説明

情報記録装置、及び情報再生装置

【課題】暗号化されビデオ、オーディオが多重化されたデータを最適化し、十分なバッファを持たない再生装置でも破綻なく再生できるようする。
【解決手段】情報記録装置100が、録画データを暗号化して暗号化蓄積部108へ記録する際に、データ最小化手段105が不要なパケットを削除してデータを最小化し、データ最適化手段106がビデオパケット、オーディオパケットが時系列に対して均等になるように並び替えてデータを最適化し、データ暗号化手段107が暗号化する。再生装置200は、最小限のビデオバッファ206、オーディオバッファ208を保持するだけで、破綻なく再生できる。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、著作権保護のために暗号化されたAVデータを記録蓄積した情報記録装置と、蓄積されたデータの転送または配信をうけて再生する再生装置により構成され、再生装置で破綻なくAVデータを再生できるように蓄積データを最適化する手段に関するものである。
【背景技術】
【0002】
衛星、地上波デジタル放送、ワンセグ放送などのデジタル放送が急速に普及している。それに伴い、デジタル放送を著作権保護のためにCPRM等の暗号化技術を用いて録画蓄積することが一般的になっている。さらに、ワンセグや映像再生機能をもった携帯電話も出現し、モバイル環境でもこれらの著作権保護された暗号化データを録画、視聴する時代になりつつある。
【0003】
デジタル放送は、圧縮されたビデオデータ、オーディオに加え、データ放送、字幕などの種々なデータが多重化され放送されてくる。さらに、ビデオデータ、オーディオデータが、時系列に対して均等に配信されるわけではなく、不規則に多重化されて放送される。そのため、録画装置は、そのデータを不規則なまま暗号化して蓄積する。
【0004】
一方、そのような暗号化、多重化されたAVデータを再生する再生装置がビデオ、オーディオの同期をとりながら描画するためには、暗号解読、圧縮伸張処理した同じ時刻帯のオーディオ、ビデオデータを描画装置に転送しなければならない。したがって、ビデオデータ、オーディオデータが時系列に対して均等に記録されていない場合、同期を合わせるためには余分にデータバッファを用意しておく必要がある。特に、携帯電話などのモバイル機器を設計する上で、大きな問題となる可能性がある。
【0005】
従来技術としては、圧縮データの復号処理と、再生処理を連続的に行う際、負荷の重い復号を前処理してバッファに蓄積してパイプライン処理を行うものがある。その際、バッファを最小限に抑えるために、転送レート等を先読みしてバッファサイズを見積もり、バッファサイズを可変にする方式がある(例えば、特許文献1参照)。
【特許文献1】特開2004−32692号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
上記従来技術は暗号化されたデータへの適用は困難であると考える。なぜならば、多重化されたデータの分解、構文分析処理は、負荷の重い暗号解読処理後に行わなくてはならないため、予めバッファサイズを見積もりことができないためである。この環境下で、携帯電話のようなバッファサイズを十分に搭載できないモバイルの再生装置で再生機能を実現する場合には、以下の課題を有すると考える。
【0007】
(1) ビデオ、オーディオデータが不規則に記録されているため、片方のデータのみバッファアンダーフローが発生し再生が破綻する危険性がある。
【0008】
(2) データ放送など、モバイル機器によっては再生できないデータも含まれる。そのため余分にバッファを用意しておく必要がある。
【課題を解決するための手段】
【0009】
本発明の主要な特徴は以下のとおりである。まず、多重化されて放送されてくるデータを暗号化して録画する際に、十分なバッファを持たない再生装置でも破綻なく再生できるように、不要なパケットを削除してデータを最小化し、ビデオパケット、オーディオパケットが時系列に対して均等になるように並び替えてデータを最適化し、暗号化する。
【0010】
さらに、暗号化された多重化されて蓄積されているデータを再生へ転送する際に、十分なバッファを持たない再生装置でも破綻なく再生できるように、解読してパケットに分解して、不要なパケットを削除してデータを最小化し、ビデオパケット、オーディオパケットが時系列に対して均等になるように並び替えてデータを最適化して、再暗号化して再生へ転送する。
【0011】
