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特開2024-26650独立的に符号化されたタイルを組み込む基本ビットストリームを保護するためのシステムおよび方法
(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2024026650
(43)【公開日】2024-02-28
(54)【発明の名称】独立的に符号化されたタイルを組み込む基本ビットストリームを保護するためのシステムおよび方法
(51)【国際特許分類】
H04N 19/436 20140101AFI20240220BHJP
H04L 9/14 20060101ALI20240220BHJP
【ＦＩ】
H04N19/436
H04L9/14
【審査請求】有
【請求項の数】1
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2024001116
(22)【出願日】2024-01-09
(62)【分割の表示】P 2022183234の分割
【原出願日】2015-08-07
(31)【優先権主張番号】62/034,714
(32)【優先日】2014-08-07
(33)【優先権主張国・地域又は機関】US
(71)【出願人】
【識別番号】518348942
【氏名又は名称】ディビックス， エルエルシー
(74)【代理人】
【識別番号】100078282
【弁理士】
【氏名又は名称】山本 秀策
(74)【代理人】
【識別番号】100113413
【弁理士】
【氏名又は名称】森下 夏樹
(74)【代理人】
【識別番号】100181674
【弁理士】
【氏名又は名称】飯田 貴敏
(74)【代理人】
【識別番号】100181641
【弁理士】
【氏名又は名称】石川 大輔
(74)【代理人】
【識別番号】230113332
【弁護士】
【氏名又は名称】山本 健策
(72)【発明者】
【氏名】ジェイソン ブラネス
(72)【発明者】
【氏名】ウィリアム デイビッド アミデイ
(72)【発明者】
【氏名】マユル スリニバサン
(57)【要約】
【課題】独立的に符号化されたタイルを組み込む基本ビットストリームを保護するための好適なシステムおよび方法を提供すること。
【解決手段】本発明の実施形態による、部分フレーム暗号化のためのシステムおよび方法が開示される。一実施形態では、本方法は、各フレームがフレーム内のいくつかの独立して符号化された圧縮単位を含む、いくつかのフレームを含むビデオビットストリームを受信し、いくつかのフレームの中のいくつかの圧縮単位のうちのそれぞれの圧縮単位の一部を暗号化し、圧縮単位の暗号化された部分を含む、いくつかの独立して符号化された圧縮単位を含む出力ビットストリームを生成する。
【選択図】図１
【解決手段】本発明の実施形態による、部分フレーム暗号化のためのシステムおよび方法が開示される。一実施形態では、本方法は、各フレームがフレーム内のいくつかの独立して符号化された圧縮単位を含む、いくつかのフレームを含むビデオビットストリームを受信し、いくつかのフレームの中のいくつかの圧縮単位のうちのそれぞれの圧縮単位の一部を暗号化し、圧縮単位の暗号化された部分を含む、いくつかの独立して符号化された圧縮単位を含む出力ビットストリームを生成する。
【選択図】図１
【特許請求の範囲】
【請求項1】
本明細書に記載の発明。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、ビデオ情報の暗号化および解読の分野に関する。より具体的には、本発明は、部分フレーム暗号化を使用して、圧縮デジタルビデオの保護されたストリームを生成するための方法およびシステムを対象とする。
【背景技術】
【0002】
既存のデジタルビデオ圧縮技法は、非圧縮ビデオデータの単位を符号化形態に変換する（すなわち、「符号化する」）際に種々の技法に依拠する、複雑なプロセスである。そのような符号化は、より少ないビットが元の非圧縮ビデオデータのコンテンツを表す際に使用されることを可能にする。結果として生じた符号化データは、元のデータと視覚的に類似するか、または同一であるかのいずれかである、データのデジタルビデオ単位を生じさせる、逆のプロセス（すなわち、「復号」）を使用して、変換されることが可能である。デジタルビデオ圧縮の現代の技法は、非常に高いレベルの圧縮を達成することができる。
【0003】
Ｍｏｔｉｏｎ Ｐｉｃｔｕｒｅｓ Ｅｘｐｅｒｔｓ Ｇｒｏｕｐ（ＭＰＥＧ）およびＩｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｓｔａｎｄａｒｄｓ Ｏｒｇａｎｉｚａｔｉｏｎ（ＩＳＯ）は、ビデオ符号化のためのビデオ圧縮および復元アルゴリズムを規定する、種々の国際規格を生み出してきた。これらの規格は、ＭＰＥＧ－１、ＭＰＥＧ－２、ＭＰＥＧ－４、Ｈ．２６１、Ｈ．２６４、およびその先行物に対して有意に向上した圧縮効率を有する、より新しい高効率ビデオ符号化（ＨＥＶＣ）規格を含む。具体的には、ＨＥＶＣは、以前のＨ．２６４規格と比較して、同一の主観的品質において２倍の圧縮率を達成することができる。これらの圧縮最適化を達成するために、ＨＥＶＣ規格は、特にマルチコアプロセッサアーキテクチャ上のビデオコンテンツの並列処理のために設計されている、いくつかの新しいツールを導入してきた。具体的には、現在市場で入手可能な多くのスマートフォンおよびタブレットアーキテクチャは、マルチコアプロセッサを利用し、したがって、それらのマルチコアアーキテクチャを使用して、ＨＥＶＣコンテンツを再生することが可能である。さらに、ネットワークにわたるビデオトラフィックの増大とともに、ＨＥＶＣ規格は、高品質コンテンツを配布するための帯域幅要件のうちのいくつかを軽減する、あるツールを提供する。
【0004】
著作権侵害および他のタイプの違法配布からデジタルコンテンツの配布を保護することが、コンテンツプロバイダにとってさらに別の懸念である。デジタル著作権管理（ＤＲＭ）という用語は、デジタルコンテンツへのアクセスおよび／またはその複製を制御するために使用される、アクセス制御技術を表すために利用される。ＤＲＭシステムは、典型的には、コンテンツの一部へのアクセスを制御する、またはそれを保護するための暗号情報の使用を伴う。コンテンツ保護は、典型的には、コンテンツを暗号化するために（限定されないが）１つまたはそれを上回る暗号化キー等の暗号情報を使用して、達成される。
【0005】
現在、データを保護するために使用され得る、種々のタイプの暗号化方式が存在している。デジタルの世界では、暗号化は、多くの場合、データの単位に予測可能な変換を実行するために、「キー」として公知のある長さのビットの集合を使用することによって、実装される。これは、変換を実行するために使用されるキーの知識がないと「読み取られる」ことができない、データの別の単位を生じさせる。暗号化のプロセスは、暗号化キーまたはその対応物（例えば、「公開」キー）が、暗号化データを元の形態に戻るよう変換または「解読」する際に使用するために利用可能である程度までしか容易に可逆的ではない。ビデオデータは、多くの場合、例えば、データ暗号化規格（ＤＥＳ）または高度暗号化規格（ＡＥＳ）に従う、対称ブロック暗号を使用して暗号化される。デジタルコンテンツを暗号化するために使用される特定の技法は、それにもかかわらず、ネットワークにわたるコンテンツの符号化および配布に関して考慮される必要がある、さらなる処理リソースを消費し得る。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【0006】
本発明の実施形態による、部分フレーム暗号化のためのシステムおよび方法が開示される。一実施形態では、本方法は、各フレームがフレーム内のいくつかの独立して符号化された圧縮単位を含む、いくつかのフレームを含むビデオビットストリームを受信し、いくつかのフレームの中のいくつかの圧縮単位のうちのそれぞれの圧縮単位の一部を暗号化し、圧縮単位の暗号化された部分を含む、いくつかの独立して符号化された圧縮単位を含む出力ビットストリームを生成する。
【0007】
本発明のさらなる実施形態では、圧縮単位は、復号されるために特定のフレーム内の別の圧縮単位に依存しないように、ビデオの特定のフレームの独立して復号可能な部分である。
【0008】
本発明のなおもさらなる実施形態では、本方法はさらに、ビデオのフレーム内の圧縮単位の場所を識別するように、メタデータヘッダを解析し、圧縮単位の場所に基づいて、ビデオビットストリームの一部を暗号化する。
【0009】
本発明のその上なおもさらなる実施形態では、本方法は、ビデオビットストリームと関連付けられるヘッダ内の情報に基づいて、圧縮単位が有効にされることを判定することによって、複数の圧縮単位のうちのそれぞれの圧縮単位の一部を暗号化する。
