KR20090117946A - 픽셀 블록들의 리로케이션을 통한 비디오 스크램블링 - Google Patents
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Abstract
비주얼 정보를 인코딩하기 위한 방법 및 시스템이 기재된다. 이미지가 n 개의 패턴들로 분할된다. 각 패턴은 매트릭스 상에 매핑된다, 즉 X 및 Y-축 상에 위치한다. 그리고 나서 상기 패턴들은 동일한 개수의 패턴들 또는 동일한 영역을 갖지만 상기 이미지의 본래의 형태와는 다르고 새로운 형태, 예컨대 사각형으로 배열된다. 그리고 나서 픽셀들의 패턴들이 새로운 형태로 재배치되며 매트릭스는 상기 패턴들의 새로운 배열에 대해 다시 매핑된다. 그리고 나서 암호화된 그리고 이전의 이미지의 정보를 포함하는 키가 생성된다. 상기 암호화된 비주얼 컨텐트 또는 암호화된 이미지를 복호화하기 위해, 플레이어는 상기 키 또는 암호화된 비주얼 컨텐트를 읽고 상기 키에 의해 제공되는 정보로써 상기 암호화된 비주얼 컨텐트 또는 이미지를 복호화한다.
Description
본 발명은 디지털 비주얼 컨텐트의 이미지 프로세싱, 암호화(encryption) 및 복호화(decryption) 그리고 특히 비주얼 컨텐트의 미인가된 액세스를 불허를 통한 비주얼 컨텐트의 퍼지 보호에 관한 것이다. 또한 본 발명은 이미지 프로세싱 분야에서의 코더/디코더 애플리케이션에 관련된다.
엔터테인먼트 산업은 영화, 케이블 TV, 각본 등을 포함한다. 영화는 엔터테인먼트 세계에서 주요 산업이 되었다. 영화의 제작은 거액의 자금, 인간의 재능 및 엄청난 노력을 필요로 한다. 영화 또는 각본의 형성에 관계된 이러한 노력들, 자금 및 많은 사람들의 재능은 미인가자들에 의해 복제 또는 액세스된다면 결국 열매를 맺지 못한다. 또한, 비밀 이미지들 또는 동화상들이 존재하며, 이들은 국가의 복지에 대한 궁극적 비밀일 것이며 강력한 보안을 필요로 한다. 따라서, 그러한 중대한 비주얼 정보를 미인가 액세스들로부터 보호하기 위해, 디지털 비주얼 컨텐트를 보안하기 위한 방법 및 시스템이 절실히 요구된다.
오늘날 다양한 기술들이 비주얼 정보의 복제를 막는데 이용되고 있다. 예를 들어, 이미지 워터마킹(watermarking)은 일부 정보가 호스트 이미지 내부에 삽입되 어, 예컨대, 저작권 보호 또는 이미지 인가를 가능하게 하는 프로세스이다. 비가시성, 견고성, 중요한 정보 컨텐트, 및 신속하고 신뢰성 있는 검출과 같이, 몇몇의, 종종 충돌하는, 요구사항들이 상기 삽입 매커니즘에 부과된다.
그러나, 지금껏 미인가된자에 대한 보안된 비주얼 정보의 열람을 불허하는 종래의 기술들 또는 시스템이 없었다.
그러므로, 미인가자에 의한 중요하고 민감한 비주얼 정보의 열람을 불허하는 시스템 및 방법에 대한 강력한 수요가 존재한다.
종종 "스크램블링"으로 지칭되는, 텔레비전 암호화가, 통상 케이블 또는 위성 텔레비전 서비스들인, 유료(pay) 텔레비전 서비스들에 대한 액세스를 제어하는데 이용된다. 유료 텔레비전은 가입자들로부터 수입을 창출하기 위해 존재하며 때때로 그러한 가입자들은 지불하지 않는다. 케이블 및 위성 네트워크들에서의 도용의 방지는 유료 TV 암호화 시스템들의 발전에 있어서 주요한 요소들 중 하나였다.
초기 케이블 기반 유료-TV 네트워크들은 보안을 이용하지 않았다. 이는 사람들이 대가를 치르지 않고 상기 네트워크에 접속하게 되는 문제점들을 야기하였다. 결과적으로, 일부 방법들이 개발되어 이러한 자체-접속자(self-connector)들을 좌절시켰다. 케이블 텔레비전용 상기 초기 유료-TV 시스템들은 다수의 단순한 방법들에 기초하였다. 이들 중 가장 흔한 것은 가입하지 않은 이들에 의해 채널이 수신되는 것을 효과적으로 중단시키는 채널 기반 필터였다. 이러한 필터들이 가입여부에 따라 추가 또는 제거되었다. 이러한 케이블 네트워크들 상의 텔레비전 채널들의 수가 증가함에 따라, 상기 필터 기반 접근은 점차 비실용적이게 되었다.
상기 단순 필터 솔루션들로서 이용되기 시작한 간섭 신호를 비디오 또는 오디오에 추가하는 것과 같은 다른 기술들은 쉽게 우회(bypass)되었다. 기술이 진화함에 따라, 어드레서블(addressable) 셋 톱 박스들이 통상적이게 되었으며 오디오 또는 비디오 컷 및 회전(cut and rotate)(비디오의 라인이 특정 포인트에서 커팅되며 그리고 나서 상기 두 부분들이 이 포인트 주변에서 재배열됨)의 디지털 암호화와 같은 더 복잡한 스크램블링 기술들이 신호들에 적용되었다.
