることがMPEG標準により規定されている。そして、意図的に奇数ないしは偶数である所定の量子化値にすることにより、最適符号化時の値に対して1異なる値を用いて圧縮符号化を行う場合であっても、その符号化データを復号化して得られる復号画像は視覚的に画質劣化の遜色ない画像が得られることが実験により確認されている。
【0128】
そのようにして、量子化値電子透かし情報記述器123により埋め込まれる情報を用いることによリ、1ビットで伝送可能な符号化選択信号は最初に伝送されるマクロブロック1つのみを用いて伝送するようにしても良い。更には、特定のアドレスのマクロブロックを1つ、もしくは繰り返して複数のマクロブロックを用いて同一のデータを伝送するようにしてもよい。
【0129】
以上のようにして、量子化値電子透かし情報記述器123により符号化選択信号を埋め込むようにして符号化する第3の実施例の画像信号符号化装置の構成と動作について述べた。
次に、そのようにして生成された符号化データの復号化について述べる。
【0130】
図10に、第3の実施例の画像信号符号化装置により符号化された符号化データの復号化を行う第3の実施例の画像信号復号化装置の構成例を示し、図を参照して説明する。
同図に示す画像信号復号化装置20bは、MPEGデコーダ22b、VLCテーブル選択器23、標準VLCテーブル24、及び特別VLCテーブル25より構成される。そして、MPEGデコーダ22bにはVLC復号器221及び量子化値電子透かし情報検出器223が含まれている。
【0131】
次に、その様に構成される画像信号復号化装置20bの動作について、第1の実施例の復号化装置20と異なってなされる動作を主に述べる。
まず、画像信号符号化装置10bで圧縮符号化のなされた符号化データはMPEGデコーダ22bに供給される。そこで、MPEG方式により圧縮符号化のなされた信号は、VLC復号器221に一時記憶されているVLCテーブルの値が用いられて復号化される。
【0132】
そして、そこで復号化されて得られる量子化値情報の一部は逆量子化され、及び逆DCT変換されて画像データが得られる。また、他の一部は量子化値電子透かし情報検出器223に供給される。そこでは、量子化値電子透かし情報記述器123で記述された情報が検出されることにより、符号化選択信号が得られる。
【0133】
その得られた符号化選択信号はVLCテーブル選択器23に供給される。そして、そのVLCテーブル選択器23では、供給された符号化選択信号、即ちCPU16bより出力された符号化選択信号に基づいて、標準VLCテーブル24、又は特別VLCテーブル25に格納される方のVLCテーブルの値が選択される。その選択されたVLCテーブル値はVLC復号器221に供給され、そのVLCテーブル値はVLC復号器221に一時記憶される。
【0134】
以上、マクロブロックごとの量子化値を奇数、及び偶数とすることにより符号化選択信号を記述して伝送する第3の実施例による画像信号符号化装置、及びその装置により伝送された符号化データを復号化する画像信号復号化装置の構成と、それらの装置の動作について述べた。
【0135】
<第4実施例>
次に、符号化選択信号をMPEG標準で規定される動きベクトルのベクトル値に符号化選択信号を電子透かしデータとして埋め込んで伝送する第4の実施例について述べる。
【0136】
図11は、その画像信号の符号化方法を搭載した第4の実施例による画像信号符号化装置の構成であり、以下図と共に説明する。
同図に示す画像信号符号化装置10cは、MPEGエンコーダ12c、VLCテーブル選択器13、標準VLCテーブル14、特別VLCテーブル15、及びCPU16cより構成される。そして、MPEGエンコーダ12cにはVLC器121及び動ベクトル電子透かし情報記述器124が含まれる。
【0137】
次に、その様に構成される画像信号符号化装置10cの動作について、第1の実施例による動作と異なる動作を主に述べる。
即ち、画像信号符号化装置10cではCPU16cから供給される符号化選択信号がMPEGエンコーダ12cの動ベクトル電子透かし情報記述器124に供給される。そして、そこで符号化選択信号に係る情報は、電子透かし情報として動き予測符号化における動ベクトル値として記述される。
【0138】
そして、VLCテーブル選択器13ではCPU16cより供給される符号化選択信号に基づいてVLCテーブルが選択され、そのVLCテーブルはVLC器121に供給される。また、動ベクトル電子透かし情報記述器124では符号化選択信号が記述されて埋め込まれた動きベクトル信号が生成される。そして、DCT変換された入力録画像データの量子化値はVLC器121に格納されるVLCテーブルにより可変長符号化がなされ、符号化データが生成される。そのようにして生成された動ベクトル信号と符号化データとは画像信号符号化装置10cより出力される。
【0139】
次に、その動ベクトル電子透かし情報記述器124により埋め込まれるようにして記述される電子透かしの動作について述べる。
図12に、動き予測検出により得られた動ベクトルに、電子透かし情報を記述する場合の例について示す。
【0140】
同図において、大きな四角形により画像全体が示されている。その中に示される小さな四角は画像の縦横各々16画素ずつであるマクロブロックであり、その中に示す数字はマクロブロックデータの水平方向の動き補償ベクトル量を画素単位の動ベクトル値である。
【0141】
ここでは、MPEG標準により規定される、マクロブロック1つにつき1つの設定される動きベクトル値が、例えば奇数のときは「1」の埋め込み情報を、偶数のときには「0」であるというようにして、0及び1の情報を埋め込む。即ち、マクロブロックの動ベクトル値の奇数、及び偶数により「0」、「1」のデータを、マクロブロックの個数分のデータとして埋め込むようにして電子透かし情報を記述する。
【0142】
このマクロブロックの動ベクトル値は0.5画素精度で基本的には±16の値(VLC)で表現されることが、例えばMPEG標準で規定されている。そのような、意図的に奇数又は偶数によりベクトル値を設定するような場合、即ち所定の動ベクトル値に対して1異なる値を用いて圧縮符号化を行う場合であっても、そのベクトル値を基に符号化データを復号化して得られる復号画像は視覚的に遜色のない画質で得られることが実験により確認されている。
【0143】
そのようにして、動ベクトル電子透かし情報記述器124により埋め込まれる情報を用いることによリ、1ビットで伝送可能な符号化選択信号は最初に伝送されるマクロブロック1つのみを用いて伝送するようにしても良い。更には、特定のアドレスのマクロブロックを1つ、もしくは繰り返して複数のマクロブロックを用いて同一のデータを伝送するようにしても良い。
【0144】
以上、動ベクトル電子透かし情報記述器により符号化選択信号を埋め込むようにして符号化する第4の実施例の画像信号符号化装置の構成と動作について述べた。
次に、そのようにして生成された符号化データの復号化について述べる。
【0145】
図13に、第4の実施例の画像信号符号化装置により符号化された符号化データの復号化を行う、第4の実施例の画像信号復号化装置の構成例を示し、以下図と共に説明する。
同図に示す画像信号復号化装置20cは、MPEGデコーダ22c、VLCテーブル選択器23、標準VLCテーブル24、及び特別VLCテーブル25より構成される。そして、MPEGデコーダ22cにはVLC復号器221及び動ベクトル電子透かし情報検出器224が含まれている。
【0146】
次に、その画像信号復号化装置の動作について述べる。
まず、画像信号符号化装置10cで圧縮符号化のなされた動ベクトル情報を含む符号化データはMPEGデコーダ22cに供給される。
【0147】
そして、動ベクトル情報は動ベクトル電子透かし情報検出器224に供給されて、動ベクトルに埋め込まれている符号化選択信号が検出される。その検出された符号化選択信号はVLCテーブル選択器23に供給されると共に、伝送された動ベクトル情報が用いられてMPEG方式により圧縮符号化された信号は復号化されて画像信号が得られ、その得られた出力画像は画像信号復号化装置20cより出力される。
【0148】
以上、第1〜第4の実施例を示して述べたように、符号化選択信号は画像信号のデータに電子透かし情報として埋め込む方法、所定のユーザデータ記述領域に記述する方法、量子化値電子透かし情報として埋め込む方法、ないしは動ベクトル電子透かし情報として埋め込む方法などにより、伝送が可能である。
【0149】
そして、その伝送方法は上記の4つの方法のうち、1つの方法により伝送する方法、複数の方法を用いて同時に伝送する方法などがある。さらには、例えばユーザデータにより符号化選択信号情報が伝送されている情報を記述して伝送するようにし、符号化選択信号の値は電子透かし情報により伝送するような方法によっても良い。
【0150】
そのようにして、符号化選択信号は画像信号符号化装置から画像信号復号化装置に伝送が可能である。
次に、その符号化選択信号により切り替えられるVLCテーブルについて述べる。
【0151】
図14に、MPEG標準規格で規定される標準VLCテーブルを示す。
同図において、VLCコードに対するラン長とレベルの関係が示されている。即ちこの表は、「−31」から「+31」の6ビットの数により示されるデータ列を符号化して伝送するための可変長符号化テーブルである。そして、特にそのデータ列に「0」の値が多く含まれるときに連続する「0」の個数をラン長とし、連続する「0」に続けて伝送される値をレベルとする。そして、その連続する「0」の個数とそれに続けて伝送されるレベルの値に応じてVLCコードが割り当てられている。
【0152】
そのようにしてVLCコードが割り当てられるテーブルは通常のMPEGデコーダに格納されており、そのテーブルは通常のMPEG方式により符号化されたビットストリームを復号するために用いられる。
【0153】
ところで、本実施例に示す画像信号符号化装置は、著作権者が通常の画像信号復号化装置に対しては多少劣化した再生画像として再生されるようにすると共に、契約関係にあるなど、特別な画像信号復号装置に対しては劣化のない高品質な画像が再生されるように特別VLCテーブルを用いて圧縮符号化を行うものである。
【0154】
次に、その特別VLCテーブルについて述べる。
図15、及び図16に、本実施例で使用する特別VLCテーブルの例を示す。これらの図におけるVLCテーブルは、1つの特別VLCテーブルを2つに分割して示したものである。
【0155】
即ち、このテーブルは定義されるVLCコードに対して、データ「0」の連続する長さを示すラン長と、その連続する「0」の後に配置されるデータの値であるレベルを規定したものである。そして、右側の欄には入れ替えアドレスを示している。
【0156】
そして、入れ替えアドレスとしてはA1〜A38、B1〜B5、及びC1〜C2が記載されている。そして、そこに示したテーブルの値をそのまま使用する場合には標準VLCテーブルを使用する符号化がなされる。また、入れ替えアドレス値が同一である個所のアドレスを入れ替えることにより、特別VLCテーブルを作成することができる。
【0157】
次に、そのアドレスの入れ替え操作について述べる。
同テーブルの入れ替えアドレスの欄に示すA、B、及びCのグループは、それぞれVLCのカテゴリーを示している。そして、そのカテゴリーはラン長の値に基づいてグループ分けしたものである。
【0158】
即ち、Aはラン長が0、Bはラン長が1、Cはラン長が2である場合のカテゴリー分けを示している。ここでは、VLCテーブルの一部のみを表示しているが、表示されていないラン長のグループ分けも同様にして行う。
【0159】
そして、特別VLCテーブルにおけるVLCコードを指定するアドレス値の入れ替えは、カテゴリーが同一である、即ちラン長の値が同一であるVLCコードの間で読み替えを行うようにする。
【0160】
そのラン長が同一のVLCコード同士で読み替えを行うのは、MPEGのように直交変換して得られる係数値を例えばジグザグスキャンして得られる係数値データを、可変長符号化して行うような圧縮符号化方式において、データの個数、及び配置を一定に保ったまま行う変更として重要である。
【0161】
即ち、MPEGのDCTブロック内のDCT係数のランレングスの総計は、イントラピクチャーにおいては63、インターピクチャーにおいては64を超えてはならない。従ってVLCがハフマンコード体系に従っている場合であっても、読み替えにより63や64の数を超えてしまうと、その符号化信号の復号時に不条理なエラー生じ、復号化が出来ないとされ、復号化された画像が破綻してしまうからである。
【0162】
従って、読み替え対象となるVLC同士は、同じカテゴリー同士で読み替える必要があり、ここに示した例では「ラン長が同じである」という、それぞれが同じカテゴリーとして示されるA、B、及びCの中の同じ記号同士での読み替えがなされる。例えば、A2とA3とは読み替えが可能であるが、A2とB2との読み替えはできない。
【0163】
以上の様にして、入れ替えアドレスがA1〜A38、B1〜B5、C1〜C2のそれぞれのグループ内で読み替えを行うことにより、標準VLCテーブルを基にした特別VLCテーブルの作成が可能である。
【0164】
そして、通常の画像を符号化するときに多く生じるラン長とレベル値の組み合わせによるVLCコードのなかで、レベル値が大きく違うもの同士で入れ替える場合は、所定の度合いで劣化した半開示画像が復号化されて得られる。即ち、ここで呼ぶ半開示画像は、画像信号をアナログ記録したときに歪を伴って再生されるような劣化して表示される画像を指している。
【0165】
例えば、A1とA4、A2とA3のそれぞれを読み替える場合、適度に劣化した半開示画像が得られる。また、B1とB5、B2とB4、C1とC2の読み替えによっても同様である。さらに、それらのような入れ替えに係る組み合わせを32から64種類の読み替え規則として作成し、その識別信号を、読替え規則として使用することにより所望の半開示状態の画質で復号化されるようにすることも可能である。
【0166】
以上、入れ替えアドレスを基にVLCコードの入れ替えを行う方法について述べた。そして、上述のラン長が同じ値のもの同士であるVLCコードの事象はMPEGの規格に設定されたもの同士で定めている。従って、特別VLCコードを搭載する特別復号器は、従来の標準復号器との間で互換性が確保された動作が行われる。
【0167】
そして、VLCコードの入れ替えは同一ラン長に対してレベル値の異なるレベル値のコードに入れ替えを行うため、特別VLCテーブルを用いて符号化した符号化データを標準VLCテーブルのみしか搭載しない標準復号器により復号したときには、画像信号の高周波信号レベルの低下、もしくは向上、低周波信号レベルの低下、もしくは向上などによる解像度の変えられた画像が再生されることになる。
【0168】
次に、そのような画像解像度の変化について述べる。
図17に、符号化器で圧縮符号化した符号化データを復号化器で復号して得られる画像信号の質について、従来の標準VLCテーブルを用いた従来器と、特別VLCテーブル及び標準VLCテーブルの両者を搭載する特別器との間での符号化及び復号化の関係を示す。
【0169】
同図において、各々の4つの組合わせによる再生画像の品質を示しており、○印は高品質な画像が再生され、また△印は多少劣化した画像として再生されることを示している。
【0170】
即ち、特別器で符号化して、従来器で復号化したときにのみ画質が低下した画像信号が出力されており、特別器で符号化して特別器で復号化したときには、高品質な画像が再生され、またそれ以外の従来型の符号化器との互換性も確保されていることが示されている。
【0171】
そのようにして、互換性の確保される範囲内で再生される画質に差を与えることができるため、画像信号の著作権を保有する者の側の意志により、従来型の復号化器と特別型の復号器に対して異なる画質による画像データの提供が可能となる。そして、そのための画像信号符号化装置における符号化選択信号の発生、符号化制御信号の符号化データへの埋め込み、画像信号復号化装置における符号化選択信号の取得、及び符号化データの復号は、コンピュータによる信号の演算処理により、及びコンピュータによる回路部の制御によりそれらの動作がなされる。
【0172】
次に、それらの信号処理を、コンピュータをプログラムにより実行させて行う方法について述べる。
図18に、画像信号符号化に係り実行されるコンピュータプログラムの流れをフローチャートにより示す。
【0173】
同図において、S11のステップで従来型の復号化器と特別型の復号化器に対して異なる画質による画像データの再生がなされるような画像信号の特別処理を行うか否かがチェックされ、特別処理が行なわれる場合にはS12においてコンピュータより符号化制御信号が発生される。
【0174】
その発生された符号化制御信号はVLCテーブル選択器に供給され、S14においてVLCテーブル選択器は特別VLCテーブルを取得する。そして、S15で取得した特別VLCテーブルをMPEGエンコーダのVLC器にロードし、S16で符号化制御信号を画像信号復号化装置に伝送すための伝送用符号化制御信号が生成される。
【0175】
その伝送用符号化制御信号は、画像信号データに電子透かし情報として埋め込む方法、所定のユーザデータ記述領域に記述する方法、量子化値電子透かし情報として埋め込む方法、ないしは動ベクトル電子透かし情報として埋め込む方法により生成される。
【0176】
そして、その生成された伝送用符号化制御信号は符号化された画像データと共に伝送される。また、その画像データの符号化を行うためのVLCテーブルが特別VLCテーブルとされたMPEGエンコーダにより、S17において供給される画像信号がDCT変換されて量子化数データが得られる。次に、その得られた量子化数データは特別VLCテーブルが用いられて可変長符号化がなされて符号化データとして生成される。
【0177】
そのような伝送用符号化信号の生成と画像データの符号化とは、符号化に係る画像データの供給が終了されるまで、S16及びS17の動作が繰り返して実行される。
【0178】
そのようにして符号化されて得られた符号化データは画像信号復号化装置により復号化がなされる。次に、画像信号復号化装置を動作させるコンピュータプログラムについて述べる。
【0179】
図19に、画像信号復号化に係り実行されるコンピュータプログラムの流れをフローチャートにより示す。
同図において、S21で供給される符号化データに符号化制御信号の情報が伝送されているか否かがチェックされ、符号化制御信号が付されて伝送されているときにはS22により符号化データに埋め込まれて伝送される符号化制御信号は復号化されるようにして読み出される。
【0180】
その読み出された制御信号はVLCテーブル選択器に供給されて、S23において特別VLCテーブルが取得され、取得された特別VLCテーブルはS24でMPEGデコーダのVLC復号器にロードされる。
【0181】
そして、MPEGデコーダではロードされたVLCテーブルを基に可変長復号化などがなされ、供給される符号化データを復号した画像データが得られる。また、その得られた画像データは画像信号復号化装置より出力信号として供給されるが、そのS25とS26の動作は供給される符号化信号の供給が終了するまで実行される。
【0182】
以上詳述した様にして、画像信号の符号化側で、標準VLCテーブルを有する復号化装置と、特別VLCテーブルを有する復号化装置側とで異なる画質による再生映像を供給しようとするときは、その特別VLCテーブルの使用に係る情報を画像信号データに電子透かし情報として埋め込む、所定のユーザデータ記述領域に記述する、量子化値電子透かし情報として埋め込む、ないしは動ベクトル電子透かし情報として埋め込むなどの方法により行うことができる。
【0183】
以上、第1〜第4の実施例による画像信号符号化装置及び画像信号復号化装置の構成と、動作について述べた。
次に、それらの画像信号符号化装置及び画像信号復号化装置を伝送装置及び受信装置に応用する場合の例について述べる。
【0184】
<第5実施例>
図20は、第5の実施例による画像信号符号化伝送(送信)装置の構成であり、以下図と共に説明する。
【0185】
同図に示す画像信号符号化送信装置10dは、前述の図1に示した第1の実施例による画像信号符号化装置の構成に比し、伝送路パケット符号器17及び伝送路インタフェース18がMPEGエンコーダ12の出力の後に配置されている点で異なっている。そして、同一機能を有するブロックには同一の符号を付してある。
【0186】
次に、そのように構成される画像信号符号化送信装置10dの動作について、第1の実施例と異なる点について述べる。
即ち、VLCテーブル切り換え用信号である符号化選択信号が電子透かし情報として埋め込まれ、MPEGエンコーダ12により圧縮符号化されて得られる圧縮符号化信号は伝送路パケット符号化器17に供給される。
【0187】
そこでは、その圧縮符号化信号を、例えばMPEGシステムで規定されるようなビットストリームをオーディオ、ビデオなどの情報ごとにパケット化して伝送路に供給するための多重化処理がなされる。その多重化処理のなされた符号化パケットデータは伝送路インタフェース18を介して、画像信号符号化送信装置10dから通信ネットワークに出力される。そして、伝送された多重化信号は画像信号復号化受信装置により受信される。
【0188】
図21に、第5の実施例による画像信号復号化受信装置の構成を示し、以下図と共に説明する。
同図に示す画像信号復号化受信装置20dは、前述の図2に示した第1の実施例による画像信号復号化装置に比し、入力端子とMPEGデコーダ22の間に伝送路パケット復号化器27が配置されている点で異なっている。そして、同一機能を有するブロックには同一の符号を付してある。
【0189】
次に、そのように構成される画像信号復号化受信装置20dの動作について、第1の実施例と異なる点について述べる。
即ち、通信ネットワークより伝送路インタフェース28を介して受信されるパケット化された圧縮符号化信号(符号化パケットデータ)は伝送路パケット復号化器27に供給される。
【0190】
そこでは、上記の伝送路パケット符号化器17によりパケット化がなされて伝送されたパケット化と相補的な処理がなされ、圧縮符号化信号が得られる。その圧縮符号化信号はMPEGデコーダ22に供給され、前述と同様にして復号処理がなされる。そして、その復号化されて得られた画像信号は出力画像として出力される。
【0191】
以上、第5の実施例による画像信号符号化送信装置及び画像信号復号化受信装置の構成と、その動作について述べた。そして、それらの動作はコンピュータプログラムにより制御して実行するようにしても良い。
【0192】
図22に、第5の実施例による画像信号符号化送信に係り実行されるコンピュータプログラムの流れをフローチャートにより示す。
同図において、前述の図18に示したフローチャートと同一の動作を行う部分には同一の符号を付してある。次に、第4の実施例で述べたのと異なる動作部分について述べる。
【0193】
即ち、S17の画像データの符号化の次の動作が、S31による符号化データのパケット化に係る処理動作であり、その次にS32によりパケット化処理が終了したかをチェックする動作がなされる点で異なっている。
【0194】
そして、そのS31における符号化データのパケット化は、前述の図20における伝送路パケット符号化器17でなされる、例えばオーディオビデオ多重化ビットストリームの生成動作である。そして、生成されたビットストリームは通信ネットワークに供給されて伝送される。また、必要に応じて伝送路で伝送するための、その伝送路において規定される伝送条件に従う、伝送路特有のパケット化処理もなされる。
【0195】
そして、生成された伝送用符号化信号の生成と画像データの符号化は、S32において符号化された画像データのパケット化が終了するまでS16、S17、及びS31の動作が繰り返して実行される。
【0196】
そのようにして符号化及びパケット化がなされて得られた符号化パケットデータは、画像信号符号化送信装置10dより通信ネットワークに送出される。そして、そのデータは画像信号復号化受信装置20dにより受信されて復号化される。
次に、第5の実施例として示した画像信号の受信及び復号化の動作について述べる。
【0197】
図23に、第5の実施例による画像信号復号化受信に係り実行されるコンピュータプログラムの動作をフローチャートにより示す。
同図において、前述の図19に示したフローチャートと同一の動作を行う部分には同一の符号を付してある。次に、動作の異なる部分について述べる。
【0198】
即ち、S24のVLC器へのロードの次の動作は、S41による復号化データのパケット復号化の動作であり、その復号化されて得られるデータがS25の符号化データの復号化に渡される点で異なっている。
【0199】
即ち、そのS41における復号化データのパケット復号化は、前述の図21における伝送路パケット復号化器27でなされる動作であり、そこでは多重化されて伝送されたビットストリームには前述の図20における伝送路パケット符号化器17と相補的な信号処理動作がなされる。
【0200】
そのようにして、パケット復号化された信号はS25の符号化データの復号化に渡されて次の処理がなされる。そして、それらの信号処理はS27の画像復号化を終了したかで、Yesとして判定されるまでS41、S25、S26、及びS27の動作が繰り返して実行される。
以上、第5の実施例による画像信号符号化送信装置及び画像信号復号化受信装置のコンピュータプログラムにより制御されて、実行される動作について述べた。
【0201】
以上詳述した様に、符号化送信装置側で特別VLCテーブルを用いて符号化した画像信号の復号化を、標準VLCテーブルのみを有する復号化受信装置と、標準VLCテーブル及び特別VLCテーブルを有し、切り替えて用いる復号化受信装置とを、用いて構成することにより、異なる所望の画質により再生できる復号化受信装置として実現することができる。
【0202】
そして、その特別VLCテーブルの使用に係る情報を画像信号データに電子透かし情報として埋め込む、所定のユーザデータ記述領域に記述する、量子化値電子透かし情報として埋め込む、ないしは動ベクトル電子透かし情報として埋め込むなどの方法により伝送する。
【0203】
また、そのように伝送された圧縮符号化信号の復号化は、符号化信号を伝送するための規格であるMPEGにより規定されるシンタックスから、伝送されたVLCテーブル制御信号を検出し、その検出されたVLCテーブル制御信号を基に符号化に用いられたVLCテーブルを検出する。そして、その検出されたテーブルを用いて復号化することにより、所望の劣化度を有する画像信号が得られるようにする。
【0204】
また、その切り替えて用いられるVLCテーブルのVLCコードは、例えば国際標準であり一般的に用いられるMPEG規格で規定されるVLCコード体系に存在するコードを用いて構成するようにし、特別VLCテーブルを用いて符号化した信号と標準VLCテーブルを用いて符号化した信号との間での信号の交換性を所定の範囲内に保つようにする。それにより、広い市場で普及のなされるMPEG規格に準拠した装置との間での信号の交換性を確保して構成することを可能とするものである。
【0205】
さらにまた、特別VLCコードの使用に係る情報は、例えばMPEGで規定されたユーザーデータ、画像に混入された電子透かしデータ、量子化値を用いて混入された電子透かしデータ、及び動きベクトル値を用いるなどにより埋め込まれた電子透かしデータのうち、少なくともいずれか1つを、又必要に応じて複数を用いて伝送するようにしているため、所望の符号化対象のコンテンツに対して複数のセキュリティレベルを設定して行う画像信号の符号化方法を実現できている。
【0206】
以上、符号化方式として動画信号の符号化を、標準VLCテーブルの代りに特別VLCテーブルを用いて行うMPEG2ビデオの圧縮符号化方式を例として述べた。
次に、同様な標準VLCテーブル及び特別VLCテーブルを用いて行う音響信号の圧縮符号化、及び符号化されて供給される符号化データの復号化について述べる。
【0207】
最初に、代表的な音響信号の圧縮符号化方式であるMPEG−2 AAC(Advanced Audio Coding)方式におけるオーディオ信号の符号化、及び復号化について述べる。
【0208】
<第6実施例>
図24に、第6の実施例によるオーディオ信号符号化装置(以下、単に符号化装置と記すこともある。)の構成を示し、以下図と共に説明する。
【0209】
同図に示すオーディオ信号符号化装置430は、MPEG−2 AACエンコーダ431、ハフマンコードブック選択器432、スケールファクタ用標準ハフマンコードブック433、スケールファクタ用特別ハフマンコードブック434、及びCPU435より構成される。そして、MPEG−2 AACエンコーダ431にはハフマンコードブックを使って可変長符号化を行う可変長符号化器436が含まれている。
【0210】
そして、MPEG−2 AACエンコーダ431は従来と同様に構成されるが、可変長符号化器436には従来から用いられている標準VLCテーブルの外に、特別VLCテーブルを用いて可変長符号化を行うための制御信号が入力されている点で異なっている。
なお、ここで、ハフマンコード符号化はVLC符号化に含まれる符号化方式であり、ハフマンコードブックはそのために用いられる符号化テーブルである。従って、ハフマンコードブックの概念は広義のVLCテーブルに含まれることになる。
【0211】
次に、その様に構成されるオーディオ信号符号化装置430の動作について述べる。
まず、符号化対象のオーディオ信号がMPEG−2 AACエンコーダ431に入力されると共に、外部切換信号がCPU435に入力される。そのCPU435では、供給される外部切換信号を基にハフマンコードブックを切り換えるための符号化選択信号を発生する。
【0212】
その符号化選択信号は、CPU435において供給される外部切換信号を初期値として、例えば擬似乱数を用いるなどにより、外部切換信号を何らかの暗号処理を施された暗号として発生される。そして、その発生された外部切換信号を解読することによってハフマンコードブック切り換え用信号である符号化選択信号が出力される。
【0213】
そして、CPU435からハフマンコードブック切り換え用信号である符号化選択信号がハフマンコードブック選択器432に供給される。そのCPU435から供給された符号化選択信号は、例えば「0」の場合にはスケールファクタ用標準ハフマンコードブックを選択して符号化し、又「1」のときにはスケールファクタ用特別ハフマンコードブックを選択して符号化するように設定される。
【0214】
即ち、ハフマンコードブック選択器432ではスケールファクタ用標準ハフマンコードブック433、及びスケールファクタ用特別ハフマンコードブック434から供給されるハフマンコードブックのうち、符号化選択信号により選択される方のハフマンコードブックが可変長符号化器436に供給される。
【0215】
そして、MPEG−2 AACエンコーダ431では、供給されるオーディオ信号は可変長符号化器436に一時記憶されたハフマンコードブックを基にした可変長符号化が行われる。
次に、スケールファクタ用のハフマンコードブックについて説明する。
【0216】
図25に、スケールファクタバンド(Sfb)におけるスケールファクタを求める場合の例を示す。
同図において、上側に、0から(N−1)までのN個のスケールファクタバンドにおけるスケールファクタを示す。下側にはそれらのスケールファクタバンドに対するインデックス値を示している。
【0217】
即ち、供給されるオーディオ信号は、FFTにより聴覚心理分析した結果、及びMDCT(Modified Discrete Cosine Transform)変換して求められた係数値データを基にスケールファクタが算出される。そして、そのスケールファクタの差分値が求められる。即ち、k番目のSfbから(k−1)番目のSfbが減算され、差分値を求められる。次に、そのオフセット値に60を加算した値を用いて、スケールファクタ用のハフマンコードブックに対応する値(以後インデックスと呼ぶ)が読み出されるようにして可変長符号化がなされる。
【0218】
そして、スケールファクタ用のハフマンコードブックは、インデックスが60の場合スケールファクタの差分値が0であることを示し、差分値の絶対値が大きくなるにつれて発生頻度が低くなることを利用して作成されている。
【0219】
図26に、MPEG−2 AAC符号化方式で用いられるスケールファクタ用のハフマンコードブックの一部を表により示す。
そして、この表に示されるスケールファクタ用のハフマンコードブックをスケールファクタ用標準ハフマンコードブック433として用いる。また、スケールファクタ用特別ハフマンコードブック434は、スケールファクタ用標準ハフマンコードブック433のインデックスを入れ替えて作成する。
【0220】
図27に、インデックスの入れ替え方法を例示する。
同図において、左側の表は標準ハフマンコードブックの一部と、その入れ替え方法を示す。そして、右側の表は入れ替えて作成した特別ハフマンコードブックの一部である。
【0221】
即ち、その入れ替えは、同表においてインデックス60より大きなインデックスと、それより小さなインデックスとにおいて、コードワードの長さが同じ箇所同士で行う。例えば、コードワードの長さが6であるインデックス56,55とインデックス64,65のそれぞれを入れ替えたものを特別ハフマンコードブックとする。
【0222】
図28に、上記のハフマンコードブックを用いたスケールファクタの可変長符号化の例を示す。
同図において、▲1▼sfb0からsfb4のスケールファクタをそれぞれ10,15,19,14,10とする。そして、▲2▼全体の量子化ステップを30とするとき、可変長符号化を行う際に隣接するsfbとの間の差分値−20、5、4、−5、−4を得る。
【0223】
次に、▲3▼オフセット値60を加算処理し、各sfbは40,65,64,55,56のインデックス値として計算される。なおここで、先頭のsfb0に対しては一つ前のsfbが存在しないため、全体の量子化ステップ値30に対する差分計算を行っている。
【0224】
そして、前述の図26に示す標準ハフマンコードブックを用いてコードワードを得るときにはff9、3b、39、3a、38が得られる。しかし、ここで用いるハフマンコードブックはコードワードの入れ替えられた特別ハフマンコードブックであるため、▲4▼に示すコードワードff9、3a、38、3b、39が得られる。そして、それらの得られたデータが用いられてビットストリームが生成される。
【0225】
次に、その生成されて伝送されたビットストリームを復号化する。そして、通常の復号化器ではMPEG−2 AAC符号化方式の標準ハフマンコードブックしか有していないときには、可変長復号化して、▲5▼各sfbのインデックスは40,55,56,65,64として得られる。
【0226】
次に、▲6▼それらのデータよりオフセット値60が減算され、▲7▼スケールファクタは10,5,1,6,10として求められる。この値は、元のスケールファクタと異なった値である。
【0227】
そのようにして、符号化と異なるスケールファクタを使用して符号化ビットストリームの復号を行う場合は異なったオーディオ信号が再生される。従って、この手法を用いて半開示のオーディオ信号を生成するためのスクランブル処理が可能となる。
【0228】
次に、そのようにして符号化されて生成されたビットストリームの復号化について述べる。
図29に、第6の実施例によるオーディオ信号復号化装置(以下、単に復号化装置と記すこともある。)の構成を示し、以下図と共に説明する。
【0229】
同図に示すオーディオ信号復号化装置440は、MPEG−2 AACデコーダ441、ハフマンコードブック選択器442、スケールファクタ用標準ハフマンコードブック443、スケールファクタ用特別ハフマンコードブック444、及びCPU445より構成される。そして、MPEG−2 AACデコーダ441にはハフマンコードブックを用いて可変長復号化を行う可変長復号化器446が含まれている。
【0230】
MPEG−2 AACデコーダ441は従来と同様に構成されるが、可変長復号化器446には従来の標準ハフマンコードブックの外に、特別ハフマンコードブックが用いられて可変長復号化がなされる点で異なっている。
【0231】
次に、その様に構成されるオーディオ信号復号化装置440の動作について述べる。
まず、オーディオ信号符号化装置430から出力される外部切換信号がCPU445に供給される。
【0232】
そこでは、オーディオ信号符号化装置430内のCPU435と同等の処理がなされる。即ち、ハフマンコードブック切り換え用信号である符号化選択信号が発生され、その信号はハフマンコードブック選択器442に供給される。
【0233】
次に、オーディオ信号符号化装置430で圧縮符号化のなされたビットストリームはMPEG−2 AACデコーダ441に供給される。ここでは、MPEG−2 AAC方式により圧縮符号化された信号は可変長復号化器446に一時記憶されるハフマンコードブックの値が用いられて復号化される。
【0234】
ハフマンコードブック選択器442では、供給された符号化選択信号、即ちCPU445より供給された符号化選択信号に基づいて、スケールファクタ用標準ハフマンコードブック443、又はスケールファクタ用特別ハフマンコードブック444に格納される方のハフマンコードブックの値が選択されて可変長復号化器446に供給される。そして、そのハフマンコードブックの値は可変長復号化器446に一時記憶される。
【0235】
MPEG−2 AACデコーダ441では、そのようにして一時記憶されたハフマンコードブックが用いられて、供給されるビットストリームの復号化がされる。そして、その復号化はMPEG−2 AACエンコーダ431の可変長符号化器436に一時記憶されるハフマンコードブックと同一のハフマンコードブックが用いられて復号化されるため、忠実度の高い復号化されたオーディオ信号が得られる。
【0236】
しかし、オーディオ信号復号化装置にスケールファクタ用特別ハフマンコードブックを有していない場合は、通常のMPEG−2 AACデコーダに搭載されるスケールファクタ用標準ハフマンコードブックが用いられてビットストリームの復号化が行われるため、復号化されたオーディオ信号にはそれぞれのハフマンコードブックの差に基づく歪成分が含まれたオーディオ信号として復号化されることになる。
【0237】
以上、標準ハフマンコードブック及び特別ハフマンコードブックを用いてスケールファクタの可変長符号化を行う第6の実施例によるオーディオ信号符号化装置、及びオーディオ信号復号化装置の構成とそれらの動作について述べた。
【0238】
<第7実施例>
次に、標準ハフマンコードブック及び特別ハフマンコードブックをスペクトル信号の可変長符号化に用いる第7の実施例によるオーディオ信号符号化装置及びオーディオ信号復号化装置の構成と動作について述べる。
図30に、第7の実施例によるオーディオ信号符号化装置の構成を示し、以下図と共に説明する。
【0239】
同図に示すオーディオ信号符号化装置450は、MPEG−2 AACエンコーダ451、ハフマンコードブック選択器452、スペクトル用標準ハフマンコードブック453、スペクトル用特別ハフマンコードブック454、及びCPU455より構成される。そして、MPEG−2 AACエンコーダ451にはハフマンコードブックを用いて可変長符号化を行う可変長符号化器456が含まれている。
【0240】
