JP2005341219A - 映像提供システムおよびスクランブル方法 - Google Patents

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Abstract

【課題】従来の技術ではスクランブルを行った映像を特殊再生する際に、自由な速度で特殊再生できず、また、ランダムアクセス時にもレスポンス時間が遅くなるなどの課題がある。
【解決手段】前記スクランブル装置は映像の予測符号化画像を第1のスクランブル鍵(例えば、偶数鍵または奇数鍵)でスクランブルし、映像のフレーム内符号化画像を第2のスクランブル鍵でスクランブルして送出するようにしたので、第2のスクランブル鍵を不変とすれば特殊再生やランダムアクセスをレスポンス良く自由なタイミングや速度で実施することが可能となる。
【選択図】図3

Description

本発明はCATVや衛星、地上波放送、インターネットなどの伝送路を利用して映像を提供するビデオオンデマンドや蓄積再生などの映像提供システムおよびスクランブル方法に関するものである。
従来、早送りや巻き戻しなどの特殊再生を行う映像提供システムにおいて映像をスクランブルする方法としては、例えば特開2003−46873号公報に開示されている方法がある。図8は従来の映像提供システムの構成を示す図であり、図9は従来技術のスクランブル方法を示す図である。以下図8および図9を用いて従来の技術を説明する。
送信装置801ではKs生成部803がKs更新間隔ごとに使用するスクランブル鍵Ksをスクランブル部802に送信するとともに、ECM生成部804に対して、直前に使用したKs_bと直後のKs更新時に使用する予定のKs_aを送信する。スクランブル部802では受信したKsで映像のスクランブルを行い、ECM生成部804は受信したKs、Ks_a、Ks_bをECM(共通情報)に含めてECMを生成する。送信部807はスクランブルされた映像とECMなどを多重して伝送路に送出し、受信機811が受信部812により映像やECMなどを受信する。受信機811では受信したECMをECM復号部816が解析し、その中に含まれるKs、Ks_a、Ks_bを得る。そのうち映像のデスクランブルに必要な鍵をデスクランブル部814に送信し、デスクランブル部814が映像のデスクランブルを行うことで元の映像を得ることができる。このとき視聴判定部817があらかじめ受信しているEMM(個別情報)やECMを比較して視聴可否判定を行い、視聴可否の状況に応じてECM復号部816からデスクランブル部814への鍵の送信を制御することが可能である。
上記Ks、Ks_a、Ks_bの種類を示したのが図9であり、図9にあるとおり、映像をスクランブルするためのKsはスクランブル区間ごとに奇数鍵、偶数鍵と2種類の鍵を交互に変更している。ECM内には各スクランブル区間に応じて現在使用中のKsとその直前のKsおよび直後のKsを格納して送信している。以上のようにKsを送信することで映像の再生をスクランブル区間3→2→1のように巻き戻し再生をする場合でも、そのときのECMを受信することで直前のスクランブル区間のKsを得ることができるのでスクランブルをかけたままの映像で巻き戻し再生を実現することが可能となる。
特開2003−46873号公報
しかしながら、前記従来の構成では、あるスクランブル区間ではECM内に偶数鍵あるいは奇数鍵のどちらかが必ず2つ格納されており、次に使用するKsがその2つのうちどちらが適切かということは、ECM復号部816あるいはデスクランブル部814が今現在の再生が順方向なのか逆方向なのかを判断して使用する必要があり、受信機内部の制御が複雑になる。またMPEG(Moving Picture Expert Group)フォーマットの映像の早送りや巻き戻しなどの特殊再生を行う場合には映像のフレーム内符号化画像(Iピクチャ)のみを表示させることで実現することが多く、高速な特殊再生を行う場合、適当な数のIピクチャを飛ばして表示を行うことで実現する。しかし、従来の技術では適当な数のIピクチャを飛ばすとスクランブル区間を飛ばしてしまうこともあるため、この場合、適切なKsを取得できずに高速な特殊再生時には適切なデスクランブル処理ができなくなるという課題があり、またランダムアクセス時には適切なKsをその時点のECMから取得する必要があるため再生までのレスポンスが遅くなるという課題がある。
本発明は従来技術の課題を解決するもので、特殊再生を行う場合に最適なスクランブル方法およびそれを実現する映像提供システムを提供することを目的とする。
前記従来の課題を解決するために、本発明の、映像を端末装置に送出するセンタ装置は、映像をスクランブルするスクランブル手段と、前記スクランブル手段によりスクランブルされた映像を前記端末装置に送出する送出手段と、を備え、ここで、前記スクランブル手段は、前記映像の予測符号化画像を第1のスクランブル鍵でスクランブルし、前記映像のフレーム内符号化画像を第2のスクランブル鍵でスクランブルすることを特徴とする。