암호화가 케이블 텔레비전 네트워크들에 대한 위성 분배 피드(feed)들을 보호하는데 이용되었다. 케이블 피드 분배에 이용되는 시스템들 중 일부는 고가였다. DTH 시장이 성장함에 따라, 덜 보안적인 시스템들이 이용되기 시작하였다. 이러한 시스템들(OAK Orion과 같은) 중 다수가 비디오의 동기화 부분에 영향을 미치고, 상기 비디오 신호를 인버팅(invert)하거나 간섭 주파수를 상기 비디오에 추가한 케이블 텔레비전 스크램블링 시스템들의 변형들이었다.
미디어 플레이어의 일종인, 비디오 플레이어는 통상, MPEG, AVI, Real Video, 및 QuickTime과 같은 적절한 포맷들의 파일들로부터와 함께, 광 디스크들(예를 들어, DVD, VCD)과 같은 매체로부터 디지털 비디오 데이터를 재생하는데 이용될 수 있다. 또한 상기 비디오 플레이어들 다수가 컨텐트를 미인가 액세스에 취약하게 하는 디지털 오디오의 단순 재생(playback)을 지원한다. 그러므로 암호 기술들이 이를 보안하는데 이용된다. 현대에는, 암호 작성법(cryptography)의 연구는 디지털 컨텐트를 보안하는데 의존된다. 암호작성법은 수학과 컴퓨터 과학 모두의 분과로 간주되며, 정보 이론, 컴퓨터 보안, 및 엔지니어링과 밀접하게 관련된 다.
그러므로 미인가 액세스에 대해 보안되고 액세스불가하게 하기 위해 디지털 컨텐트를 암호화하는 시스템 및 방법에 대한 수요가 존재한다.
상기 목적들 및 이점들을 달성하기 위해, 본 발명은 비주얼 컨텐트, 즉, 스틸 또는 동(moving) 이미지를 암화화하여 임의의 미인가자가 상기 비주얼 컨텐트를 액세스하는 것을 불허한다.
유리하게는, 본 발명은 픽셀들의 동일 크기 패턴들의 리포지셔닝(repositioning)을 통하여 상기 비주얼 정보를 은닉 또는 암화화시킨다.
상기 목적들 및 이점들은 본 발명을 면밀하게 명확화하기 위해 본 명세서에서 개시되었다. 그러나, 본 발명의 범위가 상기 목적들 및 이점들로 제약되거나 한정되는 것은 아니다.
본 발명에 따르면, 이미지는 각각이 a x b 개의 픽셀들을 갖는 n개의 패턴들로 분할된다. 상기 a x b 픽셀들의 n개의 패턴들은 매트릭스(matrix) 상에 매핑된다, 즉, X 및 Y-축에 포지셔닝된다. 그리고 나서 상기 n개의 패턴들이 동일한 개수의 패턴들 또는 동일한 영역(area)을 갖지만 상기 이미지의 본래의 형태(shape)와는 상이하고 새로운 형태, 예컨대, 사각형으로 배열된다. 그리고 나서 픽셀들의 패턴들은 상기 새로운 형태로 재배치되며 매트릭스는 다시 새로운 패턴들의 배열로 매핑된다. 그리고 나서 상기 스틸 또는 동 화상 파일과 함께 저장되는, 암호화된 그리고 이전의 이미지의 정보를 포함하는 키(key)가 생성된다.
암호화된 비주얼 컨텐트 또는 암호화된 이미지를 복호화(decrypt)하기 위해, 플레이어는 상기 키 또는 암호화된 비주얼 컨텐트를 판독하고 상기 키에 의해 제공되는 정보로써 상기 암호화된 비주얼 컨텐트 또는 이미지를 복호화한다.
실시예는 첨부된 도면들을 참조로 하여 기재된다. 도면들에서, 참조 번호의 최-좌측 디지트(들)는 상기 참조 번호가 먼저 나타나는 도면을 식별한다. 동일한 번호들이 동일한 특징 및 컴포넌트들을 참조하는데 도면들을 통틀어 이용된다.
도 1은 소프트웨어의 가능한 집적의 하드웨어 표현이다.
도 2는 등변사각 이미지를 나타낸다.
도 3은 퍼지(FUZZY) 코덱을 통과하는 데이터의 스트림을 나타내는 개략도이다.
도 4a는 퍼지 인코더를 통한 인코딩 프로세스를 나타낸다.
도 4b는 퍼지 디코더를 통한 디코딩 프로세스를 나타낸다.
도 5a는 하나의 그룹의 사용자들을 이용한 구성을 정의한다.
도 5b는 다수의 그룹들의 사용자들을 이용한 구성을 정의한다.
도 6a 내지 6e는 암호화 키가 생성되는 방식에 대한 그래픽 도시를 나타낸다.
도 7은 암호화 모듈의 세부사항을 나타낸다.
도 8은 역 암호화 모듈의 세부사항을 나타낸다.
