JP3709928B2 - Transmission system, transmission device, and reception device - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、デジタル音声データに代表されるリアルタイムデータを伝送するための伝送システムに関する。
【0002】
【従来の技術】
従来のCD(コンパクトディスク)等に記録されているデータの伝送方式としては、例えば、MOST(メディア・オリエンテッド・シンクロナス・トランスファー)と呼ばれる方式がある。(参考文献:Patric heck, et al : " Media Oriented Synchronous Transfer--A Network Protocol for High Quality, Low Cost Transfer of Synchronous, Asynchronous, and Control Data on Fiber Optics", Presented AES 103rd Convention, 1997 September, Preprint 4551.)
以下、図11及び図12を用いてMOST方式による従来のデータ伝送方式について説明する。
図11は伝送データに含まれるフレームのデータ構成を示す図である。
従来の伝送方式では、図11(a)に示すように、データを44.1kHz、すなわち22.67マイクロ秒に1回伝送されるフレームにより伝送する。1フレームのデータ長は512ビットである。図11(b)に示すように、フレームは、プリアンブル501、境界ディスクリプタ502、同期チャンネル領域503、非同期チャンネル領域504、制御フレーム505、フレーム制御データ506、パリティ507から構成される。なお、フレームの周期は44.1kHzに限定されず、48kHzでも良い。
【0003】
ここでは、フレームにおける、プリアンブル501、境界ディスクリプタ502、同期チャンネル領域503について説明するが、非同期チャンネル領域504、制御フレーム505、フレーム制御データ506、パリティ507については本発明と直接関係しないので説明は省略する。
【0004】
プリアンブル501は、決められたパターンを有する4ビットのデータであり、伝送を行う送信装置,受信装置によりフレームの境界を検出するために用いられる。境界ディスクリプタ502は、4ビットのデータであり、同期チャンネル領域503が何個の4バイトブロックデータからなるかを示し、同期チャンネル領域503と非同期チャンネル領域504の境界を示すために用いられる。
【0005】
同期チャンネル領域503は、0〜480ビットの長さのデータであり、境界ディスクリプタ502によりその長さは決定される。同期チャンネル領域503は、音声などのリアルタイムデータの伝送のために使用される。ここで、リアルタイムデータとは、各データが時間的な制約を持っているようなデータであり、その伝送においては伝送遅延時間が定義可能であることが要求される。
【0006】
また、同期チャンネル領域503を構成するデータは、送信装置及び受信装置に対して、バイト単位でタイムスロットとして割り当てられている。すなわち、同期チャンネル領域503を構成するデータは、最大60個のタイムスロットを同期チャンネル領域として使用することが可能である。送信装置及び受信装置は、あらかじめ、どのタイムスロットを用いて伝送を行うかが割り当てられており、一つの伝送に用いられるタイムスロットの組を論理チャンネルと定義する。送信装置は割り当てられたタイムスロットを用いてデータを送信し、受信装置は割り当てられたタイムスロットのデータを受信する。MOST方式において、1タイムスロットを用いることは、352.8kbpsの伝送速度でデータを伝送することに相当する。すなわち、1.4112Mbpsの伝送速度のCD(コンパクト・ディスク)のデータを伝送するためには、同期チャンネル領域503の4タイムスロットを用いれば良い。
【0007】
図12は従来の同期チャンネルを利用したデジタル音声データの伝送方法を説明する説明図である。
図において、デジタル音声データを伝送するL,Rチャンネルが使用する各フレーム1,フレーム2におけるタイムスロットの中身が示されている。各フレーム1,2における16ビットの音声サンプル1、音声サンプル3はLチャンネルにより伝送され、16ビットの音声サンプル2,音声サンプル4はRチャンネルにより伝送される。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】
従来の伝送方式において、CD等に記録されている2チャンネルの音声データを送信する方式については決められているが、DVD−VideoやDVD−Audioなどに記録されているマルチチャンネルの音声データや、サンプル周波数や量子化ビット数の大きい音声データを送る場合のデータ伝送方式は決められていないため、マルチチャンネルデータを送ることができないという課題があった。
【0009】
また、従来の伝送方式において、DTCP(Digital Transmission Content Protection Specification)に代表されるような著作権保護のために、データに暗号化を施す場合には、以下に挙げる二つの課題があった。一つ目の課題は、送信装置において、一般的によく使用されている8バイト単位の暗号化を施す場合に、従来の伝送方式では各フレームのデータが8バイトの倍数になるとは限らないので、フレーム内で暗号化が完結しないという課題であり、二つ目の課題は、DTCPでは著作権保護情報の伝送を行うこととしているが、従来の伝送方式ではその伝送方法が決められていないという課題である。
【0010】
本発明はこれらの課題を解決するものであり、MOST方式等の固定長フレームを用いた伝走路において、DVD−Audio等のマルチチャンネル音声データの効率の良い伝送を行い、音声データの著作権保護を実現できる伝送システムを提供することを目的とする。
【0023】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記目的を達成するためになされたものであり、本発明の請求項1に係る伝送システムは、複数のタイムスロットを有するフレームを一定周期で繰り返し伝送し、伝送を行う送信装置と受信装置とが、あらかじめ割り当てられたタイムスロットを用いて、複数チャンネルのデジタル音声データ、及び該デジタル音声データの再生に必要な補助データの伝送を行う伝送システムであって、上記送信装置は、所定の暗号化単位がnバイトである場合に、nの倍数個のフレームのそれぞれに含まれる前記あらかじめ割り当てられたタイムスロットから構成される領域をブロックデータとし、前記ブロックデータとして、当該ブロックデータ内の複数のフレームのそれぞれの同じ位置にあるタイムスロットに前記補助データを割り当てると共に、当該ブロックデータ内の当該nの倍数個のフレームのそれぞれの同じ位置にあるタイムスロットに前記デジタル音声データを割り当てて、前記デジタル音声データと補助データとを多重し、前記多重後のブロックデータのうち少なくともデジタル音声データを上記所定の暗号化単位で暗号化するものであり、上記受信装置は、上記送信装置から送信された暗号化データを復号化する、ことを特徴とすることを特徴とするものである。
【0024】
本発明の請求項2に係る伝送システムは、請求項1に記載の伝送システムにおいて、
上記所定の暗号化単位は8バイトである、ことを特徴とするものである。
【0025】
本発明の請求項3に係る伝送システムは、請求項1に記載の伝送システムにおいて、
上記補助データの伝送は、ブロックデータ中のフレーム中で同じ位置にあるタイムスロットを使用し、上記デジタル音声データの同じチャンネルで同じビット位置のデジタル音声データの伝送は、ブロックデータ中のフレーム中で同じ位置にあるタイムスロットを使用する、ことを特徴とするものである。
【0026】
本発明の請求項4に係る伝送システムは、請求項1に記載の伝送システムにおいて、
上記補助データとして、少なくともデジタル音声データのコピー可否を示すコピー許可情報を含む、ことを特徴とするものである。
【0027】
本発明の請求項5に係る伝送システムは、請求項1に記載の伝送システムにおいて、
伝送方式がMOSTに従う、ことを特徴とするものである。
【0028】
本発明の請求項6に係る送信装置は、複数のタイムスロットを有するフレームを一定周期で繰り返し伝送し、伝送を行う送信装置と受信装置とが、あらかじめ割り当てられたタイムスロットを用いて、複数チャンネルのデジタル音声データ、及び該デジタル音声データの再生に必要な補助データの伝送を行う伝送システムに用いられる送信装置であって、所定の暗号化単位がnバイトである場合に、nの倍数個のフレームのそれぞれに含まれる前記あらかじめ割り当てられたタイムスロットから構成される領域をブロックデータとし、前記ブロックデータとして、当該ブロックデータ内の複数のフレームのそれぞれの同じ位置にあるタイムスロットに前記補助データを割り当てると共に、当該ブロックデータ内の当該nの倍数個のフレームのそれぞれの同じ位置にあるタイムスロットに前記デジタル音声データを割り当てて、前記デジタル音声データと補助データとを多重し、前記多重後のブロックデータのうち少なくともデジタル音声データを上記所定の暗号化単位で暗号化する、ことを特徴とするものである。
【0029】
本発明の請求項7に係る送信装置は、請求項6に記載の送信装置において、上記所定の暗号化単位は8バイトである、ことを特徴とするものである。
【0030】
本発明の請求項8に係る送信装置は、請求項6に記載の送信装置において、上記補助データは、ブロックデータ中のフレーム中で同じ位置にあるタイムスロットを用いて送信し、上記デジタル音声データの同じチャンネルで同じビット位置のデジタル音声データは、ブロックデータ中のフレーム中で同じ位置にあるタイムスロットを用いて送信する、ことを特徴とするものである。
【0031】
本発明の請求項9に係る送信装置は、請求項8に記載の送信装置において、上記補助データとして、少なくともデジタル音声データのコピー可否を示すコピー許可情報を含む、ことを特徴とするものである。
【0032】
本発明の請求項10に係る送信装置は、請求項8に記載の送信装置において、データの伝送方式がMOSTに従う、ことを特徴とするものである。
【0033】
本発明の請求項11に係る受信装置は、複数のタイムスロットを有するフレームを一定周期で繰り返し伝送し、伝送を行う送信装置と受信装置とが、あらかじめ割り当てられたタイムスロットを用いて、複数チャンネルのデジタル音声データ、及び該デジタル音声データの再生に必要な補助データの伝送を行う伝送システムに用いられる受信装置であって、所定の暗号化単位がnバイトである場合に、nの倍数個のフレームのそれぞれに含まれる前記あらかじめ割り当てられたタイムスロットから構成される領域をブロックデータとして受信し、前記ブロックデータのうち少なくともデジタル音声データを上記所定の暗号化単位で復号化し、前記復号後のブロックデータから、当該ブロックデータ内の当該nの倍数個のフレームのそれぞれの同じ位置にあるタイムスロットに割り当てられた前記デジタル音声データと、当該ブロックデータ内の複数のフレームのそれぞれの同じ位置にあるタイムスロットに割り当てられた、前記補助データに分離する、ことを特徴とするものである。
【0034】
本発明の請求項12に係る受信装置は、請求項11に記載の受信装置において、上記所定の暗号化単位は8バイトである、ことを特徴とするものである。
【0035】
本発明の請求項13に係る受信装置は、請求項11に記載の受信装置において、上記補助データは、ブロックデータ中のフレーム中で同じ位置にあるタイムスロットで受信し、上記デジタル音声データの同じチャンネルで同じビット位置のデジタル音声データは、ブロックデータ中のフレーム中で同じ位置にあるタイムスロットで受信する、ことを特徴とするものである。
【0036】
本発明の請求項14に係る受信装置は、請求項13に記載の受信装置において、上記補助データから、デジタル音声データのコピー可否を示すコピー許可情報を分離し、前記コピー許可情報の制御によって動作する、ことを特徴とするものである。
【0037】
本発明の請求項15に係る受信装置は、請求項13に記載の受信装置において、データの伝送方式がMOSTに従う、ことを特徴とするものである。
【0038】
【発明の実施の形態】
実施の形態1.
