JP4849885B2 - ビデオエンコード装置、ビデオエンコード方法ならびにそれを用いた電子機器 - Google Patents

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Description

この発明は、デジタルビデオデータ信号を映像表示装置に出力すべきアナログビデオ信号に変換するビデオエンコード装置に関する。
近年の映像表示機器の技術革新はめざましく、プラズマテレビ、液晶テレビ、あるいはプロジェクタなどの映像表示装置は、解像度が1920×1080のHD(High Definition)規格、あるいはそれに準じた規格に対応したものが普及しつつある。
こうした状況に鑑みて、HD規格に対応した映像コンテンツも普及の兆しを見せている。たとえば、次世代のBlu−Ray規格や、HD−DVD規格に対応したDVD(Digital Versatile Disc)の実用化が進んでいる。かかる次世代DVDは、高解像度のHD映像をサポートするものである。次世代DVDメディアに、映画などの映像コンテンツがHD映像として記録されて普及すると、違法な複製など著作権の問題が発生するおそれがある。
HD規格に併せて、HDMI(High Definition Multimedia Interface)と呼ばれる次世代デジタルインターフェイス規格が策定された。このHDMIは、HD映像をデジタルフォーマットのまま、強力なデジタル著作権保護機能とともに送信することができる。
しかしながら、HD解像度を有する映像表示機器であっても、HDMIを備えず、D3、D4端子、あるいはコンポーネント端子など、従来のアナログインターフェースのみを備えるものも数多く存在する。かかる状況下においては、DVDプレイヤやゲーム機器などの映像を出力する電子機器は、映像表示機器との間のインターフェースとして、デジタル信号を伝送可能なHDMIと、アナログビデオ信号を伝送可能な従来のアナログインターフェースの2つのインターフェースを備えて構成される。
ここで、映像表示機器に対してHDMIを介してデジタル信号で映像データを伝送する場合には、違法な複製など著作権保護にかかる問題は生じにくい。一方、アナログインターフェースで高解像度なHD映像を伝送すると、保護機能が脆弱なため、高画質な映像データが違法に複製されるおそれがある。
本発明はこうした課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、必要に応じてアナログインターフェースを介した高画質な映像データの出力を制限することにある。
本発明のある態様は、デジタルビデオデータ信号を受け、アナログビデオ信号に変換して、外部に接続される映像機器に出力するビデオエンコード装置に関する。このビデオエンコード装置は、エンコード処理部と、解像度判定部と、出力制御部と、を備える。エンコード処理部は、デジタルビデオデータ信号をアナログビデオ信号に変換する。解像度判定部は、デジタルビデオデータ信号が有する映像の解像度が、外部から設定される解像度に応じて定まる条件を満たすかを判定する。出力制御部は、映像機器に対するアナログビデオ信号の出力状態を制御する。出力制御部は、解像度判定部における判定結果を参照し、デジタルビデオデータ信号が有する映像の解像度が、上記条件を満たさないとき、アナログビデオ信号の出力を制限する。このビデオエンコード装置は、1つの半導体基板上に、一体集積化された機能回路として構成されてもよい。
この態様によると、ビデオエンコード装置が搭載される機器を使用するユーザなどが、ビデオエンコード装置を制御するためのコマンドを解析して不正に高解像度のアナログビデオ信号を出力しようとしても、ビデオエンコード装置の内部において、デジタルビデオデータ信号が有する映像の解像度が所定の条件を満たさない限り、アナログビデオ信号を高解像度で出力することはできない。その結果、高解像度のアナログビデオ信号が、何らの制限を受けることなく外部に出力されるのを防止することができる。
本発明の別の態様は、上述のビデオエンコード装置を利用した電子機器に関する。この電子機器は、上述のビデオエンコード装置と、ビデオエンコード装置と並列に設けられたデジタルビデオ出力部を備える。デジタルビデオ出力部は、ビデオエンコード装置に入力されるデジタルビデオデータ信号を、所定のデジタルフォーマットで、外部に接続される映像機器に出力するデジタルビデオ出力部と、を備える。
