JP5011042B2 - 情報処理装置 - Google Patents

Description

著作権保護機能（セキュリティ強度）を備えたリムーバブルなコンテンツ格納メディアを利用する場合のコンテンツ再生方法及び情報処理装置に関する。

近年、デジタル放送では、著作権保護の観点から、「1度だけコピー可能」といった制限信号を付加してコンテンツを暗号化して提供している。そのため、対応レコーダでは、コンテンツを独自に暗号化してハードディスクに格納し、不正利用や人為的なミスによるコンテンツの流出を避けている。また、HDDに記録されているコンテンツをDVDやBlu-ray Diskなどに書き込む場合には、HDDに記録されているコンテンツを削除して(ムーブ機能)、「1度だけコピー可能」の決められたルールを守っている。

しかしながら、ハードディスクにコンテンツを格納する際に、独自に暗号化をしているため、リムーバブルなハードディスクを利用できない、あるいは利用できても、他の機器で利用することが出来ず、利用者にとって不便な面もあった。このような背景から、著作権保護機能を搭載したリムーバブルなハードディスク「Ｓｅｃｕｒｅ−ｉＶＤＲ」が登場している。Ｓｅｃｕｒｅ−ｉＶＤＲは、暗号化コンテンツデータとその復号鍵を含むＵｓａｇｅ Ｐａｓｓの独立管理機能、格納したＵｓａｇｅ Ｐａｓｓを不正なアクセスから保護する機能、PKIベースの双方向認証を備えたＵｓａｇｅ Ｐａｓｓ転送機能を備え、コンテンツの著作権保護機能を実現するものである。さらに、このコンテンツ著作保護機能を用いて、音楽コンテンツを対象とした音楽プレイヤ、ビデオコンテンツを対称としたビデオプレイヤにおける仕様が規定されている。ビデオプレイヤの場合、ビデオストリームを分割した連続する３０７２バイトの論理ブロックをＡｌｉｇｎｅｄ Ｕｎｉｔ（ＡＵ）と呼び、このAU単位で、暗号化を行う。また、連続する512個のＡＵを纏めた論理ブロックをＡｌｌｏｃａｉｔｏｎ Ｕｎｉｔ（ＡLＵ）と呼び、この単位が一つのＵｓａｇｅ Ｐａｓｓによって暗号化される最小単位となる。コンテンツのムーブ機能を実現する場合、コンテンツの重複が許されている時間は1分以下であることを考慮し、Ｓｅｃｕｒｅ−ｉＶＤＲでは、Ｕｓａｇｅ Ｐａｓｓを1分以下で変更する必要がある。（非特許文献１参照）。

Recording and Playback Device for iVDR - TV Recording specification（http://www.safia-lb.com/）

このような、Ｓｅｃｕｒｅ−ｉＶＤＲを利用したレコーダでは、再生する場合に、レコーダ本体とＳｅｃｕｒｅ−ｉＶＤＲ間で相互認証を行い、レコーダ本体とＳｅｃｕｒｅ−ｉＶＤＲ間のＵｓａｇｅ Ｐａｓｓ 転送プロトコルを用いて暗号通信路を確立し、Ｕｓａｇｅ Ｐａｓｓを安全に読み出し、別途読み出した暗号化コンテンツをＵｓａｇｅ Ｐａｓｓ内に格納されていてる暗号鍵で復号し、復号したデータをデコータに渡すことにより、通常再生を実現する。しかしながら、レコーダ本体及びＳｅｃｕｒｅ−ｉＶＤＲでは、組込み系のCPUを用いていることから、Ｕｓａｇｅ Ｐａｓｓを安全に読み出すためにかかる時間が大きい可能性があり、この場合、通常再生中にＵｓａｇｅ Ｐａｓｓの読み出しに間に合わず画面が乱れる可能性がある。また、マルチベンダでＳｅｃｕｒｅ−ｉＶＤＲが提供される場合、Ｕｓａｇｅ Ｐａｓｓを安全に読み出すために必要となる時間がベンダ対応に異なる可能性がある。早送りや巻き戻しといった特殊再生を実現する場合、その倍速に対応した早さで、Ｕｓａｇｅ Ｐａｓｓ及びコンテンツを読み出す必要がある。地デジ対応のコンテンツは、MPEG2 TSと呼ばれる画像フォーマットで提供されており、特殊再生をする場合、少なくともIピクチャと呼ばれる特徴的なデータを1分間に複数(n)個表示し、さらに表示するフレームをある時間おきに抜粋（X倍速であれば、1分後にX分後のＩピクチャを表示するように、x分の間にあるｙ個のデータを、y/n毎にフレームを選択）する必要がある。これを、1分未満で変わるＵｓａｇｅ Ｐａｓｓの読み出しと並行して行う必要があり、Ｕｓａｇｅ Ｐａｓｓを読み出すためにかかる時間が大きい場合、特殊再生を実現することは困難である。

この問題を解決するために、Ｕｓａｇｅ Ｐａｓｓの情報を先読みするという方法がある。しかし、この場合でもＵｓａｇｅ Ｐａｓｓの取得に要する時間によっては早送り・巻き戻しの速度が大きくなればなるほど、先読みを行なう時間がなくなってしまい、結果として映像を滑らかな変化させる早送り・巻き戻し処理に対応できないという問題があった。

Ｓｅｃｕｒｅ−ｉＶＤＲを用いたレコーダでは、鍵情報に相当するＵｓａｇｅ Ｐａｓｓを安全に読み出すための処理は、Ｓｅｃｕｒｅ−ｉＶＤＲに内蔵されているCPUで実行することから、Ｕｓａｇｅ Ｐａｓｓの取得に時間を要し、コンテンツ表示に間に合うように復号できず、再生映像が止まったりすることになる。例えばその取得時間が1秒程度であれば、通常再生は問題ないが、復号に必要な鍵情報はコンテンツに対して一つではなく、ある間隔で変更されるため、特殊再生の場合、選択したIピクチャが格納されているコンテンツの位置に応じたＵｓａｇｅ Ｐａｓｓを取得して、復号する必要がある。 このため、コンテンツ取得時に再生したコンテンツに対応したＵｓａｇｅ Ｐａｓｓを取得すると、コンテンツ表示に間に合わず、滑らかな再生または早送り・巻き戻しなどの特殊再生ができないという問題が生じる。