디지털 비주얼 정보를 암호화하기 위한 방법 및 시스템이 기재된다. 본 시스템 및 방법들은 여기에 개시되는, 임의의 특정 형태나 배치, 또는 임의의 특정 실시예, 또는 임의의 특정한 용도에 한정되는 것이 아니며, 이는 도시되는 장치나 방법이 실시예의 설명 및 개시만을 위한 것이며 본 발명이 실시되거나 동작될 수 있는 모든 다양한 형태들 또는 수정들을 도시하는 것이 아닌 이상에 기재 및 도시되는 청구되는 발명의 사상이나 범위를 벗어나지 않고 다양한 특정사항들 또는 관계들에서 수정될 수 있기 때문이다.
본 발명의 코더 부분은 독립 애플리케이션으로서 이용될 수 있거나 기존 추출(export) 툴로서 집적될 수 있다. 그러나, 본 발명의 디코더 부분은 기본적으로 최종 사용자에게 비주얼 컨텐트를 전달 및 디스플레이하는 비디오 또는 멀티미디어 플레이어인, 기존 애플리케이션으로 통합되어야 한다.
일 실시예로, 등변사각 이미지 또는 동화상이 여기서 16 X 16 픽셀들의 동일한 패턴들로 분할되어 비율(ratio) 32:1의 새로운 텍스처(texture)로서 본 발명의 개시된 방법에 따라 포지셔닝(position)된다. 본 방법의 이점은 상기 이미지의 패턴들의 리포지셔닝(repositioning)에 의해 이뤄지며 또한 이는 16 x 16 픽셀들의 매 100 패턴들 후에 16 X 16 픽셀 패턴들의 인스턴스(instance) 포지션에 대해 상이한 텍스처로 변경될 수 있다.
도 2의 이미지는 360 디그리(degree) 수평 정보 및 180 디그리 수직 정보를 갖는 등변사각형 이미지(픽셀들로 표현됨)를 나타낸다. 본 이미지 외관 비율은 폭이 높이보다 2배 큰 것을 의미하는 2:1 이다.
도 3에서, 6의 소스 데이터는 8의 멀티미디어 파일 또는 비디오 스트림을 전달하는 7의 퍼지 인코더를 통해 인코딩된다. 그리고 나서 비디오 스트림이 상기 정보를 디코딩하고 이를 10의 비디오 렌더러로 전송하는 9의 퍼지 디코더로 전송된다.
도 4a는 인코딩 프로세스를 나타낸다. 20의 소스 데이터는 비디오 파일, 비디오 스트림 또는 스틸 이미지일 수 있다. 이 데이터는 적어도 25의 DirectShow 필터와 유사한 API에 의해 해독가능한 멀티미디어 파일이어야 한다. 본 소스 데이터는 해상도 정보(픽셀들 영역으로)로, 압축 타입으로, 프레임 레이트(FPS로)로 그리고 컬러 뎁스(Color Depth)로 기술된다. 상기 포인트에서의 음성 정보는 암호화되지 않으며 상기 퍼지 인코더에 의해 처리되지 않는다. 그리고 나서 본래의 사운드 데이터(26)가 단계(25)에서 단계(90)로 직접 전송되며, 여기서 인코딩된 파일이 기록된다. 싱크(sync) 정보는 25(이는 90의 API와 동일함)에서 유지되며 90에서 인코딩된 데이터를 기록하는데 이용된다.
선호되는 프로세스는 임의의 데이터 손실을 방지하기 위해 프레임별로 계산되어야 하므로, 상기 소스 데이터는 30의 프레임 추출기 판독기(frame extractor reader)를 통해 퍼지 인코더에 로딩된다. 이 모듈은 인입 데이터를 판독하고 각 프레임을 개별적으로 하나씩 추출한다. 본 프로세스는 공지되어 있으며 25의 DIRECTSHOW FILTER로 불리는 Microsoft의 API를 통해 먼저 프로세싱된다. 각 프레임은 임의의 압축 이상(anomaly)을 방지하기 위해 점진적(progressive)이어야 한다.
DirectShow는 비디오 재생과 같은 멀티미디어 태스크들의 프로세싱을 필터들로 알려진 단계들의 세트로 구분한다. 각 필터는 데이터의 프로세싱에서의 스테이지를 나타낸다. 필터들은 이들을 함께 접속시키는 다수의 입력 및 출력 핀들을 구비한다.
그리고 나서 30에서 추출된 프레임이 40의 패턴 판독기에서 분석되며, 여기서 픽셀들로 표현되는, 전체 이미지가 16 x 16 픽셀들의 패턴들(AVI 컨테이너 및 MPEG 포맷들과 이용되는 기존 압축 코덱에 의해 정해진 매크로블록 크기)로 변환된다. 그리고 나서 60의 암호화 모듈에 의해 패턴 위치들이 스크램블링되어 새로운 위치에 저장된다.
