JP5762125B2

JP5762125B2 - スイッチャー

Info

Publication number: JP5762125B2
Application number: JP2011110116A
Authority: JP
Inventors: 知久畔上; 徹岩▲崎▼
Original assignee: Kowa Co Ltd
Current assignee: Kowa Co Ltd
Priority date: 2011-05-17
Filing date: 2011-05-17
Publication date: 2015-08-12
Anticipated expiration: 2031-05-17
Also published as: JP2012244270A

Description

本発明は、映像・音声のソース機器と複数のディスプレイなどの出力機器との間に設置され、ソース機器から出力される映像・音声データを任意の出力機器に切り換え配信することの出来るスイッチャーに係わり、特に著作権保護機能であるＨＤＣＰ(High-band width Digital Contents Protection)に対応したソース機器及び出力機器を接続することの出来るスイッチャーに関する。

学校や病院、ショッピングセンターなどに設置されるシステムであって、映像・音声のソース機器（以下、単に「ソース機器」という。）からスイッチャーを介して複数の出力機器に映像・音声を出力するAVシステムが知られている。ソース機器が複数の場合、スイッチャーで入力を切り換えることで各出力機器に出力する映像・音声を選択することができる。映像・音声を複数の入力チャンネルに入力して、複数の出力機器に出力可能な出力チャンネルを有する機器をマトリクススイッチャーと呼ぶ（以下、まとめて「スイッチャー」という）。

昨今、映像・音声信号はこれまでのアナログ方式に変わり、デジタル方式にシフトされつつある。高解像度マルチメディアインターフェース（Ｈｉｇｈ−ＤｅｆｉｎｉｔｉｏｎＭｕｌｔｉｍｅｄｉａＩｎｔｅｒｆａｃｅ以下単に「ＨＤＭＩ」という。）に準拠する映像・音声信号であって、デジタルコンテンツ等の不正コピー防止を必要とする著作権保護コンテンツであるものは、ＨＤＣＰによって暗号化されて送受信され、接続に際して各機器間において認証データを相互に遣り取りし、当該認証テータに含まれる暗号キー情報が各機器において互いに認証された場合のみ、入出力が正しく行われる（例えば、特許文献１）。

特開２００８−２１９７９６

ＨＤＣＰに対応したソース機器を使用してＡＶシステムの設計を行う場合は、ＡＶシステムに使用する全ての機器、即ちスイッチャーや当該スイッチャーを介して接続される複数の映像・音声出力機器などの接続機器がＨＤＣＰに対応していることを確認する必要がある。これはスイッチャーも含めた各機器がＫＳＶ（ＫｅｙＳｅｌｅｃｔｉｏｎＶｅｃｔｏｒ鍵選択ベクトル）情報（暗号キー情報）のやり取りによって相互確認するＨＤＣＰ認証方式を採用しているためである。本発明においてはＨＤＣＰ認証方式における接続可能台数に着目する。

ＨＤＣＰの規格上はソース機器には１２７台の接続機器を接続して、それらの接続機器に映像・音声の配信が可能であるが、多くのソース機器では接続可能なスイッチャーを含む接続機器の台数が４〜８台程度に制限されている。たとえば最大接続数が４台というソース機器の場合、スイッチャー（または分配器）１台とディスプレイなどの接続機器が３台までが接続可能ということになる。このときスイッチャーの端子が余っているからといって４台目のディスプレイを接続してしまうと、ソース側から見た全体の接続台数が５台となり、最大接続台数を上回り、ソース機器側でＨＤＣＰ認証ができず、ソース機器からの映像信号が出力されずに、４台全てのディスプレイで映像が出力されなくなるという現象が起きる。

このため、スイッチャーＡＶシステムを導入する際には、まず入力用および出力用の機器をそれぞれ何台にするかを最初に確認する必要がある。ＨＤＣＰ認証を必要としないソース機器では接続台数に制限はない（物理的に機器が有する入出力端子数だけ接続できる）ので気にすることはないが、ＨＤＣＰ認証が必要なデジタル機器でＡＶシステムを構成する際には注意しなければならない。最悪の場合、ＡＶシステム構築後すべてのディスプレイに映像が映らなくなるといったリスクがある。よってソース機器の最大接続台数の情報は非常に重要であるのだが、一般的には公開されていないのが現状である。

