JP4490811B2

JP4490811B2 - 暗号化ｍｐｅｇトランスポートストリームからｍｐｅｇプログラムストリームを作成する方法

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Publication number: JP4490811B2
Application number: JP2004517070A
Authority: JP
Inventors: サミュエル、オール、アキウミ‐アッサーニ; リチャード、チ‐テ、シェン; ショーウ‐バオ、ング
Original assignee: NXP BV
Current assignee: NXP BV
Priority date: 2002-06-28
Filing date: 2003-06-05
Publication date: 2010-06-30
Anticipated expiration: 2023-06-05
Also published as: US20040001592A1; EP1527598A1; CN100353745C; KR100966387B1; CN1666498A; AU2003239308A1; KR20050014892A; WO2004004316A1; JP2005531960A; US7933411B2

Description

本発明はMPEG２プログラムストリームの分野に関し、より詳細には、暗号化MPEG２トランスポートストリームから暗号化MPEG２に準拠したプログラムストリームを作成する方法、および暗号化MPEG２に準拠したプログラムストリームを生成し、記憶し、かつ再生する装置に関する。

ディジタルデータをセットトップボックス（STB）やディジタルテレビジョン（DTV）のようなディジタル受信機に送信するために動画圧縮方式２（MPEG２）規格が用いられる。ディジタルデータストリームの１つの形態はトランスポートストリーム（TS）と呼ばれるもので、多重プログラムを搬送するように構成されている。ディジタルデータストリームの他の形態はプログラムストリーム（PS）と呼ばれるもので、単一のプログラムを搬送するように構成されている。MPEG２規格も専用の暗号化およびアクセス機能の使用をサポートするためのメカニズムを提供することによってプログラム内容の条件付きアクセス（CA）を許可する。これらのメカニズムはトランスポートストリームに対してのみ定義されている。

ディジタル受信機ユニットはMPEG２トランスポートストリームを受信し、プログラムの選択および再生を許可する。ディジタル受信機ユニットはまた記憶装置からプログラムストリーム（PS）の受信をも行うことができる。MPEG２プログラムストリームは１つのプログラムを含む。ストレージサブシステムを備えた受信機ユニットはさらに後で再生するためにプログラムの記録を許可する。

トランスポートストリームとして配信されたプログラムに対して、MPEG２はサービスプロバイダにストリーム内の任意のプログラムへの条件付きアクセスを認めることを許可するために暗号化データ構造を十分に規定している。MPEG２はあいにくなことにプログラムストリームのための暗号化データ構造については十分な規定をしていない。むしろ条件付きアクセス制御を提供することは受信機のストレージサブシステムに置き去りにされている。したがって、受信機メーカーは記録されたプログラムについての条件付きアクセス制御による選択的な単一プログラムのような効率的に履行する特徴ある問題を与えられている。

現在、条件付きアクセスを保護しつつプログラムの選択的な記録の問題への３つのアプローチが存在する。第１のアプローチは全MPEG２トランスポートストリームを記憶することである。しかしながら、第１のアプローチは、特に単一トランスポートストリームにおける大量のプログラムを供給するサービスのために大容量の記憶装置を必要とする。

第２のアプローチは興味あるプログラムを復号化し、受信機メーカー専用のフォーマットで復号化プログラムを記憶することである。しかしながら、第２のアプローチはサービスプロバイダから遠く離れて制御を行い、十分にロバスト性のある暗号を提供することができない。

第３のアプローチは興味あるプログラムを復号化し、プログラムを非暗号化フォーマットである「クリア」に記憶することである。しかしながら、第３のアプローチはサービスプロバイダまたは記録されているプログラムの著作権者にとって容認することができるものではない。

本発明の第１の構成によれば、トランスポートストリームアナライザとパケットマルチプレクサとを備え、トランスポートストリームアナライザは暗号化MPEGトランスポートストリームを受信し、プログラムストリームマップストリーム、条件付きアクセステーブルストリーム、プログラムストリームディレクトリストリーム、暗号化ビデオ信号ストリーム、１つまたはそれ以上の暗号化オーディオストリーム、エンタイトルメント制御メッセージストリーム、およびエンタイトルメントマネージメントメッセージストリームを出力するように構成され、各ストリームは全てMPEGパケット化エレメンタリストリームデータ構造をしており、パケットマルチプレクサはトランスポートストリームアナライザの出力を受信し、トランスポートストリームアナライザの出力を、MPEGパケット化エレメンタリストリームデータ構造のパケットからなる暗号化MPEGに準拠した修正プログラムストリームに組み立て、暗号化MPEGに準拠した修正プログラムストリームを出力するように構成されている、電子装置が提供される。

本発明の第２の構成によれば、トランスポートストリームデマルチプレクサ兼復号器と、プログラムストリームコンストラクタと、ストレージサブシステムと、プログラムストリームデマルチプレクサ兼復号器とを備え、トランスポートストリームデマルチプレクサ兼復号器は暗号化MPEGトランスポートストリームを受信するように構成されると共に、暗号化MPEGトランスポートストリームを第１ビデオエレメンタリストリームおよび第１オーディオエレメンタリストリームに変換するように構成され、第１ビデオエレメンタリストリームおよび第１オーディオエレメンタリストリームはオーディオ・ビデオ復号器兼プレゼンタによって受信され、オーディオ・ビデオ復号器兼プレゼンタは第１ビデオおよびオーディオエレメンタリストリームに基づいて再生可能な信号を出力するように構成され、プログラムストリームコンストラクタは暗号化MPEGトランスポートストリームを受信し、その暗号化MPEGトランスポートストリームから暗号化MPEGに準拠した修正プログラムストリームを作成し出力するように構成され、暗号化MPEGに準拠した修正プログラムストリームはMPEGパケット化エレメンタリストリームデータ構造のパックからなり、ストレージサブシステムは暗号化MPEGに準拠した修正プログラムストリームを記憶するように構成され、プログラムストリームデマルチプレクサ兼復号器は暗号化MPEGに準拠した修正プログラムストリームを受信し、その暗号化MPEGに準拠した修正プログラムストリームを第２ビデオエレメンタリストリームおよび第２オーディオエレメンタリストリームに変換するように構成され、第２ビデオエレメンタリストリームおよび第２オーディオエレメンタリストリームはオーディオ・ビデオ復号器兼プレゼンタによって受信され、オーディオ・ビデオ復号器兼プレゼンタは第２ビデオ・オーディオエレメンタリストリームに基づいて再生可能な信号を出力するように構成されている、暗号化MPEGトランスポートストリーム用受信機が提供される。

