JP5216213B2 - 再生装置 - Google Patents
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Description
電子透かしとは、人間の知覚の特性を利用し、静止画、動画、オーディオなどのマルチメディアコンテンツに対して、人間に知覚できないように、コンテンツに埋め込まれた情報であり、そのコンテンツ自体とは別の情報である。すなわち、人間には知覚できない微小な変更をコンテンツに加えることにより別の情報をコンテンツ自体に埋め込むものである。電子透かしとしては、エコー制御法、スペクトル拡散法、統計量操作法、位相操作法、および定位制御などさまざまな方法がある。
以下の従来の再生制御の説明では、電子透かしによりコンテンツに埋め込まれているコピー制御情報をウォータマークCCIと呼ぶ。これに対して、光ディスクにコンテンツから独立したディジタルデータとして記録されているコピー制御情報をディジタルCCIと呼ぶ。光ディスクの再生において、ディジタルCCIおよびウォータマークCCIでは、図9に示す再生制御が要求されている。図9は、ディジタルCCIおよびウォータマークCCIの付属情報における再生制御の内容を示す表である。
ディジタル再生動作において、まずディスク160に記録された信号が光ピックアップ162により読み取られる。信号処理部164は、機構制御部163に制御信号を出力しつつ、データ打ち抜きと誤り訂正を行ってシステムストリームを抽出する。暗号復号装置165は、システムストリームが暗号化されているか否かを検査し、暗号化されている場合には暗号を復号する。暗号復号装置165は復号されたシステムストリームおよび暗号化されていないシステムストリームをディジタルCCI復号装置166とAV復号装置167に転送する。AV復号装置167はシステムストリームからディジタルオーディオ信号あるいはディジタルビデオ信号を抽出してデコードし、ウォータマークCCI復号装置169とディジタル信号出力制御部170に転送する。ディジタル信号出力制御部170は、ディジタルオーディオ信号あるいはディジタルビデオ信号を規定の出力フォーマット(例えば、IEC60958,IEEE1394など)に変換して出力する。ディジタルCCI復号装置166は、システムストリームからディジタルCCIデータをデコードしてシステム制御部173に転送する。ウォータマークCCI復号装置169は、ディジタルオーディオ信号あるいはディジタルビデオ信号からウォータマークCCIデータを検出してシステム制御部173に転送する。システム制御部173は、ディジタルCCIデータとウォータマークCCIデータとを読み込み、そのデータに従ってディジタル信号出力制御部170と機構制御部163を制御する。また、システム制御部173は、動作表示情報を表示部172に転送する。
まず、暗号復号装置165から出力されたシステムストリームの暗号化の有無を検査する(ステップ1001)。システムストリームが暗号化されている場合には、ディジタルCCIデータの有無を検査する(ステップ1002)。ディジタルCCIデータが存在する場合には、ディジタルCCIデータが「コピーフリー」であるか否かを検査する(ステップ1003)。図9に示したとおり、暗号化されたディジタルオーディオデータあるいはディジタルビデオデータのディジタルCCIが「制限付きコピー」あるいは「コピー禁止」のときだけ再生が許可されており、「コピーフリー」のときは許可されていない。従って、ディジタルCCIデータが「コピーフリー」である場合は、違法なコピーディスクと判断される。その結果、ディジタル信号出力制御部170とアナログ信号出力制御部171の両方を制御してディジタル信号出力とアナログ信号出力を共にミュートする(ステップ1004)。一方、ステップ1003でディジタルCCIデータが「コピーフリー」でないと判断された場合は、通常再生を行う(ステップ1008)。
以下、DVDオーディオ再生装置及び半導体オーディオ再生装置(メモリースティックオーディオ、SDオーディオなど)などで用いられているSDMIの電子透かし技術について説明する。
コンテンツがMP3などに圧縮されている場合には、リニアPCM形式にデコードした後、所定の信号処理を行い電子透かし検出を行う。アナログ信号の場合においてもADコンバータでリニアPCM形式に変換した後、所定の信号処理を行い電子透かし検出が可能である。
