專利名稱：處理一個包括加密信息的數(shù)據(jù)流的方法和裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種處理圖像信息的方法。
從歐洲專利申請No.1122728中得知，如何傳輸加密視頻信息數(shù)據(jù)流和如何以加密的形式將這些信息存儲在存儲介質(zhì)中。數(shù)據(jù)流的存儲使得能夠進(jìn)行特技播放，例如快速向前重放、倒退重放等。對于特技重放，要求能夠訪問存儲的視頻信息的選擇部分。
為了支持特技重放，要從視頻信息數(shù)據(jù)流中獲取管理信息。管理信息包括指針，指向在特技重放期間必須訪問的視頻信息的某個位置。例如在MPEG數(shù)據(jù)流的情況下，包括指向包括I幀(獨(dú)立于其它幀而進(jìn)行編碼的幀)的位置的指針。當(dāng)接收到視頻信息數(shù)據(jù)流時，檢測相關(guān)的位置。然而在信息的加密數(shù)據(jù)流的情況下，相關(guān)位置的檢測需要對該數(shù)據(jù)流進(jìn)行解密。從而，為了視頻信息的數(shù)據(jù)流的存儲而不得不占用解密的計(jì)算資源。這樣減少這些資源用于其它目的的利用率，例如用于在重放期間解密，并在重放裝置中可能最終需要包括附加的計(jì)算資源。另外，在存儲期間，一個解密密鑰必須可用。這是不期望的，例如如果此時需要另一個密鑰用于重放信息。
其中，本發(fā)明的一個目的是減少所需的計(jì)算資源的數(shù)量，計(jì)算資源用于支持來自于接收到或存儲的視頻信息數(shù)據(jù)流的視頻信息的特技播放。
其中，本發(fā)明的又一個目的是減少計(jì)算資源的數(shù)量，而又不需要包括在視頻信息數(shù)據(jù)流中附加信息，特別是對于允許特技播放的目的來說。
其中，本發(fā)明的另一個目的是能夠準(zhǔn)備信息，這些信息能夠用于例如特技播放等目的，而無需解密。
本發(fā)明提出了根據(jù)權(quán)利要求1的方法。根據(jù)本發(fā)明，視頻信息數(shù)據(jù)流的多個斷續(xù)部分是未加密的形式。具體地，用來確定指針?biāo)璧哪切┎糠诌x擇地優(yōu)選為未加密的形式，該指針指向特技播放期間所需的位置。這使記錄或重放裝置能夠檢測這些部分的內(nèi)容，而不需要解密這些數(shù)據(jù)流。數(shù)據(jù)流的常用特性用于識別該數(shù)據(jù)流的相關(guān)部分。為此目的，沒有新的內(nèi)容需要加入到數(shù)據(jù)流。
優(yōu)選地，包括獨(dú)立編碼視頻幀(I幀)的開始部分的信息數(shù)據(jù)包是未加密的形式。更為優(yōu)選地，包括I幀的剩余部分的數(shù)據(jù)包是加密的形式。從而，數(shù)據(jù)流不能用來獲取一個未加密的“滑動顯示(slide-show)”。還有在特技播放期間，能夠減少重放的等待時間，因?yàn)楫?dāng)重放跳到一個指針?biāo)赶虻臄?shù)據(jù)包時，能夠立即開始那個數(shù)據(jù)包的處理，而無需等待解密。進(jìn)一步優(yōu)選地，包括I幀的結(jié)尾部分的數(shù)據(jù)包是未加密的形式。這樣能夠檢測I幀的結(jié)尾部分，而無需解密該數(shù)據(jù)流。
優(yōu)選地，選擇和使用那些至少部分是未加密形式的數(shù)據(jù)包，來生成一個單獨(dú)的特技播放數(shù)據(jù)流。
使用附圖，將更為詳細(xì)的描述根據(jù)本發(fā)明的方法、系統(tǒng)和裝置的這些和其它有益方面。


圖1示出了一個用于處理視頻數(shù)據(jù)流的系統(tǒng)；圖2描述了一個視頻數(shù)據(jù)流；圖3示出了一個重放單元。