本発明の第３の構成によれば、暗号化MPEGトランスポートストリームからプログラムマップテーブルを抽出し、MPEGパケット化エレメンタリストリームデータ構造を生成するするステップと、暗号化MPEGトランスポートストリームからMPEGパケット化エレメンタリストリームデータ構造内の条件付きアクセステーブルストリームを抽出するステップと、暗号化MPEGトランスポートストリームからプログラムストリームディレクトリを抽出し、MPEGパケット化エレメンタリストリームデータ構造内にプログラムストリームディレクトリストリームを生成するステップと、選択された単一プログラムの全てのトランスポートストリームパケットのパケットIDを決定するステップと、暗号化MPEGトランスポートストリームからMPEGパケット化エレメンタリストリームデータ構造の中にエンタイトルメントマネージメントメッセージストリームを生成するステップと、エンタイトルメントマネージメントメッセージストリームの生成後に、暗号化MPEGトランスポートストリームからビデオパケットを、また１つまたはそれ以上のオーディオチャネルおよびエンタイトルメント制御メッセージから単一の選択されたプログラムに属するパケットIDを持つパケットをそれぞれ抽出して選択し、選択されたビデオ、オーディオチャネル、およびエンタイトルメント制御メッセージから、ただ１つのストリームタイプを有する分離されたMPEGパケット化エレメンタリストリームデータ構造内に暗号化ビデオストリーム、ただ１つのオーディオチャネルを含む１つまたはそれ以上の暗号化オーディオチャネルストリーム、およびエンタイトルメント制御メッセージストリームをそれぞれ生成するステップと、プログラムストリームマップストリーム、条件付きアクセステーブルストリーム、プログラムストリームディレクトリ、エンタイトルメントマネージメントメッセージストリーム、暗号化ビデオストリーム、暗号化オーディオチャネルストリーム、およびエンタイトルメント制御メッセージストリームを１つの暗号化修正プログラムストリームに組み立てるステップと、を備えるMPEGプログラムストリームを生成する方法が提供される。

本発明の特徴は添付の特許請求の範囲に特定されている。しかしながら本発明は添付図面との関連において実施例についての以下の詳細な説明を参照することによってさらに良好に理解されよう。

MPEG２の用語およびデータ構造が本発明の説明において用いられる。用語MPEG２はMPEG１、MPEG４、MPEG７、ディジタル衛星システム（DSS）データ構造、またはMPEG２規格による共通のデータストリーム構造を共有し、またはMPEG２規格に従って作成される他の規格によって置き換えることができるものと理解されるべきものである。さらに用語MPEGはそれら前述の規格の全てをカバーするものとする。

図１〜３は本発明を理解するために示したものであって、単にMPEG２規格によるディジタルデータストリーム構造を示したものである。

図１はMPEG２トランスポートストリームのデータ構造の説明図である。トランスポートストリームは複数のプログラムを搬送する。トランスポートストリームはそれぞれヘッダおよびペイロードを含むマルチプル１８８バイトユニットからなっている。ヘッダは以下のフィールドに分割されている。すなわち、SYNCバイトフィールド、トランスポートエラーインジケータフィールド、ペイロードユニットスタートインジケータフィールド、トランスポート優先フィールド、パケットID（PID）フィールド、トランスポートスクランブリング制御フィールド、アダプテーションフィールド制御フィールド、連続カウンタフィールド、およびアダプテーションフィールドがそれである。ペイロードユニットスタートインジケータフィールド、PIDフィールド、およびトランスポートスクランブリング制御フィールドは本発明にとって特に関心事となるフィールドである。

アダプテーションフィールドはさらに次のフィールドに分割される。すなわち、アダプテーションフィールド長フィールド、不連続カウンタフィールド、ランダムアクセスインジケータフィールド、エレメンタリイストリーム優先インジケータフィールド、オプションフィールズフィールドにポイントする５フラグのフィールド、およびスタッフィングバイトフィールドがそれである。

オプションフィールズフィールドはさらにプログラムクロック基準（リファレンス）（PCR）フィールド、旧プログラムクロック基準（OPCR）フィールド、スプライスカウンタフィールド、トランスポートプライベートデータ長フィールド、トランスポートプライベートデータフィールド、アダプテーションフィールド拡張長フィールド、およびオプションフィールズフィールドにポイントする３フラグのフィールドに分割される。PCRフィールドは本発明にとって特に関心事となるフィールドである。

オプションフィールズフィールドはさらに図１に示されているように複数のフィールドに分割される。

各ペイロードは一般にパケット化エレメンタリストリーム（PES）の断片の形のデータを含む。しかしながら他のデータフォーマットのデータもペイロードにパックさせることができる。ビデオ、オーディオ、エンタイトルメントマネージメントメッセージ、およびエンタイトルメント制御メッセージデータは常にPESフォーマットでパックされる。MPEG２PESストリームのデータ構造は図３に示され、後段で説明される。