本発明の一実施の形態において、前記第1のスクランブル鍵は、2つのスクランブル鍵からなる。
本発明の一実施の形態において、前記送出手段は、前記第1のスクランブル鍵を映像に付随する共通情報に含めて送出し、前記第2のスクランブル鍵を個別情報に含めて送出する。
本発明の別の一実施の形態において、前記送出手段は、前記第2のスクランブル鍵を、前記第1のスクランブル鍵を送出する第一の周波数帯域とは独立した第二の周波数帯域で送出する。
本発明はまた、映像を端末装置に送出するための映像送出方法を提供し、ここで、上記の映像送出方法は、映像をスクランブルするスクランブルステップと、前記スクランブルステップによりスクランブルされた映像を前記端末装置に送出する送出ステップと、を備え、前記スクランブルステップは、前記映像の予測符号化画像を第1のスクランブル鍵でスクランブルし、前記映像のフレーム内符号化画像を第2のスクランブル鍵でスクランブルすることを特徴とする。
本発明の一実施の形態において、前記第1のスクランブル鍵は、2つのスクランブル鍵からなる。
本発明の一実施の形態において、前記送出ステップは、前記第1のスクランブル鍵を映像に付随する共通情報に含めて送出し、前記第2のスクランブル鍵を個別情報に含めて送出する。
本発明の別の一実施の形態において、前記送出ステップは、前記第2のスクランブル鍵を、前記第1のスクランブル鍵を送出する第一の周波数帯域とは独立した第二の周波数帯域で送出する。
本発明はまた、上述のセンタ装置を備えたシステム、ならびに上述の映像送出方法を実行するためのプログラム、およびこれを記録した記録媒体を包含する。
本発明によれば、スクランブル手段は映像の予測符号化画像を第1のスクランブル鍵でスクランブルし、映像のフレーム内符号化画像を第2のスクランブル鍵でスクランブルするようにしたので、早送りや巻き戻しなどの特殊再生を行う場合にも速度を自由に設定でき、ランダムアクセス時にも高速なレスポンスを実現することが可能となる。
以下本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、本発明はこれらの実施の形態に何ら限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において、種々なる態様で実施し得る。
本実施形態では限定受信システムの一例であるデジタルCATVシステムを用いて説明する。
(実施の形態1)
図1は、本発明の実施の形態1における映像提供システムのセンタ装置の要部を示すブロック図である。センタ装置101は、映像を送出する映像源102と、映像源102およびスクランブル部104と接続され映像のフレーム内符号化画像(Iピクチャ)の位置を検出するIピクチャ検出部103と、共通情報(ECM)を生成するために必要な番組情報を管理する番組情報管理部105と、スクランブル鍵Ksを生成し送信するKs生成部106と、個別情報(EMM)を生成するために必要な個別情報およびマスタ鍵Kmを管理する個別情報管理部108と、ワーク鍵Kwを生成し送信するKw生成部109と、Iピクチャ検出部103、Ks生成部106および多重部111と接続され、受信したKsを使用して映像にスクランブルを行い送信するスクランブル部104と、番組情報管理部105、Ks生成部106、Kw生成部109および多重部111に接続され受信した各情報を元にECMを生成し送信するECM生成部107と、個別情報管理部108、Kw生成部109および多重部111に接続され受信した各情報を元にEMMを生成し送信するEMM生成部110と、映像、ECMおよびEMMを多重して1つのストリームとし変調部112に送信する多重部111と、受信したストリームを多値QAMなどで変調して伝送路113に送信する変調部112とを具備している。
図2は本実施の形態1における受信機の要部を示すブロック図である。受信機201は伝送路113を介してセンタ装置101に接続されている。受信機201は、センタ装置101からのストリームを受信するチューナ202および復調部203と、ストリームから映像およびECM、EMMを分離する分離部204と、映像をスクランブル鍵Ksを用いてデスクランブルするデスクランブル部205と映像の出力制御を行う出力制御部206と、分離部204から必要なEMMを取得するEMM取得部210と取得したEMMを復号し個別情報とワーク鍵Kwを取得するEMM処理部211と、分離部204から必要なECMを取得するECM取得部207と、取得したECMをワーク鍵Kwで復号し、スクランブル鍵Ksと番組情報を取得してスクランブル鍵をデスクランブル部205に送信するECM処理部208と、個別情報と番組情報を比較して映像を視聴可能と判断した場合にECM処理部208に対し、スクランブル鍵Ksの送信を許可する視聴判定部209とを具備している。