60의 암호화 모듈은 40에서 추출되는 각 패턴들에 대한 새로운 위치들을 제공하는 키(key)를 생성한다. 상기 키는 Keygen과 같은 다수의 공지된 기존 후보들을 이용하여 생성될 수 있다. 또한 상기 키는 경험적 방법들을 이용하여 수동으로 생성될 수도 있다. 암호화 키는 인코딩된 데이터(100)를 재 포매팅(re format)하기 위해 140에서 요구된다. 암호화 키는 인코더 장치에서 생성되며, 데이터를 전송하는 모든 기존 방법들을 이용하여 디코더 장치에 제공될 수 있다. 또한 상기 암호화 키는 전자 장치로서 상기 디코더에 내장될 수 있다. 분명히, 상기 키는 보안 수준을 유지하기 위해 상기 인코딩된 데이터와 별개의 방식을 이용하여 디코더에 전달되어야 한다. 요구되는 보안 수준에 따라, 상기 암호화 키는 기지의 암호화 알고리듬을 이용하여 암호화될 수 있거나, 또는 텍스트 파일로서 전달될 수 있다.
최종 인코딩된 데이터(100)는 소스 데이터(20)와 동일한 개수의 패턴들(매크로블록들)을 갖는다.
그리고 나서 전체 프레임이 50의 매크로 블록 MUX(멀티플렉서)에서, 40에서 획득된 소스들로부터의 60의 키를 이용하여 생성되는 새로운 패턴 위치를 이용하여 생성된다. 상기 단계가 완료되면, 프레임은 70의 프레임 기록기에 의해 기록되며 80의 복합 프레임 버퍼(multiple frame buffer)에 저장된다.
상기 복합 프레임 버퍼(80) 기능은 DIRECTSHOW FILTER(90)에 의한 최종 압축 알고리듬을 계산하는데 요구되는 수의 프레임들을 저장하기 위한 것이다. 압축 전에 저장되는 프레임들의 개수는 압축 필터에 의해 요구되는 압축 키 프레임에 따른다. 또한 이는 암호화 키가 각 패턴의 위치를 변경시키는 파일 내에서의 위치로써 인덱싱된다. 또한 상기 암호화 키가 파일의 시작부에서만 셋 업되는 것도 가능하지만, 이는 어떠한 주파수에 따라 변경되어, 기존 프레임들과 인터레이싱(interlace)될 수도 있다.
이 부분은 인코더 부분에 포함되는 암호화 프로세스를 완성시킨다. 인코더 부분은 통상 디코더 부와 동일한 장치 상에서 재생(play)되지 않는다. 상기 두 개의 구성요소들은 100의 인코딩된 데이터가 스트림 데이터이며 레코딩된(recorded) 파일이 아니라면 기지의 방법들로써 링킹(link)될 수 있다.
도 4b는 디코딩 프로세스를 나타낸다. 인코딩된 데이터가 재생될 다른 장치 상에서 전송 또는 저장되는 한편, 상기 데이터는 110의 DIRECTSHOW FILTER를 통해 프로세싱된다.
그리고 나서 DIRECTSHOW FILTER는 140의 역 암호화 모듈(reverse encryption module)로 임포팅(import)되는 암호화 키를 이용하여, 모든 패턴들이 재-조직화(re-organise)되는 130의 매크로 블록 DEMUX(디멀티플렉서)에 대한 패턴 정보를 포맷팅하는 120의 패턴 판독기에 직접 접속된다. 전술한 바와 같이, 상기 키는 예를 들어 ROM 데이터로서 상기 장치에서 견고하게(in hard) 용이하게 기록될 수 있다.
재-조직화된 데이터는 기존 기능들을 이용하여 160의 디코딩된 데이터를 생성하는 150의 DIRECTSHOW FILTER로 전송된다.
상기 지점에서의 데이터는 미인가된 사용자가 암호화되지 않은 데이터에 대한 액세스를 획득하는 것을 방지하기 위해 다른 필터를 이용하여 멀티미디어 파일로서 저장될 수 없다.
110의 DIRECTSHOW FILTER는 오디오/비디오 정보를 분리시키는데, 이는 오디오가 퍼지 디코더 부분을 통해 프로세싱될 필요가 없으며, 150의 DIRECTSHOW filter의 출력 부에 직접 전송되기 때문이다.
150의 DIRECTSHOW FILTER는 멀티미디어 파일의 상기 두 개의 컴포넌트들을 다시금 함께 접속 및 동기화시킨다. 여기서 160의 디코딩된 데이터로 제시되는, 비디오 부분은 디스플레이 장치를 위한 그래픽 정보를 관리하는 비디오 렌더러(170)로 전송된다. 사운드 부분은 사운드 장치를 관리하는 180의 사운드 렌더러로 전송된다.
도 5a는 고유 암호화 키가 제공 및 이용되는 경우를 나타낸다. 플레이어 애 플리케이션을 이용하는 그룹 A의 모든 최종 사용자들은 인코딩 플랫폼(200)에 의해 인코딩되는 컨텐트를 이용 및 디스플레이하는 것이 허용된다. 유일한 제한은 이들이 컨텐트를 디스플레이하도록 허용되지만, 이들이 이를 수정하도록 허용되지는 않는다는 것이다.
도 5b는 다수의 사용자들의 그룹들이 존재하는 경우를 나타낸다.
각각의 키가 암호화를 위해 컨텐트의 그룹에 그리고 디스플레이를 위해 최종 사용자들의 그룹에 할당되어야 한다.
각 키는 동일한 인코딩 플랫폼(200) 상에서 생성 및 암호화될 수 있거나 또는 다수의 인코딩 플랫폼들에서 인코딩 및 이용될 수 있다.
