JP4597513B2 - 復号鍵をインストールするための装置および方法 - Google Patents

Description

本発明は、復号鍵をインストールするための方法および装置に関する。本発明は、ディジタル映画に関する新しく出現しつつある分野に有効に使用されることが可能である。

従来の映画産業においては、劇場の技師は劇場の観客席における行事である上映のために、撮影所からあるいは配給業者を通して、セルロイドフィルムのリールを入手する。フィルムのリールは特集プログラム(feature program)（長編映画）および複数の予告編そしてしばしば予告編として参照される他の宣伝用素材を含む。このアプローチはよく確立されており、約１００年にさかのぼる技術に基づいている。

最近映画業界において、この業界におけるセルロイドフィルムからディジタル化された画像および音声プログラムへの変動にともなって革命が生じて来ている。多くの発達した技術が組み合わせられ、これらの技術の集合はディジタル映画として知られはじめている。ディジタル映画は、長編映画、予告編、広告、およびその他の画像および音声を含む音声／視覚プログラムを、ディジタル技術を使用して世界中の劇場に“映画品質”で配給するためのシステムを与えるであろうことが計画されている。ディジタル映画は、動画映画産業を、３５ミリフィルムの１００歳になる媒体から、今日のディジタル／無線通信時代に優雅に変換することが可能であろう。この発達した技術は、映画産業のすべての分野のためになるであろう。

目的とするところは、ディジタル映画は、ディジタル化され、圧縮され、そして暗号化されている動画を、（ＤＶＤ‐ＲＯＭなどの）物理的媒体配送、あるいは衛星マルチキャスト法等の電子的伝送方法のいずれかを用いて、劇場に配送するであろうことである。認定された劇場は、ディジタル化されたプログラムを自動的に受信し、そしてそれらを、なお暗号化され、圧縮された間にハードディスク記憶装置内に保存する。各上映に際しては、ディジタル化された情報はハードディスク記憶装置からローカルエリアネットワークを経由して取り出され、復号され、圧縮解除(decompress)され、そしてそこで、高品質のディジタル音声を特徴とする、映画品質の電子的映写機を用いてディスプレーされるであろう。

ディジタル映画は、ディジタル圧縮、電子的セキュリティ手段、ネットワークアーキテクチャおよびマネージメント、伝送技術および経済的なハードウエア、ソフトウエアおよび集積回路設計を含む、多くの進歩した技術を包含するであろう。これらの技術は経済的で高信頼度であることが必要であり、そして安全システムは解析されそして発展されつつある。これらの技術は、ＭＰＥＧ‐２などの大部分の標準圧縮技術はテレビジョン品質に対して最適化されているために、画像圧縮の新しい形態を含む。従って、その技術と関係されたアーチファクトおよび他の歪みは、画像が大きいスクリーン上に映写されたときに容易に目立ってしまう。画像圧縮方法を採用したものは常に、映写された画像の最終的品質に影響するであろう。その結果、ディジタル映画応用に対しては、４０Ｍｂｐｓよりも少ない平均ビットレートにおいて“映画品質”画像を与えるために、とくに特別な圧縮システムが設計されてきている。この技術を用いて２時間の映画は、ディジタル多用途ディスク（ＤＶＤ）と呼ばれる媒体での輸送、あるいは無線リンクを経由しての伝送あるいは放送に対して適合するような、約４０ＧＢの記憶のみを必要とするであろう。

これは映画の配給に関して明らかな利点を有する一方で、これは、これとともに、本質的にこのような輸送および伝送は安全ではないというそれ自身の問題を伴う。暗号化および条件付きのアクセス方法がその結果また、映画の盗用を防ぐ目的で開発されつつある。暗号化は、認定されていないアクセスに対してよい保護を与えるが、しかし暗号化のための鍵が秘密にとどまる限りのみである。もしも鍵がアクセス可能であればそこで、盗人は容易に映画データを復号しそしてその結果映画を盗むことが可能であろうことから、暗号化は全く役に立たない。

本発明は、鍵およびその結果映画が盗まれることからの可能性を減じるように、暗号化鍵それ自身に対する増加されたセキュリティを与えることを目的としている。
本発明の一つの観点に従って、動作中の復号鍵を用いて暗号化されたプログラム信号を復号するための復号ユニットと、動作中の復号鍵を定義している暗号化されたデータを含む信号を受信するための受信機と、処理装置と、そして、暗号化されたデータを受信機から処理装置に転送するための第１の経路とを与え、そして第１の経路と分離しそして独立した、処理装置から復号ユニットにデータを転送するための第２の経路を与えるインタフェースとを含む、復号システムが与えられている。そしてここで、処理装置は、暗号化されたデータから動作中の復号鍵を抽出するようにプログラム鍵を用いて暗号化されたデータを復号し、そしてインタフェースの第２の経路を経由して復号ユニットに転送するために動作中の復号鍵を出力するように形成されている。

本発明の他の観点に従って、暗号化されたプログラム信号を復号するための装置が与えられている。なお装置は、動作中の復号鍵を定義しているデータを含む暗号化された鍵信号を受信するための受信手段と、第１のインタフェースを経由して暗号化された鍵信号を転送するための手段と、動作中の復号鍵を決定するために復号アルゴリズム内のプログラム鍵を用いて暗号化された鍵信号を復号するための、第１のインタフェースに接続された第１の手段と、動作中の復号鍵を第１のインタフェースと異なったそして動作的に分離した第２のインタフェースを経由して転送するための手段と、そして暗号化されたプログラム信号を動作中の復号鍵を用いて復号するための第２のインタフェースに接続された第２の手段とを含み、そしてここで、復号アルゴリズムは受信手段を経由してプログラム復号鍵と共に供給され、そして復号のためにそれから第１の手段にダウンロードされている。

本発明のさらなる観点に従って、一つの装置が与えられている。この装置においては、最初に、制御処理装置によって受信された復号アルゴリズムは、第１のインタフェース経路を経由して、復号処理装置に通される。そこでは、それ（復号アルゴリズム）は、そこから抽出されたプログラム復号鍵とともにインストールされる。そして続いて、制御処理装置によって受信された暗号化された動作中の復号鍵が、第１のインタフェース経路を越えて復号処理装置に通される。そこで復号処理装置において、それらは動作中の復号鍵を得るためにプログラム復号鍵を用いて復号され、それらはそこで第２のインタフェースを経由して、復号器への暗号化されたプログラム信号入力を復号する使用のために復号器に転送される。

本発明の他の観点に従って、復号鍵をインストールするための方法が与えられており、そこでは、最初に制御処理装置によって受信された復号アルゴリズムは、第１のインタフェース経路を経由して復号処理装置に通され、そこでそれは、そこから抽出されたプログラム復号鍵とともにインストールされる。そして続いて制御処理装置によって受信された暗号化された動作中の復号鍵は、第１のインタフェース経路を超えて復号処理装置に通される。そこで復号処理装置において、それらは動作中の復号鍵を得るためにプログラム復号鍵を用いて復号される。それらはそこで、第２のインタフェース経路を経由して、復号器への暗号化されたプログラム信号入力を復号する使用のために復号器に転送される。

この発明はまた、復号鍵をインストールするための方法を与える。なお方法は、動作中の復号鍵を定義している暗号化されたデータを含む信号を受信し、暗号化されたデータを第１の経路を超えて処理装置に転送し、暗号化されたデータから動作中の復号鍵を抽出するようにプログラム鍵を用いて処理装置において暗号化されたデータを復号し、動作中の復号鍵を、第１の経路と分離しそして独立した第２の経路を超えて復号ユニットに転送するために出力し、そして動作中の復号鍵を用いて復号ユニット内の暗号化されたプログラム信号を復号することを含む。

この発明はさらに、暗号化されたプログラム信号を復号するための方法を与えており、なお方法は、動作中の復号鍵を定義するデータを含む暗号化された鍵信号を受信し、この暗号化された鍵信号を第１のインタフェースを経由して転送し、動作中の復号鍵を決定するために復号アルゴリズム内のプログラム鍵を使用して暗号化された鍵信号を復号し、動作中の復号鍵を第１のインタフェースと異なり、そして動作的に分離した第２のインタフェースを経由して転送し、そして動作中の復号鍵を用いて暗号化されたプログラム信号を復号することを含み、そしてここで、復号アルゴリズムは、受信手段を経由してプログラム復号鍵とともに供給され、そして復号のために第１の手段に対してそれからダウンロードされる。