以上のような構成の映像提供システムについて、その動作を説明する。
センタ装置101において、映像源102はMPEG2などのフレーム内符号化画像(Iピクチャ)および予測符号化画像(PピクチャまたはBピクチャ)を含むフォーマットで映像を送出し、Iピクチャ検出部103は受信した映像のうちIピクチャの位置を検出してそのIピクチャの位置情報を映像とともにスクランブル部104に送出する。Ks生成部106はIピクチャをスクランブルする特殊鍵(Ks_Sp)を生成してスクランブル部104に送信するとともに、PピクチャおよびBピクチャをスクランブルする奇数鍵(Ks_Odd)と偶数鍵(Ks_Even)を周期的に更新しながらスクランブル部104に送信し、さらにKs_Sp、Ks_Odd、Ks_Evenを適宜ECM生成部107に送信する。スクランブル部104はIピクチャの位置情報を元に映像のIピクチャをKs_Spでスクランブルし、P、BピクチャをKs生成部106で指定されたKs_OddまたはKs_Evenを使用してスクランブルし、映像を送出する。このときKs_SpでスクランブルしたTSパケットのヘッダ部にあるTSC(Transport_Scrambling_Control:スクランブル制御値)の値は‘01’とする。Ks_Odd,Ks_Evenを使用した場合は従来どおりそれぞれ‘11’、‘10’とする。
ECM生成部107は入力されたKs_Sp、Ks_Odd、Ks_EvenをECMに格納し、Kw生成部109より受信したワーク鍵Kwを使用してECMを暗号化して送出する。以上のように映像のスクランブルに使用したスクランブル鍵KsとECM内のKsのタイミング図を図3に示す。
受信機201のデスクランブル部205は受信した映像をデスクランブルする際にTSパケットのTSC値を元にECM内のどのKsを使用するかを判断する。つまりTSC値が‘01’の場合にはKs_Spを使用し、‘11’、‘10’の場合はそれぞれKs_Odd、Ks_Evenを使用する。
以上のように本実施の形態ではIピクチャを従来の奇数鍵、偶数鍵とは別の特殊鍵でスクランブルするようにしたので、この特殊鍵を同一番組中の映像では不変とすることで、Iピクチャを使用した早送りや巻き戻しなどの操作を行う場合でも即時にデスクランブルを実施することが可能となり、どのタイミングでも同一の鍵であるため早送りや巻き戻しの速度も自由に設定でき、ランダムアクセス時にもIピクチャから再生するので、同一の鍵を保持しておけば瞬時に再生を開始できるという効果が得られる。
なお本実施の形態では特殊鍵Ks_SpをECMに格納するとしたが、Ks生成部106からEMM生成部110にKs_Spを送ることによりEMMに格納して逐次送信しても良い。この場合、受信機201ではEMM処理部211がKs_Spを取得しデスクランブル部205に設定しても良い。このように特殊鍵をEMMで送ることにより、その番組の契約者にのみ特殊鍵を送信することができ、特殊鍵の秘匿度を向上できるという効果が得られる。
(実施の形態2)
図4は本発明の実施の形態2における映像提供システムのセンタ装置の要部を示すブロック図である。センタ装置401は実施の形態1におけるセンタ装置101にさらに送信部414と混合部415を含んだものである。送信部414はKs生成部406からKs_Spを受信し、通信できる形式に変換して混合部415に送信し、混合部415は変調部412から受信したストリームとKs_Spを周波数多重して伝送路413に送信する。その他の構成は図1と同様であるので説明は割愛する。
図5は実施の形態2における受信機501の構成の要部を示すブロック図である。受信機501は実施の形態1における受信機201にさらに分配部512と受信部513を含んだものである。分配部512は伝送路413から受信した信号を周波数分離してKs_Spを受信部513に送信し、その他の信号をチューナ502に送信する。受信部513は受信したKs_Spをデスクランブル部505に送信する。その他の構成は図2と同様であるので説明は割愛する。
以上の構成よりなる映像提供システムについて、その動作を説明する。
センタ装置401では、Ks生成部406が映像のスクランブルするようにスクランブル鍵Ks_Odd、Ks_EvenおよびIピクチャ専用のKs_Spを生成しスクランブル部404に送信すると共に、Ks_OddおよびKs_EvenはECM生成部407に送信し、Ks_Spは送信部414に送信する。送信部414では受信したKs_Spをパケット化するなど通信に適した形式に変換し混合部415に送信する。混合部415はストリームとKs_Spを別々の周波数帯域に分けて多重し、伝送路413に送出する。