なお、以上の構成要素の任意の組合せや本発明の構成要素や表現を、方法、装置、システムなどの間で相互に置換したものもまた、本発明の態様として有効である。
本発明によれば、必要に応じてアナログインターフェースを介したHD映像などの高画質な映像データを制限することができる。
はじめに、本発明の実施の形態に係るビデオエンコード装置およびエンコード方法の概要について説明する。ビデオエンコード装置は、パーソナルコンピュータやDVDプレイヤ、ゲーム機器などの映像データを出力する電子機器に搭載されるものであり、グラフィックプロセッサなどによりデジタルフォーマットで生成され、あるいは再生されるデジタルビデオデータ信号を、アナログビデオ信号に変換し、外部の映像機器に出力するものである。出力先の映像機器としては、プラズマテレビ、液晶テレビ、プロジェクタなどの映像表示機器や、記録用DVD装置、HD(Hard Disc)装置、VTR(Video Tape Recorder)装置などが想定される。
本発明のある態様のビデオエンコード装置は、エンコード処理部と、解像度判定部と、出力制御部と、を備える。エンコード処理部は、デジタルビデオデータ信号をアナログビデオ信号に変換する。解像度判定部は、デジタルビデオデータ信号が有する映像の解像度が、外部から設定される解像度に応じて定まる条件を満たすかを判定する。出力制御部は、映像機器に対するアナログビデオ信号の出力状態を制御する。出力制御部は、解像度判定部における判定結果を参照し、デジタルビデオデータ信号が有する映像の解像度が、上記条件を満たさないとき、アナログビデオ信号の出力を制限する。
「アナログビデオ信号の出力の制限」とは、出力自体を停止する場合や、解像度を低下させて出力する場合などを含み、本来再生されるべき映像データとは実質的に異なった映像として出力することを意味する。
この態様によると、外部から設定される解像度と、デジタルビデオデータ信号が有する映像の解像度が所定の条件を満たした場合のみ、アナログビデオ信号が、制限を受けることなく外部の映像機器に出力される。したがって、ビデオエンコード装置が搭載される機器を使用するユーザなどが、ビデオエンコード装置を制御するためのコマンドを解析して不正に高解像度のアナログビデオ信号を出力しようとしても、ビデオエンコード装置の内部において、比較される2つの解像度が一致しない限り、アナログビデオ信号を高解像度で出力することはできない。その結果、高解像度のアナログビデオ信号が、何らの制限を受けることなく外部に出力されるのを防止することができる。
解像度判定部は、デジタルビデオデータ信号が有する映像の解像度を検出する解像度検出部と、解像度検出部において検出された解像度と、外部から設定される解像度が、外部から設定される解像度に応じて定まる条件を満たすかを判定する条件判定部と、を含み、条件判定部の出力信号にもとづき、出力制御部によるアナログビデオ信号の出力状態を制御してもよい。
外部から設定される解像度は、ハイビジョン解像度より低い解像度であってもよい。この場合、ハイビジョン解像度のアナログビデオ信号の出力を制限することができる。
出力制御部は、さらに、外部から入力される制御信号に応じてアナログビデオ信号の出力を制限してもよい。出力制御部は、制御信号と、解像度判定部の比較結果を示す信号との論理演算を実行する論理回路を含み、当該論理回路の出力信号に応じて、アナログビデオ信号の出力を制限してもよい。この場合、制御信号によるアナログビデオ信号の制限と、解像度比較による制限を2重にかけることができるため、堅牢性を高めることができる。
出力制御部における出力状態の制限は、アナログビデオ信号の出力の停止であってもよい。出力制御部は、エンコード処理部の後段に設けられたスイッチを含み、当該スイッチのオンオフに応じて、アナログビデオ信号の出力を停止してもよい。また、出力制御部は、出力を停止するとき、エンコード処理部によるデジタルアナログ変換処理を停止してもよい。出力制御部における出力状態の制限は、アナログビデオ信号の解像度を低下させることであってもよい。
上記ビデオエンコード装置は、1つの半導体基板上に、一体集積化された機能回路として構成されてもよい。この場合、各回路ブロック、機能ブロック間で信号を取り出すことが困難となるため、より堅牢性を高めることができる。