本発明に関する上記のおよびさらなる特徴は、添付された請求項の中に詳細に述べられており、そしてその利点と共に付属した図面に関して与えられる本発明の典型的な実施例の後述する詳細な記述の考慮によってより明白になるであろう。
以下の記述は、本発明が実施可能なディジタル映画システムの概観および現在望まれる実施例それ自身に関する詳細な開示の両者を与えることを意図している。ここに示されるシステムと同様なシステムは、“ディジタル画像および音声信号の符号化および記憶のための装置および方法”と題された、ＵＳＳＮ０９／５６４，１７４および、“ディジタル画像および音声信号の復号のための装置および方法”と題された、ＵＳＳＮ０９／５６３，８８０を含む、ともに２０００年３月３日に出願され、それらの教えはこの中に参照によって組み込まれている、この出願の譲受人に譲渡された他の出願の中に広く述べられている。

本発明を実施しているディジタル映画システム１００は、添付図面のうち図１に示されている。ディジタル映画システム１００は、２個の主要なシステム、少なくとも１個の中央設備すなわちハブ(hub)１０２および、少なくとも１個の上映すなわち劇場サブシステム１０４を含んでいる。ハブ１０２および劇場サブシステム１０４は、１９９８年３月８日に出願され、本発明と同じ譲受人に譲渡され、その教えは参照によってこの中に組み込まれている、出願中の米国特許出願シリアル番号０９／０７５，１５２のそれと同様な設計である。

画像および音声情報は、圧縮され記憶媒体上に保存され、そしてハブ１０２から劇場サブシステム１０４に配給される。一般に１個の劇場サブシステム１０４は、各劇場すなわち、画像あるいは音声情報を受信する上映場所ネットワーク内の上映場所に対して利用され、そして各上映観客席のために利用される一定した装置と同様に若干の集中化された装置を含む。

中央ハブ１０２においては、ソース発生器１０８はフィルム素材を受信し、そしてそのフィルムのディジタル版を発生する。このディジタル情報は、圧縮器／暗号化器（Ｃ／Ｅ）１１２によって圧縮されそして暗号化され、そしてハブ記憶デバイス１１６によって記憶媒体上に保存される。ネットワークマネージャ１２０は、モニターし、制御情報をソース発生器１０８、ＣＥ１１２、およびハブ記憶デバイス１１６に送出する。条件付きアクセスマネージャ１２４は、特定の劇場のみが特定のプログラムを上映することを認定されるように特定の電子キーイング情報を与える。

劇場サブシステム１０４において、劇場マネージャ１２８は観客席モジュール１３２を制御する。観客席モジュール１３２から受信された制御情報に基づいて、劇場記憶デバイス１３６は、記憶媒体上に保存された圧縮された情報を再生モジュール１４０に転送する。再生モジュール１４０は、劇場記憶デバイス１３６から圧縮された情報を受信し、そして圧縮された情報をあらかじめ設定されたシーケンス、サイズ、およびデータレートに準備する。再生モジュール１４０は、圧縮された情報を復号器１４４に出力する。復号器１４４は再生モジュール１４０からの圧縮された情報を入力し、そして復号、圧縮解除およびフォーマッティングを実行し、そして情報を映写機１４８および音響モジュール１５２に出力する。ともに観客席モジュール１３２の制御のもとに、映写機１４８は映写機上の情報を上映し、そして音響モジュール１５２は音響システム上の音響情報を演奏する。

動作中、ソース発生器１０８は、ディジタル化された電子的画像および／あるいはプログラムをシステムに与える。典型的には、ソース発生器１０８は、フィルム素材を受信し、そしてディジタル化された情報あるいはデータを含む磁気テープを生成する。フィルムは、動画あるいは他のプログラムのディジタル化された版を生成するために、非常に高い分解能をもってディジタル的に走査される。典型的には、既知の“テレビ映画(telecine)”処理が、よく知られたディジタル音声変換処理がプログラムの音声部分を発生している間に、画像情報を発生する。処理されている画像は、フィルムから与えられる必要はないが、しかし単一の画像あるいは静止フレーム形式の画像、あるいは種々の長さの動画として示されるこれらを含む一連のフレームあるいは画像であることが可能である。これらの画像は、画像プログラムとして参照されるものを生成するために、連続した、あるいは組として与えられることが可能である。さらに、視力障害のある観客のための可視キュートラック(cue tracks)、外国語および／あるいは聴力障害のある観客のための字幕、あるいはマルチメディア時刻キュートラック等の他の素材が与えられることが可能である。同様に、音声あるいはレコーディングの、単一のあるいは組が、必要とする音声プログラムを形成するために使用される。

代わりに、高分解能ディジタルカメラ、あるいは他の既知のディジタル画像発生デバイスあるいは方法がディジタル化された画像情報を与えるかも知れない。ディジタル化された画像情報を直接に生成するディジタルカメラの使用はとくに生のイベントの収集に対して、実質的に即時の、あるいは同時の配給であることから有用である。計算機ワークステーションあるいは同様の装置もまた、配給されるべき図表的な画像を直接に発生するために使用が可能である。

ディジタル画像情報あるいはプログラムは、非常に高い品質をもった原画像を再生するのに必要とされるディジタル情報の総量を減らしながら、あらかじめ選定された既知のフォーマット、あるいは処理を用いてディジタル信号を圧縮する圧縮器／暗号化器１１２に与えられる。画像ソースを圧縮するためにＡＢＳＤＣＴ技術が使用されることが好ましい。適切なＡＢＳＤＣＴ圧縮技術は、米国特許５，０２１，８９１、５，１０７，３４５、および５，４５２，１０４の中に開示されており、それらの教えは参照によってこの中に組み込まれている。音声情報はまた、標準技術を用いてディジタル的に圧縮されることが可能であり、そして圧縮された画像情報と時間同期されることが可能である。圧縮された画像および音声情報はそこで、暗号化され、そして／あるいは１個あるいはそれ以上の信頼できる電子的方法を使用してスクランブルされる。

ネットワークマネージャ１２０は、圧縮器／暗号化器１１２の状態をモニタし、そして圧縮された情報を、圧縮器／暗号化器１１２からハブ記憶デバイス１１６に差し向ける。ハブ記憶デバイス１１６は、１個あるいはそれ以上の記憶メディア（図８に示される）を含む。記憶媒体（ｍｅｄｉｕｍ／ｍｅｄｉａ）は、１個あるいはそれ以上のディジタル多用途ディスク（ＤＶＤ）あるいは取り外し可能なハードドライブ（ＲＨＤ）を含む、しかし限定されない、任意の形式の大容量データ記憶デバイスであるかも知れない。記憶媒体上への圧縮された情報の記憶のすぐ後に、記憶媒体は物理的に劇場サブシステム１０４に、およびより特別には劇場記憶デバイス１３６に輸送される。

代わりに、圧縮された画像および音声情報は、互いに独立した各々隣接していない、あるいは分離した方法で保存されるかも知れない。これは方法が、画像情報あるいはプログラムと組み合わせられた、しかし時間的に分離された音声プログラムを圧縮しそして保存するために与えられるということである。音声および画像を同時に処理するという要求はない。あらかじめ定義された識別子、あるいは識別メカニズム、あるいは体系は、対応する音声および画像プログラムを適切なように互いに組み合わせるために使用される。これは、１個あるいはそれ以上のあらかじめ選定された音声プログラムを、上映のときに、あるいは上映イベントの間に希望するように、少なくとも１個のあらかじめ選定された画像プログラムと組み合わせることを可能にする。これは、最初は圧縮された画像情報と時間的に同期しなかったのに、圧縮された音声はプログラムの上映時には組み合わせられそして同期されるということである。

さらに、音声プログラムを画像プログラムから分離して維持するということは、各言語に対して画像プログラムを再生成する必要なしに、音声プログラムからの複数の言語を画像プログラムに同期することを可能にする。さらに、分離した音声プログラムを維持することは、複数の音声トラックを画像プログラムにインターリービングする必要なしに、複数のスピーカ配置をサポートすることを可能にする。

画像プログラムおよび音声プログラムに加えて、分離した販売促進プログラムすなわちプロモプログラムが、システムに加えられるかも知れない。典型的には、販売促進素材は、特集プログラムよりもより大きい頻度で変化する。分離したプロモプログラムの使用は、販売促進素材が新しい特集画像プログラムを必要とすることなしに更新されることを可能とする。プロモプログラムは、広告（スライド、音声、動画、またはその種の他のもの）および劇場内に示される予告編等の情報を含む。ＤＶＤおよびＲＨＤ等の記憶媒体の大きい記憶容量のために、数千のスライドあるいは広告の部分を保存することが可能である。大きい記憶容量は、特定のスライド、広告、あるいは予告編が特定の劇場において、目標とされる観客の前で上映可能であるように、注文に合わせて作ることを可能とする。

図１は、記憶デバイス１１６の中における圧縮された情報、および劇場サブシステム１０４に物理的に輸送されている記憶媒体を示しているが、圧縮された情報、あるいはそれらの部分は、いくつかの無線あるいは有線伝送手段の任意のものを使用して、劇場記憶デバイス１３６に送信されるかも知れないことは理解されるべきである。伝送方法は衛星伝送、よく知られたマルチドロップ、インターネットアクセスノード、専用電話線、あるいはポイントツーポイント光ファイバネットワークを含む。