図２はMPEG２プログラムストリームのデータ構造を示すものである。プログラムストリームはそれぞれパックヘッダおよび１つまたはそれ以上のPESパケットに分割された複数のパックからなる可変長構造をしている。プログラムストリームはただ１つのプログラムしか搬送しない。MPEG２PESストリームのデータ構造は図３に示され、後で説明される。パックヘッダは次のフィールドに分割される。すなわち、パックスタートコードフィールド、“０１′”フィールド、システムクロック基準（SCR）フィールド、プログラムMUXレートフィールド、パックスタッフィング長フィールド、パックスタッフィングバイトフィールド、およびシステムヘッダフィールドがそれである。SCRおよびプログラムMUXレートフィールドは本発明にとって特に関心事となるフィールドである。

システムヘッダフィールドはさらにシステムヘッダスタートコードフィールド、ヘッダ長フィールド、レートバウンドフィールド、オーディオバウンドフィールド、固定フラグフィールド、CSPSフラグ、ビデオバウンドフィールド、およびＮループフィールドに分割される。
フィールド

ＮループフィールドはさらにストリームIDフィールド、“１１”フィールド、P−STDバッファバウンドスケールフィールド、P−STDバッファサイズバウンドフィールド、およびその他のフィールドに分割される。ストリームIDフィールドは本発明にとって特に関心事となるフィールドである。

図３はMPEG２パケット化エレメンタリイストリーム（PES）のデータ構造を示すものである。PESストリームはパケットスタートコードプレフィックスフィールド、ストリームIDフィールド、PESパケット長フィールド、オプションPESヘッダフィールド、および実際のPESパケットデータ用のフィールドからなる可変長構造をしている。ここでもストリームIDは本発明にとって特に関心事となるものである。オプションPESヘッダフィールドは図３に示されているようにさらに下位にサブ分割される。

図４は本発明による修正MPEG２プログラムストリームを示すものである。図４に示されている修正プログラムストリームは、修正プログラムストリーム内のパックフィールドが複数のPESに対立するものとしてただ１つのPESパケットしか含まないことを除いて、図２に示され説明されているプログラムストリームに類似している。１つのパック内に１つのPESパケットを配置する理由は、暗号化ビデオPESおよび暗号化オーディオPESの分離を確実にすることにある。それによって、プログラムストリームを作成する前に第１の復号化に対する必要性を回避することができる。修正プログラムストリームはMPEG２に準拠したストリームである。

次に図４に示され前述された修正プログラムストリームを作成するためのハードウェアについて説明する。図５は本発明による修正MPEG２プログラムストリームを生成し再生する受信機のブロック図である。図５において、受信機１００は、条件付きアクセスサブシステム１１０を含む受信機コンローラ１０５と、チューナ兼復調器１１５とを備えている。チューナ兼復調器１１５は、サービスプロバイダによって提供された暗号化MPEG２ディジタルデータストリーム１１２を受信し、暗号化トランスポートストリーム１２０をトランスポートストリームデマルチプレクサ兼復号器１２５およびプログラムストリームコンストラクタ１３０に送出する。条件付きアクセスサブシステム１１０はトランスポートストリームデマルチプレクサ兼復号器１２５およびプログラムストリームデマルチプレクサ兼復号器１５５に復号サポートを提供する機能を持っている。トランスポートストリームデマルチプレクサ兼復号器１２５は暗号化トランスポートストリーム１２０を第１ビデオエレメンタリストリーム（ES）１３５および第１オーディオESストリーム１４０に変換する。

プログラムストリームコンストラクタ１３０は暗号化トランスポートストリーム１２０を図４に示され前述されたように暗号化され修正されたプログラムストリーム１４５に変換する。プログラムストリームコンストラクタ１３０はトランスポートストリーム１２０を実際に復号化することなしに修正プログラムストリーム１４５を生成する。修正プログラムストリーム１４５は後の再生のためにストレージサブシステム１５０に記憶される。ストレージサブシステム１５０はハードディスクや、書換え可能CDドライブ、書換え可能DVDドライブ、半導体記憶装置、または同等のテープのような記憶媒体でありうる。

再生のために、プログラムストリームデマルチプレクサ兼復号器１５５がストレージサブシステム１５０から暗号化修正プログラムストリーム１４５を読出し、その暗号化修正プログラムストリームを第２ビデオESストリーム１６０および第２オーディオESストリーム１６５に変換する。

オーディオビデオ復号器１７０が第１または第２ビデオESストリーム１３５または１６０と第１または第２オーディオESストリーム１４０または１６５とを受信し、それらを通常のテレビジョンや、オーディオ装置、コンピュータ装置等で用いるのに適した再生可能な出力１７５に変換する。

受信機コントローラ１０５および条件付きアクセスサブシステム１１０から種々の制御信号および制御ワードが受信機１００の種々のブロックに送出される。特に注意すべきことは、受信機コントローラ１０５とプログラムストリームコンストラクタ１３０との間で送信される制御信号１８０である。

図６は図５のプログラムストリームコンストラクタ１３０の内部構成を示すブロック図である。図６において、プログラムストリームコンストラクタ１３０は暗号化トランスポートストリーム１２０のコンテンツを選択し、選択されたコンテンツをPESユニットストリームに変換するトランスポートストリームアナライザ１８５を含む。PESユニットストリームはファーストイン・ファーストアウト（FIFO）バッファ１９０Ａ〜１９０Ｇに記憶される。各FIFOバッファ１９０Ａ〜１９０Ｇは複数のPESユニットを含みうるが、各FIFOバッファ１９０Ａ〜１９０Ｇは以下に述べるような単一タイプのPESユニットを含むものとする。FIFOバッファ１９０Ａ〜１９０Ｇの内容は暗号化修正プログラムストリーム１４５を形成するためにパケットマルチプレクサ２０５によって組み合わされる（図５参照）。FIFOバッファ１９０Ａ〜１９０Ｇは任意の与えられた瞬間におけるPESユニットのサイズおよび数に依存してダイナミックに割り当てられるものとすることができる。プログラムストリームコンストラクタ１３０はさらにコントローラ１９５とPCR／SCR変換器２００とを含む。