以下、本発明の実施の形態について、図1乃至図10を用いて説明する。
図1は本発明における伝送システムの構成を示すブロック図である。
図1において、21はデジタル音声出力装置、22は送信装置、23は受信装置、24はデジタル音声再生装置、51は多重化手段、52は暗号化手段、53は通信手段、61は通信手段、62は復号化手段、63は分離手段である。
【0039】
デジタル音声出力装置21は、例えば、DVD−Audioのドライブに代表されるデジタル音声データを出力する装置であり、ディスクに記録されているデジタル音声データとそれに関連する補助データを出力する。
【0040】
多重化手段51は、デジタル音声出力装置21から出力された音声データと補助データを多重化し、多重化データを出力する。暗号化手段52は、従来の暗号方式に基づいて所定のデータ単位毎(このデータ単位を暗号化単位と定義する)に暗号化処理を行い、例えば暗号化単位が8バイトの場合には、暗号化処理の対象となっているデジタルデータを8バイト毎に暗号化する。
【0041】
通信手段53は、暗号化手段52により暗号化されたデータを受信し、受信装置23側の通信手段61に送信する。通信手段61は、送信装置22側の通信手段53により送信された信号を受信し、復号化手段62に出力する。通信手段53および通信手段61は、従来例で説明したMOST方式により同期チャンネル領域を用いてデータを伝送するものとする。
【0042】
復号化手段62は、通信手段61から出力されたデータを受信し、暗号化単位(=8バイト)毎に復号化処理を行う。送信装置22と受信装置23で同期がとれずに、暗号化した時の暗号化単位のデータと復号化する時の暗号化単位のデータがずれている場合や、暗号化単位のデータの一部が不足した場合には、復号化手段62により暗号化データを正しく復号することができない。すなわち、復号化手段62においては、暗号化手段52により選択された暗号化単位のデータを正確に同期をとって認識しなければならない。分離手段63は、復号化手段62から出力されたデータを受信し、音声データ及び補助データに分離して出力する。
【0043】
デジタル音声再生装置24は、代表的なものとして、デジタルアンプとスピーカにより構成される装置であり、受信装置23から出力された音声データ及び補助データを受信し、音声データを再生して可聴音声として出力する。
【0044】
図2は、本実施の形態1において送信装置22から受信装置23へ送信されるブロックデータの説明図である。
図2において、1ブロックはフレーム1〜フレーム8の8フレームで構成されており、各フレーム1〜8において、1バイト目がヘッダ101、2バイト目が補助データ102、3バイト目からnバイトが音声データ103である。各フレーム1〜8は伝送路上の一定周期のフレーム(MOST方式においては44.1kHzあるいは48kHz毎のフレーム)に対応するものであり、その各フレーム1〜8中には、送信装置22の通信手段53がデータの送信に使用するタイムスロットのデータが含まれる。
【0045】
ここで、通信手段53が使用するタイムスロットについては、データの送信に先駆けて予約されており、通信手段53と、通信手段61の間でどのタイムスロットを使用するかの情報を共有している。また、通信手段53が使用するタイムスロットは、音声データ103に加えて、ヘッダ101,補助データ102からなる2バイトが予約されており、例えば、各フレーム1〜8で送信される音声データ103が30バイトの場合、32バイトのタイムスロットが予約される。
【0046】
ブロックデータ内のフレーム1、及びフレーム2は、フレーム全てが同期パターンを示すsyncビットである。フレーム3の2,3ビット目はEMI(エンクリプション・モード・インディケータ)、4ビット目はOE(オッド・イーブン)であり、EMIおよびOEについては、DTCPにおいて規定されているビットである。以上、sync,EMI及びOEは、暗号化されない非暗号化領域120により多重化される。なお、syncはブロックデータの先頭を見つけるために用いられるデータであり、syncの長さやパターンなどはこれに限られるものではなく、任意である。
【0047】
また、補助データ102は、音声データ103に関する著作権者やコピーの可否などを示す著作権保護情報と、音声データ103の標本化周波数,量子化ビット数,及びチャンネル割り当て情報など音声データの再生に必要なAUXデータ(補助情報)とを含む。
【0048】
図2では例として、フレーム1〜フレーム3の2バイト目を著作権保護情報とし、フレーム4〜フレーム8の2バイト目をAUXデータとしているが、もちろんこれに限られるものではなく、8バイトを用いて任意のデータを伝送することが可能である。
【0049】
ここで、DVD−Audioの著作権保護情報については、"DVD Specifications for Read-Only Part4.Audio Specification Version 1.2"に示されている。著作権保護情報は、3バイトのデータからなり、コピー許可情報(audio_copy_permission)、コピー回数情報(audio_copy_number)、コピー品質情報(audio_quality)、オーディオ処理情報(audio_transaction)、ISRCステータス情報(ISRC_Status)、ISRC番号情報(UPC_EAN_ISRC_number),ISRCデータ情報(UPC_EAN_ISRC_data)から構成される。
【0050】
図3に、著作権保護情報の各情報の配置例を示す。
著作権保護情報1は、コピー制御情報であり、2ビットのコピー許可情報と、3ビットのコピー回数情報と、2ビットのコピー品質情報と、1ビットのオーディオ処理情報とからなる。
【0051】
コピー許可情報は、コピーを許可するか許可しないかを示す情報である。具体的には、00はコピー可、10はコピー回数情報で示される回数分コピーを許可することを示し、11はコピー不可を示す。
【0052】
コピー回数情報は、コピーを許可する場合に何回コピーを許可するかを示す情報である。000は1回、001は2回、010は4回、011は6回、100は8回、101は10回分コピーが可能であることを示し、111はコピー回数は限定されないことを示す。
【0053】
コピー品質情報は、コピーを許可する場合のコピーの音質を示す情報である。00はチャンネル数は2チャンネル以下であり、かつ、標本化周波数が48kHz以下であり、かつ、量子化ビット数が16ビット以下であることを示し、01はチャンネル数が2チャンネル以下であり、標本化周波数と量子化ビット数の制限が無いことを示し、10はチャンネル数も標本化周波数も量子化ビット数も制限がないことを示す。
【0054】
オーディオ処理情報は、特別なオーディオのアクセス制御を行うかどうかを示すフラグである。0はアクセス制御は行わないことを示し、1はアクセス制御は現状では将来のために予約されていないことを示す。
【0055】
著作権保護情報2は、ISRC情報(曲情報)であり、3ビットのISRCステータス情報と、5ビットのISRC番号情報とからなる。また、著作権保護情報3は、ISRC情報であり、8ビットのISRCデータ情報からなる。
【0056】
ISRCステータス情報は、ISRC情報が変化した位置を見つけるために使われるISRCのステータス情報である。001で曲の開始位置を示し、010は中間位置、即ち、ISRC情報の変化が無いことを示し、100は終了位置を示す。
ISRC番号情報は、ISRCデータ情報は8ビットのデータであり、その楽曲を識別するための番号を示す。
【0057】
なお、コピー許可情報,コピー回数情報,コピー品質情報,オーディオ処理情報は、補助データ102のより早い位置に多重されていることが望ましい。これにより、受信側においてオーディオ情報をどのように処理すれば良いかをより早く決めることができる。
【0058】
また、これらの情報の配置に関しては、送信装置と受信装置の間で決められていれば任意の配置でよい。また、著作権保護情報は上述した方式に限定されず、記録媒体や放送システムにおいて決められた任意の情報を用いることが可能である。
【0059】
次に、図4にAUXデータの配置例を示す。
AUX1は、4ビットの量子化ビット数1と4ビットの量子化ビット数2からなる。量子化ビット数1はチャンネルグループ1の量子化ビット数を示すデータであり、量子化ビット数2はチャンネルグループ2の量子化ビット数を示すデータであり、それぞれ0が16ビット、1が20ビット、3が24ビットを表す。また、AUX2は、4ビットの標本化周波数1と4ビットの標本化周波数2からなる。標本化周波数1はチャンネルグループ1の標本化周波数を示すデータであり、標本化周波数2はチャンネルグループ2の標本化周波数を示すデータであり、それぞれ0が48kHz、1が96kHz、2が192kHz、4が44.1kHz、5が88.2kHz、6が176kHzを表す。また、AUX3は5ビットのチャンネル割り当て情報と3ビットの予約領域からなる。チャンネル割り当て情報は、マルチチャンネルの音声データ103のチャンネル割り当てを示すものである。
【0060】
図5は、DVD−Audioにおけるマルチチャンネル音声データのチャンネル割り当て情報を説明する説明図である(参考資料は、Matsushita Technical Journal Vo145, No6, 1999年12月に記載される、新保らの“DVDオーディオの規格化”である。)図6は、同期チャンネルを利用したデジタル音声データの伝送方法を説明する説明図である。
【0061】
図5において、Cはセンタチャンネル、LとRは左右のチャンネル、LfとRfは左右のフロントチャンネル、LsとRsはそれぞれ左右のリアチャンネルあるいはサラウンドチャンネル、Lfeは重低音専用チャンネル、Sはサラウンドチャンネルをそれぞれ示す。
【0062】
図5に示すように、チャンネル割り当て情報の値によって、CH1からCH6のそれぞれにどのマルチチャンネル音声データが伝送されるかと、チャンネルグループ1とチャンネルグループ2のいずれに属するかを特定することができる。
