JP5045956B2

JP5045956B2 - スクランブル装置、スクランブル方法及びプログラム

Info

Publication number: JP5045956B2
Application number: JP2009099908A
Authority: JP
Inventors: 倫廣山口; 新次大江; 英俊新井
Original assignee: NEC System Technologies Ltd
Current assignee: NEC System Technologies Ltd
Priority date: 2009-04-16
Filing date: 2009-04-16
Publication date: 2012-10-10
Anticipated expiration: 2029-04-16
Also published as: JP2010252084A

Description

本発明は、基準フレーム画像を示す基準フレームと、他のフレーム画像との差分によって、当該他のフレーム画像と異なるフレーム画像を示す差分フレームとによって構成される映像データのスクランブルを行うスクランブル装置、スクランブル方法及びプログラムに関する。

従来、映像の加入放送サービスは、加入者以外の受信者が映像を視聴することができないようにスクランブルされた映像データを放送している。加入者は、スクランブル解除装置を用いてスクランブルされた映像データのスクランブルを解除することにより映像を再生することができる。映像データのスクランブルは、例えば、映像データを暗号化することで行われ、スクランブルの解除は、スクランブル解除装置が記憶する鍵を用いて暗号化された映像データを復号化することで行われる。

しかしながら、全ての映像データに対して暗号化を行う場合、スクランブルを解除する際、著しい量のシステムリソースを要するという問題があった。
この問題を解決するスクランブル手法として、特許文献１に、複数のデータパケットのうちのｎ番目のパケット毎にスクランブルを行う方法が開示されている。これにより、暗号化するパケットの数を減少させ、スクランブル解除装置の復号化によるシステムリソースの消費を抑制することができる。

特開２００１−２５１５９９号公報

しかしながら、特許文献１に記載の手法では、ｎ番目のパケットに対して暗号化を行うため、暗号化を行うパケットは、映像データの内容とは無関係に選択されてしまう。そのため、暗号化が行われなかったパケットのみで映像の表示が行えてしまう場合があるという問題があった。
本発明は上記の点に鑑みてなされたものであり、その目的は、スクランブル解除に伴うシステムリソースの消費を抑制するとともに、少なくとも一部の映像データのスクランブルを行うスクランブル装置、スクランブル方法及びプログラムを提供することにある。

本発明は上記の課題を解決するためになされたものであり、基準フレーム画像を示す基準フレームと、他のフレーム画像との差分によって当該他のフレームと異なるフレーム画像を示す差分フレームとによって構成される映像データのスクランブルを行うスクランブル装置であって、前記基準フレームまたは前記差分フレームの少なくとも一部を含む複数のパケットの入力を受け付ける映像データ入力手段と、前記映像データ入力部が入力を受け付けたパケットのうち、前記基準フレームの少なくとも一部を含む１つまたは複数のパケットを暗号化対象として選択する暗号化対象選択手段と、前記暗号化対象選択手段が選択した暗号化対象に対して暗号化を行う暗号化手段と、を備えることを特徴とする。

また、本発明は、基準フレーム画像を示す基準フレームと、他のフレーム画像との差分によって当該他のフレームと異なるフレーム画像を示す差分フレームとによって構成される映像データのスクランブルを行うスクランブル装置を用いたスクランブル装置であって、映像データ入力手段は、前記基準フレームまたは前記差分フレームの少なくとも一部を含む複数のパケットの入力を受け付け、暗号化対象選択手段は、前記映像データ入力部が入力を受け付けたパケットのうち、前記基準フレームの少なくとも一部を含む１つまたは複数のパケットを暗号化対象として選択し、暗号化手段は、前記暗号化対象選択手段が選択した暗号化対象に対して暗号化を行うことを特徴とする。

また、本発明は、基準フレーム画像を示す基準フレームと、他のフレーム画像との差分によって当該他のフレームと異なるフレーム画像を示す差分フレームとによって構成される映像データのスクランブルを行うスクランブル装置を、前記基準フレームまたは前記差分フレームの少なくとも一部を含む複数のパケットの入力を受け付ける映像データ入力手段、前記映像データ入力部が入力を受け付けたパケットのうち、前記基準フレームの少なくとも一部を含む１つまたは複数のパケットを暗号化対象として選択する暗号化対象選択手段、前記暗号化対象選択手段が選択した暗号化対象に対して暗号化を行う暗号化手段、として動作させるためのプログラムである。

