映像伝送方法、映像伝送システム及び映像処理装置
【課題】ＨＤＭＩ規格などの映像データの伝送規格を利用して、著作権保護用のデータなどの映像データに付随する各種付加データが良好に伝送できるようにすることを目的とする。
【解決手段】所定の規定で決められた第１の色域を超える色域が表現可能な映像データを伝送する場合において、送信側で送信する映像データとして、映像データから、第１の色域を超えた色域の映像の区間を検出する。そして、その検出した第１の色域を超えた色域の映像の区間に、映像データに関する付加データを、第１の色域を超えた色の変化で、埋め込むようにした映像データとしたものである。この映像データを受信した側では、伝送された映像データに含まれる第１の色域を超えた色域の映像の区間の色の変化を検出し、その検出した変化から、付加データを検出する。
【解決手段】所定の規定で決められた第１の色域を超える色域が表現可能な映像データを伝送する場合において、送信側で送信する映像データとして、映像データから、第１の色域を超えた色域の映像の区間を検出する。そして、その検出した第１の色域を超えた色域の映像の区間に、映像データに関する付加データを、第１の色域を超えた色の変化で、埋め込むようにした映像データとしたものである。この映像データを受信した側では、伝送された映像データに含まれる第１の色域を超えた色域の映像の区間の色の変化を検出し、その検出した変化から、付加データを検出する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えばＨＤＭＩ（High-Definition Multimedia Interface）規格と称されるデジタル映像・音声入出力インターフェース規格に適用して好適な映像伝送方法及び映像伝送システム、並びにこの伝送システムに適用される映像処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、複数台の映像機器の間で、非圧縮のデジタル映像データなどを伝送させるインターフェース規格として、ＨＤＭＩ規格と称されるものが開発されている。ＨＤＭＩ規格は、映像データを、各色の原色データとして、１画素単位で個別に伝送する規格である（以下画素をピクセルと称する場合もある）。音声データ（オーディオデータ）についても、映像データのブランキング期間に、映像データの伝送ラインを使用して伝送するようにしてある。伝送する原色データは、赤，緑，青の加法混色の３チャンネルの原色データ（Ｒデータ，Ｇデータ，Ｂデータ）を伝送する場合と、Ｙ，Ｃｂ，Ｃｒといった輝度および色差信号を伝送する場合とがある。
【０００３】
ＨＤＭＩ規格のインターフェースでは、映像データを伝送するチャンネルとは別のチャンネルを使用して、制御データやピクセルクロックを伝送するようにしてある。制御データについては、映像データの送信側機器（ソース側機器）から受信側機器（シンク側機器）への伝送だけでなく、受信側機器（シンク側機器）から送信側機器（ソース側機器）への伝送も行える構成としてある。また、ソース側機器では、８ビット単位でデータを暗号化してあり、シンク側機器では、８ビット単位でデータをその暗号化からの復号化を行うようにしてある。
【０００４】
特許文献１には、ＨＤＭＩ規格の詳細についての記載がある。
【特許文献１】ＷＯ２００２／０７８３３６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、映像データなどのコンテンツを、ＨＤＭＩ規格のインターフェースで伝送する場合には、著作権保護を行うことが重要である。著作権保護用のデータを伝送する方式としては、上述した制御データとして伝送する場合と、映像データで示される映像そのものに、著作権保護のデータを埋め込む方式とがあり、それぞれ一長一短がある。著作権保護のデータを、映像データに付加された制御データで伝送するようにした場合、映像データそのものには、変更が加えられないため、映像データの品質を保つ点では好ましい。ところが、映像データと制御データとを分離することが可能であれば、映像データから著作権保護のデータを除くことが可能となり、著作権保護用のデータが上手く機能しなくなってしまう。また、著作権保護などのデータを新たに加えるようにすると、映像データに付随するデータのデータ量が増え、伝送されるデータが増えて好ましくなくなってしまう。
【０００６】
一方、映像データそのものに、著作権保護のデータをウォーターマークなどとして埋め込む方式では、映像データから著作権保護用のデータを除去することが困難であり、著作権保護の効果が高いが、そのデータの埋め込みで、伝送される映像データそのものの品質が低下する可能性があり、表示映像に影響を及ぼさない程度の、比較的簡単なデータの埋め込みしか出来ない問題があった。
【０００７】
本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、ＨＤＭＩ規格などの映像データの伝送規格を利用して、著作権保護用のデータなどの映像データに付随する各種付加データが良好に伝送できるようにすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、所定の規定で決められた第１の色域を超える色域が表現可能な映像データを伝送する場合において、送信側で送信する映像データとして、映像データから、第１の色域を超えた色域の映像の区間を検出する。そして、その検出した第１の色域を超えた色域の映像の区間に、映像データに関する付加データを、表現される映像と色相の略等しい第１の色域を超えた色への変化で、埋め込むようにした映像データとしたものである。この映像データを受信した側では、伝送された映像データに含まれる第１の色域を超えた色域の映像の区間の色の変化を検出し、その検出した変化から、付加データを検出する。
【０００９】
このようにしたことで、規定された色帯域を越える色の変化で、映像データの付加データが伝送されるようになり、少なくとも、規定された色帯域の映像データについては、映像の品質に一切劣化を起こすことがない状態で、付加データを伝送できるようになる。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によると、規定された色帯域を越える色の変化で、映像データの付加データが伝送されるようになり、少なくとも、規定された色帯域の映像データについては、映像の品質に一切劣化を起こすことがない状態で、付加データを伝送できる。従って、伝送データ量を増やすことなく、著作権保護用のデータなどの各種付加データが、良好に伝送できるようになる。規定された色帯域の色だけを表示可能な能力の表示装置の場合には、付加データによる表示映像の劣化が全くない。規定された色帯域を越えた色を表示可能な能力の表示装置の場合には、付加データによる表示映像の劣化が多少あるが、基本的な色の表現範囲から外れた箇所での元の映像と色相の略等しい色の変化であるので、付加データによる劣化が目立たない状態での表示が可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明の一実施の形態を、図１〜図６を参照して説明する。
【００１２】
本実施の形態においては、ＨＤＭＩ規格のケーブルで、ソース側機器からシンク側機器に映像データなどを伝送する伝送システムに適用したものである。そして、ソース側機器からシンク側機器に映像データを伝送する際に、映像データの付加データを、その映像データに埋め込んで伝送するようにしたものである。
【００１３】
まず、具体的な伝送構成について説明する前に、本実施の形態で伝送される映像データの特性について説明する。ＨＤＭＩ規格のケーブルで映像データを伝送する場合には、赤，緑，青の原色データ（Ｒデータ，Ｇデータ，Ｂデータ：いわゆるＲＧＢデータ）を伝送する場合と、Ｙ，Ｃｂ，Ｃｒの輝度および色差信号を伝送する場合とがある。
【００１４】
ここで図４を参照して説明すると、図４は、原色信号であるＲＧＢデータを入力して表示可能な表示装置において、立体（色空間）を投影したu’,v’色度図である。横軸がu’であり縦軸がv’である。このu’,v’色度図として示された図４において、自然界に存在する色の範囲が、外側の扇形形状で示されている。この図４中で、例えば３点Ｒｓ，Ｇｓ，Ｂｓで囲って示される３角形の範囲が、通常のＲＧＢデータで表現可能な色域である。この三角形の内部の色は、各原色ＲＧＢの値をそれぞれアナログ値の場合に０から１までの範囲の値で与えることにより、一意に決めることができる。このＲＧＢの３原色をどこにするかで、表示できる色域が決定されるが、その規格のひとつとして、ｓＲＧＢ規格がある。アナログ信号の場合に０から１までの範囲で表現される値は、デジタルの場合には、例えば８ビットで量子化された値で示されることになる。
【００１５】