さらに、サーバー上で暗号化された多重化されて蓄積されているデータを再生装置へ配信する再に、十分なバッファを持たない再生装置でも破綻なく再生できるように、解読してパケットに分解して、不要なパケットを削除してデータを最小化し、ビデオパケット、オーディオパケットが時系列に対して均等になるように並び替えてデータを最適化して、再暗号化して配信する。
【発明の効果】
【0012】
本発明の効果は以下のとおりである。まず、再生装置は、情報記録装置からデータを最小化かつ最適化されたデータが転送されてくるので、最小限のバッファを保持するだけで破綻なく再生することができる。
【0013】
さらに、再生装置は、情報記録装置からデータを最小化かつ最適化されたデータが転送されてくるので、最小限のバッファを保持するだけで破綻なく再生することができる。
【0014】
さらに、再生装置は、情報記録装置からデータを最小化かつ最適化されたデータが送信されてくるので、最小限のバッファを保持するだけで破綻なく再生することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0015】
(実施の形態1)
以下、本願第一のAVデータ最適化装置の実施の形態を、図面を用いて説明する。図1は、本実施の形態のブロック図である。100は情報記録装置である。200は、再生装置である。情報記録装置100について説明する。101は放送受信装置である。地上波及び衛星デジタル放送、ワンセグのようなモバイル放送などのデジタル放送を受信する。102は、スクランブル解除手段である。デジタル放送は、一般的に盗聴防止のためにスクランブル化され放送されている。そのスクランブル化された放送を解除して正常な信号に変換する。放送データの受信方式、スクランブル方式は、各種規格化されており既に受信装置として実用商品されている。また、ワンセグ放送のようにスクランブルされていない放送の場合は、スクランブル解除手段は必要なく直接データ分解手段103へ入力される。103は、データ分解手段で、スクランブル解除されたデータをビデオ、オーディオ、データ、字幕等のパケットと呼ばれるデータ単位に分解する。デジタル放送の場合は、MPEG−TSパケットと呼ばれる固定長のデータストリームで放送される。各パケットは、オーディオ、ビデオのストリームや、字幕、データ放送用のデータなどである。また、オーディオは、AACやAC3、ビデオはMPEG2、H.264の圧縮形式で圧縮されている。受信順序は、オーディオ、ビデオが時系列に基づき放送されてくるとは限らない。例えば、時刻T1から時刻T2(T1<T2)までのビデオストリームより、T3からT4(T1<T2<T3<T4)のオーディオストリームが先に放送されてくる可能性がある。具体的な例を用いて説明する。一般的に、ビデオは、オーディオに比べてビットレートが高く、パケットサイズは固定長であるため、同一時間を再生するのに必要なパケット数はビデオの方が多くなる。例えば、ビデオのビットレートがオーディオの4倍と仮定する。再生装置側で再生する際には、オーディオとビデオとを同期させながら再生するため、同じ再生時刻のビデオ、オーディオの両伸張されたストリームを同時にバッファに蓄積して出力する必要がある。したがって、このバッファを最小限に抑えるためには、オーディオパケット1個に対してビデオパケット4個の均等比率で放送されてくることが理想的である。原理的にはビデオ4パケットを伸張した容量、オーディオ1パケットを伸張した容量のバッファを各々確保するだけで良い。実際には、ビデオ描画を滑らかにするために、ダブルバッファリング、トリプルバッファリングするのが一般的である。もし、その比率が均等にならない場合は、再生装置側で余計にバッファを確保する必要がある。
【0016】
例えば、図2のように12個連続でビデオパケット、その後で3個連続でオーディオパケットが放送されてきた場合は、ビデオパケット12パケットを伸張した容量、オーディオ3パケットを伸張した容量のバッファを各々確保する必要性がある。前者の理想的な場合に比べて、各々3倍の容量のバッファの確保が必要である。同様に、ダブルバッファリング、トリプルバッファリングする場合も、この2倍、3倍のバッファの確保が必要である。図2の四角は1パケットを示し、四角の内のV、Aの英字は各々ビデオ、オーディオパケットを示す。104は再生能力取得手段で、再生装置側のビデオ、オーディオのバッファの容量と、再生可能なパケット種別の情報を取得する。105は、データ最小化手段で、104で取得した再生可能なパケット種別の情報に基づき、不要なパケットを削除する。