電子透かしはディジタル圧縮やアナログ記録再生を経ても消えないことが要求されているが、ディジタルオーディオ信号の劣化に伴い、電子透かしの検出精度も落ち、誤検出や検出不可能になることがある。このように誤検出や検出不可能になる場合があるため、検出結果の利用方法が規定されている。
付属情報が埋め込まれたコンテンツを再生する再生装置であって、
前記コンテンツを、前記コンテンツのうち一部のデータから構成されるフレーム毎に復号化し、オーディオ信号を生成するデコーダ部と、
前記オーディオ信号から前記付属情報を前記フレーム毎に検出する検出部と、
前記オーディオ信号を音として聞ける状態に処理した後、当該オーディオ信号を外部に出力する出力部と、
前記検出した付属情報に基づいて、前記オーディオ信号の出力を制御する制御部と、を備え、
前記制御部は、前記コンテンツの再生動作として第1動作と、第2動作を有し、
前記第1動作は、前記出力部に前記オーディオ信号を音として聞ける状態に処理させることなく、複数の前記フレームに対して、オーディオ信号を前記デコーダ部に生成させる第1処理と、当該生成させたオーディオ信号から前記付属情報を前記検出部に検出させる第2処理とを連続して交互に実行する動作であって、
前記第2動作は、既に取得済みの前記付属情報に基づいて、前記フレーム毎に、オーディオ信号を前記デコーダ部に生成させ、当該オーディオ信号を前記出力部に処理させた後、処理後のオーディオ信号を外部に出力させる動作である。このように構成された本発明の再生装置は、再生動作の前にコンテンツに埋め込まれた付属情報の検出を行うため、付属情報の検出結果に応じて再生動作の途中で停止することはない。
なお、本発明における付属情報とは、所定の長さのコンテンツの部分全域にわたって分散配置され、コンテンツと一体化した情報であり、コンテンツの再生制御に関連する情報のことである。
本発明に係る第2の観点の再生装置は、前記の第1の観点における前記制御部が、再生開始指令が入力されたとき、前記付属情報を検出していない場合、最初に前記第1動作で前記コンテンツを再生させ、その後、前記第2動作で前記コンテンツを再生させるように制御するよう構成されている。
本発明に係る第3の観点の再生装置は、前記の第1の観点における前記制御部が、再生開始指令が入力されたとき、前記付属情報を検出している場合、前記第2動作で前記コンテンツを再生させるように制御するよう構成されている。
本発明に係る第4の観点の再生装置では、前記の第1の観点における前記再生装置が、前記第1動作を前記第2動作と同じ速度または前記第2動作よりも速い速度で実行するよう構成されている。
前記検出部で検出された付属情報と前記コンテンツとを関連づけて改竄できない方法、または改竄されたことが検出できる方法で記憶する記憶部、および
前記記憶部に記憶された付属情報に従って対応するコンテンツの再生制御を行う制御部、を備える構成としてもよい。このように構成された本発明の再生装置は、再生動作の前にコンテンツに埋め込まれた付属情報の検出を行うため、付属情報の検出結果に応じて再生動作の途中で停止することはない。
検出された前記付属情報と前記コンテンツとを関連づけて改竄できない方法、または改竄されたことが検出できる方法で記憶する記憶部、および
前記記憶部に記憶された付属情報に従って対応するコンテンツの再生制御を行う制御部、を備える構成としてもよい。このように構成された本発明の再生装置は、再生開始指令を受けなくても、コンテンツに埋め込まれた付属情報が検出可能な状態となったとき、付属情報を検出するため、付属情報の検出結果に応じて再生動作の途中で停止することがない。
図1は本発明に係る実施の形態1における再生装置の構成を示すブロック図である。