また、Ｓｅｃｕｒｅ−ｉＶＤＲ以外の装置でも、認証や暗復号処理に時間を要するものは同様の問題を抱えている。

上記課題を解決すべく、処理するコンテンツ情報とその情報に対応する鍵情報を一組みにしてメモリなどの一時格納領域に保存する。この領域に保存されている情報を使い、再生速度に応じて復号し、復号された表示データをデコーダやディスプレイに供給することにより特殊再生を実現する。

また、鍵情報取得時間はシステムの動作負荷によって変化する場合がある。この変化を吸収するために、表示されている映像と次に表示すべき映像の時間を比較して処理間隔を調整する、コンテンツ情報を余分に読み出しておいて鍵情報と共に一時格納領域に保存するという処理を行う。これらの処理により、ユーザから見て、滑らかなに特殊再生が行われているように見える。

本発明により、ある間隔で鍵情報が変更されるような暗号コンテンツの再生時及び早送り／巻き戻しのような特殊再生において滑らかに再生及び特殊再生を行なうことを可能とする。

以下、図面を用いて本発明の実施例を説明する。なお、本発明が本実施例に限定されるものではない。

図１は本発明を実現するための1実施例における著作権保護機能を備えたリムーバブルハードディスク(Ｓｅｃｕｒｅ−ｉＶＤＲ)に対応したレコーダのハードウェア構成及びソフトウェア構成図である。レコーダはテレビに内蔵されても良いし、PCやDVDレコーダに内蔵されても良いことから、本実施例では、Ｓｅｃｕｒｅ−ｉＶＤＲに対応したレコーダを以下、情報処理装置として記載する。また、コンテンツを記録、保存するリムーバブルハードディスク（Ｓｅｃｕｒｅ−ｉＶＤＲ）や通常のハードディスクを情報記録装置として記載する。

情報処理装置１００はソフトウェアとして暗号化コンテンツを読み出すコンテンツデータ取得処理部５１０とコンテンツを復号化する復号処理部５５０、鍵情報を取得して一時保存、利用するための鍵情報取得部５４０、高セキュリティを保つために情報処理装置１００と情報記録装置３００、３１０の間で認証を行なうための認証処理部５３０、ユーザからの要求を受け付ける再生操作部５００と実際にデコーダなどの出力装置１４０にコンテンツデータを出力するコンテンツ出力処理部５２０、コンテンツデータと対応する鍵情報を一時的に保存するための一時格納領域５６０を備える。なお、各ソフトウェアをＣＰＵ１３０で実行することにより、各処理を実現するが、各処理を行う処理部として集積回路化するなどしてハードウェアで実現することもできる。

また、情報処理装置１００は、ハードウェアとしては、ソフトウェアの処理を行うＣＰＵ１３０のほか、録画用情報を取得するためのチューナ１２０、取得・記録したデータを映像・音声として出力するためのデコーダ１４０、デコーダにより出力される情報を実際に表現するためのスピーカやＴＶのパネル部分に相当する表示部１５０の他、情報記録装置であるＨＤＤなどを接続するための記録装置接続部１６０、暗号・復号処理を補佐するための暗号処理部１７０、ユーザからの操作を受け付けるためのリモコン受信部１８０などから構成される。なお、表示部１５０は、情報処理装置１００とは別個の構成となっていても良い。

また、情報記録装置３００及び３１０の構成は大きく制御部とデータ格納部、耐タンパ領域の３つに分けることができる。制御部は情報記録装置３００及び３１０を制御する部分であり、データのやりとりを行なう通信部６１０とＳｅｃｕｒｅ−ｉＶＤＲのような高セキュリティレベルを実現するものでは認証処理部６００を備える。記録する情報はデータ格納部に保存され、暗号化されたコンテンツデータ７００やそのコンテンツに関連する情報を収めたコンテンツ説明情報７２０、コンテンツと時間の対応を表現するコンテンツ⇔時間情報７３０の他、コンテンツを復号するために必要な鍵情報を取得する際に用いられるコンテンツ⇔鍵情報７１０が存在する。なお、鍵情報８００も情報記録装置３００、３１０内に格納されるが、鍵情報は重要かつ容易に取得・変更されてはいけない情報であるため耐タンパ領域に格納される。通常のＨＤＤのような耐タンパ領域を備えない場合でも、コピーフリーなどの暗号化の必要ないコンテンツや独自に暗号化を行なうコンテンツであれば、鍵情報などを意識せず、データ格納領域に保存して利用することが可能である。
ここで、例えばＳｅｃｕｒｅ−ｉＶＤＲの場合、鍵情報を含むＵｓａｇｅ Ｐａｓｓは情報記録装置の中に備えた耐タンパ領域に格納しており、図１の鍵情報８００に相当する。また、耐タンパ領域には簡単にはアクセスできないよう、この領域にアクセスして鍵情報を取り出すためには情報処理装置１００と情報記録装置３００または３１０間での認証が必須であり、セキュアな通信路を確保した上でやり取りが行なわれる。この仕組みよって格納されるコンテンツの安全性を高めている。

また、情報処理装置１００と情報記録装置３００間で利用される通信部は、Ｓｅｃｕｒｅ−ｉＶＤＲのようなＨＤＤではATAインタフェースやＳＣＳＩインタフェースが一般的に利用されているが、特に限定するものではなく、今後は赤外線通信や、有線／無線ＬＡＮやＢｌｕｅｔｏｏｔｈＴＭなどのネットワークの利用も考えられる。

コンテンツの再生処理は、コンテンツが暗号化されていなければ情報記録装置３００または３１０から読み出し、デコーダ１４０を経由して表示部１５０にコンテンツデータを送ることで実現される。暗号化されて格納されているコンテンツの場合、そのコンテンツ及びコンテンツの位置に対応した鍵情報を取得し、その鍵を用いてコンテンツを復号しながら出力装置に復号済みコンテンツデータを送信することで実現される。

Ｓｅｃｕｒｅ−ｉＶＤＲで利用されているＴＶ録画仕様では、最長でも１分でＵｓａｇｅ Ｐａｓｓを変更しなくてはならないと規定されている。その他、放送されているコンテンツのコピー情報が変更された場合もＵｓａｇｅ Ｐａｓｓを変更しなければならない。