N개의 상이한 사용자들의 그룹들이 있다고 하자. 각각의 하나는 상이한 암호화 키를 갖는다. 키 A는 그룹 A에 전용되고, 키 B는 그룹 B에 전용되며, 키 N은 그룹 N에 전용된다. 상이한 키들과 그리고 상이한 그룹들 간의 제약은 제한되지 않는다.
통상적인 경우는 그룹 A가 키 A로 암호화된 미디어에 대한 액세스만을 가지며, 그룹 B는 키 B로 암호화된 미디어에 대한 액세스만을 갖는 등의 경우이다.
도 6a 내지 6e는 단지 예시로서만 제공된다. 본 예시에서, 소스 데이터는 이미 추출되며, 1024 픽셀 폭과 512 픽셀 높이의 크기를 갖는, 프로그레시브 스캔(progressive scan) 등변사각형 프레임이라고 보기로 한다. 본 프로세스는 루프로서 통합되며, 각 프레임은 압축 전에 하나씩 프로세싱되어야 한다.
도 6a는 1024 x 512 픽셀의 등변사각형(equirectangular) 이미지, 즉 16x16 픽셀의 2048개의 패턴들을 도시한다. 이 프레임은 프레임 추출기 판독기(30)에 의해 추출될 수 있는 전형적인 이미지를 나타낸다.
도 6b는 패턴 판독기(40)에서 동작하는 패턴 추출 기능의 그래픽 표현을 나타낸다. 그러므로, 이미지의 길이는 16x16 픽셀의 64개의 패턴들로 이루어지며 폭은 16x16픽셀들의 32개의 패턴들로 이루어진다.
도 6c는 X 및 Y-축 상의 각 패턴의 포지셔닝을 나타내도록 형성되는 매트릭스이다. 따라서, 매트릭스로써 16X16 픽셀의 각 패턴은 (X,Y)로서 좌표를 부여받는다.
도 6d는 도 6e 및 도 7에 도시되는, 암호화 프로세스(320) 후의 새로운 매트릭스를 나타낸다.
도 6e에서, 동일한 개수의 패턴 수용 퍼실리티(accommodation facility)를 갖는 새로운 형태(shape)가 생성된다, 즉 본 실시예에서 새로운 형태는 2048개의 패턴 수용 용적(capicity)으로 구성되며, 이는 본래의, 암호화되지 않은 이미지 형태의 패턴 수용 용적과 동등하다. 상기 패턴들이 재배치되는 새로운 형태는 사각 형태이다. 그러나, 상기 패턴들에 의해 커버되는 영역은 동일하게 유지된다. 본 실시예에서 상기 새로운 형태는 길이를 따라 256개의 패턴들 및 폭을 따라 8개의 패턴들을 갖는 사각형이다. 따라서, 여기서 길이를 따른 패턴들의 개수 및 폭을 따른 패턴들의 개수는 32:1의 비율이다. 단계 4에서 상기 패턴들은 사각 형태인 새로운 형태로 재배치되고, 상기 패턴들은 퍼지 알고리듬을 적용함으로써 특별한 순서로 재배치된다.
도 7은 도 4a의 암호화 모듈(60)의 세부사항을 나타내며, 여기서 본래의 매트릭스 포지션(300)은 패턴 판독기(40)를 통해 패턴들에 관한 정보를 수신한다. 수집되는 정보는 패턴들의 개수 및 이들의 상기 매트릭스로의 본래의 위치이다. 본 정보는 매트릭스로서 기술된다. 그리고 나서 이러한 매트릭스 변수(variable)들이 신규 매트릭스 포지션(320)의 새로운 매트릭스로 재조합되는 패턴 포지션 체인저(changer)(310)에서 스크램블링된다. 상기 변수 포지션들이 스크램블링되는 방식은 인코딩 프로세스를 관리하는 최종 사용자에 의해 수동으로 관리될 수 있다. 또한 바른 포매팅에 따르는 텍스트 파일로서 임포트될 수도 있다. 그리고 나서, 상기 새로운 매트릭스 포지션 정보가 키 생성(330)으로 그리고 매크로 블록 MUX(50)으로 전송된다. 키 생성(330)은, 공지된 기존 방법들을 이용하여, 새로운 매트릭스 포지션 정보에 기초하여, 암호화 키를 생성한다. 그리고 나서 상기 키 소스가, 플레이어 장치에서 이후에 이용될, 메타데이터 암호화 키(65)로서 세이브된다.
도 8은 도 4b의 역 암호화 모듈(140)의 세부사항을 나타낸다. 키 디코더(400)는 메타데이터 암호화 키(65)를 수신하며, 여기서 본 프로세스는 프레임의 패턴 포지션들에 대한 본래의 매트릭스 정보를 재-생성한다. 패턴 포지션 체인저(410)는 키 디코더 정보와 함께 패턴 판독기(120)로부터 인입 패턴 포지션을 수신한다. 이는 420의 본래의 매트릭스 포지션에서의 본래의 매트릭스 포지션을 제공한다. 이 정보는 150의 DIRECTSHOW 필터에 의해 관리될 본래의 프레임을 생성하기 위해 130의 매크로 블록 DEMUX로 전송된다. 상기 키 정보는 프레임의 패턴 포 지션에 한정되지 않는다.