【0010】
依然として、本発明のその上さらなる実施形態では、本方法はさらに、ビデオのフレームの中の各圧縮単位の一部を暗号化するステップを含む。
【0011】
本発明のさらに別の実施形態では、一部は、ｉ）圧縮単位の最初のＮバイト、ｉｉ）圧縮単位の最後のＮバイト、ｉｉｉ）圧縮単位内のＮバイトの中央部分、およびｖ）圧縮単位内のＮバイトのパターンから成る群から選択される。
【0012】
本発明のなおもさらに別の実施形態では、圧縮単位は、高効率ビデオ符号化（ＨＥＶＣ）規格内のタイルであり、ビデオビットストリームは、ＨＥＶＣ規格に基づいて符号化される。
【0013】
さらに依然として、本発明のさらに別の実施形態では、本方法はさらに、ビデオビットストリーム内のタイルの構造を識別するように、ＨＥＶＣビデオビットストリームのピクチャパラメータセット（ＰＰＳ）を解析するステップと、構造に基づいて、タイルの複数部分を暗号化するステップとを含む。
【0014】
再度、本発明の別の実施形態では、本方法はさらに、複数部分を暗号化するために共通暗号化形式（ＣＥＮＣ）を使用して、いくつかの圧縮単位のうちのそれぞれの圧縮単位の一部を暗号化する。
【0015】
本発明のなおも別の実施形態は、メモリと通信するように構成されるプロセッサを含む、コンテンツエンコーダを含み、メモリは、エンコーダアプリケーションを含有し、エンコーダアプリケーションは、プロセッサに、各フレームが、フレーム内のいくつかの独立して符号化された圧縮単位を含む、いくつかのフレームを含むビデオビットストリームを受信し、いくつかのフレームの中のいくつかの圧縮単位のうちのそれぞれの圧縮単位の一部を暗号化し、圧縮単位の暗号化された部分を含む、いくつかの独立して符号化された圧縮単位を含む出力ビットストリームを生成するように指図する。
【0016】
本発明の別の実施形態では、圧縮単位は、復号されるために特定のフレーム内の別の圧縮単位に依存しないように、ビデオの特定のフレームの独立して復号可能な部分である。
【0017】
本発明のなおも別の実施形態では、エンコーダアプリケーションはさらに、プロセッサに、ビデオのフレーム内の圧縮単位の場所を識別するようにメタデータヘッダを解析し、圧縮単位の場所に基づいて、ビデオビットストリームの一部を暗号化するように指図する。
【0018】
本発明のなおもさらに別の実施形態では、いくつかの圧縮単位のうちのそれぞれの圧縮単位の一部を暗号化するステップは、ビデオビットストリームと関連付けられるヘッダ内の情報に基づいて、圧縮単位が有効にされることを判定するステップを含む。
【0019】
再度、なおもさらに別の実施形態では、エンコーダアプリケーションはさらに、プロセッサに、ビデオのフレームの中の各圧縮単位の一部を暗号化するように指図する。
【0020】
再度、本発明の別の実施形態では、一部は、ｉ）圧縮単位の最初のＮバイト、ｉｉ）圧縮単位の最後のＮバイト、ｉｉｉ）圧縮単位内のＮバイトの中央部分、およびｖ）圧縮単位内のＮバイトのパターンから成る群から選択される。
【0021】
本発明の別のさらなる実施形態では、圧縮単位は、高効率ビデオ符号化（ＨＥＶＣ）規格内のタイルであり、ビデオビットストリームは、ＨＥＶＣ規格に基づいて符号化される。
【0022】
再度、本発明のさらに別の実施形態では、エンコーダアプリケーションはさらに、プロセッサに、ビデオビットストリーム内のタイルの構造を識別するように、ＨＥＶＣビデオビットストリームのピクチャパラメータセット（ＰＰＳ）を解析し、構造に基づいてタイルの複数部分を暗号化するように指図する。
【0023】
再度、本発明のなおもさらなる実施形態では、複数の圧縮単位のうちのそれぞれの圧縮単位の一部を暗号化するステップは、複数部分を暗号化するために、共通暗号化形式（ＣＥＮＣ）を使用するステップを含む。
【0024】
本発明の別の実施形態では、コンテンツデコーダは、メモリと通信するように構成されるプロセッサを含み、メモリは、デコーダアプリケーションを含有し、デコーダアプリケーションは、プロセッサに、各フレームが、フレーム内の複数の独立して符号化された圧縮単位を含む、いくつかのフレームを含むビデオビットストリームを受信し、いくつかのフレームの中のいくつかの圧縮単位のうちのそれぞれの圧縮単位の一部を解読し、再生のために出力された復号ビデオを生成するように指図する。
【0025】
本発明のさらに別の実施形態では、圧縮単位は、復号されるために特定のフレーム内の別の圧縮単位に依存しないように、ビデオの特定のフレームの独立して復号可能な部分である。
【0026】
再度、本発明のさらに別の実施形態では、デコーダアプリケーションはさらに、プロセッサに、ビデオのフレーム内の圧縮単位の場所を識別するようにメタデータヘッダを解析し、圧縮単位の場所に基づいて、ビデオビットストリームの一部を解読するように指図する。
【0027】
再度、本発明のなおも別の実施形態では、いくつかの圧縮単位のうちのそれぞれの圧縮単位の一部を解読するステップは、ビデオビットストリームと関連付けられるヘッダ内の情報に基づいて、圧縮単位が有効にされることを判定するステップを含む。
【0028】
本発明のなおも別のさらなる実施形態では、デコーダアプリケーションはさらに、プロセッサに、ビデオのフレームの中の各圧縮単位の一部を解読するように指図する。
【0029】
再度、本発明のさらに別の実施形態では、一部は、ｉ）圧縮単位の最初のＮバイト、ｉｉ）圧縮単位の最後のＮバイト、ｉｉｉ）圧縮単位内のＮバイトの中央部分、およびｖ）圧縮単位内のＮバイトのパターンから成る群から選択される。
【0030】
依然として、本発明のさらなる実施形態では、圧縮単位は、高効率ビデオ符号化（ＨＥＶＣ）規格内のタイルであり、ビデオビットストリームは、ＨＥＶＣ規格に基づいて復号される。
【0031】
依然として、本発明の別の実施形態では、デコーダアプリケーションはさらに、プロセッサに、ビデオビットストリーム内のタイルの構造を識別するように、ＨＥＶＣビデオビットストリームのピクチャパラメータセット（ＰＰＳ）を解析し、構造に基づいて、タイルの複数部分を解読するように指図する。
【0032】
本発明のさらになおも別の実施形態では、複数の圧縮単位のうちのそれぞれの圧縮単位の一部を解読するステップは、複数部分を復号するために、共通暗号化形式（ＣＥＮＣ）を使用するステップを含む。
本明細書は、例えば、以下の項目も提供する。
（項目１）
プロセッサ命令を含有する、非一過性の機械可読媒体であって、プロセッサによる前記命令の実行は、前記プロセッサに、
複数のフレームを備えるビデオビットストリームを受信するステップであって、各フレームは、前記フレーム内の複数の独立して符号化された圧縮単位を備える、ステップと、
複数のフレームの中の複数の圧縮単位のうちのそれぞれの圧縮単位の一部を暗号化するステップと、
前記圧縮単位の前記暗号化された部分を含む、前記複数の独立して符号化された圧縮単位を備える出力ビットストリームを生成するステップと
を含む、プロセスを行わせる、非一過性の機械可読媒体。
（項目２）
圧縮単位は、復号されるために特定のフレーム内の別の圧縮単位に依存しないように、ビデオの前記特定のフレームの独立して復号可能な部分である、項目１に記載の非一過性の機械可読媒体。
（項目３）
ビデオのフレーム内の圧縮単位の場所を識別するように、メタデータヘッダを解析するステップと、
前記圧縮単位の前記場所に基づいて、前記ビデオビットストリームの一部を暗号化するステップと
をさらに含む、項目１に記載の非一過性の機械可読媒体。
（項目４）
前記複数の圧縮単位のうちのそれぞれの圧縮単位の前記一部を暗号化するステップは、前記ビデオビットストリームと関連付けられるヘッダ内の情報に基づいて、圧縮単位が有効にされることを判定するステップを含む、項目１に記載の非一過性の機械可読媒体。
（項目５）
ビデオのフレームの中の各圧縮単位の一部を暗号化するステップをさらに含む、項目１に記載の非一過性の機械可読媒体。
（項目６）
前記一部は、ｉ）前記圧縮単位の最初のＮバイト、ｉｉ）前記圧縮単位の最後のＮバイト、ｉｉｉ）前記圧縮単位内のＮバイトの中央部分、およびｉｖ）前記圧縮単位内のＮバイトのパターンから成る群から選択される、項目５に記載の非一過性の機械可読媒体。
（項目７）
前記圧縮単位は、高効率ビデオ符号化（ＨＥＶＣ）規格内のタイルであり、前記ビデオビットストリームは、前記ＨＥＶＣ規格に基づいて符号化される、項目１に記載の非一過性の機械可読媒体。
（項目８）
前記ビデオビットストリーム内の前記タイルの構造を識別するように、前記ＨＥＶＣビデオビットストリームのピクチャパラメータセット（ＰＰＳ）を解析するステップと、
