(57)【要約】【課題】デジタルデータを保存するストレージシステムにおいては、非圧縮データを保存対象とする場合、圧縮データに比べデータ量が大きい。一方、圧縮データを保存対象とすると、利用者によって必要とする圧縮方式が異なり、同じ内容のコンテンツにもかかわらず、圧縮方式ごとに複数の圧縮データを保存する必要がある。また、音声や画像といったマルチメディアデータは、その著作権を保護する必要がある。【解決手段】制御処理１０１は、入力圧縮データ１０６をストレージ１０２に格納する。一方、制御情報１０７が保存した圧縮データを出力する場合、伸張処理１０３を用いて圧縮データを非圧縮データに伸張し、透かし埋め込み処理１０４を用いて伸張後の非圧縮データに透かし情報を埋め込み、圧縮処理１０５を用いて埋め込み後の非圧縮データを圧縮データに圧縮し、これを出力する。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧縮符号化されたデジタルデータを保存するストレージシステムであって、圧縮データを格納するストレージと、圧縮データを非圧縮データに変換する１つ以上の伸張処理と、非圧縮データに電子透かし情報を埋め込む１つ以上の透かし埋め込み処理と、圧縮データを非圧縮データに変換する１つ以上の圧縮処理と、これらを制御する制御処理を持ち、該制御処理は入力圧縮データを該ストレージに保存し、保存した該圧縮データを出力する場合は、適切な該伸張処理を用いて該圧縮データを非圧縮データに伸張し、適切な該透かし埋め込み処理を用いて伸張後の該非圧縮データに透かし情報を埋め込み、適切な該圧縮処理を用いて埋め込み後の該非圧縮データを圧縮データに圧縮し、圧縮後の該圧縮データを出力することを特徴とするデジタルデータストレージシステム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、デジタルデータを保存するストレージシステムに関し、特に音声や画像などの圧縮符号化されたデジタルデータを保存し、利用者の要求する圧縮伸張方式で圧縮符号化されたデジタルデータを出力するストレージシステムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、映像や音声といったマルチメディア関連のデジタルデータを取り扱うためのデジタル圧縮符号化方式が数多く規格化されている。音声圧縮符号化方式は、ＭＰ３（ＭＰＥＧ−１  Ａｕｄｉｏ  Ｌａｙｅｒ−３：ＩＳＯ／ＩＥＣ１１１７２−２）、ＡＡＣ（Ａｄｖａｎｃｅｄ  Ａｕｄｉｏ  Ｃｏｄｉｎｇ：ＩＳＯ／ＩＥＣ１３８１８−７）等であり、動画圧縮符号化方式は、ＭＰＥＧ−１（ＩＳＯ／ＩＥＣ１１１７２−２）、ＭＰＥＧ−２（ＩＴＵ−Ｔ  Ｈ．２６２、ＩＳＯ／ＩＥＣ１３８１８−２）、ＭＰＥＧ−４（ＩＳＯ／ＩＥＣ１４４９６−２）等である。これら圧縮符号化技術により、音声や動画といった膨大なサイズのデジタルデータを、音質や画質といった品質の劣化が生じることなく、コンパクトに圧縮して扱えるようになる。最近ではコンピュータの発達により、このようなデジタルデータの圧縮符号化が容易に高速で行えるようになった。
【０００３】
ところで、デジタルデータは複製による品質の劣化が生じない。各種デジタルコンテンツを圧縮することで、インターネットなどのネットワークや、デジタルディスクなどの記録媒体により高品質を維持したまま配信することが可能となる一方で、映像や音声などのデジタルデータが不正に複製／使用され、こうしたデジタルコンテンツの著作権保護が問題となっている。
【０００４】
このような中、著作権保護の観点から、デジタルコンテンツに著作権所有者の名前や購入者のＩＤなどの著作権情報を付加して著作物の不正コピー防止を実現する、電子透かし技術が注目されている。電子透かし技術により、画像データや音楽データ内の知覚できない領域や気にならない部分に、透かし情報を埋め込むことができる。そのため、フィルタリング処理や圧縮伸張処理を繰り返し行った後でも、埋め込まれた透かし情報を検出することができ、不正な複製／使用を追跡することが可能となる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