圧縮器／暗号化器１１２に関するブロック線図は、添付図面の図２に示されている。ソース発生器１０８と同様に、圧縮器／暗号化器１１２は、中央ハブ１０２の部分であり、あるいは分離した設備の中に設置されるかも知れない。たとえば、圧縮器／暗号化器１１２は、ソース発生器１０８と共に、映画あるいはテレビジョンプロダクションスタジオに設置されるかも知れない。さらに、画像あるいは音声情報の何れかあるいはデータのための圧縮処理は、可変レート処理として実行されるかも知れない。

圧縮器／暗号化器１１２は、ソース発生器１０８によって与えられたディジタル情報を受信する。ディジタル画像および音声情報は、さらなる処理の前にフレームバッファ（図示せず）内に保存されるかも知れない。ディジタル画像信号は、画像圧縮器１８４に通される。好ましい実施例においては、画像圧縮器１８４は、上述の米国特許５，０２１，８９１、５，１０７，３４５、および５，４５２，１０４内に示されたＡＢＳＤＣＴ技術を用いて、ディジタル画像信号を処理する。

ＡＢＳＤＣＴ技術においては、色入力信号は一般的に、輝度すなわち明るさ成分であるＹ、色差すなわち色成分であるＩおよびＱをもった、ＹＩＱフォーマットの中にある。ＹＵＶあるいはＲＧＢフォーマット等の他のフォーマットもまた使用されるかも知れない。色に対する目の低い空間的感度のために、ＡＢＳＤＣＴ技術は、水平および垂直方向の各々に対して、色（ＩおよびＱ）成分を２倍の割合でサブサンプルする。したがって、４個の輝度成分および２個の色差成分が、画像入力の各空間的セグメントを表すために使用される。

輝度および色差成分の各々は、ブロックインターリーバに通される。一般的に１６×１６のブロックは、１６×１６ブロック内の画像サンプルを、ディスクリート余弦変換（ＤＣＴ）解析のためにデータのブロックおよび混成サブブロックを生成するように配列する、ブロックインターリーバに与えられる。ＤＣＴ演算子は、時間的にサンプルされた信号を同じ信号の周波数表示に変換する一つの方法である。周波数表示に変換することによって量子化器は画像の周波数分布特性を利用するように設計することが可能であるために、ＤＣＴ技術は、非常に高い圧縮レベルを可能とすることを示して来ている。１個の１６×１６ＤＣＴは１番目の順序付けに適用され、４個の８×８ＤＣＴは２番目の順序付けに適用され、１６個の４×４ＤＣＴは３番目の順序付けに適用され、そして６４個の２×２ＤＣＴは４番目の順序付けに適用されることが好ましい。

ＤＣＴ動作は、画像ソースに固有の空間的冗長度を減少する。ＤＣＴが実行された後、画像信号エネルギーの大部分は、少ないＤＣＴ係数の中に集中される傾向がある。
１６×１６ブロックおよび各サブブロックに対して、変換された係数はブロックあるいはサブブロックを符号化するのに必要とされるビット数を決定するために解析される。そこで、符号化すべき最小のビット数を必要とするブロックあるいはサブブロックの組み合わせが、画像セグメントを表示するために選択される。たとえば、２個の８×８サブブロック、６個の４×４サブブロック、および８個の２×２サブブロックが画像セグメントを表示するために選択されるかも知れない。

選択されたブロックあるいはサブブロックの組み合わせはそこで、正確に順序正しく整列させられる。ＤＣＴ係数値はそこで伝送のための準備に、既知の技術を使用して周波数重みづけ、量子化、およびコーディング（可変長コーディング等の）等の、しかし限定されない、さらなる処理を受けるかも知れない。圧縮された画像信号はそこで、少なくとも１個の画像暗号化器１８８に与えられる。

ディジタル音声信号は一般的に音声圧縮器１９２に通される。音声圧縮器１９２は、標準ディジタル音声圧縮アルゴリズムを用いて多チャネル音声情報を処理することが好ましい。圧縮された音声信号は、少なくとも１個の音声暗号化器１９６に与えられる。あるいは、音声情報は、圧縮されないしかしなおディジタルのフォーマットで、転送されそして利用されるかも知れない。

画像暗号化器１８８および音声暗号化器１９６は、圧縮された画像および音声信号をそれぞれ、いくつかの既知の暗号化技術の任意のものを用いて暗号化する。画像および音声信号は、同じあるいは異なった技術を用いて暗号化されるかも知れない。好ましい実施例においては、画像および音声プログラミングの両者に関する、リアルタイム、ディジタルシーケンススクランブリングを含む暗号化技術が用いられる。

画像および音声暗号化器１８８および１９６において、プログラミング素材は、時間と共に変化する(time-varying)電子的キーイング情報（典型的には毎秒数回変化される）を使用するスクランブラ／暗号化器回路によって処理される。スクランブルされたプログラム情報はそこで、無線リンク内の放送を介する等で、プログラム素材あるいはディジタルデータをスクランブルするのに使用された、組み合わせられた電子的キーイング情報を所有していないどの人にとっても判読されることなしに、保存されあるいは送信されることが可能である。

ここで図２に戻って、スクランブリングに加えて、画像暗号化器１８８は、通常性質上ディジタルである“ウオーターマーク(watermark)”あるいは“フィンガープリント（fingerprint）”を画像プログラミングに付加するかも知れない。これは、位置固有のそして／あるいは時間固有の可視識別子をプログラムシーケンスへ挿入することを意味する。これは、必要な場合は不正な複写のソースをより効率的に追跡するために、ウオーターマークは上映のために認定された位置および時刻を示すように構成されているということである。ウオーターマークは、頻繁に、しかし再生処理の中で擬似ランダム周期で現れるようにプログラムすることが可能であり、そして観覧中の観客にとっては視認できないであろう。ウオーターマークは、通常の転送レートとしてあらかじめ定義される値においては圧縮解除された画像あるいは音声情報の上映中、知覚的には目立たない。しかしながら、ウオーターマークは画像あるいは音声情報が、よりゆっくりした“リアルタイムでない”あるいは静止フレーム再生レート等の、通常のレートと実質的に異なったレートで与えられる場合は検出可能である。認定されていないプログラムの複写が回復される場合は、ディジタルウオーターマーク情報は関係機関により発見されることが可能であり、そして複写が行われた劇場は決定されることが可能である。このようなウオーターマーク技術はまた、音声プログラムを識別するためにも適用されあるいは使用されるかも知れない。

圧縮されそして暗号化された画像および音声信号はともにマルチプレクサ２００に与えられる。マルチプレクサ２００においては、画像および音声ストリーム情報が、劇場サブシステム１０４において時刻に結びついた方法で再生されることを可能とするために、画像および音声情報は時刻同期化情報とともにマルチプレクスされる。マルチプレクスされた信号はそこで、プログラムストリームを形成するためにデータをパケッタイズする、プログラムパケッタイザ２０４によって処理される。データのパケッタイジングあるいは“データブロック”の形成によって、プログラムストリームは劇場サブシステム１０４（図１参照）における圧縮解除される期間中、圧縮解除される期間中にブロックを受信することによる誤りに対してモニタされることが可能である。劇場サブシステム１０４の劇場マネージャ１２８によって誤りを示しているデータブロックを取得するために要求がなされるかも知れない。したがって、もしも誤りが存在する場合はプログラム全体の代わりに、プログラムの小部分のみが置き換えられることを必要とする。データの小さいブロックの要求は、有線あるいは無線リンク上で処理されることが可能である。これは、増加された信頼性および効率を与える。

あるいは、プログラムの画像および音声部分は、分離したそして別個のプログラムとして処理される。したがって、画像および音声信号をマルチプレクスするためにマルチプレクサ２００を使用する代わりに、画像信号は別にパケッタイズされる。この方法においては、画像プログラムは音声プログラムを除いて輸送されるかも知れず、そして逆もまた同様である。このように、画像および音声プログラムは、再生の時期においてのみ結合されたプログラムに組み立てられる。言語の変更、封切り後の更新あるいはプログラムの変更を与えること、地方社会の標準に適合するため等々の種々の理由のために、異なった音声プログラムが画像プログラムと結合されることを可能とする。音声の異なった多トラックプログラムを画像プログラムに柔軟に割り当てる能力は、すでに配給されているプログラムを交換し、そして映画産業にとって現在利用可能なより大きい多文化市場を取り扱う費用を最小にするために非常に有用である。