そして、そのように構成されるオーディオ信号符号化装置450は、前述の図24に示した第6の実施例によるオーディオ信号符号化装置に比し、スケールファクタ用ハフマンコードブックは標準のものが使用されているが、MDCTされて得られるオーディオ信号の可変長符号化にはスペクトル用標準ハフマンコードブック、及びスペクトル用特別ハフマンコードブックが用いられている点で異なっている。
【0241】
次に、その様に構成されるオーディオ信号符号化装置450の動作について述べる。
まず、MPEG−2 AACエンコーダ451に符号化対象のオーディオ信号が供給され、同時にCPU455に外部切換信号が入力される。その一方で、外部切換信号はオーディオ信号符号化装置450と相補的に復号化動作を行うオーディオ信号復号化装置460(後述)へ供給される。
【0242】
CPU455には外部切換信号が供給され、その信号を基にハフマンコードブック切り換え用信号である符号化選択信号が発生される。例えば、CPU455が外部切換信号を初期値として擬似乱数を発生する、又は外部切換信号が何らかの暗号処理を施された暗号として供給されるときには、その外部切換信号を解読することによってハフマンコードブック切り換え用信号である符号化選択信号が得られる。
【0243】
そのようにして、CPU455からは、ハフマンコードブック切り換え用信号である符号化選択信号が、ハフマンコードブック選択器452に供給される。そして、CPU455から供給される符号化選択信号は、例えば「0」のときにはスペクトル用標準ハフマンコードブックを選択して符号化し、又「1」のときにはスペクトル用特別ハフマンコードブックを選択して符号化するように設定される。
【0244】
次に、ハフマンコードブック選択器452ではスペクトル用標準ハフマンコードブック453、及びスペクトル用特別ハフマンコードブック454から供給されるハフマンコードブックのうち、符号化選択信号により選択される方のハフマンコードブックが可変長符号化器456に供給される。
【0245】
MPEG−2 AACエンコーダ451では、可変長符号化器456に一時記憶されたハフマンコードブックを基にし、MDCTされたオーディオ入力信号のスペクトル信号に対する可変長符号化が行われる。
ここで、そのスペクトル用のハフマンコードブックについて述べる。
【0246】
スペクトルの量子化値を可変長符号化する際には、sfb内の2本または4本ずつまとめて計算されたスペクトルの量子化値を基に、インデックスからスペクトル用のハフマンコードブックに対応するコードワードを読み出す。そして、スペクトル用のハフマンコードブックは11種類存在し、その中から符号化されて生成され符号全体での符号量が最小となる組み合わせが選択される。
【0247】
図31に、スペクトル用標準ハフマンコードブックの一部をテーブルにより示す。
同図に示すスペクトル用標準ハフマンコードブックは、MPEG−2 AAC符号化方式に用いられるコードブックの一部であり、ここではそのコードブックをスペクトル用標準ハフマンコードブック453として用いる。そして、特別ハフマンコードブック454はスペクトル用標準ハフマンコードブック453のインデックスを入れ替えたものを用いる。
【0248】
図32に、標準ハフマンコードブックのコードワードを入れ替えて特別ハフマンコードブックを作成する例を示す。
ここに示したスペクトル用のハフマンコードブックは、AAC規格に定められる第2番目のものの一部である。
【0249】
そのコードブックは、インデックス40を挟んでコードワードの長さが同じであるものが複数存在している。従って、例えばインデックス36から39と、インデックス44から41のそれぞれを入れ替えたものを新たなハフマンコードブックとして作成し、それを特別ハフマンコードブックとして用いる。
【0250】
図33に、上記のハフマンコードブックを使ったスペクトル用量子化値の可変長符号化の一例を示す。
図中の4本の量子化値のそれぞれは0,0,−1,1となっている。次に、その場合のインデックスへの変換について述べる。
【0251】
即ち、ハフマンコードブック2番を使う場合の、スペクトラム4本Q0〜Q3に対するインデックス(IDX)への変換式として次の(1)式が用いられる。
IDX=27×Q0+9×Q1+3×Q2+Q3+40 ・・・・ (1)
このQ0〜Q3のそれぞれに、上記の0,0,−1,1を代入する。
【0252】
図中に(a)として示すスペクトラムのインデックス値は、
IDX=27×0+9×0+3×(−1)+1+40=38
となり、その値を基に入れ替えを行ったハフマンコードブック2番に該当するコードワードを読み出すことになる。
【0253】
即ち、インデックス値が38である特別ハフマンコードブックでの値は1dであり、その値が読み出される。そして、読み出された値を基にしてオーディオ信号を符号化したビットストリームが生成され、オーディオ信号符号化装置450から出力される。
【0254】
次に、そのビットストリームはオーディオ信号復号化装置に入力されて復号化される。
図34に、第7の実施例によるオーディオ信号復号化装置の構成を示し、以下図と共に説明する。
【0255】
同図に示すオーディオ信号復号化装置460は、MPEG−2 AACデコーダ461、ハフマンコードブック選択器462、スペクトル用標準ハフマンコードブック463、スペクトル用特別ハフマンコードブック464、及びCPU465により構成される。そして、MPEG−2 AACデコーダ461にはハフマンコードブックを用いて可変長復号化を行うための可変長復号化器466が含まれている。
【0256】
そして、そのように構成されるオーディオ信号復号化装置460は、前述の図29に示した第6の実施例によるオーディオ信号復号化装置に比し、スケールファクタ用ハフマンコードブックは標準のものが使用されるものの、スペクトラム用の可変長復号化には標準ハフマンコードブック、及び特別ハフマンコードブックが用いられている点で異なっている。
【0257】
次に、その様に構成されるオーディオ信号復号化装置460の動作について述べる。
まず、オーディオ信号符号化装置450で圧縮符号化のなされたビットストリームはMPEG−2 AACデコーダ461に供給される。
【0258】
そして、オーディオ信号符号化装置450から伝送される外部切換信号はCPU465に供給される。そのCPU465では、オーディオ信号符号化装置450におけるCPU455と同様にして供給される信号の処理を行う。次に、ハフマンコードブック切り換え用信号である符号化選択信号が発生され、その信号はハフマンコードブック選択器462に供給される。
【0259】
そのハフマンコードブック選択器462では、供給された符号化選択信号、即ちCPU465より供給された符号化選択信号に基づいて、スペクトル用標準ハフマンコードブック463、及びスペクトル用特別ハフマンコードブック464のいずれか一方に格納される方のハフマンコードブックの値が選択されて可変長復号化器466に供給される。そのハフマンコードブックの値は可変長復号化器466に一時記憶される。
【0260】
そのようにして可変長復号化器466に一時記憶されたハフマンコードブックが用いられて、MPEG−2 AACデコーダ461では供給されるビットストリームの復号化がなされる。
【0261】
そのようになされる復号化は、MPEG−2 AACエンコーダ451の可変長符号化器456に一時記憶されるハフマンコードブックと同一のハフマンコードブックが用いられて復号化されるため、品質の高い復号化されたオーディオ信号が得られるようになされている。
【0262】
しかし、オーディオ信号復号化装置がスペクトル用特別ハフマンコードブック情報を有していない場合は、通常のMPEG−2 AACデコーダに搭載される標準ハフマンコードブックが用いられてビットストリームの復号化がなされるため、復号化されたオーディオ信号にはそれぞれのハフマンコードブックの差に応じた歪成分が含まれるオーディオ信号として復号されることになる。
【0263】
例えば、上記の4本の量子化値のそれぞれ0,0,−1,1、に対するインデックス値は38として計算された。それを特別ハフマンコードブックにより可変長符号化して標準ハフマンコードブックを用いて可変長復号化すると、インデックス値42が得られる。
【0264】
前述の図33における(b)にその復号化について示している。ここで、インデックス値42はQ0=0、Q1=0、Q2=1、及びQ3=−1として計算される。即ち、4本の量子化値はそれぞれ0,0,1,−1として求められるため、元のスペクトルの量子化と異なる値が得られる。
【0265】
そして、そのようにして得られた量子化値を逆量子化、及びIMDCT(Inverse Modified Discrete Cosine transform)してオーディオ信号を復号すると、元の信号を再生出来ない。即ち、そのようにして再生されたオーディオ信号は擬似的なオーディオスクランブルが施された信号として再生されることになる。
【0266】
以上、標準ハフマンコードブック及び特別ハフマンコードブックを用い、MDCTして得られるオーディオ信号のスペクトルの可変長符号化を行う第7の実施例によるオーディオ信号符号化装置及びオーディオ信号復号化装置の構成と動作について述べた。
【0267】
そして、この実施例ではスペクトル用のハフマンコードブック2番を用いる場合を例として説明した。さらに、スペクトル用のハフマンコードブックは11種類があるので、それぞれに特別ハフマンコードブックを作成して可変長符号化を行う場合、又はそれらの中の一部のハフマンコードブックに対してのみ特別ハフマンコードブックを用いて符号化するようにして行う場合があり、それらのいずれによっても良い。
【0268】
また、ハフマンコードブックの1から10番までは1と2、3と4、5と6、7と8、9と10とが互いに組になって作成されており、それらの組の間では同じコードワードの数を有している。従って、お互いに同じインデックスへの変換式を用いていることにより、ハフマンコードブック1番の特別ハフマンコードブックを2番とするように、組になる互いを標準、及び特別のハフマンコードブックとして用いるようにして符号化することができ、そのような方法によっても実現しても良い。
【0269】
以上、外部切り替え信号により標準及び特別のハフマンコードブックを切り替えて符号化する装置の構成と、その動作について述べた。そして、本実施例のオーディオ信号符号化装置からオーディオ信号復号化装置に伝送される外部切換信号に対し、上記のオーディオ信号に対するスクランブルをユーザが自由に操作できないようにして行うことも必要とされる。即ち、スクランブルを確実に実行するためには、オーディオ信号符号化装置により生成された外部切り替え信号に対して暗号化を施す必要がある。
【0270】
そして、オーディオ信号符号化装置により生成された暗号化信号は、オーディオ信号復号化装置内のCPUにより解読して、得るようにし、その得られた外部切り替え信号を用いて可変長復号化するようにする。
【0271】
また、オーディオ信号符号化装置内でMPEG−2 AACビットストリームの中に電子透かし情報として外部切換信号を埋め込み、オーディオ信号復号化装置に供給されるMPEG−2 AACビットストリームから電子透かし情報を抜き出し、その情報を基にして、ハフマンコードブック切り換え用信号を発生する方法もある。
【0272】
さらに、ビットストリームと別に外部切換信号を送信しない方法として、前述の画像信号符号化及び復号化装置に用いている電子透かしの手法を用い、例えばスケールファクタ又はスペクトルの値を偶数値に丸める、奇数値に丸めるなどにより透かしデータを埋め込んで伝送する方法によっても良い。
【0273】
その方法は、例えば、電子透かし手法を用いて、外部切換信号に順ずる信号として符号化選択信号を所定の間隔毎の最初の位置にある音声信号に埋め込むようにして、MPEG2 AACエンコーダにより圧縮符号化されたMPEG−2 AACビットストリームが生成する方法である。
【0274】
そして、その方法により符号化された信号の復号化は、電子透かし情報として埋め込まれた符号化選択信号を検出し、その検出された符号化選択信号から適切なハフマンコードブックに選択するハフマンコードブック切り換え用信号を得るようにすれば良い。
【0275】
以上、電子透かしの手法を用いることにより暗号化された符号化選択信号として伝送する方法を述べた。電子透かしによらない方法として、例えばMPEG−2 AAC符号化方式で規定されているdata_stream_elementの中に、外部切換信号に基づくデータを暗号化することにより記述して伝送する方法もある。
【0276】
そして、オーディオ信号復号化装置の側においてdata_stream_elementを復号化して、復号情報を得、その得られた情報を基にしてハフマンコードブック切り換え用信号を発生する方法である。
【0277】
また、その方法による場合では、data_stream_elementに記載する外部切換信号に係るデータは、符号化側と復号化側とで整合性が取れていればよく、符号化側と復号化側とで適当な暗号化方式を設定するようにして送信及び受信を行うようにすれば良い。
【0278】
以上、画像信号、及びオーディオ信号のそれぞれについて、直交変換を行なって得られる係数値信号を可変長符号化して伝送する際に、標準可変長テーブル、及び特別可変長テーブルを用いることにより、多少の歪を伴った画像信号、及びオーディオ信号としての再生が可能とされる、可変長データ符号化方法、及びその復号化方法について述べた。そして、その歪の付加は画像信号、又はオーディオ信号のいずれか一方に、又は両者に対し、標準又は特別可変長テーブルを用いることにより個別に設定することが出来る。
【0279】
つぎに、そのような可変長データ符号化方法、及びその復号化方法を用いて、放送、通信、乃至は情報記録媒体で使用可能なビジネスモデルの好適な実施例について、画像を符号化する場合を主として述べる。
【0280】
<第8実施例>
図35に、放送または通信に用いられる半開示のための可変長データ符号化方法を搭載した、第8の実施例による可変長符号化データ送信装置(以下、単に送信装置と記すこともある。)の構成を示し、図を参照して説明する。
【0281】
同図に示す可変長符号化データ送信装置510は、画像データ変換器511、暗号化器512、暗号化方法設定器513、暗号化鍵設定器514、CPU515、MPEGエンコーダ516、VLCテーブル選択器517、標準VLCテーブル518、特別VLCテーブル519、伝送路パケット符号化器521、及び暗号化情報送信器522より構成される。そして、MPEGエンコーダ516にはVLC器531が含まれている。
【0282】
次に、その様に構成される可変長符号化データ送信装置510の動作について述べる。
まず、入力画像信号は画像データ変換器511に供給され、そこで画像信号には前述の方法により識別信号が電子透かし情報として埋め込まれる。
【0283】
その電子透かし情報が埋め込まれた画像信号は、MPEGエンコーダ516に供給され、そこではVLC器531に一時記憶されたVLCテーブルが用いられて可変長符号化がなされるなどにより圧縮符号化信号が生成される。
【0284】
次に、その圧縮符号化信号は伝送路パケット符号化器521でMPEGシステム規格に従って、図示しないオーディオ信号、その他の補助信号などとの多重化がなされる。そのようにして、パケット化がなされた信号は伝送用信号として可変長符号化データ送信装置510から出力される。
【0285】
このときCPU515では、VLCテーブル選択器517に供給される符号化選択信号を基にして、VLCテーブル選択器517で標準VLCテーブルまたは特別VLCテーブルのどちらが選択されるかを識別するための識別信号と、その識別信号に係る暗号化方法、及びその暗号化を解読するための暗号化鍵に関する暗号化情報とが生成される。
【0286】
そしてVLCテーブル選択器517では、CPU515より供給される符号化選択信号に基づき、標準VLCテーブルまたは特別VLCテーブルのどちらか一方が選択され、その選択された方のVLCテーブルはMPEGエンコーダ516のVLC器531に供給される。
【0287】
また暗号化器512では、CPU515を介して供給される、VLCテーブル選択器517により選択された方のVLCテーブルに係る識別情報と、暗号化方法設定器513により設定された暗号化方法及び暗号化鍵設定器514により設定された暗号化鍵に係る情報とが、暗号化され、それらの暗号化情報は画像データ変換器511に供給される。
【0288】
さらに、CPU515では暗号化情報として暗号化を行ったことを示す情報と、暗号化方法設定器が設定した暗号化方法に関する情報と、暗号化鍵設定器が設定した暗号化鍵に関する情報とが暗号化情報送信器522に供給され、そこから暗号化情報信号として出力される。
【0289】
そのようにして、MPEGエンコーダ516には、暗号化された識別信号が電子透かしにより埋め込まれた画像信号として供給される。そして、その画像信号は、埋め込まれた識別信号に対応する符号化選択信号により指定された方のVLCテーブルが用いられて圧縮符号化がなされる。
【0290】
例えば、CPU515からVLCテーブル選択器517に供給される符号化選択信号が「0」のときには、VLCテーブル選択器517より標準VLCテーブルが選択して得られ、その標準VLCテーブルはMPEGエンコーダ516のVLC器531に供給され、そこに一時記憶される。
【0291】
このときCPU515からは、標準VLCテーブルを選択したこと示す64ビットのビット列「0101・・・0101」が識別情報として暗号化器512に供給される。そして暗号化器512では、暗号化方法設定器513で設定されたDES(Data Encryption Standard:国際デファクト標準データ暗号規格)暗号と、暗号化鍵設定器514で設定されたDES暗号の暗号化鍵64ビット(そのうち8ビットはパリティビット)が用いられて、識別情報が暗号化される。
【0292】
次に、暗号化された識別情報は入力画像信号に電子透かし情報として埋め込まれてMPEGエンコーダ516に供給される。そこでは、供給された信号はVLC器531に一時記憶された標準VLCテーブルが用いられて、圧縮符号化が行われる。
【0293】
また、符号化選択信号が「1」のときには、VLCテーブル選択器517より特別VLCテーブルが得られ、そのテーブルはMPEGエンコーダ516のVLC器531に供給され、そこに一時記憶される。このとき、CPU515では、特別VLCテーブルを選択したことを示す64ビットのビット列「1010・・・1010」が識別情報として暗号化器512に供給される。
【0294】
そして、暗号化器512では、暗号化方法設定器513で設定されたDES暗号と、暗号化鍵設定器514で設定された64ビットのDES暗号化鍵が用いられて、識別情報が暗号化される。また、暗号化して得られた識別情報は入力画像に電子透かし情報として埋め込まれ、VLC器531に一時記憶された特別VLCテーブルが用いられて符号化が行われる。
【0295】
このとき、暗号化情報は識別情報を暗号化しないときを「0」とし、暗号化したときを「1」とする。そして、暗号化方式を例えば4つの方式の中から選択できるときには、DES暗号は「00」とし、また他の3つの暗号をそれぞれ「01」、「10」、「11」とする。さらに、暗号化鍵についても予め設定された鍵であるKey A、Key B、Key C、及びKey Dなどの、それぞれが64ビットである暗号化鍵を定めて用いるようにする。
【0296】
そして、Key Aは「00」、Key Bは「01」、Key Cは「10」、またKey Dは「11」のように割り振るとする。それにより、識別情報をDES暗号で、Key Cを用いて暗号化した場合の暗号化情報は「1 00 10」という5ビットのビット列で表される。
【0297】
以上、第8の実施例による可変長符号化データ送信装置の構成とその動作について述べた。
なおここで、暗号化情報として、暗号化モードに関する情報、暗号化鍵の鍵長さに関する情報などを含んで暗号化し、伝送するようにしても良い。
【0298】
次に、このようにして生成され送信された符号化データを受信し復号化する、可変長符号化データ受信装置(以下、単に受信装置と記すこともある。)について述べる。
図36に、第8の実施例による可変長符号化データ受信装置の構成を示し、同図を参照して説明する。
【0299】
同図に示す可変長符号化データ受信装置550は、伝送路パケット復号化器551、暗号化情報受信器552、MPEGデコーダ561、VLCテーブル選択器562、標準VLCテーブル563、特別VLCテーブル564、CPU565、電子透かし検出器566、復号化器567、復号化方法選択器568、及び復号化鍵選択器569より構成される。そして、MPEGデコーダ561にはVLC復号器571が含まれている。
【0300】
次に、この様に構成される可変長符号化データ受信装置550の動作について述べる。
まず、多重化されて構成されるパケット符号化データは、伝送路パケット復号化器551により伝送路パケット化符号化器521と相補的な動作によりパケット復号化され、復号化されて得られる圧縮符号化された画像データはMPEGデコーダ561に供給される。
【0301】
そこでは、MPEG方式により圧縮符号化された信号はVLC復号器571に一時記憶されいるVLCテーブルの値が用いられ、MPEGエンコーダ516によりなされたと相補的な方法により復号化される。そして、復号化されて得られる画像信号は電子透かし検出器566に供給される。
【0302】
その電子透かし検出器566では、前述の図35の画像データ変換器511により電子透かし情報として埋め込まれ、暗号化された識別信号が電子透かし検出器566により検出され、復号化器567に供給される。
【0303】
そしてCPU565では、暗号化情報受信器552で受信した暗号化情報に基づき、検出された電子透かし情報が暗号化されていると判断した場合には、暗号化方法に関する情報は復号化方法選択器568に、暗号化鍵に関する情報は復号化鍵選択器569に、それぞれ供給される。
【0304】
復号化方法選択器568では、暗号化方法に関する情報を基にした復号化方法が選択され、また復号化鍵選択器569では、暗号化鍵に関する情報を基に暗号化鍵が選択される。それらの選択された復号化方法及び復号化鍵情報が用いられて、復号化器567では暗号化された識別情報が復号化され、復号化されて得られる信号はCPU565に供給される。CPU565では、復号化された識別情報に対応する符号化選択信号が生成され、その信号はVLCテーブル選択器562に供給される。
【0305】
そのVLCテーブル選択器562では、供給された符号化選択信号に基づいて、標準VLCテーブルまたは特別VLCテーブルのいずれか一方のVLCテーブルが選択されてVLC復号器571に供給され、そのVLCテーブルはVLC復号器571に一時記憶される。
【0306】
例えば、暗号化情報が「1 00 10」である5ビットのビット列として得られるときには、可変長符号化データ受信装置550では、まず電子透かし検出器566にて64ビットのビット列「b636261・・・b10」が検出され、その検出されたビット列の信号は復号化器567に供給される。
【0307】
次にCPU565では、暗号化情報受信器552で受信して得らえた5ビットの暗号化情報「1 00 10」の最上位ビット「1」により、識別情報が暗号化されていると判断する。そして、暗号化情報の下位4ビット「00 10」より、復号化方法選択器ではDES暗号を、また復号化鍵選択器569ではKey Cが、それぞれ選択され、復号化器567に供給される。
【0308】
また、復号化器567では、DES暗号で鍵Key Cが用いられて64ビットのビット列「b636261・・・b10」が復号化され、「0101・・・0101」または「1010・・・1010」のデータが得られる。
【0309】
CPU565では、復号結果「0101・・・0101」に対して「0」が、「1010・・・1010」に対して「1」が、それぞれ符号化選択信号として生成され、その生成された信号はVLCテーブル選択器562に供給される。そのVLCテーブル選択器からは、符号化選択信号が「0」のときは標準VLCテーブルが、「1」のときは特別VLCテーブルが、VLC復号器571に供給される。
【0310】
そのようにして、VLC復号器571に一時記憶されたVLCテーブルが用いられて、MPEGデコーダ561では供給される符号化データの復号化がなされる。そして、その復号化は前述の図35におけるMPEGエンコーダ516のVLC器531に一時記憶されたVLCテーブルと同一のVLCテーブルが用いられて復号化されるため、劣化のない画像信号が復号化される。
【0311】
以上、第8の実施例における可変長符号化データ送信装置510と、可変長符号化データ受信装置550とにより、暗号化した識別信号を画像データに電子透かしとして埋め込んで伝送し、その伝送された信号を受信する方法について述べた。
【0312】
以上、ここでは、画像信号に暗号化した識別信号を埋め込む方法について述べた。そして、識別信号の埋め込みは画像信号に限らなく、前述の方法を用いてオーディオ信号に電子透かしデータとして埋め込む方法によっても良い。更には、画像データと音声データのそれぞれに独立した識別データとして埋め込み、伝送する方法もある。
【0313】
次に、第8の実施例による可変長符号化データ送信装置510により伝送された信号を、課金処理して受信する場合の可変長符号化データ受信装置について述べる。
【0314】
<第9実施例>
図37に、第9の実施例による可変長符号化データ受信装置の構成を示し、同図を参照して説明する。
同図に示す可変長符号化データ受信装置550aは、前述の可変長符号化データ受信装置550に比し、ICカードリーダ/ライタ572が多く配置された構成とされる点で異なっている。
【0315】
そして、前述の図36と同じ機能を有する部分には同一の符号を付してある。また、そのICカードリーダ/ライタ572はCPU565に接続されており、さらにそこにはICカード601が挿入されている。
【0316】
次に、その様に構成される可変長符号化データ受信装置550aにつき、前述の可変長符号化データ受信装置550と異なってなされる動作について述べる。まず、可変長符号化データ送信装置510の画像データ変換器511により電子透かし情報として埋め込まれた、暗号化された識別信号は電子透かし検出器566により検出され、復号化器567に供給される。
【0317】
そして、CPU565により、暗号化情報受信器552で受信した暗号化情報に基づいて、検出された電子透かし情報が暗号化されていると判断されたときに、暗号化方法に関する情報は復号化方法選択器568に、暗号化鍵に関する情報は復号化鍵選択器569に、それぞれ供給される。
【0318】
このとき、CPU565では、ICカードリーダ/ライタ572を介してICカードに記録される金額情報、及び再生時の課金情報をもとに、復号化を行うか否かが定められる。そして、その結果を基に復号化器567より得られる識別情報に対応する符号化選択信号がVLCテーブル選択器562に供給される、又は識別情報に対応しない符号化選択信号がVLCテーブル選択器562に供給される。
【0319】
例えば、ICカードはプリペイド式で、予め6000円分の金額情報が記録されているとする。そして、伝送される情報の復号化時には例えば1分1円の割で課金されるとするとき、CPU565により復号化器567が暗号化情報の復号化処理を1分行う毎に、ICカード内の金額情報が1円づつ減額される。
【0320】
そして、ICカード601の金額情報が0円になった時点で、CPU565からは復号化器567により暗号の復号化をして得られる識別情報に対応する符号化選択信号が「0」のときには「1」が、「1」のときには「0」が、VLCテーブル選択器562に供給される。
【0321】
そのVLCテーブル選択器562では、その供給された符号化選択信号に基づき、標準VLCテーブルまたは特別VLCテーブルが選択され、その選択された方のテーブルがVLC復号器571に供給される。そのようにして、ICカード内の金額情報が0円になると、それ以降、VLC復号器571にはエンコード時と異なるVLCテーブルが供給され、高品質の画像が再生されなくなる。
【0322】
また、ICカード601に記録される情報としては、金額情報のほかに、ユーザを識別するための情報が記録され、CPU565により、ある特定のユーザに対してのみ、正しい符号化選択信号がVLCテーブル選択器に供給されるようになされる。
【0323】
さらに、ICカード601に使用者の好む様々な再生条件に関する情報が記録されることにより、CPU565からはICカード601からの再生条件を満たすときにのみ、正しい符号化選択信号がVLCテーブル選択器に供給されるようにしても良い。
【0324】
あるいは、ICカード601に暗号化した識別情報の復号化に必要な復号化鍵のもとになる情報(シード)や、暗号化アルゴリズムに関する情報を記録しておくことで、そのICカード601を利用したときにのみ、識別情報が正しく復号化され、CPU565から正しい符号化選択信号が供給されるようにしても良い。
【0325】
さらにまた、ICカード601の他に、モデムを利用してインターネット経由により、又は可変長符号化データ受信装置550aの操作用リモコンボタンを利用するユーザ自身の操作入力により、可変長符号化データ受信装置550aの外部から、金額情報、ユーザ情報、または再生条件情報を取得するようにし、それらの条件の基で正しい符号化選択信号がVLCテーブル選択器562に供給されるようにしても良い。
【0326】
以上、第9の実施例における可変長符号化データ受信装置550aによれば、所定の条件を満たすときのみ、MPEGデコーダ561内のVLC復号器571に、エンコード時と同じVLCテーブルを供給するようにし、符号化された画像データのデコードを行うようにするため、受信装置からは品質の高い画像信号が得られることを述べた。
【0327】
そして、受信装置に、画像電子透かし情報を検出する機能がない場合、透かし情報を復号化するための機能がない場合、または特別VLCテーブルを有していない場合には、標準VLCテーブルが用いられて符号化データの復号化が行われる。従って、そのときの復号化された画像信号にはそれぞれのVLCテーブルの差に基づく歪成分が含まれた画像信号として復号されることとなる。
【0328】
また、電子透かし情報を読み出し、適切な方法で復号化し、及び所定のVLCテーブルにより符号データを復号化するための機能を有している場合であっても、課金等の設定された条件を満たさない場合には、エンコード時と異なるVLCテーブルが供給されるなどにより、その復号化された画像信号は、VLCテーブルの差に基づく歪成分が含まれるようになされる。
【0329】
そのようにして、コンテンツの著作権を有する著作権者が、保有するコンテンツを契約関係にある特別の受信装置、特定の条件を満たす受信装置と契約関係にない一般の受信装置、または特定の条件を満たさない受信装置に対してそれぞれ異なる品質の画像信号を供給しようとするときに、特別の受信装置には画像電子透かし検出器、識別情報復号化器、及び特別VLCテーブルを搭載し、デコードに適したVLCテーブルをデコーダに供給できる制御機器を有することによリ、一般者と特別者に対して異なる品質の画像信号を供給することができるようになされるものである。
【0330】
以上、第9の実施例による可変長符号化データ受信装置の構成とその動作について述べた。
<第10実施例>
次に、第10の実施例による可変長符号化データ送信装置及び可変長符号化データ受信装置について述べる。
【0331】
図38に、第10の実施例による可変長符号化データ送信装置の構成を示し、同図を参照して説明する。
同図に示す可変長符号化データ送信装置510bは、前述の図35に示した第8の実施例による可変長符号化データ送信装置510に比し、VLCテーブル選択器517、標準VLCテーブル518、及び特別VLCテーブル519の代りにVLCテーブル生成器523が配されている点で異なっている。
【0332】
そして、同一の機能を有する構成には同一の符号を付してある。
次に、この様に構成される可変長符号化データ送信装置510bの動作について述べる。
【0333】
まず、入力画像信号は画像データ変換器511に供給され、暗号化された識別信号が電子透かし情報として埋め込まれてMPEGエンコーダ516に供給される。そして、VLC器531に一時記憶されたVLCテーブルを基にした圧縮符号化が行われ、伝送路パケット符号化器521で、伝送路特有のパケット化がなされて出力される。
【0334】
そして、VLCテーブル生成器523では、MPEGエンコーダ516のVLC器531に供給されるVLCテーブルが生成される。その生成されたVLCテーブルは、暗号化方法設定器514で設定された暗号化方法及び暗号化鍵設定器513で設定された暗号化鍵が使用されて、暗号化器512で暗号化される。暗号化されたコードテーブルは画像データ変換器511に供給される。
【0335】
また、CPU515からは、暗号化情報として暗号化を行ったことを示す情報と、暗号化方法設定器513が設定した暗号化方法に関する情報と、暗号化鍵設定器514が設定した暗号化鍵に関する情報とが、暗号化情報送信器522に供給される。そして、そこから暗号化情報信号として出力される。
【0336】
そのとき、例えば暗号化情報として、VLCテーブルを暗号化しないときを「0」とし、また暗号化したときを「1」とする。そして、暗号化方式を4つ選択できる場合は、DES暗号は「00」と、他の3つの暗号をそれぞれ「01」、「10」、「11」とし、それらの暗号に対する64ビットの暗号化鍵Key A、Key B、Key C、Key Dを予め設定する。
【0337】
そして、Key Aは「00」、Key Bは「01」、Key Cは「10」、及びKey Dは「11」とするとき、VLCテーブル情報をDES暗号で、Key Cを用いて暗号化する場合の暗号化情報は「1 00 10」の5ビットのビット列で表現される。
【0338】
そのようにして、MPEGエンコーダ516には、暗号化されたVLCテーブルに係る情報が電子透かし法により埋め込まれた画像信号として供給される。そして、その画像信号は埋め込まれたVLCテーブルが用いられて圧縮符号化が行われる。
【0339】
次に、そのようにして生成され、送信される符号化データを受信して復号化する、可変長符号化データ受信装置について述べる。
図39に第10の実施例における可変長符号化データ受信装置550bの構成を示し、図を参照して説明する。
【0340】
同図に示す可変長符号化データ受信装置550bは、前述の図36に示した第8の実施例による可変長符号化データ受信装置550に比し、VLCテーブル選択器562、標準VLCテーブル563、及び特別VLCテーブル564が配置されていない点で異なっている。
【0341】
また、VLC復号器571の代りにVLC生成復号器571aが配置されている。なお、同一の機能ブロックについては同一の符号を付してある。
次に、可変長符号化データ受信装置550bの動作について、第8の実施例と異なる動作を主に説明する。
【0342】
まず、電子透かし検出器566で検出された電子透かし情報は復号化器567に供給される。そして、CPU565からは、暗号化情報受信器552で受信した暗号化情報に基づき、検出された電子透かし情報が暗号化されているとして判断した場合は、暗号化方法に関する情報は復号化方法選択器568に、暗号化鍵に関する情報は復号化鍵選択器569に、それぞれ供給される。
【0343】
復号化方法選択器568では、暗号化方法に関する情報より所定の復号化方法が選択され、復号化鍵選択器569では、暗号化鍵に関する情報より所定の暗号化鍵が選択される。それらの選択された復号化方法と復号化鍵情報はCPU565を介してVLC生成復号器571aに供給される。
【0344】
そして、VLC生成復号器571aでは供給された情報を基に、VLCテーブル生成器523で生成されたと同一のVLCテーブルが生成される。そして、MPEGデコーダ561ではVLC生成復号器571aで生成されたVLCテーブルが用いられて符号化データの復号化が行われる。
【0345】
以上のようにして、第10の実施例による可変長符号化データ送信装置510bと可変長符号化データ受信装置550bとでは、暗号化されたVLCテーブルに係る情報が画像データに電子透かしとして埋め込まれることにより伝送、及び受信がなされる。
【0346】
次に、第10の実施例による可変長符号化データ送信装置510bにより伝送される信号を受信する、他の可変長符号化データ受信装置について述べる。
<第11実施例>
図40に、第11の実施例による可変長符号化データ受信装置の構成を示し、図を参照しその動作について述べる。
【0347】
同図に示す可変長符号化データ受信装置550cは、前述の図36に示した可変長符号化データ受信装置550に比し、VLCテーブル選択器562、及び特別VLCテーブル564が配置されていない。
【0348】
そして、VLC復号器571の代りにVLC生成復号器571aが配されている。また、ICカードリーダ/ライタ572が配置され、そこにはICカード601が挿入された構成とされる点で異なっている。そして、前述の図36と同じ機能を有する部分については同一の符号を付してある。
【0349】
次に、その様に構成される可変長符号化データ受信装置550cについて、前述の第8の実施例と異なる動作を主に述べる。
まず、電子透かし検出器566では、埋め込まれた電子透かし情報が検出され、復号化器567に供給される。CPU565では、検出された電子透かし情報が暗号化されているきには、暗号化方法に関する情報は復号化方法選択器568に、そして暗号化鍵に関する情報は復号化鍵選択器569にそれぞれが供給される。
【0350】
そのとき、CPU565ではICカードリーダ/ライタ572を介してICカードの金額情報及び再生条件に関する情報を得、その得られた情報をもとに復号化を行うか否かが定められ、復号を行うときには暗号を復号化して得られるVLCテーブルはVLC復号器571に供給される。
【0351】
そのときのICプリペイドカードを含む再生動作は、前記の第9の実施例と同様になされる。そして、CPU565には標準VLCテーブル563が接続されているため、通常の再生時には標準VLCテーブル563に記憶されるテーブルがVLC生成復号器571aに供給され、圧縮符号化のなされた画像データの復号が行われる。
【0352】
そして、特別VLCテーブルを用いて行う復号が許可されるときには、VLC生成復号器571aでは、入力されるVLCテーブル情報が基にされて特別VLCテーブルが作成され、それにより品質劣化のない画像の復号化がなされる。
【0353】
以上、第11の実施例における可変長符号化データ送信装置及び可変長符号化データ受信装置の構成と動作について述べた。
次に、可変長符号化データ記録装置で生成する信号を記録媒体に記録し、それを再生する可変長符号化データ再生装置の構成と動作について述べる。
【0354】
<第12実施例>
図41に、第12の実施例による可変長符号化データ記録装置の構成を示し、図面を参照して説明する。
【0355】
同図に示す可変長符号化データ記録装置510dは、前述の図35に示した第8の実施例による可変長符号化データ送信装置に比し、伝送路パケット符号化器521及び暗号化情報送信器522の代りに変調器581、及び記録器582が配置されて構成される点で異なっている。また、可変長符号化データ記録装置510dには記録媒体610が挿入されている。