圖1示出了一個用于處理視頻數(shù)據(jù)流的系統(tǒng)。該系統(tǒng)包括相互耦合的發(fā)送器裝置10和接收器裝置12。該耦合例如可以通過電纜網(wǎng)或通過無線傳輸實(shí)現(xiàn)。多個接收器裝置12可以并聯(lián)的耦合到發(fā)送器裝置10。發(fā)送器裝置10包括視頻數(shù)據(jù)流源100、加密單元102和級連的發(fā)送單元106以及加密控制器104，加密控制器104具有連接到源100的輸出端的輸入端和連接到加密單元102的控制輸入端的輸出端。接收裝置12包括接收單元120、存儲裝置122、重放單元126、顯示裝置128和檢測裝置124。接收單元120具有耦合到發(fā)送器裝置10的輸入端和耦合到存儲裝置122的輸出端。重放裝置126具有連接到存儲裝置122的輸入端和連接到顯示裝置128的輸出端。檢測單元124具有耦合到接收單元120的輸出端的輸入端和連接到重放裝置126的輸出端。
操作中，源100產(chǎn)生未加密的視頻數(shù)據(jù)的流。該視頻數(shù)據(jù)編碼一系列連續(xù)的視頻幀，例如根據(jù)MPEG標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行編碼。用公知的方法將MPEG幀編碼為I幀、P幀和B幀。P幀和B幀編碼為對其它幀的更新(最終為對I幀的更新，但也做為對其他P幀和B幀的更新)。獨(dú)立的編碼每個I幀，而不做為對其它幀的更新。這些幀包括在信息的多個數(shù)據(jù)包中。對幀進(jìn)行編碼的信息通常分布在多個數(shù)據(jù)包。加密單元102加密該視頻數(shù)據(jù)的流的至少部分?jǐn)?shù)據(jù)包，并傳輸該數(shù)據(jù)流到發(fā)送單元106，發(fā)送單元106傳播該數(shù)據(jù)流。這些數(shù)據(jù)包形成了這些加密單元，即每個數(shù)據(jù)包獨(dú)立于其它數(shù)據(jù)包進(jìn)行加密。加密單元102將信息輸入到數(shù)據(jù)包中，以表明該數(shù)據(jù)包是否已被加密。
加密控制器104在由源100產(chǎn)生的數(shù)據(jù)流中檢測包括有獨(dú)立編碼幀的開始部分的數(shù)據(jù)包，例如在MPEG編碼情況下的I幀的數(shù)據(jù)包。這些獨(dú)立編碼幀在下面一般稱為I幀，但應(yīng)當(dāng)理解，本發(fā)明也能應(yīng)用到其它類型的數(shù)據(jù)流，MPEG數(shù)據(jù)流。優(yōu)選地，加密控制器104還檢測包括這些I幀的結(jié)尾部分的數(shù)據(jù)包。響應(yīng)于檢測，加密控制器104控制加密單元102是否加密了相應(yīng)的數(shù)據(jù)包。當(dāng)一個數(shù)據(jù)包包括有一個獨(dú)立編碼幀的開始部分時，該數(shù)據(jù)包沒有加密。換句話說，最好對具有視頻信息的所有數(shù)據(jù)包進(jìn)行加密，最好除了那些包括獨(dú)立編碼幀的結(jié)尾部分的數(shù)據(jù)包以外。
圖2示出了一個由發(fā)送器裝置10產(chǎn)生的視頻信息數(shù)據(jù)流20。該數(shù)據(jù)流包括連續(xù)信息數(shù)據(jù)包，通過分隔彼此分離的示出。在數(shù)據(jù)流20中的大多數(shù)數(shù)據(jù)包包括加密信息，但是一些數(shù)據(jù)包22、24包括未加密信息，第一數(shù)據(jù)包22包括I幀的開始部分，第二數(shù)據(jù)包24包括I幀的結(jié)尾部分。應(yīng)當(dāng)理解，在多個I幀的多個相繼的開始部分之間，或在這些幀的多個開始和結(jié)尾部分之間，沒有固定的距離，因?yàn)橐曨l信息通常是壓縮的。