従来は、表示手段として使用されていた陰極線管（ＣＲＴ）の蛍光体の特性から、ほぼ図４に示されるようなsＲＧＢ規格の頂点（３原色の色度点）Ｒｓ，Ｇｓ，Ｂｓと、モニタが表現可能な３原色点が一致していた。ところが、最近ＣＲＴ以外の各種ＦＰＤ、およびプロジェクタタイプのモニタが増え、モニタの再現できる色域がsＲＧＢ規格で規定された色域の外側に広がってきて、より広い色域が再現可能になってきた。例えば、頂点Ｒｆ，Ｇｆ，Ｂｆで囲まれた図４に破線で示した色域の例は、あるＦＰＤで表現可能な色域の例である。
【００１６】
これらの色を再現することのできる色域の動画規格として、xvＹＣＣ規格が策定された。図４中の各点は、自然界に実際に存在した色度を示したものである。この図４から判るように、画像中には、sＲＧＢ信号で表現可能な色域を超えた範囲の色となる場合が相当ある。
【００１７】
図５は、xvＹＣＣ信号とsＲＧＢ信号の色域の関係を示した図である。縦軸が輝度信号Ｙ、横軸が色差信号Ｃｂ，Ｃｒである。xvＹＣＣ信号の規格では、図５に示すように、sＲＧＢ信号と同じ原色点を用いつつ、一つの輝度信号Ｙと二つの色差信号Ｃｂ，Ｃｒで表現し、sＲＧＢ信号の色域を包含するよう規格化されている。xvＹＣＣ信号は輝度信号と２つの色差信号であるＹデータ，Ｃｂデータ，Ｃｒデータで表現され、sＲＧＢ信号としてのＲデータ，Ｇデータ，Ｂデータとは、以下の行列によって変換可能である。同様にその逆変換によりsＲＧＢ信号からxvＹＣＣ信号が得られることはいうまでもない。図５に示すように、sＲＧＢ信号としての領域は、菱形の領域で示され、xvＹＣＣ信号としての拡張利領域が、その菱形のsＲＧＢ信号の周辺に設定されている。色差信号Ｃｂデータ，Ｃｒについては、−０．５から＋０．５の
Ｙ＝ ０．２１２６Ｒ＋０．７１５２Ｇ＋０．０７２２Ｂ
Ｃｂ＝−０．１１４６Ｒ−０．３８５４Ｇ＋０．５０００Ｂ
Ｃｒ＝ ０．５０００Ｒ−０．４５４２Ｇ−０．０４５８Ｂ
【００１８】
図６は、３次元的に示された色空間上に、sＲＧＢ信号の色域とxvＹＣＣ信号の色域とを示したものである。sＲＧＢ信号の色域を示す四角の立方体は、xvＹＣＣ信号の色域を示す四角の立方体よりも小さく表現されている。図６中の各点は、xvＹＣＣ信号として映像データを構成させた場合に、実際に存在した色度を示したものである。ここで、sＲＧＢ信号の色域を示す四角の立方体の外側に位置する点が、sＲＧＢ信号の域外のデータとして表現されるデータになる。
【００１９】
ところで、映像信号の記録、および伝送については、テレビを中心とする映像機器においては、一般的にはＹＣＣ系であり、ＤＶＤやカメラ一体型ＶＴＲにおいても、色差信号で記録されている。また、アナログの伝送においても、コンポジット、コンポーネントの信号は、ＹＣＣの色差信号、およびそれを重畳された形で伝達されている。また、ＨＤＭＩ等のデジタルインターフェイスにおいても、ＹＣＣの色差信号（Ｙデータ，Ｃｂデータ，Ｃｒデータ）にて伝達される。ＹＣＣの色差信号、即ちＹデータとＣｂデータとＣｒデータとで伝送を行う構成とした場合には、sＲＧＢ信号の域外のデータを伝送することが可能であり、xvＹＣＣ信号の色域を扱うことも容易に対処可能である。
【００２０】
一方、ＹＣＣの色差信号で伝送を行う場合であっても、従来の放送、デジタルビデオ、ＤＶＤなどのパッケージメディアなど、種々の映像に含まれる色域は、一般的には、ほぼsＲＧＢ信号の色域内に収まっている。これは、ＣＲＴを中心とする、ほとんどすべての映像表示機器において、表示、または再生可能であるように、sＲＧＢ信号の色域となるように、カメラのフィルタが設計され、また撮影後信号処理され、または編集されているからである。
【００２１】
よって、現状ではＹＣＣの色差信号を伝送する場合であっても、sＲＧＢ信号の色域を超えている範囲については、映像としての信号成分が入っていないことになる。
本発明においては、この点に着目して、sＲＧＢ信号の色域を超える広色域の映像信号を伝送可能とした場合において、sＲＧＢ信号の色域を超える色域に、付加データ（ウオーターマークなど）を埋め込むようにして、付加データを確実に伝送できるようにすると共に、その埋め込まれた付加データが、再生映像の品質劣化に及ぼす影響を最小限にするようにしたものである。
【００２２】
以下、このように色域が規定された色域を超えた箇所に付加データを埋め込んで伝送する構成の例について説明する。
図１は、本例のシステム構成例を示した図で、ソース側機器であるビデオ記録再生装置１０と、シンク側機器であるテレビジョン受像機３０とを、ＨＤＭＩケーブル１で接続して、ビデオ記録再生装置１０から映像データや音声データを、テレビジョン受像機３０に伝送する構成としてある。本例のビデオ記録再生装置１０は、色域が広帯域の映像データを記録し再生することができる構成としてあり、テレビジョン受像機３０は、色域が広帯域の映像の表示処理が行える受像機としてある。
【００２３】
以下の説明でＨＤＭＩ規格について、必要な構成などを順に説明するが、基本的には既存のＨＤＭＩ規格をそのまま適用してあり、ＨＤＭＩケーブル１の構成などは従来と同じである。本例の場合には、ＨＤＭＩケーブル１を使用して、輝度信号及び色差信号、即ちＹＣＣの色差信号（Ｙデータ，Ｃｂデータ，Ｃｒデータ）の信号形式で伝送される。
【００２４】
まず、ビデオ記録再生装置１０について説明すると、ビデオ記録再生装置１０は記録再生部１１を備え、映像データや音声データを記録し再生することができる。記録再生部１１としては、例えばハードディスクドライブ（ＨＤＤ）装置を使用できる。また、ディスク装着部１０ａを備えて、そのディスク装着部１０ａに装着されたディスク（ＤＶＤなど）１０ｂを記録再生部１１で再生することもできる。記録再生部１１で再生して得た映像データがアナログ信号である場合には、アナログ・デジタル変換回路１２に供給し、デジタルデータ化して、伝送処理する。ここでは、輝度信号と色差信号とよりなるデータとする。再生して得た音声データは、音声処理部１４に供給する。
【００２５】
アナログ・デジタル変換回路１２でデジタル化した映像データ、又は記録再生部１１から既にデジタル化されて供給された映像データは、レベル検出部１６に供給する。レベル検出部１６では、供給される区間（領域）の色が、sＲＧＢ信号の色域を超える色である場合に、そのことが検出される。検出された区間の色差信号については、スイッチ１７に供給される。レベル検出部１６では、例えば、映像内のある程度連続した領域で、sＲＧＢ信号の色域を超える色である場合に、そのことを検出するようにしてあり、例えば１ピクセルから数ピクセル程度だけが、sＲＧＢ信号の色域を超える色であった場合には、検出なしとする。
【００２６】
また、本例のビデオ記録再生装置１０は、ウォーターマーク発生部１８を備えて、そのウォーターマーク発生部１８で、著作権保護などを行うためのウォーターマークを発生させることが可能としてある。このウォーターマーク発生部１８としては、例えば、発生させるウォーターマークを、メモリなどに記憶させて、予め用意させる構成としてもよい。或いは、そのときの条件で必要な著作権情報に対応したウォーターマークを、演算処理で生成させる構成としてもよい。
【００２７】
レベル検出部１６で、sＲＧＢ信号の色域を超える色である区間を検出した場合に、スイッチ１７に供給されるその区間に、ウォーターマーク発生部１８で用意されたウォーターマークをスイッチ１７から出力させる制御を行う。このスイッチ１７が出力するウォーターマークは、加算器１９に供給し、アナログ・デジタル変換回路１２側から供給される映像信号に加算し、ウォーターマークが加算された伝送用の映像データとする。ここでのウォーターマークの加算処理としては、表現される映像と色相の略等しいsＲＧＢ信号の色域を超える範囲での色の変化で、ウォーターマークを映像中に加算する。ここでの色相が略等しい変化とは、色度図上において、所望の色座標と白色を表す色座標を結んだ線状に色に信号を変化させることである。このように変化させることで、ウォーターマークが加算された映像データは、そのウォーターマークの加算箇所についても、色相そのものは元の色とほとんど変化がない状態である。
【００２８】
音声処理部１４は、再生又は受信して得た音声データを、伝送用の音声データとする処理が行われる。
【００２９】
加算器１９及び音声処理部１４が出力する映像データ及び音声データは、ＨＤＭＩ伝送処理部２０に供給する。ＨＤＭＩ伝送処理部２０は、ＨＤＭＩ規格のインターフェースの伝送処理を行う回路部であり、例えば集積回路化してある。ＨＤＭＩ伝送処理部２０に供給される映像データ及び音声データは、多重化回路２１で多重化する。
【００３０】
映像データは、例えば１ピクセルあたり２４ビット使用して、Ｙデータ，Ｃｂデータ，Ｃｒデータを伝送する。音声データについては、映像データが伝送されるチャンネルのブランキング期間を使用して伝送するように、多重化を行うようにしてある。この音声データをブランキング期間に配置して伝送する処理は、ＨＤＭＩ規格でフォーマット化された一般的な伝送処理である。
【００３１】