【0356】
そして、同一の機能部分については同一の符号を付してある。
次に、その様に構成される可変長符号化データ記録装置(以下、単に記録装置と記すこともある。)の動作について、前述の第8の実施例と異なる部分を主に述べる。
【0357】
まず、入力画像信号は画像データ変換器511に入力され、暗号化された識別信号が電子透かし情報として埋め込まれる。次に、電子透かし情報が埋め込まれた画像信号はMPEGエンコーダ516に供給され、VLC器531に一時記憶されたVLCテーブルをもとにした圧縮符号化が行われる。符号化された画像データ及びCPU515から出力される暗号化情報は変調器581に入力される。
【0358】
そこでは、画像データ及び暗号化情報を記録媒体610に記録するためのディジタル変調が行われる。また、必要に応じて誤り信号訂正用のエラー訂正用信号が付加される。そして、ディジタル変調された信号は記録器582に供給され、そこでは例えばレーザ光線の光強度変調することにより記録媒体610に記録するための信号が発生され、その信号は例えばDVDなどの記録媒体610に照射され、記録される。
【0359】
そのようにして、記録媒体610には、VLCテーブル選択器517で標準VLCテーブル518または特別VLCテーブル519のいずれが選択されるかを識別するための識別信号が暗号化された暗号化方法と、暗号化鍵に関する暗号化情報と、圧縮符号化された画像データとが記録される。
【0360】
なお、このときの暗号化情報は、変調した画像信号の符号化データと併せて、時分割多重して記録しても良く、また記録媒体上の異なる領域にそれらの信号を記録しても良く、更にはそれぞれを異なる複数の記録媒体に記録するようにしても良い。
【0361】
次に、そのようにして記録された記録媒体の再生及び復号化を行う可変長符号化データ再生装置について述べる。
図42に、第12の実施例による可変長符号化データ再生装置の構成を示し、図面を参照して説明する。
【0362】
同図に示す可変長符号化データ再生装置550dは、前述の図36に示した第8の実施例による可変長符号化データ受信装置に比し、伝送路パケット復号化器551及び暗号化情報受信器552の代りに再生器591及び復調器592が配置された構成とされる点で異なっている。また、可変長符号化データ再生装置550dには記録媒体610が挿入されている。
【0363】
そして、同一の機能部分については同一の符号を付してある。
次に、その様に構成される可変長符号化データ再生装置(以下、単に再生装置と記すこともある)の動作について、第8の実施例と異なる部分を主に述べる。
【0364】
まず、記録装置510dにより記録された記録媒体610は再生装置560dの図示しない装填部に装填される。その記録媒体610は再生器591により、例えばレーザ光が照射されて上記の記録された信号が読み出される。
【0365】
その読み出して得られる信号は復調器592に供給され、そこでは上述の変調器581と相補的に信号処理がなされ、圧縮符号化された画像データ及び暗号化情報が復調されて得られる。
【0366】
次に、暗号化情報はCPU565に供給されると共に、圧縮符号化された画像データはMPEGデコーダ561に供給される。
以下、前述の図37に示した第9実施例による可変長符号化データ受信装置と同様な動作がなされる。
【0367】
以上、第12の実施例による記録装置及び再生装置の構成と、それらの動作について述べた。次に再生装置の他の実施例について述べる。
<第13実施例>
図43に、第12の実施例による記録装置と組み合わせて用いられる第13の実施例による再生装置の構成を示す。
【0368】
同図に示す可変長符号化データ受信装置550eは、前記の図42に示した第10の実施例による受信装置550bに比して、ICカードリーダ/ライタ572及びそれに挿入されるICカード601が配置されている点で異なっている。また、同一の機能ブロックには同一の符号を付してある。
【0369】
次に、その様に構成される再生装置550eの動作について、再生装置550dの動作と異なる部分を主に述べる。
即ち、再生装置550eは、前述の図40に示した第11の実施例で述べたICカードリーダ/ライタ572及びそれに挿入されるICカード601により実現される機能が付加されている。
【0370】
従って、ICカード601に所定の課金可能な金額が蓄積されており、且つ所定の再生条件が満たされるときに、MPEGデコーダ561内のVLC復号器571に、記録装置510dのMPEGエンコーダ516によるエンコード時と同一のVLCテーブルが供給される。それを用いて、入力される符号化された画像データの復号化が行われるため、そのときには品質の高い画像信号が得られるようになされる。
【0371】
そして、画像データなどのコンテンツの著作権を有する著作権者が、保有するコンテンツを契約関係にある特別の再生装置または特定の条件を満たす再生装置と、契約関係にない一般の再生装置、及び課金情報が不足するなど特定の条件を満たさない再生装置とに対して、異なる品質の画像信号を供給可能とするものである。
【0372】
また、特別の再生装置には画像電子透かし検出器、識別情報復号化器、及び特別VLCテーブルを搭載し、デコードに適したVLCテーブルをデコーダに供給できる制御機器を保有させるようにすることによリ、一般者と特別者に対して同一の記録媒体でありながら異なる品質の画像信号が再生される記録媒体を供給することができる。
【0373】
以上、第13の実施例による可変長符号化データ受信装置550eの構成と動作について述べた。
次に、VLCテーブル情報を用いてMPEGエンコーダ及びMPEGデコーダのVLCテーブルを切り替える記録装置及び再生装置について述べる。
【0374】
<第14実施例>
図44に、第14の実施例による可変長符号化データ記録装置の構成を示し、図と共に説明する。
同図に示す可変長符号化データ記録装置510fは、前述の図38に示した第10の実施例による送信装置510bに比し、伝送路パケット符号化器521及び暗号化情報送信器522の代りに変調器581及び記録器582が配置されて構成される点で異なっている。また、可変長符号化データ記録装置510fには記録媒体610が挿入されている。
【0375】
そして、同一の機能部分については同一の符号を付してある。
次に、その様に構成される可変長符号化データ記録装置510fの動作について、第10の実施例と異なる部分を主に述べる。
【0376】
まず、入力画像信号は画像データ変換器511に入力され、暗号化された識別信号が電子透かし情報として埋め込まれる。そして、電子透かし情報が埋め込まれた画像信号は、MPEGエンコーダ516に供給され、VLC器531に一時記憶されたVLCテーブルをもとに圧縮符号化が行われる。また、符号化された画像データ及びCPU515から出力される暗号化情報は変調器581に入力される。
【0377】
そして、変調器581に入力された画像データ及び暗号化情報は、前述の図41に示す第12の実施例と同様にして記録媒体610に記録されるなど、前述と同様な動作が行われる。
【0378】
次に、そのようにして記録された記録媒体の再生及び復号化を行う可変長符号化データ再生装置について述べる。
図45に、第14の実施例による可変長符号化データ再生装置の構成を示し、図面を参照して説明する。
【0379】
同図に示す可変長符号化データ再生装置550fは、前述の図39に示した第10の実施例による可変長符号化データ受信装置550bに比し、伝送路パケット復号化器551及び暗号化情報受信器552の代りに再生器591及び復調器592が配置された構成とされる点で異なっている。また、可変長符号化データ再生装置550fには記録媒体610が挿入されている。
【0380】
そして、同一の機能部分については同一の符号を付してある。
次に、その様に構成される可変長符号化データ再生装置の動作について、第10の実施例と異なる部分を主に述べる。
【0381】
まず、記録装置510fにより記録された記録媒体610は再生装置550fの図示しない装填部に装填される。その記録媒体610は再生器591及び復調器592により再生され、圧縮符号化された画像データ及び暗号化情報が得られる。
【0382】
次に、暗号化情報はCPU565に供給されると共に、圧縮符号化された画像データはMPEGデコーダ561に供給される。
以下、前述の図39に示した第10実施例による可変長符号化データ受信装置550bと同様な動作がなされる。
【0383】
以上、第14の実施例による記録装置及び再生装置の構成と、それらの動作について述べた。次に再生装置の他の実施例について述べる。
<第15実施例>
図46に、第14の実施例による記録装置と組み合わせて用いられる第15の実施例による再生装置の構成を示す。
【0384】
同図に示す可変長符号化データ再生装置550gは、前記の図45に示した第14の実施例による受信装置550fに比し、ICカードリーダ/ライタ572及びそれに挿入されるICカード601が配置され、またVLC復号器571に代えてVLC再生復号化器571aを配置している点で異なっている。また、同一の機能ブロックには同一の符号を付してある。
【0385】
次に、この様に構成される再生装置550gの動作について、再生装置550fの動作と異なる部分を主に述べる。
即ち、再生装置550gには、前述の図43に示した第13の実施例で述べたICカードリーダ/ライタ572及びそれに挿入されるICカード601により実現される機能が付加されている。
【0386】
従って、ICカード601に所定の課金可能な金額が記録されており、且つ所定の再生条件が満たされるときには、CPU565からVLCテーブル情報がVLC再生復号器571aに供給される。
【0387】
そして、特別VLCテーブルを用いて行う復号が許可されるときには、VLC生成復号器571aで、特別VLCテーブルが作成され、MPEGデコーダ561では品質劣化のない画像の復号化が行われる
【0388】
以上、第15の実施例における受信装置の構成とその動作について述べた。
そのようにして、コンテンツの著作権を有する著作権者により契約関係にある再生装置と契約関係にない再生装置に対し、異なる品質の画像信号を供給することができる。
【0389】
そして、著作権者は同一の記録媒体に記録したコンテンツを供給するだけで、そのコンテンツの再生は一般者と特別者に対して異なる品質の画像信号として再生させることのできる記録媒体として供給することが可能となる。
【0390】
以上、第1〜第15の実施例により、MPEGにより行われる、画像信号及び音響信号を直交変換して係数値信号を得、その得られた係数値信号をランレングス符号化して行う符号化方式において、コンテンツの情報を高品質に再生する復号装置と、歪を伴って再生される半開示のコンテンツを再生する復号装置の構成と動作について述べた。
【0391】
そして、そのような品質の異なるコンテンツ再生するためには、上記の直交変換して得られる係数値信号に対するランレングス符号化を行う同様の符号化方式に対して応用が可能である。
【0392】
即ち、コンテンツ信号を情報のエネルギーが所定の情報に集中するように変換し、変換して得られる数値情報のエネルギーが集中していない個所の情報をランレングス符号化するようにして圧縮符号化を行う方式である限り、「0」以外の数に係るラン長を符号化する方法によっても構わない。
【0393】
さらに、可変長符号のコードテーブルのうち、同じ符号カテゴリーのコード同士を入れ替える規則として、画像の場合にはAC成分のラン長やレベル、音声においてはスケールファクタやスペクトルを含む情報として説明したが、画像や音声の品質を変化させるパラメータやシンタックスであれば、コード情報の入れ替えにより生成するランレングステーブルが符号化時に扱う情報の種類は何であっても構わない。
【0394】
即ち、画像の場合にはAC成分のラン長やレベル、音声においてはスケールファクタやスペクトルを含む情報を固定長符号化する場合であっても、コンテンツの著作権を有する著作権者が、保有するコンテンツを契約関係にある特別の再生装置または特定の条件を満たす再生装置と、契約関係にない一般の再生装置または特定の条件を満たさない再生装置に対して、異なる品質の画像信号を供給することができる。
【0395】
さらに、コードテーブルを2つないしは複数を有し、それらのうちの1つを選択して可変長符号化を行う方法について述べた。そして、コードテーブルを選択して用いる外に、1つのコードテーブルのみを有し、そのテーブルの記述内容の一部を入れ替えるようにして上記の動作を行わせることができる。
【0396】
そして、そのコードテーブルの入れ替えを識別するための符号化選択信号は、その入れ替えルールを特定するための、例えばアルゴリズムナンバーのような番号情報を伝送するだけでも実施が可能である。従って、テーブルの切り替えにより実現する方法は、上記動作を実現するために複数ある実現手段のひとつである。
【0397】
さらに、前述のランレングス符号化は、例えばハフマン符号のように、数値情報の発生確立に応じ、発生確立の少ない事象を冗長度を削減した方法により記述するに際し、数値情報の個数を正確に計数し、その個数情報の後に記述される数値としては正しい値と近似した値とを選択出来るようにして符号化を行う限り、どのような符号化の方法であっても構わない。
【0398】
さらにまた、本実施例では可変長符号化に応用する例を中心に説明したが、可変長符号化の代りに固定長符号化を用いる符号化に対しても同様に応用できる。即ち、固定長符号化の場合には符号化効率の改善は少ないものの、異なる複数の品質のコンテンツを提供するための手法として前述の手法を応用することができる。
【0399】
そして、そのときには、著作権者により特別であるとして指定される再生装置には、画像電子透かし検出器、識別情報復号化器、及び特別なルールによって上記固定長符号化されたパラメータやシンタックスを変換させるアルゴリズムを持つ機能を搭載させることになる。
【0400】
そして、特別に符号化された信号をデコードするためのパラメータやシンタックスに係る情報をその特別デコーダに供給する制御機能を保有させることによリ、一般者と特別者に対して同一の符号化データでありながら異なる品質の画像信号、及びオーディオ信号が再生される、画像、オーディオ信号のサービスを行うことが可能となる。
【0401】
以上のようにして、固定長符号化に応用する場合、及び可変長符号化に応用する場合の両者に対してコンテンツの開示、及びコンテンツの半開示を行う。即ち、例えばMPEG標準規格に準拠する画像信号、オーディオ信号の復号器においても、VLCエラーなどによる不条理な誤りが生じて復号が破綻されることがなく、一般の再生器では画像信号及びオーディオ信号に半開示的な表示、発音効果を有する暗号化伝送を可能とする。
【0402】
そして、少なくとも画像又は音声を含むコンテンツの著作権を有する著作権者が保有するコンテンツを、契約関係にある特別の再生装置または特定の条件を満たす再生装置と、契約関係にない一般の再生装置または特定の条件を満たしていない再生装置に対して、異なる品質のコンテンツを供給できる。
【0403】
さらに、特別の再生装置には画像電子透かし検出器、識別情報復号化器、及び特別VLCテーブルを搭載し、デコードに適したVLCテーブルをデコーダに供給できる制御機器を保有させるようにすることによリ、一般者と特別者に対して同一の符号化データでありながら異なる品質のコンテンツを再生するコンテンツ提供サービスを実現することができる。
【0404】
即ち、それらの装置、方法、及びコンピュータ制御用プログラムを用いて、半開示状態でコンテンツを配信、伝送すると共に、ユーザーに購入意欲を向上させる宣伝効果を促し、購入した場合には、特別なVLCテーブルの識別可能な再生手法を提供し、そこでは高品質なコンテンツを再生することの出来るビジネスモデルを実現できる。
【0405】
そして、そのようなコンテンツの半開示再生が可能である記録媒体は、DVDの記録媒体を主に述べた。そして、その記録媒体はコンテンツ情報を記録可能な媒体である限りDVD−ROM、DVD−RAM、DVD−RW、そしてDVD−Rに限ることなく、更には光磁気ディスク、磁気ディスク、及び磁気テープなどのディジタル記録媒体に応用が可能である。
【0406】
また、コンテンツ信号の符号化方式は、コンテンツ信号を直交変換して得られる変換データを量子化して係数値データを得、その得られた係数値データを所定の順に配列して時系列データを得る場合について述べた。そして、その符号化方式は例えばMPEG方式のようにコンテンツを直交変換して係数値データを得る他、フラクタル符号化方式のように直交変換以外の技術を含む変換方式の場合であっても実施例で述べたのと同様の機能を実現することができる。
【0407】
即ち、コンテンツ信号の符号化が、例えばウエーブレット変換のように1枚の画像を小ブロックに分割せずに符号化を行う場合では、ブロック分割してDCT変換を行う直交変換を用いる方法に比し、ブロック分割部分がブロック歪として生じないという利点がある。
【0408】
そして、そのウエーブレット変換は、画像信号を周波数的に分割し、分割されたそれぞれの周波数帯域部分を異なったサンプリング周波数により標本化して符号化するサブバンド符号化と、上記の直交変換とを組み合わせた符号化方式である。
【0409】
他の符号化方式として、画像を小さなブロックに分割し、それぞれの分割されたブロックを1本づつのベクトル値により符号化するベクトル量子化の方法もある。
【0410】
そして、画像データが上記のいずれの方法により変換されて時系列データが得られ、その時系列データは可変長符号化を行うことにより情報量を圧縮した圧縮符号化信号として生成できる場合では、どのような方法により画像データが時系列データに変換されても構わない。
【0411】
即ち、画像信号、及び音響信号などのコンテンツコンテンツ信号が有する情報を、所定の方法により変換し、変換されたコンテンツのエネルギー(エントロピー)が所定の領域に集中されるときには、エネルギーが集中して表現される時系列データを、そのデータの数値の個数と、その次に続く数値のレベルにより記述する可変長符号化が可能である。
【0412】
そして、いずれの符号化方式による場合であっても、前述の複数の可変長符号化テーブルを用いてコンテンツをアナログ民生機器で記録再生して得られるような、半開示のコンテンツ信号として表現する、又は高い忠実度で表現するようなコンテンツの符号化、及び復号化の手法を実現することができるものである。
【0413】
【発明の効果】
圧縮符号化時に用いた符号化テーブルが可変長符号化テーブルであるか又は交換可変長符号化テーブルであるかを指定する符号化選択信号を取得し、その符号化選択信号によって指定される符号化テーブルを用いて圧縮符号化信号の受信を行うようにした本発明の各可変長符号化データ受信方法及び各可変長符号化データ受信装置によれば、セキュリティレベルを確保した圧縮符号化信号に対して高品質なコンテンツ信号の受信を確実に行うことができる。
【0414】
圧縮符号化時に用いる符号化テーブルが可変長符号化テーブルであるか又は交換可変長符号化テーブルであるかを指定する符号化選択信号を取得し、その符号化選択信号が交換可変長符号化テーブルを指定する場合に、復号化に使用する符号化テーブルを可変長符号化テーブル又は交換可変長符号化テーブルのうちから選択するようにした本発明の各可変長符号化データ受信方法及び各可変長符号化データ受信装置は以下の効果を有する。
1) 符号化選択信号により指定された交換可変長符号化テーブルを用いて可変長復号化を行う場合は高品質なコンテンツの再生を行う効果を有する。
2) 符号化選択信号により指定された交換可変長符号化テーブルを用いずに可変長符号化テーブルを用いて可変長復号化を行う場合は、強制的に再生品質を低下させたコンテンツの再生を行わせる効果を有する(歪成分を含むコンテンツの再生を行わせる効果を有する)。
従って、これらの各可変長符号化データ受信方法及び各可変長符号化データ受信装置によれば、セキュリティレベルを確保したコンテンツの受信が確実に行える。
【0415】
圧縮符号化時に用いた符号化テーブルが可変長符号化テーブルであるか又は交換可変長符号化テーブルであるかを指定する符号化選択信号を電子透かしにより埋め込んで通信ネットワークに出力された圧縮符号化信号を受信し、圧縮符号化信号に埋め込まれた符号化選択信号を検出し、その符号化選択信号によって指定される符号化テーブルを用いて圧縮符号化信号の受信を行うようにした本発明の各可変長符号化データ受信方法及び各可変長符号化データ受信装置によれば、更に高いセキュリティレベルを確保した圧縮符号化信号に対して高品質なコンテンツ信号の再生を行うことができる。
【0416】
さらに、本発明の各可変長符号化データ受信方法及び各可変長符号化データ受信装置では、所望の符号化対象のコンテンツに対して所定のセキュリティレベルを確保したコンテンツの再生を行わせるための上記の交換可変長符号化テーブルを用いる可変長符号化が、符号化効率の劣化を防いでなされると共に、再生時の不条理な動作による誤り信号の発生を防いでなされる一方、可変長符号化テーブルは標準的に用いられる符号化テーブルであるため、市場での整合性が良い各可変長符号化データ受信方法及び各可変長符号化データ受信装置の構成を提供できる効果を併せて有している。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施例に係る、画像信号符号化装置の構成を示すブロック図である。
【図2】本発明の第1の実施例に係る、画像信号復号化装置の構成を示すブロック図である。
【図3】本発明の第2の実施例に係る、画像信号符号化装置の構成を示すブロック図である。
【図4】本発明の第2の実施例に係る、シーケンスヘッダのシンタックスを示したものである。
【図5】本発明の第2の実施例に係る、GOPレイヤのシンタックスを示したものである。
【図6】本発明の第2の実施例に係る、ピクチャレイヤのシンタックスを示したものである。
【図7】本発明の第2の実施例に係る、画像信号復号化装置の構成を示すブロック図である。
【図8】本発明の第3の実施例に係る、画像信号符号化装置の構成を示すブロック図である。
【図9】本発明の第3の実施例に係る、マクロブロック量子化値への電子透かしについて示した図である。
【図10】本発明の第3の実施例に係る、画像信号復号化装置の構成を示すブロック図である。
【図11】本発明の第4の実施例に係る、画像信号符号化装置の構成を示すブロック図である。
【図12】本発明の第4の実施例に係る、マクロブロック動ベクトル値への電子透かしについて示した図である。
【図13】本発明の第4の実施例に係る、画像信号復号化装置の構成を示すブロック図である。
【図14】MPEG符号化方式で用いられている可変長符号化テーブルを示したものである。
【図15】本発明の第4の実施例に係る、符号化に用いる可変長符号化テーブルの前半部を示したものである。
【図16】本発明の第4の実施例に係る、符号化に用いる可変長符号化テーブルの後半部を示したものである。
【図17】本発明の第4の実施例に係る、従来と、本発明の符号化器及び復号化器の組合わせによる画質の関係を示した図である。
【図18】本発明の第4の実施例に係る、画像符号化の動作をフローチャートにより示したものである。
【図19】本発明の第4の実施例に係る、画像復号化の動作をフローチャートにより示したものである。
【図20】本発明の第5の実施例に係る、画像信号符号化装置の構成を示すブロック図である。
【図21】本発明の第5の実施例に係る、画像信号復号化装置の構成を示すブロック図である。
【図22】本発明の第5の実施例に係る、画像符号化の動作をフローチャートにより示したものである。
【図23】本発明の第5の実施例に係る、画像復号化の動作をフローチャートにより示したものである。
【図24】本発明の第6の実施例に係る、オーディオ信号符号化装置の構成を示すブロック図である。
【図25】本発明の第6の実施例に係る、スケールファクタバンドとスケールファクタの関係を示す図である。
【図26】MPEG AAC符号化方式で用いられるハフマンコードブックの一部を示したものである。
【図27】本発明の第6の実施例に係る、ハフマンコードブックのインデックスの入れ替え方法を示す図である。
【図28】本発明の第6の実施例に係る、スケールファクタの可変長符号化、復号化の例を示す図である。
【図29】本発明の第6の実施例に係る、オーディオ信号復号化装置の構成を示すブロック図である。
【図30】本発明の第7の実施例に係る、オーディオ信号符号化装置の構成を示すブロック図である。
【図31】MPEG AAC符号化方式で用いられるスペクトル用ハフマンコードブックの一部を示したものである。
【図32】本発明の第7の実施例に係る、スペクトル用ハフマンコードブックのコードワードの入れ替えを示した図である。
【図33】本発明の第7の実施例に係る、コードワードの入れ替えを説明するための図である。
【図34】本発明の第7の実施例に係る、オーディオ信号復号化装置の構成を示すブロック図である。
【図35】本発明の第8の実施例に係る、画像信号符号化装置の構成を示すブロック図である。
【図36】本発明の第8の実施例に係る、画像信号復号化装置の構成を示すブロック図である。
【図37】本発明の第9の実施例に係る、画像信号復号化装置の構成を示すブロック図である。
【図38】本発明の第10の実施例に係る、画像信号符号化装置の構成を示すブロック図である。
【図39】本発明の第10の実施例に係る、画像信号復号化装置の構成を示すブロック図である。
【図40】本発明の第11の実施例に係る、画像信号復号化装置の構成を示すブロック図である。
【図41】本発明の第12の実施例に係る、画像信号記録装置の構成を示すブロック図である。
【図42】本発明の第12の実施例に係る、画像信号再生装置の構成を示すブロック図である。
【図43】本発明の第13の実施例に係る、画像信号再生装置の構成を示すブロック図である。
【図44】本発明の第14の実施例に係る、画像信号記録装置の構成を示すブロック図である。
【図45】本発明の第14の実施例に係る、画像信号再生装置の構成を示すブロック図である。
【図46】本発明の第15の実施例に係る、画像信号再生装置の構成を示すブロック図である。
【図47】従来のMPEG符号化器の構成を示したブロック図である。
【図48】従来のMPEG復号化器の構成を示したブロック図である。
【図49】従来のMPEG AAC方式符号化器の構成を示したブロック図である。
【図50】従来のMPEG AAC方式で用いられるハフマンコードブックの表を示したものである。
【図51】従来のMPEG AAC方式復号化器の構成を示したブロック図である。
【符号の説明】
10、10a、10b、10c 画像信号符号化装置
10d 画像信号符号化送信装置
11 画像データ変換器
12、12a、12b、12c MPEGエンコーダ
13 VLCテーブル選択器
14 標準VLCテーブル
15 特別VLCテーブル
16、16a、16b、16c CPU
17 伝送路パケット符号化器
18 伝送路インタフェース
20、20a、20b、20c 画像信号復号化装置
20d 画像信号復号化受信装置
22、22a、22b、22c MPEGデコーダ
23 VLCテーブル選択器
24 標準VLCテーブル
25 特別VLCテーブル
26 画像電子透かし検出器
27 伝送路パケット復号化器
28 伝送路インタフェース
50 MPEG符号化器
51 入力端子
52 加算器
53 DCT器
54 量子化器
55 VLC器
56 バッファ
57 変換符号量制御器
61 逆量子化器
62 逆DCT器
63 加算器
64 画像メモリ
65 動き補償予測器
70 MPEG復号化器
71 符号化データ入力端子
72 バッファ
73 VLD器
74 逆量子化器
75 逆DCT器
76 加算器
77 画像メモリ
78 動き補償予測器
121 VLC器
122 ユーザデータ記述器
123 量子化値電子透かし情報記述器
124 動ベクトル電子透かし情報記述器
221 VLC復号器
222 ユーザデータ復号器
223 量子化値電子透かし情報検出器
224 動ベクトル電子透かし情報検出器
400 オーディオ信号符号化装置
401 聴覚心理分析器
402 MDCT器
403 スケールファクタ算出器
404 量子化器
405 コードブック選択器
406 可変長符号化器
407 最小符号量検出器
408 符号量判定器
409 ビットストリーム生成器
420 オーディオ信号復号化装置
421 ビットストリーム解析器
422 可変長復号化器
423 逆量子化器
424 IMDCT器
430 オーディオ信号符号化装置
431 MPEG−2 AACエンコーダ
432 ハフマンコードブック選択器
433 標準ハフマンコードブック
434 特別ハフマンコードブック
435 CPU
436 可変長符号化器
440 オーディオ信号復号化装置
441 MPEG−2 AACデコーダ
442 ハフマンコードブック選択器
443 スケールファクタ用標準ハフマンコードブック
444 スケールファクタ用特別ハフマンコードブック
445 CPU
446 可変長復号化器
450、460 オーディオ信号復号化装置
451、461 MPEG−2 AACデコーダ
452、462 ハフマンコードブック選択器
453、463 スペクトル用標準ハフマンコードブック
454、464 スペクトル用特別ハフマンコードブック
455、465 CPU
456 可変長復号化器
510、510b 可変長符号化データ送信装置
510d、510f 可変長符号化データ記録装置
511 画像データ変換器
512 暗号化器
513 暗号化方法設定器
514 暗号化鍵設定器
515 CPU
516 MPEGエンコーダ
517 VLCテーブル選択器
518 標準VLCテーブル
519 特別VLCテーブル
521 伝送路パケット符号化器
522 暗号化情報送信器
523 VLCテーブル生成器
531 VLC器
550、550a、550b、550c 可変長符号化データ受信装置
550d、550e、550f、550g 可変長符号化データ再生装置
551 伝送路パケット復号化器
552 暗号化情報受信器
561 MPEGデコーダ
562 VLCテーブル選択器
563 標準VLCテーブル
564 特別VLCテーブル
565 CPU
566 電子透かし検出器
567 復号化器
568 復号化方法選択器
569 復号化鍵選択器
571 VLC復号器
571a VLC生成復号器
572 ICカードリーダ/ライタ
581 変調器
582 記録器
591 再生器
592 復調器
601 ICカード
610 記録媒体
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to compression encoding of digital image signals or digital audio signals, and decoding of compression-encoded signals. In particular, the present invention decodes digital data without degradation or decodes digital data by a decoding device. The present invention relates to a variable-length encoded data receiving method and a variable-length encoded data receiving apparatus for supplying decoded data having different quality for each user so as to be slightly deteriorated in stages.
[0002]
[Prior art]
When an analog video signal is transmitted or recorded and reproduced, the reproduced video signal is deteriorated according to the quality of the transmission path or recording medium, and is reproduced by the original video signal and the user side. There is a slight difference in image quality between video signals.
[0003]
Similarly, when an analog acoustic signal is transmitted or recorded and reproduced, the reproduced acoustic signal is deteriorated according to the quality of the transmission path or recording medium, and the original acoustic signal and the user reproduce it. There is a slight difference in sound quality between sound signals.
[0004]
As such, it occurs between the copyright owner who owns the video signal and / or the audio signal (hereinafter, these signals may be referred to as content signals) and the user who reproduces the content signal. Due to the difference in quality, the rights business relating to the content signal owned by the copyright holder is protected, and the content business is normally operated.
[0005]
In recent years, digital signal processing technology has been developed, and content signals using the same can be broadcasted, communicated, or supplied to users through recording media with reduced quality degradation of the content signal. For this reason, the difference between the quality of the content owned by the copyright holder and the quality of the content played back on the user side is reduced, and normal operation of business using content owned by the copyright holder is becoming difficult. is there.
[0006]
Therefore, encryption technology and conditional access technology have been developed to supply content only to users who have a specific contract, and content has been supplied using them. Signals processed by encryption and conditional access can be selected for either normal playback or no playback at all. It is used in such a way that content is supplied only to specific users.
[0007]
In addition, when the content of the copyright holder is transmitted or supplied to the user by a recording medium, and the user uses the content for the second time, information for identifying the right holder of the content is digitally watermarked. A method for embedding in content information has also been developed. In this case, the quality of the content is less deteriorated when the content is secondarily used, and the protection of the content by the digital watermark is actually used only for specifying the content owner. .
[0008]
In this way, digital transmission technology has been developed for content transmission and recording / reproduction technology with little quality degradation. Then, there is a demand for the development of a signal technology for protecting copyright holders in order to carry out a preferable content business, which incorporates a technology related to the protection of a preferable copyright that an analog signal has in the digital technology.
[0009]
Here, the MPEG (moving picture experts group) video and MPEG audio technology will be described first as to the compression coding and decoding technology of the content signal, and then the content is added to the encoded compression coded signal. An encoding technique according to a content disclosure method for realizing suitable encoding for business will be described.