音声や映像といったマルチメディア関連のデジタルコンテンツのストレージシステムにおいては、非圧縮なデジタルデータを保存の対象とすると、圧縮されたデジタルデータの場合に比べデータ量が大きいため、大容量のストレージが必要になる。また、デジタルコンテンツの配信を考えた場合、大容量の通信線が必要になる。そのため、保存や伝送にかかるコストが大きくなる。一方、圧縮符号化されたデジタルデータを保存の対象とすると、非圧縮の場合に比べ、データサイズが小さいため、効率よく保存することができる。その反面、利用者の求める圧縮伸張方式が、保存されている圧縮デジタルデータの圧縮伸張方式と異なると、利用者はこのデジタルコンテンツを利用できない。利用者や伝送路等によって必要とする圧縮伸張方式が異なるため、圧縮伸張方式の数だけ、同じ内容のデジタルコンテンツを保存しておく必要があり、保存コストが大きくなる。また、デジタルコンテンツの不正な複製／使用を防止するために、配信する場合、その著作権を保護する必要がある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明のデジタルデータストレージシステムでは、保存する対象を圧縮符号化されたデジタルデータとする。ストレージ内に保存されている圧縮デジタルデータを出力する場合は、一度圧縮デジタルデータを適切な圧縮伸張方式で非圧縮デジタルデータに伸張する。そして、非圧縮デジタルデータに著作権保護のための透かし情報を埋め込んだ後で、利用者の求める圧縮伸張方式を用いて圧縮デジタルデータに圧縮変換してから出力する。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施例を図１から図７を用いて説明する。
【０００８】
図１は、本発明のデジタルデータストレージシステムの一実施例である。本実施例におけるデジタルデータストレージシステムは、圧縮符号化されたデジタルデータである圧縮データ１０６を格納するストレージ１０２と、圧縮データを非圧縮データに伸張する１つ以上の伸張処理１０３と、画像や音声などの非圧縮データに電子透かし情報を埋め込む１つ以上の透かし埋め込み処理１０４と、非圧縮データを圧縮データに圧縮する１つ以上の圧縮処理１０５と、これらを制御して圧縮データ１０６と制御情報１０７を入力として圧縮データ１０８を出力する制御処理１０１とから構成される。
【０００９】
図２は、本発明のデジタルデータストレージシステムの一実施例における制御情報である。制御情報は制御処理に対する入力データの一つで、この制御情報が入力用なのか出力用なのかを区別する入出力情報２０１と、圧縮データを識別するための識別子２０２、入力／出力する圧縮データの圧縮伸張方式を示す圧縮伸張情報２０３、出力する圧縮データに埋め込む透かし情報２０４からなる。ただし、制御情報が入力用の場合、つまり入出力情報が入力を示す場合、透かし情報２０４は無視される。
【００１０】
図３を用いて、本発明の実施例の一形態であるデジタルデータストレージシステムの制御処理の流れについて説明する。制御処理は、制御情報内の入出力情報が入力を示していれば（ステップ３０１）、入力圧縮データをストレージに蓄積し、さらに入力制御情報内にある識別子と圧縮伸張情報を管理テーブルに格納する（ステップ３０８）。一方、制御情報内の入出力情報が出力を示していれば（ステップ３０１）、制御情報の識別子を元に管理テーブルを検索する（ステップ３０２）。検索の結果、管理テーブル内に該当する識別子が存在すれば（ステップ３０３）、ストレージから該当する圧縮データを取り出し、管理テーブル内の圧縮伸張情報にしたがって圧縮データを適切な圧縮伸張方式で伸張し、非圧縮データに変換する（ステップ３０４）。次に、この非圧縮データに対して、適切な透かし埋め込み処理を用いて、制御情報で指定された透かし情報を埋め込む（ステップ３０５）。そして、透かし情報埋め込み後の非圧縮データを、制御情報内の圧縮伸張情報にしたがって、適切な圧縮伸張方式で圧縮し（ステップ３０６）、この圧縮データを出力する（ステップ３０７）。