従って、コンテンツ及びその再生位置に対応した特定の鍵情報を読み出して、その鍵情報を用いてコンテンツを復号する必要がある。つまり、Ｓｅｃｕｒｅ−ｉＶＤＲでは鍵情報であるＵｓａｇｅ Ｐａｓｓが複数のALU毎に変更されることが定められている。この複数のALUは、1分未満の再生映像分のコンテンツであり、１ＡＬＵは１．５MBと定義されている。また、Ｕｓａｇｅ ＰａｓｓをＳｅｃｕｒｅ−ｉＶＤＲから読み出すためには、情報処理装置と情報記録装置間で、Ｕｓａｇｅ Ｐａｓｓを暗号化してやり取りする。しかしながら、情報記録装置及び情報処理装置に搭載されている組込みCPUを用いた場合、情報記録装置での暗号処理、情報処理装置での復号処理に時間がかかり、コンテンツに対応する鍵情報を必要時に取得していては実際の再生処理動作が間に合わない場合がある。

特に、通常再生時ではデコーダ１４０内部のバッファや、メモリ１１０上に別途バッファを用意することにより、鍵情報取得に要する時間が長くても再生処理動作を問題なく行なうことができる場合があるが、早送り・巻き戻しなどの特殊再生においては、これらのバッファを利用すると映像を表示するタイミングを調整することができず、特殊再生が実現できないことがあり、用意しているバッファが意味をなさない場合がある。この状態ではバッファにデータを貯め込まないでデータをデコーダ１４０などに提供することが必要だが、鍵情報８００の取得に時間がかかると特殊再生を実現するタイミングでデータを提供できず、特殊再生処理が破綻してしまう。

さらに映像コンテンツにおける「ある時間間隔」に相当するコンテンツ容量は、再生時間長期的にみると一定であるが、コンテンツを構成する映像データは、MPEGなど現在主流の動画形式の場合、「Iピクチャ」「Pピクチャ」「Bピクチャ」の3種類のデータで構成される。Iピクチャのサイズは、PピクチャやBピクチャと比べて突出して大きい。したがって、Iピクチャ再生時には読み出すコンテンツ容量が跳ね上がる。このため、Ｓｅｃｕｒｅ−ｉＶＤＲでは、一つのＵｓａｇｅ Ｐａｓｓで暗号化されているＡＬＵの個数は特定できない。

これらの制約を考慮し、復号処理またはデコーダ１４０にデータを提供する直前でバッファとして用意している一時格納領域５６０にデータを貯め込み、貯め込んだデータを、特殊再生を実現できるタイミングで処理することにより、鍵情報８００の取得に時間がかかる問題を回避する。

以下、Ｓｅｃｕｒｅ−ｉＶＤＲを用いた場合で、早送り・巻き戻しなどの特殊再生の場合におけるＵｓａｇｅ Ｐａｓｓとコンテンツデータをペアにしてバッファに貯め込む処理を説明する。しかしながら、著作権保護を備えた情報記録装置として、一つのコンテンツにおいて、鍵情報が複数変更される場合には、本実施例の貯め込み処理が適用可能である。その他、鍵取得に時間がかかる以外に復号処理に時間がかかる場合（ハードウェアの支援がない場合など）でも本処理が適用可能である。

再生処理をＵＭＬのアクティビティ図で示したものが図２であり、模式的に表したものが図３である。

まず、利用者がリモコンやGUI操作により再生指示部に対して再生したいコンテンツの指定及び再生開始を指示する（ステップＳ１０００）。この指示を受けた再生操作部５００は再生開始であればコンテンツデータ取得部５１０に再生対象コンテンツとその再生位置情報を、速度変更やジャンプ指示であればその速度や位置情報を再生対象コンテンツの情報と共に通知し、コンテンツデータ７００からデータを取得する動作を開始する（ステップＳ１１００）。コンテンツデータの名前と読み出す位置または速度を受け取ったコンテンツデータ取得部５１０は、実際にファイルのオフセット計算を行なうなどしてコンテンツデータ７００から指定された位置・サイズのコンテンツデータ１０００を読み出す（ステップＳ１２００）。しかし、読み出したコンテンツデータは録画時に暗号化されて格納されているため、その暗号を解くためのコンテンツデータに対応した鍵情報を鍵情報取得部５４０に対し、要求する（ステップＳ１３００）。

鍵情報取得部５４０はその内部の処理で、要求に対応する鍵情報を読み出して鍵情報１１００を返す。Ｕｓａｇｅ Ｐａｓｓは通常複数のＡＬＵで変更されるが、一定期間は同じＵｓａｇｅ Ｐａｓｓを利用できるため、鍵情報要求のたびに時間のかかる鍵情報取得処理を行うことないよう、鍵情報取得部５４０内部に一時保存しておく。図３に示すように、読み出したコンテンツデータ１０００とそれに対応した鍵情報１１００を対応付けたデータ２０００、２０１０、…として鍵情報取得に要する時間を回避できる量を一時格納領域５６０に保存すると共に、復号処理の開始を通知する（ステップＳ１４００）。

以降、早送り・巻き戻しなどの特殊再生を実現する時間間隔で一時格納領域５６０に保存したデータ２０００、２０１０、…を取り出し、取得した鍵情報１１００を用いて復号処理部５５０においてコンテンツデータ１０００を複合化し（ステップＳ１５００）、コンテンツ出力処理部５２０によりデコーダ１４０介して表示部１５０である表示パネルなどに送られる。これの一連の処理により、コンテンツの視聴が可能になる（ステップＳ１６００）。

以上に示した処理を、コンテンツデータ７００の最後に到達するまで、または新たなユーザ要求が発生するまで、上記の処理を繰り返す。一時格納領域５６０に鍵情報とコンテンツデータを関連付けて保存し、早送り・巻き戻しを実現するタイミングで関連付けた情報を一時格納領域５６０から取得して復号処理部５５０で処理してデータを生成することで、鍵情報８００から対応する鍵情報の取得に少々時間がかかっても問題なくコンテンツの特殊再生を行なうことができる。

早送り・巻き戻しは、等速以上の速度でコンテンツを閲覧する方法であり、通常再生（1倍速）でＴ(sec) かかるコンテンツをＳ倍で表示させようと思うと、Ｔ(sec)内で表示予定であったコンテンツの情報をＴ／Ｓ(sec) で表示すればよい。これを実現するためにデコーダ１４０に対しＴ(sec) 分のコンテンツデータを一度に渡した上で、Ｔ／Ｓ(sec) で表示するように指示できるようなものも存在する。しかしデコーダ１４０が上記のような仕組みを備えていたとしても「最大Ｆ(枚/sec)」といった処理の上限値が存在する。このため、Ｓ倍の値が大きくなるにつれて、一度に渡すコンテンツデータ量が莫大となり、デコーダ１４０が処理しきれない情報を受け取ることになり、処理が破綻してしまう。