例えば、携帯電話などではデータ放送や字幕データなどを再生できないのであれば削除する。106は、データ最適化手段で、104で取得したビデオ、オーディオのバッファ容量に基づき、パケットの並びを再配置する。例えば、ビデオのビットレートがオーディオの4倍で、再生装置側がビデオ4パケットを伸張した容量、オーディオ1パケットを伸張した容量のバッファしか各々保持していない場合に、図2に示すように12個連続でビデオパケット、その後で3個連続でオーディオパケットが放送されてきた場合は、図3に示すようにビデオ、オーディオパケットが均等になるように再配置する。図2,3の四角は1パケットを示し、四角の内のV、Aの英字は各々ビデオ、オーディオパケットを示す。107は、データ暗号化手段で、106で最適化されたストリームを著作権保護のために暗号化する。DVD−RAM、SDメモリーカード等で採用され実用化されているCPRM(Content Protection for Recordable Media)で実現できる。108は、暗号化データ蓄積部で、107で暗号化されたデータを、著作権保護した状態で蓄積する。例えば、DVD−RAMやDVD−RW、SDメモリーカードのように著作権保護機能を持つメディアや、民生用のハードディスク内蔵DVDレコーダのように著作権保護規格に準拠したハードディスクがある。109は、暗号化データ転送手段で、暗号化され108に蓄積されているデータを再生装置に転送する。転送手段は、民生用のハードディスク内蔵DVDレコーダのハードディスクから著作権保護機能を持つDVD−RAMディスクへコピー又は移動する機能として既に実用されている方式などで実現できる。
【0017】
再生装置200について説明する。201は、再生能力通知装置で、ビデオ、オーディオのバッファの容量と、再生可能なパケット種別を情報記録装置へ通知する。202は、暗号化データ蓄積部で109から転送されたデータを蓄積する。記録形態、暗号化方式は108と同一である。203は、データ解読手段で、202に暗号化され蓄積されているデータを解読する。解読手段は、民生用のハードディスク内蔵DVDレコーダなでで実用化されているCPRMなどの暗号化方式を解読する方式で実現できる。204はデータ分解手段で、203で解読された多重化されたデータストリームを、圧縮されたビデオパケット、オーディオパケットに分解する。情報記録装置100のデータ最小化手段105で、再生不能なデータ放送などのデータパケットは削除されているので、余分なパケットを処理することはない。205は、ビデオデコード手段で、203で分解されたビデオパケットを順々に伸張しビデオバッファ206へ転送する。206は、ビデオバッファで、205が伸張したビデオデータを一時的に記録する。207は、オーディオデコード手段で、203で分解されたオーディオパケットを順々に伸張しオーディオバッファ208へ転送する。208は、オーディオバッファで、207が伸張したオーディオデータを一時的に記録する。情報記録装置100のデータ最適化手段106で、ビデオバッファ、オーディオバッファに合わせて再配置しているので、各々のバッファでオーバーフロー、アンダーフローすることはない。209は、オーディオ・ビデオ同期再生手段で、206、208に転送されてきたビデオ、オーディオデータの同期を合わせて再生する。
【0018】
以上の通り、情報記録装置100で、不要なパケットの削除と、ビデオ、オーディオパケットの再配置をしているので、再生装置200では不要なパケットの分解処理を回避し、かつビデオバッファ、オーディオバッファのオーバーフロー、アンダーフローを未然に防ぎ、破綻なく再生することができるので、その実用的効果は大きい。
【0019】
(実施の形態2)
以下、本願第二のAVデータ最適化装置の実施の形態を、図面を用いて説明する。図4は、本実施の形態のブロック図である。300は情報記録装置である。200は、再生装置である。再生装置200は、実施の形態1と同一構成であるので、説明を省略する。
【0020】
情報記録装置300について説明する。104、107、108、109は、実施の形態1と同一構成であるので、説明を省略する。301は、データ解読手段で、108に暗号化され蓄積されているデータを解読する。解読手段は、実施の形態1の203と同様に民生用のハードディスク内蔵DVDレコーダなでで実用化されているCPRMなどの暗号化方式を解読する方式で実現できる。302は、データ分解手段で、301で解読された多重化されたデータストリームを、圧縮されたビデオパケット、オーディオパケットに分解する。303は、データ最小化手段で、104で取得した再生可能なパケット種別の情報に基づき、302で分解されたパケットの中から不要なパケットを削除する。実施の形態1の105と同一の方式でデータを最小化する。304は、データ最適化手段で、実施の形態1の106と同様で、104で取得したビデオ、オーディオのバッファ容量に基づき、パケットの並びを再配置する。実施の形態1の106と同一の方式でデータを最適化する。