【0063】
ブロックデータ内の音声データ103は、チャンネル割り当て情報の値に応じて、図6に示すようにCH1からCHnの各音声サンプルが順番に並べられて送信される。ここで、nの値は、チャンネル割り当て情報の値に依存するものである。また、各CHxの音声データ103は、その属するチャンネルグループの標本化周波数の値によって、m個の音声サンプルから構成される。例えば、伝送路の周波数帯域が48kHzであり、音声データ103がチャンネルグループ1に属し、標本化周波数1が96kHzを示す場合は、2つの音声サンプルから構成され、また、標本化周波数1が192kHzを示す場合は、4つの音声サンプルから構成される。各音声サンプルのビット数Xとは、各音声サンプルの属するチャンネルグループの量子化ビット数に一致するものである。
【0064】
図7は、各量子化ビット数における音声サンプルの構成を説明するための図である。
まず、音声サンプルは上位のバイト(xバイト)から下位のバイト(x+nバイト)の順番に構成するものとする。例えば、図7(a)に示すように、量子化ビット数が16ビットの音声サンプルでは、xバイト目の上位バイト(Hiバイト)に8ビット、x+1バイト目の下位ビット(Loバイト)に8ビットを構成し、合計2バイトのタイムスロットを用いて音声サンプルを送信する。
【0065】
また、図7(b)に示すように、量子化ビット数が20ビットの音声サンプルでは、xバイト目のHiバイトに8ビット、x+1バイト目の中位バイト(Midバイト)に8ビット、x+2バイト目のLoバイトに4ビットを構成し、Loバイトの残り4ビットは空の状態にする。このように、20ビットの音声サンプルでは、合計3バイトのタイムスロットを用いて音声サンプルを送信する。
【0066】
また、図7(c)に示すように、量子化ビット数が24ビットの音声サンプルでは、xバイト目のHiバイトに8ビット、x+1バイト目のMidバイトに8ビット、x+2バイト目のLoバイトに8ビットを構成し、合計3バイトのタイムスロットを用いて音声サンプルを送信する。
【0067】
このように、各量子化ビット数の音声サンプルは、MSB(Most Significant Bit;最上位ビット)ファーストから、Hiバイト、Midバイト、Loバイトの順番に送信するようにしてもよいが、これに限定されるものではなく、LSB(Least Significant Bit;最下位ビット)ファーストから逆の順番に送信するようにしてもよい。また、音声サンプルは、構成されるバイト内であれば、任意のビット位置に割り当てても良い。また、図7(b)では、x+2バイト目の余ったビットを空白にするようにしたが、2つの20ビットサンプルを用いて、5バイトで構成することにより、空白を設けないようにしても良い。
【0068】
図8は、異なる周期のフレームからなる伝送データの伝送方法を説明するための図である。図8より、各周期(48kHz、96kHz、192kHz)の音声サンプルに対して、伝送される時間を横軸に示している。
【0069】
MOST方式において、伝送データの標本化周波数が48kHzのときは、1フレームあたり1つの音声サンプル(A1)が送信され、標本化周波数が96kHzのときは、1フレームあたり2つの音声サンプル(B1,B2)が送信され、標本化周波数が192kHzのときは、1フレームあたり4つの音声サンプル(C1,C2,C3,C4)が送信される。
【0070】
例えば、標本化周波数が48kHzの音声サンプルと、96kHzの音声サンプルと、192kHzの音声サンプルとを混在させて送信するとき、フレームの先頭位置で各チャンネルの音声サンプルが存在するように正規化し、時間的に早く発生する音声サンプルから順番に送信する。つまり、上記例によれば、1回目に送信する音声サンプルは、A1,B1,C1であり、2回目に送信する音声サンプルはC2であり、3回目に送信する音声サンプルはB2,C3であり、4回目に送信する音声サンプルはC4である。
【0071】
次に、別の伝送システムについて、図9を示して説明する。
図9は、本発明における別の伝送システムの構成を示すブロック図である。
図9において、71はデジタル音声出力装置、72は送信装置、73は受信装置、74はデジタル音声再生装置、80は暗号化処理部、81は第1の多重化手段、82は暗号化手段、83は第2の多重化手段、84は制御手段、85は通信手段、90は復号化処理部、91は通信手段、92は第1の分離手段、93は復号化手段、94は第2の分離手段、95は制御手段である。
【0072】
デジタル音声出力装置71は、通信手段85から出力されたクロックを入力し、そのクロックに同期して、音声データを出力するとともに、補助データとして、著作権保護情報及び音声に関する補助情報を出力する。
【0073】
第1の多重化手段81は、デジタル音声出力装置71から出力された音声データと補助情報と著作権保護情報とを入力して多重化し、多重化データを出力する。暗号化手段82は、第1の多重化手段81から多重化データを入力し、後述する制御手段84から入力された暗号キーに基づいて、音声データ103と補助データ102の領域を暗号化し、暗号化されたデータを出力する。第2の多重化手段83は、暗号化手段82から暗号化されたデータを入力し、制御手段84からEMI及びOE(ヘッダ情報101)を入力して多重化する。以上、第1の多重化手段81と暗号化手段82と第2の多重化手段とを暗号化処理部80という。ここで第1の多重化手段81、暗号化手段82、第2の多重化手段83は同じ周期信号に同期して動作する。つまり、各周期信号はブロックの周期を示し、各周期信号の区間では同じ処理を行うことを意味する。例えば、周期信号の開始地点をブロックの開始地点とした場合、暗号化手段82は周期信号の開始地点を暗号化単位の開始地点と一致させる。そして、第2の多重化手段83はSyncデータを周期信号の開始地点に多重する。また、周期信号の周期は、一つのブロックが何個の伝送フレームから構成されるかに依存し、例えば、一つのブロックが8個の伝送フレームから構成される場合、8個の伝送フレームに同期して周期信号が生成される。なお、周期信号はいずれの装置が生成するようにしてもいいし、外部から供給するようにしても良い。
【0074】
制御手段84は、CPUで構成され、デジタル音声出力装置71から出力された著作権保護情報を入力し、その情報に基づいて暗号化を行うか否かを判断し、暗号化を行う場合は、暗号キーを暗号化手段82に出力する。また、どのように暗号化を行うかを示す情報であるEMIとOEを第2の多重化手段83に出力する。
【0075】
通信手段85は、伝送路の伝送クロックに同期したクロックをデジタル音声出力装置71に出力するとともに、第2の多重化手段83から多重化されたデータを入力し、受信装置73側の通信手段91に送信する。
【0076】
通信手段91は、デジタル音声再生装置74にクロックを出力し、送信装置72側の通信手段85から送信された暗号化されたデータを受信し、上記クロックに同期させて第1の分離手段92に送信する。
【0077】
第1の分離手段92は、通信手段91から出力されたデータを受信し、受信したデータからEMIとOEを分離して制御手段95に送信し、その他のデータを復号化手段93に送信する。復号化手段93は、第1の分離手段92から出力されたデータを受信し、制御手段95から暗号キーを受け取って、暗号化単位毎に復号化処理を行う。第2の分離手段は、復号化手段93から出力されたデータを受信し、音声データ及び著作権保護情報に分離して、音声データをデジタル音声再生装置74に送信し、著作権保護情報を制御手段95に送信する。以上、第1の分離手段92と、復号化手段93と、第2の分離手段94とを復号化処理部90という。ここで第1の分離手段92、復号化手段93、第2の分離手段94は同じ周期信号に同期して動作する。その周期信号は伝送路のSyncデータを見て生成される。例えば、周期信号の開始地点をブロックの開始地点とした場合、復号化手段93は、暗号化手段82の場合と同様に、周期信号の開始地点を暗号化単位の開始地点と一致させる。
【0078】
制御手段95は、CPUで構成され、通信手段91から出力されたデータからEMIとOEを入力し、これらの情報に基づいて暗号キーを復号化手段93に出力する。また、復号化されたデータから著作権保護情報を入力し、その情報に基づいて音声データのコピーなどの処理を制御する。
【0079】
これにより、送信装置72は、通信手段85から出力されるクロックに同期して、データの送信を行うようにしたので、音声データのクロック変換を行う必要がなく、回路構成を小さくすることができ、さらに、音声品質の劣化を防ぐことができる。また、第1の多重化手段81と暗号化手段82と第2の多重化手段83とをまとめて、暗号化処理部80として1つの半導体チップで構成してもよく、さらに、暗号化処理部80と通信手段85とを1つの半導体チップとして構成するようにしてもよい。また、第1の分離手段92と復号化手段93と第2の分離手段94をまとめて、復号化処理部90として1つの半導体チップで構成してもよく、さらに、復号化処理部90と通信手段91とを1つの半導体チップとして構成するようにしてもよい。
【0080】
なお、送信装置72及び受信装置73のクロックは伝送路から供給されるとしたが、これに限られるものではない。いずれかの装置が伝送路のクロック源となる場合、伝送路にクロックを供給するような構成となる。
【0081】
また、周期信号の開始地点をブロックの開始地点と一致させる場合を説明したがこれに限定されない。周期信号とブロック、あるいは周期信号と暗号化単位の位相関係が同期していればよいことは言うまでもない。
【0082】
このように、本発明の実施の形態1による伝送システムによれば、マルチチャンネル音声データのチャンネル割り当て情報,標本化周波数情報,及び量子化ビット数情報を伝送する伝送方式を決定したので、従来では行われていなかったマルチチャンネル音声データの伝送が可能となる。マルチチャンネル音声データの伝送の際に、各ブロック毎にヘッダ情報を送るので、各フレーム毎にヘッダ情報を伝送する従来の伝送システムに比べて、より少ない帯域での効率の良いデータ伝送が実現できる。