本発明の別の態様は、電子機器である。この電子機器は、上述のいずれかの態様のビデオエンコード装置と、ビデオエンコード装置と並列に設けられ、ビデオエンコード装置に入力されるデジタルビデオデータ信号を、所定のデジタルフォーマットで、外部に接続される映像機器に出力するデジタルビデオ出力部と、を備える。
本発明のさらに別の態様は、ビデオエンコード方法である。この方法は、デジタルのビデオデータ信号を受け、外部に接続される映像表示装置に出力すべきアナログビデオ信号に変換する変換ステップと、デジタルビデオデータ信号が有する映像の解像度が、外部から設定される解像度に関する条件を満たすか否かを判定する判定ステップと、判定ステップにおいて、条件を満たさないとき、映像機器に対するアナログビデオ信号の出力を制限する制限ステップと、を備える。
なお、以上の構成要素の任意の組合せ、本発明の表現を、方法、装置、システム、などの間で変換したものもまた、本発明の態様として有効である。
以下、本発明の実施の形態に係るビデオエンコード装置の詳細について、図面を参照しつつ説明する。図1は、実施の形態に係るビデオエンコード装置100を備える電子機器200の構成を示すブロック図である。電子機器200は、たとえば、パーソナルコンピュータやDVDプレイヤ、ゲーム機器などの映像データを生成、出力するものである。本実施の形態において、電子機器200はゲーム機器である。このゲーム機器200は、ゲーム機器として動作するとともに、映像を再生する機能を有する。
電子機器200は、ビデオエンコード装置100、CPU110、グラフィックプロセッサ120、DVD装置130、デジタルビデオ出力部140を備える。各ブロックはバス150を介して接続される。この電子機器200は、外部に接続される映像機器(図示せず)に対して、デジタルの映像データあるいはアナログの映像データを出力可能に構成される。なお、以降の図において、様々な処理を行う機能ブロック、回路ブロックとして記載される各要素は、ハードウェア的には、CPU、メモリ、その他のLSIで構成することができ、ソフトウェア的には、メモリにロードされた予約管理機能のあるプログラムなどによって実現される。したがって、これらの機能ブロックがハードウェアのみ、ソフトウェアのみ、またはそれらの組合せによっていろいろな形で実現できることは当業者には理解されるところであり、いずれかに限定されるものではない。
DVD装置130は、たとえば、HD解像度の映像信号を再生可能な次世代のDVD装置である。このDVD装置130は、挿入されたディスクから、ゲーム機器200において実行すべきゲームプログラムを読み出し、あるいは映画や音楽が記録されたディスクから映像データを再生するために使用される。ゲーム機器200は、DVD装置130に替えて、あるいはそれに加えて、データを記録、再生可能なハードディスク装置を備えてもよい。
CPU110は、電子機器200全体を統合的に制御する演算処理装置である。このCPU110は、DVD装置130に挿入されたディスクに記録されたゲームプログラムを図示しないメモリに読み出し、プログラムを実行する。また、CPU110は、DVD装置130に挿入されたディスクに映画などの映像コンテンツが含まれる場合には、それを再生する。
グラフィックプロセッサ120は、映像(本明細書において、映像という場合には静止画や動画を含む)に関する演算処理を行うブロックである。このグラフィックプロセッサ120は、ゲームプログラムを実行した結果、生成された映像データや、DVD装置130により再生された映画などの映像データに対して、所定の処理を行い、パラレルのデジタルビデオデータ信号Ddigを垂直同期信号VSYNC、水平同期信号HSYNCとともに、出力する。
グラフィックプロセッサ120の出力信号は、ビデオエンコード装置100およびデジタルビデオ出力部140に出力される。ビデオエンコード装置100は、RGBコンポーネント端子や、S端子、コンポジット端子などのアナログ入力端子を備える映像機器に対してアナログの映像データを出力するための機能ブロックである。一方、デジタルビデオ出力部140は、ビデオエンコード装置100と並列に設けられ、デジタル信号のインターフェースを備える映像機器に接続される。デジタルビデオ出力部140は、デジタルビデオデータ信号Ddigを、所定のデジタルフォーマットで、外部に接続される映像機器に出力する。このデジタルビデオ出力部140は、本実施の形態において、HDMI規格に適合したインターフェースユニットである。デジタルビデオ出力部140は、HDMIの他、DVI(Digital Video Interface)規格に適合したユニットであってもよい。