本発明によれば、映像データのうち、基準フレームの少なくとも一部を含む部分に対して暗号化を行う。そのため、映像データ全てを暗号化する手法と比較してスクランブル解除に伴うシステムリソースの消費を抑制することができる。また、基準フレームに対して暗号化を行うため、確実に映像データのスクランブルを行うことができる。

また、本実施形態によれば、基準フレームの少なくとも一部を含むパケットのうち、暗号化率記憶部１４が記憶する暗号化率情報が示す割合のパケットに対して暗号化を行う。これにより、映像全体におけるスクランブルの度合いを調整することができる。これにより、スクランブルの度合いを調整することで、非加入者はある程度崩れていながら内容を推察できる映像を視聴することができるため、非加入者の加入意欲を惹起させることができるという利点がある。

本発明の一実施形態によるスクランブル装置の構成を示す概略ブロック図である。スクランブル装置の動作を示すフローチャートである。スクランブル装置で処理されるパケットの例を示す図である。

以下、図面を参照しながら本発明の実施形態について詳しく説明する。
図１は、本発明の一実施形態によるスクランブル装置の構成を示す概略ブロック図である。
スクランブル装置１は、映像データ入力部１１、フレーム判定部１２、暗号化対象選択部１３（暗号化対象選択手段）、暗号化率記憶部１４、暗号化部１５（暗号化手段）、鍵情報記憶部１６、映像データ出力部１７を備える。

映像データ入力部１１は、１つまたは複数のパケットから構成される映像データの入力を受け付ける。例えば、映像データの規格がＭＰＥＧ−２である場合、ＴＳ（Transport Stream）パケットで構成されるトランスポートストリームの入力を受け付ける。
フレーム判定部１２は、映像データ入力部１１が入力を受け付けた各パケットが記憶する映像データのフレームが、フレーム画像を示す基準フレームであるか、他のフレーム画像との差分によってフレーム画像を示す差分フレームであるかを判定する。例えば、映像データの規格がＭＰＥＧ−２である場合、基準フレームはＩフレーム(Intra-coded Frame)であり、差分フレームはＰフレーム(Predicted Frame)またはＢフレーム(Bi-directional Predicted Frame)である。
暗号化対象選択部１３は、暗号化率記憶部１４が記憶する暗号化率情報に基づいて暗号化するパケットを選択する。
暗号化率記憶部１４は、暗号化を行うパケットの割合を示す暗号化率情報を記憶する。
暗号化部１５は、暗号化対象選択部１３が選択したパケットの暗号化を行う。
鍵情報記憶部１６は、暗号化に用いる鍵情報を記憶する。
映像データ出力部１７は、１つまたは複数のパケットが暗号化された映像データを出力する。

そして、スクランブル装置１において、暗号化対象選択部１３は、映像データのうち基準フレームの少なくとも一部を含む１つまたは複数のデータ部分を暗号化対象として選択し、暗号化部１５は、暗号化対象選択手段が選択した暗号化対象に対して暗号化を行う。
これにより、スクランブル解除に伴うシステムリソースの消費を抑制し、少なくとも一部の映像データのスクランブルを行う。

次に、スクランブル装置１の動作を説明する。
図２は、スクランブル装置の動作を示すフローチャートである。
図３は、スクランブル装置で処理されるパケットの例を示す図である。
まず、映像データサーバ等の外部装置がスクランブル装置１に映像データを入力すると、映像データ入力部１１は、外部装置から映像データの入力を受け付ける（ステップＳ１）。図３（Ａ）に示すように、映像データを構成するパケットＰ１〜Ｐ６の各々は、ヘッダ部とペイロード部とによって構成される。

映像データ入力部１１が映像データを受け付けると、フレーム判定部１２は、映像データを構成するパケットの各々に基準フレームの少なくとも一部が含まれているか否かを判定する（ステップＳ２）。図３（Ｂ）を例にとると、パケットＰ１、Ｐ２、Ｐ３、Ｐ５が基準フレームの少なくとも一部が含まれていると判定される。