[0010]
First, MPEG video technology will be described.
The so-called MPEG video method that efficiently encodes a moving image signal such as a television signal is widely used as a signal transmitted in a digital satellite broadcast, a DVD (Digital versatile Disc), a digital tape recorder, and a communication network. It is planned to be adopted for digital terrestrial broadcasting from 2003.
[0011]
In other words, the MPEG video standard is JTC1 / SC2 (Joint Technical Committee 1 / Sub committee 2) of ISO / IEC (International Organization for Standardization / International Electrotechnical Commission) in 1988; / This is an international standard created by a deliberation started by an organization that examines video coding standards, established in the expert group 2).
[0012]
SC2 which is the deliberation group is continuing the activity to establish standards for encoding video and audio signals as SC29, and the international standard established by MPEG people is also commonly called the MPEG standard. ing.
[0013]
The MPEG1 (MPEG Phase 1) standard, first established by MPEG, is an encoding standard for moving image signals accompanied by acoustic signals for storage media recorded at a transmission rate of about 1.5 Mbps. JPEG (Joint Photographic Coding Experts Group) for video coding and ISDN (Integrated Services Digital Network) video conferencing and H.264 video compression for low transfer rates. This is a coding standard using the basic technology of H.261 (CCITT SGXV, standardized by the current ITU-T SG15).
[0014]
In this way, MPEG1 was established as ISO / IEC11172 in August 1993, and many discs encoded and recorded according to the MPEG1 standard have been commercialized.
[0015]
In addition, MPEG2 (MPEG Phase 2), which was subsequently enacted, was established as ISO / IEC 13818 and “H.262” in November 1994 for the purpose of general-purpose standards to support various applications such as communication and broadcasting. It was done.
[0016]
These MPEG1 and MPEG2 encoding schemes are composed of a plurality of encoding techniques, and these techniques convert a “frame” image constituting a moving image into blocks of 16 × 16 pixels called “macroblocks”. The encoding process is performed by dividing the image into two.
[0017]
For each macroblock unit, the encoding process obtains a motion amount called a “motion vector” between a reference image and a to-be-encoded image that are separated by a predetermined number of frames in the future or in the past in time. A “motion-compensated prediction” technique that encodes an encoded image from a reference image based on a quantity, and an error signal of the motion-compensated prediction or the encoded image itself, DCT (one of orthogonal transform techniques) Discrete Cosine Transform (Discrete Cosine Transform) is used to convert image information into frequency information, and to perform compression encoding so that only visually significant information is obtained from the converted frequency domain information. And the two image encoding elemental technologies.
[0018]
There are three modes of prediction in motion compensated prediction in the case of prediction from both the past, the future, and the past future, and these three modes are switched for each macroblock composed of 16 pixel × 16 pixel data. Can be used.
[0019]
In addition, as picture types given to the frame of the input image, three types of pictures are defined: I (Intra-coded), P (Predictive-coded), and B (Bidirectionally predictive-coded).
[0020]
The I picture is a picture that is encoded without performing motion prediction, but the P picture has two modes of prediction from the past and encoding without performing prediction, and the B picture has the future. There are four MC (Motion Compensation) modes that perform prediction from the past, prediction from the past, prediction from both past and future directions, and intra-frame coding without performing prediction.
[0021]
Motion compensation using these future or past images is performed by pattern-matching the motion region for each macroblock to obtain a motion vector with half-pel (1/2 of the inter-pixel distance) accuracy, and the obtained motion The input image signal is encoded with reference to a reference image formed by moving the future or past reference image position in the vector direction corresponding to the vector amount.
[0022]
The direction of the motion vector thus determined includes a horizontal direction and a vertical direction, and the vector information is transmitted as additional information of the macroblock together with the MC mode.
[0023]
Of the picture data thus made, the three types of pictures I, P, and B are arranged and transmitted in a predetermined order starting from the I picture, and before the next I picture from that I picture. A set of pictures (frame images) up to a certain picture is called a GOP (Group Of Picture). In encoding performed by a normal storage medium or the like, a GOP is configured by about 15 pictures.
[0024]
The I picture and the P and B pictures encoded as motion compensated pictures are DCT, that is, orthogonal transforms in which an integral transformation using a cosine function as an integral kernel is discretely transformed into a finite space.
[0025]
In the orthogonal transformation, the macroblock is divided into DCT blocks of 8 pixels × 8 pixels and the two-dimensional DCT is performed. However, since the frequency component of the image data is generally low and the high frequency is small, the image data is low by performing DCT. The energy can be expressed by being compressed by a conversion coefficient whose energy is concentrated in the frequency band.
[0026]
The DCT image data (DCT coefficient) is quantized by a quantizer. In other words, the DCT coefficient is obtained by dividing by a predetermined quantized value by the quantizer, and the quantized value is obtained as a quantized value obtained by weighting the two-dimensional frequency of 8 pixels × 8 pixels with visual characteristics. The quantization value is a scalar multiplied by a predetermined quantization scale.
[0027]
Further, the quantized value is multiplied by an inverse quantized value obtained at the time of decoding the encoded image data, so that the characteristic due to the quantized value given at the time of encoding is canceled at the time of decoding.
[0028]
Next, the configuration of an MPEG encoder that performs encoding and decoding by such a method will be described.
FIG. 47 shows the configuration of the MPEG encoder and outlines its operation.
[0029]
The MPEG encoder 50 includes an input terminal 51, an adder 52, a DCT unit 53, a quantizer 54, a VLC (variable length coding) unit 55, a buffer 56, a code amount controller 57, an inverse quantizer 61, and an inverse DCT. And an adder 63, an image memory 64, and a motion compensation predictor 65.
[0030]
First, the moving image signal supplied to the input terminal 51 is supplied to the motion compensation predictor 65 and the adder 52. In the adder 52, the signal supplied from the motion compensation predictor 65 is inverted in polarity and added and added. The signal obtained is supplied to the DCT unit 53.
[0031]
In the DCT unit 53, the supplied image signal is subjected to the discrete cosine transform, and the DCT transform coefficient obtained by the transform is supplied to the quantizer 54, and the quantized signal is quantized based on the predetermined quantized value. The quantized quantized data is supplied to the inverse quantizer 61 and the VLC unit 55.
[0032]
In the VLC unit 55, the supplied quantized data is variable-length encoded, but the direct current (DC) component obtained by DCT conversion of the quantized value is subjected to DPCM (differential pulse code modulation) modulation. Made.
[0033]
The alternating current (AC) component is obtained while zigzag scan is performed in the order of the data of the high frequency component than the data of the low frequency component, and the obtained data has a run length of zero and an effective coefficient value. As one event, Huffman coding is performed by assigning codes with shorter code lengths in descending order of appearance probability.
[0034]
The Huffman-encoded data, which is the variable-length encoding, is temporarily stored in the buffer 56, and the temporarily stored data is output as encoded data output at a predetermined transfer rate.
[0035]
Then, the generated code amount for each macroblock of the output data is supplied to the code amount controller 57, compared with a preset target code amount, and the difference from the generated code amount obtained by the comparison. Is supplied to the quantizer 54. The quantizer 54 controls the code amount so that encoded data of a predetermined transfer rate is obtained by changing the value of the quantization scale based on the code amount of the difference.
[0036]
On the other hand, the image data quantized by the quantizer 54 is supplied to the inverse quantizer 61 for inverse quantization. The inversely quantized data is supplied to the inverse DCT unit 62 where the inverse DCT is performed, and the inversely DCTed data is supplied to the adder 63.
[0037]
The adder 63 adds the reference image supplied from the motion compensation predictor 65, and a signal obtained by the addition is supplied to the image memory 64 and temporarily stored therein. The temporarily stored image data is used as a reference decoded image for calculating a difference image in the motion compensated predictor 65, so that it is output as encoded data with motion compensation from the MPEG encoder 50. Has been made.
[0038]
The encoded data output in this way is supplied to the MPEG decoder and decoded.
FIG. 48 shows the configuration of the MPEG decoder and outlines its operation.
[0039]
The MPEG decoder 70 shown in the figure includes an encoded data input terminal 71, a buffer 72, a VLD unit 73, an inverse quantizer 74, an inverse DCT unit 75, an adder 76, an image memory 77, and a motion compensation predictor 78. Consists of.
[0040]
First, the encoded data supplied to the input terminal 71 is temporarily stored in the buffer 72, and the encoded data temporarily stored therein is supplied to a VLD (variable length decoding) unit 73 as necessary.
[0041]
In the VLD unit 73, variable length decoding of the data encoded by the VLC unit 55 is performed, and data relating to the direct current (DC) component and the alternating current (AC) component is obtained.
[0042]
Among the obtained data, AC component data is obtained as quantized data arranged in an 8 × 8 matrix in the zigzag scan order from the same low frequency to high frequency components as in the MPEG encoder 50. The obtained quantized data is supplied to the inverse quantizer 74.
[0043]
In the inverse quantizer 74, inverse quantization is performed based on the above-described quantization matrix arrangement, and data obtained by the inverse quantization is supplied to the inverse DCT device 75. There, an inverse DCT operation is performed to obtain image data as decoded data.
[0044]
The obtained image data is temporarily stored in the image memory 77, and the temporarily stored image data is supplied to the motion compensation predictor 78. The image data is used as a reference decoded image for calculating a difference image in motion compensation prediction.
[0045]
Thus, the image data constituting the moving image is encoded and transmitted or recorded by the MPEG encoder 50, and the received or reproduced encoded data is decoded by the MPEG decoder 70 as moving image information. It is made to be obtained. Such a technique is used in both MPEG1 and MPEG2, but in any case, it enables transmission of a video signal that is less affected by noise and non-linearity in the transmission path.
[0046]
Then, in connection with the copyright protection of the image signal encoded in this way, the image data encoded using a plurality of types of encoding modes is permitted to reproduce the encoded data based on the input security data or There is a method of determining non-permission and decoding an image signal encoded according to the determination result (see, for example, Patent Document 1).
[0047]
The encoding and decoding of the image signal has been described above.
Next, compression coding of an audio signal will be described using MPEG-2 AAC (Advanced Audio Coding) as an example.
FIG. 49 shows the configuration of an MPEG-2 AAC encoding apparatus that compresses and encodes a digital audio signal, and its operation will be described.
[0048]
The audio signal encoding apparatus 400 shown in the figure includes an auditory psychological analyzer 401, an MDCT (Modified Discrete Cosine Transform) unit 402, a scale factor calculator 403, a quantizer 404, a codebook selector 405, and a variable length encoder. 406, a minimum code amount detector 407, a code amount determiner 408, and a bit stream generator 409.
[0049]
First, the MPEG-2 AAC audio encoding device obtains a re-frequency spectrum by performing FFT (Fast Fourier Transform) processing on the input digital audio signal by the psychoacoustic analyzer 401, and based on that, the auditory psychological analyzer 401 obtains a re-frequency spectrum. The amount of masking performed is calculated, and the allowable quantization noise power for each preset frequency band is calculated.
[0050]
On the other hand, the MDCT unit 402 obtains spectrum data by performing MDCT on the supplied audio signal. The data is called MDCT coefficient. Then, based on the window selection information determined by the auditory psychological analyzer 401, a long or short conversion block length is selected. The MDCT calculation is executed while overlapping the calculation block length by 50%.
[0051]
When the window selection is selected as a long window, the audio signal of 2048 samples is converted into 1024 MDCT coefficients, and when the window is a short window, 256 samples are converted into 128 MDCT coefficients.
[0052]
Next, the scale factor calculator 403 divides the audio signal into a plurality of scale factor bands in units of 1024 MDCT coefficients for each frequency band based on human auditory characteristics. The number of quantization steps (scale factor) of each scale factor band is set so that the quantization noise calculated in each scale factor band does not become larger than the allowable quantization noise power calculated by the psychoacoustic analyzer 401. Calculated.
[0053]
In the stippling in the figure, it is indicated that the processing is performed in units of scale factor bands. That is, the quantizer 404 performs quantization in units of scale factor bands. The scale factor calculator 403 obtains the MDCT coefficient for the signal in the scale factor band from the scale factor calculated there and the total number of quantization steps, and performs quantization based on the obtained coefficient value. . Further, the MDCT coefficient is quantized so that the number of bits necessary for quantization is kept within the number of usable bits and the total number of quantization steps is controlled.
[0054]
In the next codebook selector 405, a usable Huffman codebook is selected from the maximum absolute value of the quantized value.
FIG. 50 shows a table of the Huffman codebook used in MPEG-2 AAC.
[0055]
Then, the variable length encoder 406 selects and uses the Huffman codebook based on the maximum absolute value of the quantized value, and performs variable length encoding there. For example, when the maximum absolute value of the quantized value is 5, it is possible to use 7 or more Haman codebooks. The selected Huffman codebook is supplied to the variable length encoder 406.
[0056]
In the variable length encoder 406, the quantized value of the MDCT coefficient output from the quantizer 404 is subjected to variable length encoding using the Huffman codebook selected by the codebook selector 405. When a plurality of Huffman codebooks are selected, encoding is performed using each Huffman codebook, and the encoded result is supplied to the minimum code amount detector 407. Further, in the variable length encoder 406, the supplied scale factor is also subjected to variable length encoding, and the encoding result with reduced redundancy is supplied to the code amount determination unit 408.
[0057]
The minimum code amount detector 407 selects a Huffman codebook that generates the smallest code amount based on the respective encoding results encoded using each Huffman codebook, and selects the selected Huffman code. The code book and the encoding result are supplied to the code amount determination unit 408.
[0058]
In the code amount determination unit 408, it is determined whether the code amount generated by encoding is within the usable code amount, and if it exceeds the usable code amount, quantization is performed again to generate This is repeated until the code amount to be used is equal to or less than the usable code amount.
[0059]
The encoded data output satisfying the usable number of bits is supplied to the bit stream generator 409. There, they are multiplexed together with coding parameters such as sampling frequency and coding rate, generated as an AAC bit stream, and output from the audio signal coding apparatus.
[0060]
Next, an audio signal decoding apparatus that decodes the AAC bitstream encoded as described above will be described.
FIG. 51 shows a conventional example of an MPEG-2 AAC decoder that performs decoding corresponding to the MPEG-2 AAC encoder, and will be described below with reference to FIG.
[0061]
The audio signal decoding apparatus 420 shown in the figure includes a bit stream analyzer 421, a variable length decoder 422, an inverse quantizer 423, and an IMDCT (Inverse Modified Discrete Cosine transform) unit 424.
[0062]
First, in the MPEG-2 AAC decoder, an AAC bitstream obtained by multiplexing a plurality of signals is received by a bitstream analyzer 421 in each of encoding parameters such as sampling frequency and encoding rate, and encoded data. Separated into signals.
[0063]
The variable length decoder 422 receives encoded data and a scale factor and a quantization value as encoding parameters, and variable length decoding is performed based on the data. That is, a scale factor Huffman codebook is used as the scale factor, and the quantized value is based on the Huffman codebook number obtained from the bitstream analyzer 421 in units of scale factor bands. A codebook is selected and decrypted.
[0064]
Next, the decoded quantized value and scale factor are supplied to the inverse quantizer 423. There, the quantization value is inversely quantized for each scale factor band unit using the overall quantization step number and the scale factor which are one of the encoding parameters output from the bitstream analyzer 421, and MDCT A coefficient is calculated.
[0065]
The MDCT coefficient is input to the IMDCT unit 424, where it is subjected to inverse MDCT conversion to be converted into an audio signal and output from there.
As described above, the operation in which the digital audio signal is compression-coded by the audio signal encoding device and the encoded signal is decoded by the audio signal decoding device to obtain the digital audio signal has been described.
[0066]
Then, security information such as digital watermark information is included in the digital audio signal encoded by the audio signal decoding apparatus, and recorded on the optical disc using the SCMS (Serial Copy Management System) method, and also permitted by the security system. There is also an optical disc apparatus in which only a part of the encoded digital audio signal is recorded on the recording medium when the signal cannot be obtained (see, for example, Patent Document 2).
[0067]
[Patent Document 1]
JP 2000-175162 A
[Patent Document 2]
JP 2001-312853 A
[0068]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, the transmission of content signals using high-quality compressed and encoded signals of MPEG1 and MPEG2 and audio signals and audio signals is preferable for the user. However, it is not always preferable for the copyright holder to promote the content business.
[0069]
Therefore, in comparison with the above-mentioned compression coding method using MPEG images and sounds with high coding quality, for example, when decoded by a normal decoding device, the digital content data in a semi-disclosure state slightly deteriorated like an analog system. To be obtained. There is a need for a compression encoding method for protecting digital contents data so that digital contents data without deterioration can be obtained when decoded by a predetermined decoding apparatus.
[0070]
As an encoding method for protecting the content business, a function for preventing unauthorized copying of content and unauthorized reproduction using an unauthorized player is provided. In addition, content that has undergone signal processing for security protection of content that prevents unauthorized reproduction is supplied to the market.
[0071]
On the other hand, there is also a method of performing security protection by directly performing encryption processing on a bit stream that is encoded data obtained by compressing and encoding content to be protected by, for example, MPEG.
[0072]
However, in this method, the encoded data that has been encrypted is decrypted only by a specific authorized user to obtain content data that is not deteriorated. However, on the user side that is not subjected to decryption processing of encryption, There is a problem that no image or sound signal information relating to the content can be obtained.
[0073]
Therefore, the present invention provides a so-called Huffman code when performing variable-length coding on content data obtained by orthogonal transformation of content data performed by, for example, MPEG, and variable-length coding of coefficient value data obtained by orthogonal transformation. The VLC (variable length coding) table using the above is changed and used so that the quality of the reproduced image and the sound signal are different between a general decoder and a regular decoder.
[0074]
In the case of events with greatly different occurrence probabilities, the length of each code is generally different. If such a table is read, the amount of code increases and the coding efficiency may deteriorate. However, in the case of the present invention, especially when the VLC code is reread, the codes having the same length in the VLC code are reread, thereby preventing deterioration of the encoding efficiency and generating an absurd error signal. Also try to prevent.
[0075]
Further, the VLC code of the VLC table used by switching is configured by using a code in a VLC code system defined by, for example, MPEG video and MPEG AAC audio standards generally used in the market as international standards. Therefore, it is realized by a method having good consistency with a method used in the market as a content compression encoding method.
[0076]
Furthermore, an encoding selection signal for switching an event represented by a VLC code using a commonly used MPEG syntax is, for example, data, image or sound described in a user data recording area defined by MPEG. Transmission is possible by a plurality of methods such as mixed digital watermark data and additional data transmitted separately from image and audio data. Then, it is intended to provide a variable length encoded data receiving method and a variable length encoded data receiving apparatus which are performed while ensuring a predetermined security level for desired content to be encoded.
[0077]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above-mentioned problems, the present invention comprises the following means 1) to 8).
That is,
[0078]
1) Time-series data obtained by performing data conversion, quantization, and arrangement by a predetermined method with respect to a content signal including at least one of an image signal and an audio signal is variable length. The packetized compressed encoded signal that is encoded and packetized and output to the communication network is received, and the time-series data is obtained by variable length decoding, and the content signal is decoded by decoding the obtained time-series data. A variable length encoded data receiving method
The packetized compression encoded signal is described in a variable length encoding table described by assigning a predetermined code word to a plurality of data values of the time series data, and the variable length encoding table. Of the codewords, the encoding of which of the two encoding tables is the exchange variable-length encoding table in which the number of the time-series data is the same and the codewords different from each other are exchanged and described. Compression encoding generated by performing variable-length encoding of the time-series data using the encoding table specified by the encoding selection signal that specifies whether to perform the variable-length encoding using a table A signal is described in an information data description area for transmitting the content signal, and the encoding selection signal is a user-defined area for transmitting data. And there is user data packetized compression-encoded signal described in the description region, a variable length coding method of receiving data for performing said decoding using the packetized compression-encoded signal,
A first step (222) of receiving the packetized compressed encoded signal and acquiring the compressed encoded signal described in the information data description area and the encoded selection signal described in the user data description area When,
A second step (221) of obtaining the time-series data by variable-length decoding the acquired compressed encoded signal using the encoding table specified by the acquired encoding selection signal;
A third step (22a) for decoding the time-series data obtained in the second step to obtain the content signal;
A variable-length encoded data receiving method comprising:
2) Time-series data obtained by performing data conversion, quantization, and arrangement by a predetermined method on a content signal including at least one of an image signal and an audio signal is variable length. A variable that obtains a time series data by receiving a packetized compressed encoded signal that is encoded and packetized and output to a communication network, and obtains a time series data by variable length decoding, and obtains a content signal by decoding the obtained time series data A long encoded data receiving method,
The packetized compression encoded signal is described in a variable length encoding table described by assigning a predetermined code word to a plurality of data values of the time series data, and the variable length encoding table. Of the codewords, the encoding of which of the two encoding tables is the exchange variable-length encoding table in which the number of the time-series data is the same and the codewords different from each other are exchanged and described. Compression encoding generated by performing variable-length encoding of the time-series data using the encoding table specified by the encoding selection signal that specifies whether to perform the variable-length encoding using a table A signal is described in an information data description area for transmitting the content signal, and the encoding selection signal is a user-defined area for transmitting data. And there is user data packetized compression-encoded signal described in the description region, a variable length coding method of receiving data for performing said decoding using the packetized compression-encoded signal,
A first step (222) of receiving the packetized compressed encoded signal and acquiring the compressed encoded signal described in the information data description area and the encoded selection signal described in the user data description area When,
Variable length decoding is performed using the encoding table specified by the acquired encoding selection signal, or use of the exchange variable length encoding table is specified by the acquired encoding selection signal. A second step (23) for ignoring the use of the table and selecting whether to perform variable-length decoding using the variable-length coding table;
A third step (221) for performing variable-length decoding of the acquired compressed encoded signal using a coding table according to the selection result in the second step to obtain time-series data;
A fourth step (22) for decoding the time-series data obtained in the third step to obtain a content signal;
A variable-length encoded data receiving method comprising:
3) Variable-length code for time-series data obtained by performing data conversion, quantization, and arrangement by a predetermined method on a content signal including at least one of an image signal and an audio signal When the compressed encoded signal generated by converting into a packet is subjected to packetization processing, the packetized compressed encoded signal output to the communication network is received, and the variable length decoding is performed to obtain the time-series data. A variable-length encoded data receiving method for decoding sequence data to obtain the content signal,
The compressed encoded signal is:
A variable-length coding table described by assigning a predetermined code word to a plurality of data values of the time-series data for a predetermined part of the content signal, and a code word described in the variable-length coding table Which of the two encoding tables is an exchange variable length encoding table in which the number of the time-series data is the same and the code words different from each other are exchanged and described. A first encoding unit that performs variable-length encoding on the time-series data for a predetermined portion of the content signal using an encoding table that is specified by an encoding selection signal that specifies whether to perform the variable-length encoding. A variable length encoded signal;
Digital watermark processing time-series data obtained by performing processing for embedding the encoding selection signal with digital watermarks on a portion other than the predetermined portion of the content signal is variable using the variable-length encoding table. It is a compressed encoded signal obtained by arranging the second variable length encoded signal subjected to long encoding, and a variable length encoded data receiving method for performing the decoding using the compressed encoded signal,
A first step (27) for obtaining the compressed encoded signal by depackaging the packetized compressed encoded signal obtained by reception;
The obtained compressed and encoded signal is subjected to variable-length decoding using the variable-length coding table to obtain the digital watermark processing time-series data, and electronic data is obtained based on the obtained digital watermark processing time-series data. A second step (26) of detecting the coding selection signal embedded by a watermark;
Third step of obtaining the time-series data by variable-length decoding the acquired compressed encoded signal using the encoding table specified by the encoding selection signal detected in the second step (221),
A fourth step (22) for obtaining the content signal by decoding the time-series data obtained in the third step;
A variable-length encoded data receiving method comprising:
4) Variable-length code for time-series data obtained by performing data conversion, quantization, and arrangement by a predetermined method on a content signal including at least one of an image signal and an audio signal When the compressed encoded signal generated by converting into a packet is subjected to packetization processing, the packetized compressed encoded signal output to the communication network is received, and the variable length decoding is performed to obtain the time-series data. A variable-length encoded data receiving method for decoding sequence data to obtain the content signal,
The compressed encoded signal is:
A variable-length coding table described by assigning a predetermined code word to a plurality of data values of the time-series data for a predetermined part of the content signal, and a code word described in the variable-length coding table Which of the two encoding tables is an exchange variable length encoding table in which the number of the time-series data is the same and the code words different from each other are exchanged and described. A first encoding unit that performs variable-length encoding on the time-series data for a predetermined portion of the content signal using an encoding table that is specified by an encoding selection signal that specifies whether to perform the variable-length encoding. A variable length encoded signal;
Digital watermark processing time-series data obtained by performing processing for embedding the encoding selection signal with digital watermarks on a portion other than the predetermined portion of the content signal is variable using the variable-length encoding table. It is a compressed encoded signal obtained by arranging the second variable length encoded signal subjected to long encoding, and a variable length encoded data receiving method for performing the decoding using the compressed encoded signal,
A first step (27) for obtaining the compressed encoded signal by depackaging the packetized compressed encoded signal obtained by reception;
The obtained compressed and encoded signal is subjected to variable-length decoding using the variable-length coding table to obtain the digital watermark processing time-series data, and electronic data is obtained based on the obtained digital watermark processing time-series data. A second step (26) of detecting the coding selection signal embedded by a watermark;
Variable length decoding is performed using the encoding table specified by the encoding selection signal detected in the second step, or the exchange variable length encoding is performed by the detected encoding selection signal. A third step (23) of ignoring the use of the table when the use of the table is specified and selecting whether to perform variable-length decoding using the variable-length coding table;
A fourth step (221) for performing variable-length decoding of the obtained compressed encoded signal using a coding table according to the selection result in the third step to obtain time-series data;
A fifth step (22) for obtaining a content signal by decoding the time-series data obtained in the fourth step;
A variable-length encoded data receiving method comprising:
5) Time-series data obtained by performing data conversion, quantization, and arrangement by a predetermined method on a content signal including at least one of an image signal and an audio signal is variable length. The packetized compressed encoded signal that is encoded and packetized and output to the communication network is received, and the time-series data is obtained by variable length decoding, and the content signal is decoded by decoding the obtained time-series data. A variable length encoded data receiving device,
The packetized compression encoded signal is described in a variable length encoding table described by assigning a predetermined code word to a plurality of data values of the time series data, and the variable length encoding table. Of the codewords, the encoding of which of the two encoding tables is the exchange variable-length encoding table in which the number of the time-series data is the same and the codewords different from each other are exchanged and described. Compression encoding generated by performing variable-length encoding of the time-series data using the encoding table specified by the encoding selection signal that specifies whether to perform the variable-length encoding using a table A signal is described in an information data description area for transmitting the content signal, and the encoding selection signal is a user-defined area for transmitting data. And there is user data packetized compression-encoded signal described in the description region, a variable length coded data reception apparatus performs the decoding using the packetized compression-encoded signal,
Packetization decoding means (222) for receiving the packetized compressed encoded signal and acquiring the compressed encoded signal described in the information data description area and the encoded selection signal described in the user data description area When,
Variable-length decoding means (221) for obtaining the time-series data by variable-length decoding the acquired compressed encoded signal using the encoding table specified by the acquired encoding selection signal;
Content signal decoding means (22a) for decoding the time-series data obtained by the variable length decoding means to obtain the content signal;
A variable-length encoded data receiving apparatus comprising:
6) Time-series data obtained by performing data conversion, quantization, and arrangement by a predetermined method on a content signal including at least one of an image signal and an audio signal is variable length. A variable that obtains a time series data by receiving a packetized compressed encoded signal that is encoded and packetized and output to a communication network, and obtains a time series data by variable length decoding, and obtains a content signal by decoding the obtained time series data A long encoded data receiving device,
The packetized compression encoded signal is described in a variable length encoding table described by assigning a predetermined code word to a plurality of data values of the time series data, and the variable length encoding table. Of the codewords, the encoding of which of the two encoding tables is the exchange variable-length encoding table in which the number of the time-series data is the same and the codewords different from each other are exchanged and described. Compression encoding generated by performing variable-length encoding of the time-series data using the encoding table specified by the encoding selection signal that specifies whether to perform the variable-length encoding using a table A signal is described in an information data description area for transmitting the content signal, and the encoding selection signal is a user-defined area for transmitting data. And there is user data packetized compression-encoded signal described in the description region, a variable length coded data reception apparatus performs the decoding using the packetized compression-encoded signal,
Packetization decoding means (222) for receiving the packetized compressed encoded signal and acquiring the compressed encoded signal described in the information data description area and the encoded selection signal described in the user data description area When,
Variable length decoding is performed using the encoding table specified by the acquired encoding selection signal, or use of the exchange variable length encoding table is specified by the acquired encoding selection signal. Encoding table selection means (23) for ignoring the use of the table and selecting whether to perform variable length decoding using the variable length encoding table,
Variable length decoding means (221) for performing variable length decoding of the acquired compressed encoded signal using a coding table according to the selection result in the coding table selection means to obtain time-series data; ,
Content signal decoding means (22) for decoding the time-series data obtained by the variable length decoding means to obtain a content signal;
A variable-length encoded data receiving apparatus comprising:
7) Time-series data obtained by performing data conversion, quantization, and arrangement on a content signal including at least one of an image signal and an audio signal by a predetermined method is variable-length code. When the compressed encoded signal generated by converting into a packet is subjected to packetization processing, the packetized compressed encoded signal output to the communication network is received, and the variable length decoding is performed to obtain the time-series data. A variable-length encoded data receiving device that decodes sequence data to obtain the content signal,
The compressed encoded signal is:
A variable-length coding table described by assigning a predetermined code word to a plurality of data values of the time-series data for a predetermined part of the content signal, and a code word described in the variable-length coding table Which of the two encoding tables is an exchange variable length encoding table in which the number of the time-series data is the same and the code words different from each other are exchanged and described. A first encoding unit that performs variable-length encoding on the time-series data for a predetermined portion of the content signal using an encoding table that is specified by an encoding selection signal that specifies whether to perform the variable-length encoding. A variable length encoded signal;
Digital watermark processing time-series data obtained by performing processing for embedding the encoding selection signal with digital watermarks on a portion other than the predetermined portion of the content signal is variable using the variable-length encoding table. It is a compressed encoded signal obtained by arranging a second variable length encoded signal that has been encoded long, and a variable length encoded data receiving device that performs the decoding using the compressed encoded signal,
Packetization decoding means (27) for depackaging the packetized compressed encoded signal obtained by reception and obtaining the compressed encoded signal;
The obtained compressed and encoded signal is subjected to variable-length decoding using the variable-length coding table to obtain the digital watermark processing time-series data, and electronic data is obtained based on the obtained digital watermark processing time-series data. Coding selection signal detection means (26) for detecting the coding selection signal embedded by watermark;
Variable length to obtain the time series data by variable length decoding the acquired compressed encoded signal using the encoding table specified by the encoding selection signal detected by the encoding selection signal detecting means Decryption means (221);
Content signal decoding means (22) for decoding the time-series data obtained by the variable length decoding means to obtain the content signal;
A variable-length encoded data receiving apparatus comprising:
8) Time-series data obtained by performing data conversion, quantization, and arrangement on a content signal including at least one of an image signal and an audio signal by a predetermined method is variable-length code. When the compressed encoded signal generated by converting into a packet is subjected to packetization processing, the packetized compressed encoded signal output to the communication network is received, and the variable length decoding is performed to obtain the time-series data. A variable-length encoded data receiving device that decodes sequence data to obtain the content signal,
The compressed encoded signal is:
A variable-length coding table described by assigning a predetermined code word to a plurality of data values of the time-series data for a predetermined part of the content signal, and a code word described in the variable-length coding table Which of the two encoding tables is an exchange variable length encoding table in which the number of the time-series data is the same and the code words different from each other are exchanged and described. A first encoding unit that performs variable-length encoding on the time-series data for a predetermined portion of the content signal using an encoding table that is specified by an encoding selection signal that specifies whether to perform the variable-length encoding. A variable length encoded signal;
Digital watermark processing time-series data obtained by performing processing for embedding the encoding selection signal with digital watermarks on a portion other than the predetermined portion of the content signal is variable using the variable-length encoding table. It is a compressed encoded signal obtained by arranging a second variable length encoded signal that has been encoded long, and a variable length encoded data receiving device that performs the decoding using the compressed encoded signal,
Packetization decoding means (27) for depackaging the packetized compressed encoded signal obtained by reception and obtaining the compressed encoded signal;
The obtained compressed and encoded signal is subjected to variable-length decoding using the variable-length coding table to obtain the digital watermark processing time-series data, and electronic data is obtained based on the obtained digital watermark processing time-series data. Coding selection signal detection means (26) for detecting the coding selection signal embedded by watermark;
Variable length decoding is performed using the encoding table specified by the encoding selection signal detected by the encoding selection signal detection means, or the exchange variable length is determined by the detected encoding selection signal. An encoding table selecting means (23) for ignoring the use of the encoding table when the use of the encoding table is specified and selecting whether to perform variable length decoding using the variable length encoding table;
Variable length decoding means (221) for performing variable length decoding of the acquired compressed encoded signal using a coding table according to the selection result in the coding table selection means to obtain time-series data; ,
Content signal decoding means (22) for decoding the time-series data obtained by the variable length decoding means to obtain a content signal;
A variable-length encoded data receiving apparatus comprising:
[0079]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, preferred embodiments of the variable length encoded data receiving method and variable length encoded data receiving apparatus of the present invention will be described.
[0080]
Here, the signal to be encoded is a content signal including at least one of an image signal and / or an acoustic signal. First, an encoding method when the content signal is an image will be described based on a basic example thereof.
<First embodiment>
FIG. 1 shows a configuration of an image signal encoding apparatus (hereinafter also simply referred to as an encoding apparatus) according to a first embodiment equipped with the image signal encoding method, and will be described with reference to the drawings. To do.
[0081]
An image signal encoding apparatus 10 shown in FIG. 1 includes an image data converter 11, an MPEG encoder 12, a VLC table selector 13, a standard VLC table 14, a special VLC table 15, and a CPU 16. The MPEG encoder 12 includes a VLC unit 121.
[0082]
Next, the operation of the image signal encoding apparatus 10 will be described.
First, an input image signal to be encoded by the MPEG encoder 12 is supplied to the image data converter 11, where an encoding selection signal which is a VLC table switching signal described later supplied from the CPU 16 is used as digital watermark information. Supplied and embedded in the image signal.