そして、多重化回路２１で多重化された伝送用のデータを、ＨＤＣＰ暗号化部２２で暗号化する。ＨＤＣＰ暗号化部２２は、ＨＤＣＰ（High-bandwidth Digital Content Protection System）規格で、少なくとも映像データが伝送されるチャンネルの暗号化を行うようにしてある。ここでの暗号化は、１チャンネルの８ビットのデータを単位として行うようにしてある。なお、ここでの８ビットのデータを単位とした伝送とは、送信用で入力させるデータのビット数であり、受信側で取り出されるデータのビット数である。実際にＨＤＭＩ規格で伝送する際には、８ビットのデータを８−１０変換で１０ビットデータに変換して、ケーブルで相手側に伝送し、受信側で１０ビットデータを８ビットに戻す１０−８変換を行う、ＴＭＤＳ(Transition Minimized Differential Signaling)というシリアル伝送方式により伝送を行う構成としてある。
【００３２】
ＨＤＣＰ暗号化部２２で暗号化されたデータは、伝送処理部２３に供給し、各色のピクセルデータを個別のチャンネルに配置し、またピクセルクロックチャンネルや制御データチャンネルなども、それぞれ対応したクロックやデータとし、ＨＤＭＩ端子２４に接続されたＨＤＭＩケーブル１に送出する。
【００３３】
ＨＤＭＩケーブル１は、テレビジョン受像機３０のＨＤＭＩ端子４１に接続するようにしてある。
次にテレビジョン受像機３０の構成について説明する。テレビジョン受像機３０のＨＤＭＩ端子４１に接続されたＨＤＭＩケーブル１で伝送されたデータは、ＨＤＭＩ伝送処理部４０内の伝送処理部４２で、ピクセルクロックに同期して検出（受信）される。検出された各チャンネルのデータは、ＨＤＣＰ復号化部４２で送信時の暗号化からの復号化を行う。ここでの復号化についても、１チャンネルごとに８ビット単位で行われる。
【００３４】
復号化されたデータは、多重分離回路４４に供給して、各チャンネルに多重化されたデータを分離する。ここでの分離処理としては、映像が伝送されるチャンネルのブランキング期間に配置された音声データを、映像データから分離する。
【００３５】
多重分離回路４４で分離された各映像データについては、映像処理部３１に供給する。映像処理部３１では、伝送された映像データに関する各種処理を行う。例えば、映像データに重畳されたウォーターマークの検出が必要な場合には、この映像処理部３１で検出し、その検出結果を制御部３６に供給する。ウォーターマークの検出については、sＲＧＢ信号の色域を超える範囲の色の変化から検出される。
【００３６】
映像処理部３１で処理された映像データは、デジタル・アナログ変換回路３２に供給して、アナログ映像信号とする。なお、輝度信号と色差信号から原色信号への変換が必要な場合には、このデジタル・アナログ変換回路３２などで変換を行う。変換されたアナログ映像信号は、表示処理部３３に供給する。表示処理部３３では、表示パネル６０を駆動する処理を行う。
【００３７】
多重分離回路４４で分離された音声データについては、音声処理部３４に供給し、アナログ変換などの音声処理を行い、処理された出力を出力処理部３５に供給して、スピーカ駆動用に増幅などの処理を行い、出力処理部３５に接続されたスピーカ５１，５２から出力させる。
【００３８】
多重分離回路４４で分離された制御データについては、制御部３６に供給する。なお、制御データについては、制御データ用のチャンネルを使用して、このテレビジョン受像機３０の制御部３６から、ビデオ記録再生装置１０側の制御部１５に送ることもできる。
【００３９】
図２は、ビデオ記録再生装置１０の伝送処理部２３と、テレビジョン受像機３０の伝送処理部４２との間で、ＨＤＭＩケーブル１で伝送される各チャンネルのデータ構成例を示した図である。図２に示すように、映像データを伝送するチャンネルとして、チャンネル０と、チャンネル１と、チャンネル２の３つのチャンネルが用意してあり、さらにピクセルクロックを伝送するクロックチャンネルが用意してある。１つのチャンネルでは、１クロックあたり８ビットの伝送が可能であり、３チャンネル合計での１クロックあたり２４ビットを使用して、１ピクセルのＹデータ，Ｃｂデータ，Ｃｒデータを伝送する。また、制御データ伝送チャンネルとしての、ＤＤＣ（Display Data Channel）ライン及びＣＥＣ（Consumer Electronics Control）ラインが用意してある。ＤＤＣラインは、主として表示を制御するデータを伝送する伝送路であり、ＣＥＣラインは、主として接続された機器間で、機器制御のデータなどを相互に伝送する伝送路である。
【００４０】
送信側では、映像データを伝送するチャンネル毎に、伝送処理部（送信部）２３ａ，２３ｂ，２３ｃが伝送処理部２３内に用意してあり、受信側でも、映像データを伝送するチャンネル毎に、伝送処理部（データ受信部）４２ａ，４２ｂ，４２ｃが伝送処理部４２内に用意してある。
【００４１】
各チャンネルの構成について説明すると、チャンネル０では、ピクセルデータと、垂直同期データと水平同期データと補助データとを伝送するようにしてある。チャンネル１では、ピクセルデータと、２種類の制御データ（ＣＴＬ０，ＣＴＬ１）と、補助データとを伝送するようにしてある。チャンネル２では、ピクセルデータと、２種類の制御データ（ＣＴＬ２，ＣＴＬ３）と、補助データとを伝送するようにしてある。
【００４２】
図３は、本例の伝送構成で伝送される映像データの、１フレームのライン構成及びピクセル構成を示した図である。本例の場合に伝送される映像データ（主映像データ）は、非圧縮データ（即ち１画素単位の映像データ）であり、垂直ブランキング期間及び水平ブランキング期間が付加されている。具体的には、図３の例では、表示される映像エリア（アクティブビデオエリアとして示すエリア）として、４８０ライン×７２０ピクセルのピクセルデータとしてあり、ブランキング期間まで含めたライン数及びピクセル数として５２５ライン及び８５８ピクセルとしてある。ブランキング期間中のダブルハッチング（右方向の斜線と左方向の斜線の重なり部分）で示すエリアはデータアイランドと称される、補助データが付加可能な期間である。
【００４３】
このような伝送構成で伝送することで、ソース側機器１０内のウォーターマーク発生部１８で用意されたウォーターマークを、映像データに重畳して、シンク側機器３０に伝送することができる。この場合の映像データへの重畳としては、sＲＧＢ信号の色域を超える色の区間（領域）がある程度ある場合に、その区間に、sＲＧＢ信号の色域を超える色の変化で、重畳するようにしてある。
【００４４】
図７は、ウォーターマークを映像に埋め込む例を示したものである。図７に示すように、映像信号７０に、映像として認識可能な図形や文字などのウォーターマーク７１を埋め込む。この映像信号７０を、従来の表示能力（即ちsＲＧＢ信号の色域を表示可能な）の表示装置８０に伝送した場合には、その表示装置８０の色再現能力を超えた範囲にウォーターマーク７１が存在するので、表示画面８１として、ウォーターマーク７１が表示されることはない。一方、xvＹＣＣ信号の表示能力を有する表示装置９０に伝送した場合には、表示画面９１として、ソース側で重畳したウォーターマーク９２が表示されることになる。このウォーターマーク９２の表示は、その周辺のsＲＧＢ信号の色域を超えた色の部分で、そのsＲＧＢ信号の色域を超えた色の変化であり、なおかつ、表現される映像と色相の略等しい色の変化で表現されるため、比較的目立たない色の変化であり、表示画質への影響が最小限に抑えられた状態である。図６に示した色空間で示すと、sＲＧＢ信号の色域を示す菱形の直方体から、はみ出した範囲にある色について、色相の略等しい色の変化でウォーターマークの埋め込み処理が行われることになる。
【００４５】
従って、表示画像への影響は全くない状態か、或いは、あっても最小限の画質低下で抑えることができ、ウォーターマークの埋め込みを良好に行うことができる。ウォーターマークを付加することによる伝送データ量の増加もない。ウォーターマークとして、例えば著作権保護のデータを埋め込むことで、良好な著作権保護が可能となる。著作権保護用のデータ以外の映像データに関する付加情報を、このようなウォーターマークで埋め込むようにしてもよい。
【００４６】
なお、図７の例では、ウォーターマークとして、図形のような比較的単純なものを埋め込むようにしたが、より高度なデータ埋め込み処理を行うようにしてもよい。例えば、微小に色レベルを変化させるディザ処理を行うようにしてもよい。
【００４７】
図８は、この場合の伝送構成を示したものである。図１の構成との変更点について説明すると、ビデオ再生装置１０′で、アナログ・デジタル変換回路１２でデジタル化した映像データ、又は記録再生部１１から既にデジタル化されて供給された映像データを、ディザ処理部１３に供給して、ディザ処理部１３で、ＲＧＢ信号の色域を超える色の区間で、ウォーターマークを重畳したい部分のレベルを、ＲＧＢ信号の色域を超える色の変化で、微小に変化させる。また、レベル検出部１６でも、供給される映像の区間（領域）の色が、sＲＧＢ信号の色域を超える色である場合に、そのことが検出される。検出された区間の色差信号については、スイッチ１７に供給される。
【００４８】