フレーム判定部１２が、パケットに基準フレームの少なくとも一部が含まれていると判定した場合（ステップＳ２：ＹＥＳ）、暗号化対象選択部１３は、暗号化率記憶部１４から暗号化率情報を取得する（ステップＳ３）。暗号化対象選択部１３は、暗号化率情報を取得すると、取得した暗号化率情報に従ってパケットを暗号化対象として選択するか否かを判定する（ステップＳ４）。暗号化率情報が暗号化率５０％を示す場合、図３（Ｃ）に示すように、パケットＰ１、Ｐ２、Ｐ３、Ｐ５のうち半数のパケットＰ１、Ｐ３が暗号化対象として選択される。

暗号化率情報に従ってパケットを選択する方法としては、例えば、暗号化率情報が暗号化率５０％を示す場合、暗号化対象選択部１３は、０乃至１の乱数を発生させ、発生させた乱数が０である場合に暗号化対象として選択し、１である場合に選択しないという方法がある。
また例えば、暗号化対象選択部１３は、パケットが入力される毎に内部メモリに記憶するカウンタ値に１を加算し、カウンタ値が偶数の場合に暗号化対象として選択し、奇数の場合に選択しないという方法がある。

ステップＳ４で、暗号化対象選択部１３がパケットを暗号化対象として選択した場合（ステップＳ４：ＹＥＳ）、暗号化部１５は、鍵情報記憶部１６から暗号化に用いる鍵情報を取得する（ステップＳ５）。暗号化部１５は、鍵情報を取得すると、取得した鍵情報を用いてパケットのペイロード部を暗号化する（ステップＳ６）。このとき、パケットのヘッダに、当該パケットが暗号化されていることを示すフラグを付与すると良い。また、暗号化には、例えばＡＥＳ（Advanced Encryption Standard）などの暗号化手法を用いると良い。

暗号化部１５がパケットを暗号化すると、映像データ出力部１７は、暗号化されたパケットを外部装置へ出力する（ステップＳ７）。
また、ステップＳ２で、フレーム判定部１２が、パケットに基準フレームが含まれていないと判定した場合（ステップＳ２：ＮＯ）、または、ステップＳ４で、暗号化対象選択部１３がパケットを暗号化対象として選択しなかった場合（ステップＳ４：ＮＯ）、パケットの暗号化を行わず、平文のパケットを外部装置へ出力する（ステップＳ８）。
これにより、スクランブル装置１は、１つまたは複数のパケットが暗号化された映像データを出力する。

このように、本実施形態によれば、スクランブル装置１は、映像データを構成するパケットのうち、基準フレームの少なくとも一部を含む１つまたは複数のパケットに対して暗号化を行う。これにより、映像データ全てを暗号化する手法と比較してスクランブル解除に伴うシステムリソースの消費を抑制することができる。また、基準フレームの少なくとも一部を含むパケットに対して暗号化を行うため、確実に映像データのスクランブルを行うことができる。

また、本実施形態によれば、スクランブル装置１は、基準フレームの少なくとも一部を含むパケットのうち、暗号化率記憶部１４が記憶する暗号化率情報が示す割合のパケットに対して暗号化を行う。これにより、映像全体におけるスクランブルの度合いを調整することができる。

ここで、映像全体におけるスクランブルの度合いを調整することができる利点を説明する。加入放送サービスは、加入者以外の受信者が映像を視聴することができないようにスクランブルされた映像データを放送している。非加入者は、スクランブル解除装置を有しないため、スクランブルを解除した映像を視聴することはできないが、スクランブルされた映像を視聴することができる。

ここで、映像データの全ての基準フレームが暗号化されている場合、非加入者は、映像を全く表示することができず、加入意欲を惹起されない。しかし、スクランブル装置１を用いて暗号化率情報に基づいてスクランブルの度合いを調整することで、非加入者はある程度崩れていながら内容を推察できる映像を視聴することができるため、非加入者の加入意欲を惹起させることができるという利点がある。