前記構造に基づいて、前記タイルの複数部分を暗号化するステップと
をさらに含む、項目７に記載の非一過性の機械可読媒体。
（項目９）
前記複数の圧縮単位のうちのそれぞれの圧縮単位の前記一部を暗号化するステップは、複数部分を暗号化するために、共通暗号化形式（ＣＥＮＣ）を使用するステップを含む、項目１に記載の非一過性の機械可読媒体。
（項目１０）
コンテンツエンコーダであって、
メモリと通信するように構成されるプロセッサであって、前記メモリは、エンコーダアプリケーションを含有する、プロセッサ
を備え、
前記エンコーダアプリケーションは、前記プロセッサに、
複数のフレームを備えるビデオビットストリームを受信することであって、各フレームは、前記フレーム内の複数の独立して符号化された圧縮単位を備える、ことと、
複数のフレームの中の複数の圧縮単位のうちのそれぞれの圧縮単位の一部を暗号化することと、
前記圧縮単位の前記暗号化された部分を含む、前記複数の独立して符号化された圧縮単位を備える出力ビットストリームを生成することと
を行うように指図する、コンテンツエンコーダ。
（項目１１）
圧縮単位は、復号されるために特定のフレーム内の別の圧縮単位に依存しないように、ビデオの前記特定のフレームの独立して復号可能な部分である、項目１０に記載のコンテンツエンコーダ。
（項目１２）
前記エンコーダアプリケーションはさらに、前記プロセッサに、
ビデオのフレーム内の圧縮単位の場所を識別するように、メタデータヘッダを解析することと、
前記圧縮単位の前記場所に基づいて、前記ビデオビットストリームの一部を暗号化することと
を行うように指図する、項目１０に記載のコンテンツエンコーダ。
（項目１３）
前記複数の圧縮単位のうちのそれぞれの圧縮単位の前記一部を暗号化するステップは、前記ビデオビットストリームと関連付けられるヘッダ内の情報に基づいて、圧縮単位が有効にされることを判定するステップを含む、項目１０に記載のコンテンツエンコーダ。
（項目１４）
前記エンコーダアプリケーションはさらに、前記プロセッサに、ビデオのフレームの中の各圧縮単位の一部を暗号化するように指図する、項目１０に記載のコンテンツエンコーダ。
（項目１５）
前記一部は、ｉ）前記圧縮単位の最初のＮバイト、ｉｉ）前記圧縮単位の最後のＮバイト、ｉｉｉ）前記圧縮単位内のＮバイトの中央部分、およびｉｖ）前記圧縮単位内のＮバイトのパターンから成る群から選択される、項目１４に記載のコンテンツエンコーダ。
（項目１６）
前記圧縮単位は、高効率ビデオ符号化（ＨＥＶＣ）規格内のタイルであり、前記ビデオビットストリームは、前記ＨＥＶＣ規格に基づいて符号化される、項目１０に記載のコンテンツエンコーダ。
（項目１７）
前記エンコーダアプリケーションはさらに、前記プロセッサに、
前記ビデオビットストリーム内の前記タイルの構造を識別するように、前記ＨＥＶＣビデオビットストリームのピクチャパラメータセット（ＰＰＳ）を解析することと、
前記構造に基づいて、前記タイルの複数部分を暗号化することと
を行うように指図する、項目１６に記載のコンテンツエンコーダ。
（項目１８）
前記複数の圧縮単位のうちのそれぞれの圧縮単位の前記一部を暗号化するステップは、複数部分を暗号化するために、共通暗号化形式（ＣＥＮＣ）を使用するステップを含む、項目１０に記載のコンテンツエンコーダ。
（項目１９）
コンテンツデコーダであって、
メモリと通信するように構成されるプロセッサであって、前記メモリは、デコーダアプリケーションを含有する、プロセッサ
を備え、
前記デコーダアプリケーションは、前記プロセッサに、
複数のフレームを備えるビデオビットストリームを受信することであって、各フレームは、前記フレーム内の複数の独立して符号化された圧縮単位を備える、ことと、
複数のフレームの中の複数の圧縮単位のうちのそれぞれの圧縮単位の一部を解読することと、
再生のために出力された復号ビデオを生成することと
を行うように指図する、コンテンツデコーダ。
（項目２０）
圧縮単位は、復号されるために特定のフレーム内の別の圧縮単位に依存しないように、ビデオの前記特定のフレームの独立して復号可能な部分である、項目１９に記載のコンテンツデコーダ。
（項目２１）
前記デコーダアプリケーションはさらに、前記プロセッサに、
ビデオのフレーム内の圧縮単位の場所を識別するようにメタデータヘッダを解析することと、
前記圧縮単位の前記場所に基づいて、前記ビデオビットストリームの一部を解読することと
を行うように指図する、項目１９に記載のコンテンツデコーダ。
（項目２２）
それぞれの前記複数の圧縮単位の前記一部を解読するステップは、前記ビデオビットストリームと関連付けられるヘッダ内の情報に基づいて、圧縮単位が有効にされることを判定するステップを含む、項目１９に記載のコンテンツデコーダ。
（項目２３）
前記デコーダアプリケーションはさらに、前記プロセッサに、ビデオのフレームの中の各圧縮単位の一部を解読するように指図する、項目１９に記載のコンテンツデコーダ。
（項目２４）
前記一部は、ｉ）前記圧縮単位の最初のＮバイト、ｉｉ）前記圧縮単位の最後のＮバイト、ｉｉｉ）前記圧縮単位内のＮバイトの中央部分、およびｉｖ）前記圧縮単位内のＮバイトのパターンから成る群から選択される、項目２３に記載のコンテンツデコーダ。
（項目２５）
前記圧縮単位は、高効率ビデオ符号化（ＨＥＶＣ）規格内のタイルであり、前記ビデオビットストリームは、前記ＨＥＶＣ規格に基づいて復号される、項目１９に記載のコンテンツデコーダ。
（項目２６）
前記デコーダアプリケーションはさらに、前記プロセッサに、
前記ビデオビットストリーム内の前記タイルの構造を識別するように、前記ＨＥＶＣビデオビットストリームのピクチャパラメータセット（ＰＰＳ）を解析し、
前記構造に基づいて、前記タイルの複数部分を解読するように指図する、項目２５に記載のコンテンツデコーダ。
（項目２７）
前記複数の圧縮単位のうちのそれぞれの圧縮単位の前記一部を解読するステップは、複数部分を復号するために、共通暗号化形式（ＣＥＮＣ）を使用するステップを含む、項目１９に記載のコンテンツデコーダ。
本明細書は、例えば、以下の項目も提供する。
（項目１）
プロセッサ命令を含有する、非一過性の機械可読媒体であって、プロセッサによる前記命令の実行は、前記プロセッサに、
複数のフレームを備えるビデオビットストリームを受信するステップであって、各フレームは、前記フレーム内の複数の独立して符号化された圧縮単位を備える、ステップと、
複数のフレームの中の複数の圧縮単位のうちのそれぞれの圧縮単位の一部を暗号化するステップと、
前記圧縮単位の前記暗号化された部分を含む、前記複数の独立して符号化された圧縮単位を備える出力ビットストリームを生成するステップと
を含む、プロセスを行わせる、非一過性の機械可読媒体。
（項目２）
圧縮単位は、復号されるために特定のフレーム内の別の圧縮単位に依存しないように、ビデオの前記特定のフレームの独立して復号可能な部分である、項目１に記載の非一過性の機械可読媒体。
（項目３）
ビデオのフレーム内の圧縮単位の場所を識別するように、メタデータヘッダを解析するステップと、
前記圧縮単位の前記場所に基づいて、前記ビデオビットストリームの一部を暗号化するステップと
をさらに含む、項目１に記載の非一過性の機械可読媒体。
（項目４）
前記複数の圧縮単位のうちのそれぞれの圧縮単位の前記一部を暗号化するステップは、前記ビデオビットストリームと関連付けられるヘッダ内の情報に基づいて、圧縮単位が有効にされることを判定するステップを含む、項目１に記載の非一過性の機械可読媒体。
（項目５）
ビデオのフレームの中の各圧縮単位の一部を暗号化するステップをさらに含む、項目１に記載の非一過性の機械可読媒体。
（項目６）
前記一部は、ｉ）前記圧縮単位の最初のＮバイト、ｉｉ）前記圧縮単位の最後のＮバイト、ｉｉｉ）前記圧縮単位内のＮバイトの中央部分、およびｉｖ）前記圧縮単位内のＮバイトのパターンから成る群から選択される、項目５に記載の非一過性の機械可読媒体。
（項目７）
前記圧縮単位は、高効率ビデオ符号化（ＨＥＶＣ）規格内のタイルであり、前記ビデオビットストリームは、前記ＨＥＶＣ規格に基づいて符号化される、項目１に記載の非一過性の機械可読媒体。
（項目８）
前記ビデオビットストリーム内の前記タイルの構造を識別するように、前記ＨＥＶＣビデオビットストリームのピクチャパラメータセット（ＰＰＳ）を解析するステップと、
前記構造に基づいて、前記タイルの複数部分を暗号化するステップと
をさらに含む、項目７に記載の非一過性の機械可読媒体。
（項目９）
前記複数の圧縮単位のうちのそれぞれの圧縮単位の前記一部を暗号化するステップは、複数部分を暗号化するために、共通暗号化形式（ＣＥＮＣ）を使用するステップを含む、項目１に記載の非一過性の機械可読媒体。