【0083】
また、本発明の実施の形態1による伝送システムによれば、DVD−Audio等のマルチチャンネル音声データの伝送時に、著作権保護情報を少ない帯域で多重伝送可能である。また、1ブロックを8フレームで構成し、各ブロック毎に8バイト単位の暗号化処理を行うので、音声データ103の長さに関わらず最後のバイトまで暗号化を施すことが可能である。
【0084】
また、音声サンプルの伝送順番の優先度は、時間的に早く発生する音声サンプルを伝送するようにしたので、送信側と受信側で必要とされるデータの送受信のタイミングを待つためのメモリの量を減らすことができる。なお、伝送順は、時間的な制約以外にも、チャンネル番号順に伝送したり、または、上位バイトの音声サンプルから下位バイトの音声サンプルへ伝送する方法などがあり、その他にも、伝送されるデータ順が一意的に規定されるものであれば何でも良い。
【0085】
なお、本実施の形態1では、デジタル音声出力装置21にDVD−Audioのドライブを用いているが、それに限られるものではなく、CDやMD、DAT、DVD−Videoなどの記録メディアのドライブ、デジタルTV放送やデジタルラジオなどのデジタル音声の放送を受信するチューナ、アナログの音声をデジタル化して出力するアナログデジタル変換装置、インターネット経由で受信した音声データを再生するPCなど、任意のデジタル音声データを出力する装置を適用可能である。
【0086】
また、本実施の形態1では、受信装置23のデータ出力先がデジタル音声再生装置24であるが、これに限られず、デジタル音声を記録する装置、デジタル音声を編集する装置など、デジタル音声を利用する任意の装置を用いることが可能である。
【0087】
また、本実施の形態1では、MOST形式の伝送方式を用いているが、これに限られず、一定周期のフレーム内にタイムスロットを持ち、伝送を行う送信装置と受信装置があらかじめ割り当てられたタイムスロットを用いて伝送を行うような任意の伝送方式に本発明は適用可能である。このような伝送方式の例としては、D2Bオプティカル等が該当する(参考文献:"The D2B Optical Bus - an Integration platform for Car Entertainment and Telematic Systems", by Peter Mros, Proc. of World Congress on Intelligent Transport Systems Technical Sessions, Oct. 1997)。また、伝送路はタイムスロット型に限定されず、IEEE1394など任意の伝送路にも本発明は適用可能である。
【0088】
また、AUXデータは、図4に示した例に限られず、標本化周波数情報、量子化ビット数情報、及びチャンネル割り当て情報から構成され、伝送する音声データの配置が規定されていれば、任意の形式で良い。標本化周波数情報、量子化ビット数情報、及びチャンネル割り当て情報の各データについても、任意のフレームで伝送してもよく、必要な情報を表現する任意のビット数を用いることができ、任意の値を使用することが可能である。また、標本化周波数情報、量子化ビット数情報、及びチャンネル割り当て情報のデータ以外にも、標本化周波数や量子化ビット数などの削減の条件や、エンファシスの有無など、伝送する音声データの再生に必要な任意のデータを含むことが可能である。また、標本化周波数又は量子化ビット数が固定値であれば、その情報は不要であり省略してもよい。
【0089】
また、AUXデータを音声データに多重化して同期チャンネルで伝送しているがこれに限定されず、例えば、ディスクの挿入時、あるいは曲の先頭又は曲の状態が変化した時、あるいは一定時間毎に、AUXデータを非同期チャンネル等で伝送しても良い。ここで非同期チャンネルとは、時間的制約を必要としないデータを伝送するために使用する領域である。非同期チャンネルの例としては、MOSTで定義されている制御チャンネルとAsynchronousチャンネルがある。制御チャンネルで伝送されるデータの例としては、例えば操作コマンド情報(再生、早送りなど)やメニュー情報(曲目リストなど)が挙げられる。また、Asynchronousチャンネルで伝送されるデータの例としては、地図データやインターネットのデータ(IPパケット)が挙げられる。
【0090】
また、ブロックデータのフォーマットは、図2に示したものに限定されない。本実施の形態1では、暗号化単位の8バイトに対応させて1ブロックを8フレームで構成しているが、図10に示すように8の倍数の個数のフレームを1ブロックとしてもよい。また、例えば、1ブロックを16フレームで構成し、最初の8フレームの1バイト目をヘッダ、後の8フレームの1バイト目を補助データの領域とすることも可能である。また、例えば暗号化単位は8バイトに限定されずそれ以外のnバイトであってもよく、その場合は1ブロックを構成するフレームの数をnの倍数とすればよい。また、ブロックの構成については、これらに限定されない。ブロックとして選ばれたフレームに含まれる暗号化領域の合計データ量が暗号化単位の倍数となればよく、この場合は任意のフレーム数からなるブロックを用いても同様の効果を得ることができる。
【0091】
また、各音声サンプルの伝送については、図6に示すような並べ方としたが、これに限定されるものではない。どのチャンネルの何番目の音声サンプルが、フレーム中のどの位置に配置されるかについて、送信装置と受信装置の間で決められていれば、任意の並べ方とすることができる。並べ方の決定については、あらかじめ規則を決めておいても良いし、音声データの伝送に先駆けて共有してもよく、任意の方法を用いることができる。
【0100】
【発明の効果】
以上のように、本発明の請求項1、請求項2、請求項3、請求項4、請求項5に係る伝送システムによれば、複数のタイムスロットを有するフレームを一定周期で繰り返し伝送し、伝送を行う送信装置と受信装置とが、あらかじめ割り当てられたタイムスロットを用いて、複数チャンネルのデジタル音声データ、及び該デジタル音声データの再生に必要な補助データの伝送を行う伝送システムであって、上記送信装置は、所定の暗号化単位がnバイトである場合に、nの倍数個のフレームのそれぞれに含まれる前記あらかじめ割り当てられたタイムスロットから構成される領域をブロックデータとし、前記ブロックデータとして、当該ブロックデータ内の複数のフレームのそれぞれの同じ位置にあるタイムスロットに前記補助データを割り当てると共に、当該ブロックデータ内の当該nの倍数個のフレームのそれぞれの同じ位置にあるタイムスロットに前記デジタル音声データを割り当てて、前記デジタル音声データと補助データとを多重し、前記多重後のブロックデータのうち少なくともデジタル音声データを上記所定の暗号化単位で暗号化するものであり、上記受信装置は、上記送信装置から送信された暗号化データを復号化することとしたので、著作権保護対策の適用に際して、各ブロックデータに含まれるデジタルデータの長さに関わらず最後のバイトまで暗号化を施すことができるという効果を有する。
【0101】
本発明の請求項6、請求項7、請求項8、請求項9、請求項10に係る送信装置によれば、複数のタイムスロットを有するフレームを一定周期で繰り返し伝送し、伝送を行う送信装置と受信装置とが、あらかじめ割り当てられたタイムスロットを用いて、複数チャンネルのデジタル音声データ、及び該デジタル音声データの再生に必要な補助データの伝送を行う伝送システムに用いられる送信装置であって、所定の暗号化単位がnバイトである場合に、nの倍数個のフレームのそれぞれに含まれる前記あらかじめ割り当てられたタイムスロットから構成される領域をブロックデータとし、前記ブロックデータとして、当該ブロックデータ内の複数のフレームのそれぞれの同じ位置にあるタイムスロットに前記補助データを割り当てると共に、当該ブロックデータ内の当該nの倍数個のフレームのそれぞれの同じ位置にあるタイムスロットに前記デジタル音声データを割り当てて、前記デジタル音声データと補助データとを多重し、前記多重後のブロックデータのうち少なくともデジタル音声データを上記所定の暗号化単位で暗号化することとしたので、著作権保護対策の適用に際して、各ブロックデータに含まれるデジタルデータの長さに関わらず最後のバイトまで暗号化を施すことができるという効果を有する。
【0102】
本発明の請求項11、請求項12、請求項13、請求項14、請求項15に係る受信装置によれば、複数のタイムスロットを有するフレームを一定周期で繰り返し伝送し、伝送を行う送信装置と受信装置とが、あらかじめ割り当てられたタイムスロットを用いて、複数チャンネルのデジタル音声データ、及び該デジタル音声データの再生に必要な補助データの伝送を行う伝送システムに用いられる受信装置であって、所定の暗号化単位がnバイトである場合に、nの倍数個のフレームのそれぞれに含まれる前記あらかじめ割り当てられたタイムスロットから構成される領域をブロックデータとして受信し、前記ブロックデータのうち少なくともデジタル音声データを上記所定の暗号化単位で復号化し、前記復号後のブロックデータから、当該ブロックデータ内の当該nの倍数個のフレームのそれぞれの同じ位置にあるタイムスロットに割り当てられた前記デジタル音声データと、当該ブロックデータ内の複数のフレームのそれぞれの同じ位置にあるタイムスロットに割り当てられた、前記補助データに分離することとしたので、著作権保護対策の適用に際して、各ブロックデータに含まれるデジタルデータの長さに関わらず最後のバイトまで暗号化を施すことができるという効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の実施の形態1の伝送システムの構成を示すブロック図
【図2】 本発明の実施の形態1の伝送システムにより伝送されるブロックデータの説明図
【図3】 図2のブロックデータに含まれる著作権保護情報の説明図
【図4】 図2のブロックデータに含まれるAUXデータの説明図
【図5】 図4のAUXデータにおけるチャンネル割り当て情報の説明図
【図6】 本発明の実施の形態1の伝送システムによるデータ伝送方法を説明する説明図