このためＡＶシステム構築前に、ソース機器の最大接続台数を調べるために、実際に複数の映像・音声出力機器などの接続機器をソース機器につないでみてその最大接続台数を確認する必要があった。しかし、これは、現場に予想される最大接続台数分の接続機器を準備して、それを１台づつ接続することで、映像・音声信号がソース機器から出力されなくなった時点の接続機器の接続台数を見る必要があり、非常に手間と費用のかかる作業であった。

本発明は、上記した事情に鑑み、ＨＤＣＰ認証を行うソース機器の最大接続可能台数を、本体単独で推定可能なスイッチャーを提供することを目的とするものである。

上述する課題を解決するための第１の観点は、ＨＤＣＰ規格に基づく映像・音声のソース機器（ＳＵ１，ＳＵ２）が接続される入力ライン（Ｎ１，Ｎ２，Ｎ３）を複数有し（なお、入力ラインは単数でも可）、また、ＨＤＣＰ規格に基づく接続機器（Ｄ１〜Ｄ７）がそれぞれ１台以上接続される出力ライン（Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３）を複数有し、それら入力ラインと出力ラインを、スイッチ手段（６）を介して適宜切り換え接続することで、任意の前記ソース機器と任意の前記接続機器を接続する、スイッチャー（２）において、
いずれかの前記入力ラインに接続されたソース機器の予想最大接続可能台数（ＭＡＸ）が予めデフォルト値として設定され、
前記設定された予想最大接続可能台数に対応する個数のダミーＫＳＶデータを生成して、当該ダミーＫＳＶデータを前記ソース機器に対して出力してダミー認証処理を行うダミー認証手段（９，１０）、
該ダミーＫＳＶデータの個数に１台分を加算した値が前記ソース機器の最大接続可能台数を超える場合に該ソース機器が行う認証処理の要求の有無を検出する手段、
該認証要求の有無を検出する手段が、前記ソース機器からの認証要求が無かったと検出した場合には該ソース機器に対して出力された前記ダミーＫＳＶデータの個数を該ソース機器の最大接続可能台数と推定する、最大接続可能台数推定手段（１１）、
該最大接続可能台数推定手段が推定したソース機器の最大接続可能台数を外部に出力する出力手段（１２）、
を有し、
前記ダミー認証手段は、前記認証要求の有無を検出する手段が前記ソース機器からの認証要求があったと検出した場合には１つ少ない数のダミーＫＳＶデータを生成して、当該ダミーＫＳＶデータを前記ソース機器に対して出力してダミー認証処理を該ソース機器との間で行うように構成されたことを特徴とする。

上述する課題を解決するための第２の観点は、前記予想最大接続可能台数をオペレータが手動で設定する入力手段、を備えた点である。

上記した第１の観点によれば、スイッチャー（２）単独で、当該スイッチャー（２）に接続されたソース機器（ＳＵ１、ＳＵ２）の最大接続可能台数を推定することが出来、それまでのように、実際にＨＤＣＰ規格の接続機器を最大接続可能台数分接続して、計測するような作業が不要となり、極めて便利である。

なお、括弧内の番号等は、図面における対応する要素を示す便宜的なものであり、従って、本記述は図面上の記載に限定拘束されるものではない。

図１は、本発明が適用される、スイッチャーを中心としたＡＶシステムの一例を示すブロック図。図２は、スイッチャーの一例を示す制御ブロック図。図３は、接続台数推定プログラムの一例を示すフローチャート。