（項目１０）
コンテンツエンコーダであって、
メモリと通信するように構成されるプロセッサであって、前記メモリは、エンコーダアプリケーションを含有する、プロセッサ
を備え、
前記エンコーダアプリケーションは、前記プロセッサに、
複数のフレームを備えるビデオビットストリームを受信することであって、各フレームは、前記フレーム内の複数の独立して符号化された圧縮単位を備える、ことと、
複数のフレームの中の複数の圧縮単位のうちのそれぞれの圧縮単位の一部を暗号化することと、
前記圧縮単位の前記暗号化された部分を含む、前記複数の独立して符号化された圧縮単位を備える出力ビットストリームを生成することと
を行うように指図する、コンテンツエンコーダ。
（項目１１）
圧縮単位は、復号されるために特定のフレーム内の別の圧縮単位に依存しないように、ビデオの前記特定のフレームの独立して復号可能な部分である、項目１０に記載のコンテンツエンコーダ。
（項目１２）
前記エンコーダアプリケーションはさらに、前記プロセッサに、
ビデオのフレーム内の圧縮単位の場所を識別するように、メタデータヘッダを解析することと、
前記圧縮単位の前記場所に基づいて、前記ビデオビットストリームの一部を暗号化することと
を行うように指図する、項目１０に記載のコンテンツエンコーダ。
（項目１３）
前記複数の圧縮単位のうちのそれぞれの圧縮単位の前記一部を暗号化するステップは、前記ビデオビットストリームと関連付けられるヘッダ内の情報に基づいて、圧縮単位が有効にされることを判定するステップを含む、項目１０に記載のコンテンツエンコーダ。
（項目１４）
前記エンコーダアプリケーションはさらに、前記プロセッサに、ビデオのフレームの中の各圧縮単位の一部を暗号化するように指図する、項目１０に記載のコンテンツエンコーダ。
（項目１５）
前記一部は、ｉ）前記圧縮単位の最初のＮバイト、ｉｉ）前記圧縮単位の最後のＮバイト、ｉｉｉ）前記圧縮単位内のＮバイトの中央部分、およびｉｖ）前記圧縮単位内のＮバイトのパターンから成る群から選択される、項目１４に記載のコンテンツエンコーダ。
（項目１６）
前記圧縮単位は、高効率ビデオ符号化（ＨＥＶＣ）規格内のタイルであり、前記ビデオビットストリームは、前記ＨＥＶＣ規格に基づいて符号化される、項目１０に記載のコンテンツエンコーダ。
（項目１７）
前記エンコーダアプリケーションはさらに、前記プロセッサに、
前記ビデオビットストリーム内の前記タイルの構造を識別するように、前記ＨＥＶＣビデオビットストリームのピクチャパラメータセット（ＰＰＳ）を解析することと、
前記構造に基づいて、前記タイルの複数部分を暗号化することと
を行うように指図する、項目１６に記載のコンテンツエンコーダ。
（項目１８）
前記複数の圧縮単位のうちのそれぞれの圧縮単位の前記一部を暗号化するステップは、複数部分を暗号化するために、共通暗号化形式（ＣＥＮＣ）を使用するステップを含む、項目１０に記載のコンテンツエンコーダ。
（項目１９）
コンテンツデコーダであって、
メモリと通信するように構成されるプロセッサであって、前記メモリは、デコーダアプリケーションを含有する、プロセッサ
を備え、
前記デコーダアプリケーションは、前記プロセッサに、
複数のフレームを備えるビデオビットストリームを受信することであって、各フレームは、前記フレーム内の複数の独立して符号化された圧縮単位を備える、ことと、
複数のフレームの中の複数の圧縮単位のうちのそれぞれの圧縮単位の一部を解読することと、
再生のために出力された復号ビデオを生成することと
を行うように指図する、コンテンツデコーダ。
（項目２０）
圧縮単位は、復号されるために特定のフレーム内の別の圧縮単位に依存しないように、ビデオの前記特定のフレームの独立して復号可能な部分である、項目１９に記載のコンテンツデコーダ。
（項目２１）
前記デコーダアプリケーションはさらに、前記プロセッサに、
ビデオのフレーム内の圧縮単位の場所を識別するようにメタデータヘッダを解析することと、
前記圧縮単位の前記場所に基づいて、前記ビデオビットストリームの一部を解読することと
を行うように指図する、項目１９に記載のコンテンツデコーダ。
（項目２２）
それぞれの前記複数の圧縮単位の前記一部を解読するステップは、前記ビデオビットストリームと関連付けられるヘッダ内の情報に基づいて、圧縮単位が有効にされることを判定するステップを含む、項目１９に記載のコンテンツデコーダ。
（項目２３）
前記デコーダアプリケーションはさらに、前記プロセッサに、ビデオのフレームの中の各圧縮単位の一部を解読するように指図する、項目１９に記載のコンテンツデコーダ。
（項目２４）
前記一部は、ｉ）前記圧縮単位の最初のＮバイト、ｉｉ）前記圧縮単位の最後のＮバイト、ｉｉｉ）前記圧縮単位内のＮバイトの中央部分、およびｉｖ）前記圧縮単位内のＮバイトのパターンから成る群から選択される、項目２３に記載のコンテンツデコーダ。
（項目２５）
前記圧縮単位は、高効率ビデオ符号化（ＨＥＶＣ）規格内のタイルであり、前記ビデオビットストリームは、前記ＨＥＶＣ規格に基づいて復号される、項目１９に記載のコンテンツデコーダ。
（項目２６）
前記デコーダアプリケーションはさらに、前記プロセッサに、
前記ビデオビットストリーム内の前記タイルの構造を識別するように、前記ＨＥＶＣビデオビットストリームのピクチャパラメータセット（ＰＰＳ）を解析し、
前記構造に基づいて、前記タイルの複数部分を解読するように指図する、項目２５に記載のコンテンツデコーダ。
（項目２７）
前記複数の圧縮単位のうちのそれぞれの圧縮単位の前記一部を解読するステップは、複数部分を復号するために、共通暗号化形式（ＣＥＮＣ）を使用するステップを含む、項目１９に記載のコンテンツデコーダ。
【図面の簡単な説明】
【0033】
【発明を実施するための形態】
【0034】
上記で説明されるように、異なる技法が、コンテンツを暗号化するために使用されてもよく、それぞれは、ビデオコンテンツを圧縮または符号化するために利用されている圧縮技法（例えば、Ｈ．２６４またはＨＥＶＣ）と関連付けられる処理費用に加えて、異なる量の処理リソースを消費し得る。したがって、本発明の多くの実施形態は、フレーム全体ではなくフレームの一部のみを暗号化することによって、暗号化されたフレームを有する、保護された圧縮ビデオシーケンスを生成する効率を達成することができる。これらの技法は、概して、フレームの一部のみを暗号化するため、「部分フレーム暗号化」と称され得る。ビデオのフレーム内で暗号化される１つまたはそれを上回る部分は、開始場所および長さによってフレーム内で規定されることができる。多くの場合、本情報は、フレームと関連付けられるヘッダ内に提供され、解読のためにフレームの暗号化された部分の場所を特定するようにデコーダによって使用されてもよい。
【0035】
Ｈ．２６４／ＭＰＥＧ－４ ＡＶＣ（高度ビデオ符号化）等の多くのビデオ圧縮形式では、（圧縮アルゴリズムにより）フレーム内で、および複数のフレームにわたって、依存状態がある。依存状態により、暗号化される一部が、解読されることができず、したがって、適切に再生されることができないとき、フレーム内または暗号化された部分に依存する他のフレームの中の他の部分もまた、再生されることができない。したがって、ＡＶＣ符号化ビットストリームでは、単位のフレームまたはシーケンスの先頭のｘバイト数を暗号化することが、多くの場合、フレームの多くの他の部分または他の単位の復号を防止するために十分である。
【0036】
多くの実施形態は、異なるＤＲＭシステムを使用して同一ファイルの解読を可能にするために、１つまたはそれを上回るデジタル著作権およびキー管理システム（ＤＲＭシステム）によって利用されることができる、標準暗号化およびキーマッピング方法を規定する業界暗号化規格である、暗号化のためのＩＳＯ／ＩＥＣ ２３００１－７：２０１２共通暗号化方式（ＣＥＮＣ）規格を利用してもよい。本方式は、フレームの複数の不連続部分を暗号化することを可能にする。
【0037】
高効率ビデオ符号化（ＨＥＶＣ）等のいくつかのビデオ圧縮形式は、フレームビデオの異なる部分の同時並列処理を可能にする、他の部分の中の情報を参照する、またはそれに依存することなく、フレームの複数部分が独立して符号化および復号されることを可能にする。並列処理を可能にするように設計される１つのそのような特徴は、ＨＥＶＣにおける「タイル」である。具体的には、各タイルがいくつかの符号化ツリー単位（ＣＴＵ）から成る、正方形の領域（タイル）に画像を分割することによって、異なるプロセッサによって同時にフレームの複数部分を符号化および復号するために、タイルが使用されることができる。
【0038】