そして、レベル検出部１６で、sＲＧＢ信号の色域を超える色である区間を検出した場合に、スイッチ１７に供給されるその区間に、ウォーターマーク発生部１８で用意されたウォーターマークをスイッチ１７から出力させる制御を行う。このスイッチ１７が出力するウォーターマークは、加算器１９に供給し、ディザ処理部１３の出力を加算し、ウォーターマークがディザ処理で加算された伝送用の映像データとする。その他の部分は、図１の構成と同一とする。
【００４９】
図９は、ディザ処理を行われる状態の例を示したものである。図９の左側に示すように、ディザ処理前の映像１００内の画素の色１０１として、sＲＧＢ信号の色域を超える色である区間を検出した場合に、図９の右側に示すように、ディザａの色の部分１１１と、ディザｂの色の部分１１２とを所定画素ごとに交互に設けて、平均的に元の色となるようにする。この場合、元の色によっては、一方のディザａ又はディザｂは、sＲＧＢ信号の色域内になる場合もある。このようにして、ウォーターマークの埋め込みを行うことで、より目立たない良好な埋め込みが可能となる。
【００５０】
なお、図８、図９のディザ処理の例では、sＲＧＢ信号の色域を超えた部分で、ディザ処理でウォーターマークを埋め込むようにしたが、ディザ処理を行う区間は、sＲＧＢ信号の色域内であってもよい。
具体的には、例えば、sＲＧＢ信号の色域内の特定の色の領域を検出して、その検出したsＲＧＢ信号の色域内の特定の色の領域の画素について、sＲＧＢ信号の色域内の色と、sＲＧＢ信号の色域外の飽和色とを交互に設定するようにして、平均的には元の映像の色が変化しない状態で変化させる処理であるディザを付加する処理を行って、ウォーターマークなどの不可データの埋め込みを行うようにしてもよい。この場合でも、ディザ表示されたsＲＧＢ信号の色域内の色と、sＲＧＢ信号の色域外の飽和色とは、色相の略等しい色とする。但し、ディザを付加するsＲＧＢ信号の色域内の色は、sＲＧＢ信号の色域外との境界部の近傍であることが、ディザを目立たないようにする点から好ましい。
【００５１】
さらに、図９に示したようなディザ処理は、１つの画像内の空間的なディザ処理であるが、例えば、特定位置の画素について、時間的に異なるフレームで、色をsＲＧＢ信号の色域を超えた部分などで色相の略等しい色の間で変化させて、同様にディザ処理を行うようにしてもよい。
【００５２】
また、上述した実施の形態では、ソース側の機器内で、ウォーターマークを埋め込む例について説明したが、例えば、図１に示したディスク装着部１０ａに装着したディスク（記憶媒体）１０ｂに記録（記憶）された映像データとして、sＲＧＢ信号の色域を超えた広色域の情報がある映像データとした上で、そのsＲＧＢ信号の色域を超えた部分に、予めウォーターマークなどの付加データを埋め込む処理が施した映像コンテンツのディスクとしておいてもよい。このようにすることで、ソース側機器がウォーターマークを埋め込む処理をしなくても対処可能である。
【００５３】
また、上述した実施の形態では、ＨＤＭＩ規格のインターフェースで伝送させる場合の例について説明したが、広帯域の映像データが伝送可能であれば、他の同様な伝送規格にも適用可能である。上述例では、ＹＣＣの色差信号（Ｙデータ，Ｃｂデータ，Ｃｒデータ）の信号形式で伝送させる例としたが、ＲＧＢ信号として広色域の信号が伝送可能である場合には、そのＲＧＢ信号で伝送させるようにしてもよい。ＨＤＭＩ規格のケーブルで接続するソース側機器とシンク側機器についても、図１に示した記録再生装置とテレビジョン受像機以外の映像機器で接続する構成としてもよい。また、ウォーターマークなどの付加データは、映像データがデジタルデータとアナログ信号の場合のいずれの場合でも表現可能であるので、ソース側の機器からシンク側の機器にアナログ映像信号伝送路を使用して、伝送する場合にも適用可能である。
【００５４】
さらに、上述した実施の形態では、sＲＧＢ信号の色域と、それよりも色域が広いxvＹＣＣ信号の色域とがある場合の例について説明したが、その他の規格で決められた色域を適用してもよい。さらにまた、上述した実施の形態では、付加データとしてウォーターマークなどの例について説明したが、その他の各種データを、同様の処理で付加して伝送させるようにしてもよい。例えば、なんらかのテキストデータを付加データとして埋め込み、伝送するようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００５５】
【図１】本発明の一実施の形態によるシステム構成例を示すブロック図である。
【図２】本発明の一実施の形態による伝送チャンネル構成例を示す説明図である。
【図３】本発明の一実施の形態によるビット構成例を示す説明図である。
【図４】本発明の一実施の形態によるディスプレイの表示可能領域と、sＲＧＢ信号で表現される色域との関係例を示す説明図である。
【図５】sＲＧＢ信号とxvＹＣＣ信号の色域の関係を示す説明図である。
【図６】sＲＧＢ信号とxvＹＣＣ信号の色域を、色空間で示した説明図である。
【図７】本発明の一実施の形態によるウォーターマークの埋め込み例を示す説明図である。
【図８】本発明の他の実施の形態によるシステム構成例を示すブロック図である。
【図９】本発明の他の実施の形態による色表示例を示す説明図である。
【符号の説明】
【００５６】
１…ＨＤＭＩケーブル、１０…ビデオ記録再生装置（ソース側機器）、１０ａ…ディスク装着部、１０ｂ…ディスク、１１…記録再生部、１２…アナログ・デジタル変換回路、１３…ディザ処理部、１４…音声処理部、１５…制御部、１６…レベル検出部、１７…スイッチ、１８…ウォーターマーク発生部、２０…ＨＤＭＩ伝送処理部、２１…多重化回路、２２…ＨＤＣＰ暗号化部、２３…伝送処理部、２４…ＨＤＭＩ端子、３０…テレビジョン受像機（シンク側機器）、３１…映像選択部、３２…デジタル・アナログ変換回路、３３…表示処理部、３４…音声処理部、３５…出力処理部、３６…制御部、３７…映像処理部、３８…表示処理部、４０…ＨＤＭＩ伝送処理部、４１…ＨＤＭＩ端子、４２…伝送処理部、４３…ＨＤＣＰ復号化部、４４…多重分離回路、６０…表示パネル
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えばＨＤＭＩ（High-Definition Multimedia Interface）規格と称されるデジタル映像・音声入出力インターフェース規格に適用して好適な映像伝送方法及び映像伝送システム、並びにこの伝送システムに適用される映像処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、複数台の映像機器の間で、非圧縮のデジタル映像データなどを伝送させるインターフェース規格として、ＨＤＭＩ規格と称されるものが開発されている。ＨＤＭＩ規格は、映像データを、各色の原色データとして、１画素単位で個別に伝送する規格である（以下画素をピクセルと称する場合もある）。音声データ（オーディオデータ）についても、映像データのブランキング期間に、映像データの伝送ラインを使用して伝送するようにしてある。伝送する原色データは、赤，緑，青の加法混色の３チャンネルの原色データ（Ｒデータ，Ｇデータ，Ｂデータ）を伝送する場合と、Ｙ，Ｃｂ，Ｃｒといった輝度および色差信号を伝送する場合とがある。
【０００３】
ＨＤＭＩ規格のインターフェースでは、映像データを伝送するチャンネルとは別のチャンネルを使用して、制御データやピクセルクロックを伝送するようにしてある。制御データについては、映像データの送信側機器（ソース側機器）から受信側機器（シンク側機器）への伝送だけでなく、受信側機器（シンク側機器）から送信側機器（ソース側機器）への伝送も行える構成としてある。また、ソース側機器では、８ビット単位でデータを暗号化してあり、シンク側機器では、８ビット単位でデータをその暗号化からの復号化を行うようにしてある。
【０００４】
特許文献１には、ＨＤＭＩ規格の詳細についての記載がある。
【特許文献１】ＷＯ２００２／０７８３３６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、映像データなどのコンテンツを、ＨＤＭＩ規格のインターフェースで伝送する場合には、著作権保護を行うことが重要である。著作権保護用のデータを伝送する方式としては、上述した制御データとして伝送する場合と、映像データで示される映像そのものに、著作権保護のデータを埋め込む方式とがあり、それぞれ一長一短がある。著作権保護のデータを、映像データに付加された制御データで伝送するようにした場合、映像データそのものには、変更が加えられないため、映像データの品質を保つ点では好ましい。ところが、映像データと制御データとを分離することが可能であれば、映像データから著作権保護のデータを除くことが可能となり、著作権保護用のデータが上手く機能しなくなってしまう。また、著作権保護などのデータを新たに加えるようにすると、映像データに付随するデータのデータ量が増え、伝送されるデータが増えて好ましくなくなってしまう。
【０００６】