これを避けるために、コンテンツデータ中に存在する「１画面全体の情報」をうまくピックアップしてやり、デコーダ１４０が破綻しない程度にデータを提供することで早送り・巻き戻しが実現できる。現在デジタル放送などで利用されているMPEGデータの場合、Ｉピクチャがこの情報に相当する。このＩピクチャデータをコンテンツ中からうまく取得し、適切なタイミングでデコーダ１４０に提供して画を出画すれば、見た目上早送りや巻き戻しが実現できる。これ仕組みを、図４を用いて説明する。

コンテンツ３０００をMPEGデータとする。このデータ中にはＩピクチャの情報がところどころに存在しており、これらをＩ１０、Ｉ２０、…、Ｉ１１０とする。ここで一例として、デコーダ１４０のハードウェア性能を５（枚/sec）とし、Ｉ１０の先頭からＩ１００の直前の位置まで通常再生を行なうとＴ(sec) かかるとする。この時、デコーダ１４０のハードウェア性能が５（枚/sec）であるため、Ｓ倍速で再生する場合、再生時間がＴ／Ｓ(sec) となるようＩ１０、Ｉ２０、…、Ｉ９０のうちの５枚を選択することになる。このため、Ｉ１０、Ｉ３０、Ｉ５０、Ｉ７０、Ｉ９０が選択されて利用される。また、それぞれのＩピクチャＩ１０、Ｉ３０、Ｉ５０、Ｉ７０、Ｉ９０をＴ／Ｓ(sec)で再生させるためにＴ_ｄ(sec) で再生させたとする。Ｔ_ｄは特殊再生時にユーザに違和感を持たせないように、基本的に等間隔である必要がある。図４の場合であればＴ_ｄ＝Ｔ／５Ｓ(sec) となる。

このため、１秒あたりのＩピクチャの数をＩ個、デコーダ１４０の最大性能をＦ（枚/sec）だとすると、以下の関係が成り立つ。

Ｔ(sec)のコンテンツをＳ倍速で再生させる場合、１秒間に表示するＩピクチャの表示枚数の最大値はＳ×Ｉ枚であるので、一枚辺りのＩピクチャの表示間隔をＴ_ｄとすると、
Ｓ×Ｉ＜Ｆの時、
Ｔ_ｄ＝１／ＳＩ （sec） （数１）
Ｓ×Ｉ≧Ｆの時、
Ｔ_ｄ＝１／Ｆ （sec） （数２）
このＴ_ｄは、Ｔ_ｄがとりうる最小の値であり、この間隔で動作させると画の変わる速度がＳ×Ｉ＜Ｆを満たす間は倍速速度に応じて変わっていき、ユーザからは速度に応じた倍速再生を行っているように見える。ただし、デコーダ１４０の性能によっては、１秒間に表示可能な枚数が多いためにユーザから見るとチカチカと見え、目障りに感じる場合もある。その場合は最大の性能を適当に設定し、Ｔ_ｄを決めてもよい。なお、今回の説明ではＴ(sec)のコンテンツをＳ倍速で再生させているため、Ｔ_ｄ≦Ｔ／Ｓが成り立たなければならないため、Ｔ_ｄの最大値はＴ／Ｓ（sec）である。

また、条件によっては表示可能枚数よりも多くのＩピクチャデータが対象となるため、表示可能な枚数までデータを間引く必要がある。このＩピクチャを間引く間隔をＴ_Ｓ(sec)とすると
Ｓ×Ｉ＜Ｆの時、
Ｔ_Ｓ＝Ｓ／ＳＩ＝１／Ｉ（sec） （数３）
[ もともとのＩピクチャ間隔と同じである＝ まびかない ]
Ｓ×Ｉ≧Ｆの時、
Ｔ_Ｓ＝Ｓ／Ｆ（sec） （数４）
となる。

このため、ある基準点からＴ_Ｓ間隔を空けた位置のＩピクチャの情報を取得すればよい。例えば、Ｔ＝１０、Ｆ＝５、Ｉ＝２、Ｓ＝２とすれば、Ｔ_ｄ＝１（sec）、Ｔ_Ｓ＝５００(ms)であり、Ｓ＝１０の時、Ｔ_ｄ＝２００(ms)、Ｔ_Ｓ＝２（sec） となる。つまり、倍速速度が上がるにつれて、
Ｔ_ｄの最小値は１／Ｆとなり、間引く間隔が大きくなる。この式を元に倍速を実現するためのＩピクチャを選択して、所定の速度再生を実現する。

Ｓｅｃｕｒｅ−ｉＶＤＲの場合、Ｕｓａｇｅ Ｐａｓｓを読み込む部分で時間がかかってしまうため、コンテンツデータをＨＤＤから読み出せないタイミングが発生する。従って、要求があった時点でＨＤＤよりコンテンツデータを取得するのでは、特殊再生を実現するための上記の式を満たすことができない。このため上述したように一時格納領域５６０に早送り・巻き戻しを実現するＩピクチャの情報とそれに対応した鍵情報を組みにして保存する。ここで、一時格納領域５６０に保持するコンテンツデータ１０００と鍵情報１１００を組としたデータ２０００をＵｓａｇｅ Ｐａｓｓの読み込みにかかる時間をまかなえる数だけ読み込んでおけばよい。この数をｎ とした場合、１つのＵｓａｇｅ Ｐａｓｓに対応する部分にて以下の式が成り立つ必要がある。なお、１つのＩピクチャデータ取得に擁する時間をＴｉとし、鍵情報取得１１００にかかる時間をＴｋ（sec）、鍵情報取得時の揺らぎをα（sec）とする。