タイルは、単一のＮＡＬ（ネットワーク抽象化層）単位またはスライス内に含有されることができる。フレームの類似する独立して復号可能な部分は、異なる符号化形式にわたって圧縮単位（すなわち、ＨＥＶＣにおけるタイル）と称されることができる。圧縮単位は、相互から独立して処理されることができるため、ビットストリームを復号するときに並列性を有効にする。タイルが有効にされたＨＥＶＣ符号化ストリームでは、ビデオＮＡＬ単位またはフレームの最初のｘバイトのみが暗号化された場合、他の部分（タイル）は、暗号化された部分からのそれらの独立性により、暗号化された部分を解読する必要なく、完全に復号可能であり得る。
【0039】
したがって、多くの実施形態では、タイル（または他の圧縮単位）を有する、符号化されたビットストリームのセキュリティは、暗号化された部分を解読することなくフレームのより多くの部分を回復不可能にするように、フレーム内の複数のタイルの少なくとも一部を暗号化することによって、向上させられることができる。いくつかの実施形態では、エンコーダおよび／または符号化プロセスは、ビットストリームの少なくとも一部を復号して、タイルが位置する場所を判定し、タイルの複数部分を暗号化するように設計されることができる。エンコーダは、複数のタイル内の情報を暗号化し、ビットストリームのより多くの部分が解読されることなく復号されることから保護するために、タイルの構造および／または場所に関する情報を獲得してもよい。タイル（または他の独立して復号可能な単位）に関する本情報を獲得するための方法は、１つまたはそれを上回るタイルの開始場所を判定するように、ＮＡＬ単位ヘッダを解析するステップを含むことができる。本発明の実施形態による、圧縮単位の部分フレーム暗号化のためのシステムおよび方法が、以下でさらに議論される。
【0040】
（部分フレーム暗号化を使用してビデオを部分的に符号化して再生するためのシステムアーキテクチャ）
上記で議論されるように、多くの新しい圧縮規格は、マルチコアアーキテクチャ上でビデオコンテンツの並列処理（すなわち、符号化および復号）を可能にする、新しいツールを提供する。これらのツールは、例えば、ビデオコンテンツのフレームを別個の復号可能な単位に分割するために利用され得る、いくつかのタイプの類似する独立して復号可能な圧縮単位の中でも、ＨＥＶＣ規格における「タイル」の使用を含む。本願の全体を通して説明されるように、圧縮単位（例えば、ＨＥＶＣにおけるタイル）は、概して、所与の符号化規格に対するビデオの単一のフレームの分割されたおよび／または独立して復号可能な部分を指し得る。さらに、「タイル」は、ＨＥＶＣ規格内に導入されている圧縮単位のタイプである。以下の実施例の多くは、ＨＥＶＣ規格に従って圧縮されるビデオに基づくタイルの部分フレーム暗号化を説明するが、本発明の実施形態によると、具体的用途の要件に対して、適宜、ビデオフレームを分割するために類似タイプの圧縮単位を使用する、任意の他の規格に従って圧縮されたビデオを暗号化するために、部分フレーム暗号化が使用されてもよい。
上記で議論されるように、多くの新しい圧縮規格は、マルチコアアーキテクチャ上でビデオコンテンツの並列処理（すなわち、符号化および復号）を可能にする、新しいツールを提供する。これらのツールは、例えば、ビデオコンテンツのフレームを別個の復号可能な単位に分割するために利用され得る、いくつかのタイプの類似する独立して復号可能な圧縮単位の中でも、ＨＥＶＣ規格における「タイル」の使用を含む。本願の全体を通して説明されるように、圧縮単位（例えば、ＨＥＶＣにおけるタイル）は、概して、所与の符号化規格に対するビデオの単一のフレームの分割されたおよび／または独立して復号可能な部分を指し得る。さらに、「タイル」は、ＨＥＶＣ規格内に導入されている圧縮単位のタイプである。以下の実施例の多くは、ＨＥＶＣ規格に従って圧縮されるビデオに基づくタイルの部分フレーム暗号化を説明するが、本発明の実施形態によると、具体的用途の要件に対して、適宜、ビデオフレームを分割するために類似タイプの圧縮単位を使用する、任意の他の規格に従って圧縮されたビデオを暗号化するために、部分フレーム暗号化が使用されてもよい。
【0041】
さらに、独立して復号可能な圧縮単位を使用して圧縮されたデジタルコンテンツを保護するために、部分フレーム暗号化をビデオのフレーム内の圧縮単位（すなわち、タイル）の１つまたはそれを上回る部分に適用する、ある暗号化技法が使用されてもよい。具体的には、ビデオのフレーム内の圧縮単位の独立復号を可能にするように設計されている、より新しい規格（例えば、ＨＥＶＣ）では、他の部分が、暗号化されたフレームの適切な解読を必要とするであろう、フレーム間依存状態を有するであろう、圧縮規格設計に基づいて、全ビデオフレーム（すなわち、ビデオ画像）の一部のみを暗号化することは、もはや十分ではない場合がある。上記で議論されるように、これらのより古い圧縮規格内で、単一のビデオフレームの異なる部分の間の依存状態により、暗号化される部分が、解読されることができず、したがって、適切に再生されることができないとき、フレーム内または暗号化された部分に依存する他のフレームの中の他の部分もまた、再生されることができない。したがって、多くの実施形態では、部分フレーム暗号化が、ビデオのフレーム内の１つまたはそれを上回る圧縮単位の複数部分に適用されてもよい。本発明の実施形態による、部分フレーム暗号化を使用してビデオコンテンツを符号化するためのシステムが、図１に図示されている。
【0042】
システム１００は、ソースメディアを符号化されたビデオに符号化するように構成される、コンテンツエンコーダ１０２を含む。いくつかの実施形態では、コンテンツエンコーダは、例えば、ビデオのフレームの他の部分を参照することなくフレームの複数部分の独立符号化／復号を可能にする、ビデオの各フレーム内の圧縮単位（例えば、タイル）を生成することによって、コンテンツの並列処理を可能にする圧縮規格（例えば、ＨＥＶＣ規格）を使用して、コンテンツを符号化してもよい。具体的には、いくつかの実施形態では、コンテンツエンコーダは、ビデオコンテンツのフレームを符号化するためにＨＥＶＣ規格を使用して、コンテンツを符号化してもよい。ＨＥＶＣ規格はまた、ビデオの各フレームに１つまたはそれを上回る独立して復号可能なタイルを生成してもよい。
【0043】
圧縮規格（例えば、ＨＥＶＣ）に基づいてビデオのフレームを符号化することに加えて、多くの実施形態では、コンテンツエンコーダ１０６はさらに、違法配布からコンテンツを保護するようにビデオコンテンツの複数部分を暗号化してもよい。ビデオコンテンツを暗号化することと関連付けられる間接費を削減するために、多くの実施形態では、コンテンツエンコーダ１０６は、部分フレーム暗号化を使用してビデオコンテンツを符号化し、それによって、（ビデオコンテンツのフレーム全体を暗号化するのではなく）ビデオのフレーム内の１つまたはそれを上回る圧縮単位（すなわち、タイル）の一部のみが暗号化される。いくつかの実施形態では、コンテンツエンコーダは、ビデオのフレーム内の各タイルの先頭のｘバイト数を暗号化する。他の実施形態は、具体的用途の要件に対して、適宜、ビットストリーム内のどこかに位置するｘバイト、末尾のｘバイト、およびタイル内のバイトの任意の他の組み合わせを含む、タイルの異なる部分を暗号化してもよい。ある実施形態では、コンテンツエンコーダは、フレーム内の全タイルの同一部分を暗号化してもよい。他の実施形態では、コンテンツエンコーダは、異なるタイルの異なる部分を暗号化してもよい。いくつかの実施形態では、コンテンツエンコーダは、ビデオのフレーム内のあるタイル（例えば、全てに満たないタイル）のみの複数部分を暗号化してもよい。容易に理解されることができるように、暗号化されたビデオを含有するコンテナファイルは、フレーム内のタイルの暗号化された部分の場所に関する情報および／または暗号化された部分の全てもしくはそれぞれを暗号化するために利用される暗号情報を含有する、別個のＤＲＭトラックを含むことができる。
【0044】
いくつかの実施形態では、コンテンツエンコーダ１０６は、Ｍａｔｒｏｓｋａ（ＭＫＶ）コンテナファイルの中にコンテンツを記憶する。Ｍａｔｒｏｓｋａコンテナは、Ｍａｔｒｏｓｋａ非営利組織（Ａｕｓｓｏｎｎｅ， Ｆｒａｎｃｅ）によって、オープン標準プロジェクトとして開発されたメディアコンテナである。Ｍａｔｒｏｓｋａコンテナは、拡張可能マークアップ言語（ＸＭＬ）のバイナリ派生版である、拡張可能バイナリメタ言語（ＥＢＭＬ）に基づく。Ｍａｔｒｏｓｋａコンテナの復号は、多くの消費者電子（ＣＥ）デバイスによってサポートされる。他の実施形態では、具体的用途の要件に対して、適宜、Ｍｏｔｉｏｎ Ｐｉｃｔｕｒｅ Ｅｘｐｅｒｔｓ ＧｒｏｕｐによってＭＰＥＧ－４ Ｐａｒｔ １４として規定されるＭＰ４コンテナファイル形式を含む（がそれに限定されない）、種々のコンテナファイル形式のうちのいずれかが利用されることができる。