圧縮器１８４および１９２、暗号化器１８８および１９６、マルチプレクサ２００、およびプログラムパケッタイザ２０４は、圧縮／暗号化モジュール（ＣＥＭ）制御器２０８、ここに述べられた機能を実行するようにプログラムされたソフトウエア制御処理装置によって実現することが可能である。これは、それらがソフトウエアあるいはファームウエアプログラム制御のもとに動作する、種々のプログラマブル電子デバイスあるいは計算機を含む、一般化された機能のハードウエアとして形成されることが可能であるということである。あるいはそれらは、ＡＳＩＣを通じて、あるいは１個あるいはそれ以上の回路カード組立、すなわち専用化されたハードウエアとして構成されたものを通じて等の、若干の他の技術を用いて実現することが可能である。

画像および音声プログラムストリームは、ハブ記憶デバイス１１６に送出される。ＣＥＭ制御器２０８は、圧縮器／暗号化器１１２全体を制御しモニターするために第１に重要なものである。ＣＥＭ制御器２０８は、必要とされる機能を実行するために、汎用ハードウエアデバイスあるいは計算機をプログラムすることによって、あるいは専用化されたハードウエアを用いることによって実現することが可能である。ネットワーク制御はここに述べられたように、 ネットワークマネージャ１２０（図２）からハブ内部のネットワークを越えて、ＣＥＭ制御器２０８に与えられる。 ＣＥＭ制御器２０８は、既知のディジタルインタフェースを用いて、圧縮器１８４、および１９２、暗号化器１８８および１９６、マルチプレクサ２００、およびパケッタイザ２０４と通信し、そしてこれらのエレメントの動作を制御する。ＣＥＭ制御器２０８はまた、記憶モジュール１１６およびこれらのデバイス間のデータ転送を制御しモニターするかも知れない。

記憶デバイス１１６は、一般的に劇場サブシステム１０４内の劇場記憶デバイス１１６と類似した設計である、１個あるいはそれ以上のＲＨＤ，ＤＶＤディスク、あるいは他の大容量記憶媒体のように構成されることが好ましい。しかしながら当業界において熟練した人々は、若干の応用においては、ＤＶＤ（ディジタル多用途ディスク）あるいはＪＢＯＤ(Just a Bunch Of Drives)と呼ばれるものを含む、しかし限定されない、ものが使用可能であることを認めるであろう。記憶デバイス１１６は、圧縮されそして暗号化された画像、音声、およびプログラムパケッタイザ２０４からの制御データを圧縮フェーズの間に受信する。記憶デバイス１１６の動作は、ＣＥＭ制御器２０８によって統御される。

添付図面の図３は、１個あるいはそれ以上のＲＨＤ（取り外し可能なハードドライブ）３０８を用いている観客席モジュール１３２の動作を示している。速度、容量、および便利の理由のために、１個以上のＲＨＤ３０８ａから３０８ｎまでを用いることが望まれるかも知れない。データを連続的に読み出す場合に、若干のＲＨＤは、命令の最近の履歴をもとにして次の読み出し命令を前もって行う、“先取り”特性を有している。この先取り特性は、ディスクから連続した情報を読み出すのに必要とされる時間が減少される場合に有用である。しかしながら、ディスクから連続的でない情報を読み出すのに必要とされる時間は、ＲＨＤが予期されない命令を受信する場合は増加するかも知れない。このような場合、ＲＨＤの先取り特性はＲＨＤのランダムアクセスメモリをフルにする原因となるかも知れず、したがって必要とされた情報をアクセスするためにより多くの時間を必要とする。したがって、１個以上のＲＨＤを有することは、画像プログラム等のデータの連続したストリームがより速く読み出されることが可能な場合に有利である。さらに、音声プログラム、予告編、制御情報、あるいは広告等の、独立したＲＨＤディスク上の情報の第２の組にアクセスすることは、単一のＲＨＤ上のこのような情報にアクセスすることがより時間を消費する場合に有利である。

このように、圧縮された情報は、１個あるいはそれ以上のＲＨＤ３０８からバッファ２８４の中に読み出される。再生モジュール１４０の中のＦＩＦＯ‐ＲＡＭバッファ２８４はあらかじめ設定されたレートで記憶デバイス１３６から圧縮された情報の部分を受信する。 ＦＩＦＯ‐ＲＡＭバッファ２８４は、復号器１４４および続いて映写機１４８が情報で過負荷にされないように、あるいは過少負荷(under-loaded)にされないように十分な容量である。 ＦＩＦＯ‐ＲＡＭバッファ２８４は、約１００から２００ＭＢの容量を有することが好ましい。 ＦＩＦＯ‐ＲＡＭバッファ２８４の使用は、一つのドライブから他への切り替え(switching)の場合に数秒の遅延が存在するかも知れないために実用上必要である。

圧縮された情報の部分は、ＦＩＦＯ‐ＲＡＭバッファから、圧縮された情報を復号器１４４に与えるネットワークインタフェース２８８に出力される。ネットワークインタフェース２８８は、ファイバーチャネルアービトレーテッドループ(fiber channel arbitrated loop )（ＦＣ‐ＡＬ）インタフェースであることが好ましい。あるいは、特に示していないが、劇場マネージャ１２８によって制御されるスイッチネットワークが再生モジュール１４０から出力データを受信し、そしてデータを与えられた復号器１４４に差し向ける。スイッチネットワークの使用は、任意の与えられた再生モジュール１４０上のプログラムを任意の与えられた復号器１４４に転送することを可能とする。

プログラムが観覧されるべき場合に、プログラム情報は記憶デバイス１３６から取り出され、そして劇場マネージャ１２８を経由して観客席モジュール１３２に転送される。復号器１４４は、認定された劇場のみに与えられた秘密鍵情報を用いて、記憶デバイス１３６から受信したデータを復号し、そして、ソース発生器１０８において使用された圧縮アルゴリズムと反対の圧縮解除アルゴリズムを用いて保存された情報を圧縮解除する。復号器１４４は、圧縮解除された画像情報を、映写システムによって用いられる画像ディスプレーフォーマット（それはアナログあるいはディジタルフォーマットの何れかである）に変換する変換器（図３には示されず）を含み、そして画像は電子的映写機１４８によってディスプレーされる。音声情報はまた、圧縮解除され画像プログラムと共に再生のために観客席の音響システム１５２に与えられる。

復号器１４４は、圧縮された／暗号化されたプログラムを、スクリーンあるいは面上に可視的に映写されるように、そして音響システム１５２を用いて聞こえるように与えられるために処理する。図３に示したように、復号器１４４は復号器を制御する制御ＣＰＵ（中央処理ユニット）３１２を含む。あるいは、復号器は劇場マネージャ１２８を経由して制御されるかも知れない。復号器はさらに少なくとも１個のデパケッタイザ３１６、バッファ３１４、画像復号器／圧縮解除器３２０、および音声復号器／圧縮解除器３２４を含む。バッファは一時的にデパケッタイザ３１６に対する情報を保存することが可能である。復号器１４４の、以上に識別されたユニットのすべては、１個あるいはそれ以上の回路カード組立上に実現することが可能である。回路カード組立は、映写機１４８上あるいは近くに搭載される独立した容器の中に設置されるかも知れない。さらに、ユニット固有の暗号化されたキーイング情報の転送および保存のための、制御ＣＰＵ３１２および／あるいは画像復号器／圧縮解除器３２０とのインタフェースとなる、暗号を使用したスマートカード３２８が使用されるかも知れない。

デパケッタイザ３１６は、再生モジュール１４０、ＣＰＵ３１２および／あるいは劇場マネージャ１２８から到来する、個々の制御、画像、および音声パケットを識別しそして分離する。制御パケットは、画像および音声パケットが画像および音声復号／圧縮解除システム３２０および３２４それぞれに送出される間に、劇場マネージャ１２８に送出することが可能である。再生および記録操作は一挙に生じる傾向がある。その結果、バッファ３１４はデータをデパケッタイザ３１６から映写装置に円滑に流れ出させるために使用される。

劇場マネージャ１２８は、劇場サブシステム１０４を形成し、そのセキュリティを統御し、操作し、そしてモニターする。これは、映写機１４８、および音響システムモジュール１５２と共に、外部インタフェース、画像および音声復号／圧縮解除モジュール３２０および３２４を含む。制御情報は、再生モジュール１４０、ＣＰＵ３１２、劇場マネージャシステム１２８、遠隔制御ポート、あるいは観客席モジュール１３２ハウジングあるいはシャーシーの外側にある制御パネル等の局部制御入力から到来する。復号器ＣＰＵ３１２はまた、各観客席モジュール１３２に割り当てられた電子的鍵を統御するかも知れない。観客席モジュール１３２に割り当てられた、あらかじめ選定された電子的暗号鍵は、画像および音声情報を圧縮解除処理の前に復号するために画像および音声データの中に組み込まれた電子的暗号鍵情報とともに使用される。ＣＰＵ３１２は、基本的な機能的あるいは制御エレメントとして、各観客席モジュール３１２のソフトウエア内に組み込まれた標準のマイクロ処理装置動作を使用することが好ましい。