図1で、コンテンツなどを記録する媒体であるメモリカード101には、暗号化されている圧縮オーディオデータであるプロテクテッドコンテンツ102、および暗号化されていない圧縮オーディオデータであるアンプロテクテッドコンテンツ103が記録されている。メモリカード101内のプロテクテッドコンテンツ102およびアンプロテクテッドコンテンツ103はそれぞれ複数個存在してもよい。暗号解読部104はメモリカード101から得られるコンテンツが暗号化されているか否かを検査し、暗号化されている場合には暗号を解読する。デコード部105は暗号解読部104が出力する暗号化されていない圧縮オーディオビットストリームをデコードする。電子透かし検出部106はデコード部105が出力するリニアPCMオーディオ信号から電子透かしを検出する。出力制御部107はリニアPCM信号の出力を制御する。制御部108はメモリカード101、暗号解読部104、デコード部105、電子透かし検出部106、および出力制御部107を制御する。実施の形態1の再生装置109は、暗号解読部104、デコード部105、電子透かし検出部106、出力制御部107、および制御部108を含んで構成される。なお、実施の形態1の再生装置において、検出部は電子透かし検出部106により構成されている。
メモリカード101が再生装置109に挿入された状態において、使用者がアンプロテクテッドコンテンツ103の再生操作を行うと、再生開始指令が生じ、アンプロテクテッドコンテンツ103から得られる圧縮オーディオビットストリームをデコード部105でデコード処理する。そして、デコード部105の出力であるリニアPCMオーディオ信号から電子透かしを検出する。デコード処理、および電子透かし検出処理については、後で説明する。このとき、デコード処理されたリニアPCMオーディオ信号は、出力制御部107により再生装置109の外部に出力されないようミュート処理される。
電子透かし検出は、前述の図12に示したように、1回または2回行う。1回目の電子透かし検出結果に応じて、2回目の電子透かし検出が必要な場合には、1回目の検出窓の終了点から2回目の検出窓の開始点までにあるコンテンツを飛ばし、すぐ2回目の検出窓の開始点から検出動作を開始する。
また、前述のように電子透かしとは、人間の知覚の特性を利用し、静止画、動画、オーディオなどのマルチメディアコンテンツに対して、人間に知覚できないようにコンテンツに埋め込まれた情報であり、そのコンテンツ自体とは別の情報のことである。すなわち、人間には知覚できない微小な変更をコンテンツに加えることにより別の情報をコンテンツ自体に埋め込むものである。実施の形態1において用いた電子透かしとしてはエコー制御法である。
オーディオ信号に対してエコーをかけることにより、電子透かしの情報を埋め込むことができる。オリジナルのオーディオ信号とエコーとの時間差がある一定の値(約1ms)以下になると、人間の耳には原音とエコーが融合して聞こえる。従って、この値(約1ms)より短い遅延時間を持つ2種類のエコーを”0”と”1”に設定した透かしデータとして、オリジナルのオーディオ信号に加えることにより、透かしデータが組み込まれた信号を作成することができる。ディジタルオーディオ信号を一定区間ずつ(たとえば512サンプル)に区切り、その区間毎に透かしデータに従って、2種類のエコーの内の一方を加える。区切りの部分ではエコーがステップ状に切り替わるのではなく、緩やかに変わっていくのが音質上望ましい。複数ビットの情報を埋め込むためには、ビット数分の区間が必要となる。さらに、ビット列の開始点を示すための同期用のビット列も必要となる。このようなビットデータを一纏めにしてエコー制御法では扱うことになる。たとえば、電子透かしとして埋め込む透かしデータ本体が8ビット、同期用透かしデータを8ビットとすると、合計16ビットである。44.1kHzサンプルのディジタルオーディオ信号に対して電子透かしを埋め込むのであれば、約186ミリ秒分のディジタルオーディオ信号が必要となる。また、ディジタルオーディオ信号をDA変換によりアナログ信号に変換したり、MP3などの圧縮処理を施した場合には、オーディオ信号の振幅が小さい場所などでは雑音の影響で電子透かしの情報の解析が困難になる。このため、同じデータを何回も埋め込み、検出時に多数決処理により信頼性を上げる必要がある。このため、運用の仕方にもよるが、信頼できる電子透かしの情報を検出するためには、数秒から十数秒程度のディジタルオーディオ信号が必要となる。
図3は本発明に係る実施の形態2における再生装置209の構成を示すブロック図である。図3に示す再生装置209において、前述の図1に示した実施の形態1の再生装置109と同じ機能、構成を有するものは同一の番号を付与し、その説明は実施の形態1の説明を適用する。