【0045】
いくつかの実施形態では、コンテンツエンコーダ１０６がビデオシーケンスを圧縮および／または暗号化した後、コンテンツエンコーダ１０６は、符号化されたビデオをコンテンツサーバ１０２にアップロードする。
【0046】
多くの実施形態では、コンテンツサーバ１０２は、１つまたはそれを上回る再生デバイス１０８－１１４へのソースメディアの配布を促進する。本発明のいくつかの実施形態によるコンテンツサーバ１０２は、再生デバイスへの配布のために保護されたコンテンツを記憶する責任があり得る。多くの実施形態では、コンテンツサーバは、符号化されたビデオをダウンロードしようとする種々の再生デバイス１０８－１１４からダウンロード要求を受信して処理する。いくつかの実施形態では、デバイスは、（ｉ）ファイル全体をダウンロードすること、または（ｉｉ）漸進もしくは適応ストリーミングモードのいずれか一方で再生するためのストリーミング配信されたビデオを受信することのいずれか一方を要求してもよい。配布サーバが再生デバイスからダウンロード要求を受信するとき、記憶および／または再生のために符号化されたビデオを再生デバイスに提供することができる。
【0047】
ダウンロードされたビデオファイルは、ビデオのフレーム内の圧縮単位（例えば、ＨＥＶＣ符号化ビデオにおけるタイル）の構造を表すデータを含有する、１つまたはそれを上回るヘッダを含んでもよい。ヘッダは、１つまたはそれを上回るタイルの開始場所へのポインタを含んでもよい。いくつかの実施形態では、符号化ＨＥＶＣビデオシーケンス内のタイルの場所が、ビデオの１つまたはそれを上回るフレーム内のタイル構造に関する情報を提供する、ピクチャパラメータ構造（ＰＰＳ）において規定されてもよい。いくつかの実施形態では、タイルが、フレーム内のある場所に固定されてもよい一方で、他の実施形態では、タイルは、ビデオの異なるフレームについて異なる場所にあってもよい。再生デバイス上のデコーダは、ビデオファイルを再生するために解読される必要があるフレームの複数部分を判定するために、本情報を使用してもよい。
【0048】
いくつかの実施形態では、コンテンツサーバ１０２は、種々の再生デバイスからストリーム要求を受信し、後に、漸進的再生のために、および／または適応ビットレートストリーミングシステムの一部として、符号化されたビデオを再生デバイスにストリーム配信する。いくつかの実施形態では、種々の再生デバイスは、インターネット等のネットワーク１０４を介してストリームを要求するために、ＨＴＴＰまたは別の適切なステートレスプロトコルを使用することができる。いくつかの実施形態では、種々の再生デバイスは、ＲＴＳＰを使用することができ、それによって、配布サーバは、各再生デバイスの状態を記録し、再生デバイスから受信される命令および再生デバイスの状態を表す記憶されたデータに基づいて、ストリーム配信するビデオを判定する。
【0049】
いくつかの実施形態では、ＤＲＭサーバ１１６（デジタル著作権管理）は、ソースメディアを暗号化／解読するために必要とされるキーを管理することを含む、ソースメディアへの承認およびアクセスを促進する。
【0050】
本発明のある実施形態によるＤＲＭサーバ１１６は、再生デバイスへの配布（例えば、ストリーミングおよび／またはダウンロード）のために、コンテンツの保護されたストリームおよび／またはファイルを記憶する責任があり得る。ＤＲＭサーバはまた、コンテンツを保護するために利用される共通暗号情報を記憶することもできる。いくつかの実施形態では、共通暗号情報は、共通暗号情報と関連付けられる識別子およびコンテンツの一部を利用して識別される。
【0051】
図示される実施形態では、再生デバイスは、パーソナルコンピュータ１０８－１１０と、携帯電話１１２－１１４とを含む。他の実施形態では、再生デバイスは、ＤＶＤプレーヤ、Ｂｌｕ－ｒａｙ（登録商標）プレーヤ、テレビ、セットトップボックス、ビデオゲームコンソール、タブレット、およびＨＴＴＰを介してサーバに接続し、符号化されたビデオを再生することが可能である他のデバイス等の消費者電子デバイスを含むことができる。
【0052】
図示される実施形態では、コンテンツエンコーダ、コンテンツサーバ、およびＤＲＭサーバは、サーバコンピュータハードウェア上で実行されるように構成される、サーバアプリケーションである。他の実施形態では、コンテンツエンコーダ、コンテンツサーバ、およびＤＲＭサーバは、プロセッサを含み、ビデオ、音声、および／または字幕を含む（がそれらに限定されない）、ソースメディアの暗号化、配布、ならびにデジタル著作権管理を行うために十分なリソースを有する、任意の処理デバイスであり得る。具体的アーキテクチャが図１に示されているが、本発明の実施形態による具体的用途の要件に対して、適宜、部分フレーム暗号化を用いて再生デバイスが符号化されたビデオを要求することを可能にする、種々のアーキテクチャのうちのいずれかが利用されることができる。
【0053】
本発明の実施形態によるコンテンツエンコーダ２０２の基本アーキテクチャが、図２Ａに図示されている。コンテンツエンコーダ２０２は、不揮発性メモリ２０８、揮発性メモリ２０６、およびネットワークインターフェース２１４と通信している、プロセッサ２０４を含む。図示される実施形態では、不揮発性メモリは、コンテンツ２１２を符号化するようにプロセッサを構成する、コンテンツエンコーダアプリケーション２１０を含む。いくつかの実施形態では、コンテンツエンコーダアプリケーション２１０は、圧縮されたビデオの暗号化と関連付けられる間接費を削減するよう、フレーム全体ではなく、１つまたはそれを上回る圧縮単位（例えば、タイル）の複数部分のみがビデオのフレーム内で暗号化されるように、部分フレーム暗号化を使用してコンテンツを暗号化する。
【0054】
いくつかの実施形態では、ネットワークインターフェース２１４は、プロセッサ２０４、揮発性メモリ２０６、および／または不揮発性メモリ２０８と通信してもよい。具体的コンテンツエンコーダアーキテクチャが図２Ａに図示されているが、コンテンツエンコーダアプリケーションが、ディスクまたはある他の形態の記憶装置上に位置し、実行時に揮発性メモリにロードされる、アーキテクチャを含む、種々のアーキテクチャのうちのいずれかが、本発明の実施形態によるコンテンツエンコーダを実装するために利用されることができる。
【0055】
本発明の実施形態によるコンテンツサーバ２２２の基本アーキテクチャが、図２Ｂに図示されている。コンテンツサーバ２２２は、不揮発性メモリ２２８、揮発性メモリ２２６、およびネットワークインターフェース２３４と通信している、プロセッサ２２４を含む。図示される実施形態では、不揮発性メモリは、コンテンツ２３２を配布するようにプロセッサを構成する、コンテンツ配布アプリケーション２３０を含む。いくつかの実施形態では、ネットワークインターフェース２３４は、プロセッサ２２４、揮発性メモリ２２６、および／または不揮発性メモリ２２８と通信してもよい。具体的コンテンツサーバアーキテクチャが図２Ｂに図示されているが、コンテンツ配布アプリケーションが、ディスクまたはある他の形態の記憶装置上に位置し、実行時に揮発性メモリにロードされる、アーキテクチャを含む、種々のアーキテクチャのうちのいずれかが、本発明の実施形態によるコンテンツサーバを実装するために利用されることができる。
【0056】
本発明の実施形態による再生デバイスの基本アーキテクチャが、図２Ｃに図示されている。再生デバイス２５２は、不揮発性メモリ２５８、揮発性メモリ２５６、およびネットワークインターフェース２４０と通信している、プロセッサ２５４を含む。図示される実施形態では、不揮発性メモリは、コンテンツ２６２を復号するようにプロセッサを構成する、デコーダアプリケーション２６０を含む。いくつかの実施形態では、デコーダアプリケーション２６０は、ビデオのフレーム内の圧縮単位の場所を識別するために、ビデオコンテナファイルおよび／またはビデオストリーム内に提供される情報を使用し、ビデオを復号するために、圧縮単位のある部分のみを解読する。
【0057】
いくつかの実施形態では、ネットワークインターフェース２６４は、プロセッサ２５４、揮発性メモリ２５６、および／または不揮発性メモリ２５８と通信してもよい。具体的再生デバイスアーキテクチャが図２Ｃに図示されているが、デコーダアプリケーションが、ディスクまたはある他の形態の記憶装置上に位置し、実行時に揮発性メモリにロードされる、アーキテクチャを含む、種々のアーキテクチャのうちのいずれかが、本発明の実施形態による再生デバイスを実装するために利用されることができる。
【0058】
（部分フレーム暗号化のためのシステムおよび方法）