さらに、ＣＰＵ３１２は、各観客席において起こっている上映の経歴を維持するために、劇場マネージャ１２８と一定した情報を使用し、あるいは知らせるよう形成されることが好ましい。この上映経歴に関する情報はそこで、帰路リンクを用いて、あるいは可搬媒体によって、あらかじめ選定された時期にハブ１０２に転送可能となる。

画像復号器／圧縮解除器３２０は、デパケッタイザ３１６から画像データストリームを受け取り、復号を実行し、ウオーターマークを付加し、そしてスクリーン上への上映のために原画像を再構成する。この動作の出力は一般的にディジタル映画映写機１４８に、標準のアナログＲＧＢ信号を与える。典型的には、復号および圧縮解除はプログラミング素材のリアルタイム再生を可能としてリアルタイムで実行される。

画像復号器／圧縮解除器３２０は、ハブ１０２の画像圧縮器１８４および画像暗号化器１８８によって実行された動作を逆にすることで、画像データストリームを復号しそして圧縮解除する。各観客席モジュール１３２は、同じ劇場サブシステム１０４内の他の観客席モジュール１３２からの異なったプログラムを処理しそして上映することが可能であり、あるいは１個あるいはそれ以上の観客席モジュール１３２は、同じプログラムを同時に処理しそして上映することが可能である。任意に、同じプログラムは複数の映写機で上映することが可能である。なお、複数の映写機は互いに時間的に相対的に遅延されている。

画像プログラムデータストリームは、逆ＡＢＳＤＣＴアルゴリズムあるいは他の、中央ハブ圧縮器／暗号化器１１２において用いられた画像圧縮に対して対称的な画像圧縮解除処理を用いて、動的な圧縮解除を受ける。画像圧縮がＡＢＳＤＣＴアルゴリズムに基づいている場合は、圧縮解除処理は可変長復号、逆周波数重みづけ、逆差分カッドツリー変換、ＩＤＣＴ、およびＤＣＴブロック結合器(combiner)デインタリービングを含む。圧縮解除のために使用される処理エレメントは、ＡＳＩＣあるいは１個あるいはそれ以上の回路カード組立等の、この機能に対して形成された専用の特別のハードウエアの中で実現することが可能である。あるいは、圧縮解除処理エレメントは、種々のディジタル信号処理装置あるいはプログラマブル電子デバイスあるいは、特別な機能ソフトウエアあるいはファームウエアプログラミングの制御のもとに動作する計算機を含む、標準エレメント、あるいは一般化されたハードウエアとして実現することが可能である。複数のＡＳＩＣが、高い画像データレートをサポートするために、画像情報を並列処理するために実現されるかも知れない。

暗号化は一般にディジタルシーケンススクランブリングあるいは圧縮された信号の直接暗号化を含む。用語“暗号化”および“スクランブリング”は、互換的に使用されそして、スクランブル、カバー、あるいは、そのディジタルストリームを秘密のディジタル値（“鍵”）を用いて発生されたシーケンスを使用して、この秘密の鍵の値に関する知識なしにはもとのデータシーケンスを回復することは非常に困難であるような方法で、直接に暗号化するためのいくつかの暗号化技術の任意のものを用いて、種々のソースのディジタルデータストリームを処理することに関する任意の手段を意味すると理解されている。

各画像および音声プログラムは、与えられた、上映場所あるいは劇場固有の電子的キーイング情報によってその特定のプログラムを上映することを承認された劇場あるいは上映場所に対して暗号化された、特定の電子的キーイング情報を使用することが可能である。条件付きアクセスマネージャー（ＣＡＭ）１２４はこの機能を統御する。保存された情報を復号するために、観客席によって必要とされる暗号化された動作中の鍵はプログラムの再生に先立って、承認された劇場に送信されあるいはそうでなければ配送される。保存されたプログラム情報は、もしかすると承認された上映期間が始まる数日あるいは数週間前に送信されるかも知れないこと、そして暗号化された画像あるいは音声の動作中の鍵は承認された再生期間が始まる直前に送信されあるいは配送されることは注意すべきである。暗号化された動作中の鍵はまた、低データレートリンク、あるいは磁気的あるいは光学的媒体ディスク、スマートカード、あるいは他の消去可能な記憶エレメント等の可搬記憶エレメントを用いて転送されるかも知れない。暗号化された動作中の鍵はまた、特定の劇場複合体あるいは観客席がプログラムを上映することを承認される期間を制御するような方法で与えられるかも知れない。

暗号化された動作中の鍵を受信する各劇場サブシステム１０４は、その観客席固有の鍵を用いてこの値を復号しそしてこの復号された動作中の鍵を記憶デバイスあるいは他の安全なメモリの中に保存する。プログラムが再生されるべきときに、劇場あるいは場所固有のそしてプログラム固有のキーイング情報が、好ましくは暗号化された信号を準備するときに暗号化器１１２において使用されたものと対称のアルゴリズムで、今度はリアルタイムでプログラム情報をデスクランブル／復号するために使用される。

復号処理は、画像および音声情報を復号するために、さきに与えられたユニット固有のそしてプログラム固有の電子的暗号鍵情報を使用する。各劇場サブシステム１０４は、各観客席モジュール１３２上に上映を承認されたすべてのプログラムのための必要とされる暗号鍵情報を与えられる。典型的には５６ビットあるいはより長い暗号鍵は、各承認された劇場マネージャ１２８、各観客席、および特定の画像および／あるいは音声プログラムに固有である。時間と共に変化する鍵シーケンスは、画像および／あるいは音声プログラムの中で使用することが可能である。スマートカード３２８などのスマートカード技術は、暗号鍵を得るためにそしてこれらの鍵を信号復号ユニットに転送するために使用される。物理的および電子的セキュリティ基準は、この鍵情報を改竄することを防止し、そして企図される改竄あるいは汚染を検出するために使用される。鍵は改竄の企てが検出された場合は消去されることが可能であるような方法で保存される。

添付図面の図４は、いかにしてＣＰＵ３１２およびスマートカード３２８が互いに、そして観客席モジュール１３２（図３に示した）の他の部品と相互に作用するかを示している。図４に示されるようにＣＰＵ３１２は、復号データ信号を劇場マネージャ１２８（図３参照）を経由して中央設備（図１）から受信するように接続されている。図中には示されていないが、復号データ信号は劇場マネージャ１２８を経由して劇場サブシステム１０４に配送される必要がないことは正しく評価されるであろう。信号は分離した媒体上を配送され、たとえば劇場記憶デバイス１３６を経由して劇場サブシステム１０４に入力されることが可能である。しかしながら、劇場マネージャ１２８を経由しての転送は、それが図３に示された典型的な取り外し可能なハードディスク（ＲＨＤ）３０８の方法によって、劇場サブシステム１０４に配送されたビデオおよび音声情報から復号データ信号の分離を維持するという理由でむしろ選定される。それはまた、復号データ信号がそれらが必要とされる時期に、単にいくらかの時間先立つというよりはむしろ規定された時刻に配送されることを可能とする。

劇場マネージャ１２８を経由して中央設備から受信された復号データ信号は、ＣＰＵ３１２による使用に対しては少ないデータ量を含む。しかしながら、受信された信号内のデータの大部分は暗号化された形式であり、そしてこのようにＣＰＵ３１２にとっては無意味である。ＣＰＵ３１２によって受信された暗号化されたデータは、セキュリティインタフェース３５０および鍵転送論理３５２を経由してスマートカード３２８に通される。

セキュリティインタフェース３５０は、ＣＰＵ３１２およびスマートカード３２８間の接続を、スマートカード３２８およびおよび、画像復号器／圧縮解除器３２０および音声復号器／圧縮解除器３２４（図３参照）を含む、観客席モジュール内の他の復号ユニット間の接続から分離するのに役立つ。このようにして暗号化されたデータはＣＰＵからスマートカードに通され、そして復号されたデータはスマートカードから観客席モジュール内の復号ユニットに通される。その結果、ＣＰＵ３１２は復号されたデータに決してアクセスしておらず、そこで予期される盗人は、ＣＰＵに質問することによって復号されたデータにアクセスを得ることは不可能であろう。

鍵転送論理３５２は異なったスマートカード技術、あるいはシステム全体を再設計する必要なしに使用されるように、あらかじめプログラムされた(preprogrammed)フラッシュメモリカード等の全く異なった技術を可能にする。たとえば、その中でデータは同じラインの両方向にたとえば３ＭＨｚで転送されるスマートカードは、異なったライン上の両方向にたとえば４０ＭＨｚで転送される異なったスマートカードによって、鍵転送論理３５２を再プログラムすることによって容易に置き換えられることが可能である。もちろん専用化されたハードウエアは、鍵転送論理と同じ機能を実行するためにセキュリティインタフェース３５０の中に組み入れることが可能であるが、しかしこれは鍵転送論理３５２を使用するほど“将来保証的(futureproof)”ではないであろう。これもまた、スマートカード技術がセキュリティの重大な侵害のときには容易に変更され、あるいは交換されることを可能にする。