次に、ビデオエンコード装置100の構成について詳細に説明する。図2は、実施の形態に係るビデオエンコード装置100の構成を示すブロック図である。このビデオエンコード装置100は、グラフィックプロセッサ120によりデジタルフォーマットで生成されるデジタルビデオデータ信号Ddigを、アナログビデオ信号Dalgに変換し、映像機器に出力する。
ビデオエンコード装置100には、デジタルビデオデータ信号Ddigおよび垂直同期信号VSYNC、水平同期信号HSYNCが入力される。ビデオエンコード装置100は、エンコード処理部10、解像度判定部20、出力制御部30を含み、ひとつの半導体基板上に一体集積化して、機能回路として構成することが望ましい。
エンコード処理部10は、デジタルビデオデータ信号Ddigに対してエンコード処理を実行し、アナログデジタル変換して、アナログビデオ信号Dalgを出力する。
出力制御部30は、外部に接続される映像機器に対するアナログビデオ信号Dalgの出力状態を制御する。出力制御部30については後述する。
解像度判定部20は、デジタルビデオデータ信号Ddigが有する映像の解像度(以下、第1解像度DF1ともいう)を、外部から設定される映像の解像度(以下、第2解像度DF2ともいう)に応じて定まる条件を満たすか否かを判定する。本実施の形態において、解像度判定部20は、デジタルビデオデータ信号Ddigが有する映像の解像度(以下、第1解像度DF1ともいう)が、外部から設定される映像の解像度(以下、第2解像度DF2ともいう)と一致するかを判定する。解像度判定部20は、図2に示すように、解像度検出部22、外部制御部24、解像度設定部26、条件判定部28を含んで構成することができる。
解像度検出部22は、デジタルビデオデータ信号Ddigが有する映像の解像度DF1を検出するブロックである。解像度の検出方法はさまざまな方法が存在する。たとえば、解像度検出部22は第1、第2カウンタを含んでもよい。この場合、第1カウンタにおいて、水平同期信号HSYNCの間隔を所定のクロック信号を用いてカウントし、第2カウンタにおいて、垂直同期信号VSYNCの間隔を水平同期信号HSYNCを用いてカウントすればよい。その結果、ビデオエンコード装置100に入力されるデジタルビデオデータ信号Ddigの縦、横の解像度DF1を判定することができる。もっとも、解像度DF1の検出方法はこれに限定されるものではなく、他の手法を用いてもよい。
外部制御部24は、ビデオエンコード装置100の外部に設けられたCPU110から出力される制御信号CMDにもとづいて、ビデオエンコード装置100を制御する。たとえば、CPU110と外部制御部24の間はIC(I Square C)バスを用いて通信を行ってもよい。
CPU110は、電子機器200全体を統合的に制御しているため、ビデオエンコード装置100に入力されているデジタルビデオデータ信号のコンテンツや解像度を認識しており、これらの情報にもとづき、I2Cバスを介してビデオエンコード装置100を制御する。
ビデオエンコード装置100の外部制御部24に入力される制御信号CMDは、ビデオエンコード装置100を制御するためのさまざまな設定値や命令が含まれ、出力制御部30を制御するための信号や、第2解像度DF2を設定する信号が含まれる。外部制御部24は、制御信号CMDを解析し、出力制御部30を制御するための信号S1を、出力制御部30に出力する。また、外部制御部24は、制御信号CMDから第2解像度DF2を示すデータS2を抽出し、解像度設定部26に出力する。
解像度設定部26は、外部制御部24から出力された解像度を示すデータS2にもとづき、第2解像度DF2を設定する。制御信号CMDによって外部から設定された第2解像度DF2は、条件判定部28に出力される。