본 발명의
실시예
시스템 코덱(코더 디코더)은 두 개의 개별 부분들을 통합한다:
● 암호화 키를 이용하여 로(raw) 비디오 파일 또는 스트림을 인코딩하는 코더,
● 본래의 암호화 키 정보를 이용하여 암호화된 정보를 디코딩하고, 본래의 형태로 재변환된 비디오 파일을 디스플레이를 위한 비디오 렌더러에 전달하는 디코더.
상기 두 개의 개별 부분들은 두 개의 별도의 컴퓨터들 또는 CPU 시스템들 상에서 동작하는 두 개의 개별 프로세스들이다.
만일 고유하다면, 상기 키는 고유 정보에 대한 액세스를 구비하는 단 하나의 사용자들의 그룹에만 정보를 제공할 수 있다.
상기 키는 무제한의 수명 듀레이션(life duration) 시간을 갖거나, 또는 시간적으로 제한될 수 있다. 예를 들어, 미디어가 관람 별 지불(pay per view) 프로그램이라면, 최종 사용자, 또는 최종 사용자들의 그룹에 제한된 시간 동안만 비디오를 재생하도록 허용하는 키를 생성할 수 있다. 비주얼라이제이션(visualisation)의 지연이 만료되면, 최종 사용자는 더 이상 상기 컨텐트를 재생하도록 허용되지 않으며, 플레이어 애플리케이션은 경고 메시지를 디스플레이할 수 있다.
프레임 소스 데이터 크기는 폭 및 높이에 대해 16 픽셀의 배수이어야 한다. 이는 이러한 제약을 충족하는 압축 알고리듬들을 이용하여 이미 인코딩된 모든 비디오에 대한 대다수의 경우이다.
인코딩된 데이터 및 소스 데이터는 같은 양(volume)의 픽셀들, 즉 같은 양의 패턴들을 갖는다. 인코딩된 데이터의 외관(aspect) 비율 파라미터는 소스 데이터와 동일할 수 있지만, 반드시 그러한 것은 아니다. 소스 데이터에 액세스하고자 하는 사용자에 대해 상기 태스크를 더 복잡하게 하기 위해, 우리는 인코딩된 데이터(비디오)의 외관 비율을 수정한다. 형태, 픽셀들의 개수 및 패턴들은 여전히 동일(사각형)하지만, 폭과 높이의 크기는 다르다.
2-차원 형태의 외관 비율은 그것의 긴 치수(dimension) 대 짧은 치수의 비이다. 또한 이는 3-차원 형태의 두 개의 특징적 치수들, 특히 최장 및 최단 '축들'에 대해 또는 단지 두 개의 치수들(예컨대, 길이 및 직경)에 의해 기술되는 대칭적 오브젝트들(예컨대, 막대들)에 대해, 적용된다. 그러한 경우들에 있어서, 상기 외관 비율은 1보다 작은 값으로 평가할 수 있다(예컨대, 매우 짧고 매우 긴 막대들을 고려해볼 것).
본 발명의 바람직한 적용은 등변사각형(equirectangular) 이미지들 또는 비디오 파일들 및 스트림들에 대한 이미지 컨텐트를 보호하는 것에 대한 것으로 알려지며, 모든 다른 이미지들 또는 비디오 컨텐트들에 적용가능할 수 있다. 상기 등변사각형 포맷은 컴퓨터 그래픽 산업에서 공지된 것이다.
인코더를 통해 프로세싱될 이미지 데이터가 비압축(uncompressed) 포맷이어야 한다는 점에 매우 유념하여야 한다. 이는 압축된 파일들로써도 실시될 수 있지 만, 최종 결과가, 엔터테인먼트 산업을 포함한, 애플리케이션들의 다른 부야들에서 요구되는 정도로 양호하지 않을 것이다.
비디오 압축은 통상적으로, 종종 매크로블록으로 호칭되는, 인접 픽셀들의 사각-형태 그룹들 상에서 실시된다.
데이터는 하나 또는 다수의 스틸 이미지들 또는 하나 또는 다수의 비디오 파일들일 수 있다. 그리고 나서 인코더로부터 익스포트(export)되는 최종 프로세싱된 파일 또는 파일들이 저장되거나 두 개의 상이한 형태들로 디코더에 직접 스트리밍될 수 있다:
표준 비디오 압축을 이용하여 본래의 비디오 파일로서. AVI 컨테이너(container)(오디오 비디오 인터리브(Audio Video Interleave) 포맷 또는 새로운 MPEG-4 포맷은 모든 종류의 압축 파일들을 허용한다. 이 경우, 암호화 키는 메타데이터로서 별도로 프로세싱되고 전송된다(디코더에서 직접적으로 내장되지 않는 경우).
비디오 및 데이터를 포함하는 메타데이터 파일로서. 메타데이터는 데이터의 이해(understanding), 이용 및 관리를 촉진하기 위해 이용된다. 효과적 데이터 관리에 요구되는 메타데이터는 데이터의 타입과 이용 정황(context)에 따라 달라진다. 데이터가 컴퓨터 파일들의 컨텐트인, 정보 시스템의 경우에, 개별 데이터 아이템에 대한 메타데이터는 전형적으로 필드의 명칭 및 그 길이를 포함할 것이다.