スマートカードは、ＤＥＳエンジン（これもまた図示せず）および／あるいは他の暗号化技術に関する主処理装置（図示せず）および協動処理装置(co-processor)ハードウエアの実現を含む。最初に、スマートカードはデータを含まない。カードがシステムに挿入されたときに、そして／あるいはシステムの最初の始動の期間中に、ＣＰＵ３１２はまずスマートカードの存在をチェックしそしてそこで、スマートカード３２８の中にアップレット(applet)をダウンロードするように整えられている。アップレットはＣＰＵと組み合わせられたメモリ（図示せず）内に保存されることが可能であるが、しかし、ＣＰＵの中にダウンロードされることを必要とされるときのみに劇場マネージャ１２８を経由してＣＰＵ３１２に配送されることが好ましい。必要とされる場合のみのアップレットの配送は明確なセキュリティ利点を有する。

一度アップレットが正しくダウンロードされてしまえば、それは、スマートカード３２８の主処理装置上で動作を開始する。アップレットはＣＰＵ３１２に送出されるべき初期メッセージのもととなるルーチンを含む。このようにして、ＣＰＵは取り付けられているスマートカードが正しい形式のものであることの確認を受信し（もしもそうではない場合はそこでアップレットは正常に動作しないであろう）正常に動作を行う。

観客席モジュール１３２の正常な動作の期間中、復号鍵は画像がディスプレーされることができるように、そして音声が観客席内に放送されるように、暗号化された画像および音声データを復号するために、画像復号器／圧縮解除器３２０および音声復号器／圧縮解除器３２４によって使用される。これらの復号鍵は、記述のこの部分では、“動作中の鍵”として参照されるであろう。

動作中の鍵は時間ごとに変化する。たとえば、それらは映画が観客席内に上映されることが予定されている数日の間、映画の上映に対して、あるいは映画の部分のみに対してさえも有効であることが可能である。動作中の鍵が変更されるべき各々のときに、新しい動作中の鍵を定義するデータが、劇場マネージャ１２８（図１参照）を経由してあるいは別な方法で観客席モジュールに配送される。新しい動作中の鍵を保護するために、データは暗号化された形で配送され、そしてその結果、新しい動作中の鍵を定義するデータを復号するために異なった復号鍵が必要とされる。この復号鍵はここでは“プログラム鍵”として参照されるであろう。

スマートカード内のアップレットは、プログラム鍵を示しているデータを、スマートカードの暗号化協動処理装置ハードウエアの中に転送する。データはアップレットの動作によって発生されるかも知れず、あるいはそれはスマートカードの協動処理装置に転送される前にアップレットとともにダウンロードされるかも知れない。協動処理装置内にインストールされたプログラム鍵でスマートカードは到来するデータを復号し、必要とされる場合は、そこから動作中の鍵を抽出することが可能である。

劇場マネージャ１２８からの暗号化された信号はデータの起源すなわち中央設備１０２（図１参照）を識別するデータを含む。信号がスマートカードによって復号されている場合、識別データは動作中の鍵が本当に中央設備から来ており若干の他の起源からではないことを保証するためにチェックされる。

劇場マネージャ１２８からの動作中の鍵を含む暗号化された信号は、どこで鍵が使用されるべきであるかを識別するデータを伴っている。異なった動作中の鍵は画像の復号、および音声の復号に用いられ、そしてその結果各動作中の鍵に対する送付先を知ることが必要となる。位置データはＣＰＵ３１２によって処理される。ＣＰＵ３１２はスマートカードからの復号された動作中の鍵が正しい送付先に送出されることを確認するために、セキュリティインタフェース３５０に適切な命令を送出する。

劇場マネージャ１２８からの暗号化された信号はまた、いつ復号ユニット３２０、３２４が、新しく復号された動作中の鍵の使用を開始すべきか、および動作中の鍵が有効である期間を識別するデータを伴う。これは、二つのレベルにおいて有用である。第１には、それは、動作中の鍵のためのデータが定刻前に送出されることを可能とし、それによって、鍵が中央設備に対して好都合なときに送出されることを可能にする。第２に、それは一つの動作中の鍵から他への変更を容易にする。スマートカードが動作中の鍵を復号するに要する時間の総量は可変である。その結果、必要な暗号化された動作中の鍵データは新しい動作中の鍵が使用され始めるであろう時期よりも少なくとも数フレーム早い時刻に配送されなければならない。各ビデオフレームは個々に識別されそしてその結果、新しい動作中の鍵が使用開始されるであろう時期に、個々のフレームに指示を与えることが可能となる。

暗号化された信号を伴ったデータは、ＣＰＵ３１２およびスマートカード３２８によって復号された動作中の鍵の、スマートカードから鍵転送論理およびセキュリティインタフェースを経由して定義された復号ユニット３２０、３２４に至る、必要とされる時刻における転送を監視するために使用される。一度復号された動作中の鍵がスマートカード３２８から出力されてしまえば、アップレットは、スマートカードが“復号完了”メッセージをＣＰＵ３１２に送出することの原因となる。この情報は上述の劇場マネージャ１２８と共にＣＰＵ３１２によって維持された上映経歴に付加される。

図１の参照に戻って、復号器シャーシー１４４は、ファイバーチャネルインタフェース２８８、デパケッタイザ３１６、復号器制御器すなわちＣＰＵ３１２、画像復号器／圧縮解除器３２０、音声復号器／圧縮解除器３２４、およびスマートカード３２８を含む。復号器シャーシー１４４は、スマートカード３２８インタフェース、内部電源および／あるいはレギュレーション、冷却ファン（必要により）、局部制御パネル、および外部インタフェースをまた収納する、安全な、自身を収納した(self-contained)シャーシーである。

局部制御パネル（図示せず）は、組み込まれたＬＥＤ表示器を備えたメンブレンスイッチフラットパネル等の、種々の既知の入力デバイスの任意のものを使用するかも知れない。局部制御パネルは典型的には、サービスあるいは保守のためにシャーシー内部に入ることを可能とするために、蝶番のあるアクセス扉部を使用しあるいは形成する。この扉は、承認のない入室、窃盗、あるいはシステムの改竄を防止するために安全な鍵を有する。スマートカード３２８は、施錠された前面パネルの後部に安全に守られて、復号器シャーシー１４４の内側に設置される。スマートカードスロットは、安全に守られた前面パネル内側からのみアクセス可能である。画像復号器／圧縮解除器３２０から映写機１４８へのＲＧＢ信号出力は、復号器シャーシー１４４が映写機ハウジングに取り付けられている間は、ＲＧＢ信号はアクセスされることが不可能なような方法で、復号器シャーシー１４４の中で安全に結合されている。それが映写機１４８に正しく設置されない場合に復号器１４４の動作を防止するために、セキュリティインターロックが使用されるかも知れない。

以上の記述から、動作中の鍵をそれらが必要とされるように、そして時期に復号すること、および、復号を残りの劇場サブシステムから離れたそして孤立した動作として行うことのために、スマートカードあるいは他の取り外し可能なプログラマブルデバイスを使用することが、達成すべきセキュリティに関する良いレベルを可能とするということは正しく評価されるべきである。観客席１３２内のＣＰＵ３１２は復号された形態で動作中の鍵を決して“見る”ことはなく、そしてそこでセキュリティはＣＰＵの質問によって突破されることは不可能である。これは、上に論じたキャビネット内のセキュリティと共に映画プログラムの復号および上映の接受(reception)に対して安全な環境を与える。

図３に示された音声復号器／圧縮解除器３２４は、音声データに対して同様な方法で動作する。音声復号器／圧縮解除器３２４は、デパケッタイザ３１６から音声データストリームを受け取り、復号を実行し、そして劇場のスピーカーあるいは音声音響システム１５２での公開のためにもとの音声を再構成する。この動作の出力は、音響システム１５２に対して標準ラインレベルの音声信号を与える。

画像復号器／圧縮解除器３２０に対すると同様に、音声復号器／圧縮解除器３２４は、ハブ１０２の音声圧縮器１９２および音声暗号化器１９６によって実行された動作を逆に行う。データストリーム内に組み込まれた電子的鍵と共に、暗号スマートカード３２８からの電子的鍵を使用して、復号器３２４は音声情報を復号する。復号された音声データはそこで圧縮解除される。