[0083]
The encoding selection signal embedded in the image signal is output from the CPU 16, and the encoding selection signal output from the CPU 16 is also supplied to the VLC table 13. In the VLC table selector 13, the VLC table selected by the encoding selection signal among the VLC tables supplied from the standard VLC table 14 and the special VLC table 15 is supplied to the VLC unit 121. 12, compression coding based on the VLC table temporarily stored in the VLC unit 121 is performed.
[0084]
In other words, the MPEG encoder 12 is supplied with an image signal in which an encoding selection signal is embedded with a digital watermark. The image signal is compressed and encoded using the VLC table specified by the embedded encoding selection signal.
[0085]
Thus, for example, when the encoding selection signal supplied from the CPU 16 is “0”, the standard VLC table is selected and encoded, and when it is “1”, the special VLC table is selected and encoded. It is made like. Then, the encoding selection signal is converted by the image data converter 11, and is compressed and encoded by MPEG so as to be embedded in the image signal at the first position for every predetermined interval, for example, using a digital watermark technique. The encoded data is generated.
[0086]
Next, decoding of the generated encoded data will be described.
FIG. 2 shows the configuration of an image signal decoding apparatus (hereinafter also simply referred to as a decoding apparatus) according to the first embodiment equipped with a decoding method for the encoded data, and will be described below with reference to the drawings. .
[0087]
The image signal decoding apparatus 20 shown in FIG. 1 includes an MPEG decoder 22, a VLC table selector 23, a standard VLC table 24, a special VLC table 25, and an image digital watermark detector 26. The MPEG decoder 22 includes a VLC decoder 221.
[0088]
Next, the operation of the image signal decoding apparatus 20 will be described.
First, the encoded data compressed and encoded by the image signal encoding device 10 is supplied to the MPEG decoder 22. Here, the compression-coded signal is decoded using the value of the VLC table temporarily stored in the VLC decoder 221. The image signal obtained by the decoding is input to the image digital watermark detector 26.
[0089]
In the image digital watermark detector 26, an encoding selection signal embedded as digital watermark information is detected by an image data converter described later, and the encoded selection signal obtained by the detection is supplied to the VLC table selector 23. The
[0090]
The VLC table selector 23 selects the VLC table stored in the standard VLC table 24 or the special VLC table 25 based on the supplied encoding selection signal, that is, the encoding selection signal supplied from the CPU 16. This is supplied to the VLC decoder 221. The value of the VLC table is temporarily stored in the VLC decoder 221.
[0091]
Next, the VLC table temporarily stored in the VLC table 221 is used, and the MPEG decoder 22 decodes the supplied encoded data. The decoding is performed using the same VLC table as the VLC table temporarily stored in the VLC unit 121 of the MPEG encoder 12. Therefore, a high-quality image signal is obtained by decoding.
[0092]
As described above, in the image signal encoding device 10 and the image signal decoding device 20 in the first embodiment, the VLC table selected by the encoding selection signal embedded by the image digital watermark technique. Is used to perform compression coding and decoding of the compression-encoded data, so that a high-quality image signal is reproduced.
[0093]
On the other hand, if the image signal decoding device does not have a function of detecting image digital watermark information, or if the image signal decoding device does not have the information of the special VLC table, the standard VLC mounted in a normal MPEG decoder is used. Since the table is used for decoding, the image signal obtained by decoding is reproduced as an image signal including a distortion component based on the difference between the VLC tables.
[0094]
Using the above method, the copyright holder who owns the copyright of the content supplies image signals of different qualities to the special decoder that has the contractual relationship and the general decoder that does not have the contractual relationship. be able to. That is, by installing an image digital watermark detector and a special VLC table in a special decoder, image signals of different qualities are supplied to the general person and the special person.
[0095]
Even if the general public has an image signal decoding device equipped with a special VLC table, the digital watermark information embedded in the encoded data is the special information provided with the information related to the method of embedding the digital watermark information. Only a contractor who is in a special relationship can obtain an image signal without quality degradation.
[0096]
The digital watermark signal in which the predetermined information is embedded is, for example, a technique of embedding some information in an image and keeping it hidden. There are a plurality of methods for embedding the information. The image signal encoding device side and the image signal decoding device side use a predetermined digital watermarking method to mutually The transmission selection signal is transmitted.
[0097]
As an example that has been proposed as a digital watermarking method, for example, NTT is the SCIS'97 (1997 Symposium on Cryptography and Information Security; 1997, Symposium on Cryptography and Information Security) -31G "In digital video using DCT "Copyright information embedding method" has been announced. This method is proposed as an information embedding method based on changes in DCT (discrete cosine transform) coefficients, motion vectors, and quantization characteristics in MPEG (moving picture experts group) coding of information to be embedded. .
[0098]
In addition, SCIS '97 -26B has announced "Watermark Signature Method for Images Using PN Sequences" at National Defense University. This method follows the direct spreading method and spreads image signals using PN (pseudo noise) sequences. Has been proposed as a method for synthesizing signature information.
[0099]
It is possible to transmit the coding selection signal by using any of the proposed watermarking methods, and also by other watermarking methods in which the coding selection signal is embedded and transmitted by encryption processing. Realization is possible.
[0100]
As described above, by transmitting the encoded signal generated by the image signal encoding device based on the encoding selection signal transmitted by the digital watermark method or the like to the image signal decoding device, the image of different quality for each user can be obtained. The configurations and operations of the obtained image signal encoding device and decoding device have been described.
[0101]
An image to be transmitted with the encoding selection signal embedded is, for example, a first image of a GOP (Group of Picture) in a moving image, for example, or a first image at a predetermined interval is encoded using a standard VLC table. The second and subsequent images are encoded using the transmitted VLC table described in the digital watermark method. Furthermore, there is also a method of recording VLC table information described by digital watermark by encoding it using a standard VLC table for a predetermined time, for example, at a place where program software is started.
[0102]
As another method, there is a method of transmitting digital watermark information related to the VLC table by a portion that transmits a DC component of an image block obtained by DCT conversion of an image signal. In normal coding, the DC component is often quantized with a fixed bit length (for example, 8 bits) regardless of the quantization value, and therefore the redundancy of the portion is large. Therefore, for example, when the value of the DC component of the entire screen is set to “even” is set to 0 and “odd” is set to 1, digital watermark data can be transmitted.
[0103]
The encoding selection signal is transmitted using the above method. Then, when the same decoding VLC table as that at the time of encoding is used, an image with no deterioration is reproduced, and when a different VLC table is used, an image with a slight deterioration is reproduced. However, even when a different VLC table is used, an image in which a reproduced image generated thereby is not reproduced.
The configuration of the image signal encoding device and the image signal decoding device according to the first embodiment for transmitting the encoding selection signal by the digital watermark method and the operation of these devices have been described above.
Next, a method for transmitting the coding selection signal in the user data description area that can be defined and transmitted by the user will be described.
[0104]
<Second embodiment>
FIG. 3 shows the configuration of an image signal encoding apparatus according to the second embodiment equipped with the image signal encoding method, which will be described below with reference to the drawings.
The image signal encoding device 10a shown in FIG. 1 includes an MPEG encoder 12a, a VLC table selector 13, a standard VLC table 14, a special VLC table 15, and a CPU 16a. The MPEG encoder 12a includes a VLC unit 121 and user data. A description device 122 is included. In the figure, blocks having the same functions as those of the first embodiment are denoted by the same reference numerals.
[0105]
Next, the operation of the image signal encoding device 10a configured as described above will be described as different from the first embodiment.
That is, the image signal encoding device 10a supplies the encoding selection signal supplied from the CPU 16a to the user data description unit 122 of the MPEG encoder 12a, thereby describing the encoding selection signal in the user data area.
[0106]
The VLC table selector 13 supplies a VLC table based on the encoding selection signal supplied from the CPU 16 a to the VLC unit 121. The input image data is compression-encoded based on the encoding selection signal supplied from the CPU 16a, and the encoding in which the encoding selection signal is described in the user data area of the compression-encoded signal. The data is output from the image signal encoding device 10a as data.
[0107]
Next, description of the coding selection signal in the user data description area will be described. FIG. 4 shows and describes the description format of the sequence header in the encoded data.
[0108]
In the same figure, the description syntax of the sequence header is shown. The sequence header describes a 32-bit sequence header code followed by a 12-bit horizontal image size and a 12-bit vertical image size. Then, user data can be described in the User_data portion after the nextbits () == user_data_start_code with halftone dots.
[0109]
User data can also be described in the GOP layer.
FIG. 5 shows a description format of the encoded data in the GOP layer.
In the figure, the description part of the user data is shown with halftone dots as in FIG. That is, user data similar to the above can be described in the User_data portion after nextbits () == user_data_start_code.
[0110]
Such user data can be similarly described in the picture layer.
FIG. 6 shows a description format of a picture layer in encoded data. Similarly, user data can be described at the locations indicated by halftone dots.
[0111]
In this way, user data can be described in MPEG in the respective areas of the sequence header, GOP layer, and picture layer. Since user_data having other different contents may be described in the user_data description area, when describing an encoding selection signal that is a VLC table switching signal, for example, 32 bits such as “ffee2424” in hexadecimal display It is described following the header signal.
[0112]
That is, a 1-bit signal for selecting a VLC table such as “0” or “1” in binary notation is described following the header signal. Alternatively, the VLC table selection information is described by a byte-aligned 8-bit signal.
[0113]
As such, the encoding selection signal is described in the user data area. Then, the encoding device generates encoded data that has been compression-encoded using the VLC table selected by the encoding selection signal. Next, decoding of the encoded data generated as described above will be described.
[0114]
FIG. 7 shows the configuration of the image signal decoding apparatus according to the second embodiment equipped with the decoding method of the encoded data, and will be described below with reference to the drawings.
The image signal decoding device 20a shown in FIG. 1 includes an MPEG decoder 22a, a VLC table selector 23, a standard VLC table 24, and a special VLC table 25. The MPEG decoder 22a includes a VLC decoder 221 and a user data decoder 222. In the figure, blocks having the same functions as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals. Also in the figures shown after this figure, the same reference numerals denote blocks having the same functions unless otherwise specified.
[0115]
Next, the operation of the image signal decoding apparatus 20a configured as described above will be described. First, the encoded data that has been compression-encoded by the image signal encoding device 10a is supplied to the MPEG decoder 22a. Here, a signal compression-encoded by the MPEG method is decoded using a value of a VLC table temporarily stored in the VLC decoder 221.
[0116]
The user data described by the user data description unit 122 shown in FIG. 3 is decoded by the user data decoder 222 to obtain an encoding selection signal, and the encoding selection signal is used. Thus, the decoding operation of the encoded data is performed.
[0117]
That is, the encoding selection signal obtained by the user data decoder 222 is supplied to the VLC table selector 23. The VLC table selector 23 selects the value of one of the VLC tables stored in the standard VLC table 24 and the special VLC table 25 based on the encoding selection signal supplied from the CPU 16a. The selected VLC table is supplied to the VLC decoder 221 and temporarily stored therein.
[0118]
The VLC table temporarily stored in the VLC table 221 is used, and the MPEG decoder 22a decodes the encoded data supplied. As described above, the image signal obtained by decoding is decoded using the same VLC table as the VLC table temporarily stored in the VLC unit 121 of the MPEG encoder 12a described above, so that quality degradation does not occur. It can be obtained as a decoded image signal.
[0119]
As described above, the image signal encoding device 10a and the image signal decoding device 20a in the second embodiment are based on the encoding selection signal described in the user data description area defined in the MPEG standard, for example. Since the VLC table selected as described above is used for compression encoding and compression encoding, high-quality image signals are encoded and decoded.
[0120]
The configurations of the image signal encoding device and the image signal decoding device according to the second embodiment that describe and transmit the encoding selection signal in the user data description area and the operation of these devices have been described above.
Next, a description will be given of a third embodiment in which the encoding selection signal is transmitted using digital watermark data embedded using, for example, a quantization value defined by the MPEG standard.
[0121]
<Third embodiment>
FIG. 8 shows the configuration of an image signal encoding apparatus according to a third embodiment in which the image signal encoding method is mounted, and will be described with reference to the drawings.
An image signal encoding device 10b shown in FIG. 1 includes an MPEG encoder 12b, a VLC table selector 13, a standard VLC table 14, a special VLC table 15, and a CPU 16b. The MPEG encoder 12b includes a VLC unit 121 and a quantized digital watermark information description unit 123.
[0122]
Next, regarding the operation of the image signal encoding device 10b, the operation performed differently from the first embodiment will be mainly described.
First, the encoding selection signal supplied from the CPU 16b is supplied to the quantized value digital watermark information description device 123 of the MPEG encoder 12b. In this case, information related to the encoding selection signal is described as a quantization value of an input image obtained by DCT conversion as digital watermark information.
[0123]
A VLC table is selected from the VLC table selector 13 based on the encoding selection signal supplied from the CPU 16 b, and the selected VLC table is supplied to the VLC unit 121. Then, the input image data in which the encoding selection signal is described and embedded by the quantized value digital watermark information description unit 123 is subjected to variable length encoding using the VLC table stored in the VLC unit 121. The encoded data thus compression-encoded is output from the image signal encoding device 10b.
[0124]
Next, the operation of a digital watermark described as embedded by the quantized digital watermark information description unit 123 will be described.
FIG. 9 shows an example in which digital watermark information is described in a quantized value obtained by DCT transformation.
[0125]
In the figure, the entire image is shown by a large square. The small squares shown therein indicate macroblocks each having 16 pixels vertically and horizontally. The numbers shown therein are examples of quantized values used when quantizing the macroblock data.
[0126]
Here, for example, when the value of the quantization scale set for one macroblock defined by the MPEG standard is an odd number, the information is “1”, and when the value is an even number, the information is “0”. Embed digital watermark information. That is, data of “0” and “1” can be embedded as data corresponding to the number of macroblocks depending on odd and even numbers of macroblock quantization values.
[0127]
It is defined by the MPEG standard that the quantization value of the macroblock is expressed by a value of 1 to 31 (5 bits). Even when compression encoding is performed using a value different from the value at the time of optimal encoding by intentionally setting a predetermined quantized value that is odd or even, the encoded data It has been experimentally confirmed that a decoded image obtained by decoding can be visually inferior in image quality degradation.
[0128]
In this way, by using the information embedded by the quantized value digital watermark information description unit 123, an encoding selection signal that can be transmitted in one bit is transmitted using only one macroblock transmitted first. You may make it do. Furthermore, the same data may be transmitted by using one macroblock of a specific address or repeatedly using a plurality of macroblocks.
[0129]
As described above, the configuration and operation of the image signal encoding apparatus according to the third embodiment that performs encoding by embedding the encoding selection signal by the quantized value digital watermark information description unit 123 have been described.
Next, decoding of the encoded data generated as described above will be described.
[0130]
FIG. 10 shows a configuration example of an image signal decoding apparatus according to the third embodiment that decodes encoded data encoded by the image signal encoding apparatus according to the third embodiment. explain.
The image signal decoding apparatus 20b shown in FIG. 1 includes an MPEG decoder 22b, a VLC table selector 23, a standard VLC table 24, and a special VLC table 25. The MPEG decoder 22b includes a VLC decoder 221 and a quantized value digital watermark information detector 223.
[0131]
Next, with respect to the operation of the image signal decoding device 20b configured as described above, the operation performed differently from the decoding device 20 of the first embodiment will be mainly described.
First, the encoded data that has been compression-encoded by the image signal encoding apparatus 10b is supplied to the MPEG decoder 22b. Therefore, a signal that has been compression-encoded by the MPEG method is decoded using the value of the VLC table temporarily stored in the VLC decoder 221.
[0132]
Then, a part of the quantized value information obtained by decoding there is inversely quantized and inverse DCT transformed to obtain image data. The other part is supplied to the quantized digital watermark information detector 223. There, an encoding selection signal is obtained by detecting information described by the quantized value digital watermark information description unit 123.
[0133]
The obtained encoding selection signal is supplied to the VLC table selector 23. In the VLC table selector 23, the VLC table stored in the standard VLC table 24 or the special VLC table 25 based on the supplied encoding selection signal, that is, the encoding selection signal output from the CPU 16b. The value of is selected. The selected VLC table value is supplied to the VLC decoder 221, and the VLC table value is temporarily stored in the VLC decoder 221.
[0134]
As described above, the image signal coding apparatus according to the third embodiment for transmitting the coding selection signal by setting the quantization value for each macroblock to an odd number and an even number, and the coded data transmitted by the apparatus. The configuration of the image signal decoding apparatus that decodes the above and the operation of these apparatuses have been described.
[0135]
<Fourth embodiment>
Next, a description will be given of a fourth embodiment in which an encoding selection signal is embedded in a vector value of a motion vector defined by the MPEG standard as an electronic watermark data and transmitted.
[0136]
FIG. 11 shows the configuration of an image signal encoding apparatus according to the fourth embodiment equipped with the image signal encoding method, which will be described below with reference to the drawings.
An image signal encoding device 10c shown in FIG. 1 includes an MPEG encoder 12c, a VLC table selector 13, a standard VLC table 14, a special VLC table 15, and a CPU 16c. The MPEG encoder 12c includes a VLC unit 121 and a motion vector digital watermark information description unit 124.
[0137]
Next, the operation of the image signal encoding device 10c configured in this manner will be mainly described as different from the operation according to the first embodiment.
That is, in the image signal encoding device 10c, the encoding selection signal supplied from the CPU 16c is supplied to the motion vector digital watermark information description unit 124 of the MPEG encoder 12c. Then, information related to the encoding selection signal is described as a motion vector value in motion prediction encoding as digital watermark information.
[0138]
The VLC table selector 13 selects a VLC table based on the encoding selection signal supplied from the CPU 16 c and supplies the VLC table to the VLC unit 121. The motion vector digital watermark information description unit 124 generates a motion vector signal in which an encoding selection signal is described and embedded. Then, the quantized value of the input recorded image data subjected to DCT conversion is subjected to variable length coding by a VLC table stored in the VLC unit 121, and encoded data is generated. The motion vector signal and the encoded data thus generated are output from the image signal encoding device 10c.
[0139]
Next, the operation of a digital watermark described as embedded by the motion vector digital watermark information description unit 124 will be described.
FIG. 12 shows an example in which digital watermark information is described in a motion vector obtained by motion prediction detection.
[0140]
In the figure, the entire image is shown by a large square. The small squares shown therein are macroblocks each having 16 pixels vertically and horizontally, and the numbers shown therein are the motion compensation vector values in the horizontal direction of the macroblock data, which are motion vector values in units of pixels.
[0141]
Here, for example, when the motion vector value set for each macroblock defined by the MPEG standard is an odd number, embedded information of “1” is set, and when it is an even number, “0” is set. , 0 and 1 information are embedded. That is, electronic watermark information is described by embedding data of “0” and “1” as data corresponding to the number of macroblocks according to the odd and even numbers of motion vector values of the macroblock.
[0142]
For example, the MPEG standard stipulates that the motion vector value of the macroblock is expressed with a value of ± 16 (VLC) basically with an accuracy of 0.5 pixels. Even in such a case where a vector value is intentionally set to an odd or even number, that is, even when compression encoding is performed using a different value for a predetermined motion vector value, the vector value is Based on experiments, it has been confirmed that a decoded image obtained by decoding encoded data on the basis of it can be obtained with visually comparable image quality.
[0143]
In this way, by using the information embedded by the motion vector digital watermark information description unit 124, an encoding selection signal that can be transmitted in one bit is transmitted using only one macroblock transmitted first. You may do it. Furthermore, the same data may be transmitted by using one macroblock of a specific address or repeatedly using a plurality of macroblocks.
[0144]
The configuration and operation of the image signal encoding apparatus according to the fourth embodiment that performs encoding by embedding the encoding selection signal using the motion vector digital watermark information description unit have been described above.
Next, decoding of the encoded data generated as described above will be described.
[0145]
FIG. 13 shows a configuration example of an image signal decoding apparatus according to the fourth embodiment that decodes encoded data encoded by the image signal encoding apparatus according to the fourth embodiment. To do.
The image signal decoding device 20c shown in FIG. 1 includes an MPEG decoder 22c, a VLC table selector 23, a standard VLC table 24, and a special VLC table 25. The MPEG decoder 22c includes a VLC decoder 221 and a motion vector digital watermark information detector 224.
[0146]
Next, the operation of the image signal decoding apparatus will be described.
First, encoded data including motion vector information compression-encoded by the image signal encoding apparatus 10c is supplied to the MPEG decoder 22c.
[0147]
Then, the motion vector information is supplied to the motion vector digital watermark information detector 224, and an encoding selection signal embedded in the motion vector is detected. The detected encoding selection signal is supplied to the VLC table selector 23, and the signal compressed and encoded by the MPEG method using the transmitted motion vector information is decoded to obtain an image signal. The obtained output image is output from the image signal decoding device 20c.
[0148]
As described above, as described with reference to the first to fourth embodiments, the encoding selection signal is embedded in the image signal data as digital watermark information, described in a predetermined user data description area, and quantized value electrons. Transmission is possible by a method of embedding as watermark information or a method of embedding as motion vector digital watermark information.
[0149]
Among the above four methods, there are a transmission method using one method, a simultaneous transmission method using a plurality of methods, and the like. Furthermore, for example, a method may be used in which information in which encoded selection signal information is transmitted by user data is described and transmitted, and the value of the encoded selection signal is transmitted by digital watermark information.
[0150]
In this way, the encoding selection signal can be transmitted from the image signal encoding device to the image signal decoding device.
Next, a VLC table that is switched by the encoding selection signal will be described.
[0151]
FIG. 14 shows a standard VLC table defined by the MPEG standard.
In the figure, the relationship between the run length and level for the VLC code is shown. That is, this table is a variable length coding table for encoding and transmitting a data string indicated by a 6-bit number from “−31” to “+31”. In particular, when the data string includes a lot of “0” values, the number of consecutive “0” s is the run length, and the value transmitted following the consecutive “0” is the level. A VLC code is assigned according to the number of consecutive “0” and the value of the level transmitted subsequently.
[0152]
The table to which the VLC code is assigned in this manner is stored in a normal MPEG decoder, and the table is used for decoding a bit stream encoded by a normal MPEG system.
[0153]
By the way, the image signal encoding apparatus shown in the present embodiment is special in that the copyright holder reproduces it as a slightly deteriorated reproduction image with respect to a normal image signal decoding apparatus and is in a contractual relationship. A special VLC table is used for compression encoding so that a high-quality image without deterioration is reproduced for a simple image signal decoding apparatus.
[0154]
Next, the special VLC table will be described.
15 and 16 show examples of special VLC tables used in this embodiment. The VLC tables in these drawings are obtained by dividing one special VLC table into two.
[0155]
That is, this table defines the run length indicating the continuous length of data “0” and the level that is the value of the data arranged after the continuous “0” for the VLC code to be defined. It is. The replacement address is shown in the right column.
[0156]
As replacement addresses, A1 to A38, B1 to B5, and C1 to C2 are described. When the table values shown there are used as they are, encoding using the standard VLC table is performed. Also, a special VLC table can be created by exchanging addresses at locations where the exchange address values are the same.
[0157]
Next, the address exchange operation will be described.
The groups A, B, and C shown in the replacement address column of the table indicate the VLC category, respectively. The categories are grouped based on run length values.
[0158]
In other words, A shows the categorization when the run length is 0, B the run length is 1, and C the run length is 2. Here, only a part of the VLC table is displayed, but the run lengths that are not displayed are also grouped in the same manner.
[0159]
Then, the replacement of the address value designating the VLC code in the special VLC table is performed by replacing the VLC code with the same category, that is, with the same run length value.
[0160]
The reason why the VLC codes having the same run length are replaced is that compression is performed by variable length coding coefficient value data obtained by, for example, zigzag scanning the coefficient values obtained by orthogonal transformation as in MPEG. In the encoding system, it is important as a change to be made while keeping the number and arrangement of data constant.
[0161]
That is, the total run length of DCT coefficients in an MPEG DCT block must not exceed 63 for intra pictures and 64 for inter pictures. Therefore, even if the VLC conforms to the Huffman code system, if the number exceeds 63 or 64 due to rereading, an absurd error will occur during decoding of the encoded signal, and decoding will not be possible. This is because the image is broken.
[0162]
Therefore, it is necessary to replace the VLCs to be replaced with the same category. In the example shown here, “run lengths are the same”, each of A, B, and C shown as the same category. Are replaced by the same symbol. For example, A2 and A3 can be replaced, but A2 and B2 cannot be replaced.
[0163]
As described above, a special VLC table based on the standard VLC table can be created by performing replacement within each group of replacement addresses A1 to A38, B1 to B5, and C1 to C2.
[0164]
When VLC codes with a combination of run lengths and level values that are often generated when encoding a normal image are replaced with ones having greatly different level values, a semi-disclosure image deteriorated by a predetermined degree is decoded. Is obtained. That is, the semi-disclosure image referred to here indicates an image displayed in a degraded manner so that it is reproduced with distortion when the image signal is recorded in analog.
[0165]
For example, when each of A1 and A4 and A2 and A3 is replaced, a moderately deteriorated semi-disclosure image is obtained. The same applies to B1 and B5, B2 and B4, and C1 and C2. Furthermore, such a combination relating to replacement is created as 32 to 64 different replacement rules, and the identification signal is used as the replacement rule so that it can be decoded with the desired semi-disclosure image quality. Is also possible.
[0166]
The method for replacing the VLC code based on the replacement address has been described above. The VLC code events having the same run length are defined by those set in the MPEG standard. Therefore, the special decoder equipped with the special VLC code performs an operation in which compatibility is ensured with the conventional standard decoder.
[0167]
Since the replacement of the VLC code is performed with a code having a different level value for the same run length, the standard decoder in which only the standard VLC table is installed with the encoded data encoded using the special VLC table. When decoding is performed by the above, an image whose resolution is changed due to a decrease or improvement in the high-frequency signal level of the image signal, a decrease or improvement in the low-frequency signal level, or the like is reproduced.
[0168]
Next, such a change in image resolution will be described.
FIG. 17 shows a conventional device using a conventional standard VLC table, a special VLC table, and a standard VLC table for the quality of an image signal obtained by decoding the encoded data compressed and encoded by the encoder. The relationship of the encoding and decoding between the special equipment which carries both of these is shown.
[0169]
In the figure, the quality of the reproduced image by each of the four combinations is shown. A circle indicates that a high quality image is reproduced, and a Δ mark indicates that the image is slightly degraded.
[0170]
In other words, an image signal with reduced image quality is output only when it is encoded with a special device and decoded with a conventional device, and when encoded with a special device and decoded with a special device, a high-quality image is reproduced. It is also shown that compatibility with other conventional encoders is ensured.
[0171]
In this way, it is possible to provide a difference in image quality that is reproduced within a range in which compatibility is ensured. Therefore, according to the intention of the copyright holder of the image signal, a special decoder and a special decoder are used. It is possible to provide image data with different image quality to a decoder of a type. Then, the generation of the encoding selection signal in the image signal encoding device for that purpose, the embedding of the encoding control signal into the encoded data, the acquisition of the encoding selection signal in the image signal decoding device, and the decoding of the encoded data are as follows: These operations are performed by calculation processing of signals by a computer and by control of circuit units by the computer.
[0172]
Next, a method for performing such signal processing by causing a computer to execute the program will be described.
FIG. 18 is a flowchart showing the flow of a computer program executed in connection with image signal encoding.
[0173]
In the figure, in step S11, it is checked whether or not to perform special processing of an image signal so that image data with different image quality is reproduced for a conventional decoder and a special decoder. When special processing is performed, an encoding control signal is generated from the computer in S12.
[0174]
The generated encoding control signal is supplied to the VLC table selector, and in S14, the VLC table selector obtains a special VLC table. Then, the special VLC table acquired in S15 is loaded into the VLC unit of the MPEG encoder, and a transmission coding control signal for transmitting the coding control signal to the image signal decoding device is generated in S16.
[0175]
The transmission coding control signal is embedded in image signal data as digital watermark information, described in a predetermined user data description area, embedded as quantized value digital watermark information, or embedded as motion vector digital watermark information. Is generated by
[0176]
The generated transmission encoding control signal is transmitted together with the encoded image data. Also, the MPEG encoder in which the VLC table for encoding the image data is a special VLC table is subjected to DCT conversion in S17 to obtain quantized number data. Next, the obtained quantization number data is subjected to variable length encoding using a special VLC table and is generated as encoded data.
[0177]
The generation of the transmission encoded signal and the encoding of the image data are repeatedly performed until the supply of the image data related to the encoding is finished.
[0178]
The encoded data obtained by encoding in this way is decoded by the image signal decoding device. Next, a computer program for operating the image signal decoding apparatus will be described.
[0179]
FIG. 19 is a flowchart showing the flow of a computer program executed in connection with image signal decoding.
In the figure, it is checked whether or not the information of the encoding control signal is transmitted to the encoded data supplied in S21. When the encoded control signal is attached and transmitted, it is embedded in the encoded data in S22. The encoded control signal transmitted in this manner is read out as being decoded.
[0180]
The read control signal is supplied to the VLC table selector, and a special VLC table is acquired in S23, and the acquired special VLC table is loaded into the VLC decoder of the MPEG decoder in S24.
[0181]
Then, the MPEG decoder performs variable length decoding based on the loaded VLC table and obtains image data obtained by decoding the supplied encoded data. The obtained image data is supplied as an output signal from the image signal decoding apparatus, and the operations in S25 and S26 are executed until the supply of the supplied encoded signal is completed.
[0182]
As described above in detail, on the encoding side of the image signal, when trying to supply reproduced video with different image quality between the decoding device having the standard VLC table and the decoding device having the special VLC table, A method of embedding information related to the use of the special VLC table as digital watermark information in image signal data, describing it in a predetermined user data description area, embedding as quantized value digital watermark information, or embedding as dynamic vector digital watermark information Can be performed.
[0183]
The configuration and operation of the image signal encoding device and the image signal decoding device according to the first to fourth embodiments have been described above.
Next, an example in which these image signal encoding device and image signal decoding device are applied to a transmission device and a reception device will be described.
[0184]
<Fifth embodiment>
FIG. 20 shows the configuration of an image signal encoding / transmission (transmission) apparatus according to the fifth embodiment, which will be described below with reference to the drawings.
[0185]
Compared with the configuration of the image signal encoding apparatus according to the first embodiment shown in FIG. 1, the image signal encoding / transmission apparatus 10d shown in FIG. The difference is that it is arranged after the output of the encoder 12. The same reference numerals are assigned to blocks having the same function.
[0186]
Next, the operation of the image signal encoding / transmission apparatus 10d configured as described above will be described with respect to differences from the first embodiment.
That is, a coding selection signal that is a VLC table switching signal is embedded as digital watermark information, and a compression coded signal obtained by compression coding by the MPEG encoder 12 is supplied to the transmission path packet encoder 17.
[0187]
There, multiplexing processing is performed to packetize the compressed encoded signal, for example, a bit stream as defined by the MPEG system for each piece of information such as audio and video and supply the packet to the transmission path. The encoded packet data subjected to the multiplexing process is output from the image signal encoding / transmission apparatus 10d to the communication network via the transmission path interface 18. The transmitted multiplexed signal is received by the image signal decoding receiving device.
[0188]
FIG. 21 shows the configuration of an image signal decoding and receiving apparatus according to the fifth embodiment, which will be described below with reference to the drawings.
Compared with the image signal decoding apparatus according to the first embodiment shown in FIG. 2 described above, the image signal decoding / receiving apparatus 20d shown in the figure is a transmission path packet decoder between the input terminal and the MPEG decoder 22. 27 is different in that it is arranged. The same reference numerals are assigned to blocks having the same function.
[0189]
Next, the operation of the image signal decoding / receiving apparatus 20d configured as described above will be described with respect to differences from the first embodiment.
That is, a packetized compressed encoded signal (encoded packet data) received from the communication network via the transmission path interface 28 is supplied to the transmission path packet decoder 27.
[0190]
There, the packetization is performed by the transmission path packet encoder 17 described above, and complementary processing to the packetization transmitted is performed to obtain a compressed encoded signal. The compressed encoded signal is supplied to the MPEG decoder 22 and is decoded in the same manner as described above. Then, the decoded image signal is output as an output image.
[0191]
The configuration and operation of the image signal encoding / transmission device and the image signal decoding / reception device according to the fifth embodiment have been described above. These operations may be executed by being controlled by a computer program.
[0192]
FIG. 22 is a flowchart showing the flow of a computer program executed in connection with image signal encoded transmission according to the fifth embodiment.
In the figure, parts that perform the same operations as those in the flowchart shown in FIG. Next, an operation part different from that described in the fourth embodiment will be described.
[0193]
That is, the next operation for encoding the image data in S17 is a processing operation related to the packetization of the encoded data in S31, and then an operation for checking whether the packetization processing is completed is performed in S32. Is different.
[0194]
The packetization of the encoded data in S31 is, for example, an operation for generating an audio video multiplexed bit stream, which is performed by the transmission path packet encoder 17 in FIG. The generated bit stream is supplied to the communication network and transmitted. In addition, packetization processing unique to the transmission line is also performed in accordance with the transmission conditions defined in the transmission line for transmission through the transmission line as necessary.
[0195]
Then, the generation of the generated transmission encoded signal and the encoding of the image data are performed by repeating the operations of S16, S17, and S31 until the packetization of the image data encoded in S32 is completed.
[0196]
The encoded packet data obtained by encoding and packetizing in this way is sent from the image signal encoding and transmitting apparatus 10d to the communication network. The data is received and decoded by the image signal decoding / receiving device 20d.
Next, operations for receiving and decoding an image signal shown as the fifth embodiment will be described.
[0197]
FIG. 23 is a flowchart showing the operation of the computer program executed in connection with the image signal decoding reception according to the fifth embodiment.
In the figure, parts that perform the same operations as those in the flowchart shown in FIG. Next, different parts of the operation will be described.
[0198]
That is, the next operation after loading to the VLC unit in S24 is the packet decoding operation of the decoded data in S41, and the data obtained by the decoding is passed to the decoding of the encoded data in S25. Is different.
[0199]
That is, the packet decoding of the decoded data in S41 is an operation performed by the transmission path packet decoder 27 in FIG. 21 described above, in which the multiplexed bit stream is transmitted to the bit stream described above. The signal processing operation complementary to the transmission path packet encoder 17 in FIG.
[0200]
As such, the packet decoded signal is transferred to the decoding of the encoded data in S25, and the next processing is performed. Then, in these signal processing, the operations of S41, S25, S26, and S27 are repeatedly executed until it is determined as Yes depending on whether the image decoding of S27 is completed.