一方、映像データそのものに、著作権保護のデータをウォーターマークなどとして埋め込む方式では、映像データから著作権保護用のデータを除去することが困難であり、著作権保護の効果が高いが、そのデータの埋め込みで、伝送される映像データそのものの品質が低下する可能性があり、表示映像に影響を及ぼさない程度の、比較的簡単なデータの埋め込みしか出来ない問題があった。
【０００７】
本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、ＨＤＭＩ規格などの映像データの伝送規格を利用して、著作権保護用のデータなどの映像データに付随する各種付加データが良好に伝送できるようにすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、所定の規定で決められた第１の色域を超える色域が表現可能な映像データを伝送する場合において、送信側で送信する映像データとして、映像データから、第１の色域を超えた色域の映像の区間を検出する。そして、その検出した第１の色域を超えた色域の映像の区間に、映像データに関する付加データを、表現される映像と色相の略等しい第１の色域を超えた色への変化で、埋め込むようにした映像データとしたものである。この映像データを受信した側では、伝送された映像データに含まれる第１の色域を超えた色域の映像の区間の色の変化を検出し、その検出した変化から、付加データを検出する。
【０００９】
このようにしたことで、規定された色帯域を越える色の変化で、映像データの付加データが伝送されるようになり、少なくとも、規定された色帯域の映像データについては、映像の品質に一切劣化を起こすことがない状態で、付加データを伝送できるようになる。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によると、規定された色帯域を越える色の変化で、映像データの付加データが伝送されるようになり、少なくとも、規定された色帯域の映像データについては、映像の品質に一切劣化を起こすことがない状態で、付加データを伝送できる。従って、伝送データ量を増やすことなく、著作権保護用のデータなどの各種付加データが、良好に伝送できるようになる。規定された色帯域の色だけを表示可能な能力の表示装置の場合には、付加データによる表示映像の劣化が全くない。規定された色帯域を越えた色を表示可能な能力の表示装置の場合には、付加データによる表示映像の劣化が多少あるが、基本的な色の表現範囲から外れた箇所での元の映像と色相の略等しい色の変化であるので、付加データによる劣化が目立たない状態での表示が可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明の一実施の形態を、図１〜図６を参照して説明する。
【００１２】
本実施の形態においては、ＨＤＭＩ規格のケーブルで、ソース側機器からシンク側機器に映像データなどを伝送する伝送システムに適用したものである。そして、ソース側機器からシンク側機器に映像データを伝送する際に、映像データの付加データを、その映像データに埋め込んで伝送するようにしたものである。
【００１３】
まず、具体的な伝送構成について説明する前に、本実施の形態で伝送される映像データの特性について説明する。ＨＤＭＩ規格のケーブルで映像データを伝送する場合には、赤，緑，青の原色データ（Ｒデータ，Ｇデータ，Ｂデータ：いわゆるＲＧＢデータ）を伝送する場合と、Ｙ，Ｃｂ，Ｃｒの輝度および色差信号を伝送する場合とがある。
【００１４】
ここで図４を参照して説明すると、図４は、原色信号であるＲＧＢデータを入力して表示可能な表示装置において、立体（色空間）を投影したu’,v’色度図である。横軸がu’であり縦軸がv’である。このu’,v’色度図として示された図４において、自然界に存在する色の範囲が、外側の扇形形状で示されている。この図４中で、例えば３点Ｒｓ，Ｇｓ，Ｂｓで囲って示される３角形の範囲が、通常のＲＧＢデータで表現可能な色域である。この三角形の内部の色は、各原色ＲＧＢの値をそれぞれアナログ値の場合に０から１までの範囲の値で与えることにより、一意に決めることができる。このＲＧＢの３原色をどこにするかで、表示できる色域が決定されるが、その規格のひとつとして、ｓＲＧＢ規格がある。アナログ信号の場合に０から１までの範囲で表現される値は、デジタルの場合には、例えば８ビットで量子化された値で示されることになる。
【００１５】
従来は、表示手段として使用されていた陰極線管（ＣＲＴ）の蛍光体の特性から、ほぼ図４に示されるようなsＲＧＢ規格の頂点（３原色の色度点）Ｒｓ，Ｇｓ，Ｂｓと、モニタが表現可能な３原色点が一致していた。ところが、最近ＣＲＴ以外の各種ＦＰＤ、およびプロジェクタタイプのモニタが増え、モニタの再現できる色域がsＲＧＢ規格で規定された色域の外側に広がってきて、より広い色域が再現可能になってきた。例えば、頂点Ｒｆ，Ｇｆ，Ｂｆで囲まれた図４に破線で示した色域の例は、あるＦＰＤで表現可能な色域の例である。
【００１６】
これらの色を再現することのできる色域の動画規格として、xvＹＣＣ規格が策定された。図４中の各点は、自然界に実際に存在した色度を示したものである。この図４から判るように、画像中には、sＲＧＢ信号で表現可能な色域を超えた範囲の色となる場合が相当ある。
【００１７】
図５は、xvＹＣＣ信号とsＲＧＢ信号の色域の関係を示した図である。縦軸が輝度信号Ｙ、横軸が色差信号Ｃｂ，Ｃｒである。xvＹＣＣ信号の規格では、図５に示すように、sＲＧＢ信号と同じ原色点を用いつつ、一つの輝度信号Ｙと二つの色差信号Ｃｂ，Ｃｒで表現し、sＲＧＢ信号の色域を包含するよう規格化されている。xvＹＣＣ信号は輝度信号と２つの色差信号であるＹデータ，Ｃｂデータ，Ｃｒデータで表現され、sＲＧＢ信号としてのＲデータ，Ｇデータ，Ｂデータとは、以下の行列によって変換可能である。同様にその逆変換によりsＲＧＢ信号からxvＹＣＣ信号が得られることはいうまでもない。図５に示すように、sＲＧＢ信号としての領域は、菱形の領域で示され、xvＹＣＣ信号としての拡張利領域が、その菱形のsＲＧＢ信号の周辺に設定されている。色差信号Ｃｂデータ，Ｃｒについては、−０．５から＋０．５の
Ｙ＝ ０．２１２６Ｒ＋０．７１５２Ｇ＋０．０７２２Ｂ
Ｃｂ＝−０．１１４６Ｒ−０．３８５４Ｇ＋０．５０００Ｂ
Ｃｒ＝ ０．５０００Ｒ−０．４５４２Ｇ−０．０４５８Ｂ
【００１８】
図６は、３次元的に示された色空間上に、sＲＧＢ信号の色域とxvＹＣＣ信号の色域とを示したものである。sＲＧＢ信号の色域を示す四角の立方体は、xvＹＣＣ信号の色域を示す四角の立方体よりも小さく表現されている。図６中の各点は、xvＹＣＣ信号として映像データを構成させた場合に、実際に存在した色度を示したものである。ここで、sＲＧＢ信号の色域を示す四角の立方体の外側に位置する点が、sＲＧＢ信号の域外のデータとして表現されるデータになる。
【００１９】
ところで、映像信号の記録、および伝送については、テレビを中心とする映像機器においては、一般的にはＹＣＣ系であり、ＤＶＤやカメラ一体型ＶＴＲにおいても、色差信号で記録されている。また、アナログの伝送においても、コンポジット、コンポーネントの信号は、ＹＣＣの色差信号、およびそれを重畳された形で伝達されている。また、ＨＤＭＩ等のデジタルインターフェイスにおいても、ＹＣＣの色差信号（Ｙデータ，Ｃｂデータ，Ｃｒデータ）にて伝達される。ＹＣＣの色差信号、即ちＹデータとＣｂデータとＣｒデータとで伝送を行う構成とした場合には、sＲＧＢ信号の域外のデータを伝送することが可能であり、xvＹＣＣ信号の色域を扱うことも容易に対処可能である。
【００２０】
一方、ＹＣＣの色差信号で伝送を行う場合であっても、従来の放送、デジタルビデオ、ＤＶＤなどのパッケージメディアなど、種々の映像に含まれる色域は、一般的には、ほぼsＲＧＢ信号の色域内に収まっている。これは、ＣＲＴを中心とする、ほとんどすべての映像表示機器において、表示、または再生可能であるように、sＲＧＢ信号の色域となるように、カメラのフィルタが設計され、また撮影後信号処理され、または編集されているからである。
【００２１】
よって、現状ではＹＣＣの色差信号を伝送する場合であっても、sＲＧＢ信号の色域を超えている範囲については、映像としての信号成分が入っていないことになる。
本発明においては、この点に着目して、sＲＧＢ信号の色域を超える広色域の映像信号を伝送可能とした場合において、sＲＧＢ信号の色域を超える色域に、付加データ（ウオーターマークなど）を埋め込むようにして、付加データを確実に伝送できるようにすると共に、その埋め込まれた付加データが、再生映像の品質劣化に及ぼす影響を最小限にするようにしたものである。
【００２２】
以下、このように色域が規定された色域を超えた箇所に付加データを埋め込んで伝送する構成の例について説明する。
図１は、本例のシステム構成例を示した図で、ソース側機器であるビデオ記録再生装置１０と、シンク側機器であるテレビジョン受像機３０とを、ＨＤＭＩケーブル１で接続して、ビデオ記録再生装置１０から映像データや音声データを、テレビジョン受像機３０に伝送する構成としてある。本例のビデオ記録再生装置１０は、色域が広帯域の映像データを記録し再生することができる構成としてあり、テレビジョン受像機３０は、色域が広帯域の映像の表示処理が行える受像機としてある。