接收器裝置12接收多個數(shù)據(jù)包，并將它們存儲在存儲裝置122中。檢測單元124檢測接收到的多個數(shù)據(jù)包是否被加密。如果一個數(shù)據(jù)包沒有加密，檢測單元124檢查該數(shù)據(jù)包是否包括有一個獨(dú)立編碼幀的開始部分。如果這樣的話，檢測單元124記錄指向數(shù)據(jù)流中該數(shù)據(jù)包的信息。這個指向信息可以是以在存儲裝置122中的存儲位置的地址的形式，或以允許尋址以找到該數(shù)據(jù)包的其它形式。檢測單元124可以內(nèi)部存儲該指向信息，但當(dāng)然，做為替換，該指向信息可以存儲在外部，例如在存儲裝置122中。
通過檢驗(yàn)例如MPEG幀的圖像標(biāo)題開始代碼，檢測單元124可以執(zhí)行對具有幀的開始和結(jié)尾部分的數(shù)據(jù)包的檢測。在MPEG中，圖像標(biāo)題開始代碼為00000100(十六進(jìn)制)。在數(shù)據(jù)包中使用加擾位，可以執(zhí)行加密檢測。在MPEG中，加擾位值00表示一個未加密的數(shù)據(jù)包。應(yīng)當(dāng)理解，現(xiàn)在以這種方式，那些能夠在通用MPEG數(shù)據(jù)流中能編碼到信號加密、幀的開始部分等的信息可以用于簡化所選擇的幀的開始和結(jié)尾部分的檢測，而不用解密和不用去除所有的訪問保護(hù)。即，不必增加附加的位到數(shù)據(jù)流中，從而簡化了幀的開始和結(jié)尾部分的檢測。原則上，檢測單元124通過分析該數(shù)據(jù)包中的信息，能夠執(zhí)行檢測該數(shù)據(jù)包是否包括了一個I幀的開始部分。當(dāng)發(fā)送器裝置10設(shè)置了包括有I幀開始部分的數(shù)據(jù)包的有效載荷單元開始指示器(Payload Unit Start Indicator)位時，通過指示I幀的開始部分，檢測可以更為簡單。此時，檢測單元124甚至不必分析數(shù)據(jù)包就能檢測I幀的開始部分。
在重放期間，重放單元126獲取來自于存儲器122的數(shù)據(jù)包，并且如果必要，就解密這些數(shù)據(jù)包。解密的數(shù)據(jù)包施加到顯示裝置128，顯示裝置128從編碼數(shù)據(jù)包中重新產(chǎn)生視頻信息，并顯示重新產(chǎn)生的視頻信息。當(dāng)然，該顯示裝置，或該顯示裝置的至少一個顯示屏幕也可以從外部附加到接收器裝置12。
在特技模式重放中，重放單元126選擇一種時間模式，其中必須顯示編碼幀，例如以快速向前的模式或相反的模式每一次跳過若干幀。一旦選擇了要顯示的一個幀(或一幀數(shù)量的那個幀(a frame numberof that frame))，重放單元126就從檢測元件124中獲取那個幀的指向信息。重放單元126使用獲取的指向信息來從存儲裝置122中選擇地獲取該幀。
圖3示出了重放單元123的一個實(shí)施例。重放單元126包括幀選擇單元30、解密單元32和多路轉(zhuǎn)換器34。幀選擇單元30具有到檢測單元124(未示出)的第一接口36，用于發(fā)送要求的幀和用于接收返回的指向信息。幀選擇單元30具有耦合到第二接口38的輸出，用于輸出命令以獲取由指向信息指向的存儲位置處開始的數(shù)據(jù)包，所述接口38耦合到存儲裝置122(未示出)。第二接口38的數(shù)據(jù)包輸入端直接的或通過解密單元32，分別耦合到多路轉(zhuǎn)換器34的輸入。多路轉(zhuǎn)換器34由選擇單元30控制，并且具有耦合到顯示裝置的輸出端(未示出)。