受信機501では、分配部512が伝送路413より受信した信号からKs_Spを分離して受信部513に送信する。受信部513はKs_SPを受信し、デスクランブル部505に送信する。
以上のように本実施の形態2では特殊鍵Ks_Spの受信処理にECM処理部508やEMM処理部511などを含む限定受信モジュールを使用しないので、偶数鍵と奇数鍵しか処理できない従来の限定受信モジュールを本実施の形態の映像提供システムで利用できるという従来の資産を有効活用できるという効果がある。
なお、送信部414はKs_Spをパケット化するとしたが、インターネット技術を用いてIPパケットフォーマットや、EMMパケットフォーマットなど様々なパケット化を利用してもよく、柔軟なシステム構成が可能となる。またKs_Spを秘密鍵や公開鍵などで暗号化して送信してもよく、Ks_Spの秘匿度を向上させることが可能となる。
また、特殊鍵の送信を別の周波数帯域で行うようにしたが、別の伝送路で送信することも可能であり、柔軟なシステム構成が可能となる。
(実施の形態3)
図6は本発明の実施の形態3における映像提供システムの受信機の要部を示すブロック図である。センタ装置は実施の形態1の図1と同様とする。
受信機601は図2の受信機201にさらに映像ECM蓄積部612と再生制御部613を含んだものであり、分離部604は復調部603、映像ECM蓄積部612、EMM取得部610に接続され、映像ECM蓄積部612は分離部604、再生制御部613、デスクランブル部605、ECM取得部607に接続され、再生制御部613は映像ECM蓄積部612と接続され、さらに受信機601に接続された映像再生装置614からのデータを受信する。また、ECM取得部607は映像ECM蓄積部612およびECM処理部608に接続されるものとする。その他の構成は図2と同様であるため説明は割愛する。
以下、受信機601を用いた映像提供システムの動作を説明する。
センタ装置101は実施の形態1で述べたように映像のIピクチャを同一番組内では不変とする特殊鍵Ks_Spを用いてスクランブルし、P、Bピクチャを奇数鍵Ks_Odd、偶数鍵Ks_Evenを交互更新しながら使用してスクランブルを行い、伝送路113に送出する。
映像ECM蓄積部612は分離部604がストリームから分離した映像およびECMを受信し、映像はスクランブルしたままECMと共に記憶、保持する。再生制御部613は映像再生装置614の再生要求を受信し、映像ECM蓄積部612に対して映像の再生指示を行う。再生指示を受けた映像ECM蓄積部612は該当する映像をデスクランブル部605に送出するとともにECMをECM取得部607に送信する。ECM取得部607は取得すべきECMを取得しECM処理部608へ送信し、ECM処理部608がECM内のKsを取得しデスクランブル部605へ送信する。デスクランブル部605は映像のTSパケットのTSC値を見て適切なKsを選択してデスクランブルを行い、映像を出力制御部606へと送信する。
再生制御部613が早送りや巻き戻しの要求を受けた場合にも映像ECM蓄積部612に指示を送り、映像ECM蓄積部は指示どおりの特殊再生を実行する。このときIピクチャのスクランブルに使用した鍵は特殊鍵Ks_Spであるため、早送りでも巻き戻しでも自由な速度で実行することが可能である。
以上のように本実施の形態3では映像をスクランブルしたまま受信機601に蓄積するようにしたので、映像の著作権を保護することが可能となり、さらに、Iピクチャを特殊鍵でスクランブルしているので、特殊再生も自由な速度で実施することが可能となる。
なお、本実施の形態ではECM内に特殊鍵を格納しているが、特殊鍵を別の周波数帯域で送信したり、EMMで送信したりすることも可能であり、システム構成を柔軟にでき、特殊鍵の秘匿度を向上させることができる。
(実施の形態4)
図7は本発明の実施の形態4における映像提供システムのセンタ装置の要部を示すブロック図である。
センタ装置701は図1のセンタ装置101にさらに蓄積送出部714を含んでおり、蓄積送出部714はスクランブル部704、ECM生成部707、多重部711と接続され、スクランブル部704はスクランブルした映像を蓄積送出部714に送信し、ECM生成部707は生成したECMを蓄積送出部714に送出する。また多重部711は蓄積送出部714から受信した映像およびECMとEMM生成部710から受信したEMMとを多重して送出する。その他の構成は図1と同様であるので説明は割愛する。
以上の構成よりなる映像提供システムについて、その動作を説明する。
センタ装置701は映像の送出時間になる前に予め映像源702より映像を送出し、スクランブル部704によりスクランブルを行い、蓄積送出部714にスクランブルした映像とともにスクランブル時に使用したKsを含むECMを蓄積しておく。そして映像の送出時刻になると蓄積送出部714が該当する映像をECMとともに送出する。