以下、図面に基づき、本発明の実施例を説明する。

ＡＶシステム１は、図１に示すように、ＨＤＣＰ規格に基づくスイッチャー２を有しており、スイッチャー２には、３個（複数）の入力ラインＮ１，Ｎ２，Ｎ３と３個（複数）の出力ラインＬ１，Ｌ２，Ｌ３が設けられている。入力ラインＮ１，Ｎ２，Ｎ３には、それぞれＤＶＤプレーヤ、ビデオプレーヤ、パソコンなどのＨＤＣＰ規格に基づく映像・音声に関するソース機器ＳＵ１、ＳＵ２，……がそれぞれ接続自在に設けられている。また、各出力ラインＬ１，Ｌ２，Ｌ３には、ＨＤＣＰ規格に基づく１台以上の接続機器が接続自在に設けられている。即ち、出力ラインＬ１には、映像・音声出力機器としてのディスプレイ、ＨＤＭＩ延長器、スイッチャー等の接続機器Ｄ１が接続され、接続機器Ｄ１には、接続機器Ｄ４及びＤ５がカスケード接続を形成する形で接続しており、更に接続機器Ｄ４には、接続機器Ｄ６がカスケード接続を形成する形で接続している。また、出力ラインＬ２には、１台の接続機器Ｄ２が接続しており、出力ラインＬ３には、接続機器Ｄ３が接続され、接続機器Ｄ３には、接続機器Ｄ７カスケード接続を形成する形で接続している。

スイッチャー２は、図２に示すように、主制御部３を有しており、主制御部３にはバス線５を介してスイッチ制御部６，通信制御部７，ダミーＫＳＶデータ生成部９、認証管理部１０、最大接続台数推定部１１及びディスプレイ１２が接続している。なお、図２に示した図は、本発明に関連のある部分のみを示したものであり、スイッチャー２の全ての構成要素を示したものではない。

スイッチャー２は以上の様な構成を有するので、スイッチャー２は、図示しないパネルキーや外部制御受付部などの入力部を介して入力されるオペレータからの切り換え指示に基づいて、スイッチ手段としてのスイッチ制御部６が、各ソース機器ＳＵ１，ＳＵ２、……が接続された各入力ラインＮ１，Ｎ２，Ｎ３と、接続機器Ｄ１〜Ｄ７が接続された各出力ラインＬ１，Ｌ２，Ｌ３の接続状態を任意に切り換えて、任意のソース機器ＳＵ１、ＳＵ２、……と任意の出力ラインＬ１，Ｌ２，Ｌ３を接続する。すると、例えば、ソース機器ＳＵ１から出力される映像・音声信号は、スイッチャー２で接続された出力ラインＬ３の接続機器Ｄ３、Ｄ７に出力され、ソース機器ＳＵ２から出力される映像・音声信号は、スイッチャー２で接続された出力ラインＬ１の接続機器Ｄ１、Ｄ４〜Ｄ６に出力され、図示しないソース機器ＳＵ３から出力される映像・音声信号は、スイッチャー２で接続された出力ラインＬ２の接続機器Ｄ２に出力される。この接続態様は全く任意であり、スイッチャー２の入力部を介して入力ラインと出力ラインとの間で自在に設定することが出来る。

こうして、スイッチャー２により、あるソース機器とある出力ラインに接続された１台以上の接続機器が接続されたところで、スイッチャー２により接続されたソースと接続機器及び当該スイッチャー２相互間で、認証データを交換することでＨＤＣＰ認証を行なって、当該ＨＤＣＰ認証が成功した場合にのみ、ソース機器からの映像・音声信号がスイッチャー２を介して当該ソース機器に接続された接続機器に伝達され、表示される。

いま、仮にスイッチャー２の入力Ｎ１にＨＤＣＰ規格のソース機器ＳＵ１が新たに接続されたものとすると、ソース機器ＳＵ１の最大接続可能台数が不明なので、ＨＤＣＰ規格の映像・音声信号を円滑に出力Ｌ１〜Ｌ３側の接続機器Ｄ１〜Ｄ７に出力するためには、当該新たに接続されたソース機器ＳＵ１の最大接続台数を推定する必要がある。そこで、スイッチャー２では、図示しないパネルキーや外部制御受付部などの入力手段を介したオペレータなどの指示や、ソース機器ＳＵ１が接続された際の５Ｖ信号（０Ｖでないことでなんらかの機器が接続されているということがわかる程度の信号でよい）などに基づいて、主制御部３が最大接続台数推定部１１に対して、新たに接続されたソース機器ＳＵ１の最大接続台数を推定するように指令する。