The operation executed under the control of the computer program of the image signal encoding / transmission apparatus and the image signal decoding / reception apparatus according to the fifth embodiment has been described above.
[0201]
As described in detail above, the decoding of the image signal encoded using the special VLC table on the side of the encoding transmission apparatus, the decoding reception apparatus having only the standard VLC table, and the standard VLC table and the special VLC table are provided. In addition, by using the decoding reception device that is switched and used, it is possible to realize a decoding reception device that can reproduce with different desired image quality.
[0202]
Then, information relating to the use of the special VLC table is embedded in the image signal data as digital watermark information, described in a predetermined user data description area, embedded as quantized value digital watermark information, or embedded as motion vector digital watermark information, etc. Transmit by the method.
[0203]
The compressed encoded signal transmitted in this way is decoded by detecting the transmitted VLC table control signal from the syntax defined by MPEG, which is a standard for transmitting the encoded signal, and detecting the detected VLC table control signal. The VLC table used for encoding is detected based on the VLC table control signal. Then, by decoding using the detected table, an image signal having a desired degree of degradation is obtained.
[0204]
In addition, the VLC code of the VLC table used by switching is configured by using a code existing in a VLC code system defined by, for example, an international standard and generally used MPEG standard, and uses a special VLC table. Thus, the interchangeability of the signal between the signal encoded using the standard VLC table and the signal encoded using the standard VLC table is maintained within a predetermined range. Thus, it is possible to ensure and configure signal exchange with an apparatus conforming to the MPEG standard that is widely used in a wide market.
[0205]
Furthermore, for the information on the use of the special VLC code, for example, user data defined in MPEG, digital watermark data mixed in an image, digital watermark data mixed using a quantized value, and a motion vector value are used. Since at least one of the digital watermark data embedded by the above method is transmitted using a plurality of data as necessary, a plurality of security levels are set for a desired content to be encoded. The encoding method of the image signal performed by setting can be realized.
[0206]
As described above, the MPEG2 video compression encoding method in which the encoding of the moving image signal is performed using the special VLC table instead of the standard VLC table is described as an example.
Next, compression encoding of an acoustic signal performed using the same standard VLC table and special VLC table and decoding of encoded data supplied after being encoded will be described.
[0207]
First, encoding and decoding of an audio signal in the MPEG-2 AAC (Advanced Audio Coding) system, which is a typical compression encoding system for acoustic signals, will be described.
[0208]
<Sixth embodiment>
FIG. 24 shows the configuration of an audio signal encoding apparatus (hereinafter also simply referred to as an encoding apparatus) according to the sixth embodiment, which will be described below with reference to the drawings.
[0209]
The audio signal encoding device 430 shown in the figure includes an MPEG-2 AAC encoder 431, a Huffman codebook selector 432, a scale factor standard Huffman codebook 433, a scale factor special Huffman codebook 434, and a CPU 435. . The MPEG-2 AAC encoder 431 includes a variable length encoder 436 that performs variable length encoding using a Huffman codebook.
[0210]
The MPEG-2 AAC encoder 431 is configured in the same manner as the conventional one, but the variable length encoder 436 performs variable length encoding using a special VLC table in addition to the standard VLC table used conventionally. The difference is that a control signal for performing is input.
Here, the Huffman code encoding is an encoding method included in the VLC encoding, and the Huffman code book is an encoding table used for that purpose. Therefore, the concept of the Huffman code book is included in the VLC table in a broad sense.
[0211]
Next, the operation of the audio signal encoding device 430 configured as described above will be described.
First, an audio signal to be encoded is input to the MPEG-2 AAC encoder 431 and an external switching signal is input to the CPU 435. The CPU 435 generates an encoding selection signal for switching the Huffman codebook based on the supplied external switching signal.
[0212]
The encoding selection signal is generated as a cipher subjected to some cryptographic processing by using, for example, a pseudo-random number, with the external switching signal supplied by the CPU 435 as an initial value. Then, by decoding the generated external switching signal, an encoding selection signal which is a Huffman codebook switching signal is output.
[0213]
Then, an encoding selection signal that is a Huffman codebook switching signal is supplied from the CPU 435 to the Huffman codebook selector 432. For example, when the encoding selection signal supplied from the CPU 435 is “0”, the scale factor standard Huffman codebook is selected and encoded, and when it is “1”, the scale factor special Huffman codebook is selected. Encoding is set.
[0214]
That is, the Huffman codebook selector 432 selects the Huffman codebook selected by the encoding selection signal from the standard Huffman codebook 433 for scale factor and the special Huffman codebook 434 for scale factor. Is supplied to the variable length encoder 436.
[0215]
In the MPEG-2 AAC encoder 431, the supplied audio signal is subjected to variable length encoding based on the Huffman codebook temporarily stored in the variable length encoder 436.
Next, a scale factor Huffman codebook will be described.
[0216]
FIG. 25 shows an example of obtaining a scale factor in the scale factor band (Sfb).
In the figure, the scale factor in N scale factor bands from 0 to (N−1) is shown on the upper side. The lower side shows index values for these scale factor bands.
[0217]
In other words, the supplied audio signal has a scale factor calculated based on the result of auditory psychoanalysis by FFT and coefficient value data obtained by MDCT (Modified Discrete Cosine Transform) conversion. Then, the difference value of the scale factor is obtained. That is, the (k−1) th Sfb is subtracted from the kth Sfb to obtain a difference value. Next, using the value obtained by adding 60 to the offset value, variable length coding is performed such that a value (hereinafter referred to as an index) corresponding to the scale factor Huffman codebook is read.
[0218]
The Huffman codebook for the scale factor is created using the fact that when the index is 60, the difference value of the scale factor is 0, and the occurrence frequency decreases as the absolute value of the difference value increases. ing.
[0219]
FIG. 26 is a table showing a part of the Huffman codebook for scale factor used in the MPEG-2 AAC encoding system.
The scale factor Huffman code book shown in this table is used as the scale factor standard Huffman code book 433. Also, the scale factor special Huffman code book 434 is created by exchanging the indexes of the scale factor standard Huffman code book 433.
[0220]
FIG. 27 illustrates an index replacement method.
In the figure, the table on the left shows a part of the standard Huffman codebook and how to replace it. And the table on the right is a part of the special Huffman codebook created by switching.
[0221]
That is, the replacement is performed at locations where the codeword length is the same in an index larger than index 60 and an index smaller than that in the table. For example, a special Huffman codebook is obtained by replacing the indexes 56 and 55 and the indexes 64 and 65 each having a codeword length of 6.
[0222]
FIG. 28 shows an example of variable length coding of a scale factor using the above-mentioned Huffman codebook.
In the figure, (1) the scale factors from sfb0 to sfb4 are 10, 15, 19, 14, and 10, respectively. (2) When the overall quantization step is 30, difference values -20, 5, 4, -5, and -4 from adjacent sfb are obtained when variable length coding is performed.
[0223]
Next, (3) the offset value 60 is added, and each sfb is calculated as an index value of 40, 65, 64, 55, 56. Here, since there is no previous sfb for the first sfb0, a difference calculation is performed for the entire quantization step value 30.
[0224]
When a code word is obtained using the standard Huffman code book shown in FIG. 26, ff9, 3b, 39, 3a, and 38 are obtained. However, since the Huffman codebook used here is a special Huffman codebook in which codewords are replaced, codewords ff9, 3a, 38, 3b, and 39 shown in (4) are obtained. Then, a bit stream is generated using the obtained data.
[0225]
Next, the generated and transmitted bit stream is decoded. When the normal decoder has only the standard Huffman codebook of the MPEG-2 AAC encoding system, variable length decoding is performed, and (5) the indices of each sfb are 40, 55, 56, 65, 64. As obtained.
[0226]
Next, (6) the offset value 60 is subtracted from these data, and (7) the scale factor is obtained as 10, 5, 1, 6, 10. This value is different from the original scale factor.
[0227]
As such, different audio signals are reproduced when decoding the encoded bitstream using a different scale factor than the encoding. Therefore, scramble processing for generating a semi-disclosure audio signal can be performed using this method.
[0228]
Next, decoding of the bitstream generated by encoding in this way will be described.
FIG. 29 shows the configuration of an audio signal decoding apparatus (hereinafter also simply referred to as a decoding apparatus) according to the sixth embodiment, which will be described below with reference to the drawings.
[0229]
The audio signal decoding apparatus 440 shown in the figure includes an MPEG-2 AAC decoder 441, a Huffman codebook selector 442, a scale factor standard Huffman codebook 443, a scale factor special Huffman codebook 444, and a CPU 445. . The MPEG-2 AAC decoder 441 includes a variable length decoder 446 that performs variable length decoding using a Huffman codebook.
[0230]
The MPEG-2 AAC decoder 441 is configured in the same manner as in the prior art, but the variable length decoder 446 uses a special Huffman codebook in addition to the conventional standard Huffman codebook and performs variable length decoding. Is different.
[0231]
Next, the operation of the audio signal decoding apparatus 440 configured as described above will be described.
First, an external switching signal output from the audio signal encoding device 430 is supplied to the CPU 445.
[0232]
There, processing equivalent to the CPU 435 in the audio signal encoding device 430 is performed. That is, an encoding selection signal that is a Huffman codebook switching signal is generated, and the signal is supplied to the Huffman codebook selector 442.
[0233]
Next, the bit stream compressed and encoded by the audio signal encoding device 430 is supplied to the MPEG-2 AAC decoder 441. Here, the signal compressed and encoded by the MPEG-2 AAC system is decoded using the value of the Huffman codebook temporarily stored in the variable length decoder 446.
[0234]
The Huffman code book selector 442 stores the scale factor standard Huffman code book 443 or the scale factor special Huffman code book 444 based on the supplied coding selection signal, that is, the coding selection signal supplied from the CPU 445. The value of the Huffman codebook to be executed is selected and supplied to the variable length decoder 446. The value of the Huffman codebook is temporarily stored in the variable length decoder 446.
[0235]
The MPEG-2 AAC decoder 441 uses the Huffman codebook temporarily stored as described above to decode the supplied bit stream. The decoding is performed by using the same Huffman codebook as the Huffman codebook temporarily stored in the variable length encoder 436 of the MPEG-2 AAC encoder 431, so that the decoding is performed with high fidelity. Audio signal can be obtained.
[0236]
However, when the audio signal decoding apparatus does not have the special Huffman codebook for scale factor, the standard Huffman codebook for scale factor installed in the normal MPEG-2 AAC decoder is used to decode the bitstream. Therefore, the decoded audio signal is decoded as an audio signal including a distortion component based on the difference between the Huffman codebooks.
[0237]
The configurations and operations of the audio signal encoding apparatus and the audio signal decoding apparatus according to the sixth embodiment that perform variable length encoding of the scale factor using the standard Huffman codebook and the special Huffman codebook have been described above. .
[0238]
<Seventh embodiment>
Next, the configuration and operation of the audio signal encoding apparatus and audio signal decoding apparatus according to the seventh embodiment in which the standard Huffman codebook and the special Huffman codebook are used for variable-length encoding of a spectrum signal will be described.
FIG. 30 shows the configuration of an audio signal encoding apparatus according to the seventh embodiment, which will be described below with reference to the drawings.
[0239]
The audio signal encoding device 450 shown in the figure includes an MPEG-2 AAC encoder 451, a Huffman codebook selector 452, a spectrum standard Huffman codebook 453, a spectrum special Huffman codebook 454, and a CPU 455. The MPEG-2 AAC encoder 451 includes a variable length encoder 456 that performs variable length encoding using a Huffman codebook.
[0240]
The audio signal encoding apparatus 450 configured as described above uses a standard scale factor Huffman codebook as compared with the audio signal encoding apparatus according to the sixth embodiment shown in FIG. However, it is different in that a standard Huffman codebook for spectrum and a special Huffman codebook for spectrum are used for variable length coding of an audio signal obtained by MDCT.
[0241]
Next, the operation of the audio signal encoding device 450 configured as described above will be described.
First, an audio signal to be encoded is supplied to the MPEG-2 AAC encoder 451, and at the same time, an external switching signal is input to the CPU 455. On the other hand, the external switching signal is supplied to an audio signal decoding device 460 (described later) that performs a decoding operation complementarily to the audio signal encoding device 450.
[0242]
An external switching signal is supplied to the CPU 455, and an encoding selection signal which is a Huffman codebook switching signal is generated based on the signal. For example, when the CPU 455 generates a pseudo-random number with the external switching signal as an initial value, or when the external switching signal is supplied as a cipher subjected to some cryptographic processing, the Huffman codebook switching is performed by decrypting the external switching signal. An encoding selection signal that is a signal is obtained.
[0243]
In this manner, the CPU 455 supplies an encoding selection signal that is a Huffman codebook switching signal to the Huffman codebook selector 452. For example, when the encoding selection signal supplied from the CPU 455 is “0”, the standard Huffman codebook for spectrum is selected and encoded, and when it is “1”, the special Huffman codebook for spectrum is selected and encoded. Set to do.
[0244]
Next, the Huffman codebook selector 452 selects the Huffman codebook selected by the encoding selection signal from the standard Huffman codebook 453 for spectrum and the Huffman codebook supplied from the special Huffman codebook 454 for spectrum. The variable length encoder 456 is supplied.
[0245]
The MPEG-2 AAC encoder 451 performs variable-length coding on the spectrum signal of the MDCT audio input signal based on the Huffman codebook temporarily stored in the variable-length encoder 456.
Here, the Huffman codebook for the spectrum will be described.
[0246]
When variable length coding is performed on the quantized value of the spectrum, a code corresponding to the Huffman codebook for the spectrum from the index based on the quantized value of the spectrum calculated in units of two or four in sfb. Read a word. There are eleven types of spectrum Huffman codebooks, and combinations are selected from among them, which are generated by encoding and minimize the code amount of the entire code.
[0247]
FIG. 31 shows a part of the spectrum standard Huffman codebook in a table.
The spectrum standard Huffman codebook shown in the figure is a part of the codebook used in the MPEG-2 AAC coding system, and here, the codebook is used as the spectrum standard Huffman codebook 453. The special Huffman code book 454 is obtained by replacing the indexes of the spectrum standard Huffman code book 453.
[0248]
FIG. 32 shows an example of creating a special Huffman code book by replacing the code words of the standard Huffman code book.
The spectrum Huffman codebook shown here is part of the second one defined in the AAC standard.
[0249]
There are a plurality of codebooks having the same codeword length across the index 40. Therefore, for example, the index 36 to 39 and the index 44 to 41 are exchanged to create a new Huffman codebook, which is used as the special Huffman codebook.
[0250]
FIG. 33 shows an example of variable-length coding of spectral quantization values using the above Huffman codebook.
Each of the four quantized values in the figure is 0, 0, −1, 1. Next, conversion to an index in that case will be described.
[0251]
That is, when using the Huffman codebook No. 2, the following equation (1) is used as a conversion equation to the index (IDX) for the four spectra Q0 to Q3.
IDX = 27 × Q0 + 9 × Q1 + 3 × Q2 + Q3 + 40 (1)
The above 0, 0, -1, 1 is substituted for each of Q0 to Q3.
[0252]
The index value of the spectrum shown as (a) in the figure is
IDX = 27 × 0 + 9 × 0 + 3 × (−1) + 1 + 40 = 38
Thus, the code word corresponding to the Huffman code book No. 2 that has been replaced based on the value is read out.
[0253]
That is, the value in the special Huffman codebook with an index value of 38 is 1d, and that value is read out. Then, a bit stream obtained by encoding the audio signal based on the read value is generated and output from the audio signal encoding device 450.
[0254]
Next, the bit stream is input to an audio signal decoding device and decoded.
FIG. 34 shows the configuration of an audio signal decoding apparatus according to the seventh embodiment, which will be described below with reference to the drawings.
[0255]
The audio signal decoding apparatus 460 shown in the figure includes an MPEG-2 AAC decoder 461, a Huffman codebook selector 462, a spectrum standard Huffman codebook 463, a spectrum special Huffman codebook 464, and a CPU 465. The MPEG-2 AAC decoder 461 includes a variable length decoder 466 for performing variable length decoding using a Huffman codebook.
[0256]
The audio signal decoding apparatus 460 configured as described above uses a standard scale factor Huffman codebook as compared with the audio signal decoding apparatus according to the sixth embodiment shown in FIG. However, it differs in that a standard Huffman codebook and a special Huffman codebook are used for variable-length decoding for spectrum.
[0257]
Next, the operation of the audio signal decoding device 460 configured as described above will be described.
First, the bit stream compressed and encoded by the audio signal encoding device 450 is supplied to the MPEG-2 AAC decoder 461.
[0258]
Then, the external switching signal transmitted from the audio signal encoding device 450 is supplied to the CPU 465. The CPU 465 processes the supplied signal in the same manner as the CPU 455 in the audio signal encoding device 450. Next, an encoding selection signal which is a Huffman codebook switching signal is generated, and the signal is supplied to the Huffman codebook selector 462.
[0259]
In the Huffman code book selector 462, one of the spectrum standard Huffman code book 463 and the spectrum special Huffman code book 464 is selected based on the supplied coding selection signal, that is, the coding selection signal supplied from the CPU 465. The value of the Huffman codebook stored on one side is selected and supplied to the variable length decoder 466. The value of the Huffman codebook is temporarily stored in the variable length decoder 466.
[0260]
The MPEG-2 AAC decoder 461 decodes the supplied bit stream using the Huffman codebook temporarily stored in the variable length decoder 466 as described above.
[0261]
The decoding performed in such a manner is performed using the same Huffman codebook as the Huffman codebook temporarily stored in the variable length encoder 456 of the MPEG-2 AAC encoder 451, so that high-quality decoding is performed. An audio signal can be obtained.
[0262]
However, if the audio signal decoding apparatus does not have the spectrum special Huffman codebook information, the standard Huffman codebook installed in the normal MPEG-2 AAC decoder is used to decode the bitstream. Therefore, the decoded audio signal is decoded as an audio signal including a distortion component corresponding to the difference between the Huffman codebooks.
[0263]
For example, the index value for each of the above four quantized values 0, 0, -1, 1 was calculated as 38. When it is variable length encoded using a special Huffman codebook and variable length decoded using a standard Huffman codebook, an index value 42 is obtained.
[0264]
Decoding is shown in FIG. 33 (b). Here, the index value 42 is calculated as Q0 = 0, Q1 = 0, Q2 = 1, and Q3 = -1. That is, since the four quantized values are obtained as 0, 0, 1, and -1, respectively, values different from the quantization of the original spectrum are obtained.
[0265]
If the quantized value thus obtained is inversely quantized and an IMDCT (Inverse Modified Discrete Cosine Transform) is performed to decode the audio signal, the original signal cannot be reproduced. That is, the audio signal reproduced in this way is reproduced as a signal subjected to pseudo audio scramble.
[0266]
The configuration of the audio signal encoding device and the audio signal decoding device according to the seventh embodiment for performing variable-length encoding of the spectrum of the audio signal obtained by MDCT using the standard Huffman codebook and the special Huffman codebook. The operation was described.
[0267]
In this embodiment, the case where the spectrum Huffman codebook No. 2 is used has been described as an example. Furthermore, since there are 11 types of Huffman codebooks for spectrum, special Huffman codebooks are created for each, and variable-length coding is performed, or special Huffman codebooks only for some of the Huffman codebooks. There are cases where encoding is performed using a code book, and any of them may be used.
[0268]
Also, from 1 to 10 of the Huffman codebook, 1 and 2, 3 and 4, 5 and 6, 7 and 8, and 9 and 10 are created as a pair, and the same among these pairs Has a number of codewords. Therefore, by using the same conversion formula to the same index, the pair of each other is used as a standard and special Huffman codebook so that the special Huffman codebook of the first Huffman codebook is second. In this way, encoding can be performed, and such a method may also be realized.
[0269]
The configuration of the apparatus for switching and encoding the standard and special Huffman codebooks by the external switching signal and the operation thereof have been described above. In addition, it is also necessary to scramble the audio signal to the external switching signal transmitted from the audio signal encoding apparatus of the present embodiment to the audio signal decoding apparatus so that the user cannot freely operate it. . That is, in order to reliably execute the scramble, it is necessary to encrypt the external switching signal generated by the audio signal encoding device.
[0270]
The encrypted signal generated by the audio signal encoding device is decrypted and obtained by the CPU in the audio signal decoding device, and the variable length decryption is performed using the obtained external switching signal. To do.
[0271]
Further, an external switching signal is embedded as digital watermark information in the MPEG-2 AAC bit stream in the audio signal encoding device, and the digital watermark information is extracted from the MPEG-2 AAC bit stream supplied to the audio signal decoding device, There is also a method of generating a Huffman codebook switching signal based on the information.
[0272]
Further, as a method of not transmitting the external switching signal separately from the bit stream, the digital watermarking method used in the image signal encoding / decoding device described above is used, for example, the scale factor or the spectrum value is rounded to an even value. A method of embedding watermark data by rounding it to a numerical value or the like and transmitting it may be used.
[0273]
The method uses, for example, a digital watermark technique to embed an encoding selection signal as a signal following an external switching signal in an audio signal at the first position for each predetermined interval, and compress the encoded signal by an MPEG2 AAC encoder. This is a method for generating a standardized MPEG-2 AAC bitstream.
[0274]
Then, the decoding of the signal encoded by the method is performed by detecting a coding selection signal embedded as digital watermark information and selecting an appropriate Huffman codebook from the detected coding selection signal. A switching signal may be obtained.
[0275]
In the foregoing, the method of transmitting as an encoded selection signal encrypted by using the digital watermark technique has been described. As a method that does not rely on digital watermarking, for example, there is a method in which data based on an external switching signal is described in data_stream_element defined by the MPEG-2 AAC encoding method and transmitted.
[0276]
This is a method of decoding data_stream_element on the audio signal decoding apparatus side to obtain decoded information, and generating a Huffman codebook switching signal based on the obtained information.
[0277]
Further, in the case of this method, the data related to the external switching signal described in the data_stream_element only needs to be consistent on the encoding side and the decoding side, and an appropriate encryption is required on the encoding side and the decoding side. The transmission and reception may be performed by setting the encryption method.
[0278]
As described above, for each of the image signal and the audio signal, when the coefficient value signal obtained by performing the orthogonal transform is variable length encoded and transmitted, by using the standard variable length table and the special variable length table, a little A variable-length data encoding method and a decoding method thereof that enable reproduction as an image signal with distortion and an audio signal have been described. The distortion can be individually set by using a standard or special variable length table for either or both of the image signal and the audio signal.
[0279]
Next, using such a variable-length data encoding method and its decoding method, an image is encoded for a preferred embodiment of a business model that can be used in broadcasting, communication, or information recording media. Is mainly described.
[0280]
<Eighth embodiment>
FIG. 35 shows a variable length encoded data transmitting apparatus (hereinafter simply referred to as a transmitting apparatus) according to the eighth embodiment, which is equipped with a variable length data encoding method for semi-disclosure used for broadcasting or communication. ) And will be described with reference to the drawings.
[0281]
The variable-length encoded data transmission apparatus 510 shown in FIG. 1 includes an image data converter 511, an encryption unit 512, an encryption method setting unit 513, an encryption key setting unit 514, a CPU 515, an MPEG encoder 516, and a VLC table selection unit 517. , A standard VLC table 518, a special VLC table 519, a transmission path packet encoder 521, and an encryption information transmitter 522. The MPEG encoder 516 includes a VLC unit 531.
[0282]
Next, the operation of the variable length encoded data transmission apparatus 510 configured as described above will be described.
First, an input image signal is supplied to an image data converter 511, where an identification signal is embedded as digital watermark information in the image signal by the method described above.
[0283]
The image signal in which the digital watermark information is embedded is supplied to the MPEG encoder 516, where a VLC table temporarily stored in the VLC unit 531 is used to generate a compressed encoded signal by performing variable length encoding. Is done.
[0284]
Next, the compressed and encoded signal is multiplexed with an audio signal (not shown) and other auxiliary signals in accordance with the MPEG system standard by the transmission path packet encoder 521. The packetized signal is output from the variable length encoded data transmission apparatus 510 as a transmission signal.
[0285]
At this time, the CPU 515 uses the identification signal for identifying whether the VLC table selector 517 selects the standard VLC table or the special VLC table based on the encoding selection signal supplied to the VLC table selector 517. Then, an encryption method related to the identification signal and encryption information related to an encryption key for decrypting the encryption are generated.
[0286]
The VLC table selector 517 selects either the standard VLC table or the special VLC table based on the encoding selection signal supplied from the CPU 515, and the selected VLC table is the VLC table of the MPEG encoder 516. 531.
[0287]
Also, in the encryption device 512, the identification information relating to the VLC table selected by the VLC table selection device 517 supplied via the CPU 515, the encryption method and the encryption set by the encryption method setting device 513 Information related to the encryption key set by the key setter 514 is encrypted, and the encrypted information is supplied to the image data converter 511.
[0288]
Further, the CPU 515 encrypts information indicating that encryption has been performed as encryption information, information related to the encryption method set by the encryption method setting device, and information related to the encryption key set by the encryption key setting device. Is supplied to the encrypted information transmitter 522 and output as an encrypted information signal therefrom.
[0289]
As such, the MPEG encoder 516 is supplied with the encrypted identification signal as an image signal embedded with a digital watermark. The image signal is compressed and encoded using the VLC table specified by the encoding selection signal corresponding to the embedded identification signal.
[0290]
For example, when the encoding selection signal supplied from the CPU 515 to the VLC table selector 517 is “0”, a standard VLC table is selected and obtained from the VLC table selector 517, and the standard VLC table is obtained by the VLC table of the MPEG encoder 516. Is supplied to the device 531 and temporarily stored therein.
[0291]
At this time, the CPU 515 supplies a 64-bit bit string “0101... 0101” indicating that the standard VLC table has been selected to the encryptor 512 as identification information. In the encryptor 512, the DES (Data Encryption Standard) encryption set by the encryption method setting unit 513 and the DES encryption encryption key 64 set by the encryption key setting unit 514 are provided. Bits (8 of which are parity bits) are used to encrypt the identification information.
[0292]
Next, the encrypted identification information is embedded as digital watermark information in the input image signal and supplied to the MPEG encoder 516. There, the supplied signal is compressed and encoded using a standard VLC table temporarily stored in the VLC unit 531.
[0293]
When the encoding selection signal is “1”, a special VLC table is obtained from the VLC table selector 517, and the table is supplied to the VLC unit 531 of the MPEG encoder 516 and temporarily stored therein. At this time, the CPU 515 supplies a 64-bit bit string “1010... 1010” indicating that the special VLC table has been selected to the encryptor 512 as identification information.
[0294]
The encryption unit 512 uses the DES encryption set by the encryption method setting unit 513 and the 64-bit DES encryption key set by the encryption key setting unit 514 to encrypt the identification information. The The identification information obtained by encryption is embedded as digital watermark information in the input image, and is encoded using a special VLC table temporarily stored in the VLC unit 531.
[0295]
At this time, the encryption information is “0” when the identification information is not encrypted, and is “1” when the identification information is encrypted. When the encryption method can be selected from, for example, four methods, the DES cipher is set to “00”, and the other three ciphers are set to “01”, “10”, and “11”, respectively. Further, encryption keys each having 64 bits such as Key A, Key B, Key C, and Key D, which are preset keys, are determined and used.
[0296]
It is assumed that Key A is “00”, Key B is “01”, Key C is “10”, and Key D is “11”. Accordingly, the encrypted information when the identification information is encrypted using DES encryption and Key C is represented by a 5-bit bit string of “1 00 10”.
[0297]
The configuration and operation of the variable-length encoded data transmission device according to the eighth embodiment have been described above.
Here, the encryption information may be encrypted and transmitted by including information on the encryption mode, information on the key length of the encryption key, and the like.
[0298]
Next, a variable-length encoded data receiving apparatus (hereinafter, simply referred to as a receiving apparatus) that receives and decodes the encoded data generated and transmitted in this way will be described.
FIG. 36 shows the configuration of a variable length encoded data receiving apparatus according to the eighth embodiment, which will be described with reference to FIG.
[0299]
The variable-length encoded data receiving apparatus 550 shown in the figure includes a transmission path packet decoder 551, an encryption information receiver 552, an MPEG decoder 561, a VLC table selector 562, a standard VLC table 563, a special VLC table 564, and a CPU 565. , A digital watermark detector 566, a decryptor 567, a decryption method selector 568, and a decryption key selector 569. The MPEG decoder 561 includes a VLC decoder 571.
[0300]
Next, the operation of the variable length encoded data receiving apparatus 550 configured as described above will be described.
First, the encoded packet data that has been multiplexed is packet-decoded by the transmission-line packet decoder 551 in a complementary manner to the transmission-line packetization encoder 521, and a compressed code obtained by decoding the packet-coded data. The converted image data is supplied to the MPEG decoder 561.
[0301]
In this case, the value of the VLC table temporarily stored in the VLC decoder 571 is used for the signal compressed and encoded by the MPEG method, and is decoded by a method complementary to that performed by the MPEG encoder 516. The image signal obtained by decoding is supplied to the digital watermark detector 566.
[0302]
In the digital watermark detector 566, an identification signal that is embedded as digital watermark information by the image data converter 511 in FIG. 35 described above and is encrypted is detected by the digital watermark detector 566 and supplied to the decoder 567. .
[0303]
If the CPU 565 determines that the detected digital watermark information is encrypted based on the encryption information received by the encryption information receiver 552, the information related to the encryption method is the decryption method selector 568. In addition, information on the encryption key is supplied to the decryption key selector 569, respectively.
[0304]
The decryption method selector 568 selects a decryption method based on information related to the encryption method, and the decryption key selector 569 selects an encryption key based on information related to the encryption key. Using the selected decryption method and decryption key information, the decryption device 567 decrypts the encrypted identification information, and the decrypted signal is supplied to the CPU 565. In the CPU 565, an encoding selection signal corresponding to the decoded identification information is generated, and the signal is supplied to the VLC table selector 562.
[0305]
In the VLC table selector 562, either the standard VLC table or the special VLC table is selected based on the supplied encoding selection signal and supplied to the VLC decoder 571. The VLC table is the VLC table. Temporarily stored in the decoder 571.
[0306]
For example, when the encrypted information is obtained as a 5-bit bit string “1 00 10”, the variable-length encoded data receiving device 550 first uses the digital watermark detector 566 to generate a 64-bit bit string “b”. 63 b 62 b 61 ... b 1 b 0 ”Is detected, and the signal of the detected bit string is supplied to the decoder 567.
[0307]
Next, the CPU 565 determines that the identification information is encrypted based on the most significant bit “1” of the 5-bit encrypted information “1 00 10” received by the encrypted information receiver 552. Then, from the lower 4 bits “00 10” of the encryption information, the DES encryption is selected by the decryption method selector, and Key C is selected by the decryption key selector 569 and supplied to the decryptor 567.
[0308]
The decryptor 567 uses the key Key C in the DES encryption to generate a 64-bit bit string “b”. 63 b 62 b 61 ... b 1 b 0 "Is decoded, and data of" 0101 ... 0101 "or" 1010 ... 1010 "is obtained.
[0309]
The CPU 565 generates “0” for the decoding result “0101... 0101” and “1” for “1010... 1010” as the encoding selection signal. This is supplied to the VLC table selector 562. The VLC table selector supplies the standard VLC table to the VLC decoder 571 when the encoding selection signal is “0” and the special VLC table when the encoding selection signal is “1”.
[0310]
In this way, the VLC table temporarily stored in the VLC decoder 571 is used, and the MPEG decoder 561 decodes the supplied encoded data. The decoding is performed using the same VLC table as the VLC table temporarily stored in the VLC unit 531 of the MPEG encoder 516 in FIG. 35 described above, so that an image signal without deterioration is decoded. .
[0311]
As described above, the variable length encoded data transmitting apparatus 510 and the variable length encoded data receiving apparatus 550 in the eighth embodiment transmit the encrypted identification signal embedded in the image data as a digital watermark, and the transmitted A method for receiving signals is described.
[0312]
Heretofore, the method for embedding the encrypted identification signal in the image signal has been described. The embedding of the identification signal is not limited to the image signal, and a method of embedding it as digital watermark data in the audio signal using the above-described method may be used. Furthermore, there is a method in which image data and audio data are embedded as independent identification data and transmitted.
[0313]
Next, a variable-length encoded data receiving apparatus in the case where the signal transmitted by the variable-length encoded data transmitting apparatus 510 according to the eighth embodiment is received after being charged is described.
[0314]
<Ninth embodiment>
FIG. 37 shows the configuration of a variable length encoded data receiving apparatus according to the ninth embodiment, which will be described with reference to FIG.
The variable-length encoded data receiving device 550a shown in the figure is different from the variable-length encoded data receiving device 550 described above in that a large number of IC card reader / writers 572 are arranged.
[0315]
Parts having the same functions as those shown in FIG. 36 are given the same reference numerals. The IC card reader / writer 572 is connected to the CPU 565, and an IC card 601 is inserted there.
[0316]
Next, operations performed in the variable length encoded data receiving apparatus 550a configured as described above, which are different from the above-described variable length encoded data receiving apparatus 550, will be described. First, an encrypted identification signal embedded as digital watermark information by the image data converter 511 of the variable length encoded data transmission apparatus 510 is detected by the digital watermark detector 566 and supplied to the decoder 567.
[0317]
When the CPU 565 determines that the detected watermark information is encrypted based on the encrypted information received by the encrypted information receiver 552, the information related to the encryption method is selected as the decryption method. Information on the encryption key is supplied to the decryption key selector 569 to the device 568, respectively.
[0318]
At this time, the CPU 565 determines whether or not to perform decryption based on the amount information recorded on the IC card via the IC card reader / writer 572 and the charging information at the time of reproduction. Based on the result, an encoding selection signal corresponding to the identification information obtained from the decoder 567 is supplied to the VLC table selector 562, or an encoding selection signal not corresponding to the identification information is supplied to the VLC table selector 562. To be supplied.
[0319]
For example, it is assumed that the IC card is prepaid and has amount information of 6000 yen recorded in advance. When the transmitted information is decrypted, for example, at a rate of 1 yen per minute, every time the decryptor 567 decrypts the encrypted information by the CPU 565 for 1 minute, The amount information is reduced by 1 yen.
[0320]
When the amount information of the IC card 601 becomes 0 yen, the CPU 565 displays “0” when the encoding selection signal corresponding to the identification information obtained by decryption by the decryptor 567 is “0”. When “1” is “1”, “0” is supplied to the VLC table selector 562.