【００２３】
以下の説明でＨＤＭＩ規格について、必要な構成などを順に説明するが、基本的には既存のＨＤＭＩ規格をそのまま適用してあり、ＨＤＭＩケーブル１の構成などは従来と同じである。本例の場合には、ＨＤＭＩケーブル１を使用して、輝度信号及び色差信号、即ちＹＣＣの色差信号（Ｙデータ，Ｃｂデータ，Ｃｒデータ）の信号形式で伝送される。
【００２４】
まず、ビデオ記録再生装置１０について説明すると、ビデオ記録再生装置１０は記録再生部１１を備え、映像データや音声データを記録し再生することができる。記録再生部１１としては、例えばハードディスクドライブ（ＨＤＤ）装置を使用できる。また、ディスク装着部１０ａを備えて、そのディスク装着部１０ａに装着されたディスク（ＤＶＤなど）１０ｂを記録再生部１１で再生することもできる。記録再生部１１で再生して得た映像データがアナログ信号である場合には、アナログ・デジタル変換回路１２に供給し、デジタルデータ化して、伝送処理する。ここでは、輝度信号と色差信号とよりなるデータとする。再生して得た音声データは、音声処理部１４に供給する。
【００２５】
アナログ・デジタル変換回路１２でデジタル化した映像データ、又は記録再生部１１から既にデジタル化されて供給された映像データは、レベル検出部１６に供給する。レベル検出部１６では、供給される区間（領域）の色が、sＲＧＢ信号の色域を超える色である場合に、そのことが検出される。検出された区間の色差信号については、スイッチ１７に供給される。レベル検出部１６では、例えば、映像内のある程度連続した領域で、sＲＧＢ信号の色域を超える色である場合に、そのことを検出するようにしてあり、例えば１ピクセルから数ピクセル程度だけが、sＲＧＢ信号の色域を超える色であった場合には、検出なしとする。
【００２６】
また、本例のビデオ記録再生装置１０は、ウォーターマーク発生部１８を備えて、そのウォーターマーク発生部１８で、著作権保護などを行うためのウォーターマークを発生させることが可能としてある。このウォーターマーク発生部１８としては、例えば、発生させるウォーターマークを、メモリなどに記憶させて、予め用意させる構成としてもよい。或いは、そのときの条件で必要な著作権情報に対応したウォーターマークを、演算処理で生成させる構成としてもよい。
【００２７】
レベル検出部１６で、sＲＧＢ信号の色域を超える色である区間を検出した場合に、スイッチ１７に供給されるその区間に、ウォーターマーク発生部１８で用意されたウォーターマークをスイッチ１７から出力させる制御を行う。このスイッチ１７が出力するウォーターマークは、加算器１９に供給し、アナログ・デジタル変換回路１２側から供給される映像信号に加算し、ウォーターマークが加算された伝送用の映像データとする。ここでのウォーターマークの加算処理としては、表現される映像と色相の略等しいsＲＧＢ信号の色域を超える範囲での色の変化で、ウォーターマークを映像中に加算する。ここでの色相が略等しい変化とは、色度図上において、所望の色座標と白色を表す色座標を結んだ線状に色に信号を変化させることである。このように変化させることで、ウォーターマークが加算された映像データは、そのウォーターマークの加算箇所についても、色相そのものは元の色とほとんど変化がない状態である。
【００２８】
音声処理部１４は、再生又は受信して得た音声データを、伝送用の音声データとする処理が行われる。
【００２９】
加算器１９及び音声処理部１４が出力する映像データ及び音声データは、ＨＤＭＩ伝送処理部２０に供給する。ＨＤＭＩ伝送処理部２０は、ＨＤＭＩ規格のインターフェースの伝送処理を行う回路部であり、例えば集積回路化してある。ＨＤＭＩ伝送処理部２０に供給される映像データ及び音声データは、多重化回路２１で多重化する。
【００３０】
映像データは、例えば１ピクセルあたり２４ビット使用して、Ｙデータ，Ｃｂデータ，Ｃｒデータを伝送する。音声データについては、映像データが伝送されるチャンネルのブランキング期間を使用して伝送するように、多重化を行うようにしてある。この音声データをブランキング期間に配置して伝送する処理は、ＨＤＭＩ規格でフォーマット化された一般的な伝送処理である。
【００３１】
そして、多重化回路２１で多重化された伝送用のデータを、ＨＤＣＰ暗号化部２２で暗号化する。ＨＤＣＰ暗号化部２２は、ＨＤＣＰ（High-bandwidth Digital Content Protection System）規格で、少なくとも映像データが伝送されるチャンネルの暗号化を行うようにしてある。ここでの暗号化は、１チャンネルの８ビットのデータを単位として行うようにしてある。なお、ここでの８ビットのデータを単位とした伝送とは、送信用で入力させるデータのビット数であり、受信側で取り出されるデータのビット数である。実際にＨＤＭＩ規格で伝送する際には、８ビットのデータを８−１０変換で１０ビットデータに変換して、ケーブルで相手側に伝送し、受信側で１０ビットデータを８ビットに戻す１０−８変換を行う、ＴＭＤＳ(Transition Minimized Differential Signaling)というシリアル伝送方式により伝送を行う構成としてある。
【００３２】
ＨＤＣＰ暗号化部２２で暗号化されたデータは、伝送処理部２３に供給し、各色のピクセルデータを個別のチャンネルに配置し、またピクセルクロックチャンネルや制御データチャンネルなども、それぞれ対応したクロックやデータとし、ＨＤＭＩ端子２４に接続されたＨＤＭＩケーブル１に送出する。
【００３３】
ＨＤＭＩケーブル１は、テレビジョン受像機３０のＨＤＭＩ端子４１に接続するようにしてある。
次にテレビジョン受像機３０の構成について説明する。テレビジョン受像機３０のＨＤＭＩ端子４１に接続されたＨＤＭＩケーブル１で伝送されたデータは、ＨＤＭＩ伝送処理部４０内の伝送処理部４２で、ピクセルクロックに同期して検出（受信）される。検出された各チャンネルのデータは、ＨＤＣＰ復号化部４２で送信時の暗号化からの復号化を行う。ここでの復号化についても、１チャンネルごとに８ビット単位で行われる。
【００３４】
復号化されたデータは、多重分離回路４４に供給して、各チャンネルに多重化されたデータを分離する。ここでの分離処理としては、映像が伝送されるチャンネルのブランキング期間に配置された音声データを、映像データから分離する。
【００３５】
多重分離回路４４で分離された各映像データについては、映像処理部３１に供給する。映像処理部３１では、伝送された映像データに関する各種処理を行う。例えば、映像データに重畳されたウォーターマークの検出が必要な場合には、この映像処理部３１で検出し、その検出結果を制御部３６に供給する。ウォーターマークの検出については、sＲＧＢ信号の色域を超える範囲の色の変化から検出される。
【００３６】
映像処理部３１で処理された映像データは、デジタル・アナログ変換回路３２に供給して、アナログ映像信号とする。なお、輝度信号と色差信号から原色信号への変換が必要な場合には、このデジタル・アナログ変換回路３２などで変換を行う。変換されたアナログ映像信号は、表示処理部３３に供給する。表示処理部３３では、表示パネル６０を駆動する処理を行う。
【００３７】
多重分離回路４４で分離された音声データについては、音声処理部３４に供給し、アナログ変換などの音声処理を行い、処理された出力を出力処理部３５に供給して、スピーカ駆動用に増幅などの処理を行い、出力処理部３５に接続されたスピーカ５１，５２から出力させる。
【００３８】
多重分離回路４４で分離された制御データについては、制御部３６に供給する。なお、制御データについては、制御データ用のチャンネルを使用して、このテレビジョン受像機３０の制御部３６から、ビデオ記録再生装置１０側の制御部１５に送ることもできる。
【００３９】
図２は、ビデオ記録再生装置１０の伝送処理部２３と、テレビジョン受像機３０の伝送処理部４２との間で、ＨＤＭＩケーブル１で伝送される各チャンネルのデータ構成例を示した図である。図２に示すように、映像データを伝送するチャンネルとして、チャンネル０と、チャンネル１と、チャンネル２の３つのチャンネルが用意してあり、さらにピクセルクロックを伝送するクロックチャンネルが用意してある。１つのチャンネルでは、１クロックあたり８ビットの伝送が可能であり、３チャンネル合計での１クロックあたり２４ビットを使用して、１ピクセルのＹデータ，Ｃｂデータ，Ｃｒデータを伝送する。また、制御データ伝送チャンネルとしての、ＤＤＣ（Display Data Channel）ライン及びＣＥＣ（Consumer Electronics Control）ラインが用意してある。ＤＤＣラインは、主として表示を制御するデータを伝送する伝送路であり、ＣＥＣラインは、主として接続された機器間で、機器制御のデータなどを相互に伝送する伝送路である。
【００４０】