トランスポートストリームアナライザ１８５は暗号化トランスポートストリーム１２０を捜索し、そこからプログラムマップテーブル（PMT）を搬送するPIDを指示するPID０のプログラム関連テーブル（PAT）を抽出する。PID０は常にクリアである（暗号化されていない）。PMTはプログラムセット（記憶されるべく選択されたプログラム）用のビデオ、オーディオ、およびエンタイトルメント制御メッセージ（ECM）の決定を許可する。ECMはプログラム暗号化を制御する。

トランスポートストリームアナライザ１８５はさらに暗号化トランスポートストリーム１２０を入力し、そこからプログラムアクセスを制御するエンタイトルメントマネージメントメッセージ（EMM）を搬送するＰIDを指示するPID１の条件付きアクセステーブルを抽出する。

トランスポートストリームアナライザ１８５はさらに、アラインメントバウンダリーの始まりでトランスポートストリームペイロードがスタートする時を各PIDに対して検出する。すなわち、それはトランスポートストリームパケットのペイロードユニットスタートフィールド（図１参照）がプログラムセット内の各PIDに対して真である時を検出すると共に、PCR／SCR変換器２００にそれを即座に送信するプログラムクロック基準（PCR）を検出する。したがって、FIFOバッファ１９０Ａ〜１９０Ｇはそれぞれ少なくとも１つのPESユニットを含むかどうかを指示する手段と、もし複数のPESユニットを含んでいたら各PESユニットのバウンダリを表示する手段とを含む。

トランスポートストリームアナライザ１８５の他の２つの機能は、第１EMMユニットが暗号化トランスポートストリーム１２０内で検出された時を決定することと、PID群に対して全てのトランスポートストリームパケットに基づいて平均総計ストリームレート（プログラムMUXレート）を計算することとである。トランスポートストリームアナライザ１８５はまた、通常要求され当業者にとって良く知られた他の種々のパラメータをプログラムストリームを作成するために通過させ、暗号化修正プログラムストリーム１４５を作成するためにパケットマルチプレクサ（パケットMUX）２０５に送出する。

トランスポートストリームアナライザ１８５はPCR／SCR変換器２００に各新PCRを送出する。PCR／SCR変換器２００は受信機コントローラ１０５（図５参照）からのクロック信号１８０Ａ（図６参照）に基づき、最新のPCRが受信された時とパケットMUX２０５に入力されるSCRが要求された時との間の時間遅れに基づく新SCRを生成する。トランスポートストリームアナライザ１８５はPMTをPSマップに変成し、そのPSマップをPESとしてカプセル化し、FIFOバッファ１９０Ａに記憶させる。トランスポートストリームアナライザ１８５はCATをストリーム型プライベートデータを有するPESとしてカプセル化し、FIFOバッファ１９０Ｂに記憶させる。トランスポートストリームアナライザ１８５は受信機コントローラ１０５（図５参照）をポーリングし、PS DIRをPESとしてカプセル化し、FIFOバッファ１９０Ｃに記憶させる。トランスポートストリームアナライザ１８５がプログラムMUXレートをを計算した後、そのプログラムMUXレートはパケットマルチプレクサ２０５に入力される。トランスポートストリームアナライザ１８５は暗号化ビデオPESをFIFOバッファ１９０Ｄに記憶させ、暗号化オーディオPESをFIFOバッファ１９０Ｅ１，１９０Ｅ２等に記憶させ、ＥＭＳ PESをFIFOバッファ１９０Ｆに記憶させ、さらにECM PESをFIFOバッファ１９０Ｇに記憶させる。

パケットマルチプレクサ２０５は、それぞれ少なくとも１つのPESユニットおよびSCR並びにプログラムMUXレートを含むFIFOバッファ１９０Ａ〜１９０Ｇの可変セットからの入力を行い、トランスポートストリームアナライザ１８５からの前述の他のパラメータを加える。少なくとも１つのPESユニットを含むFIFOバッファはレディバッファと定義される。パケットマルチプレクサ２０５は、FIFOバッファが決してオーバフローを起こすことなく、また各PESに対して通過遅れが最短化されるようなやり方で全てのレディバッファがサービスを受けるという方針を実行する。一例においては、FIFOバッファは予め定められた順序でサービスされる。FIFOバッファがサービスを受ける準備ができると、そのPESユニットがパック構造にカプセル化される（図４参照）。１つの時点でただ１つのFIFOバッファがカプセル化される。結果として生ずる修正プログラムストリームは複数のパックであり、各パックはただ１つのストリームタイプのみを含み、それはPSマップ、CAT、 PS DIR、ビデオ、オーディオ、EMM、またはECMタイプである。パックが生成される時ごとに、それぞれ最後に調整されたPCR値がパックヘッダ内のSCRフィールドの場所に挿入され、ストリーム総計レートの計算値がパックヘッダ内のフィールドプログラムMUXレートに置かれる（図４参照）。プログラムストリームシステムヘッダのストリームIDフィールド（図２参照）がPMT（または先進テレビジョン選択委員会（ATSＣ）のケースにおけるプログラム特殊情報プロトコルストリーム（PSIP））から決定される値を用いて選択されたプログラムのプログラムストリームヘッダ内のストリームIDの値に自らセットされる。