このｎを満たす量の情報を一時格納領域５６０に貯め込むことで、鍵情報１１００を読み込むのに要する時間Ｔｋ＋α（sec）を吸収することができる。この関係を常に満たすようにＨＤＤからコンテンツデータ１０００及び鍵情報１１００を読み出すことで、最初に鍵情報１１００取得時に時間がかかる時を除いて鍵情報取得に左右されることなく、滑らかな早送り・巻き戻しが可能になる。なお、鍵情報取得時に発生する揺らぎ時間をα（sec）で表現した。これは、Ｓｅｃｕｒｅ−ｉＶＤＲにおいて、鍵情報１１００であるＵｓａｇｅ Ｐａｓｓ取得時に要する時間が概ね一定であるものの、情報処理装置１００において他の処理が行われている場合、鍵情報１１００の取得以外の処理を行なっている場合がある。この場合「概ね一定」であった時間より処理が遅れることがあり、それを考慮したものである。

また、１つのＵｓａｇｅ Ｐａｓｓでまかなえる範囲においてｎ個のデータを読み込むことができない場合や、計算式上、ｎ個が求まっても一時格納領域５６０を用意するメモリを圧迫する場合がある。この場合、Ｔ_ｄを増やせばｎの個数は相対的に小さくすることができる。つまり、1秒間に画面に表示する枚数を減らすことにより、Ｔ_ｄを増やし、ｎを小さくすることが可能である。具体的にどのような値にするかは、早送り・巻き戻しの速度、デコーダ１４０の制限値であるＦ（枚/sec）やメモリ量、ユーザにどう見せるかによって決まってくるが、（５）式を満たすように値を決めればＵｓａｇｅ Ｐａｓｓ取得時間に関わらず、自らで制限した範囲内では滑らかに映像を更新することができ、ユーザから見ると早送り・巻き戻し処理が問題なく行なわれているように見える。

しかし、実際には早送り・巻き戻しを開始する位置はＵｓａｇｅ Ｐａｓｓが対応する領域内に常にｎ個のＩピクチャデータを取得することが可能かどうかわからない。これの場合の処理を図５で説明する。

いま、コンテンツの再生位置が４０００で示される位置にいるとする。この状態から早送りを開始すると、以降には２つ分のＩピクチャデータしか存在しない。この範囲内の鍵情報１５００であるＵｓａｇｅ Ｐａｓｓは再生に利用されているはずなので、既に読み込み済みであるが、早送りを開始するとすぐに次の鍵情報１６００のＵｓａｇｅ Ｐａｓｓを読み込む必要がある。このとき、以下の式（６）が成立しなければ、鍵情報１６００取得処理のため、Ｉ８０、Ｉ９０の情報を表示したあとに、映像が少し止まってしまう現象が発生する。

つまり、式（５）の不等式をｎ＝２で満たすことができればあれば次の鍵情報１６００を読み込んでも映像が止まることなく、早送り処理を行うことができる。

そこで、式（５）を満たさないような位置から早送り・巻き戻しが開始された場合、鍵情報の範囲をコンテンツ⇔鍵情報７１０より判断し、指定された位置・速度・表示間隔において残りのＩピクチャデータの数がｎ以下となってしまう場合は、次の鍵情報に対応する範囲における先頭のＩピクチャデータからの処理を始める。図５の例では、早送りの開始位置を再生位置４０００ではなく、次の鍵情報１６００の先頭ＩピクチャデータのあるＩ１００の位置である５０００の位置に移し、その位置から早送り処理を開始する。このように処理開始位置をずらすことにより、式（５）を常に満たすように早送り処理を行うことができる。巻き戻し処理でも処理開始位置のずらす方向が逆になるだけであり、同様に処理することができる。

ただし、この場合、Ｉ８０、Ｉ９０を表示する２Ｔ_ｄ時間だけ最終的にずれてしまう。この２Ｔ_ｄという時間が人間にとって認知できないくらい短い時間であれば問題ないが、速度や１秒間あたりの表示枚数によっては、Ｔ_ｄが結構大きい値になってしまい、ユーザが予想しているよりも数秒早く、早送り・巻き戻しの処理が終わってしまう可能性がある。これを解消するために、Ｉピクチャの表示間隔であるＴ_ｄの時間に対し、ある時間量（例えば人間が認識できない時間分）を上限として各データの処理時間に対して補正をいれる。

具体的には、実際に表示されている画の時刻と次に処理するデータの表示すべき時刻の情報とを比較して表示間隔の調整を行うなどの処理を行う。この処理の流れを図６と図７を用いて説明する。図６は図２のステップＳ１５００を詳細に説明したものである。１回目の処理では、一時格納領域５６０に格納された最初のデータをすぐに取得（ステップＳ２０００）して複合処理を行い（ステップＳ２１００）、コンテンツ出力処理部５２０にデータを提供する（ステップＳ２２００）。２回目以降の処理では、早送り・巻き戻しを実現させるためにあらかじめ設定したＴ_ｄ(sec)の間隔で一時格納領域５６０からデータを取り出して処理を行う（ステップＳ２３００）。ひとつのＩピクチャを表示する表示間隔Ｔ_ｄ(sec)は早送り・巻き戻しの速度やコンテンツ中のＩピクチャの存在割合、デコーダ１４０の性能などによって変わる。

次に、表示時間間隔Ｔ_ｄを補正する仕組みを、図７を用いて説明する。まず複合処理部５５０は一時格納領域５６０に格納された一番古いデータ（＝一番最初に処理すべきデータ）を参照し、そのまま複合してコンテンツ出力処理部５２０に提供する。最終的に表示部１５０に画が表示されてユーザに見せる。２回目以降の処理では、一時格納領域５６０に格納されている一番古いデータ２０００を参照し、「表示すべき時刻」を取得する。続いて、デコーダ１４０から現在表示部、あるいはデコーダ１４０で処理中の画像データの中から、表示時間情報を取得して、次のデータを表示すべきタイミングを算出する。例えばＭＰＥＧ２ストリームであればＤＴＳやＰＴＳという表示時間に関連する情報が存在する。

ここで、「表示すべき時刻」は最初のデータであれば「０」であり、ただちに表示させることが望まれる。以降ｍ番目のデータは、表示間隔がＴ_ｄ(sec)なのであれば、先頭のデータから見て、(ｍ−１)×Ｔ_ｄ（sec）後の時刻に表示できればよく、Ｔ_ｄが決まった時点で各データの「表示すべき時刻」が決定できる。このｍ番目または「表示すべき時刻」、表示間隔の情報は復号処理部５５０内部で保持しておいてもよいが、図８のように一時格納領域５６０に蓄積するデータの一部として保持しておいてもよい。なお図８の場合、表示すべき時刻が表示時間情報６０００に、表示間隔 が処理時間情報７０００に対応している。