【図7】 各量子化ビット数における音声サンプルの構成を説明するための図
【図8】 異なる周期のフレームからなる伝送データの伝送方法を説明するための図
【図9】 図1の別の伝送システムの構成を示すブロック図
【図10】 本発明の実施の形態1の伝送システムにより伝送されるブロックデータの他の例を示す図
【図11】 伝送データに含まれるフレームのデータ構成を示す図
【図12】 従来の伝送システムによるデータ伝送方法を説明する説明図
【符号の説明】
21,71 デジタル音声出力装置
22,72 送信装置
23,73 受信装置
24,74 デジタル音声再生装置
51 多重化手段
52,82 暗号化手段
53,61,85,91 通信手段
62,93 復号化手段
63 分離手段
81 第1の多重化手段
83 第2の多重化手段
84,95 制御手段
92 第1の分離手段
93 第2の分離手段[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a transmission system for transmitting real-time data represented by digital audio data.
[0002]
[Prior art]
As a method for transmitting data recorded on a conventional CD (compact disc) or the like, for example, there is a method called MOST (Media Oriented Synchronous Transfer). (Reference: Patric heck, et al: "Media Oriented Synchronous Transfer--A Network Protocol for High Quality, Low Cost Transfer of Synchronous, Asynchronous, and Control Data on Fiber Optics", Presented AES 103rd Convention, 1997 September, Preprint 4551. .)
Hereinafter, a conventional data transmission method using the MOST method will be described with reference to FIGS.
FIG. 11 is a diagram illustrating a data structure of a frame included in transmission data.
In the conventional transmission method, as shown in FIG. 11A, data is transmitted by a frame transmitted once every 44.1 kHz, that is, 22.67 microseconds. The data length of one frame is 512 bits. As shown in FIG. 11B, the frame includes a preamble 501, a boundary descriptor 502, a synchronous channel region 503, an asynchronous channel region 504, a control frame 505, frame control data 506, and a parity 507. The frame period is not limited to 44.1 kHz, and may be 48 kHz.
[0003]
Here, the preamble 501, boundary descriptor 502, and synchronous channel area 503 in the frame will be described. However, the asynchronous channel area 504, control frame 505, frame control data 506, and parity 507 are not directly related to the present invention, and will not be described. To do.
[0004]
The preamble 501 is 4-bit data having a predetermined pattern, and is used for detecting a frame boundary by a transmitting apparatus and a receiving apparatus that perform transmission. The boundary descriptor 502 is 4-bit data, indicates how many 4-byte block data the synchronization channel area 503 is composed of, and is used to indicate the boundary between the synchronization channel area 503 and the asynchronous channel area 504.
[0005]
The synchronization channel region 503 is data having a length of 0 to 480 bits, and the length is determined by the boundary descriptor 502. The synchronization channel area 503 is used for transmission of real-time data such as voice. Here, the real-time data is data in which each data has a time restriction, and the transmission delay time is required to be defined in the transmission.
[0006]
Data constituting the synchronization channel area 503 is allocated as a time slot in units of bytes to the transmission device and the reception device. That is, the data constituting the synchronization channel region 503 can use a maximum of 60 time slots as the synchronization channel region. The transmission device and the reception device are assigned in advance which time slot is used for transmission, and a set of time slots used for one transmission is defined as a logical channel. The transmitting apparatus transmits data using the allocated time slot, and the receiving apparatus receives data of the allocated time slot. In the MOST system, using one time slot corresponds to transmitting data at a transmission rate of 352.8 kbps. That is, in order to transmit CD (compact disc) data having a transmission rate of 1.4112 Mbps, four time slots in the synchronization channel region 503 may be used.
[0007]
FIG. 12 is an explanatory diagram for explaining a conventional method of transmitting digital audio data using a synchronization channel.
In the figure, the contents of time slots in
[0008]
[Problems to be solved by the invention]
In a conventional transmission method, a method for transmitting two-channel audio data recorded on a CD or the like has been determined, but multi-channel audio data recorded on a DVD-Video or DVD-Audio, There is a problem that multi-channel data cannot be sent because the data transmission method for sending audio data with a large sampling frequency and a large number of quantization bits has not been determined.