【0021】
以上の通り、情報記録装置300で、不要なパケットの削除と、ビデオ、オーディオパケットの再配置をしているので、再生装置200では不要なパケットの分解処理の回避し、かつビデオバッファ、オーディオバッファのオーバーフロー、アンダーフローを未然に防ぎ、破綻なく再生することができるので、その実用的効果は大きい。
【0022】
(実施の形態3)
以下、本願第三のAVデータ最適化装置の実施の形態を、図面を用いて説明する。図5は、本実施の形態のブロック図である。400は情報記録装置である。200は、再生装置である。情報記録装置400と再生装置200とを接続している。情報記録装置100、再生装置200は、ネットワーク通信装置500を経由して、TCP/IPなどの汎用的な通信プロトコルでデータの送受信処理を行う。
【0023】
情報記録装置400について説明する。107、108、301、302、303、304は、実施の形態1及び2と同一構成であるので、説明を省略する。401は、再生能力受信手段で、ネットワーク通信装置500を介して、再生端末側のビデオ、オーディオのバッファの容量と、再生可能なパケット種別の情報を受信する。402は、暗号化データ送信手段で、データ解読手段301、データ分解手段302、データ最小化手段303、データ最適化手段304、データ暗号化手段で処理して暗号化したデータを、ネットワーク装置500を介して再生端末200へ送信する。
【0024】
再生装置200について説明する。203、204、205、206、207、208、209は、実施の形態1及び2と同一構成であるので、説明を省略する。250は、再生能力送信装置で、ビデオ、オーディオのバッファの容量と、再生可能なパケット種別を、ネットワーク装置500を介して情報記録装置400へ送信する。251は、暗号化データ受信手段で、情報記録装置400からネットワーク装置500を介して送信された暗号化データを受信し、データ解読手段203へ出力する。
【0025】
以上の通り、情報記録装置400で、不要なパケットの削除と、ビデオ、オーディオパケットの再配置をしているので、再生装置200では不要なパケットの分解処理の回避し、かつビデオバッファ、オーディオバッファのオーバーフロー、アンダーフローを未然に防ぎ、破綻なく再生することができるので、その実用的効果は大きい。
【産業上の利用可能性】
【0026】
本発明に係わるAVデータ最適化装置は、多重化されたデータの最適化の例として、デジタル放送の録画データを示している。しかし、多重化されていればインターネットや携帯電話で配信された配信映像データを、機器へ転送する用途にも応用することが可能である。さらに、スクランブル放送ではないワンセグ放送でも、録画時に著作権保護のために暗号化のであれば応用することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【0027】
【図1】実施の形態1のブロック図
【図2】実施の形態1のビデオ、オーディオパケットの配列を表した図
【図3】実施の形態1の最適化されたビデオ、オーディオパケットの配列を表した図
【図4】実施の形態2のブロック図
【図5】実施の形態3のブロック図
【符号の説明】
【0028】
100 情報記録装置
101 放送受信手段
102 スクランブル解除手段
103 データ分解手段
104 再生能力取得手段
105 データ最小化手段
106 データ最適化手段
107 データ暗号化手段
108 暗号化データ蓄積部
109 暗号化データ転送手段
200 再生装置
201 再生能力通知手段
202 暗号化データ蓄積部
203 データ解読手段
204 データ分解手段
205 ビデオデコード手段
206 ビデオバッファ部
207 オーディオデコード手段
208 オーディオバッファ部
209 オーディオ・ビデオ同期再生手段
250 再生能力送信手段
251 暗号化データ受信手段
300 情報記録装置
301 データ解読手段
302 データ分解手段
303 データ最小化手段
304 データ最適化手段
400 情報記録装置
401 再生能力受信手段
402 暗号化データ送信手段