以上、図面を参照してこの発明の一実施形態について詳しく説明してきたが、具体的な構成は上述のものに限られることはなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲内において様々な設計変更等をすることが可能である。
例えば、本実施形態では、フレーム判定部１２、暗号化対象選択部１３、暗号化部１５を備えるスクランブル装置１を用いた例を示したが、これに限られず、各処理部をそれぞれフレーム判定装置、暗号化対象選択装置、暗号化装置に実装し、各々の装置を備えるシステムとして構成しても良い。

なお、本実施形態では、複数のパケットから構成されるトランスポートストリーム形式の映像データに対するスクランブルを行う場合を説明したが、これに限られず、例えば単体のファイルで完結するプログラムストリーム形式の映像データに対するスクランブルを行っても良い。この場合、暗号化対象選択部１３は、プログラムストリーム形式の映像データの任意の基準フレームを暗号化対象として選択することでスクランブルを行うことができる。

上述のスクランブル装置は内部に、コンピュータシステムを有している。そして、上述した各処理部の動作は、プログラムの形式でコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記憶されており、このプログラムをコンピュータが読み出して実行することによって、上記処理が行われる。ここでコンピュータ読み取り可能な記録媒体とは、磁気ディスク、光磁気ディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−ＲＯＭ、半導体メモリ等をいう。また、このコンピュータプログラムを通信回線によってコンピュータに配信し、この配信を受けたコンピュータが当該プログラムを実行するようにしても良い。

また、上記プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであっても良い。さらに、前述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるもの、いわゆる差分ファイル（差分プログラム）であっても良い。

１…スクランブル装置１１…映像データ入力部１２…フレーム判定部１３…暗号化対象選択部１４…暗号化率記憶部１５…暗号化部１６…鍵情報記憶部１７…映像データ出力部

Claims

基準フレーム画像を示す基準フレームと、他のフレーム画像との差分によって当該他のフレームと異なるフレーム画像を示す差分フレームとによって構成される映像データのスクランブルを行うスクランブル装置であって、
前記基準フレームまたは前記差分フレームの少なくとも一部を含む複数のパケットの入力を受け付ける映像データ入力手段と、
前記映像データ入力部が入力を受け付けたパケットのうち、前記基準フレームの少なくとも一部を含む１つまたは複数のパケットを暗号化対象として選択する暗号化対象選択手段と、
前記暗号化対象選択手段が選択した暗号化対象に対して暗号化を行う暗号化手段と、
を備えることを特徴とするスクランブル装置。
前記暗号化手段は、前記暗号化対象選択手段が選択したパケットのペイロード部分に対して暗号化を行うことを特徴とする請求項１に記載のスクランブル装置。
前記暗号化手段は、前記パケットのヘッダに、当該パケットが暗号化されていることを示すフラグを付与する
ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載のスクランブル装置。
基準フレーム画像を示す基準フレームと、他のフレーム画像との差分によって当該他のフレームと異なるフレーム画像を示す差分フレームとによって構成される映像データのスクランブルを行うスクランブル装置を用いたスクランブル装置であって、
映像データ入力手段は、前記基準フレームまたは前記差分フレームの少なくとも一部を含む複数のパケットの入力を受け付け、
暗号化対象選択手段は、前記映像データ入力部が入力を受け付けたパケットのうち、前記基準フレームの少なくとも一部を含む１つまたは複数のパケットを暗号化対象として選択し、
暗号化手段は、前記暗号化対象選択手段が選択した暗号化対象に対して暗号化を行う、ことを特徴とするスクランブル方法。
基準フレーム画像を示す基準フレームと、他のフレーム画像との差分によって当該他のフレームと異なるフレーム画像を示す差分フレームとによって構成される映像データのスクランブルを行うスクランブル装置を、
前記基準フレームまたは前記差分フレームの少なくとも一部を含む複数のパケットの入力を受け付ける映像データ入力手段、
前記映像データ入力部が入力を受け付けたパケットのうち、前記基準フレームの少なくとも一部を含む１つまたは複数のパケットを暗号化対象として選択する暗号化対象選択手段、
前記暗号化対象選択手段が選択した暗号化対象に対して暗号化を行う暗号化手段、
として動作させるためのプログラム。