[0009]
Further, in the conventional transmission method, when data is encrypted for copyright protection represented by DTCP (Digital Transmission Content Protection Specification), there are the following two problems. The first problem is that when the transmission device performs encryption in units of 8 bytes, which is generally used in general, the data of each frame is not always a multiple of 8 bytes in the conventional transmission method. The problem is that encryption is not completed within the frame. The second problem is that DTCP transmits copyright protection information, but the conventional transmission method does not determine the transmission method. It is a problem.
[0010]
The present invention solves these problems, and performs efficient transmission of multi-channel audio data such as DVD-Audio on a transmission path using a fixed-length frame such as the MOST method, thereby protecting the copyright of the audio data. An object of the present invention is to provide a transmission system that can realize the above.
[0023]
[Means for Solving the Problems]
The present invention has been made to achieve the above object, Claims of the
[0024]
Claims of the
The predetermined encryption unit is 8 bytes.
[0025]
Claims of the
Transmission of the auxiliary data uses time slots at the same position in the frame in the block data. Digital The same bit position on the same channel of audio data Digital Transmission of audio data is characterized in that time slots located at the same position in the frame in the block data are used.
[0026]
Claims of the
The auxiliary data includes at least copy permission information indicating whether or not digital audio data can be copied.
[0027]
Claims of the
The transmission system conforms to MOST.
[0028]
Claims of the
[0029]
Claims of the
[0030]
Claims of the
[0031]
Claims of the invention 9 The transmission device according to
[0032]
Claims of the invention 10 The transmission device according to
[0033]
Claims of the invention 11 The receiving device according to the invention repeatedly transmits a frame having a plurality of time slots at a constant period, and the transmitting device and the receiving device that perform transmission use the time slots assigned in advance. , Digital audio data of a plurality of channels, and auxiliary data necessary for reproduction of the digital audio data A receiving device used in a transmission system that performs transmission, wherein the predetermined encryption unit Multiple of n if n is n bytes Pieces of frames Included in each An area composed of the pre-allocated time slots is received as block data, and at least the digital audio data of the block data is decrypted in the predetermined encryption unit, and the decrypted block data is used. , Assigned to the time slot at the same position in each of multiple frames of the n in the block data Digital audio data and , Assigned to the time slot at the same position of each of the plurality of frames in the block data, It is characterized by separating into auxiliary data.
[0034]
Claims of the invention 12 The receiving device according to claim 11 In the receiving apparatus described in (1), the predetermined encryption unit is 8 bytes.
[0035]
Claims of the invention 13 The receiving device according to claim 11 The auxiliary data is received in a time slot at the same position in a frame in the block data, Digital The same bit position on the same channel of audio data Digital The audio data is received in the time slot at the same position in the frame in the block data.
[0036]
Claims of the invention 14 The receiving device according to claim 13 In the receiving apparatus described in (1), copy permission information indicating whether or not digital audio data can be copied is separated from the auxiliary data, and the copy permission information is operated.
[0037]
Claims of the invention 15 The receiving device according to claim 13 In the receiving apparatus described in (1), the data transmission system conforms to MOST.
[0038]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to FIGS.
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a transmission system according to the present invention.
In FIG. 1, 21 is a digital audio output device, 22 is a transmission device, 23 is a reception device, 24 is a digital audio reproduction device, 51 is multiplexing means, 52 is encryption means, 53 is communication means, 61 is communication means, 62 is a decoding means, and 63 is a separating means.
[0039]
The digital
[0040]
The multiplexing means 51 multiplexes the audio data and auxiliary data output from the digital
[0041]
The
[0042]
The decryption means 62 receives the data output from the communication means 61 and performs a decryption process for each encryption unit (= 8 bytes). When the transmission device 22 and the reception device 23 are not synchronized, the data in the encrypted unit when encrypted is different from the data in the encrypted unit when decrypted, or a part of the data in the encrypted unit Is insufficient, the decryption means 62 cannot correctly decrypt the encrypted data. In other words, the decryption means 62 must recognize the data of the encryption unit selected by the encryption means 52 with accurate synchronization. The separating
[0043]
The digital
[0044]
FIG. 2 is an explanatory diagram of block data transmitted from the transmission device 22 to the reception device 23 in the first embodiment.
In FIG. 2, one block is composed of eight frames,
[0045]
Here, the time slot used by the
[0046]
[0047]
Further, the
[0048]
In FIG. 2, as an example, the second byte of
[0049]
Here, the copyright protection information of DVD-Audio is shown in “DVD Specifications for Read-
[0050]
FIG. 3 shows an example of the arrangement of each piece of copyright protection information.
The
[0051]
The copy permission information is information indicating whether copying is permitted or not permitted. Specifically, 00 indicates that copying is permitted, 10 indicates that copying is permitted for the number of times indicated by the copy count information, and 11 indicates that copying is not allowed.
[0052]
The copy count information is information indicating how many times copying is permitted when copying is permitted. 000 indicates 1 copy, 001 indicates 2 times, 010 indicates 4 times, 011 indicates 6 times, 100 indicates 8 times, 101 indicates that 10 times can be copied, and 111 indicates that the number of copies is not limited.
[0053]
The copy quality information is information indicating the sound quality of the copy when copying is permitted. 00 indicates that the number of channels is 2 or less, the sampling frequency is 48 kHz or less, and the number of quantization bits is 16 or less. 01 indicates that the number of channels is 2 or less. 10 indicates that there are no restrictions on the quantization frequency and the number of quantization bits, and 10 indicates that there are no restrictions on the number of channels, the sampling frequency, and the number of quantization bits.
[0054]
The audio processing information is a flag indicating whether or not to perform special audio access control. 0 indicates that access control is not performed, and 1 indicates that access control is currently not reserved for the future.
[0055]
The
[0056]
The ISRC status information is ISRC status information used to find a position where the ISRC information has changed. 001 indicates the start position of the music, 010 indicates an intermediate position, that is, no change in ISRC information, and 100 indicates an end position.
The ISRC number information is 8-bit data and indicates a number for identifying the music.
[0057]
Note that it is desirable that the copy permission information, the copy number information, the copy quality information, and the audio processing information are multiplexed at an earlier position in the
[0058]
Further, the arrangement of these pieces of information may be any arrangement as long as it is determined between the transmission apparatus and the reception apparatus. Further, the copyright protection information is not limited to the above-described method, and arbitrary information determined in the recording medium or the broadcasting system can be used.
[0059]
Next, FIG. 4 shows an arrangement example of AUX data.
AUX1 is composed of a 4-bit
[0060]
FIG. 5 is an explanatory diagram for explaining channel assignment information of multi-channel audio data in DVD-Audio (reference materials are “DVD Audio” described in Matsushita Technical Journal Vo145, No6, December 1999. FIG. 6 is an explanatory diagram for explaining a digital audio data transmission method using a synchronization channel.
[0061]
In FIG. 5, C is a center channel, L and R are left and right channels, Lf and Rf are left and right front channels, Ls and Rs are left and right rear channels or surround channels, Lfe is a channel dedicated to heavy bass, and S is a surround channel. Respectively.
[0062]
As shown in FIG. 5, it is possible to specify which multi-channel audio data is transmitted to each of CH1 to CH6 and whether it belongs to channel
[0063]
The
[0064]
FIG. 7 is a diagram for explaining the configuration of audio samples at each quantization bit number.
First, it is assumed that the audio sample is configured in the order of the upper byte (x byte) to the lower byte (x + n byte). For example, as shown in FIG. 7A, in an audio sample having a quantization bit number of 16 bits, 8 bits in the upper byte (Hi byte) of the x byte and 8 bits in the lower bit (Lo byte) of the x + 1 byte. And a voice sample is transmitted using a time slot of 2 bytes in total.
[0065]
Also, as shown in FIG. 7B, in an audio sample with a quantization bit number of 20 bits, 8 bits are used for the Hi byte of the x byte, 8 bits are used for the middle byte (Mid byte) of the x + 1 byte, and x + 2 The Lo byte of the byte is composed of 4 bits, and the remaining 4 bits of the Lo byte are made empty. In this way, in the 20-bit audio sample, the audio sample is transmitted using a time slot of 3 bytes in total.
[0066]
Further, as shown in FIG. 7C, in an audio sample with a quantization bit number of 24 bits, 8 bits in the Hi byte of the x byte, 8 bits in the Mid byte of the x + 1 byte, and Lo bytes of the x + 2 byte. A voice sample is transmitted using a time slot of 3 bytes in total.
[0067]
As described above, the audio samples of each quantization bit number may be transmitted in order of Hi byte, Mid byte, Lo byte from MSB (Most Significant Bit) first, but the present invention is not limited to this. Instead, the LSB (Least Significant Bit) may be transmitted in reverse order from the first. In addition, the audio sample may be assigned to an arbitrary bit position within the configured byte. Further, in FIG. 7B, the extra bits in the (x + 2) -th byte are made blank, but by using two 20-bit samples and making up 5 bytes, no blank is provided. good.