これを受けて最大接続台数推定部１１は、図示しないメモリに格納された接続台数推定プログラムＰＲＯに基づいて、ソース機器ＳＵ１の最大接続台数を推定する演算処理を開始する。最大接続台数推定部１１は、図３に示す接続台数推定プログラムＰＲＯのステップＳ１で、ソース機器ＳＵ１で予想される最大接続可能台数ＭＡＸを適宜なメモリに設定する。予想最大接続可能台数ＭＡＸは、一般的に市場に流通しているソース機器ＳＵ１の最大接続台数を参考にして予めデフォルト値（例えば、ＭＡＸ＝８（台）など）として設定されている。なお、予想最大接続可能台数ＭＡＸは、オペレータが入力手段を介して手動で適宜設定することも可能である。また、通常、スイッチャー２にも、当該スイッチャー２に接続可能な接続機器の台数を示す、最大接続可能台数が設定されているので、当該スイッチャー２についての最大接続可能台数を予想最大接続可能台数ＭＡＸとして設定しても良い。

次に、最大接続台数推定部１１は、接続台数推定プログラムＰＲＯのステップＳ２に入り、ソース機器ＳＵ１とスイッチャー２が接続されていることを、通信制御部７を介してソース機器ＳＵ１とスイッチャー２間で入出力される５Ｖ信号などに基づいて確認する。ソース機器ＳＵ１とスイッチャー２の接続が確認されると、ステップＳ３に入り、最大接続台数推定部１１は当該接続を検知したソース機器ＳＵ１側からＨＤＣＰ認証要求が入力されているか否かを判定し、認証要求が入力されるまでステップＳ３で待機する。

認証要求がソース機器ＳＵ１から入力されたものと判定されると、最大接続台数推定部１１はステップＳ４に入り、認証管理部１０に対してソース機器ＳＵ１からの信号に基づいてスイッチャー２自身の認証処理をソース機器ＳＵ１との間で行うように指令する。認証管理部１１は、これを受けて、スイッチャー自身のＫＳＶデータを構成するＫＳＶ信号Ｂｋｓｖ（受信側ＫＳＶデータ）を通信制御部７を介してソース機器ＳＵ１へ送出するなどの通常の認証処理を行なう。

次いで、最大接続台数推定部１１は、接続台数推定プログラムＰＲＯのステップＳ５に入り、ダミーＫＳＶデータ生成部９に対して、ステップＳ１で設定された予想最大接続可能台数ＭＡＸに対応するＭＡＸ個のダミーＫＳＶデータの生成を指令し、ダミーＫＳＶデータ生成部９で生成されたＭＡＸ個のダミーＫＳＶデータをソース機器ＳＵ１に対して、スイッチャー２自身が収集した、ソース機器ＳＵ１にスイッチャー２を介して接続された接続機器（スイッチャーや分配機などのＨＤＣＰ規格の中継機器も含む。以下同様）のＫＳＶデータとして通信制御部７を介してソース機器ＳＵ１に出力して、ダミー認証処理を実行する。最大接続台数推定部１１は、実際にスイッチャー２に接続されている接続機器（Ｄ１〜Ｄ７）の台数とは無関係に、ステップＳ１で設定された予想最大接続可能台数ＭＡＸに基づいてＭＡＸ個のダミーＫＳＶデータを生成して出力する。この処理は、ソース機器ＳＵ１にスイッチャー２を介して１台以上の接続機器を接続する場合に、スイッチャー２自身の認証処理の後に、当該スイッチャー２に接続された接続機器の認証が行われるので、ソース機器ＳＵ１側では、通常の認証処理として扱われる。

ソース機器ＳＵ１側ではスイッチャー２から送られてきた、ダミーＫＳＶデータの個数ＭＡＸにスイッチャー２の１台分を加算した値が、自身の最大接続可能台数を超える場合には、スイッチャー２及びスイッチャー２に接続されたＭＡＸ台数の接続機器の認証を拒否して、再度、スイッチャー２に対して認証処理の要求を行う。従って、スイッチャー２の最大接続台数推定部１１は、ステップＳ６でソース機器ＳＵ１側から新たな認証処理の要求が有るか否かを判定するために所定時間待機する。