[0321]
The VLC table selector 562 selects a standard VLC table or a special VLC table based on the supplied encoding selection signal, and supplies the selected table to the VLC decoder 571. In this way, when the amount information in the IC card becomes 0 yen, a VLC table different from that at the time of encoding is thereafter supplied to the VLC decoder 571, and high quality images are not reproduced.
[0322]
Further, as information recorded on the IC card 601, information for identifying the user is recorded in addition to the amount information, and the CPU 565 outputs a correct encoding selection signal only for a specific user to the VLC table. It is made to supply to a selector.
[0323]
Further, by recording information on various reproduction conditions preferred by the user on the IC card 601, the CPU 565 can send a correct encoding selection signal to the VLC table selector only when the reproduction conditions from the IC card 601 are satisfied. It may be supplied.
[0324]
Alternatively, the IC card 601 can be used by recording information (seed) that is a base of a decryption key necessary for decrypting the encrypted identification information on the IC card 601 and information on the encryption algorithm. Only when the identification information is correctly decoded, the CPU 565 may supply the correct encoding selection signal.
[0325]
Furthermore, in addition to the IC card 601, a variable-length encoded data receiving device via the Internet using a modem or by a user's own operation input using an operation remote control button of the variable-length encoded data receiving device 550a. The amount information, the user information, or the reproduction condition information may be acquired from outside the 550a, and a correct encoding selection signal may be supplied to the VLC table selector 562 based on those conditions.
[0326]
As described above, according to the variable length encoded data receiving device 550a of the ninth embodiment, only when the predetermined condition is satisfied, the same VLC table as that at the time of encoding is supplied to the VLC decoder 571 in the MPEG decoder 561. It has been described that a high-quality image signal can be obtained from the receiving device in order to decode the encoded image data.
[0327]
If the receiving device does not have a function for detecting image digital watermark information, does not have a function for decoding watermark information, or does not have a special VLC table, a standard VLC table is used. Thus, the encoded data is decoded. Therefore, the decoded image signal at that time is decoded as an image signal including a distortion component based on the difference between the respective VLC tables.
[0328]
Even if it has a function to read digital watermark information, decode it by an appropriate method, and decode code data using a predetermined VLC table, it satisfies the set conditions such as billing. If not, the decoded image signal includes a distortion component based on the difference in the VLC table, for example, by supplying a VLC table different from that at the time of encoding.
[0329]
In this way, the copyright holder who owns the copyright of the content has a special receiving device that has a contract relationship with the content held, a general receiving device that does not have a contract relationship with a receiving device that satisfies a specific condition, or a specific condition When receiving image signals of different qualities to receiving devices that do not satisfy the above, the special receiving device is equipped with an image digital watermark detector, an identification information decoder, and a special VLC table for decoding. By having a control device that can supply a suitable VLC table to the decoder, it is possible to supply image signals of different quality to the general public and special persons.
[0330]
The configuration and operation of the variable length encoded data receiving apparatus according to the ninth embodiment have been described above.
<Tenth embodiment>
Next, a variable length encoded data transmitting apparatus and a variable length encoded data receiving apparatus according to the tenth embodiment will be described.
[0331]
FIG. 38 shows the configuration of a variable length encoded data transmitting apparatus according to the tenth embodiment, which will be described with reference to FIG.
The variable-length encoded data transmission device 510b shown in the figure is different from the above-described variable-length encoded data transmission device 510 according to the eighth embodiment shown in FIG. 35 in that a VLC table selector 517, a standard VLC table 518, The VLC table generator 523 is provided instead of the special VLC table 519.
[0332]
Components having the same function are denoted by the same reference numerals.
Next, the operation of the variable length encoded data transmission apparatus 510b configured as described above will be described.
[0333]
First, the input image signal is supplied to the image data converter 511, and the encrypted identification signal is embedded as digital watermark information and supplied to the MPEG encoder 516. Then, compression encoding based on the VLC table temporarily stored in the VLC unit 531 is performed, and the transmission path packet encoder 521 performs packetization specific to the transmission path and outputs the packet.
[0334]
The VLC table generator 523 generates a VLC table supplied to the VLC unit 531 of the MPEG encoder 516. The generated VLC table is encrypted by the encryption unit 512 using the encryption method set by the encryption method setting unit 514 and the encryption key set by the encryption key setting unit 513. The encrypted code table is supplied to the image data converter 511.
[0335]
Further, the CPU 515 receives information indicating that encryption has been performed as encryption information, information regarding the encryption method set by the encryption method setting unit 513, and information regarding the encryption key set by the encryption key setting unit 514. Information is supplied to the encrypted information transmitter 522. From there, it is output as an encrypted information signal.
[0336]
At this time, for example, as encryption information, “0” is set when the VLC table is not encrypted, and “1” is set when the VLC table is encrypted. If four encryption methods can be selected, the DES cipher is “00”, the other three ciphers are “01”, “10”, and “11”, respectively. Keys A, B, C, and D are set in advance.
[0337]
When Key A is “00”, Key B is “01”, Key C is “10”, and Key D is “11”, the VLC table information is encrypted using DES encryption and Key C. In this case, the encryption information is expressed by a 5-bit bit string of “1 00 10”.
[0338]
In this manner, the MPEG encoder 516 is supplied with the information related to the encrypted VLC table as an image signal embedded by the digital watermark method. The image signal is compressed and encoded using an embedded VLC table.
[0339]
Next, a variable-length encoded data receiving apparatus that receives and decodes encoded data generated and transmitted as described above will be described.
FIG. 39 shows the configuration of a variable length encoded data receiving apparatus 550b in the tenth embodiment, which will be described with reference to the drawing.
[0340]
The variable-length encoded data receiving device 550b shown in the figure is different from the variable-length encoded data receiving device 550 according to the eighth embodiment shown in FIG. 36 described above in comparison with the VLC table selector 562, the standard VLC table 563, And the special VLC table 564 is not arranged.
[0341]
Further, a VLC generation decoder 571a is arranged instead of the VLC decoder 571. In addition, the same code | symbol is attached | subjected about the same functional block.
Next, regarding the operation of the variable length encoded data receiving device 550b, the operation different from that of the eighth embodiment will be mainly described.
[0342]
First, digital watermark information detected by the digital watermark detector 566 is supplied to a decoder 567. If the CPU 565 determines that the detected digital watermark information is encrypted based on the encryption information received by the encryption information receiver 552, the information regarding the encryption method is the decryption method selector. In 568, information on the encryption key is supplied to the decryption key selector 569, respectively.
[0343]
The decryption method selector 568 selects a predetermined decryption method from the information regarding the encryption method, and the decryption key selector 569 selects a predetermined encryption key based on the information regarding the encryption key. The selected decryption method and decryption key information are supplied to the VLC generation / decryption device 571a via the CPU 565.
[0344]
Then, the VLC generation decoder 571a generates the same VLC table as that generated by the VLC table generator 523 based on the supplied information. The MPEG decoder 561 uses the VLC table generated by the VLC generator / decoder 571a to decode the encoded data.
[0345]
As described above, in the variable length encoded data transmitting apparatus 510b and the variable length encoded data receiving apparatus 550b according to the tenth embodiment, the information related to the encrypted VLC table is embedded in the image data as a digital watermark. Thus, transmission and reception are performed.
[0346]
Next, another variable length encoded data receiving apparatus that receives a signal transmitted by the variable length encoded data transmitting apparatus 510b according to the tenth embodiment will be described.
<Eleventh embodiment>
FIG. 40 shows the configuration of the variable length encoded data receiving apparatus according to the eleventh embodiment, and the operation thereof will be described with reference to the drawing.
[0347]
The variable length encoded data receiving device 550c shown in the figure is not provided with the VLC table selector 562 and the special VLC table 564, compared to the variable length encoded data receiving device 550 shown in FIG.
[0348]
In place of the VLC decoder 571, a VLC generation decoder 571a is arranged. Also, an IC card reader / writer 572 is arranged, and the IC card 601 is inserted therein. And the part which has the same function as above-mentioned FIG. 36 is attached | subjected the same code | symbol.
[0349]
Next, operations of the variable length encoded data receiving apparatus 550c configured as described above will be mainly described in operations different from those of the eighth embodiment.
First, the digital watermark detector 566 detects the embedded digital watermark information and supplies it to the decoder 567. In the CPU 565, when the detected digital watermark information is encrypted, the information regarding the encryption method is supplied to the decryption method selector 568, and the information regarding the encryption key is supplied to the decryption key selector 569, respectively. Is done.
[0350]
At that time, the CPU 565 obtains the information on the amount of money of the IC card and the information regarding the reproduction conditions via the IC card reader / writer 572, determines whether or not to perform decryption based on the obtained information, and performs decryption. Sometimes the VLC table obtained by decrypting the cipher is supplied to the VLC decoder 571.
[0351]
The reproduction operation including the IC prepaid card at that time is performed in the same manner as in the ninth embodiment. Since the standard VLC table 563 is connected to the CPU 565, the table stored in the standard VLC table 563 is supplied to the VLC generator / decoder 571a during normal playback, and the compressed and encoded image data is decoded. Done.
[0352]
When decoding using the special VLC table is permitted, the VLC generation decoder 571a creates a special VLC table based on the input VLC table information, thereby decoding an image without quality degradation. Is made.
[0353]
The configuration and operation of the variable-length encoded data transmitting apparatus and variable-length encoded data receiving apparatus in the eleventh embodiment have been described above.
Next, the configuration and operation of a variable length encoded data reproducing apparatus for recording a signal generated by the variable length encoded data recording apparatus on a recording medium and reproducing it will be described.
[0354]
<Twelfth embodiment>
FIG. 41 shows the configuration of a variable length encoded data recording apparatus according to the twelfth embodiment, which will be described with reference to the drawings.
[0355]
The variable-length encoded data recording device 510d shown in the figure is compared with the variable-length encoded data transmission device according to the eighth embodiment shown in FIG. 35 described above, and the transmission path packet encoder 521 and the encrypted information transmission. The difference is that a modulator 581 and a recorder 582 are arranged instead of the device 522. A recording medium 610 is inserted in the variable length encoded data recording device 510d.
[0356]
The same functional parts are denoted by the same reference numerals.
Next, with respect to the operation of the variable length encoded data recording apparatus configured as described above (hereinafter sometimes simply referred to as a recording apparatus), the differences from the above-described eighth embodiment will be mainly described.
[0357]
First, the input image signal is input to the image data converter 511, and the encrypted identification signal is embedded as digital watermark information. Next, the image signal in which the digital watermark information is embedded is supplied to the MPEG encoder 516, and compression coding is performed based on the VLC table temporarily stored in the VLC unit 531. The encoded image data and the encryption information output from the CPU 515 are input to the modulator 581.
[0358]
There, digital modulation for recording image data and encryption information on the recording medium 610 is performed. Further, an error correction signal for error signal correction is added as necessary. The digitally modulated signal is supplied to a recorder 582 where a signal for recording on the recording medium 610 is generated by, for example, modulating the light intensity of a laser beam, and the signal is recorded on a recording medium 610 such as a DVD. Irradiated and recorded.
[0359]
As such, the recording medium 610 has an encryption method in which an identification signal for identifying whether the VLC table selector 517 selects the standard VLC table 518 or the special VLC table 519, and Encryption information related to the encryption key and compressed and encoded image data are recorded.
[0360]
The encryption information at this time may be recorded in a time-division multiplexed manner together with the encoded data of the modulated image signal, or those signals may be recorded in different areas on the recording medium. Furthermore, each may be recorded on a plurality of different recording media.
[0361]
Next, a variable length encoded data reproducing apparatus for reproducing and decoding the recording medium recorded as described above will be described.
FIG. 42 shows the configuration of a variable length encoded data reproducing apparatus according to the twelfth embodiment, which will be described with reference to the drawings.
[0362]
The variable-length encoded data reproducing apparatus 550d shown in the figure has a transmission path packet decoder 551 and an encrypted information reception compared to the variable-length encoded data receiving apparatus according to the eighth embodiment shown in FIG. The difference is that a regenerator 591 and a demodulator 592 are arranged instead of the regenerator 552. In addition, a recording medium 610 is inserted in the variable length encoded data reproducing device 550d.
[0363]
The same functional parts are denoted by the same reference numerals.
Next, with respect to the operation of the variable length encoded data reproducing apparatus (which may be simply referred to as a reproducing apparatus hereinafter) configured as described above, the differences from the eighth embodiment will be mainly described.
[0364]
First, the recording medium 610 recorded by the recording device 510d is loaded into a loading unit (not shown) of the reproducing device 560d. The recording medium 610 is irradiated with, for example, a laser beam by a regenerator 591 and the recorded signal is read out.
[0365]
The signal obtained by reading is supplied to a demodulator 592, where signal processing is performed in a complementary manner to the modulator 581 described above, and compression-coded image data and encryption information are demodulated and obtained.
[0366]
Next, the encryption information is supplied to the CPU 565, and the compressed and encoded image data is supplied to the MPEG decoder 561.
Thereafter, the same operation as that of the variable length encoded data receiving apparatus according to the ninth embodiment shown in FIG. 37 is performed.
[0367]
The configuration of the recording apparatus and the reproducing apparatus according to the twelfth embodiment and the operation thereof have been described above. Next, another embodiment of the reproducing apparatus will be described.
<Thirteenth embodiment>
FIG. 43 shows the structure of a reproducing apparatus according to the thirteenth embodiment used in combination with the recording apparatus according to the twelfth embodiment.
[0368]
Compared with the receiving apparatus 550b according to the tenth embodiment shown in FIG. 42, the variable-length encoded data receiving apparatus 550e shown in the figure has an IC card reader / writer 572 and an IC card 601 inserted therein. It differs in that it is arranged. The same functional blocks are denoted by the same reference numerals.
[0369]
Next, with respect to the operation of the playback device 550e configured as described above, the difference from the operation of the playback device 550d will be mainly described.
That is, the playback device 550e has a function added by the IC card reader / writer 572 described in the eleventh embodiment shown in FIG. 40 and the IC card 601 inserted therein.
[0370]
Accordingly, when a predetermined chargeable amount is stored in the IC card 601 and a predetermined reproduction condition is satisfied, the VLC decoder 571 in the MPEG decoder 561 is sent to the MPEG encoder 516 of the recording device 510d during encoding. The same VLC table is supplied. Using this, the input encoded image data is decoded, and at that time, a high-quality image signal can be obtained.
[0371]
Then, the copyright holder who has the copyright of the content such as image data has a special playback device that has a contract relationship with the content held or a playback device that satisfies a specific condition, a general playback device that does not have a contract relationship, and charging An image signal having a different quality can be supplied to a playback apparatus that does not satisfy a specific condition such as lack of information.
[0372]
In addition, the special playback device is equipped with an image digital watermark detector, an identification information decoder, and a special VLC table, and has a control device capable of supplying the decoder with a VLC table suitable for decoding. In addition, it is possible to supply a general medium and a special person with a recording medium on which different quality image signals are reproduced while being the same recording medium.
[0373]
The configuration and operation of the variable length encoded data receiving device 550e according to the thirteenth embodiment have been described above.
Next, a recording apparatus and a reproducing apparatus that switch VLC tables of MPEG encoders and MPEG decoders using VLC table information will be described.
[0374]
<14th embodiment>
FIG. 44 shows the configuration of a variable length encoded data recording apparatus according to the fourteenth embodiment, which will be described with reference to the drawing.
The variable-length encoded data recording device 510f shown in the figure replaces the transmission line packet encoder 521 and the encrypted information transmitter 522 as compared with the transmission device 510b according to the tenth embodiment shown in FIG. 1 in that a modulator 581 and a recorder 582 are arranged. A recording medium 610 is inserted in the variable length encoded data recording device 510f.
[0375]
The same functional parts are denoted by the same reference numerals.
Next, the operation of the variable length encoded data recording apparatus 510f configured as described above will be described mainly with respect to differences from the tenth embodiment.
[0376]
First, the input image signal is input to the image data converter 511, and the encrypted identification signal is embedded as digital watermark information. Then, the image signal in which the digital watermark information is embedded is supplied to the MPEG encoder 516, and compression coding is performed based on the VLC table temporarily stored in the VLC unit 531. Also, the encoded image data and the encryption information output from the CPU 515 are input to the modulator 581.
[0377]
The image data and encryption information input to the modulator 581 are recorded on the recording medium 610 in the same manner as in the twelfth embodiment shown in FIG. 41, and the same operation as described above is performed.
[0378]
Next, a variable length encoded data reproducing apparatus for reproducing and decoding the recording medium recorded as described above will be described.
FIG. 45 shows the configuration of a variable length encoded data reproducing apparatus according to the fourteenth embodiment, which will be described with reference to the drawings.
[0379]
The variable-length encoded data reproducing device 550f shown in the figure is compared with the variable-length encoded data receiving device 550b according to the tenth embodiment shown in FIG. 39 described above, and the transmission path packet decoder 551 and the encrypted information. The difference is that a regenerator 591 and a demodulator 592 are arranged instead of the receiver 552. In addition, a recording medium 610 is inserted into the variable length encoded data reproducing device 550f.
[0380]
The same functional parts are denoted by the same reference numerals.
Next, with respect to the operation of the variable length encoded data reproducing apparatus configured as described above, the differences from the tenth embodiment will be mainly described.
[0381]
First, the recording medium 610 recorded by the recording device 510f is loaded into a loading unit (not shown) of the reproducing device 550f. The recording medium 610 is reproduced by a reproducing device 591 and a demodulator 592 to obtain compression-coded image data and encrypted information.
[0382]
Next, the encryption information is supplied to the CPU 565, and the compressed and encoded image data is supplied to the MPEG decoder 561.
Thereafter, the same operation as that of the variable length encoded data receiving apparatus 550b according to the tenth embodiment shown in FIG. 39 is performed.
[0383]
The configuration of the recording apparatus and the reproducing apparatus according to the fourteenth embodiment and the operation thereof have been described above. Next, another embodiment of the reproducing apparatus will be described.
<Fifteenth embodiment>
FIG. 46 shows the configuration of a reproducing apparatus according to the fifteenth embodiment used in combination with the recording apparatus according to the fourteenth embodiment.
[0384]
The variable-length encoded data reproducing device 550g shown in the figure has an IC card reader / writer 572 and an IC card 601 inserted therein, as compared with the receiving device 550f according to the fourteenth embodiment shown in FIG. In addition, a VLC regenerative decoder 571a is arranged in place of the VLC decoder 571. The same functional blocks are denoted by the same reference numerals.
[0385]
Next, the operation of the playback device 550g configured as described above will be described mainly with respect to the differences from the operation of the playback device 550f.
That is, a function realized by the IC card reader / writer 572 and the IC card 601 inserted therein described in the thirteenth embodiment shown in FIG. 43 is added to the playback device 550g.
[0386]
Therefore, when a predetermined chargeable amount is recorded on the IC card 601 and a predetermined reproduction condition is satisfied, the VLC table information is supplied from the CPU 565 to the VLC reproduction decoder 571a.
[0387]
When decoding using the special VLC table is permitted, the VLC generation decoder 571a creates the special VLC table, and the MPEG decoder 561 decodes the image without quality degradation.
[0388]
The configuration and operation of the receiving apparatus in the fifteenth embodiment have been described above.
In this way, image signals of different quality can be supplied to a playback device that is not contracted with a playback device that is contracted by the copyright holder who has the copyright of the content.
[0389]
The copyright holder only supplies the content recorded on the same recording medium, and the content is reproduced as a recording medium that can be reproduced as an image signal of a different quality for the general public and a special person. Is possible.
[0390]
As described above, according to the first to fifteenth embodiments, the encoding method is performed by MPEG to obtain a coefficient value signal by orthogonally transforming an image signal and a sound signal, and perform the run length coding on the obtained coefficient value signal. Has described the configuration and operation of a decoding device that reproduces content information with high quality and a decoding device that reproduces semi-disclosed content that is reproduced with distortion.
[0390]
In order to reproduce such contents with different qualities, the present invention can be applied to a similar encoding method in which run-length encoding is performed on the coefficient value signal obtained by the orthogonal transformation.
[0392]
In other words, the content signal is converted so that the energy of the information is concentrated on the predetermined information, and compression encoding is performed by performing run-length encoding on the information where the energy of the numerical information obtained by the conversion is not concentrated. As long as it is a method to be performed, a method of encoding a run length related to a number other than “0” may be used.
[0393]
Furthermore, in the code table of the variable length code, as a rule for exchanging codes of the same code category, in the case of an image, the AC component run length and level, in the case of sound, it has been described as information including a scale factor and spectrum, As long as the parameters and syntax change the quality of the image and sound, the type of information handled by the run-length table generated by replacing the code information at the time of encoding may be used.
[0394]
That is, even in the case of images, the length of the AC component run length and level, and in the case of audio, information including the scale factor and spectrum is fixed-length encoded. Supply image signals of different quality to special playback devices that have a contractual relationship with content or playback devices that meet specific conditions, and to general playback devices that do not have contractual relationships or playback devices that do not meet specific conditions Can do.
[0395]
Furthermore, a method has been described in which two or more code tables are provided, and one of them is selected to perform variable length coding. In addition to selecting and using a code table, the above operation can be performed by having only one code table and replacing part of the description contents of the table.
[0396]
The encoding selection signal for identifying the replacement of the code table can be implemented only by transmitting number information such as an algorithm number for specifying the replacement rule. Therefore, the method realized by switching the table is one of a plurality of means for realizing the above operation.
[0397]
Furthermore, the above-described run-length encoding accurately counts the number of numerical information when describing an event with a low probability of occurrence according to the establishment of numerical information, such as a Huffman code, by a method with reduced redundancy. As a numerical value described after the number information, any encoding method may be used as long as encoding is performed such that a correct value and an approximate value can be selected.
[0398]
Furthermore, although the present embodiment has been described mainly with respect to an example applied to variable length coding, the present invention can be similarly applied to coding using fixed length coding instead of variable length coding. That is, in the case of fixed-length encoding, although the improvement in encoding efficiency is small, the above-described method can be applied as a method for providing contents of different qualities.
[0399]
At that time, the reproduction apparatus designated as special by the copyright holder includes the image digital watermark detector, the identification information decoder, and the parameters and syntax encoded by the fixed length by a special rule. A function with an algorithm to convert will be installed.
[0400]
The same encoding is performed for general users and special users by having a control function for supplying the special decoder with parameters and syntax information for decoding the specially encoded signal. It is possible to provide image and audio signal services in which image signals and audio signals of different quality are reproduced while being data.
[0401]
As described above, content disclosure and semi-disclosure of content are performed for both cases of application to fixed-length encoding and application to variable-length encoding. That is, for example, in an image signal and audio signal decoder compliant with the MPEG standard, an absurd error due to a VLC error or the like does not occur and decoding is not broken. Enables encrypted transmission with semi-disclosure display and pronunciation effect.
[0402]
And, the content held by the copyright holder who has the copyright of the content including at least images or sound, the special playback device in the contract relationship or the playback device that satisfies the specific condition, and the general playback device not in the contract relationship or Content of different quality can be supplied to playback devices that do not satisfy specific conditions.
[0403]
Furthermore, the special playback apparatus is equipped with an image digital watermark detector, an identification information decoder, and a special VLC table, and has a control device capable of supplying the decoder with a VLC table suitable for decoding. It is possible to realize a content providing service for reproducing contents of different quality while having the same encoded data for general users and special users.
[0404]
In other words, using these devices, methods, and computer control programs, contents are distributed and transmitted in a semi-disclosure state, and the user is encouraged to promote the purchase effect. A table reproducible playback method is provided, where a business model capable of playing back high-quality content can be realized.
[0405]
As a recording medium capable of semi-disclosure reproduction of such content, a DVD recording medium has been mainly described. The recording medium is not limited to a DVD-ROM, DVD-RAM, DVD-RW, and DVD-R as long as it can record content information, and also a magneto-optical disk, a magnetic disk, a magnetic tape, and the like It can be applied to other digital recording media.
[0406]
In addition, the content signal encoding method obtains coefficient value data by quantizing transform data obtained by orthogonal transform of the content signal, and obtains time series data by arranging the obtained coefficient value data in a predetermined order. Said about the case. The encoding method is not limited to obtaining the coefficient value data by orthogonally transforming the content as in the MPEG method, for example, and also in the case of a conversion method including a technique other than the orthogonal transform as in the fractal encoding method. Functions similar to those described in the above can be realized.
[0407]
That is, when the content signal is encoded without dividing a single image into small blocks, such as wavelet conversion, for example, the content signal is compared with a method using orthogonal conversion in which block division is performed and DCT conversion is performed. However, there is an advantage that the block division portion does not occur as block distortion.
[0408]
The wavelet transform is a combination of subband coding, in which an image signal is divided in frequency, and each divided frequency band portion is sampled and encoded at different sampling frequencies, and the orthogonal transform described above. Encoding method.
[0409]
As another encoding method, there is also a vector quantization method in which an image is divided into small blocks, and each divided block is encoded by one vector value.
[0410]
Then, when the image data is converted by any of the above methods to obtain time-series data, and the time-series data can be generated as a compressed encoded signal in which the amount of information is compressed by performing variable-length encoding, how The image data may be converted into time series data by any method.
[0411]
That is, when information contained in a content content signal such as an image signal and an audio signal is converted by a predetermined method, and the energy (entropy) of the converted content is concentrated in a predetermined area, the energy is concentrated and expressed. It is possible to perform variable-length coding that describes the time-series data to be described by the number of numerical values of the data and the numerical value level that follows.
[0412]
And even if it is a case by which any encoding system is expressed as a semi-disclosure content signal that can be obtained by recording / reproducing content with an analog consumer device using the above-described plurality of variable length coding tables, Alternatively, it is possible to realize content encoding and decoding techniques that can be expressed with high fidelity.
[0413]
【The invention's effect】
A coding selection signal that specifies whether the coding table used at the time of compression coding is a variable length coding table or an exchange variable length coding table is acquired, and coding designated by the coding selection signal According to each variable-length encoded data receiving method and each variable-length encoded data receiving apparatus of the present invention configured to receive a compressed encoded signal using a table, a compressed encoded signal with a secured security level can be obtained. High-quality content signals can be reliably received.
[0414]
An encoding selection signal that specifies whether an encoding table used for compression encoding is a variable length encoding table or an exchange variable length encoding table is acquired, and the encoding selection signal is an exchange variable length encoding table. Each of the variable length encoded data receiving method of the present invention and each variable length are selected from the variable length encoding table or the exchange variable length encoding table. The encoded data receiving apparatus has the following effects.
1) When variable-length decoding is performed using an exchange variable-length coding table specified by an encoding selection signal, there is an effect of reproducing high-quality content.
2) When variable-length decoding is performed using a variable-length coding table instead of using an exchange variable-length coding table specified by an encoding selection signal, content playback with a reduced reproduction quality is forcibly performed. Has an effect of performing (having an effect of reproducing content including a distortion component).
Therefore, according to each of these variable length encoded data receiving methods and each variable length encoded data receiving apparatus, it is possible to reliably receive content with a secured security level.
[0415]
Compressed coding that is output to a communication network by embedding a coding selection signal that specifies whether the coding table used at the time of compression coding is a variable length coding table or an exchange variable length coding table with a digital watermark In the present invention, a signal is received, a coding selection signal embedded in the compression coding signal is detected, and the compression coding signal is received using a coding table specified by the coding selection signal. According to each variable-length encoded data receiving method and each variable-length encoded data receiving apparatus, it is possible to reproduce a high-quality content signal with respect to a compressed encoded signal that secures a higher security level.
[0416]
Furthermore, each variable-length encoded data receiving method and each variable-length encoded data receiving apparatus according to the present invention is configured to reproduce the content with a predetermined security level assured for the content to be encoded. The variable-length coding using the exchange variable-length coding table in FIG. 5 prevents the deterioration of the coding efficiency and prevents the generation of an error signal due to an absurd operation during reproduction, while the variable-length coding table Is a standard encoding table, and therefore has the effect of providing each variable-length encoded data receiving method and variable-length encoded data receiving apparatus configuration having good market consistency. .
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram illustrating a configuration of an image signal encoding device according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a block diagram showing a configuration of an image signal decoding apparatus according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a block diagram showing a configuration of an image signal encoding device according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 4 shows a sequence header syntax according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 5 shows a GOP layer syntax according to a second embodiment of the present invention;
FIG. 6 shows a syntax of a picture layer according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 7 is a block diagram showing a configuration of an image signal decoding apparatus according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 8 is a block diagram showing a configuration of an image signal encoding device according to a third embodiment of the present invention.
FIG. 9 is a diagram showing a digital watermark on a macroblock quantized value according to a third embodiment of the present invention.
FIG. 10 is a block diagram showing a configuration of an image signal decoding apparatus according to a third embodiment of the present invention.
FIG. 11 is a block diagram showing a configuration of an image signal encoding device according to a fourth embodiment of the present invention.
FIG. 12 is a diagram showing a digital watermark to a macroblock motion vector value according to the fourth embodiment of the present invention.
FIG. 13 is a block diagram showing a configuration of an image signal decoding apparatus according to a fourth embodiment of the present invention.
FIG. 14 shows a variable-length coding table used in the MPEG coding method.
FIG. 15 shows the first half of a variable length coding table used for coding according to a fourth embodiment of the present invention.
FIG. 16 shows the latter half of the variable length coding table used for coding according to the fourth embodiment of the present invention.
FIG. 17 is a diagram illustrating the relationship between image quality according to the fourth embodiment of the present invention and the combination of the encoder and the decoder according to the present invention.
FIG. 18 is a flowchart showing an image encoding operation according to the fourth embodiment of the present invention.
FIG. 19 is a flowchart showing an image decoding operation according to the fourth embodiment of the present invention.
FIG. 20 is a block diagram showing a configuration of an image signal encoding device according to a fifth embodiment of the present invention.
FIG. 21 is a block diagram showing a configuration of an image signal decoding apparatus according to a fifth embodiment of the present invention.
FIG. 22 is a flowchart showing an image encoding operation according to the fifth embodiment of the present invention.
FIG. 23 is a flowchart showing an image decoding operation according to the fifth embodiment of the present invention.
FIG. 24 is a block diagram showing a configuration of an audio signal encoding device according to a sixth example of the present invention.
FIG. 25 is a diagram showing a relationship between a scale factor band and a scale factor according to the sixth embodiment of the present invention.
FIG. 26 shows a part of a Huffman codebook used in the MPEG AAC encoding method.
FIG. 27 is a diagram showing a method for replacing indexes of a Huffman codebook according to a sixth embodiment of the present invention.
FIG. 28 is a diagram illustrating an example of scale factor variable length encoding and decoding according to the sixth exemplary embodiment of the present invention;
FIG. 29 is a block diagram showing the configuration of an audio signal decoding apparatus according to a sixth embodiment of the present invention.
FIG. 30 is a block diagram showing a configuration of an audio signal encoding device according to a seventh example of the present invention.
FIG. 31 shows a part of a spectrum Huffman codebook used in the MPEG AAC encoding method.
FIG. 32 is a diagram showing replacement of code words in a spectrum Huffman code book according to a seventh embodiment of the present invention.
FIG. 33 is a diagram for explaining codeword replacement according to the seventh embodiment of the present invention;
FIG. 34 is a block diagram showing the configuration of an audio signal decoding apparatus according to a seventh embodiment of the present invention.
FIG. 35 is a block diagram showing a configuration of an image signal encoding device according to an eighth embodiment of the present invention.
FIG. 36 is a block diagram showing a configuration of an image signal decoding apparatus according to an eighth embodiment of the present invention.
FIG. 37 is a block diagram showing a configuration of an image signal decoding apparatus according to a ninth embodiment of the present invention.
FIG. 38 is a block diagram illustrating a configuration of an image signal encoding device according to a tenth embodiment of the present invention.
FIG. 39 is a block diagram showing a configuration of an image signal decoding apparatus according to a tenth embodiment of the present invention.
FIG. 40 is a block diagram showing a configuration of an image signal decoding apparatus according to an eleventh embodiment of the present invention.
FIG. 41 is a block diagram showing a configuration of an image signal recording apparatus according to a twelfth embodiment of the present invention.
FIG. 42 is a block diagram showing a configuration of an image signal reproduction device according to a twelfth embodiment of the present invention.
FIG. 43 is a block diagram showing a configuration of an image signal reproduction device according to a thirteenth embodiment of the present invention.
FIG. 44 is a block diagram showing a configuration of an image signal recording apparatus according to a fourteenth embodiment of the present invention.
FIG. 45 is a block diagram showing a configuration of an image signal reproduction device according to a fourteenth embodiment of the present invention.
FIG. 46 is a block diagram showing a configuration of an image signal reproduction device according to a fifteenth embodiment of the present invention.
FIG. 47 is a block diagram showing a configuration of a conventional MPEG encoder.
FIG. 48 is a block diagram showing a configuration of a conventional MPEG decoder.
FIG. 49 is a block diagram showing a configuration of a conventional MPEG AAC encoder.
FIG. 50 shows a Huffman codebook table used in the conventional MPEG AAC system.
FIG. 51 is a block diagram showing a configuration of a conventional MPEG AAC decoder.