図７はプログラムクロック基準を本発明によるシステムクロック基準に変換する方法ステップを示すフローチャートである。ステップ３００において、トランスポートストリームが連続的に分析され、トランスポートストリームとして抽出された適切なパラメータが受信される。これらのパラメータはPCR、PMT、CAT、EMM、ECM、PID、およびペイロードユニットスタートを含む。ステップ３０５において、抽出されたパラメータがPCRか否かの決定が行われる。抽出されたパラメータがPCRでなければ、PCRが検出されるまでステップ３００および３０５が繰り返される。抽出されたパラメータがPCRであれば、ステップ３１０において、PCRの値がセーブされ、受信機内部クロックタイムの現在値がT0として記録される。ステップ３１５において、プログラムストリームパックがレディであるか否かの決定が行われ、もし否であれば、この方法はステップ３２１に進む。プログラムストリームパックがレディであれば、ステップ３２０において受信機内部クロックタイムの現在値がT1としてセーブされ、SCRの値が、SCR＝PCR＋(T1−T0)として計算され、プログラムストリームパックのパックヘッダの計算値がパックヘッダ内のフィールドプログラムMUXレートに置かれる（図４参照）。次にこの方法はステップ３２１に進む。ステップ３２１において、トランスポートストリームが連続的に分析され、トランスポートストリームとして抽出された適切なパラメータが受信される。ステップ３２２において、抽出されたパラメータが、ステップ３１０において先にセーブされたPCRと異なっているか否かが決定される。PCRが同じであれば、この方法はステップ３１５に進む。そうでなければ、この方法はステップ３１０に進む。

図８はプログラムマップテーブルを本発明によるプログラムストリームマップに変換する方法ステップを示すフローチャートである。ステップ３２５において、トランスポートストリームが連続的に分析され、適切なパラメータが図７のステップ３００におけるのと同様に抽出される。ステップ３３０において、抽出されたパラメータがPMTであるか否かの決定が行われる。抽出されたパラメータがPMTでなければ、PMTが検出されるまでステップ３２５および３３０が繰り返される。抽出されたパラメータがPMTであれば、ステップ３３５においてPMTがPSマップに変成される。PMTはまた将来の基準（リファレンス）のために記憶される。ステップ３４０において、PSマップはPES構造にカプセル化され、トランスポートストリームパックのパックヘッダのストリームフィールド（図４参照）が0XBCにセットされる。ステップ３４５において、PESがマーカ付きでFIFOバッファに書き込まれる。次にステップ３４５に戻り、連続的に繰り返し動作する。

図９は本発明によるトランスポートストリームから条件付きアクセステーブルを抽出する方法ステップを示すフローチャートである。ステップ３５０において、トランスポートストリームが連続的に分析され、図７のステップ３００と同様にして適切なパラメータが抽出される。ステップ３５５において、抽出されたパラメータがCATであるか否かの決定が行われる。抽出されたパラメータがCATでなければ、CATが検出されるまでステップ３５０および３５５が繰り返される。抽出されたパラメータがCATであれば、ステップ３６０においてCATがPES構造内にカプセル化され、PESヘッダのストリームIDフィールド（図３参照）が0xBF（それはプライベートストリーム２として読み出される）にセットされる。ステップ３６５において、PESがマーカ付きでFIFOバッファに書き込まれる。次にこの方法はステップ３５０に戻り、連続的に繰り返される。

図１０は本発明によるトランスポートストリームからプログラムストリームディレクトリを抽出する方法ステップを示すフローチャートである。ステップ３７０において、受信機がPSディレクトリに対してポーリングされる。（受信機はトランスポートストリームからPSディレクトリを抽出する）。ステップ３７５において、PSディレクトリが有効であるか否かの決定が行われる。PSディレクトリが有効でなければ、PSディレクトリが有効になるまでステップ３７０および３７５が繰り返される。PSディレクトリが有効になれば、ステップ３８０においてPSディレクトリがPES構造内にカプセル化され、PESのパックヘッダのストリームIDフィールド（図３参照）が0XFFににセットされる（それはプログラムストリームディレクトリとして読み出される）。ステップ３８５において、トランスポートストリームパックがマーカ付きでFIFOバッファに書き込まれる。次にこの方法はステップ３７０に戻り、連続的に繰り返される。

図１１は本発明によるトランスポートストリームからエンタイトルメント・マネージメント・メッセージ、エンタイトルメント制御メッセージ、ビデオPES、およびオーディオPESを抽出する方法ステップを示すフローチャートである。ステップ３９０において、トランスポートストリームが連続的に分析され、適切なパラメータが図７のステップ３００と同様にして抽出される。ステップ３９５において、プログラムセット内の全てのビデオ、オーディオ、ECM、およびEMMに対するＰIDが既知であるか否かの決定が行われる。ＰIDのセットは選択されたプログラムの数、並びにPAT、CAT、およびPMT（またはＡTSC用のPSIP）の内容に依存する。PIDが全て既知でなければ、プログラムセット内のPIDが全て既知となるまでステップ３９０および３９５が繰り返される。PIDが全て既知であれば、ステップ４００においてFIFOバッファが各PIDストリーム（すなわち、EMM、ビデオ、複数のオーディオ、ECM）に対して割り当てられる。

ステップ４０５において、トランスポートストリームが連続的分析され、適切なパラメータが図７のステップ３００と同様にして抽出される。ステップ４１０において、抽出されたパラメータがEMMであるか否かの決定が行われる。抽出されたパラメータがEMMでなければ、EMMが検出されるまでステップ４０５および４１０が繰り返される。抽出されたパラメータがEMMであれば、ステップ４１５において、EMM PES構造がFIFOバッファ内に割り当てられたEMMに記憶される。