【００１１】
図４は、本発明の実施例における管理テーブルの構造である。管理テーブルには、圧縮データを識別するための識別子４０１とこの圧縮データの圧縮伸張方式を示す圧縮伸張情報４０２を格納する。
【００１２】
図５を用いて、本発明の実施例の伸張処理について説明する。本実施例では、ＭＰＥＧ−２形式で符号化された画像圧縮データの伸張処理を示すが、本発明はこれに限られるものではない。図５は、本発明の実施例における一形態の伸張処理である。可変長復号処理５０１は、ＭＰＥＧ−２形式で符号化された画像圧縮データ５０７を可変長復号し、画像の構成情報やマクロブロック単位に分割された画像データを取得する。逆量子化処理５０２は、量子化スケールや量子化行列等を参照して、マクロブロックデータの逆量子化を行う。逆直行変換処理５０３は、逆量子化後のマクロブロックデータに対して逆直行変換を行う。特に、現在復号中のマクロブロックの画像フレームがＰピクチャまたはＢピクチャの場合、動き補償処理５０４が、動き補償の予測方式や動きベクトル等の情報を元にフレームバッファ５０７内の参照用画像フレームデータを参照して参照用マクロブロックデータを抽出し、逆直交変換５０３後のマクロブロックデータとの和をとる。画像圧縮データは、上述の処理を経て、マクロブロック単位に非圧縮データに伸張される。画像フレームデータ格納処理５０５は、上述の処理を経て復号されたマクロブロックデータをフレームバッファ５０７内の復号用画像フレームデータ領域に格納する。そして、１画像フレーム分のマクロブロックの復号処理を終えると、復号した画像フレームデータである非圧縮データ５０８を表示順で出力する。さらに、画像フレームデータ格納処理５０５は、復号した画像フレームがＩまたはＰピクチャの場合は、フレームバッファ５０７内の参照用画像フレームデータの更新を行う。更新は、２つの参照用画像フレームデータのうち古い方を破棄し、復号した画像フレームデータを新しく参照用画像フレームデータに設定する。
【００１３】
図６を用いて、本発明の実施例における透かし埋め込み処理について説明する。本実施例では、画像非圧縮データに対して電子透かしを埋め込む透かし埋め込み処理を示すが、本発明はこれに限られるものではない。図６は、本発明の実施例の一形態である透かし埋め込み処理である。画像特徴検出処理６０１は、伸張後の画像非圧縮データ６０４に対して、動き検出とエッジ検出、そして複雑さ検出を行う。次に、画素変化許容量決定処理６０２が、先ほどの検出情報と透かし情報６０５を用いて、各画素に対して画素値の変更許容量を決定する。最後に、透かし埋め込み処理６０３が、先の変更許容量を元に各画素値を変更し、制御情報内の透かし情報６０５を非圧縮データ６０４に埋め込み、埋め込み後の非圧縮データ６０６を出力する。
【００１４】
図７を用いて、本発明の実施例における圧縮処理について説明する。本実施例では、非圧縮データをＭＰＥＧ−２形式で符号化する圧縮処理を示すが、本発明はこれに限られるものではない。図７は、本発明の実施例の一形態における画像圧縮処理である。画像非圧縮データ７１０を画像フレーム単位で受け取ると、ＰピクチャまたはＢピクチャの場合は、動き検出処理７０１が入力画像フレームデータ内の符号化対象のマクロブロックデータとフレームバッファ７０２内の参照用画像フレームデータから動きベクトルや動き補償の予測方式等を決定する。次に、動き補償処理７０３が、動き検出処理７０１で求めた動きベクトルなどの情報を元にフレームバッファ７０２内の参照用画像フレームデータを参照して、参照用マクロブロックデータを抽出する。