図3において、コンテンツなどを記録する媒体であるメモリカード101には、暗号化されている圧縮オーディオデータであるプロテクテッドコンテンツ102、および暗号化されていない圧縮オーディオデータであるアンプロテクテッドコンテンツ103が記録されている。メモリカード101内のプロテクテッドコンテンツ102およびアンプロテクテッドコンテンツ103は、それぞれ複数個存在してもよい。暗号解読部104はメモリカード101から得られるコンテンツが暗号化されているか否かを検査し、暗号化されている場合には暗号を解読する。デコード部105は暗号解読部104が出力する暗号化されていない圧縮オーディオビットストリームをデコードする。電子透かし検出部106はデコード部105が出力するリニアPCMオーディオ信号から電子透かしを検出する。出力制御部107はリニアPCM信号の出力を制御する。記憶部310は、アンプロテクテッドコンテンツ103と電子透かし検出部106が検出した電子透かしとを対応させて改竄できない方法、または改竄されたことが検出できる方法で記憶する。制御部108はメモリカード101、暗号解読部104、デコード部105、電子透かし検出部106、出力制御部107、および記憶部310を制御する。実施の形態2の再生装置209は、暗号解読部104、デコード部105、電子透かし検出部106、出力制御部107、制御部108、および記憶部310を含んで構成される。なお、実施の形態2の再生装置において、検出部は電子透かし検出部106により構成されている。
図4は、実施の形態2の再生装置209における再生動作を示すフローチャートである。使用者によりアンプロテクテッドコンテンツ103の再生操作が行われて再生開始指令が入力されると、記憶部310に当該アンプロテクテッドコンテンツ103のデータが存在するか否かが調べられる。具体的には、メモリカード101の識別情報やアンプロテクテッドコンテンツ103のファイル名などがキーとして調べられる。さらに、当該アンプロテクテッドコンテンツ103のデータが存在する場合には、そのデータが有効か否かが調べられる。記憶部310のデータ自体は使用者が改竄できない方法、または改竄されたことが検出できる方法で記憶されているが、対応するアンプロテクテッドコンテンツ103自体が書き換えられている可能性がある。そこで、両者が正しく対応しているか否かを確認する必要がある。たとえば、記憶部310に記憶されているアンプロテクテッドコンテンツ103のタイムスタンプやファイルサイズなどと実際のアンプロテクテッドコンテンツ103のタイムスタンプやファイルサイズなどとが一致するか否かを検査する。あるいは、電子透かし検出時にアンプロテクテッドコンテンツ103のハッシュ値を記憶部310に記憶させておき、利用時に再びアンプロテクテッドコンテンツ103のハッシュ値を計算させ、両者が一致するか否かで対応関係を確認してもよい(ステップ401)。ハッシュ値とは、もとの情報(この例ではアンプロテクテッドコンテンツ103)をハッシュ関数で処理して得られるダイジェスト情報のことである。ハッシュ関数は(1)一方向性(ハッシュ値からもとの情報を求めることが困難な性質)、(2)衝突回避性(元の情報が1ビット違うだけでも全く異なるハッシュ値が生成され、かつ、同じハッシュ値となるような異なる2つの元の情報を見つけるのが困難な性質)を持つ関数であり、ブロック暗号を利用したり、SHA-1などのハッシュ専用関数を用いる。
もし、当該アンプロテクテッドコンテンツ103のデータが有効でない場合には、まず、記憶部310の当該アンプロテクテッドコンテンツ103の無効なデータを削除する。そして、当該アンプロテクテッドコンテンツ103から得られる圧縮オーディオビットストリームをデコード部105でデコードする。さらに、デコード部105の出力であるリニアPCMオーディオ信号から電子透かしを検出する(ステップ402)。
記憶部310への検出内容および対応するアンプロテクテッドコンテンツ103の識別情報を記憶する場合には、改竄できない方法、または改竄されたことが検出できる方法で記憶する必要がある。