条件判定部28は、解像度検出部22から出力される第1解像度DF1と、解像度設定部26から出力される第2解像度DF2を比較する。条件判定部28は、2つの解像度の一致、不一致を示す判定信号S3を出力する。この判定信号S3は、出力制御部30へと出力される。
出力制御部30は、解像度判定部20における比較結果(S3)を参照し、外部から設定される解像度DF2がデジタルビデオデータ信号Ddigが有する映像の解像度DF1と一致したときアナログビデオ信号Dalgを出力する。一方、出力制御部30は、解像度が一致しないとき、アナログビデオ信号Dalgの出力を制限する。
出力制御部30は、スイッチSWおよび論理回路32を含んで構成されてもよい。エンコード処理部10から出力されるアナログビデオ信号Dalgは、スイッチSWがオンのとき、外部の映像機器に対して出力される。スイッチSWがオフのとき、アナログビデオ信号Dalgの出力は停止する。
論理回路32は、外部制御部24の出力信号S1および条件判定部28の出力信号S3が入力され、2つの信号にもとづき、スイッチSWのオンオフを制御する。論理回路32は、条件判定部28における判定の結果、2つの解像度が一致し、かつ信号S1により出力が許可された場合に、スイッチSWをオンする。逆に、2つの解像度が不一致の場合、または、信号S1がアナログビデオ信号の出力を許可しない場合には、スイッチSWをオフする。
本実施の形態に係るビデオエンコード装置100によれば、たとえば、ハイビジョン解像度のアナログビデオ信号を出力したくない場合には、第2解像度DF2をハイビジョン解像度よりも低い解像度に設定すればよい。この場合、デジタルビデオデータ信号Ddigが有する映像の解像度DF1がハイビジョン解像度の場合、第2解像度DF2と一致しないため、ハイビジョンのアナログビデオ信号Dalgの出力を停止することができる。
また、外部から入力される制御信号CMDが解析されて、信号S1が書き換えられた場合でも、第1解像度DF1と第2解像度DF2が一致しない限り、アナログビデオ信号Dalgの出力は許可されないため、堅牢性を高めることができる。
また、ビデオエンコード装置100が機能LSIとして構成されることにより、各回路ブロック、機能ブロック間から信号を取り出すことが困難となるため、より堅牢性を高めることができる。
この実施の形態において、出力制御部30は、スイッチSWをオフし、アナログビデオ信号Dalgの出力を停止するとともに、エンコード処理部10によるデジタルアナログ変換処理を停止するのが好ましい。この場合、アナログビデオ信号自体が生成されなくなるため、データをより安全に保護することができる。
以上、本発明について、実施の形態をもとに説明した。この実施の形態は例示であり、それらの各構成要素や各処理プロセスの組合せにいろいろな変形例が可能なこと、またそうした変形例も本発明の範囲にあることは当業者に理解されるところである。
上述の実施の形態では、出力制御部30における出力状態の制限が、アナログビデオ信号Dalgの出力の停止である場合について説明したが、本発明はこれには限定されない。出力制御部30における出力状態の制限の変形例として、アナログビデオ信号の解像度を低下させてもよい。このために、ビデオエンコード装置100自体がダウンコンバータを備えていてもよいし、あるいはグラフィックプロセッサ120が解像度を制御する機能を有する場合には、グラフィックプロセッサ120に解像度の低下を指示してもよい。また、出力状態の制限としては、ビデオエンコード装置100に入力されるデジタルビデオデータ信号と全く無関係の映像を出力してもよい。
実施の形態において、解像度判定部20は、デジタルビデオデータ信号Ddigが有する映像の解像度が、外部から設定される映像の解像度と一致するかを判定したが、解像度判定部20において設定される条件にはさまざま変形例が考えられる。たとえは、外部から設定される映像の解像度は複数であってもよい。また、解像度判定部20は、デジタルビデオデータ信号Ddigが有する映像の解像度が、外部から設定される映像の解像度に応じて定まる解像度の範囲に含まれるかを判定してもよい。
実施の形態では、ビデオエンコード装置100がひとつのLSIとして構成される場合について説明したが、ビデオエンコード装置100は、グラフィックプロセッサ120と一体に集積化されてもよい。
実施の形態に係るビデオエンコード装置を備える電子機器の全体構成を示すブロック図である。 実施の形態に係るビデオエンコード装置の構成を示すブロック図である。