直交変換処理７０４は、抽出した参照用マクロブロックと符号化対象のマクロブロックデータとの差分データを直交変換し、量子化処理７０５が直交変換後のマクロブロックデータの量子化を行う。Ｉピクチャの場合は、直交変換処理７０４が、入力画像フレーム内の符号化対象マクロブロックデータを、差分を取ることなくそのまま直交変換し、量子化処理７０５がこれを量子化する。量子化処理７０５後、可変長符号化処理７０８は、上述の処理を経たマクロブロックデータやそれら処理で使用したパラメータを可変長符号化し、画像圧縮データ７１１を出力する。符号量制御処理７０９は、可変長符号化処理７０８の出力するデータ量に応じて、適切な量子化スケールを決定し、これを量子化処理７０５へフィードバックする。符号化したマクロブロックデータがＩピクチャまたはＰピクチャの場合は、参照用画像フレームデータを生成するために、量子化処理７０５後のマクロブロックデータに対して、逆量子化処理７０６と逆直交変換処理７０７を行う。特にＰピクチャの場合は動き補償処理７０３で抽出した参照マクロブロックデータとの和をとり、フレームバッフ７０２内の参照用画像フレームデータ領域に格納する。そして、１画像フレーム分のマクロブロックの符号化処理を終えると、フレームバッファ７０２内の参照用画像フレームバッファデータを更新するため、古い参照用画像フレームデータを削除する。
【００１５】
【発明の効果】
本発明によれば、圧縮したデジタルデータを保存の対象とするため、非圧縮なデータに比べ、多くのコンテンツを保存することができる。また、圧縮データを一度伸張して、再度必要な圧縮方式で圧縮し、出力するため、圧縮伸張方式ごとにコンテンツを蓄積する必要がなく、多くのコンテンツを保存することができる。さらに、出力時に著作権保護に必要な情報を電子透かしとして埋め込むことで、保存コンテンツの著作権を保護することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例におけるデジタルデータストレージシステムの構成を示す図である。
【図２】本発明の一実施例におけるデジタルデータストレージシステムの入力である制御情報の構成を示す図である。
【図３】本発明の一実施例におけるデジタルデータストレージシステムの制御処理の流れを示す図である。
【図４】本発明の一実施例における管理テーブルの構成を示す図である。
【図５】本発明の一実施例における伸張処理の構成を示す図である。
【図６】本発明の一実施例における透かし埋め込み処理の構成を示す図である。
【図７】本発明の一実施例における圧縮処理の構成を示す図である。
【符号の説明】
１０１…制御処理、１０２…ストレージ、１０３…伸張処理、１０４…透かし埋め込み処理、１０５…圧縮処理、１０６…圧縮データ、１０７…制御情報、１０８…圧縮データ、２０１…入出力情報、２０２…識別子、２０３…圧縮伸張情報、２０４…透かし情報、４０１…識別子、４０２…圧縮伸張情報、５０１…可変長復号処理、５０２…逆量子化処理、５０３…逆直行変換処理、５０４…動き補償処理、５０５…画像フレームデータ格納処理、５０６…フレームバッファ、５０７…圧縮データ、５０８…非圧縮データ、６０１…画像特徴検出処理、６０２…画素変化許容量決定処理、６０３…透かし埋め込み処理、６０４…非圧縮データ、６０５…透かし情報、６０６…非圧縮データ、７０１…動き検出処理、７０２…画像フレームバッファ、７０３…動き補償処理、７０４…直交変換処理、７０５…量子化処理、７０６…逆量子化処理、７０７…逆直交変換処理、７０８…可変長符号化処理、７０９…符号量制御処理、７１０…画像非圧縮データ、７１１…画像圧縮データ。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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