비디오의 각 프레임은 저 수준(low level)에서 프레임별로 프로세싱되어야 하며, 그 이미지들은 24 비트, 23 비트 또는 인덱싱된 컬러(indexed color)들로 프 로그레시브 스캔(progressive scan) 포맷(인터레이싱되지 않음)이어야 할 필요가 있다.
본 발명은 여기에 개시되는, 임의의 특정 형태나 배치, 또는 임의의 특정 실시예, 또는 임의의 특정한 용도에 한정되는 것이 아니며, 이는 도시되는 장치나 방법이 실시예의 설명 및 개시만을 위한 것이며 본 발명이 실시되거나 동작될 수 있는 모든 다양한 형태들 또는 수정들을 도시하는 것이 아닌 이상에 기재 및 도시되는 청구되는 발명의 사상이나 범위를 벗어나지 않고 다양한 특정사항들 또는 관계들에서 수정될 수 있기 때문이다.
Claims (28)
- 비주얼(visual) 정보를 인코딩하기 위한 방법으로서:상기 비주얼 정보를 미리 결정된 개수의 패턴들로 매트릭스(matrix) 상에서 분할(divide)하는 단계;상기 매트릭스 상의 각 패턴의 포지션(position)을 결정하는 단계;퍼지(fuzzy) 알고리듬을 이용하여 상기 매트릭스 상에서 미리 결정된 형태(shape)로 상기 매트릭스 상의 패턴들을 재배열(rearrange)하는 단계; 및암호화 키(encryption key)를 생성하는 단계를 포함하며,상기 미리 결정된 형태의 영역(area)은 본래의(original) 비주얼 정보의 영역과 동일한, 비주얼 정보 인코딩 방법.
- 제 1 항에 있어서,상기 비주얼 정보는 인코딩 없이 오디오 정보를 필터링 및 전송함으로써 상기 오디오 정보를 포함하는 멀티미디어 데이터로부터 프레임 별로 추출되는, 비주얼 정보 인코딩 방법.
- 제 2 항에 있어서,각 프레임은 압축 이상(anomaly)을 방지하기 위해 점진적(progressive)인, 비주얼 정보 인코딩 방법.
- 비주얼 정보를 인코딩하기 위한 장치로서:입력 정보를 프로세싱하는 필터링 수단(25);상기 비주얼 정보로부터 프레임 별로 정보를 추출 및 프로세싱하도록 구성되며, 상기 필터링 수단에 커플링되는 이미지 프로세싱 수단;각각의 추출된 프레임을 저장하고 이를 미리 결정된 패턴 포맷으로 변환시키는 패턴 판독기(pattern reader)(40); 및대칭적(symmetrical) 암호화 키를 생성하고 상기 패턴들을 새로운 포지션(position)들로 재배열시키며, 상기 이미지 프로세싱 수단에 커플링되는 암호화 수단(60)을 포함하며;상기 이미지 프로세싱은 상기 암호화 키를 이용함으로써 인코딩된 정보를 발생시키는, 비주얼 정보 인코딩 장치.
- 제 4 항에 있어서,상기 이미지 프로세싱 수단은:상기 발생된 새로운 포지션들을 이용하여 풀(full) 프레임을 발생시키고;최종 압축에 요구되는 미리 결정된 개수의 발생된 프레임들을 저장 및 기록하고; 그리고인코딩된 정보를 획득하기 위해 상기 비주얼 정보를 암호화하도록 더 구성되는, 비주얼 정보 인코딩 장치.
- 제 4 항에 있어서,상기 비주얼 정보(20)는 비디오 파일 또는 비디오 스트림인, 비주얼 정보 인코딩 장치.
- 제 4 항에 있어서,상기 비주얼 정보(20)는 스틸 이미지(still image)인, 비주얼 정보 인코딩 장치.
- 제 4 항에 있어서,상기 비주얼 정보(20)는 적어도 상기 필터링 수단(25)과 유사한 API에 의해 이해가능한(understandable) 멀티미디어 파일인, 비주얼 정보 인코딩 장치.
- 제 4 항에 있어서,상기 패턴 포맷은 AVI 컨테이너(container) 및 MPEG 포맷들 또는 임의의 다른 비디오 포맷에서 이용되는 기존 압축 코덱에 의해 고정된 매크로-블록(macro-block) 사이즈에 맞춰지는(fit), 비주얼 정보 인코딩 장치.
- 제 6 항에 있어서,상기 암호화 모듈(60)은 상기 패턴 판독기(40)에서 추출되는 각 패턴에 대한 새로운 포지션들을 제공하는 대칭적 암호화 키(65)를 발생시키는, 비주얼 정보 인코딩 장치.
- 제 4 항에 있어서,상기 암호화 키(65)는 이를 상기 디코더 장치에 전달(transport)하기 전에 암호화되는, 비주얼 정보 인코딩 장치.
- 제 4 항에 있어서,상기 암호화 키(65)는 전자 장치로서 상기 디코더 장치에 내장(embed)되는, 비주얼 정보 인코딩 장치.
- 제 4 항에 있어서,상기 암호화 키(65)는 ROM 데이터에 저장되는, 비주얼 정보 인코딩 장치.