ステップＳ５でのダミー認証処理の後、即ち、通信制御部７を介したダミーＫＳＶデータのソース機器ＳＵ１への出力の後、ソース機器ＳＵ１からの新たな認証処理の要求があった場合には、最大接続台数推定部１１は、ステップＳ１で設定した予想最大接続可能台数ＭＡＸが多すぎ、ダミー認証処理が失敗したものと判定して、接続台数推定プログラムＰＲＯのステップＳ７に入り、予想最大接続可能台数ＭＡＸを現在の値よりも「１」少なくする演算処理をして、再度ステップＳ２からＳ５までの処理を繰り返し実行する。こうして、ソース機器ＳＵ１側で、スイッチャー２から送られてきたダミーＫＳＶデータの個数ＭＡＸにスイッチャー２の１台分を加算した値が、自身の最大接続可能台数以下となり、スイッチャー２及びスイッチャー２に接続されたＭＡＸ台数の接続機器の認証が許諾される状態となると、ソース機器ＳＵ１側からはもはや新たな認証要求がスイッチャー２に出力されることはなくなる（ステップＳ６の「Ｎｏ」）。最大接続台数推定部１１は、ソース機器ＳＵ１側から暗号化されたコンテンツデータの送信が開始されたか否かを通信制御部７を介して監視し、ステップＳ８で、暗号化されたコンテンツデータの送信が開始されたことが確認されると、最大接続台数推定部１１はダミー認証処理によるソース機器ＳＵ１側の認証が成功したものと判断し、ステップＳ９に入り、その時点の予想最大接続可能台数ＭＡＸを当該ソース機器ＳＵ１の最大接続可能台数と推定し、図示しないメモリに当該最大接続可能台数ＭＡＸを格納すると共に、主制御部３に通知する。

なお、上述の実施例では、ステップＳ１で、最初に予想最大接続可能台数ＭＡＸを設定して、ステップＳ６で、ソース機器ＳＵ１からの認証要求が為されなくなるまで予想最大接続可能台数ＭＡＸを１つずつ減少させて、最大接続可能台数を推定したが、ステップＳ１で、予想最大接続可能台数ＭＡＸを「０」又は「１」に設定し、ステップＳ６でソース機器ＳＵ１からの認証要求が再度出力される状態なるまで、予想最大接続可能台数ＭＡＸを１つずつ増加させ、最初にソース機器ＳＵ１からの認証要求が再度出力された時点の「予想最大接続可能台数ＭＡＸ−１」を最大接続可能台数とするように構成することも出来る。また、予想最大接続可能台数ＭＡＸを所定値と「０」との間で１個以上の区間に分割して、それらの区間で個別に最大接続可能台数ＭＡＸを変化させて、ステップＳ５のダミー認証処理を１回以上行い、その結果ステップＳ６でのソース機器ＳＵ１からの再認証の要求の出力状態が変化した時点の予想最大接続可能台数ＭＡＸに基づいて最大接続可能台数を推定しても良い。例えば、予想最大接続可能台数ＭＡＸを１０台とした場合、「０〜６台」と、「７〜１０台」の二つのグループに分けて、図３に示す最大接続可能台数の推定処理を各グループ毎に行い、最大接続可能台数を推定する。要は、設定された予想最大接続可能台数ＭＡＸに応じてスイッチャー２からソース機器ＳＵ１に出力される台数分のダミーＫＳＶデータにより、ステップＳ６におけるソース機器ＳＵ１の認証状態が変化した時点の台数に基づいて、当該ソース機器ＳＵ１の最大接続可能台数を推定する。この際、前述のように二つのグループに分けた後、一方のグループの推定処理の結果がエラーとなって、最大接続可能台数ＭＡＸの推定が出来なかった場合（例えば、ソース機器の接続可能台数ＭＡＸが当該グループで設定された予想最大接続可能台数ＭＡＸ以上であった場合など）には、もう一方のグループが当該グループに属する予想最大接続可能台数ＭＡＸについて、各最大接続可能台数ＭＡＸ毎（ステップＳ７）に最大接続可能台数の推定処理中の場合には、未だステップＳ２〜Ｓ６の処理を行っていない最大接続可能台数ＭＡＸ分について、更に二つのグループに分けて、各グループ毎に同様な最大接続可能台数の推定処理を実行し、以下繰り返して最大接続可能台数を推定してもよい。こうすることで、予想最大接続可能台数ＭＡＸが大きな場合でも、短時間で接続可能台数ＭＡＸの推定が可能となる。