音声圧縮解除は中央ハブ１０２において音声圧縮のために用いられたそれと対称のアルゴリズムで実行される。もしも与えられれば、複数の音声チャネルが圧縮解除される。音声チャネルの数は、それぞれの観客席、あるいは上映システムのマルチフォニック(multi-phonic)音響システム設計によって異なる。付加的な音声チャネルは、多言語音声トラック、および視力障害のある観客のための音声キュー等の目的のために、高められた音声プログラムのために中央ハブ１０２から送信されるかも知れない。システムはまた、マルチメディア特殊効果トラック、サブタイトリング、および聴力障害のある観客のための特別な可視キュートラック等の目的のために、画像プログラムに同期化された付加的なデータトラックを含むかも知れない。

さきに論じたように、音声およびデータトラックは画像プログラムに時間同期されるかも知れず、あるいは直接の時間同期なしに非同期的に与えられるかも知れない。画像プログラムは単一フレーム（すなわち静止画像）、一連の単一フレーム静止画像、あるいは短いあるいは長い期間の動画シーケンスを含むかも知れない。

もしも必要な場合は、音声チャネルは音声遅延エレメントに与えられ、そしてそれは、適切な画像フレームと音声を同期させるために必要とされるように遅延を挿入する。各チャネルはそこで、“ラインレベル”出力として知られるものを音響システム１５２に与えるために、ディジタルからアナログへの変換を行われる。それは、適切なアナログレベルあるいはフォーマット信号が、適切な音響システムを駆動するためにディジタルデータから発生されるということである。ラインレベル音声出力は典型的には、大部分の劇場音響システムに見られる標準のＸＬＲあるいはＡＥＳ／ＥＢＵコネクタを使用する。

音響システム１５２は、プログラムの音声の部分を劇場のスピーカーに与える。音響システム１５２は、音声復号器／圧縮解除器３２４からディジタルあるいはアナログフォーマットの何れかで、標準フォーマット音声信号の１２チャネルまでを受信することが好ましい。

あるいは、再生モジュール１４０および復号器１４４は、単一の再生復号ユニット３３２に集積されるかも知れない。再生モジュール１４０および復号モジュール１４８を結合することは、ただ１個のＣＰＵ（２９２、あるいは３１２）が再生モジュール１４０および復号器１４４両者の機能を果たすために必要とされることで、コストおよびアクセス時間の節減に帰着する。再生モジュール１４０および復号器１４４の結合はまた、ファイバーチャネルインタフェース２８８の使用を必要としない。

もしも複数の上映場所が必要とされる場合は、任意の記憶デバイス１３６上の情報は単一画像プログラムの圧縮された情報を異なった観客席に、あらかじめ選定されたプログラム可能な、お互いに関しての時間的オフセットあるいは遅延をもって転送するよう形成される。これらのあらかじめ選定されたプログラム可能なオフセットは、単一の画像プログラムが選定された複数の観客席に実質的に同時に与えられるべき場合は、実質的に０に等しいかあるいは非常に小さいものである。平素はこれらのオフセットは、非常に柔軟性のある上映計画を与えるために、記憶の形態および容量によって数分から数時間までどこにでもセットされることが可能である。このことは、劇場複合体が封切り等の上映イベントのための市場の要求に対して、より良く対応することを可能にする。

劇場マネージャ１２８は添付図の図５に非常に詳細に示されている。ここで図５に絞って、劇場マネージャ１２８は、上映全体あるいは劇場サブシステム１０４、あるいは１個あるいはそれ以上の、劇場複合体内の観客席モジュール１３２に関する動作的な制御およびモニタリングを与える。劇場マネージャ１２８はまた、１個あるいはそれ以上の受信された個々の画像および音声プログラムから、承認された期間中観客席システム上で上映のために予定される、プログラムセットを作成するためのプログラム制御手段あるいは機構を使用することが可能である。

劇場マネージャ１２８は劇場マネージャ処理装置３３６を含み、そして自由に少なくとも１個のモデム３４０あるいはメッセージを中央ハブ１０２に送り返すための帰路リンクとのインタフェースとなる他のデバイスを含むかも知れない。劇場マネージャ１２８はモニタ等のビジュアルディスプレーエレメントおよびキーボード等のユーザーインタフェースデバイスを含むかも知れない。そしてそれらは、劇場複合体マネージャの事務所、チケットブース、あるいは劇場操作のために便利な任意の他の適切な場所に設置されるかも知れない。

劇場マネージャ処理装置３３６は、一般的に標準の商用あるいはビジネスグレードの計算機である。劇場マネージャ処理装置３３６は、ネットワークマネージャ１２０および条件付きアクセスマネージャ１２４（図１参照）と通信する。モデム３４０は中央ハブ１０２と通信するために使用されることが好ましい。モデム３４０は一般的に、処理装置内に設置されあるいは処理装置に接続され、そして中央ハブ１０２に逆に通信するために標準２線式電話線に接続する標準電話線モデムである。あるいは、劇場マネージャ処理装置３３６および中央ハブ１０２間の通信は、インターネット、私設あるいは公衆データネットワーキング、無線、あるいは衛星通信システム等の他の低データレート通信方法を用いて送出されるかも知れない。これらの代案のために、モデム３４０は適切なインタフェース構造を与えるよう形成されている。

劇場マネージャ１２８は、各観客席モジュール１３２が各記憶デバイス１３６と通信することを可能にする。劇場マネージメントモジュールインタフェースは、情報バーストが、劇場マネージャインタフェース１２６を使用して、高いデータレートで劇場記憶デバイス１３６から転送され、そして観客席モジュール１３２の他のエレメントによってより遅いレートで処理されることが可能であるようにバッファメモリを含むかも知れない。

劇場マネージャ１２８およびネットワークマネージャ１２０および／あるいは条件付きアクセスマネージャ１２４間で通信された情報は、劇場サブシステム１０４によって受信された、訂正不可能なビット誤り、モニタおよび制御情報、動作報告および警報、および暗号キーイング情報を示している情報の部分の再伝送のための要求を含む。通信されたメッセージは、立ち聞き形式の防護、および／あるいは確認および承認を与えるために暗号的に保護されるかも知れない。

劇場マネージャ１２８は、再生／ディスプレー、セキュリティ、およびネットワークマネージメント機能の制御を含む、上映システムの完全に自動的な動作を与えるよう形成されているかも知れない。劇場マネージャ１２８はまた、チケット予約および販売、売店運営、および環境制御等の周辺劇場機能に関する制御を与えるかも知れない。あるいは、手作業の介在が、劇場操作の若干の補足制御のために使用されるかも知れない。劇場マネージャ１２８はまた、これらの機能の制御あるいは調整のために、劇場複合体内の、一定した現存する制御自動化システムとを調和するかも知れない。使用されるべきシステムは、知られているであろうように、利用可能な技術および個々の劇場のニーズによるであろう。

劇場マネージャ１２８あるいはネットワークマネージャ１２０の何れかの制御を通じて、本発明は一般的に記録されたプログラミングの、複数のディスプレー映写機上への同時再生およびディスプレーをサポートする。さらに、劇場マネージャ１２８あるいはネットワークマネージャ１２０の制御のもとに、複数回の再生のためのプログラムの承認が、劇場サブシステム１０４が一度プログラムを受信することだけを必要とする場合であっても頻繁になされることが可能である。セキュリティマネージメントは、時間および／あるいは各プログラムに対して許可される再生の数を制御することが可能である。

ネットワークマネージメントモジュール１１２による劇場マネージャ１２８の自動化された制御を通じて、プログラムを自動的に保存しそして与えるための手段が与えられる。さらに、制御エレメントを使用して、中央設備から遠い位置から一定したあらかじめ設定されたネットワーク動作を制御する能力が存在する。たとえばテレビジョンあるいは映画スタジオは、映画の配給あるいはスタジオ事務所等の中央の位置からの他の上映を自動化しそして制御することが可能であり、そして市場の要求の急激な変化、あるいは上映の反響、あるいは当業界においては了解されている他の理由を考慮に入れるために、上映のほとんど即時的な変更を行う。

劇場サブシステム１０４は、劇場インタフェースネットワーク（図示せず）を用いて、観客席モジュール１３２と接続されることが可能である。劇場インタフェースネットワークは、劇場サブシステム１０４においてプログラミングの局部的なルーチンを与える、ローカルエリアネットワーク（電気的あるいは光学的な）を含む。プログラムは各記憶デバイス１３６の中に保存され、そして劇場インタフェースネットワークを通して劇場サブシステム１０４の１個あるいはそれ以上の観客席システム１３２に向けられる。劇場インタフェースネットワーク１２６は、アービトレーテッドループ、スイッチド、あるいはハブオリエンテッドネットワーク等の、適切なデータ転送レート、連結度、および信頼度を示す標準ローカルエリアネットワークアーキテクチャのいくつかの任意のものを用いて実現される。

図１に示されるように、各記憶デバイス１３６は、再生およびディスプレーを承認されたプログラミング素材の局部的な保存を与える。記憶システムは各劇場システムにおいて集中化されるかも知れない。この場合劇場記憶デバイス１３６は、劇場サブシステム１０４が１個あるいはそれ以上の観客席における上映イベントを作成することを可能とし、同時にいくつかの観客席にわたって共有されるかも知れない。