在操作中，幀選擇單元30選擇將要顯示的幀，由于要適合相關(guān)的特技模式。幀選擇單元30從檢測單元中獲取指向這些幀的開始和結(jié)尾部分的指針信息，并命令存儲裝置獲取連續(xù)的數(shù)據(jù)包，這些數(shù)據(jù)包開始于該幀的開始部分，結(jié)束于該幀的結(jié)尾部分。多路轉(zhuǎn)換器34為顯示裝置提供的獲取數(shù)據(jù)包、直接包括該幀開始部分的數(shù)據(jù)包、通過解密單元32的后繼數(shù)據(jù)包。因?yàn)榘ㄔ搸_始部分的數(shù)據(jù)包不需要解密，所以這個數(shù)據(jù)包提供給顯示裝置而沒有解密導(dǎo)致的等待時間。對于后繼數(shù)據(jù)包，等待時間并不關(guān)鍵，因?yàn)榭紤]到解密而預(yù)先充分的進(jìn)行了查找。
雖然所述的本發(fā)明用于下述情況，即幀的開始和結(jié)尾部分能夠從單獨(dú)的數(shù)據(jù)包中的信息內(nèi)檢測出來，但是應(yīng)當(dāng)理解，做為替換，開始和結(jié)尾部分能夠從成對的連續(xù)數(shù)據(jù)包中的信息內(nèi)檢測出來。在這種情況下，這種成對的連續(xù)數(shù)據(jù)包是未解密的形式，優(yōu)選地依賴于一個單獨(dú)的數(shù)據(jù)包是否包括足夠的信息去檢測一個開始和/或結(jié)尾部分。類似的，如果需要，檢測單元124使用來自于這種成對數(shù)據(jù)包的信息。
參照圖2所述的數(shù)據(jù)流20對于具有加密I幀的、單獨(dú)的特技播放數(shù)據(jù)流也是非常有用的。為此目的，I幀從標(biāo)準(zhǔn)播放數(shù)據(jù)流20中選擇，用多個空P幀進(jìn)行擴(kuò)展，并且連接所得到的特技播放GOP′s。不必加密這些空P幀。
為了得到一個MPEG應(yīng)允的(compliant)特技播放數(shù)據(jù)流，不得不對這個特技數(shù)據(jù)流進(jìn)行一些改變。首先，不得不清空最后的數(shù)據(jù)包，在不得不刪除來自于下一個P或B幀的可能出現(xiàn)的信息的意義上。此外，不得不改變在標(biāo)題中的一些信息，例如象顯示的時間標(biāo)記。在那里不得不進(jìn)行改變的數(shù)據(jù)包正好是未加密的數(shù)據(jù)包22、24。從而，因?yàn)楫?dāng)構(gòu)建該特技播放數(shù)據(jù)流時，不需要解密標(biāo)準(zhǔn)播放數(shù)據(jù)流，所以現(xiàn)在該特技播放數(shù)據(jù)流的構(gòu)建非常簡單。
該特技播放數(shù)據(jù)流可以需要增加PCR時基和增加ECM。這可根據(jù)如歐洲專利申請02080633.7(代理人標(biāo)簽PHNL021462)中所給出算法來實(shí)施。
這個完整的特技播放數(shù)據(jù)流隨后能夠送到裝置12，用于解密和解碼。因?yàn)樵诖鎯ρb置中沒有加密操作需要進(jìn)行，所以沒有智能卡或密鑰或譯碼器需要出現(xiàn)在這個存儲裝置中，這使得它更加獨(dú)立于提供者和更適于橫向市場(horizontal market)。
在對用于指針信息抽取的明碼文本數(shù)據(jù)包22、24和對用于單獨(dú)的特技數(shù)據(jù)播放數(shù)據(jù)流的構(gòu)建的明碼文本數(shù)據(jù)包的要求中，有微小的差別。在第一中情況下，僅有那些數(shù)據(jù)包需要是包括圖像標(biāo)題的明碼文本。在后一種情況下，在那里需要發(fā)生變化的所有數(shù)據(jù)包是明碼文本形式。無需詳述不得不改變哪些信息，這通常意味著在GOP(I幀)的開始部分那些數(shù)據(jù)包必須是包括有信息的明碼文本，這些信息開始于直到GOP的開始部分并且包括I幀的圖像標(biāo)題。在該I幀的結(jié)尾部分，要求上沒有區(qū)別。
雖然理論上沒有限制GOP開始部分的大小，但是實(shí)際中沒有多于一個或兩個數(shù)據(jù)包，這意味著僅有數(shù)據(jù)包22、24需要是明碼文本形式，用于構(gòu)建單獨(dú)的特技播放數(shù)據(jù)流。從而通常不需要以未加密形式提供格外的數(shù)據(jù)包。