[0068]
FIG. 8 is a diagram for explaining a transmission method of transmission data including frames having different periods. As shown in FIG. 8, the horizontal axis indicates the transmission time for audio samples of each period (48 kHz, 96 kHz, 192 kHz).
[0069]
In the MOST system, when the sampling frequency of transmission data is 48 kHz, one audio sample (A1) is transmitted per frame, and when the sampling frequency is 96 kHz, two audio samples (B1, B2) are transmitted per frame. ) Is transmitted, and four audio samples (C1, C2, C3, C4) are transmitted per frame when the sampling frequency is 192 kHz.
[0070]
For example, when a voice sample with a sampling frequency of 48 kHz, a voice sample with 96 kHz, and a voice sample with 192 kHz are mixed and transmitted, normalization is performed so that the voice sample of each channel exists at the head position of the frame, and the time The audio samples that are generated earlier are transmitted in order. That is, according to the above example, the audio samples transmitted for the first time are A1, B1, C1, the audio samples transmitted for the second time are C2, and the audio samples transmitted for the third time are B2, C3. The voice sample transmitted for the fourth time is C4.
[0071]
Next, another transmission system will be described with reference to FIG.
FIG. 9 is a block diagram showing the configuration of another transmission system according to the present invention.
In FIG. 9, 71 is a digital audio output device, 72 is a transmission device, 73 is a reception device, 74 is a digital audio reproduction device, 80 is an encryption processing unit, 81 is a first multiplexing means, 82 is an encryption means, 83 is second multiplexing means, 84 is control means, 85 is communication means, 90 is decoding processing unit, 91 is communication means, 92 is first separation means, 93 is decoding means, and 94 is second processing means. Separation means 95 is a control means.
[0072]
The digital
[0073]
The first multiplexing means 81 inputs and multiplexes the audio data, auxiliary information, and copyright protection information output from the digital
[0074]
The control means 84 is constituted by a CPU, inputs copyright protection information output from the digital
[0075]
The communication means 85 outputs a clock synchronized with the transmission clock of the transmission path to the digital
[0076]
The
[0077]
The
[0078]
The control means 95 is constituted by a CPU, inputs EMI and OE from the data output from the communication means 91, and outputs an encryption key to the decryption means 93 based on these information. Also, copyright protection information is input from the decrypted data, and processing such as copying of audio data is controlled based on the information.
[0079]
As a result, since the
[0080]
Although the clocks of the
[0081]
Moreover, although the case where the start point of a periodic signal was made to correspond with the start point of a block was demonstrated, it is not limited to this. It goes without saying that the phase relationship between the periodic signal and the block or between the periodic signal and the encryption unit only needs to be synchronized.
[0082]
As described above, according to the transmission system according to
[0083]
Also, according to the transmission system according to the first embodiment of the present invention, copyright protection information can be multiplexed and transmitted in a small band when transmitting multi-channel audio data such as DVD-Audio. Further, since one block is composed of 8 frames and encryption processing is performed in units of 8 bytes for each block, it is possible to perform encryption up to the last byte regardless of the length of the
[0084]
The priority of the transmission order of audio samples is to transmit audio samples that occur earlier in time, so the amount of memory to wait for the data transmission / reception timing required on the transmission side and reception side Can be reduced. In addition to the time constraints, the transmission order includes transmission in order of channel number or transmission from the upper byte voice sample to the lower byte voice sample. Any order may be used as long as the order is uniquely defined.
[0085]
In the first embodiment, a DVD-Audio drive is used for the digital
[0086]
In the first embodiment, the data output destination of the receiving device 23 is the digital
[0087]
In the first embodiment, the MOST format transmission method is used. However, the present invention is not limited to this, and a time slot having a time slot in a frame with a constant period and a transmission device and a reception device that perform transmission are assigned in advance. The present invention can be applied to any transmission system that performs transmission using slots. Examples of such transmission systems include D2B optical and the like (reference: “The D2B Optical Bus-an Integration platform for Car Entertainment and Telematic Systems”, by Peter Mros, Proc. Of World Congress on Intelligent Transport Systems. Technical Sessions, Oct. 1997). Further, the transmission path is not limited to the time slot type, and the present invention can be applied to any transmission path such as IEEE1394.
[0088]
In addition, the AUX data is not limited to the example shown in FIG. 4, and is composed of sampling frequency information, quantization bit number information, and channel allocation information. If the arrangement of audio data to be transmitted is specified, the AUX data is arbitrary. The format is fine. Each data of sampling frequency information, quantization bit number information, and channel assignment information may be transmitted in an arbitrary frame, and an arbitrary number of bits expressing necessary information can be used. Can be used. In addition to sampling frequency information, quantization bit number information, and channel allocation information data, it can also be used to reproduce audio data to be transmitted such as sampling frequency, quantization bit number reduction conditions, and the presence or absence of emphasis. Any necessary data can be included. If the sampling frequency or the number of quantization bits is a fixed value, the information is unnecessary and may be omitted.
[0089]
In addition, AUX data is multiplexed with audio data and transmitted via a synchronous channel. However, the present invention is not limited to this. For example, when a disc is inserted, the beginning of a song or the state of a song changes, or at regular intervals. AUX data may be transmitted through an asynchronous channel or the like. Here, the asynchronous channel is an area used for transmitting data that does not require time constraints. As an example of the asynchronous channel, there are a control channel and an asynchronous channel defined by MOST. Examples of data transmitted on the control channel include operation command information (playback, fast forward, etc.) and menu information (music list, etc.). Examples of data transmitted on the Asynchronous channel include map data and Internet data (IP packets).
[0090]
Further, the format of the block data is not limited to that shown in FIG. In the first embodiment, one block is composed of 8 frames in association with 8 bytes of the encryption unit. However, as shown in FIG. 10, a number of frames that is a multiple of 8 may be formed as one block. Further, for example, one block may be composed of 16 frames, and the first byte of the first 8 frames may be used as a header, and the first byte of the subsequent 8 frames may be used as an auxiliary data area. Further, for example, the encryption unit is not limited to 8 bytes and may be n bytes other than that. In that case, the number of frames constituting one block may be a multiple of n. Further, the configuration of the block is not limited to these. The total amount of data in the encryption area included in the frame selected as a block only needs to be a multiple of the encryption unit. In this case, the same effect can be obtained even if a block having an arbitrary number of frames is used.
[0091]
In addition, the transmission of each audio sample is arranged as shown in FIG. 6, but is not limited to this. As long as it is determined between the transmitting apparatus and the receiving apparatus as to which position in the frame the number of the audio sample of which channel is arranged, it can be arranged arbitrarily. Regarding the determination of arrangement, rules may be determined in advance, or they may be shared prior to transmission of audio data, and any method can be used.
[0100]
【The invention's effect】
As above Claims of the
[0101]
Claims of the
[0102]
Claims of the invention 11 , Claims 12 , Claims 13 , Claims 14 , Claims 15 According to the receiving apparatus according to the present invention, a frame having a plurality of time slots is repeatedly transmitted at a constant period, and the transmitting apparatus and the receiving apparatus that perform transmission use the time slots assigned in advance. , Digital audio data of a plurality of channels, and auxiliary data necessary for reproduction of the digital audio data A receiving device used in a transmission system that performs transmission, wherein the predetermined encryption unit Multiple of n if n is n bytes Pieces of frames Included in each An area composed of the pre-allocated time slots is received as block data, and at least the digital audio data of the block data is decrypted in the predetermined encryption unit, and the decrypted block data is used. , Assigned to the time slot at the same position in each of multiple frames of the n in the block data Digital audio data and , Assigned to the time slot at the same position of each of the plurality of frames in the block data, Auxiliary data In Since they are separated, there is an effect that when applying copyright protection measures, encryption can be performed up to the last byte regardless of the length of the digital data included in each block data.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a transmission system according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is an explanatory diagram of block data transmitted by the transmission system according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 3 is an explanatory diagram of copyright protection information included in the block data of FIG.
FIG. 4 is an explanatory diagram of AUX data included in the block data of FIG.
FIG. 5 is an explanatory diagram of channel assignment information in the AUX data of FIG.
FIG. 6 is an explanatory diagram for explaining a data transmission method by the transmission system according to the first embodiment of the present invention;
FIG. 7 is a diagram for explaining a configuration of audio samples in each number of quantization bits
FIG. 8 is a diagram for explaining a transmission method of transmission data including frames having different periods.
9 is a block diagram showing the configuration of another transmission system of FIG.
FIG. 10 is a diagram showing another example of block data transmitted by the transmission system according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 11 is a diagram showing a data structure of a frame included in transmission data
FIG. 12 is an explanatory diagram for explaining a data transmission method by a conventional transmission system.