送信側では、映像データを伝送するチャンネル毎に、伝送処理部（送信部）２３ａ，２３ｂ，２３ｃが伝送処理部２３内に用意してあり、受信側でも、映像データを伝送するチャンネル毎に、伝送処理部（データ受信部）４２ａ，４２ｂ，４２ｃが伝送処理部４２内に用意してある。
【００４１】
各チャンネルの構成について説明すると、チャンネル０では、ピクセルデータと、垂直同期データと水平同期データと補助データとを伝送するようにしてある。チャンネル１では、ピクセルデータと、２種類の制御データ（ＣＴＬ０，ＣＴＬ１）と、補助データとを伝送するようにしてある。チャンネル２では、ピクセルデータと、２種類の制御データ（ＣＴＬ２，ＣＴＬ３）と、補助データとを伝送するようにしてある。
【００４２】
図３は、本例の伝送構成で伝送される映像データの、１フレームのライン構成及びピクセル構成を示した図である。本例の場合に伝送される映像データ（主映像データ）は、非圧縮データ（即ち１画素単位の映像データ）であり、垂直ブランキング期間及び水平ブランキング期間が付加されている。具体的には、図３の例では、表示される映像エリア（アクティブビデオエリアとして示すエリア）として、４８０ライン×７２０ピクセルのピクセルデータとしてあり、ブランキング期間まで含めたライン数及びピクセル数として５２５ライン及び８５８ピクセルとしてある。ブランキング期間中のダブルハッチング（右方向の斜線と左方向の斜線の重なり部分）で示すエリアはデータアイランドと称される、補助データが付加可能な期間である。
【００４３】
このような伝送構成で伝送することで、ソース側機器１０内のウォーターマーク発生部１８で用意されたウォーターマークを、映像データに重畳して、シンク側機器３０に伝送することができる。この場合の映像データへの重畳としては、sＲＧＢ信号の色域を超える色の区間（領域）がある程度ある場合に、その区間に、sＲＧＢ信号の色域を超える色の変化で、重畳するようにしてある。
【００４４】
図７は、ウォーターマークを映像に埋め込む例を示したものである。図７に示すように、映像信号７０に、映像として認識可能な図形や文字などのウォーターマーク７１を埋め込む。この映像信号７０を、従来の表示能力（即ちsＲＧＢ信号の色域を表示可能な）の表示装置８０に伝送した場合には、その表示装置８０の色再現能力を超えた範囲にウォーターマーク７１が存在するので、表示画面８１として、ウォーターマーク７１が表示されることはない。一方、xvＹＣＣ信号の表示能力を有する表示装置９０に伝送した場合には、表示画面９１として、ソース側で重畳したウォーターマーク９２が表示されることになる。このウォーターマーク９２の表示は、その周辺のsＲＧＢ信号の色域を超えた色の部分で、そのsＲＧＢ信号の色域を超えた色の変化であり、なおかつ、表現される映像と色相の略等しい色の変化で表現されるため、比較的目立たない色の変化であり、表示画質への影響が最小限に抑えられた状態である。図６に示した色空間で示すと、sＲＧＢ信号の色域を示す菱形の直方体から、はみ出した範囲にある色について、色相の略等しい色の変化でウォーターマークの埋め込み処理が行われることになる。
【００４５】
従って、表示画像への影響は全くない状態か、或いは、あっても最小限の画質低下で抑えることができ、ウォーターマークの埋め込みを良好に行うことができる。ウォーターマークを付加することによる伝送データ量の増加もない。ウォーターマークとして、例えば著作権保護のデータを埋め込むことで、良好な著作権保護が可能となる。著作権保護用のデータ以外の映像データに関する付加情報を、このようなウォーターマークで埋め込むようにしてもよい。
【００４６】
なお、図７の例では、ウォーターマークとして、図形のような比較的単純なものを埋め込むようにしたが、より高度なデータ埋め込み処理を行うようにしてもよい。例えば、微小に色レベルを変化させるディザ処理を行うようにしてもよい。
【００４７】
図８は、この場合の伝送構成を示したものである。図１の構成との変更点について説明すると、ビデオ再生装置１０′で、アナログ・デジタル変換回路１２でデジタル化した映像データ、又は記録再生部１１から既にデジタル化されて供給された映像データを、ディザ処理部１３に供給して、ディザ処理部１３で、ＲＧＢ信号の色域を超える色の区間で、ウォーターマークを重畳したい部分のレベルを、ＲＧＢ信号の色域を超える色の変化で、微小に変化させる。また、レベル検出部１６でも、供給される映像の区間（領域）の色が、sＲＧＢ信号の色域を超える色である場合に、そのことが検出される。検出された区間の色差信号については、スイッチ１７に供給される。
【００４８】
そして、レベル検出部１６で、sＲＧＢ信号の色域を超える色である区間を検出した場合に、スイッチ１７に供給されるその区間に、ウォーターマーク発生部１８で用意されたウォーターマークをスイッチ１７から出力させる制御を行う。このスイッチ１７が出力するウォーターマークは、加算器１９に供給し、ディザ処理部１３の出力を加算し、ウォーターマークがディザ処理で加算された伝送用の映像データとする。その他の部分は、図１の構成と同一とする。
【００４９】
図９は、ディザ処理を行われる状態の例を示したものである。図９の左側に示すように、ディザ処理前の映像１００内の画素の色１０１として、sＲＧＢ信号の色域を超える色である区間を検出した場合に、図９の右側に示すように、ディザａの色の部分１１１と、ディザｂの色の部分１１２とを所定画素ごとに交互に設けて、平均的に元の色となるようにする。この場合、元の色によっては、一方のディザａ又はディザｂは、sＲＧＢ信号の色域内になる場合もある。このようにして、ウォーターマークの埋め込みを行うことで、より目立たない良好な埋め込みが可能となる。
【００５０】
なお、図８、図９のディザ処理の例では、sＲＧＢ信号の色域を超えた部分で、ディザ処理でウォーターマークを埋め込むようにしたが、ディザ処理を行う区間は、sＲＧＢ信号の色域内であってもよい。
具体的には、例えば、sＲＧＢ信号の色域内の特定の色の領域を検出して、その検出したsＲＧＢ信号の色域内の特定の色の領域の画素について、sＲＧＢ信号の色域内の色と、sＲＧＢ信号の色域外の飽和色とを交互に設定するようにして、平均的には元の映像の色が変化しない状態で変化させる処理であるディザを付加する処理を行って、ウォーターマークなどの不可データの埋め込みを行うようにしてもよい。この場合でも、ディザ表示されたsＲＧＢ信号の色域内の色と、sＲＧＢ信号の色域外の飽和色とは、色相の略等しい色とする。但し、ディザを付加するsＲＧＢ信号の色域内の色は、sＲＧＢ信号の色域外との境界部の近傍であることが、ディザを目立たないようにする点から好ましい。
【００５１】
さらに、図９に示したようなディザ処理は、１つの画像内の空間的なディザ処理であるが、例えば、特定位置の画素について、時間的に異なるフレームで、色をsＲＧＢ信号の色域を超えた部分などで色相の略等しい色の間で変化させて、同様にディザ処理を行うようにしてもよい。
【００５２】
また、上述した実施の形態では、ソース側の機器内で、ウォーターマークを埋め込む例について説明したが、例えば、図１に示したディスク装着部１０ａに装着したディスク（記憶媒体）１０ｂに記録（記憶）された映像データとして、sＲＧＢ信号の色域を超えた広色域の情報がある映像データとした上で、そのsＲＧＢ信号の色域を超えた部分に、予めウォーターマークなどの付加データを埋め込む処理が施した映像コンテンツのディスクとしておいてもよい。このようにすることで、ソース側機器がウォーターマークを埋め込む処理をしなくても対処可能である。
【００５３】
また、上述した実施の形態では、ＨＤＭＩ規格のインターフェースで伝送させる場合の例について説明したが、広帯域の映像データが伝送可能であれば、他の同様な伝送規格にも適用可能である。上述例では、ＹＣＣの色差信号（Ｙデータ，Ｃｂデータ，Ｃｒデータ）の信号形式で伝送させる例としたが、ＲＧＢ信号として広色域の信号が伝送可能である場合には、そのＲＧＢ信号で伝送させるようにしてもよい。ＨＤＭＩ規格のケーブルで接続するソース側機器とシンク側機器についても、図１に示した記録再生装置とテレビジョン受像機以外の映像機器で接続する構成としてもよい。また、ウォーターマークなどの付加データは、映像データがデジタルデータとアナログ信号の場合のいずれの場合でも表現可能であるので、ソース側の機器からシンク側の機器にアナログ映像信号伝送路を使用して、伝送する場合にも適用可能である。
【００５４】
さらに、上述した実施の形態では、sＲＧＢ信号の色域と、それよりも色域が広いxvＹＣＣ信号の色域とがある場合の例について説明したが、その他の規格で決められた色域を適用してもよい。さらにまた、上述した実施の形態では、付加データとしてウォーターマークなどの例について説明したが、その他の各種データを、同様の処理で付加して伝送させるようにしてもよい。例えば、なんらかのテキストデータを付加データとして埋め込み、伝送するようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００５５】