容量によって、劇場記憶デバイス１３６はいくつかのプログラムを同時に保存するかも知れない。劇場記憶デバイス１３６はローカルエリアネットワークを用いて、任意のプログラムが再生されそして任意の承認された上映システム（すなわち映写機）上に与えられることが可能な方法で接続されるかも知れない。また、同じプログラムが２個あるいはそれ以上の上映システム上に同時に再生されるかも知れない。

好ましい実施例の参照によって本発明をこのように記述してきているが、論議されている実施例は典型的なもののみであること、そして適当な知識および技能を有する人々にとって生じるであろうように、修正および変形は、本発明の精神および範囲から逸脱することなしに添付の請求項およびこれと等価なものの中に述べられるように実施されることが可能であることはよく理解されるべきものである。

ディジタル映画システムに関するブロック線図を示している。 図１のシステムに使用される圧縮器／暗号化器回路に関するブロック線図である。 図１のシステムに使用される観客席モジュールを示している。 図３の観客席モジュールの部分をより詳細に示すブロック線図である。 図１のシステムに使用される劇場マネージャおよびその組み合わせられたインタフェースを示すブロック線図である。

符号の説明

１００…ディジタル映画システム、 １０２…ハブ、 １０４…劇場サブシステム、 １０８…ソース発生器、 １１２…圧縮器／暗号化器、 １１６…記憶デバイス、 １２０…ネットワークマネージャ、 １２４…条件付きアクセスマネージャ、 １２６…劇場マネージャインタフェース、 １２８…劇場マネージャ、 １３２…観客席モジュール、 １３６…劇場記憶デバイス、 １４０…再生モジュール、 １４４…復号器、 １４８…映写機、 １５２…音響システムモジュール、 １８４…圧縮器、 １８８…暗号化器、 １９２…音声圧縮器、 １９６…音声暗号化器、 ２００…マルチプレクサ、 ２０４…パケッタイザ、 ２０８…ＣＥＭ制御器、 ２８４…バッファ、 ２８８…インタフェース、 ３０８…ＲＨＤ、 ３０８…ハードディスク、 ３１２…ＣＰＵ、 ３１４…バッファ、 ３１６…デパケッタイザ、 ３２０…圧縮解除器、 ３２０．３２４…復号ユニット、 ３２４…音声復号器／圧縮解除器、 ３２８…スマートカード、 ３３２…一の再生復号ユニット、 ３３６…劇場マネージャ処理装置、 ３４０…モデム、 ３５０…セキュリティインタフェース、 ３５２…鍵転送論理、

Claims (20)

1. 暗号化されたプログラム信号を復号するための装置であって、その装置は
   動作中の復号鍵を含む暗号化されたデータを含む暗号化されたプログラム信号を受信するための受信手段と、
   第１のインタフェースを経由して該暗号化されたデータを転送するための手段と、
   動作中の復号鍵を決定するために、プログラム鍵を使用して該暗号化されたデータを復号するために、該第１のインタフェースに接続された第１の手段と、
   該第１のインタフェースと異なり、そして該装置の他の部分から動作的に分離した第２のインタフェースを経由して動作中の復号鍵を転送するための手段と、そして、
   該動作中の復号鍵を使用して、暗号化されたプログラム信号を復号するための、該第２のインタフェースに接続された第２の手段と
   を含むことで特徴づけられる装置。
2. 該暗号化されたプログラム信号は、暗号化されたビデオ信号および暗号化された音声信号を含み、なお該第２の手段は暗号化されたビデオ信号を復号するためのビデオ復号手段および暗号化された音声信号を復号するための音声復号手段とを含んでおり、該暗号化されたデータは、ビデオ用動作中の鍵および音声用動作中の鍵の両者を含み、そして該第１の手段は該暗号化されたデータから、ビデオ用および音声用動作中の鍵の両者を抽出するように形成されている、ことで特徴づけられる請求項１記載の装置。
3. 該装置はさらに制御手段を含み、ここで該受信手段によって受信された該信号は、そこで該ビデオ用動作中の鍵が使用されることを開始するであろうビデオ信号内の開始フレームを識別するデータを含み、そして該制御手段は該第２の手段を制御するための該データに応じる、
   ことで特徴づけられる請求項２記載の装置。
4. 該第１の手段は、取り外し可能であることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項記載の装置。
5. 該第１の手段は、該第１の手段が該装置に接続された後に、該受信手段からダウンロードされたプログラムによって動作するように形成されていることを特徴とする請求項４記載の装置。
6. 該第１の手段はスマートカードを含むことを特徴とする請求項１から５のいずれか１項記載の装置。
7. 該ダウンロードされたプログラムは、アップレットおよび該プログラム鍵を示しているデータを含むことを特徴とする請求項６記載の装置。
8. 該プログラム鍵を示している該データは、暗号化された形式でダウンロードされ、一度ダウンロードされると該アップレットによって復号されることを特徴とする請求項７記載の装置。
9. 該装置はさらに制御手段を含み、ここで該受信手段によって受信された該信号は、該動作中の復号鍵が使用されることを承認される時刻を識別する、および／あるいは該動作中の復号鍵が使用されることを承認される観客席を識別するデータを含み、そして該制御手段は該第２の手段を制御するための該データに応じる、ことで特徴づけられる請求項１、２、あるいは４〜８のいずれか１項記載の装置。
10. 該復号されたプログラム信号は該第１のインタフェースからアクセスされることが不可能であることを特徴とする請求項１から９のいずれか１項記載の装置。
11. 該プログラム鍵を含む復号アルゴリズムは、該受信手段を経由して該プログラム復号鍵と共に供給され、そしてそこから復号のための該第１の手段にダウンロードされることを特徴とする請求項１から１０のいずれか１項記載の装置。
12. 暗号化されたプログラム信号を復号するための装置により暗号化されたプログラム信号を復号するための方法であって、該方法は、
    受信手段が動作中の復号鍵を含む暗号化されたデータを含む暗号化されたプログラム信号を受信し、
    転送手段が第１のインタフェースを経由して該暗号化されたデータを転送し、
    該第１のインタフェースに接続された第１の手段が、該動作中の復号鍵を決定するためにプログラム鍵を用いて該暗号化されたデータを復号し、
    転送手段が、該第１のインタフェースと異なりそして該装置の他の部分から動作的に分離した第２のインタフェースを経由して該動作中の復号鍵を転送し、そして
    該第２のインタフェースに接続された第２の手段が該動作中の復号鍵を用いて暗号化されたプログラム信号を復号する
    ことを含むことで特徴づけられる方法。
13. 該暗号化されたプログラム信号は、暗号化されたビデオ信号および暗号化された音声信号を含み、そして該暗号化されたデータはビデオ用動作中の鍵および音声用動作中の鍵の両者を含み、該方法はさらに、
    該第１の手段が暗号化されたデータから該ビデオ用および該音声用動作中の鍵の両者を抽出し、
    ビデオ復号手段が該暗号化されたビデオ信号を復号し、そして、音声復号手段が該暗号化された音声信号を復号する
    ことを含むことを特徴とする請求項１２記載の方法。
14. 受信された該信号は、その時に該ビデオ用動作中の鍵が使用されることを開始するであろう、該ビデオ信号の開始フレームを識別するデータを含み、該方法はさらに、制御手段が該データに応じて該暗号化されたプログラム信号の該復号を制御することを含むことを特徴とする請求項１３記載の方法。
15. 該暗号化されたデータの該復号は、取り外し可能なスマートカードによって行われることで特徴づけられる、請求項１２あるいは請求項１３〜１４のいずれか１項記載の方法。
16. 該方法はさらに該暗号化されたデータの復号のために、プログラムを該取り外し可能なスマートカードにダウンロードすることを含むことを特徴とする請求項１５記載の方法。
17. 該ダウンロードされたプログラムは、アップレットおよび該プログラム鍵を示すデータを含むことを特徴とする請求項１６記載の方法。
18. 該プログラム鍵を示している該データは、暗号化された形式でダウンロードされそして、一度ダウンロードされれば、該アップレットによって復号されることを特徴とする請求項１７記載の方法。
19. 該受信された信号は該動作中の復号鍵が使用されることを承認される観客席を識別し、そして／あるいは該動作中の鍵が使用されることを承認される時刻を識別するデータを含み、該方法はさらに制御手段が該データに応じて該暗号化されたプログラム信号の該復号を制御することを含むことを特徴とする請求項１２あるいは請求項１３、１５〜１８のいずれか１項記載の方法。
20. 該復号されたプログラム信号は第１の経路を通ってアクセスされることが不可能であることを特徴とする請求項１２あるいは請求項１３〜１９のいずれか1項記載の方法。

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