次にステップ４２０において、トランスポートストリームが連続的に分析され、適切なパラメータが図７のステップ３００と同様にして抽出される。ステップ４２５および４３０において、選択されたプログラムセット内のＰID付きPESのトランスポートストリーム内のペイロードのペイロードユニットスタートインジケータであるか否かの決定が行われる。パラメータがペイロードユニットスタートインジケータでないか、または選択されたプログラムのＰIDに対するものでなければ、両条件付きが適合されるまでステップ４２０、４２５、および４３０が繰り返される。

次にステップ４３５において、PESバウンダリが対応する割り当てられたFIFOバッファにマークされ、ステップ４４０においてPESパケットが対応する割り当てられたFIFOバッファに書き込まれる。

次にステップ４４５において、トランスポートストリームが連続的に分析され、付加的なPIDが抽出される。ステップ４５０には起こりうる３つの可能ルートがある。抽出されたパラメータが選択されたプログラムセット内に存在しないPIDであれば、ステップ４４５が繰り返される。抽出されたパラメータが選択されたプログラムセットの中に存在するが、PESのスタートではないPIDであれば、この方法はステップ４４０に戻って循環し、すでに記憶されたPES（もし存在すれば）の後にFIFOバッファに書き込まれる。もし抽出されたパラメータが選択されたプログラムセット内のPIDであり、かつPESのスタートであれば、この方法はステップ４２５に戻って循環する。ステップ４２０〜４５０は連続的に繰り返される。

トランスポートストリームは連続的に分析されており、パラメータが抽出されることを理解しなければならない。抽出されたパラメータのタイプおよび値の少なくとも一方に依存して、図７〜１１に示されているフローの１つまたはそれ以上が活性化される。

図１２は本発明による修正トランスポートストリームを生成する方法ステップを示すフローチャートである。図１２は実質的に図６に示され説明されたパケットマルチプレクサ２０５の動作を説明するものである。ステップ４５５において、第一にEMM FIFOバッファ内にEMM PESが存在するか否かによって、修正トランスポートストリームの生成が待機させられる。次にステップ４６０において、いずれかの非EMM FIFOバッファ内に少なくとも１つのPESパケットが存在するか否かによって、修正されたトランスポートストリームの生成が待機させられる。少なくとも１つのEMM PESと他の１つのタイプのPESの存在という条件付き下で、この方法はステップ４６５へ進む。

ステップ４６５において第１PCRが認識されていたかどうかが決定される。ステップ４６５においてPCRが認識されていた時は、ステップ４７０において修正トランスポートストリーム（図４参照）のためのパックがEMM FIFOバッファから１つのPESパケットと共に構成される。ステップ４７５において、変換されたPCR値（図６参照）がパックヘッダのSCRフィールドに置かれる。ステップ４８０において、パックヘッダ内のストリームIDが0XF1にセットされ、ステップ４８５において、他のヘッダフィールドが適当にセットされる。次にこの方法はステップ５０５へと続く。

第１PCRが認識されていなかったら、第１PCRが認識されるまでステップ４６５が繰り返される。ステップ４５５〜４８５が実行されている間に非EMM FIFOバッファが満たされることに注意しなければならない。

ステップ５０５において、いずれかのEMM FIFOバッファが完全なPESパケットを含むか否かが決定される。もし「含む」と決定されたら、この方法はステップ５１５へ進み、含まないと決定されたらステップ５０５が繰り返される。

ステップ５１５において修正されたトランスポートストリーム（図４参照）が対応する非EMM FIFOバッファから１つのPESパケットによって作成される。ステップ５２０において、最後に変換されたPCR値（図６参照）がパックヘッダのSCRフィールドに置かれる。ステップ５２５において、パックヘッダ内のストリームIDがパケットタイプ（表１参照）に従ってセットされ、ステップ５３０において、他のヘッダフィールドがプログラムMUXレート（図６参照）を含むように適当にセットされる。次にこの方法はステップ５３５へと続く。

ステップ５３５において、全てのFIFOバッファが現在のサイクルに対してサービスを受け、かつプログラムストリーム作成プロセスが全体として実行されているか否かが決定される。もし「否（NO）」であれば、この方法はステップ５０５へ戻る。また全てのFIFOバッファがサービスを受け、かつプログラムストリーム作成プロセスが完全に実行されていれば（YESであれば）、この方法はステップ４５５へ戻る。

表１
ストリームID ストリームコーディング
1011 1100 プログラムストリームマップ
1011 1111 プライベートストリーム２（PESに変換されたCAT用）
110x xxxx ISO/IEC 13818 または ISO/IEC 11172−3オーディオストリーム
番号 x xxxx （PMTに配置された順番に基づくストリーム番号
フィールドをセット）
1110 xxxx ITU−T Rec. H262 ｜ ISO/IEC 13818−2 または ISO/IEC 11172−2
ビデオストリーム番号 xxxx （PMTに配置された順番に基づく
ストリーム番号フィールドをセット）
1111 0000 ECMストリーム
1111 0001 EMMストリーム
1111 1111 プログラムストリームディレクトリ

本発明の実施例の説明は本発明を理解するためになされたものである。本発明は本明細書に記載された特定の実施例に限定されるものではなく、本発明の範囲から逸脱しない限り当業者にとって明らかな種々の修正や、再配置、置換等が可能であることを理解されたい。したがって、特許請求の範囲は本発明の技術思想および範囲内で上述の修正および変更を全てカバーするものである。