演算推定されたソース機器ＳＵ１の最大接続可能台数は、出力手段を介して外部に出力されるが、その出力手段としては、スイッチャー２のディスプレイ１２、表示ランプ、RS-232C/LANなどの通信回線など多様なものが考えられる。また、出力手段の出力態様も、単にディスプレイ１１上での「Ｘ台接続ＯＫ」のような出力態様でも、スイッチャー２に設けられたランプを接続可能台数分点灯させるような出力態様でも、どのような態様でも良い。これにより、スイッチャー２に、実際に接続機器Ｄ１、Ｄ２……を予想される接続可能台数分接続してソース機器ＳＵ１の認証状態を検証するような煩雑で時間の掛かる作業を行わなくても、簡単にソース機器ＳＵ１の接続可能台数を推定することが出来る。なお、この最大接続可能台数の推定処理は、スイッチャー２の各入力ラインＮ１，Ｎ２、Ｎ３毎に行うことが出来、各入力ラインに接続されるソース機器ＳＵ１、ＳＵ２などが変更されるたびに実行される。

なお、ソース機器ＳＵ１、ＳＵ２はそれぞれが自身のＫＳＶデータを構成するＫＳＶ信号Ａｋｓｖ（送信側ＫＳＶデータ）をスイッチャー２に出力する構成となっている。ＫＳＶ信号Ａｋｓｖは機器固有の値なので、ＫＳＶ信号Ａｋｓｖと当該ソース機器に関して推定済みの最大接続台数ＭＡＸを、スイッチャー２内部のメモリーに参照テーブルとして保存しておくようにしてもよい。このようにすることで推定済みのソース機器については、当該ソース機器のスイッチャー２への再接続に際してソース機器側から出力されるＫＳＶデータを構成するＫＳＶ信号Ａｋｓｖに基づいて参照テーブルを参照することで、当該ソース機器の最大接続可能台数ＭＡＸを容易に判定することが出来、ソース機器の接続の度に、再度推定処理を行わなくてもよくなる。

２……スイッチャー
６……スイッチ手段（スイッチ制御部）
９……ダミー認証手段（ダミーＫＳＶデータ生成部）
１０……自己認証手段、ダミー認証手段（認証管理部）
１１……最大接続可能台数推定手段（最大接続台数推定部）
１２……出力手段（ディスプレイ）
Ｄ１〜Ｄ７……接続機器
Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３……出力ライン
Ｎ１．Ｎ２，Ｎ３……入力ライン
ＳＵ１、ＳＵ２……ソース機器

Claims

ＨＤＣＰ規格に基づく映像・音声のソース機器が接続される入力ラインを一つ又は複数有し、また、ＨＤＣＰ規格に基づく接続機器がそれぞれ１台以上接続される出力ラインを複数有し、それら入力ラインと出力ラインを、スイッチ手段を介して適宜切り換え接続することで、任意の前記ソース機器と任意の前記接続機器を接続する、スイッチャーにおいて、
いずれかの前記入力ラインに接続されたソース機器の予想最大接続可能台数が予めデフォルト値として設定され、
前記設定された予想最大接続可能台数に対応する個数のダミーＫＳＶデータを生成して、当該ダミーＫＳＶデータを前記ソース機器に対して出力してダミー認証処理を行うダミー認証手段、
該ダミーＫＳＶデータの個数に１台分を加算した値が前記ソース機器の最大接続可能台数を超える場合に該ソース機器が行う認証処理の要求の有無を検出する手段、
該認証要求の有無を検出する手段が、前記ソース機器からの認証要求が無かったと検出した場合には該ソース機器に対して出力された前記ダミーＫＳＶデータの個数を該ソース機器の最大接続可能台数と推定する、最大接続可能台数推定手段、
該最大接続可能台数推定手段が推定したソース機器の最大接続可能台数を外部に出力する出力手段、
を有し、
前記ダミー認証手段は、前記認証要求の有無を検出する手段が前記ソース機器からの認証要求があったと検出した場合には１つ少ない数のダミーＫＳＶデータを生成して、当該ダミーＫＳＶデータを前記ソース機器に対して出力してダミー認証処理を該ソース機器との間で行うように構成された、
ことを特徴とするスイッチャー。
前記予想最大接続可能台数をオペレータが手動で設定する入力手段、
を備えたことを特徴とする請求項１記載のスイッチャー。