【図１】本発明の一実施の形態によるシステム構成例を示すブロック図である。
【図２】本発明の一実施の形態による伝送チャンネル構成例を示す説明図である。
【図３】本発明の一実施の形態によるビット構成例を示す説明図である。
【図４】本発明の一実施の形態によるディスプレイの表示可能領域と、sＲＧＢ信号で表現される色域との関係例を示す説明図である。
【図５】sＲＧＢ信号とxvＹＣＣ信号の色域の関係を示す説明図である。
【図６】sＲＧＢ信号とxvＹＣＣ信号の色域を、色空間で示した説明図である。
【図７】本発明の一実施の形態によるウォーターマークの埋め込み例を示す説明図である。
【図８】本発明の他の実施の形態によるシステム構成例を示すブロック図である。
【図９】本発明の他の実施の形態による色表示例を示す説明図である。
【符号の説明】
【００５６】
１…ＨＤＭＩケーブル、１０…ビデオ記録再生装置（ソース側機器）、１０ａ…ディスク装着部、１０ｂ…ディスク、１１…記録再生部、１２…アナログ・デジタル変換回路、１３…ディザ処理部、１４…音声処理部、１５…制御部、１６…レベル検出部、１７…スイッチ、１８…ウォーターマーク発生部、２０…ＨＤＭＩ伝送処理部、２１…多重化回路、２２…ＨＤＣＰ暗号化部、２３…伝送処理部、２４…ＨＤＭＩ端子、３０…テレビジョン受像機（シンク側機器）、３１…映像選択部、３２…デジタル・アナログ変換回路、３３…表示処理部、３４…音声処理部、３５…出力処理部、３６…制御部、３７…映像処理部、３８…表示処理部、４０…ＨＤＭＩ伝送処理部、４１…ＨＤＭＩ端子、４２…伝送処理部、４３…ＨＤＣＰ復号化部、４４…多重分離回路、６０…表示パネル
【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定の規定で決められた第１の色域を超える色域が表現可能な映像データを伝送する伝送方法において、
前記映像データから、前記第１の色域を超えた色域の映像の区間を検出し、
その検出した第１の色域を超えた色域の映像の区間に、前記映像データに関する付加データを、表現される映像と色相の略等しい第１の色域を超えた色への変化で、埋め込むようにしたことを特徴とする
映像伝送方法。
【請求項２】
所定の規定で決められた第１の色域を超える色域が表現可能な映像データを作成する映像処理装置において、
前記映像データの、前記第１の色域を超えた色域の映像の区間を検出する検出部と、
前記映像データに関する付加データを生成させる付加データ生成部と、
前記検出部で検出された前記区間に、前記付加データ生成部で生成された付加データを、表現される映像と色相の略等しい第１の色域を超えた色への変化で埋め込む埋め込み部とを備えたことを特徴とする
映像処理装置。
【請求項３】
請求項２記載の映像処理装置において、
前記付加データは、前記映像データの著作権保護用のデータであることを特徴とする
映像処理装置。
【請求項４】
請求項２記載の映像処理装置において、
埋め込み部で付加データを埋め込む処理として、前記所定の色域の映像の区間をディザリングする処理であることを特徴とする
映像処理装置。
【請求項５】
請求項４記載の映像処理装置において、
前記ディザリングする処理を行う所定の色域の映像の区間は、前記第１の色域を超えてない区間を含むことを特徴とする
映像処理装置。
【請求項６】
所定の規定で決められた第１の色域を超える色域が表現可能な映像データを作成する映像処理装置において、
前記映像データの、前記第１の色域内の所定色の区間を検出する検出部と、
前記映像データに関する付加データを生成させる付加データ生成部と、
前記検出部で検出された前記区間に、前記付加データ生成部で生成された付加データを、前記第１の色域内の色と、表現される映像と色相の略等しい第１の色域を超えた色との間で変化するディザリングされたデータとして埋め込む埋め込み部とを備えたことを特徴とする
映像処理装置。
【請求項７】
所定の規定で決められた第１の色域を超える色域が表現可能な映像データをソース側装置からシンク側装置に伝送する伝送システムであって、
前記ソース側装置として、
前記映像データの前記第１の色域を超えた色域の映像の区間に、前記映像データに関する付加データが、表現される映像と色相の略等しい第１の色域を超えた色への変化で埋め込まれた映像データを伝送し、
前記シンク側装置として、
伝送された映像データに含まれる前記第１の色域を超えた色域の映像の区間の色の変化を検出し、その検出した変化から、前記付加データを検出することを特徴とする
映像伝送システム。
【請求項８】
請求項７記載の映像伝送システムにおいて、
前記付加データは、伝送される映像データの著作権保護用のデータであり、前記シンク側装置で、検出した著作権保護用のデータに基づいた映像データの著作権保護処理を行うことを特徴とする
映像伝送システム。
【請求項１】
所定の規定で決められた第１の色域を超える色域が表現可能な映像データを伝送する伝送方法において、
前記映像データから、前記第１の色域を超えた色域の映像の区間を検出し、
その検出した第１の色域を超えた色域の映像の区間に、前記映像データに関する付加データを、表現される映像と色相の略等しい第１の色域を超えた色への変化で、埋め込むようにしたことを特徴とする
映像伝送方法。
【請求項２】
所定の規定で決められた第１の色域を超える色域が表現可能な映像データを作成する映像処理装置において、
前記映像データの、前記第１の色域を超えた色域の映像の区間を検出する検出部と、
前記映像データに関する付加データを生成させる付加データ生成部と、
前記検出部で検出された前記区間に、前記付加データ生成部で生成された付加データを、表現される映像と色相の略等しい第１の色域を超えた色への変化で埋め込む埋め込み部とを備えたことを特徴とする
映像処理装置。
【請求項３】
請求項２記載の映像処理装置において、
前記付加データは、前記映像データの著作権保護用のデータであることを特徴とする
映像処理装置。
【請求項４】
請求項２記載の映像処理装置において、
埋め込み部で付加データを埋め込む処理として、前記所定の色域の映像の区間をディザリングする処理であることを特徴とする
映像処理装置。
【請求項５】
請求項４記載の映像処理装置において、
前記ディザリングする処理を行う所定の色域の映像の区間は、前記第１の色域を超えてない区間を含むことを特徴とする
映像処理装置。
【請求項６】
所定の規定で決められた第１の色域を超える色域が表現可能な映像データを作成する映像処理装置において、
前記映像データの、前記第１の色域内の所定色の区間を検出する検出部と、
前記映像データに関する付加データを生成させる付加データ生成部と、
前記検出部で検出された前記区間に、前記付加データ生成部で生成された付加データを、前記第１の色域内の色と、表現される映像と色相の略等しい第１の色域を超えた色との間で変化するディザリングされたデータとして埋め込む埋め込み部とを備えたことを特徴とする
映像処理装置。
【請求項７】
所定の規定で決められた第１の色域を超える色域が表現可能な映像データをソース側装置からシンク側装置に伝送する伝送システムであって、
前記ソース側装置として、
前記映像データの前記第１の色域を超えた色域の映像の区間に、前記映像データに関する付加データが、表現される映像と色相の略等しい第１の色域を超えた色への変化で埋め込まれた映像データを伝送し、
前記シンク側装置として、
伝送された映像データに含まれる前記第１の色域を超えた色域の映像の区間の色の変化を検出し、その検出した変化から、前記付加データを検出することを特徴とする
映像伝送システム。
【請求項８】
請求項７記載の映像伝送システムにおいて、
前記付加データは、伝送される映像データの著作権保護用のデータであり、前記シンク側装置で、検出した著作権保護用のデータに基づいた映像データの著作権保護処理を行うことを特徴とする
映像伝送システム。
【図１】
【図２】
【図３】
【図５】
【図７】
【図８】
【図４】
【図６】
【図９】
【図２】
【図３】
【図５】
【図７】
【図８】
【図４】
【図６】
【図９】
【公開番号】特開２００８−１３１２８２（Ｐ２００８−１３１２８２Ａ）
【公開日】平成２０年６月５日（２００８．６．５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−３１３２８０（Ｐ２００６−３１３２８０）
【出願日】平成１８年１１月２０日（２００６．１１．２０）
【出願人】（０００００２１８５）ソニー株式会社 (34,172)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年６月５日（２００８．６．５）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年１１月２０日（２００６．１１．２０）
【出願人】（０００００２１８５）ソニー株式会社 (34,172)
【Ｆターム（参考）】
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