權(quán)利要求
1.一種處理信息的方法，對多個圖像幀的視頻數(shù)據(jù)流進(jìn)行編碼，該視頻數(shù)據(jù)流包括圖像幀的、相互交替的第一和第二子集，該方法包括加密對于第一子集的圖像幀的信息；產(chǎn)生數(shù)據(jù)流，數(shù)據(jù)流包括那些相互交替的對于加密形式的第一子集的信息和對于至少部分是普通形式的第二子集的圖像幀的信息。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其中用于特技播放目的能夠訪問該數(shù)據(jù)流的第二子集的選擇部分是未加密的形式。
3.如權(quán)利要求2所述的方法，其中獨(dú)立于不同于某個特定幀的其它幀，信息對第二子集的每個特定幀進(jìn)行編碼。
4.如權(quán)利要求3所述的方法，其中數(shù)據(jù)流包括多個數(shù)據(jù)包、來自于分布到多個數(shù)據(jù)包的至少一個特定幀的信息、在該多個數(shù)據(jù)包的第一數(shù)據(jù)包中包括有特定幀開始部分的未加密形式的信息、加密形式的該多個數(shù)據(jù)包的后繼數(shù)據(jù)包，后繼數(shù)據(jù)包包括來自于該特定幀的剩余信息的至少部分。
5.如權(quán)利要求4所述的方法，其中來自于該特定幀的信息以未加密的形式位于包括有來自該特定幀的信息的多個數(shù)據(jù)包的最后一個中。
6.如權(quán)利要求1所述的方法，包括選擇對于第二子集的圖像幀的信息，和生成一個單獨(dú)的特技播放數(shù)據(jù)流，包括所選擇的幀。
7.一種接收和重放裝置(12)，用于接收包括數(shù)據(jù)包的數(shù)據(jù)流，該數(shù)據(jù)包具有信息，該信息以加密的形式部分地編碼圖像幀的數(shù)據(jù)流，所述裝置包括接收單元(120)，用于接收數(shù)據(jù)包；存儲單元(122)，用于存儲接收單元接收到的數(shù)據(jù)包；檢測單元(124)，用于為每個特定數(shù)據(jù)包檢測數(shù)據(jù)包是否是未加密的形式，和根據(jù)特定數(shù)據(jù)包是未加密形式的檢測存儲指向該特定數(shù)據(jù)包的指針；獲取單元(126)，用于在該指針的控制下控制選擇性獲取來自存儲單元的該特定數(shù)據(jù)包。
8.如權(quán)利要求7所述的接收和重放裝置(12)，其中檢測單元(124)設(shè)置成處理來自數(shù)據(jù)包、以未加密的形式接收到的信息，從而確定該數(shù)據(jù)包是否包括一幀的開始或結(jié)尾部分，根據(jù)所述的確定存儲該指針。
9.一種發(fā)送器裝置(10)，設(shè)置成執(zhí)行權(quán)利要求1的方法。
全文摘要
傳輸加密為視頻數(shù)據(jù)流的一部分的視頻信息，從而提供到該視頻信息的有條件的訪問。視頻數(shù)據(jù)流包括圖像幀的、相互交替的第一和第二子集。對于第一子集圖像幀的信息是加密的。數(shù)據(jù)流是傳播的(10)，數(shù)據(jù)流包括那些相互交替的對于加密形式的第一子集的信息和對于至少部分是普通形式的第二子集圖像幀的信息。這樣允許接收器(12)無需解密的檢測未加密的部分，并產(chǎn)生指針信息(124)，將指針信息存儲到來加密的部分。以后在接收器中能夠使用指針信息，用于特技播放(126)的目的。
文檔編號H04N7/24GK1659872SQ03813713
公開日2005年8月24日 申請日期2003年5月21日 優(yōu)先權(quán)日2002年6月12日
發(fā)明者A·M·A·里卡爾特, R·P·J·M·曼德斯 申請人:皇家飛利浦電子股份有限公司