上記で議論されるように、いくつかのビデオ圧縮形式（例えば、ＨＥＶＣ）は、フレーム（もしくは他のフレーム）の他の部分の中の情報を参照する、またはそれに依存することなく、フレームの複数部分（例えば、圧縮単位もしくはタイル）が独立して符号化および復号されることを可能にする。フレームのこれらの独立して復号可能な部分は、異なる符号化形式にわたって圧縮単位と称されることができる。したがって、独立圧縮単位を伴うストリームの暗号化中に、フレームの最初のｘバイトのみが暗号化された場合、他の部分（圧縮単位またはタイル）は、暗号化された圧縮単位からのそれらの独立性により、圧縮単位の暗号化された部分を解読する必要なく、完全に復号可能であり得る。したがって、タイル（または他の圧縮単位）を有する、符号化されたビットストリームのセキュリティは、暗号化された部分を解読することなくフレームのより多くの部分を回復不可能にするように、フレーム内の複数のタイルの少なくとも一部を暗号化することによって、向上させられることができる。本発明の実施形態による、ビデオビットストリームの圧縮単位の部分フレーム暗号化のためのプロセスが、図３に図示されている。
上記で議論されるように、いくつかのビデオ圧縮形式（例えば、ＨＥＶＣ）は、フレーム（もしくは他のフレーム）の他の部分の中の情報を参照する、またはそれに依存することなく、フレームの複数部分（例えば、圧縮単位もしくはタイル）が独立して符号化および復号されることを可能にする。フレームのこれらの独立して復号可能な部分は、異なる符号化形式にわたって圧縮単位と称されることができる。したがって、独立圧縮単位を伴うストリームの暗号化中に、フレームの最初のｘバイトのみが暗号化された場合、他の部分（圧縮単位またはタイル）は、暗号化された圧縮単位からのそれらの独立性により、圧縮単位の暗号化された部分を解読する必要なく、完全に復号可能であり得る。したがって、タイル（または他の圧縮単位）を有する、符号化されたビットストリームのセキュリティは、暗号化された部分を解読することなくフレームのより多くの部分を回復不可能にするように、フレーム内の複数のタイルの少なくとも一部を暗号化することによって、向上させられることができる。本発明の実施形態による、ビデオビットストリームの圧縮単位の部分フレーム暗号化のためのプロセスが、図３に図示されている。
【0059】
本プロセスは、（３０２において）ビデオデータを受信する。いくつかの実施形態では、本プロセスは、１つまたはそれを上回るコンテンツ配布元からビデオデータをダウンロードしてもよい。他の実施形態では、本プロセスは、ビデオ再生中にビデオデータをストリーム配信してもよい。
【0060】
本プロセスは、（３０４において）ビデオデータ内の複数の圧縮単位の場所を判定する。場所は、ビデオのフレームと関連付けられる１つまたはそれを上回るヘッダによって提供される情報に基づいて判定されてもよい。いくつかの実施形態では、ヘッダは、フレーム内の各圧縮単位の開始場所に関する情報を提供してもよい。いくつかの実施形態では、各圧縮単位の場所は、ビデオの各フレーム内に固定されてもよく、したがって、ヘッダによって識別される必要がなくてもよい。例えば、エンコーダは、ビデオシーケンスの構造に関する情報で事前にプログラムされてもよい。
【0061】
本プロセスは、（３０６において）暗号化するビデオのフレーム内の各圧縮単位の一部を判定する。いくつかの実施形態では、本プロセスは、各圧縮単位の固定ｘバイトが暗号化されるべきであることを判定する。いくつかの実施形態では、本プロセスは、圧縮単位の特性に基づいて、異なる圧縮単位の異なる部分を判定する。他の実施形態では、本プロセスは、ビデオのフレームに対する１つまたはそれを上回る圧縮単位の中の中央または最後のｘバイト数を符号化してもよい。ある実施形態では、本プロセスは、ビデオの他のフレームの複数部分のみを暗号化しながら、ビデオのあるフレームを暗号化しなくてもよい。容易に理解されることができるように、暗号化される特定のフレームの具体的部分および暗号化の様式は、典型的には、用途の要件に依存する。
【0062】
本プロセスは、（３０８において）圧縮単位の複数部分を暗号化する。いくつかの実施形態では、本プロセスは、標準ＤＥＳおよび／またはＡＥＳ暗号を使用して、複数部分を暗号化する。他の実施形態は、具体的用途の要件に対して、適宜、他の暗号化機構を使用してもよい。
【0063】
本プロセスは、（３１０において）暗号化された部分を伴う圧縮単位を含有する、出力ビットストリームを生成する。次いで、本プロセスは、終了する。
【0064】
圧縮単位の複数部分を暗号化するための具体的プロセスが図３で説明されているが、本発明の実施形態による具体的用途の要件に対して、適宜、種々のプロセスのうちのいずれかが、圧縮単位の複数部分を暗号化するために利用されることができる。
【0065】
（ＨＥＶＣ規格の概観）
上記で議論されるように、ＨＥＶＣビデオ圧縮規格は、並列処理をサポートするマルチコアアーキテクチャを使用する、ビデオコンテンツの再生のために設計されるいくつかの新しいツールを含む。ツールは、スライス構造に加えて、波面並列処理（ＷＰＰ）およびタイルを含む。ＷＰＰおよび／またはタイルが使用されるとき、１つの画像に対応するビデオビットストリームが、ビットストリームの独立して復号可能なサブセットにパケット化されてもよい。具体的には、ＨＥＶＣは、ビデオのフレームをあるサイズの長方形領域に分割する、独立して復号可能なタイルを含む。本発明の実施形態によるビデオのフレーム内のタイルの実施例が、図６に図示されている。具体的には、図６は、水平および垂直次元内のフレームを、左上隅のタイル１から右下隅のタイル９までの９つのタイルに均等に分割することの実施例を図示する、略図である。各タイルは、符号化ツリー単位を含む。
上記で議論されるように、ＨＥＶＣビデオ圧縮規格は、並列処理をサポートするマルチコアアーキテクチャを使用する、ビデオコンテンツの再生のために設計されるいくつかの新しいツールを含む。ツールは、スライス構造に加えて、波面並列処理（ＷＰＰ）およびタイルを含む。ＷＰＰおよび／またはタイルが使用されるとき、１つの画像に対応するビデオビットストリームが、ビットストリームの独立して復号可能なサブセットにパケット化されてもよい。具体的には、ＨＥＶＣは、ビデオのフレームをあるサイズの長方形領域に分割する、独立して復号可能なタイルを含む。本発明の実施形態によるビデオのフレーム内のタイルの実施例が、図６に図示されている。具体的には、図６は、水平および垂直次元内のフレームを、左上隅のタイル１から右下隅のタイル９までの９つのタイルに均等に分割することの実施例を図示する、略図である。各タイルは、符号化ツリー単位を含む。
【0066】
タイル関連パラメータは、ＨＥＶＣではピクチャパラメータセット（ＰＰＳ）の中で信号伝達されてもよい。ビデオシーケンス内で、異なる画像が、異なるＰＰＳを使用することを許可され得る。タイルパラメータは、同一のビデオシーケンスの中で画像によって変化し得る。殆どのビデオ用途では、タイルの数およびタイルの場所は、ビデオシーケンス（例えば、一連の画像）内で同一のままである可能性が高いが、タイルの構成が同一のビデオシーケンスの中で画像によって変化することを許可され得るだけでなく、タイルのグループも画像によって変化することを許可され得る、状況が生じ得る。
【0067】
図７は、ＨＥＶＣビデオの中のピクチャパラメータセット（ＰＰＳ）におけるタイルの構文構造の実施例を図示する。ｔｉｌｅｓ＿ｅｎａｂｌｅｄ＿ｆｌａｇがオンにされる場合には、各次元内のタイルの数が信号伝達されてもよい。タイルが一様に定寸される場合（例えば、ｕｎｉｆｏｒｍ＿ｓｐａｃｉｎｇ＿ｆｌａｇが１である場合）には、いかなる付加的情報も信号伝達されなくてもよい。タイルの幅および高さが信号伝達されてもよい。例えば、図７に示されるように、ｎｕｍ＿ｔｉｌｅ＿ｃｏｌｕｍｎｓ＿ｍｉｎｕｓ１およびｎｕｍ＿ｔｉｌｅ＿ｒｏｗｓ＿ｍｉｎｕｓ１は、２に設定されてもよく、ｕｎｉｆｏｒｍ＿ｓｐａｃｉｎｇ＿ｆｌａｇは、１に設定されてもよい。
【0068】
エンコーダは、新しいタイル分割パラメータを伴って新しいＰＰＳを信号伝達するエンコーダによって、どのようにしてタイルがフレーム毎に分割されるかを変更してもよい。多くの実施形態では、タイルは、相互と比較して均等に定寸された、または以前の事例における同一のタイルと比較して同一のサイズのままである必要はない。具体的には、エンコーダは、１つまたはそれを上回るフレームの新しいセットに適用されるであろう、新しいタイル分割パラメータを伴って新しいＰＰＳを信号伝達してもよい。
【0069】
（ＨＥＶＣにおける部分フレーム暗号化）