さらに詳細に考えると、以下の時間をかけてユーザに画という情報を提供する。
１．複合にかかる時間
２．デコーダ１４０にデータを渡す時間
３．デコーダ１４０がデータを処理して画を生成する時間
４．表示部１５０がデコーダから画の情報を受け取り、処理する時間
５．複合処理以降で処理待ちの個数×Ｔ_ｄ
通常、１〜５の数値はおおむね固定値と考えられ、本実施例のようにＩピクチャデータをタイミングよく提供する場合は、５の複合処理以降での処理待ちデータはまず存在しないため、１〜４の数値とデコーダ１４０から取得する「現在再生時刻」により、動作間隔を決定できる。ここで、「次のデータの表示すべき時間」をＴ_next、「表示されているデータの時間（１番目のデータからの相対値）」をＴ_disp、上記１〜５に要する時間をＴ_etcとすると、表示間隔がＴ_ｄなので、Ｔ_next−Ｔ_dispとＴ_ｄ＋Ｔ_etcの大小関係により、調整すべき時間量が以下のように決定できる。
(1) Ｔ_next−Ｔ_disp＜Ｔ_ｄ＋Ｔ_etcの時、信号処理部５２０の処理間隔はＴ_next−Ｔ_disp−Ｔ_etc (sec)とすればよい（処理間隔をＴ_ｄより小さくする）
(2) Ｔ_next−Ｔ_disp＝Ｔ_ｄ＋Ｔ_etcの時、信号処理部５２０の処理間隔はＴ_ｄ（sec）のままであり、処理に遅れがない状態である
(3) Ｔ_next−Ｔ_disp＞Ｔ_ｄ＋Ｔ_etcの時、信号処理部５２０の処理間隔はＴ_next−Ｔ_disp−Ｔ_etc (sec)とすればよい（処理間隔をＴ_ｄより大きくする）
ただし、上記から求められる時間間隔がユーザが認識できるほど大きい時間であれば、早送り・巻き戻し処理で映像が表示される度に「映像が詰まっている」「表示間隔が一定でない」という印象を与えてしまう。このため、ユーザに気づかれない範囲で調整する必要がある。仮にＴ_ｄ＝５００ｍｓとし、範囲を±１００ｍｓだとすれば、処理間隔は３００ｍｓ〜６００ｍｓの間ということになる。したがって、この例では最大２００ｍｓ分の時間の幅が存在する。この幅をユーザが認知できない（または認知しにくいレベル）にすることで、ユーザには気づかれず表示間隔を変えて滑らかに処理しているように見せることができる。また、Ｔ_next−Ｔ_disp＜Ｔ_ｄ＋Ｔ_etcが頻繁に成り立つ状態であれば、式（５）を満たす表示処理間隔のＴ_ｄよりも小さい時間間隔で複合処理部５５０が動作する必要がある。つまり、複合処理などの結果、「処理が間に合っていない状態」である。ユーザに映像の表示間隔を意識させないために処理間隔の調整量も限られるため、この状態が頻繁に続けば「表示の遅れ」が蓄積されてしまう。結果、蓄積された遅れが最後まで残るため、厳密な倍速が実現できない。この問題を避けるため、一時保存領域５６０に蓄えたデータを取り出して処理せずに捨てるための判定を設ければよい。例えば、Ｔ_next−Ｔ_disp−Ｔ_etc（sec）がＴ_ｄ×１／２を下回る場合は一時保存領域５６０の先頭のデータを捨てる、と判断できるような閾値を設けて処理を行う。データを捨てた後は次のデータを参照して処理時間間隔を決定する。以降のデータは、それまでの処理と同様に行えばよい。このように１つデータを捨てることで論理的にはＴ_ｄ（sec）分の時間を稼ぐことができる（＝余裕を持てるようになる）ため、「表示の遅れ」を蓄積せずに処理でき、おおむね厳密な倍速再生が可能になる。

なお、今回はデコーダ１４０から再生している画像の時間情報を取得した例で説明したが、コンテンツ出力処理部５２０にてコンテンツデータを精査して表示すべき時間情報を取得してもよいし、処理対象が時間情報の付加された情報（Ｔｉｍｅ Ｓｔａｍｐｅｄ ＴＳなど）である場合は、その時間情報を利用してもよい。最初に処理するデータの時刻情報を基準点として保持しておけば、以降「表示すべき時刻」は基準点からの相対値をとればよい。

また、編集したコンテンツや受信不具合発生時に記録したコンテンツでは、途中でＴ_ｄ以上に大きく「表示すべき時刻」がずれる場合がある。その場合は、ずれを見つけた時点までに処理した時間や「個数×表示間隔」を記録しておき、その大きくずれた時刻を新たな基準点とするために、元々の基準点から記録しておいた時間情報を足し合わせる。こうして取得する時間情報が不連続な場合にも対応することができる。

このように表示間隔を調整することで、ユーザは画の表示間隔が変化していることを体感することなく、指定された倍速で早送り・巻き戻しを実現できる。しかし、式（５）にも表現されているように、鍵情報８００を取得する場合概ね一定時間で取り出すことができるものの、取得時間のゆらぎが存在する。このため、あるＵｓａｇｅ Ｐａｓｓ対応領域内のＩピクチャデータが全て処理されたにも関わらず、次のＵｓａｇｅ Ｐａｓｓ取得処理に予定外の時間がかかってしまう場合がある。この時、一時格納領域５６０にはデータが存在しておらず、Ｉピクチャデータそのものは取得が完了していても、それらに対応する鍵情報８００が取得できていないため、復号処理を行うことができない。この時、画面上では最後に処理された映像が映し出されており、鍵情報８００を読み込んで復号して表示されるまでの間、映像が止まった状態になる。従って、ユーザからは滑らかに早送り・巻き戻し処理をしているようには見えなくなってしまう。

この問題に対応するため、表示枚数の制限から間引く予定であったＩピクチャデータを余分に読み込んでおき、一時格納領域５６０に蓄えられているデータ数と表示されているデータの時間から余分なデータを利用するかどうかを決めて、処理を進める。これを表したものが図９である。また図１０にあるように、余分なデータであることを認識するために一時格納領域５６０に蓄えるデータに種類８０００の情報を追加し、一時格納領域５６０に有効なデータの個数の情報を保持する有効なデータ数９０００を用意する。