[Explanation of symbols]
10, 10a, 10b, 10c Image signal encoding device
10d image signal encoding and transmitting apparatus
11 Image data converter
12, 12a, 12b, 12c MPEG encoder
13 VLC table selector
14 Standard VLC table
15 Special VLC table
16, 16a, 16b, 16c CPU
17 Transmission path packet encoder
18 Transmission line interface
20, 20a, 20b, 20c Image signal decoding apparatus
20d image signal decoding receiver
22, 22a, 22b, 22c MPEG decoder
23 VLC table selector
24 Standard VLC table
25 Special VLC table
26 Image watermark detector
27 Transmission path packet decoder
28 Transmission path interface
50 MPEG encoder
51 Input terminal
52 Adder
53 DCT unit
54 Quantizer
55 VLC device
56 buffers
57 Conversion code amount controller
61 Inverse quantizer
62 Inverse DCT device
63 Adder
64 image memory
65 Motion Compensated Predictor
70 MPEG decoder
71 Encoded data input terminal
72 buffers
73 VLD device
74 Inverse Quantizer
75 Inverse DCT device
76 Adder
77 Image memory
78 Motion Compensated Predictor
121 VLC unit
122 User data descriptor
123 Quantized Value Watermark Information Descriptor
124 Motion vector digital watermark information description device
221 VLC decoder
222 User data decoder
223 Quantized value watermark information detector
224 Motion vector digital watermark information detector
400 Audio signal encoding device
401 Auditory psychological analyzer
402 MDCT device
403 Scale factor calculator
404 Quantizer
405 Codebook selector
406 Variable length encoder
407 Minimum code amount detector
408 Code amount determination unit
409 bitstream generator
420 Audio signal decoding apparatus
421 Bitstream Analyzer
422 Variable length decoder
423 Inverse Quantizer
424 IMDCT device
430 Audio signal encoding apparatus
431 MPEG-2 AAC Encoder
432 Huffman codebook selector
433 Standard Huffman Codebook
434 Special Huffman Codebook
435 CPU
436 Variable Length Encoder
440 Audio signal decoding apparatus
441 MPEG-2 AAC decoder
442 Huffman codebook selector
443 Standard Huffman Codebook for Scale Factor
444 Special Huffman Codebook for Scale Factor
445 CPU
446 Variable length decoder
450, 460 Audio signal decoding apparatus
451, 461 MPEG-2 AAC decoder
452, 462 Huffman codebook selector
Standard Huffman codebook for 453 and 463 spectra
Special Huffman codebook for 454, 464 spectrum
455, 465 CPU
456 Variable length decoder
510, 510b Variable length encoded data transmission apparatus
510d, 510f Variable length encoded data recording apparatus
511 Image data converter
512 encryptor
513 Encryption method setter
514 Encryption key setter
515 CPU
516 MPEG encoder
517 VLC table selector
518 Standard VLC table
519 Special VLC table
521 Transmission path packet encoder
522 Encrypted information transmitter
523 VLC table generator
531 VLC unit
550, 550a, 550b, 550c variable length encoded data receiver
550d, 550e, 550f, 550g variable length encoded data reproduction device
551 Transmission path packet decoder
552 Encrypted information receiver
561 MPEG decoder
562 VLC table selector
563 Standard VLC table
564 Special VLC table
565 CPU
566 Digital Watermark Detector
567 Decoder
568 decoding method selector
569 Decryption key selector
571 VLC decoder
571a VLC generator decoder
572 IC card reader / writer
581 modulator
582 recorder
591 Regenerator
592 Demodulator
601 IC card
610 recording medium

Claims (8)

画像信号及び音響信号のうち、少なくとも一方の信号を含んで構成されるコンテンツ信号に対して、所定の方法によるデータ変換、量子化、及び配列を行って得られる時系列データを、可変長符号化及びパケット化して通信ネットワークに出力されるパケット化圧縮符号化信号を受信し、及び可変長復号化して前記時系列データを得、その得られた時系列データを復号化して前記コンテンツ信号を得る可変長符号化データ受信方法であり、
前記パケット化圧縮符号化信号は、前記時系列データの複数個数のデータ値に対して所定のコードワードを割り付けるようにして記述する可変長符号化テーブルと、その可変長符号化テーブルに記述されるコードワードのうち、前記時系列データの個数が同一であり、且つお互いに異なるコードワード同士を交換して記述する交換可変長符号化テーブルとの2つの符号化テーブルのうちの、どちらの符号化テーブルを用いて前記可変長符号化を行うかを指定する符号化選択信号により指定される方の符号化テーブルを用いて、前記時系列データの可変長符号化を行って生成される圧縮符号化信号を、前記コンテンツ信号を伝送するための情報データ記述領域に記述すると共に、前記符号化選択信号を、データを伝送するためのユーザ定義領域であるユーザデータ記述領域に記述したパケット化圧縮符号化信号であり、そのパケット化圧縮符号化信号を用いて前記復号化を行う可変長符号化データ受信方法であって、
前記パケット化圧縮符号化信号を受信して、情報データ記述領域に記述された前記圧縮符号化信号、及びユーザデータ記述領域に記述された前記符号化選択信号を取得する第1のステップと、
取得された前記符号化選択信号により指定された方の符号化テーブルを用い、取得された前記圧縮符号化信号を可変長復号化して前記時系列データを得る第2のステップと、
その第2のステップで得られた時系列データを復号化して前記コンテンツ信号を得る第3のステップと、
を有することを特徴とする可変長符号化データ受信方法。
Time-series data obtained by performing data conversion, quantization, and arrangement by a predetermined method on a content signal including at least one of an image signal and an audio signal is variable-length encoded. A packetized compressed encoded signal that is packetized and output to a communication network; and variable-length decoding to obtain the time-series data; and the obtained time-series data is decoded to obtain the content signal. A long encoded data receiving method,
The packetized compression encoded signal is described in a variable length encoding table described by assigning a predetermined code word to a plurality of data values of the time series data, and the variable length encoding table. Of the codewords, the encoding of which of the two encoding tables is the exchange variable-length encoding table in which the number of the time-series data is the same and the codewords different from each other are exchanged and described. Compression encoding generated by performing variable-length encoding of the time-series data using the encoding table specified by the encoding selection signal that specifies whether to perform the variable-length encoding using a table A signal is described in an information data description area for transmitting the content signal, and the encoding selection signal is a user-defined area for transmitting data. And there is user data packetized compression-encoded signal described in the description region, a variable length coding method of receiving data for performing said decoding using the packetized compression-encoded signal,
Receiving the packetized compressed encoded signal and obtaining the compressed encoded signal described in the information data description area and the encoded selection signal described in the user data description area;
A second step of obtaining the time-series data by variable-length decoding the acquired compressed encoded signal using the encoding table specified by the acquired encoding selection signal;
A third step of obtaining the content signal by decoding the time-series data obtained in the second step;
A variable-length encoded data receiving method comprising:
画像信号及び音響信号のうち、少なくとも一方の信号を含んで構成されるコンテンツ信号に対して、所定の方法によるデータ変換、量子化、及び配列を行って得られる時系列データを、可変長符号化及びパケット化して通信ネットワークに出力されるパケット化圧縮符号化信号を受信し、及び可変長復号化して時系列データを得、その得られた時系列データを復号化してコンテンツ信号を得る可変長符号化データ受信方法であり、
前記パケット化圧縮符号化信号は、前記時系列データの複数個数のデータ値に対して所定のコードワードを割り付けるようにして記述する可変長符号化テーブルと、その可変長符号化テーブルに記述されるコードワードのうち、前記時系列データの個数が同一であり、且つお互いに異なるコードワード同士を交換して記述する交換可変長符号化テーブルとの2つの符号化テーブルのうちの、どちらの符号化テーブルを用いて前記可変長符号化を行うかを指定する符号化選択信号により指定される方の符号化テーブルを用いて、前記時系列データの可変長符号化を行って生成される圧縮符号化信号を、前記コンテンツ信号を伝送するための情報データ記述領域に記述すると共に、前記符号化選択信号を、データを伝送するためのユーザ定義領域であるユーザデータ記述領域に記述したパケット化圧縮符号化信号であり、そのパケット化圧縮符号化信号を用いて前記復号化を行う可変長符号化データ受信方法であって、
前記パケット化圧縮符号化信号を受信して、情報データ記述領域に記述された前記圧縮符号化信号、及びユーザデータ記述領域に記述された前記符号化選択信号を取得する第1のステップと、
取得された前記符号化選択信号により指定された方の符号化テーブルを用いて可変長復号化を行うか、又は取得された前記符号化選択信号により前記交換可変長符号化テーブルの使用が指定された場合にそのテーブルの使用を無視し、前記可変長符号化テーブルを用いて可変長復号化を行うかの選択を行う第2のステップと、
その第2のステップでの選択結果に応じた符号化テーブルを用いて、取得された前記圧縮符号化信号の可変長復号化を行い、時系列データを得る第3のステップと、
その第3のステップで得られた時系列データを復号化してコンテンツ信号を得る第4のステップと、
を有することを特徴とする可変長符号化データ受信方法。
Time-series data obtained by performing data conversion, quantization, and arrangement by a predetermined method on a content signal including at least one of an image signal and an audio signal is variable-length encoded. And a packetized compressed encoded signal that is packetized and output to a communication network, and variable length decoding to obtain time series data, and the obtained time series data is decoded to obtain a content signal. Data receiving method,
The packetized compression encoded signal is described in a variable length encoding table described by assigning a predetermined code word to a plurality of data values of the time series data, and the variable length encoding table. Of the codewords, the encoding of which of the two encoding tables is the exchange variable-length encoding table in which the number of the time-series data is the same and the codewords different from each other are exchanged and described. Compression encoding generated by performing variable-length encoding of the time-series data using the encoding table specified by the encoding selection signal that specifies whether to perform the variable-length encoding using a table A signal is described in an information data description area for transmitting the content signal, and the encoding selection signal is a user-defined area for transmitting data. And there is user data packetized compression-encoded signal described in the description region, a variable length coding method of receiving data for performing said decoding using the packetized compression-encoded signal,
Receiving the packetized compressed encoded signal and obtaining the compressed encoded signal described in the information data description area and the encoded selection signal described in the user data description area;
Variable length decoding is performed using the encoding table specified by the acquired encoding selection signal, or use of the exchange variable length encoding table is specified by the acquired encoding selection signal. A second step of ignoring use of the table and selecting whether to perform variable-length decoding using the variable-length coding table;
A third step of performing variable length decoding of the acquired compressed encoded signal using a coding table according to the selection result in the second step to obtain time-series data;
A fourth step of obtaining the content signal by decoding the time-series data obtained in the third step;
A variable-length encoded data receiving method comprising:
画像信号及び音響信号のうち、少なくとも一方の信号を含んで構成されるコンテンツ信号に対して、所定の方法によるデータ変換、量子化、及び配列を行って得られる時系列データを可変長符号化して生成される圧縮符号化信号を、パケット化処理して通信ネットワークに出力されるパケット化圧縮符号化信号を受信し、及び可変長復号化して前記時系列データを得、その得られた時系列データを復号化して前記コンテンツ信号を得る可変長符号化データ受信方法であり、
前記圧縮符号化信号は、
前記コンテンツ信号の所定部分に対する前記時系列データの複数個数のデータ値に対して所定のコードワードを割り付けるようにして記述する可変長符号化テーブルと、その可変長符号化テーブルに記述されるコードワードのうち、前記時系列データの個数が同一であり、且つお互いに異なるコードワード同士を交換して記述する交換可変長符号化テーブルとの2つの符号化テーブルのうちの、どちらの符号化テーブルを用いて前記可変長符号化を行うかを指定する符号化選択信号により指定される方の符号化テーブルを用いて、前記コンテンツ信号の所定部分に対する前記時系列データを可変長符号化した第1の可変長符号化信号と、
前記コンテンツ信号の前記所定部分以外の部分に対し、前記符号化選択信号を電子透かしにより埋め込むための処理を行って得られた電子透かし処理時系列データを、前記可変長符号化テーブルを用いて可変長符号化した第2の可変長符号化信号と、を並べて得られる圧縮符号化信号であり、その圧縮符号化信号を用いて前記復号化を行う可変長符号化データ受信方法であって、
受信して得られる前記パケット化圧縮符号化信号のパケット化を解いて前記圧縮符号化信号を取得する第1のステップと、
取得された前記圧縮符号化信号を、前記可変長符号化テーブルを用いて可変長復号化を行い前記電子透かし処理時系列データを得ると共に、その得られた電子透かし処理時系列データを基に電子透かしにより埋め込まれた前記符号化選択信号を検出する第2のステップと、
その第2のステップで検出された前記符号化選択信号により指定された方の符号化テーブルを用い、取得された前記圧縮符号化信号を可変長復号化して前記時系列データを得る第3のステップと、
その第3のステップで得られた時系列データを復号化して前記コンテンツ信号を得る第4のステップと、
を有することを特徴とする可変長符号化データ受信方法。
Time-series data obtained by performing data conversion, quantization, and arrangement on a content signal including at least one of an image signal and an audio signal by a predetermined method is subjected to variable-length coding. The generated compressed encoded signal is packetized and a packetized compressed encoded signal output to a communication network is received, and variable length decoding is performed to obtain the time-series data, and the obtained time-series data Is a variable length encoded data receiving method for obtaining the content signal by decoding
The compressed encoded signal is:
A variable-length coding table described by assigning a predetermined code word to a plurality of data values of the time-series data for a predetermined part of the content signal, and a code word described in the variable-length coding table Which of the two encoding tables is an exchange variable length encoding table in which the number of the time-series data is the same and the code words different from each other are exchanged and described. A first encoding unit that performs variable-length encoding on the time-series data for a predetermined portion of the content signal using an encoding table that is specified by an encoding selection signal that specifies whether to perform the variable-length encoding. A variable length encoded signal;
Digital watermark processing time-series data obtained by performing processing for embedding the encoding selection signal with digital watermarks on a portion other than the predetermined portion of the content signal is variable using the variable-length encoding table. A long-coded second variable-length encoded signal and a compressed encoded signal obtained by arranging the long-coded second variable-length encoded signal, and a variable-length encoded data receiving method for performing the decoding using the compressed encoded signal,
A first step of obtaining the compressed encoded signal by depackaging the packetized compressed encoded signal obtained by reception;
The obtained compressed and encoded signal is subjected to variable-length decoding using the variable-length coding table to obtain the digital watermark processing time-series data, and electronic data is obtained based on the obtained digital watermark processing time-series data. A second step of detecting the encoding selection signal embedded by a watermark;
Third step of obtaining the time-series data by variable-length decoding the acquired compressed encoded signal using the encoding table specified by the encoding selection signal detected in the second step When,
A fourth step of decoding the time-series data obtained in the third step to obtain the content signal;
A variable-length encoded data receiving method comprising:
画像信号及び音響信号のうち、少なくとも一方の信号を含んで構成されるコンテンツ信号に対して、所定の方法によるデータ変換、量子化、及び配列を行って得られる時系列データを可変長符号化して生成される圧縮符号化信号を、パケット化処理して通信ネットワークに出力されるパケット化圧縮符号化信号を受信し、及び可変長復号化して前記時系列データを得、その得られた時系列データを復号化して前記コンテンツ信号を得る可変長符号化データ受信方法であり、
前記圧縮符号化信号は、
前記コンテンツ信号の所定部分に対する前記時系列データの複数個数のデータ値に対して所定のコードワードを割り付けるようにして記述する可変長符号化テーブルと、その可変長符号化テーブルに記述されるコードワードのうち、前記時系列データの個数が同一であり、且つお互いに異なるコードワード同士を交換して記述する交換可変長符号化テーブルとの2つの符号化テーブルのうちの、どちらの符号化テーブルを用いて前記可変長符号化を行うかを指定する符号化選択信号により指定される方の符号化テーブルを用いて、前記コンテンツ信号の所定部分に対する前記時系列データを可変長符号化した第1の可変長符号化信号と、
前記コンテンツ信号の前記所定部分以外の部分に対し、前記符号化選択信号を電子透かしにより埋め込むための処理を行って得られた電子透かし処理時系列データを、前記可変長符号化テーブルを用いて可変長符号化した第2の可変長符号化信号とを並べて得られる圧縮符号化信号であり、その圧縮符号化信号を用いて前記復号化を行う可変長符号化データ受信方法であって、
受信して得られる前記パケット化圧縮符号化信号のパケット化を解いて前記圧縮符号化信号を取得する第1のステップと、
取得された前記圧縮符号化信号を、前記可変長符号化テーブルを用いて可変長復号化を行い前記電子透かし処理時系列データを得ると共に、その得られた電子透かし処理時系列データを基に電子透かしにより埋め込まれた前記符号化選択信号を検出する第2のステップと、
その第2のステップで検出された前記符号化選択信号により指定された方の符号化テーブルを用いて可変長復号化を行うか、又は検出された前記符号化選択信号により前記交換可変長符号化テーブルの使用が指定された場合にそのテーブルの使用を無視し、前記可変長符号化テーブルを用いて可変長復号化を行うかの選択を行う第3のステップと、
その第3のステップでの選択結果に応じた符号化テーブルを用いて、取得された前記圧縮符号化信号の可変長復号化を行い、時系列データを得る第4のステップと、
その第4のステップで得られた時系列データを復号化してコンテンツ信号を得る第5のステップと、
を有することを特徴とする可変長符号化データ受信方法。
Time-series data obtained by performing data conversion, quantization, and arrangement on a content signal including at least one of an image signal and an audio signal by a predetermined method is subjected to variable-length coding. The generated compressed encoded signal is packetized and a packetized compressed encoded signal output to a communication network is received, and variable length decoding is performed to obtain the time-series data, and the obtained time-series data Is a variable length encoded data receiving method for obtaining the content signal by decoding
The compressed encoded signal is:
A variable-length coding table described by assigning a predetermined code word to a plurality of data values of the time-series data for a predetermined part of the content signal, and a code word described in the variable-length coding table Which of the two encoding tables is an exchange variable length encoding table in which the number of the time-series data is the same and the code words different from each other are exchanged and described. A first encoding unit that performs variable-length encoding on the time-series data for a predetermined portion of the content signal using an encoding table that is specified by an encoding selection signal that specifies whether to perform the variable-length encoding. A variable length encoded signal;
Digital watermark processing time-series data obtained by performing processing for embedding the encoding selection signal with digital watermarks on a portion other than the predetermined portion of the content signal is variable using the variable-length encoding table. It is a compressed encoded signal obtained by arranging the second variable length encoded signal subjected to long encoding, and a variable length encoded data receiving method for performing the decoding using the compressed encoded signal,
A first step of obtaining the compressed encoded signal by depackaging the packetized compressed encoded signal obtained by reception;
The obtained compressed and encoded signal is subjected to variable-length decoding using the variable-length coding table to obtain the digital watermark processing time-series data, and electronic data is obtained based on the obtained digital watermark processing time-series data. A second step of detecting the encoding selection signal embedded by a watermark;
Variable length decoding is performed using the encoding table specified by the encoding selection signal detected in the second step, or the exchange variable length encoding is performed by the detected encoding selection signal. A third step of ignoring the use of the table when the use of the table is specified and selecting whether to perform variable-length decoding using the variable-length coding table;
A fourth step of performing variable length decoding of the acquired compressed encoded signal using a coding table according to the selection result in the third step to obtain time-series data;
A fifth step of decoding the time-series data obtained in the fourth step to obtain a content signal;
A variable-length encoded data receiving method comprising:
画像信号及び音響信号のうち、少なくとも一方の信号を含んで構成されるコンテンツ信号に対して、所定の方法によるデータ変換、量子化、及び配列を行って得られる時系列データを、可変長符号化及びパケット化して通信ネットワークに出力されるパケット化圧縮符号化信号を受信し、及び可変長復号化して前記時系列データを得、その得られた時系列データを復号化して前記コンテンツ信号を得る可変長符号化データ受信装置であり、
前記パケット化圧縮符号化信号は、前記時系列データの複数個数のデータ値に対して所定のコードワードを割り付けるようにして記述する可変長符号化テーブルと、その可変長符号化テーブルに記述されるコードワードのうち、前記時系列データの個数が同一であり、且つお互いに異なるコードワード同士を交換して記述する交換可変長符号化テーブルとの2つの符号化テーブルのうちの、どちらの符号化テーブルを用いて前記可変長符号化を行うかを指定する符号化選択信号により指定される方の符号化テーブルを用いて、前記時系列データの可変長符号化を行って生成される圧縮符号化信号を、前記コンテンツ信号を伝送するための情報データ記述領域に記述すると共に、前記符号化選択信号を、データを伝送するためのユーザ定義領域であるユーザデータ記述領域に記述したパケット化圧縮符号化信号であり、そのパケット化圧縮符号化信号を用いて前記復号化を行う可変長符号化データ受信装置であって、
前記パケット化圧縮符号化信号を受信して、情報データ記述領域に記述された前記圧縮符号化信号、及びユーザデータ記述領域に記述された前記符号化選択信号を取得するパケット化復号手段と、
取得された前記符号化選択信号により指定された方の符号化テーブルを用い、取得された前記圧縮符号化信号を可変長復号化して前記時系列データを得る可変長復号化手段と、
その可変長復号化手段により得られた時系列データを復号化して前記コンテンツ信号を得るコンテンツ信号復号化手段と、
を具備して構成することを特徴とする可変長符号化データ受信装置。
Time-series data obtained by performing data conversion, quantization, and arrangement by a predetermined method on a content signal including at least one of an image signal and an audio signal is variable-length encoded. A packetized compressed encoded signal that is packetized and output to a communication network; and variable-length decoding to obtain the time-series data; and the obtained time-series data is decoded to obtain the content signal. A long encoded data receiving device,
The packetized compression encoded signal is described in a variable length encoding table described by assigning a predetermined code word to a plurality of data values of the time series data, and the variable length encoding table. Of the codewords, the encoding of which of the two encoding tables is the exchange variable-length encoding table in which the number of the time-series data is the same and the codewords different from each other are exchanged and described. Compression encoding generated by performing variable-length encoding of the time-series data using the encoding table specified by the encoding selection signal that specifies whether to perform the variable-length encoding using a table A signal is described in an information data description area for transmitting the content signal, and the encoding selection signal is a user-defined area for transmitting data. And there is user data packetized compression-encoded signal described in the description region, a variable length coded data reception apparatus performs the decoding using the packetized compression-encoded signal,
Packetization decoding means for receiving the packetized compressed encoded signal and obtaining the compressed encoded signal described in the information data description area and the encoded selection signal described in the user data description area;
Variable-length decoding means for obtaining the time-series data by variable-length decoding the acquired compressed encoded signal using the encoding table specified by the acquired encoding selection signal;
Content signal decoding means for decoding the time-series data obtained by the variable length decoding means to obtain the content signal;
A variable-length encoded data receiving apparatus comprising:
画像信号及び音響信号のうち、少なくとも一方の信号を含んで構成されるコンテンツ信号に対して、所定の方法によるデータ変換、量子化、及び配列を行って得られる時系列データを、可変長符号化及びパケット化して通信ネットワークに出力されるパケット化圧縮符号化信号を受信し、及び可変長復号化して時系列データを得、その得られた時系列データを復号化してコンテンツ信号を得る可変長符号化データ受信装置であり、
前記パケット化圧縮符号化信号は、前記時系列データの複数個数のデータ値に対して所定のコードワードを割り付けるようにして記述する可変長符号化テーブルと、その可変長符号化テーブルに記述されるコードワードのうち、前記時系列データの個数が同一であり、且つお互いに異なるコードワード同士を交換して記述する交換可変長符号化テーブルとの2つの符号化テーブルのうちの、どちらの符号化テーブルを用いて前記可変長符号化を行うかを指定する符号化選択信号により指定される方の符号化テーブルを用いて、前記時系列データの可変長符号化を行って生成される圧縮符号化信号を、前記コンテンツ信号を伝送するための情報データ記述領域に記述すると共に、前記符号化選択信号を、データを伝送するためのユーザ定義領域であるユーザデータ記述領域に記述したパケット化圧縮符号化信号であり、そのパケット化圧縮符号化信号を用いて前記復号化を行う可変長符号化データ受信装置であって、
前記パケット化圧縮符号化信号を受信して、情報データ記述領域に記述された前記圧縮符号化信号、及びユーザデータ記述領域に記述された前記符号化選択信号を取得するパケット化復号手段と、
取得された前記符号化選択信号により指定された方の符号化テーブルを用いて可変長復号化を行うか、又は取得された前記符号化選択信号により前記交換可変長符号化テーブルの使用が指定された場合にそのテーブルの使用を無視し、前記可変長符号化テーブルを用いて可変長復号化を行うかの選択を行う符号化テーブル選択手段と、
その符号化テーブル選択手段での選択結果に応じた符号化テーブルを用いて、取得された前記圧縮符号化信号の可変長復号化を行い、時系列データを得る可変長復号化手段と、
その可変長復号化手段により得られた時系列データを復号化してコンテンツ信号を得るコンテンツ信号復号化手段と、
を具備して構成することを特徴とする可変長符号化データ受信装置。
Time-series data obtained by performing data conversion, quantization, and arrangement by a predetermined method on a content signal including at least one of an image signal and an audio signal is variable-length encoded. And a packetized compressed encoded signal that is packetized and output to a communication network, and variable length decoding to obtain time series data, and the obtained time series data is decoded to obtain a content signal. Data receiving device,
The packetized compression encoded signal is described in a variable length encoding table described by assigning a predetermined code word to a plurality of data values of the time series data, and the variable length encoding table. Of the codewords, the encoding of which of the two encoding tables is the exchange variable-length encoding table in which the number of the time-series data is the same and the codewords different from each other are exchanged and described. Compression encoding generated by performing variable-length encoding of the time-series data using the encoding table specified by the encoding selection signal that specifies whether to perform the variable-length encoding using a table A signal is described in an information data description area for transmitting the content signal, and the encoding selection signal is a user-defined area for transmitting data. And there is user data packetized compression-encoded signal described in the description region, a variable length coded data reception apparatus performs the decoding using the packetized compression-encoded signal,
Packetization decoding means for receiving the packetized compressed encoded signal and obtaining the compressed encoded signal described in the information data description area and the encoded selection signal described in the user data description area;
Variable length decoding is performed using the encoding table specified by the acquired encoding selection signal, or use of the exchange variable length encoding table is specified by the acquired encoding selection signal. Encoding table selection means for ignoring the use of the table and selecting whether to perform variable length decoding using the variable length encoding table,
Variable length decoding means for performing variable length decoding of the acquired compressed encoded signal by using a coding table according to the selection result in the coding table selection means, and obtaining time-series data;
Content signal decoding means for decoding the time-series data obtained by the variable length decoding means to obtain a content signal;
A variable-length encoded data receiving apparatus comprising:
画像信号及び音響信号のうち、少なくとも一方の信号を含んで構成されるコンテンツ信号に対して、所定の方法によるデータ変換、量子化、及び配列を行って得られる時系列データを可変長符号化して生成される圧縮符号化信号を、パケット化処理して通信ネットワークに出力されるパケット化圧縮符号化信号を受信し、及び可変長復号化して前記時系列データを得、その得られた時系列データを復号化して前記コンテンツ信号を得る可変長符号化データ受信装置であり、
前記圧縮符号化信号は、
前記コンテンツ信号の所定部分に対する前記時系列データの複数個数のデータ値に対して所定のコードワードを割り付けるようにして記述する可変長符号化テーブルと、その可変長符号化テーブルに記述されるコードワードのうち、前記時系列データの個数が同一であり、且つお互いに異なるコードワード同士を交換して記述する交換可変長符号化テーブルとの2つの符号化テーブルのうちの、どちらの符号化テーブルを用いて前記可変長符号化を行うかを指定する符号化選択信号により指定される方の符号化テーブルを用いて、前記コンテンツ信号の所定部分に対する前記時系列データを可変長符号化した第1の可変長符号化信号と、
前記コンテンツ信号の前記所定部分以外の部分に対し、前記符号化選択信号を電子透かしにより埋め込むための処理を行って得られた電子透かし処理時系列データを、前記可変長符号化テーブルを用いて可変長符号化した第2の可変長符号化信号とを並べて得られる圧縮符号化信号であり、その圧縮符号化信号を用いて前記復号化を行う可変長符号化データ受信装置であって、
受信して得られる前記パケット化圧縮符号化信号のパケット化を解いて前記圧縮符号化信号を取得するパケット化復号手段と、
取得された前記圧縮符号化信号を、前記可変長符号化テーブルを用いて可変長復号化を行い前記電子透かし処理時系列データを得ると共に、その得られた電子透かし処理時系列データを基に電子透かしにより埋め込まれた前記符号化選択信号を検出する符号化選択信号検出手段と、
その符号化選択信号検出手段により検出された前記符号化選択信号により指定された方の符号化テーブルを用い、取得された前記圧縮符号化信号を可変長復号化して前記時系列データを得る可変長復号化手段と、
その可変長復号化手段により得られた時系列データを復号化して前記コンテンツ信号を得るコンテンツ信号復号化手段と、
を具備して構成することを特徴とする可変長符号化データ受信装置。
Time-series data obtained by performing data conversion, quantization, and arrangement on a content signal including at least one of an image signal and an audio signal by a predetermined method is subjected to variable-length coding. The generated compressed encoded signal is packetized and a packetized compressed encoded signal output to a communication network is received, and variable length decoding is performed to obtain the time-series data, and the obtained time-series data A variable-length encoded data receiving device that obtains the content signal by decoding
The compressed encoded signal is:
A variable-length coding table described by assigning a predetermined code word to a plurality of data values of the time-series data for a predetermined part of the content signal, and a code word described in the variable-length coding table Which of the two encoding tables is an exchange variable length encoding table in which the number of the time-series data is the same and the code words different from each other are exchanged and described. A first encoding unit that performs variable-length encoding on the time-series data for a predetermined portion of the content signal using an encoding table that is specified by an encoding selection signal that specifies whether to perform the variable-length encoding. A variable length encoded signal;
Digital watermark processing time-series data obtained by performing processing for embedding the encoding selection signal with digital watermarks on a portion other than the predetermined portion of the content signal is variable using the variable-length encoding table. It is a compressed encoded signal obtained by arranging a second variable length encoded signal that has been encoded long, and a variable length encoded data receiving device that performs the decoding using the compressed encoded signal,
Packetization decoding means for obtaining the compressed encoded signal by depackaging the packetized compressed encoded signal obtained by reception;
The obtained compressed and encoded signal is subjected to variable-length decoding using the variable-length coding table to obtain the digital watermark processing time-series data, and electronic data is obtained based on the obtained digital watermark processing time-series data. Coding selection signal detection means for detecting the coding selection signal embedded by watermark;
Variable length to obtain the time series data by variable length decoding the acquired compressed encoded signal using the encoding table specified by the encoding selection signal detected by the encoding selection signal detecting means Decryption means;
Content signal decoding means for decoding the time-series data obtained by the variable length decoding means to obtain the content signal;
A variable-length encoded data receiving apparatus comprising:
画像信号及び音響信号のうち、少なくとも一方の信号を含んで構成されるコンテンツ信号に対して、所定の方法によるデータ変換、量子化、及び配列を行って得られる時系列データを可変長符号化して生成される圧縮符号化信号を、パケット化処理して通信ネットワークに出力されるパケット化圧縮符号化信号を受信し、及び可変長復号化して前記時系列データを得、その得られた時系列データを復号化して前記コンテンツ信号を得る可変長符号化データ受信装置であり、
前記圧縮符号化信号は、
前記コンテンツ信号の所定部分に対する前記時系列データの複数個数のデータ値に対して所定のコードワードを割り付けるようにして記述する可変長符号化テーブルと、その可変長符号化テーブルに記述されるコードワードのうち、前記時系列データの個数が同一であり、且つお互いに異なるコードワード同士を交換して記述する交換可変長符号化テーブルとの2つの符号化テーブルのうちの、どちらの符号化テーブルを用いて前記可変長符号化を行うかを指定する符号化選択信号により指定される方の符号化テーブルを用いて、前記コンテンツ信号の所定部分に対する前記時系列データを可変長符号化した第1の可変長符号化信号と、
前記コンテンツ信号の前記所定部分以外の部分に対し、前記符号化選択信号を電子透かしにより埋め込むための処理を行って得られた電子透かし処理時系列データを、前記可変長符号化テーブルを用いて可変長符号化した第2の可変長符号化信号とを並べて得られる圧縮符号化信号であり、その圧縮符号化信号を用いて前記復号化を行う可変長符号化データ受信装置であって、
受信して得られる前記パケット化圧縮符号化信号のパケット化を解いて前記圧縮符号化信号を取得するパケット化復号手段と、
取得された前記圧縮符号化信号を、前記可変長符号化テーブルを用いて可変長復号化を行い前記電子透かし処理時系列データを得ると共に、その得られた電子透かし処理時系列データを基に電子透かしにより埋め込まれた前記符号化選択信号を検出する符号化選択信号検出手段と、
その符号化選択信号検出手段により検出された前記符号化選択信号により指定された方の符号化テーブルを用いて可変長復号化を行うか、又は検出された前記符号化選択信号により前記交換可変長符号化テーブルの使用が指定された場合にそのテーブルの使用を無視し、前記可変長符号化テーブルを用いて可変長復号化を行うかの選択を行う符号化テーブル選択手段と、
その符号化テーブル選択手段での選択結果に応じた符号化テーブルを用いて、取得された前記圧縮符号化信号の可変長復号化を行い、時系列データを得る可変長復号化手段と、
その可変長復号化手段により得られた時系列データを復号化してコンテンツ信号を得るコンテンツ信号復号化手段と、
を具備して構成することを特徴とする可変長符号化データ受信装置。
Time-series data obtained by performing data conversion, quantization, and arrangement on a content signal including at least one of an image signal and an audio signal by a predetermined method is subjected to variable-length coding. The generated compressed encoded signal is packetized and a packetized compressed encoded signal output to a communication network is received, and variable length decoding is performed to obtain the time-series data, and the obtained time-series data A variable-length encoded data receiving device that obtains the content signal by decoding
The compressed encoded signal is:
A variable-length coding table described by assigning a predetermined code word to a plurality of data values of the time-series data for a predetermined part of the content signal, and a code word described in the variable-length coding table Which of the two encoding tables is an exchange variable length encoding table in which the number of the time-series data is the same and the code words different from each other are exchanged and described. A first encoding unit that performs variable-length encoding on the time-series data for a predetermined portion of the content signal using an encoding table that is specified by an encoding selection signal that specifies whether to perform the variable-length encoding. A variable length encoded signal;
Digital watermark processing time-series data obtained by performing processing for embedding the encoding selection signal with digital watermarks on a portion other than the predetermined portion of the content signal is variable using the variable-length encoding table. It is a compressed encoded signal obtained by arranging a second variable length encoded signal that has been encoded long, and a variable length encoded data receiving device that performs the decoding using the compressed encoded signal,
Packetization decoding means for obtaining the compressed encoded signal by depackaging the packetized compressed encoded signal obtained by reception;
The obtained compressed and encoded signal is subjected to variable-length decoding using the variable-length coding table to obtain the digital watermark processing time-series data, and electronic data is obtained based on the obtained digital watermark processing time-series data. Coding selection signal detection means for detecting the coding selection signal embedded by watermark;
Variable length decoding is performed using the encoding table specified by the encoding selection signal detected by the encoding selection signal detection means, or the exchange variable length is determined by the detected encoding selection signal. Coding table selection means for ignoring the use of the table when the use of the coding table is specified and selecting whether to perform variable length decoding using the variable length coding table;
Variable length decoding means for performing variable length decoding of the acquired compressed encoded signal by using a coding table according to the selection result in the coding table selection means, and obtaining time-series data;
Content signal decoding means for decoding the time-series data obtained by the variable length decoding means to obtain a content signal;
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