上記で議論されるように、ＨＥＶＣ規格は、高レベル並列処理をサポートする、あるツールを導入する。具体的には、ＨＥＶＣは、フレームが長方形領域に分割されることを可能にする、タイルを含み、それらは、次いで、独立して符号化および復号されることができる。フレームは、タイルとして一様または非一様に分割されてもよい。各タイルのエントリポイントが、スライスヘッダにおいて規定されてもよい。ＨＥＶＣ規格を使用してビデオファイルの部分暗号化を可能にするために、本発明の多くの実施形態は、ビデオコンテンツを暗号化するために、複数のタイルを部分的に暗号化してもよい。本発明の実施形態によるＨＥＶＣタイルの部分暗号化のためのプロセスが、図４に図示されている。
上記で議論されるように、ＨＥＶＣ規格は、高レベル並列処理をサポートする、あるツールを導入する。具体的には、ＨＥＶＣは、フレームが長方形領域に分割されることを可能にする、タイルを含み、それらは、次いで、独立して符号化および復号されることができる。フレームは、タイルとして一様または非一様に分割されてもよい。各タイルのエントリポイントが、スライスヘッダにおいて規定されてもよい。ＨＥＶＣ規格を使用してビデオファイルの部分暗号化を可能にするために、本発明の多くの実施形態は、ビデオコンテンツを暗号化するために、複数のタイルを部分的に暗号化してもよい。本発明の実施形態によるＨＥＶＣタイルの部分暗号化のためのプロセスが、図４に図示されている。
【0070】
本プロセスは、（４０２において）タイルが有効にされるかどうかを判定する。多くの実施形態では、タイルが有効にされるとき、ビットストリームは、各コアがパーティションに即時にアクセスするために必要である各画像パーティションの開始位置を示す、エントリポイントオフセットを含有してもよい。
【0071】
本プロセスは、（４０４において）フレームおよび／またはビットストリーム内のＮＡＬ単位の構造を判定する。
【0072】
本プロセスは、（４０６において）ＮＡＬ単位内のタイルの構造を判定する。いくつかの実施形態では、本プロセスは、ビデオのフレーム内の各タイルの開始場所を判定するようにＮＡＬヘッダを解析する。いくつかの実施形態では、ＨＥＶＣタイルは、画像をあるサイズの長方形領域に分割してもよい。タイルのパラメータ構造は、ＨＥＶＣでは、ピクチャパラメータセット（ＰＰＳ）、ビデオ有用性情報（ＶＵＩ）、および／または補足増進情報（ＳＥＩ）メッセージにおいて規定されてもよい。ＨＥＶＣにおけるＰＰＳの実施例が、図７に図示されている。ｔｉｌｅｓ＿ｅｎａｂｌｅｄ＿ｆｌａｇがオンにされる場合には、各次元内のタイルの数が信号伝達されてもよい。いくつかの実施形態では、タイルが一様に定寸される場合（例えば、ｕｎｉｆｏｒｍ＿ｓｐａｃｉｎｇ＿ｆｌａｇが１である場合）には、いかなる付加的情報も信号伝達されなくてもよい。ＰＰＳはまた、タイルの幅および高さを信号伝達してもよい。
【0073】
本プロセスは、（４０８において）いくつかのＮＡＬ単位を選択する。いくつかの実施形態では、本プロセスは、ＮＡＬ単位の全てを選択してもよい。ある実施形態では、本プロセスは、１つまたはそれを上回るＮＡＬ単位を選択してもよい。
【0074】
本プロセスは、（４１０において）それぞれの選択されたＮＡＬ単位内のいくつかのタイルを選択する。いくつかの実施形態では、エンコーダは、新しいタイル分割パラメータを伴って新しいＰＰＳを信号伝達するエンコーダによって、どのようにしてタイルが画像毎に分割されるかを変更してもよい。図７は、ＰＰＳの中でタイルを信号伝達することの実施例を図示する。いくつかの実施形態では、タイルは、相互と比較して異なるサイズ、または以前の事例における同一のタイルと比較して異なるサイズであってもよい。いくつかの実施形態では、エンコーダは、各新しい画像のために、またはタイルパーティションが前の画像から変化するときに、新しいタイル分割パラメータを伴って新しいＰＰＳを信号伝達してもよい。
【0075】
本プロセスは、選択されたタイルの少なくとも一部を暗号化する。いくつかの実施形態では、本プロセスは、最初のｘバイト数、末尾のｘバイト、またはタイルのビットストリームのある部分内に位置するあるｘバイト数を暗号化してもよい。いくつかの実施形態では、本プロセスは、タイル内のいくつかのブロックを暗号化してもよい。他の実施形態は、具体的用途の要件に対して、適宜、タイルの他の部分を暗号化してもよい。多くの実施形態では、本プロセスは、ビットストリームを暗号化する方法に関する共通仕様を使用する共通暗号化形式（ＣＥＮＣ）を使用して、タイルの複数部分を暗号化する。ＣＥＮＣは、ファイルの解読を可能にするためにＤＲＭシステムによって使用されることができる、業界標準暗号化およびキーマッピング方法を規定する。本方式は、保護されたストリームを解読するために必要な暗号化関連メタデータの共通形式を定義することによって動作する。本方式は、種々のいくつかの考慮事項の中でも、著作権マッピング、キー獲得および記憶、ＤＲＭ順守規則の詳細を、ＣＥＮＣ方式をサポートするＤＲＭシステムに任せる。さらに、多くの実施形態では、暗号化情報は、ＭＫＶコンテナ内に記憶されてもよい。
【0076】
次いで、本プロセスは、終了する。ＨＥＶＣビデオコンテンツの中のタイルの一部を暗号化するための具体的プロセスが図４で説明されているが、本発明の実施形態による具体的用途の要件に対して、適宜、種々のプロセスのうちのいずれかが、タイルの複数部分を暗号化するために利用されてもよい。
【0077】
（部分的に暗号化されたビデオを復号する）
本発明の実施形態による、部分的に暗号化されたビデオを復号するためのプロセスが、図５に図示されている。
本発明の実施形態による、部分的に暗号化されたビデオを復号するためのプロセスが、図５に図示されている。
【0078】
本プロセスは、（５０２において）暗号化されたビデオデータを受信する。いくつかの実施形態では、本プロセスは、コンテンツプロバイダからビデオコンテンツをダウンロードし、ストリーム配信し、および／またはダウンロードするようにストリーム配信してもよい。他の実施形態では、ビデオデータは、具体的用途の要件に対して、適宜、ディスク上に記憶され、または任意の他の機構によって取得されてもよい。
【0079】
本プロセスは、（５０４において）ビデオデータ内の複数の圧縮単位（例えば、ＨＥＶＣにおけるタイル）の場所を判定する。いくつかの実施形態では、タイルの場所は、ビデオの１つまたはそれを上回るフレーム内に固定されてもよい。他の実施形態では、タイルの場所は、フレームまたはフレームのセットの間で変化してもよい。タイルの場所は、フレームに対応するＰＰＳ内に含有される情報に基づいて判定されてもよい。具体的には、本プロセスは、暗号化されたタイル内の特定のバイトを識別するように、ＰＰＳを解析してもよい。
【0080】
本プロセスは、（５０６において）圧縮単位が暗号化されるかどうかを判定し、暗号化された圧縮単位を解読する。いくつかの実施形態では、本プロセスは、暗号化されたコンテンツを解読するための解読キーを取得してもよい。解読キーは、コンテンツと関連付けられるＤＲＭサービスから受信される承認に基づいて取得されてもよい。
【0081】
本プロセスは、（５０８において）圧縮単位を復号する。多くの実施形態では、本プロセスは、ビデオ（例えば、ＨＥＶＣビデオ）を符号化するために使用される特定の圧縮規格に基づいて、コンテンツを復号する。
【0082】
本プロセスは、（５１０において）再生するために出力された復号ビデオを生成する。次いで、本プロセスは、終了する。
【0083】
ビデオコンテンツの中の圧縮単位の複数部分を解読するための具体的プロセスが図５で説明されているが、本発明の実施形態による具体的用途の要件に対して、適宜、種々のプロセスのうちのいずれかが、ビデオコンテンツの中の圧縮単位の複数部分を解読するために利用されてもよい。
【0084】
本発明は、ある具体的側面において説明されているが、多くの付加的修正および変形例が、当業者に明白となるであろう。したがって、本発明は、特別に説明されている以外に実践され得ることを理解されたい。したがって、本発明の実施形態は、あらゆる観点において、制限的ではなく例証的と見なされるべきである。
【0085】
さらに、前述の議論は、本発明の例示的実施形態を開示して説明するにすぎない。当業者は、本発明の精神および範囲から逸脱することなく、種々の変更、修正、および変形例が行われ得ることを、そのような議論から、ならびに添付図面から容易に認識するであろう。したがって、本発明は、開示される特定の実施形態に限定されなくてもよいが、本発明は、添付の請求項の範囲内に入る全ての実施形態を含むであろうことが意図される。
【図1】
【図2A】
【図2B】
【図2C】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