式（５）より、ある倍速再生においてＩ１０とＩ６０をＴ_ｄで表示すればよいことが求められたとする。この場合でも、例えばＵｓａｇｅ Ｐａｓｓ対象範囲内の最後のＩピクチャであるＩ９０を読み込んでおき、一時格納領域５６０にその部分のＵｓａｇａＰａｓｓである鍵情報１５００と組にして格納する。復号処理部５５０は実際に表示されている映像の情報から表示間隔を調整しながら復号処理を進めるが、Ｉ６０処理後、次のＩ１００に対応する鍵情報１６００の読み込みが完了しなかった場合、有効なＩピクチャデータが一時格納領域５６０に存在しないことを認識して余分に蓄えておいたＩ９０のデータを使って復号処理を行い、映像データを提供する。このように、実際には間引く予定であったＩピクチャデータを余分に鍵情報と共に一時格納領域５６０に記憶しておき、データが足りなくなった場合、あるいは足りなくなりそうな場合に利用する。この仕組みにより、実際に表示される映像データの時間的な幅は変化してしまうが、ユーザから見える「画の切り替わり間隔」は保持されるため、違和感なく早送り・巻き戻しが実現できる。

なお、上記の例では最後に余分なデータを保持する場合について説明した。これは、式（５）が成り立つ最小のｎの場合はちょうどｎ個処理した時に次の鍵情報が読めた状態になるためある。もし、鍵情報の取得に要する時間をその都度把握できる場合には、途中の間引く予定であったＩピクチャデータも読んでおいて、同様に処理を行うことができる。図９の状態である場合、Ｉ９０だけでなく、Ｉ２０、Ｉ３０、Ｉ４０、Ｉ５０、Ｉ７０、Ｉ８０も読んでおき、「余分なデータ」であることがわかるように印をつけておく。そして、一時保存領域５６０では、「有効なデータ数」もカウントしておき、図１０の有効なデータ数９０００で保持しておく。図９の場合はＩ１０、Ｉ６０の２つのデータを利用するため、「有効なデータ数＝２」となる。この有効なデータを処理して次のデータを読むかどうか判断する際に、「有効なデータ数×Ｔ_ｄ」と「鍵情報が取得に必要な残り時間」を比較することで、途中にある余分なデータを利用するかどうかを判断できる。なお、有効なデータ数９０００がｎ以上の場合は特殊再生を行なうのに十分なデータが一時格納領域５６０に蓄積されているため、余分なデータを利用する必要はない。この時、余分なデータは処理せず有効なデータのみを処理する。

これは予測不可能な時間であるαの値をどのくらいにとるか、余分に設けているαの時間を超過する場合がどのくらいあるかによって変わる。そもそも、この処理はαとして容認していた誤差を超える場合に行なう処理のため、余分に読むデータの数は一意に決定できない。このためシステムの動作が完全に予測できないのであれば、ある程度の個数を保険として読み込んでおくことが望ましい。例えば、間引く間隔の半分の位置にあるデータを読んでおけば、静止画の場面でなければ、有効なデータと比べてそれなりに映像に変化があることが期待でき、ユーザも画が変わることにより早送り・巻き戻しが正しく行なえているように感じることができる。とはいえ、過度にＨＤＤからＩピクチャデータを読み込むことにもつながるため、どれだけの数を読むのかバランスを考えることが重要になる。なお、設計時において、αの最大値が確実に求められる場合は式（５）が常に成り立つため、本処理を行う必要なく画の切り替わり間隔を一定に保って早送り・巻き戻しの処理が可能である。

また、この方法はデータを飛ばさない場合（≒倍速速度が低い場合）には利用できないが、この時は表示間隔Ｔ_ｄが比較的大きな値であるため、表示間隔調整により概ね解消できると考える。そもそもαは余裕を持たせるための値であるため、この値を超えることがないように設計することが重要である。

式（５）はひとつのＵｓａｇｅ Ｐａｓｓが対象とする範囲において成り立つべき式である。ある速度において、この式が成り立たない場合は１秒間に表示する枚数を調整することで回避できる可能性がある。具体的にはＴ_ｄの最大値であるＴ／Ｓ（sec）まで変化させることで１秒間当たりの表示枚数を変更する。

しかし、読み出す個数のｎや表示間隔のＴ_ｄを調整しても式（５）が成り立たない場合も考えられる。つまりＵｓａｇｅ Ｐａｓｓの取得に多くの時間（Ｔ／Ｓ秒以上）を要する場合である。この場合、１つのＵｓａｇｅ Ｐａｓｓの範囲でまかないきれないため、複数個のＵｓａｇｅ Ｐａｓｓ対応領域の範囲から早送り・巻き戻しのための情報を取得する必要があり、式（５）とは異なる式を満たす必要がある。ここで、早送り・巻き戻しをＳ倍速でおこない、開始位置に対応するＵｓａｇｅ Ｐａｓｓの取得に要する時間をＴ_ｋ、それぞれのＵｓａｇｅ Ｐａｓｓ対応領域を通常再生した際の再生時間をＴｃ_ｉとすると、以下の式が成り立つｎ個のＵｓａｇｅ Ｐａｓｓ対応領域の範囲が対象となり、ｎ−１個の領域を飛ばして処理を進めることになる。なお、ｎ＝３のときのイメージを図１１に示す。

また、表示する枚数を とし、１枚のＩピクチャを読み込む時間を（平均的に）Ｔ_{Ｉ−Ｐｉｃｔｕｒｅ}とすれば、式（７）と以下の式から求められる。

また、表示間隔であるＴ_ｄは以下のようになる。

また、ある程度１秒当たりの表示枚数を保ちたいなら、式（９）の逆数が１秒当たりの表示枚数に相当するため、この値を決めた上で表示する枚数ｍや式（７）を満たすように最初のＵｓａｇｅ Ｐａｓｓ対応領域以降の飛ばす領域の数を決定する。ただし、１秒当たりの表示枚数の最大値は以下となる。

ここで、Ｎ_ｉは最初のＵｓａｇｅ Ｐａｓｓ対応領域の先頭から処理開始位置までに含まれているＩピクチャの数とする。具体的には、図５におけるＩ１０の先頭から位置４０００までに含まれているＩピクチャの数である。