MPEG２トランスポートストリームのデータ構造の説明図である。 MPEG２プログラムストリームのデータ構造の説明図である。 MPEG２パケット化エレメンタリイストリームのデータ構造の説明図である。本発明による修正MPEG２プログラムストリームのデータ構造の説明図である。本発明による修正MPEG２プログラムストリームを生成し再生する受信機のブロック図である。図５のプログラムストリームコンストラクタのブロック図である。プログラムクロック基準を本発明によるシステムクロック基準に変換する方法ステップを示すフローチャートである。プログラムマップテーブルを本発明によるプログラムストリームマップに変換する方法ステップを示すフローチャートである。本発明によるトランスポートストリームから条件付きアクセステーブルを抽出する方法ステップを示すフローチャートである。本発明によるトランスポートストリームからプログラムストリームディレクトリを抽出する方法ステップを示すフローチャートである。本発明によるトランスポートストリームからエンタイトルメントマネージメントメッセージ、エンタイトルメント制御メッセージ、ビデオPES、およびオーディオPESを抽出する方法ステップを示すフローチャートである。本発明による修正トランスポートストリームを生成する方法ステップを示すフローチャートである。

Claims

トランスポートストリームアナライザとパケットマルチプレクサとを備え、
前記トランスポートストリームアナライザは暗号化MPEGトランスポートストリームを受信し、プログラムストリームマップストリーム、条件付きアクセステーブルストリーム、プログラムストリームディレクトリストリーム、暗号化ビデオ信号ストリーム、１つまたはそれ以上の暗号化オーディオストリーム、エンタイトルメント制御メッセージストリーム、およびエンタイトルメントマネージメントメッセージストリームを出力するように構成され、前記各ストリームは全てMPEGパケット化エレメンタリストリームデータ構造をしており、
前記パケットマルチプレクサは前記トランスポートストリームアナライザの出力を受信し、前記トランスポートストリームアナライザの出力を、MPEGパケット化エレメンタリストリームデータ構造のパケットからなる暗号化MPEGに準拠した修正プログラムストリームに組み立て、前記暗号化MPEGに準拠した修正プログラムストリームを出力するように構成されている、
電子装置。
前記トランスポートストリームアナライザの出力が前記パケットマルチプレクサによって受信される前に前記トランスポートストリームアナライザの出力を一時的に記憶するFIFOバッファ群をさらに備えている請求項１に記載の電子装置。
前記MPEGに準拠した修正プログラムストリームの各パックが単一のMPEGパケット化エレメンタリストリームパケットを含んでいる請求項１に記載の電子装置。
各MPEG単一パケット化エレメンタリストリームパケットが単一ストリームタイプを持っている請求項３に記載の電子装置。
前記暗号化MPEGトランスポートストリーム内のフィールドから取り出されたプログラムクロック基準値の修正された値を前記暗号化MPEGに準拠した修正プログラムストリームのシステムクロック基準フィールドに周期的に挿入する手段をさらに備えている請求項１に記載の電子装置。
前記ストリームの全ての平均総計ストリームレート値を計算し、前記総計ストリームレート値を前記暗号化MPEGに準拠した修正プログラムストリームの各パケットのパックヘッダ内のプログラムMUXレートフィールドに書き込む手段をさらに備えている請求項１に記載の電子装置。
前記プログラムストリームマップストリーム、前記条件付きアクセステーブルストリーム、前記プログラムストリームディレクトリストリーム、前記暗号化ビデオ信号ストリーム、前記１つまたはそれ以上の暗号化オーディオストリーム、前記エンタイトルメント制御メッセージストリーム、および前記エンタイトルメントマネージメントメッセージストリームが同じ単一プログラムを備えている請求項１に記載の電子装置。
前記暗号化MPEGに準拠した修正プログラムストリームがトランスポートストリームレベル暗号に等価なレベルで暗号化されている請求項１に記載の電子装置。
トランスポートストリームデマルチプレクサ兼復号器と、プログラムストリームコンストラクタと、ストレージサブシステムと、プログラムストリームデマルチプレクサ兼復号器とを備え、
前記トランスポートストリームデマルチプレクサ兼復号器は暗号化MPEGトランスポートストリームを受信するように構成されると共に、前記暗号化MPEGトランスポートストリームを第１ビデオエレメンタリストリームおよび第１オーディオエレメンタリストリームに変換するように構成され、前記第１ビデオエレメンタリストリームおよび前記第１オーディオエレメンタリストリームはオーディオ・ビデオ復号器兼プレゼンタによって受信され、前記オーディオ・ビデオ復号器兼プレゼンタは前記第１ビデオおよびオーディオエレメンタリストリームに基づいて再生可能な信号を出力するように構成され、
前記プログラムストリームコンストラクタは前記暗号化MPEGトランスポートストリームを受信し、その暗号化MPEGトランスポートストリームから暗号化MPEGに準拠した修正プログラムストリームを作成し出力するように構成され、前記暗号化MPEGに準拠した修正プログラムストリームはMPEGパケット化エレメンタリストリームデータ構造のパックからなり、
前記ストレージサブシステムは前記暗号化MPEGに準拠した修正プログラムストリームを記憶するように構成され、
前記プログラムストリームデマルチプレクサ兼復号器は前記暗号化MPEGに準拠した修正プログラムストリームを受信し、その暗号化MPEGに準拠した修正プログラムストリームを第２ビデオエレメンタリストリームおよび第２オーディオエレメンタリストリームに変換するように構成され、前記第２ビデオエレメンタリストリームおよび前記第２オーディオエレメンタリストリームは前記オーディオ・ビデオ復号器兼プレゼンタによって受信され、前記オーディオ・ビデオ復号器兼プレゼンタは前記第２ビデオ・オーディオエレメンタリストリームに基づいて再生可能な信号を出力するように構成されている、
暗号化MPEGトランスポートストリーム用受信機。