以上のように本実施の形態4では映像を送出前に予めスクランブルして蓄積するので、蓄積送出部714を複数設置したとしても映像をスクランブルするためのIピクチャ検出部703およびスクランブル部704などは1つずつあれば良く、リアルタイムで複数の番組を送出して逐次スクランブルするよりもシステム構成が簡易になり、設備のコストも低減させることが可能となる。
なお実施の形態1から4ではCATVを利用したがこれに限定されること無く、データ送信できる媒体であれば衛星、地上波放送、インターネットや携帯電話などを利用することも可能である。
本発明にかかる映像提供システムは、スクランブルを行った映像の特殊再生を効率的に実施できるという効果を有し、CATVや衛星、地上波放送等の放送システムとして有用であり、またビデオオンデマンド、インターネットや携帯電話等を利用した映像提供システム等の用途にも応用できる。
本発明の実施の形態1におけるセンタ装置の要部を示すブロック図 本発明の実施の形態1における受信機の要部を示すブロック図 本発明の実施の形態1におけるECM内のKsと使用するKsを示すタイミング図 本発明の実施の形態2におけるセンタ装置の要部を示すブロック図 本発明の実施の形態2における受信機の要部を示すブロック図 本発明の実施の形態3における受信機の要部を示すブロック図 本発明の実施の形態4におけるセンタ装置の要部を示すブロック図 従来の映像提供システムの要部を示すブロック図 従来のスクランブル方法を示すタイミング図
符号の説明
101 センタ装置
103 Iピクチャ検出部
104 スクランブル部
106 Ks生成部
107 ECM生成部
201 受信機
205 デスクランブル部
207 ECM取得部
208 ECM処理部
401 センタ装置
403 Iピクチャ検出部
404 スクランブル部
406 Ks生成部
407 ECM生成部
414 送信部
501 受信機
505 デスクランブル部
507 ECM取得部
508 ECM処理部
513 受信部
601 受信機
605 デスクランブル部
607 ECM取得部
608 ECM処理部
612 映像ECM蓄積部
613 再生制御部
701 センタ装置
703 Iピクチャ検出部
704 スクランブル部
706 Ks生成部
707 ECM生成部
714 蓄積送出部

Claims (8)

  1. 映像を端末装置に送出するセンタ装置であって、
    映像をスクランブルするスクランブル手段と、
    前記スクランブル手段によりスクランブルされた映像を前記端末装置に送出する送出手段と、を備え、
    前記スクランブル手段は、前記映像の予測符号化画像を第1のスクランブル鍵でスクランブルし、前記映像のフレーム内符号化画像を第2のスクランブル鍵でスクランブルすることを特徴とする、センタ装置。
  2. 前記第1のスクランブル鍵は、2つのスクランブル鍵からなることを特徴とする、請求項1に記載のセンタ装置。
  3. 前記送出手段は、
    前記第1のスクランブル鍵を映像に付随する共通情報に含めて送出し、
    前記第2のスクランブル鍵を個別情報に含めて送出することを特徴とする、請求項1または2に記載のセンタ装置。
  4. 前記送出手段は、前記第2のスクランブル鍵を、前記第1のスクランブル鍵を送出する第一の周波数帯域とは独立した第二の周波数帯域で送出することを特徴とする、請求項1から3のいずれか一項に記載のセンタ装置。
  5. 映像を端末装置に送出するための映像送出方法であって、
    映像をスクランブルするスクランブルステップと、
    前記スクランブルステップによりスクランブルされた映像を前記端末装置に送出する送出ステップと、を備え、
    前記スクランブルステップは、前記映像の予測符号化画像を第1のスクランブル鍵でスクランブルし、前記映像のフレーム内符号化画像を第2のスクランブル鍵でスクランブルすることを特徴とする、映像送出方法。
  6. 前記第1のスクランブル鍵は、2つのスクランブル鍵からなることを特徴とする、請求項5に記載の映像送出方法。
  7. 前記送出ステップは、
    前記第1のスクランブル鍵を映像に付随する共通情報に含めて送出し、
    前記第2のスクランブル鍵を個別情報に含めて送出することを特徴とする、請求項5または6に記載の映像送出方法。
  8. 前記送出ステップは、前記第2のスクランブル鍵を、前記第1のスクランブル鍵を送出する第一の周波数帯域とは独立した第二の周波数帯域で送出することを特徴とする、請求項5から7のいずれか一項に記載の映像送出方法。
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