改竄できない方法としては、記憶部310へ物理的にアクセスできないようにする方法、記憶内容を暗号化しておく方法などがある。物理的なアクセスを防止する方法としては、全ての処理を外部からアクセスできない半導体内で実施する方法、データが外部バスに流れるときは少なくともバスの一部を基板内装に配置し、LSIの端子がLSIと基板との間に配置されるBGA(ボールグリッドアレイ)パッケージを用いたり、LSIの端子を樹脂などで封止したりして、バスに流れる信号の取り出しを困難にする方法などがある。また、暗号化する場合は暗号化に使用する鍵が漏洩しないよう、暗号鍵に対して前述のような物理的なアクセス防止などが必要となる。また、セーブリストア攻撃を防止するため、検出内容または対応するアンプロテクテッドコンテンツ103の識別情報が更新される場合、鍵生成に関連する情報も更新するようにしてもよい。
改竄されたことが検出できる方法としては、検出内容および対応するアンプロテクテッドコンテンツ103の識別情報を記録するとき、同時にこれらのハッシュ情報を記録しておき、利用時に再度これらのハッシュ値を計算して両者が一致するか否かで改竄されたか否かを検出する方法などがある。
最近、映画館にビデオカメラを持ち込んで撮影したコンテンツや、DVDディスク、テレビ放送などをパーソナルコンピュータのキャプチャボードで取り込んだコンテンツなどをもとに作成された海賊版プリレコードディスクが販売されている。これらの海賊版と正規版とを区別し、海賊版を排除するために、正規版のコンテンツに暗号を利用した署名を付け、再生装置においては、記録媒体であるディスクの署名を検証するシステムがある。このシステムを用いることにより、正規版のディスクであることが確認されないディスクに関しては再生が禁止される。
ディスク製造業者は各タイトルを所定の長さ(たとえば100Kバイト)のハッシュ単位に分割する。各ハッシュ単位はハッシュ処理を施されてダイジェスト値となり、タイトルダイジェストに格納される。たとえばタイトルAのハッシュ単位A1はタイトルダイジェストAのダイジェスト値DA1になる。タイトル末尾のハッシュ単位に満たない部分は無視される。各タイトルダイジェストの計算が終了すると、次に各タイトルダイジェスト全体のハッシュ値を計算し、算出されたハッシュ値(DA)をダイジェスト値としてコンテンツ証明書に格納する。算出されたダイジェスト値DA、DB、DC、・・・はコンテンツ証明書に順次格納される。ディスク製造業者は、ディスク上の全てのタイトルのダイジェスト値を格納し、そのデータを認証機関に渡す。認証機関は全てのタイトルのダイジェスト値に対するハッシュ値を計算する。計算されたハッシュ値は、認証機関の秘密鍵を用いて暗号化し、署名とされる。この署名がディスク製造業者に渡される。ディスク製造業者はこの署名をつけた証明書をタイトルやタイトルダイジェストとともにディスクに格納して、販売する。
以上の検証処理におけるいずれかの検証において不一致が発生した場合には、そのディスクを正規のディスクではないとみなして、そのディスクの再生、そのディスクからのコピー、およびそのディスクに関する全ての使用を禁止する。
また、図4に示したステップ402において、電子透かしを検出処理する場合、出力制御部107でオーディオ出力をミュートすることが可能である。この場合、前述の実施の形態1において説明した場合と同様に、高速で検出することが可能となる。
次に、本発明に係る実施の形態3の再生装置について説明する。実施の形態3の再生装置は、前述の図3に示した実施の形態2の再生装置と実質的に同じ構成を有している。したがって、図3および図6を用いて、実施の形態3の再生装置の動作について説明する。図6は、実施の形態3の再生装置209にメモリカード101が挿入された直後の処理を示すフローチャートである。
もし、未検査のアンプロテクテッドコンテンツ103が存在する場合には、同様に電子透かし情報の検出を行う。未検査のアンプロテクテッドコンテンツ103が存在しなくなれば、メモリカード101が抜かれているか否かの監視ループに入る(ステップ505)。
以上の一連の電子透かし検査処理に要する時間は、1つ当たり数秒から数十秒である。この処理の期間(図6において破線の両端矢印で示す、割り込み処理受け付け期間506)の途中で使用者がアンプロテクテッドコンテンツ103の再生操作を行った場合には、電子透かし検査処理への割り込み処理となる。割り込み処理の内容は、前述の実施の形態2において説明した処理と同様の処理である。