符号の説明
10 エンコード処理部、 20 解像度判定部、 22 解像度検出部、 24 外部制御部、 26 解像度設定部、 28 条件判定部、 30 出力制御部、 32 論理回路、 100 ビデオエンコード装置、 110 CPU、 120 グラフィックプロセッサ、 130 DVD装置、 140 デジタルビデオ出力部、 200 電子機器。

Claims (10)

  1. デジタルビデオデータ信号と制御信号を受け、前記デジタルビデオデータ信号をアナログビデオ信号に変換して、外部に接続される映像機器に出力するビデオエンコード装置であって、
    前記デジタルビデオデータ信号を前記アナログビデオ信号に変換するエンコード処理部と、
    前記制御信号に含まれる解像度を示す第1データを受け、前記デジタルビデオデータ信号が有する映像の解像度が、前記第1データが示す前記解像度と一致するか否かを判定する解像度判定部と、
    前記映像機器に対する前記アナログビデオ信号の出力状態を制御する出力制御部と、
    を備え、
    前記出力制御部は、前記解像度判定部における判定結果を参照し、前記デジタルビデオデータ信号が有する映像の解像度が、前記第1データが示す前記解像度と一致したとき前記映像機器に対する前記アナログビデオ信号の出力を許可し、一致しないとき前記アナログビデオ信号の出力を制限することを特徴とするビデオエンコード装置。
  2. 前記解像度判定部は、
    前記デジタルビデオデータ信号が有する映像の解像度を検出する解像度検出部と、
    前記解像度検出部において検出された解像度が、前記第1データが示す解像度と一致する否かを判定する条件判定部と、
    を含み、前記条件判定部の出力信号にもとづき、前記出力制御部による前記アナログビデオ信号の出力状態を制御することを特徴とする請求項1に記載のビデオエンコード装置。
  3. 前記第1データが示す解像度は、ハイビジョン解像度より低い解像度であることを特徴とする請求項1または2に記載のビデオエンコード装置。
  4. 前記制御信号は、前記アナログビデオ信号の出力の許可、不許可を示す第2データをさらに含み、
    前記出力制御部は、前記第1データに加えて前記第2データに応じて前記アナログビデオ信号の出力を制限することを特徴とする請求項1から3のいずれかに記載のビデオエンコード装置。
  5. 前記出力制御部における前記出力状態の制限は、前記アナログビデオ信号の出力の停止であることを特徴とする請求項1から4のいずれかに記載のビデオエンコード装置。
  6. 前記出力制御部は、前記出力を停止するとき、前記エンコード処理部によるデジタルアナログ変換処理を停止することを特徴とする請求項5に記載のビデオエンコード装置。
  7. 前記出力制御部における前記出力状態の制限は、前記アナログビデオ信号の解像度を低下させることであることを特徴とする請求項1から4のいずれかに記載のビデオエンコード装置。
  8. 1つの半導体基板上に、一体集積化された機能回路として構成されたことを特徴とする請求項1から7のいずれかに記載のビデオエンコード装置。
  9. 請求項1から8のいずれかに記載のビデオエンコード装置と、
    前記ビデオエンコード装置と並列に設けられ、入力される前記デジタルビデオデータ信号を、所定のデジタルフォーマットで、外部に接続される映像機器に出力するデジタルビデオ出力部と、
    を備えることを特徴とする電子機器。
  10. デジタルビデオデータ信号を受け、映像機器に出力すべきアナログビデオ信号に変換する変換ステップと、
    前記デジタルビデオデータ信号が有する映像の解像度が、外部からの制御信号に含まれる制御用データが示す解像度と一致するか否かを判定する判定ステップと、
    前記判定ステップにおいて、前記デジタルビデオデータ信号が有する映像の解像度が、前記制御用データが示す前記解像度と一致したとき前記映像機器に対する前記アナログビデオ信号の出力を許可し、一致しないとき前記アナログビデオ信号の出力を制限する制限ステップと、
    を備えることを特徴とするビデオエンコード方法。
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