以上より、１つのＵｓａｇｅ Ｐａｓｓ対応領域で特殊再生を実現できない場合は、複数のＵｓａｇｅ Ｐａｓｓ対応領域のうち最初のＵｓａｇｅ Ｐａｓｓ対応領域の情報を複数個分の時間に対応づけて処理を行う。つまり、図１１の「表示可能区間」であるＴｃ_ｎの範囲内にあるＩピクチャを表示させ、以降のＴｃ_ｎ＋１、Ｔｃ_ｎ＋２の情報を利用しない。次の処理ではＴｃ_ｎ＋３のＩピクチャデータを利用して早送り・巻き戻しを実現する。巻き戻しの場合はコンテンツ検索方向が逆方向になるのみである。

また、早送り・巻き戻しの開始位置によっては、式（１０）で求められる１秒当たりの表示最大数が設計者の意図していない値となる場合もある。その場合は、次のＵｓａｇｅ Ｐａｓｓ対応範囲の先頭から処理を進め、表示間隔を調整してもよい。また、コンテンツの終端・先頭付近では、明らかにＩピクチャの情報が足りない場合も発生する。その場合は、終端・先頭まで到着したとして扱い、早送り・巻き戻しの処理を終了しても良い。

なお、本実施例では鍵取得処理に時間がかかる場合を例としていたため、図３のような処理となっているが、復号処理に時間がかかる場合も考えられる。この場合、図１２のようにコンテンツ出力処理部にて動作間隔を調整することになるが、今まで説明してきたものと全く同様に処理できる。また、最初のＵｓａｇｅ Ｐａｓｓの読み込みに時間がかかる場合がある。この場合、特許文献１で説明されている先読み処理を組み合わせることで、次のＵｓａｇｅ Ｐａｓｓ読み込みの処理時間を無視できるため、より滑らかに処理を行うことができるほか、 個に満たないために次のＵｓａｇｅ Ｐａｓｓ対応領域の最初まで処理開始位置をずらす処理を行う必要がなくなる。

ハードウェア／ソフトウェア構成図 再生・特殊再生処理概要 鍵情報読み込み及び一時保存処理概要 トリックプレイ動作の例 鍵情報とコンテンツデータの対応図 特殊再生処理概要 表示間隔調整方法処理概要 一時保存領域に格納するデータ構造の図（１） 余分なデータを用いた表示間隔調整処理概要 一時保存領域に格納するデータ構造の図（２） 鍵取得処理時間が大きい場合の処理概要 コンテンツ出力処理部で動作間隔を調整する場合の処理概要

符号の説明

１００…情報処理装置
１１０…メモリ
１２０…チューナ
１３０…ＣＰＵ
１４０…デコーダ（出力装置）
１５０…表示部
１６０…記録装置接続部
１７０…暗号処理部
１８０…リモコン受信部
３００、３１０…情報記録装置
４００…リモコン
５００…再生操作部
５１０…コンテンツデータ取得部
５２０…コンテンツ出力処理部
５３０…認証処理部
５４０…鍵情報取得部
５５０…復号処理部
６１０…通信部
６００…認証処理部
７００…コンテンツデータ
７１０…コンテンツ⇔鍵情報
７２０…コンテンツ説明情報
７３０…コンテンツ⇔時間情報
８００…鍵情報
９００…処理開始通知
１０００…コンテンツデータ（コンテンツデータ７００の一部）
１１００、１４００、１５００、１６００、１７００、１８００…鍵情報（鍵情報８００の一部）
２０００、２０１０…コンテンツデータと対応する鍵情報を組にしたデータ
３０００…コンテンツデータ
４０００…再生開始位置
５０００…再生開始位置（Ｕｓａｇｅ Ｐａｓｓ先頭位置）
６０００…このデータの表示時間情報
７０００…このデータの処理時間情報（復号処理の動作間隔）
８０００…コンテンツデータと対応する鍵情報を組にしたデータが有効か無効かを表現するデータ
９０００…有効なデータの個数
Ｉ１０〜Ｉ１１０…Ｉピクチャ情報

Claims (3)

1. 情報記憶装置に格納された暗号化コンテンツを復号化したコンテンツを再生する情報処理装置であって、
   前記コンテンツは、前記コンテンツの特殊再生に用いるコンテンツ情報を含む部分コンテンツを複数含んで構成され、
   前記暗号化コンテンツは、連続する一つ以上の前記部分コンテンツ毎に変更される鍵情報に基づき、各々の前記部分コンテンツを暗号化した部分暗号化コンテンツを複数含み、
   著作権保護機能として、前記暗号化コンテンツを復号する機能と、
   前記部分暗号化コンテンツと前記部分暗号化コンテンツに対応する鍵情報とを関連付けて、前記情報記憶装置に保存する機能と、
   指定されたコンテンツの再生速度と鍵情報取得時間とに応じて、特殊再生に用いる前記コンテンツ情報と、当該コンテンツ情報の表示間隔と、を決定する機能と、
   保存されていた暗号化コンテンツと鍵情報とから、前記決定されたコンテンツ情報を含む部分暗号化コンテンツと、対応する鍵情報と、を読み出す機能と、
   読み出した部分暗号化コンテンツを、対応する鍵情報を用いて復号化し、含まれる前記コンテンツ情報を取得する機能と、
   取得したコンテンツ情報を用いて、指定された再生速度にてコンテンツの特殊再生を行う機能と、を備える
   ことを特徴とする情報処理装置。
2. 請求項１に記載の情報処理装置であって、
   表示しているコンテンツの時刻と、鍵取得に要する時間と、読み出した部分暗号化コンテンツの量と、から、前記コンテンツ情報の表示間隔のゆらぎを判断する機能と、
   前記ゆらぎを考慮して余分な部分暗号化コンテンツを読み出す機能と、
   余分に読み出した部分暗号化コンテンツを必要に応じて復号化し、用いることにより、指定された再生速度にて特殊再生を行う機能と、を備える
   ことを特徴とする情報処理装置。
3. 請求項１または２に記載の情報処理装置であって、
   前記読み出す機能は、同じ鍵情報を複数の部分暗号化コンテンツの復号に利用できる場合に、読み出した、一つの前記部分暗号化コンテンツと、当該部分暗号化コンテンツに対応する前記鍵情報と、を組にして他の記憶領域に格納し、
   前記復号化する機能は、前記他の記憶領域から、組にした部分暗号化コンテンツと鍵情報とを読み出して、前記復号化を行う
   ことを特徴とする情報処理装置。

Images