電子透かし検出部106は、コンテンツの付属情報が検出できる状態であれば、使用者の操作に関わりなく付属情報を検出し、記憶部310に記憶する構成でも良い。
図7は本発明に係る実施の形態4における再生装置309の構成を示すブロック図である。図7に示す再生装置309において、前述の図1に示した実施の形態1の再生装置109と同じ機能、構成を有するものは同一の番号を付与し、その説明は実施の形態1の説明を適用する。
図8は、実施の形態4の再生装置309にメモリカード201が挿入された直後の処理を示すフローチャートである。ステップ701において、実施の形態4の再生装置309はメモリカード201が挿入されるのを待っている状態である。メモリカード201が挿入されると、そのメモリカード201の記憶部610にデータが存在するか否かが調べられる(ステップ702)。記憶部610にデータが存在しない場合にはステップ705へ行く。
一つのアンプロテクテッドコンテンツ103の処理が終了すると、再びステップ705に戻って未検査のアンプロテクテッドコンテンツ103が存在しないかが調べられる。もし、未検査のアンプロテクテッドコンテンツ103が存在する場合には、同様に電子透かし情報の検出を行う。もう未検査のアンプロテクテッドコンテンツ103がなければ、カードが抜かれているか否かの監視ループに入る(ステップ708)。
電子透かし検査処理への割り込みとなる再生処理の内容は、記憶部610への書き込み方法を除いて前述の実施の形態3における割り込み処理と同じである。
電子透かし検出部106は、コンテンツの付属情報が検出できる状態であれば、使用者の操作に関わりなく付属情報を検出し、メモリカード201の記憶部610に記憶しても良い。
また、ある記録媒体(たとえばCD)から別の記録媒体(HDD、MDなど)へコピー(記録)する場合に、電子透かしにより記録制御を行うことがある。この場合にも本発明を適用し、使用者の記録開始操作があった場合、まず付属情報を検出し、その検出結果に応じて本発明の再生制御を行うことにより、結果として記録制御を行うことが可能である。
102 プロテクテッドコンテンツ
103 アンプロテクテッドコンテンツ
104 暗号解読部
105 デコード部
106 電子透かし検出部
107 出力制御部
108 制御部
109、209、309 再生装置
310、610 記憶部
Claims (4)
- 付属情報が埋め込まれたコンテンツを再生する再生装置であって、
前記コンテンツを、前記コンテンツのうち一部のデータから構成されるフレーム毎に復号化し、オーディオ信号を生成するデコーダ部と、
前記オーディオ信号から前記付属情報を前記フレーム毎に検出する検出部と、
前記オーディオ信号を音として聞ける状態に処理した後、当該オーディオ信号を外部に出力する出力部と、
前記検出した付属情報に基づいて、前記オーディオ信号の出力を制御する制御部と、を備え、
前記制御部は、前記コンテンツの再生動作として第1動作と、第2動作を有し、
前記第1動作は、前記出力部に前記オーディオ信号を音として聞ける状態に処理させることなく、複数の前記フレームに対して、オーディオ信号を前記デコーダ部に生成させる第1処理と、当該生成させたオーディオ信号から前記付属情報を前記検出部に検出させる第2処理とを連続して交互に実行する動作であって、
前記第2動作は、既に取得済みの前記付属情報に基づいて、前記フレーム毎に、オーディオ信号を前記デコーダ部に生成させ、当該オーディオ信号を前記出力部に処理させた後、処理後のオーディオ信号を外部に出力させる動作である、
再生装置。 - 前記制御部は、再生開始指令が入力されたとき、前記付属情報を検出していない場合、最初に前記第1動作で前記コンテンツを再生させ、その後、前記第2動作で前記コンテンツを再生させるように制御する請求項1に記載の再生装置。
- 前記制御部は、再生開始指令が入力されたとき、前記付属情報を検出している場合、前記第2動作で前記コンテンツを再生させるように制御する請求項1に記載の再生装置。
- 前記再生装置は、前記第1動作を前記第2動作と同じ速度または前記第2動作よりも早い速度で実行する請求項1に記載の再生装置。
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