[Explanation of symbols]
21, 71 Digital audio output device
22, 72 Transmitter
23, 73 receiver
24,74 Digital audio playback device
51 Multiplexing means
52,82 Encryption means
53, 61, 85, 91 Communication means
62, 93 Decoding means
63 Separation means
81 First multiplexing means
83 Second multiplexing means
84,95 Control means
92 First separation means
93 Second separation means
Claims (15)
上記送信装置は、所定の暗号化単位がnバイトである場合に、nの倍数個のフレームのそれぞれに含まれる前記あらかじめ割り当てられたタイムスロットから構成される領域をブロックデータとし、前記ブロックデータとして、当該ブロックデータ内の複数のフレームのそれぞれの同じ位置にあるタイムスロットに前記補助データを割り当てると共に、当該ブロックデータ内の当該nの倍数個のフレームのそれぞれの同じ位置にあるタイムスロットに前記デジタル音声データを割り当てて、前記デジタル音声データと補助データとを多重し、前記多重後のブロックデータのうち少なくともデジタル音声データを上記所定の暗号化単位で暗号化するものであり、
上記受信装置は、上記送信装置から送信された暗号化データを復号化する、
ことを特徴とする伝送システム。Frames having a plurality of time slots are repeatedly transmitted at a constant cycle, and the transmitting device and the receiving device that perform transmission use the time slots assigned in advance to reproduce the digital audio data of a plurality of channels and the digital audio data. A transmission system for transmitting auxiliary data necessary for
When the predetermined encryption unit is n bytes, the transmission apparatus uses, as block data, an area composed of the pre-assigned time slots included in each of multiple frames of n as block data. , Assigning the auxiliary data to the time slot at the same position in each of the plurality of frames in the block data, and the digital to the time slot at the same position in each of the multiple frames of the n in the block data Assigning audio data, multiplexing the digital audio data and auxiliary data, and encrypting at least the digital audio data of the multiplexed block data in the predetermined encryption unit,
The receiving device decrypts the encrypted data transmitted from the transmitting device;
A transmission system characterized by that.
上記所定の暗号化単位は8バイトである、
ことを特徴とする伝送システム。The transmission system according to claim 1 , wherein
The predetermined encryption unit is 8 bytes.
A transmission system characterized by that.
上記補助データの伝送は、ブロックデータ中のフレーム中で同じ位置にあるタイムスロットを使用し、上記デジタル音声データの同じチャンネルで同じビット位置のデジタル音声データの伝送は、ブロックデータ中のフレーム中で同じ位置にあるタイムスロットを使用する、
ことを特徴とする伝送システム。The transmission system according to claim 1 , wherein
The transmission of the auxiliary data uses time slots at the same position in the frame in the block data, and the transmission of the digital audio data at the same bit position in the same channel of the digital audio data is performed in the frame in the block data. Use time slots in the same position,
A transmission system characterized by that.
上記補助データとして、少なくともデジタル音声データのコピー可否を示すコピー許可情報を含む、
ことを特徴とする伝送システム。The transmission system according to claim 1 , wherein
The auxiliary data includes at least copy permission information indicating whether or not digital audio data can be copied.
A transmission system characterized by that.
伝送方式がMOSTに従う、
ことを特徴とする伝送システム。The transmission system according to claim 1 , wherein
Den transmission system is in accordance with the MOST,
A transmission system characterized by that.
所定の暗号化単位がnバイトである場合に、nの倍数個のフレームのそれぞれに含まれる前記あらかじめ割り当てられたタイムスロットから構成される領域をブロックデータとし、前記ブロックデータとして、当該ブロックデータ内の複数のフレームのそれぞれの同じ位置にあるタイムスロットに前記補助データを割り当てると共に、当該ブロックデータ内の当該nの倍数個のフレームのそれぞれの同じ位置にあるタイムスロットに前記デジタル音声データを割り当てて、前記デジタル音声データと補助データとを多重し、前記多重後のブロックデータのうち少なくともデジタル音声データを上記所定の暗号化単位で暗号化する、
ことを特徴とする送信装置。Frames having a plurality of time slots are repeatedly transmitted at a constant cycle, and the transmitting device and the receiving device that perform transmission use the time slots assigned in advance to reproduce the digital audio data of a plurality of channels and the digital audio data. A transmission device used in a transmission system for transmitting auxiliary data necessary for
When the predetermined encryption unit is n bytes, an area composed of the previously assigned time slots included in each of multiple frames of n is set as block data, and the block data includes The auxiliary data is allocated to the time slots at the same position in each of the plurality of frames, and the digital audio data is allocated to the time slots at the same position in the multiple frames of the n in the block data. the multiplexed digital audio data and auxiliary data, is encrypted by the predetermined encryption unit at least digital audio data of the block data after the multiple,
A transmission apparatus characterized by the above.
上記所定の暗号化単位は8バイトである、
ことを特徴とする送信装置。The transmission device according to claim 6 , wherein
The predetermined encryption unit is 8 bytes.
A transmission apparatus characterized by the above.
上記補助データは、ブロックデータ中のフレーム中で同じ位置にあるタイムスロットを用いて送信し、上記デジタル音声データの同じチャンネルで同じビット位置のデジタル音声データは、ブロックデータ中のフレーム中で同じ位置にあるタイムスロットを用いて送信する、
ことを特徴とする送信装置。The transmission device according to claim 6 , wherein
The auxiliary data is transmitted using a time slot at the same position in the frame in the block data, and the digital audio data having the same bit position in the same channel of the digital audio data is transmitted in the same position in the frame in the block data. Transmit using the time slot in
A transmission apparatus characterized by the above.
上記補助データとして、少なくともデジタル音声データのコピー可否を示すコピー許可情報を含む、
ことを特徴とする送信装置。The transmission device according to claim 8 , wherein
The auxiliary data includes at least copy permission information indicating whether or not digital audio data can be copied.
A transmission apparatus characterized by the above.
伝送方式がMOSTに従う、
ことを特徴とする送信装置。The transmission device according to claim 8 , wherein
Transmission system follows MOST,
A transmission apparatus characterized by the above.
所定の暗号化単位がnバイトである場合に、nの倍数個のフレームのそれぞれに含まれる前記あらかじめ割り当てられたタイムスロットから構成される領域をブロックデータとして受信し、前記ブロックデータのうち少なくともデジタル音声データを上記所定の暗号化単位で復号化し、前記復号後のブロックデータから、当該ブロックデータ内の当該nの倍数個のフレームのそれぞれの同じ位置にあるタイムスロットに割り当てられた前記デジタル音声データと、当該ブロックデータ内の複数のフレームのそれぞれの同じ位置にあるタイムスロットに割り当てられた、前記補助データに分離する、
ことを特徴とする受信装置。Frames having a plurality of time slots are repeatedly transmitted at a constant cycle, and the transmitting device and the receiving device that perform transmission use the time slots assigned in advance to reproduce the digital audio data of a plurality of channels and the digital audio data. Receiving apparatus used in a transmission system for transmitting auxiliary data necessary for
When the predetermined encryption unit is n bytes, an area composed of the pre-allocated time slots included in each of multiple frames of n is received as block data, and at least digital of the block data The audio data is decrypted in the predetermined encryption unit, and the digital audio data assigned to the time slots at the same positions in the multiple frames of the n in the block data from the decrypted block data And separating into the auxiliary data assigned to the time slot at the same position of each of the plurality of frames in the block data ,
A receiving apparatus.
上記所定の暗号化単位は8バイトである、
ことを特徴とする受信装置。The receiving device according to claim 11 ,
The predetermined encryption unit is 8 bytes.
A receiving apparatus.
上記補助データは、ブロックデータ中のフレーム中で同じ位置にあるタイムスロットで受信し、上記デジタル音声データの同じチャンネルで同じビット位置のデジタル音声データは、ブロックデータ中のフレーム中で同じ位置にあるタイムスロットで受信する、
ことを特徴とする受信装置。The receiving device according to claim 11 ,
The auxiliary data is received in a time slot at the same position in the frame in the block data, and the digital audio data having the same bit position in the same channel of the digital audio data is in the same position in the frame in the block data. Receive in time slot,
A receiving apparatus.
上記補助データから、デジタル音声データのコピー可否を示すコピー許可情報を分離し、前記コピー許可情報の制御によって動作する、
ことを特徴とする受信装置。The receiving device according to claim 13 ,
Separating copy permission information indicating whether or not digital audio data can be copied from the auxiliary data, and operating by controlling the copy permission information;
A receiving apparatus.
伝送方式がMOSTに従う、
ことを特徴とする受信装置。The receiving device according to claim 13 ,
Transmission system follows MOST,
A receiving apparatus.
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