- 제 6 항에 있어서,상기 인코딩된 정보(100)는 상기 비주얼 정보(20)와 정확히 동일한 개수의 패턴들을 갖는, 비주얼 정보 인코딩 장치.
- 제 6 항에 있어서,상기 필터링 수단(25)은 오디오 정보를 상기 입력 정보로부터 제거하는, 비 주얼 정보 인코딩 장치.
- 인코딩된 비주얼 정보를 디코딩하기 위한 방법으로서:인코딩된 데이터를 수신하는 단계;일련의 필터들을 통해 상기 데이터를 프로세싱하는 단계;오디오 및 비디오 정보를 분리시키는 단계;상기 오디오 데이터를 이를 디코딩하지 않고 직접 출력으로서 전송하는 단계;암호화 키를 임포팅(import)하는 단계;패턴 정보를 본래의 소스 데이터로서 재조직화(reorganize)하는 단계;디코딩된 데이터를 발생시키는 단계;파일의 비디오 및 사운드 컴포넌트들을 다시 함께 결합 및 동기화시키는 단계;상기 데이터의 비디오 부분을 비디오 렌더러(renderer)로 전송하는 단계;상기 데이터의 사운드 부분을 사운드 렌더러로 전송하는 단계를 포함하며;상기 미리 결정된 형태(shape)의 영역은 본래의 비주얼 정보의 영역과 동일한, 디코딩 방법.
- 인코딩된 비주얼 정보를 디코딩하기 위한 장치로서:일련의 스테이지들에서 인코딩된 데이터(100)를 프로세싱하는 필터(110);상기 데이터(100)의 패턴 정보를 분석하고 이를 프리셋(preset) 패턴 포맷으로 포매팅(format)하는 패턴 판독기(120);암호화 키를 이용하여 상기 패턴 정보를 본래의 소스 데이터의 패턴 구성(organzation)으로 재조직화(reorganize)하는 매크로 블록 DEMUX(130);상기 패턴 정보를 재조직화하기 위해 상기 암호화 키를 제공하는 역 암호화 모듈(reverse encryption module)(140);디코딩된 데이터(160)를 발생시키는 필터(150)를 포함하는 디코딩 장치.
- 제 17 항에 있어서,상기 디코딩된 데이터(160)는 멀티미디어 파일로서 저장될 수 없으며 따라서 비 암호화된 데이터에 대한 미인가 액세스를 방지하는, 디코딩 장치.
- 제 17 항에 있어서,상기 필터(110)는 오디오 및 비디오 정보를 분리시키는, 디코딩 장치.
- 제 17 항에 있어서,상기 디코딩된 데이터(160)는 입력 멀티미디어 파일의 비디오 부분에 대응하는, 디코딩 장치.
- 제 20 항에 있어서,상기 비디오 데이터는 비디오 렌더러(170)로 전송되는, 디코딩 장치.
- 제 20 항에 있어서,상기 비디오 렌더러(170)는 디스플레이 장치를 위한 그래픽 정보를 관리하는, 디코딩 장치.
- 제 17 항에 있어서,사운드 소스 데이터(115)는 상기 필터(150)로부터 사운드 렌더러(180)로 직접 전송되는, 디코딩 장치.
- 제 23 항에 있어서,상기 사운드 렌더러(180)는 사운드 장치를 관리하는, 디코딩 장치.
- 제 17 항에 있어서,오디오 정보는 프로세싱되지 않으며 제 1 필터(110)로부터 최종 필터(160)로 직접 전송되는, 디코딩 장치.
- 제 17 항에 있어서,상기 필터(150)는 멀티미디어 파일의 오디오 및 비디오 컴포넌트들을 결합 및 동기화시키는, 디코딩 장치.
- 비주얼 정보를 인코딩 및 디코딩하기 위한 코덱으로서:입력 정보를 프로세싱하는 필터링 수단(25);상기 비주얼 정보로부터 프레임 별로 정보를 추출하고 이를 프로세싱하도록 구성되며, 상기 필터링 수단에 커플링되는 이미지 프로세싱 수단;각각의 추출된 프레임을 저장하고 이를 미리 결정된 패턴 포맷으로 변환시키는 패턴 판독기(40);대칭적 암호화 키를 발생시키고 패턴들을 새로운 포지션들로 재배열하며, 상기 이미지 프로세싱 수단에 커플링되는 암호화 수단(60); 및인코딩된 정보를 디코딩하는 디코더를 포함하는 코덱.
- 비주얼 정보를 인코딩 및 디코딩하기 위한 컴퓨터 읽을 수 있는 매체로서매트릭스(matrix) 상에서 비주얼 정보를 미리 결정된 수의 패턴들로 분할하고;상기 매트릭스 상에서의 각 패턴의 포지션을 결정하고;퍼지 알고리듬을 이용하여 상기 매트릭스 상의 패턴들을 미리 결정된 형태(shape)로 상기 매트릭스 상에서 재배열하고; 그리고새로운 형태에서의 포지션을 결정하기 위해 패턴 정보를 배열하도록 본래의 비주얼 정보를 이용하여 암호화 키를 발생시키도록 구성되는 하나 이상의 컴퓨터로 읽을 수 있는 매체.
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