前記プログラムストリームコンストラクタがトランスポートストリームアナライザおよびパケットマルチプレクサを備え、
前記トランスポートストリームアナライザは前記暗号化MPEGトランスポートストリームを受信し、プログラムストリームマップストリーム、条件付きアクセステーブルストリーム、プログラムストリームディレクトリストリーム、暗号化ビデオ信号ストリーム、１つまたはそれ以上の暗号化オーディオストリーム、エンタイトルメント制御メッセージストリーム、およびエンタイトルメントマネージメントメッセージストリームを出力するように構成され、前記各ストリームは全て暗号化MPEGトランスポートストリームに基づいて全てMPEGパケット化エレメンタリストリームデータ構造をしており、
前記パケットマルチプレクサは前記トランスポートストリームアナライザの出力を受信し、前記トランスポートストリームアナライザの出力を暗号化MPEGに準拠した修正プログラムストリームに組み立てると共に、その暗号化MPEGに準拠した修正プログラムストリームを出力するように構成されている、
請求項９に記載の受信機。
前記プログラムストリームコンストラクタは、前記トランスポートストリームアナライザの出力が前記パケットマルチプレクサによって受信される前に、そのトランスポートストリームアナライザの出力を一時的に記憶するFIFOバッファ群をさらに備えている請求項１０に記載の受信機。
前記MPEGに準拠した修正プログラムストリームの各パックが単一のMPEGパケット化エレメンタリストリームデータ構造を持っている請求項１０に記載の受信機。
各MPEG単一パケット化エレメンタリストリームパケットが単一ストリームタイプを持っている請求項１２に記載の受信機。
前記プログラムストリームコンストラクタが、前記暗号化MPEGトランスポートストリーム内のフィールドから取り出されたプログラムクロック基準値の修正された値を前記暗号化MPEGに準拠した修正プログラムストリームのシステムクロック基準フィールドに周期的に挿入する手段をさらに備えている請求項１０に記載の受信機。
前記ストリームの全ての平均総計ストリームレート値を計算し、前記総計ストリームレート値を前記暗号化MPEGに準拠した修正プログラムストリームの各パケットのパックヘッダ内のプログラムMUXレートフィールドに書き込む手段をさらに備えている請求項１０に記載の受信機。
前記プログラムストリームマップストリーム、前記条件付きアクセステーブルストリーム、前記プログラムストリームディレクトリストリーム、前記暗号化ビデオ信号ストリーム、前記１つまたはそれ以上の暗号化オーディオストリーム、前記エンタイトルメント制御メッセージストリーム、および前記エンタイトルメントマネージメントメッセージストリームが同じ単一プログラムを備えている請求項１０に記載の受信機。
前記暗号化MPEGに準拠した修正プログラムストリームがトランスポートストリームレベル暗号に等価なレベルで暗号化されている請求項１０に記載の受信機。
暗号化MPEGトランスポートストリームからプログラムマップテーブルを抽出し、MPEGパケット化エレメンタリストリームデータ構造を生成するするステップと、
前記暗号化MPEGトランスポートストリームから前記MPEGパケット化エレメンタリストリームデータ構造内の条件付きアクセステーブルストリームを抽出するステップと、
前記暗号化MPEGトランスポートストリームからプログラムストリームディレクトリを抽出し、前記MPEGパケット化エレメンタリストリームデータ構造内にプログラムストリームディレクトリストリームを生成するステップと、
選択された単一プログラムの全てのトランスポートストリームパケットのパケットIDを決定するステップと、
前記暗号化MPEGトランスポートストリームから前記MPEGパケット化エレメンタリストリームデータ構造の中にエンタイトルメントマネージメントメッセージストリームを生成するステップと、
前記エンタイトルメントマネージメントメッセージストリームの生成後に、前記暗号化MPEGトランスポートストリームからビデオパケットを、また１つまたはそれ以上のオーディオチャネルおよびエンタイトルメント制御メッセージから前記単一の選択されたプログラムに属するパケットIDを持つパケットをそれぞれ抽出して選択し、前記選択されたビデオ、オーディオチャネル、およびエンタイトルメント制御メッセージから、ただ１つのストリームタイプを有する分離されたMPEGパケット化エレメンタリストリームデータ構造内に暗号化ビデオストリーム、ただ１つのオーディオチャネルを含む１つまたはそれ以上の暗号化オーディオチャネルストリーム、およびエンタイトルメント制御メッセージストリームをそれぞれ生成するステップと、
前記プログラムストリームマップストリーム、前記条件付きアクセステーブルストリーム、前記プログラムストリームディレクトリ、前記エンタイトルメントマネージメントメッセージストリーム、前記暗号化ビデオストリーム、前記暗号化オーディオチャネルストリーム、および前記エンタイトルメント制御メッセージストリームを１つの暗号化修正プログラムストリームに組み立てるステップと、
を備えるMPEGプログラムストリームを生成する方法。
前記MPEGパケット化エレメンタリストリームパケットの各パケットのパケットヘッダ内のストリームIDフィールドに対して予め選択された値を書き込むステップをさらに備え、前記予め選択された値は各ストリームタイプに対して異なっている請求項１８に記載の方法。
前記暗号化MPEGトランスポートストリーム内のフィールドから取り出されたプログラムクロック基準値の修正値を前記暗号化MPEGに準拠した修正プログラムストリームのシステムクロック基準フィールドに周期的に挿入するステップをさらに備える請求項１８に記載の方法。
前記ストリームの全ての平均総計ストリームレート値を計算し、前記総計ストリームレート値を前記暗号化MPEGに準拠した修正プログラムストリームの各パケットのパックヘッダ内のプログラムMUXレートフィールドに書き込むステップをさらに備える請求項１８に記載の方法。
前記暗号化MPEGに準拠した修正プログラムストリームがトランスポートストリームレベル暗号に等価なレベルで暗号化されている請求項１８に記載の方法。