500 ネットワーク装置

【特許請求の範囲】
【請求項1】
スクランブル化されたビデオパケットとオーディオパケットが多重化されたデータストリームを受信する放送受信手段と、前記放送受信手段が受信したデータストリームのスクランブルを解除して多重化されたデータストリームを出力するスクランブル解除手段と、前記スクランブル解除手段が出力した多重化されたデータストリームを、ビデオパケット、オーディオパケット、データ放送パケットほかに分解するデータ分解手段と、情報記録装置が転送したデータを再生する外部の再生装置のビデオバッファ、オーディオバッファの容量などの再生能力を取得する再生能力取得手段と、暗号化されたビデオパケットとオーディオパケットが多重化されたデータストリームを蓄積する暗号化データ蓄積部と、前記再生能力取得手段が取得したビデオバッファ、オーディオバッファの容量でも破綻なく再生できるようにビデオパケット、オーディオパケットが時系列に対して均等になるように並び替えて多重化するデータ最適化手段と、データ最適化手段が出力したデータストリームを暗号化して前記暗号化データ蓄積部に蓄積するデータ暗号化手段と、前記暗号化データ蓄積部に蓄積された暗号化データを外部の前記再生装置へ転送する暗号化データ転送手段とを備えることを特徴とする情報記録装置。
【請求項2】
前記再生能力取得手段は外部の再生装置で再生できるデータ種別も取得し、前記再生能力取得手段が取得した前記再生端末が再生可能なデータ種別に基づき、再生不能なデータ種別のパケットを前記データ分解手段が分解したデータストリームから削除するデータ最小化手段をさらに備えることを特徴とする、請求項1に記載の情報記録装置。
【請求項3】
暗号化されたビデオパケットとオーディオパケットが多重化されたデータストリームを蓄積する暗号化データ蓄積部と、前記暗号化データ蓄積部に蓄積された暗号化データを解読するデータ解読手段と、前記データ解読手段で解読されたデータをビデオパケット、オーディオパケットなどのパケットに分解するデータ分解手段と、前記データ分解手段が分解したビデオパケットを伸張しビデオバッファに転送するビデオデコード手段と、前記データ分解手段が分解したオーディオパケットを伸張しオーディオバッファに転送するオーディオデコード手段と、前記ビデオデコード手段で伸張されたビデオパケットをバッファリングするビデオバッファ部と、前記オーディオデコード手段で伸張されたオーディオパケットをバッファリングするオーディオバッファ部と、前記ビデオバッファ部、前記オーディオバッファ部から各々に順々にパケットを読み込んでビデオとオーディオを同期させながら再生するオーディオ・ビデオ再生手段と、再生可能なデータ種別の情報、及び前記ビデオバッファ部と前記オーディオバッファ部の容量を外部の情報記録装置へ通知する再生能力通知手段とを備えることを特徴とする情報再生装置。
【請求項4】
暗号化されたビデオパケットとオーディオパケットが多重化されたデータストリームを蓄積する暗号化データ蓄積部と、暗号化データ蓄積部に蓄積された暗号化データを解読するデータ解読手段と、解読されたデータをビデオパケット、オーディオパケットなどのパケットに分解するデータ分解手段と、情報記録装置が転送したデータを再生する外部のビデオバッファ、オーディオバッファの容量などの再生能力を取得する再生能力取得手段と、前記再生能力取得手段が取得したビデオバッファ、オーディオバッファの容量でも破綻なく再生できるようにビデオパケット、オーディオパケットが時系列に対して均等になるように並び替えて多重化するデータ最適化手段と、データ最適化手段が出力したデータストリームを再暗号化するデータ再暗号化手段と、前記再暗号化手段が暗号化した暗号化データを外部の前記再生装置の暗号化蓄積部へ転送する暗号化データ転送手段とを備えることを特徴とする情報記録装置。
【請求項5】
前記再生能力取得手段は,外部の再生装置で再生できるデータ種別も取得し、前記再生能力取得手段が取得した前記再生端末が再生可能なデータ種別に基づき、再生不能なデータ種別のパケットを前記データ分解手段が分解したデータストリームから削除するデータ最小化手段をさらに備えることを特徴とする、請求項4に記載の情報記録装置。
【請求項6】
暗号化されたビデオパケットとオーディオパケットが多重化されたデータストリームを蓄積する暗号化データ蓄積部と、前記暗号化データ蓄積部に蓄積された暗号化データを解読するデータ解読手段と、前記データ解読手段で解読されたデータをビデオパケット、オーディオパケットなどのパケットに分解するデータ分解手段と、前記データ分解手段が分解したビデオパケットを伸張しビデオバッファに転送するビデオデコード手段と、前記データ分解手段が分解したオーディオパケットを伸張しオーディオバッファに転送するオーディオデコード手段と、前記ビデオデコード手段で伸張されたビデオパケットをバッファリングするビデオバッファ部と、前記オーディオデコード手段で伸張されたオーディオパケットをバッファリングするオーディオバッファ部と、前記ビデオバッファ部、前記オーディオバッファ部から各々に順々にパケットを読み込んでビデオとオーディオを同期させながら再生するオーディオ・ビデオ再生手段と、再生可能なデータ種別の情報、及び前記ビデオバッファ部と前記オーディオバッファ部の容量を外部の情報記録装置へ通知する再生能力通知手段とを備えることを特徴とする情報再生装置。
【請求項7】
暗号化されたビデオパケットとオーディオパケットが多重化されたデータストリームを蓄積する暗号化データ蓄積部と、情報記録装置がネットワーク装置で接続されている再生装置の再生能力送信手段からビデオバッファ、オーディオバッファの容量などの再生能力を受信する再生能力受信手段と、前記暗号化データ蓄積部に蓄積された暗号化データを解読するデータ解読手段と、解読されたデータをビデオパケット、オーディオパケットなどのパケットに分解するデータ分解手段と、前記再生能力受信手段が取得したビデオバッファ、オーディオバッファの容量でも破綻なく再生できるようにビデオパケット、オーディオパケットが時系列に対して均等になるように並び替えて多重化するデータ最適化手段と、データ最適化手段が出力したデータストリームを再暗号化するデータ再暗号化手段と、前記再暗号化手段が暗号化したデータをネットワーク装置で接続されている前記再生装置へ送信する暗号化データ送信手段とを備えることを特徴とする情報記録装置。
【請求項8】
前記再生能力受信手段はネットワーク装置で接続されている再生装置の再生能力送信手段から再生装置で再生できるデータ種別も取得し、前記再生能力受信手段が取得した前記再生端末が再生可能なデータ種別に基づき、再生不能なデータ種別のパケットを前記データ分解手段が分解したデータストリームから削除するデータ最小化手段をさらに備えることを特徴とする、請求項7に記載の情報記録装置。
【請求項9】
前記情報記録装置の暗号化データ配信手段が送信した暗号化データを受信する暗号化データ受信手段と、前記暗号化受信手段が受信した暗号化データを解読するデータ解読手段と、前記データ解読手段で解読されたデータをビデオパケット、オーディオパケットなどのパケットに分解するデータ分解手段と、前記データ分解手段が分解したビデオパケットを伸張しビデオバッファに転送するビデオデコード手段と、前記データ分解手段が分解したオーディオパケットを伸張しオーディオバッファに転送するオーディオデコード手段と、前記ビデオデコード手段で伸張されたビデオパケットをバッファリングするビデオバッファ部と、前記オーディオデコード手段で伸張されたオーディオパケットをバッファリングするオーディオバッファ部と、前記ビデオバッファ部、前記オーディオバッファ部から各々に順々にパケットを読み込んでビデオとオーディオを同期させながら再生するオーディオ・ビデオ再生手段と、再生可能なデータ種別の情報、及び前記ビデオバッファ部と前記オーディオバッファ部の容量をネットワーク接続された情報記録装置へ送信する再生能力送信手段とを備えることを特徴とする情報再生装置。

【図1】
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【図2】
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【図3】
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【図4】
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【図5】
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【公開番号】特開2008−118496(P2008−118496A)
【公開日】平成20年5月22日(2008.5.22)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2006−301162(P2006−301162)
【出願日】平成18年11月7日(2006.11.7)
【出願人】(000005821)松下電器産業株式会社 (73,050)
【Fターム(参考)】