專利名稱：用于擾碼內(nèi)容的系統(tǒng),以及用于解擾擾碼過的內(nèi)容的系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明一般涉及擾碼過的內(nèi)容的處理，尤其涉及根據(jù)權(quán)利要求1和6的前序部分所述的用于擾碼內(nèi)容的系統(tǒng)，以及根據(jù)權(quán)利要求12的前序部分所述的用于解擾擾碼過的內(nèi)容的系統(tǒng)。
提供擾碼過的內(nèi)容的系統(tǒng)用于為接收者提供例如視頻點播這樣的服務(wù)。通常，取得視頻點播需要接收者付費，這樣視頻點播內(nèi)容的未授權(quán)使用就被阻止。為了實現(xiàn)這個目的，所述內(nèi)容在被傳送給要求視頻點播服務(wù)的接收者之前將被擾碼。在高速數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)流的情況下，提供數(shù)據(jù)分組的一個擾碼過的傳輸流涉及使用復(fù)雜的擾碼設(shè)備，從而增加了系統(tǒng)的成本。
近來，接收設(shè)備配有大容量的存儲設(shè)備，允許存儲幾小時的如視頻、聲頻和靜態(tài)圖像這樣的內(nèi)容。有了一個存儲設(shè)備存儲這些內(nèi)容，最好是例如該內(nèi)容被從一個廣播網(wǎng)接收到以后，或者從因特網(wǎng)下載下來以后，保持被擾碼的狀態(tài)。這對使用條件接入以允許內(nèi)容只被用戶使用的服務(wù)來說非常重要，例如像視頻點播這樣的服務(wù)。但是，同時最好也允許處理視頻和音頻的內(nèi)容。這樣的處理可以包括例如躍至內(nèi)容流里的某些點、改變壓縮速率、在快進(jìn)和倒帶中顯示幀以及加水印或指紋到內(nèi)容里。在現(xiàn)有技術(shù)的系統(tǒng)里，這兩個要求是抵觸的，即，在內(nèi)容被擾碼時是不可能處理它的。另外，現(xiàn)有技術(shù)中的接收設(shè)備使用的解擾器需要很強的處理能力來解擾擾碼過的內(nèi)容。一個解擾器可以做成一個特殊目的電路或一個有很強的處理能力的信號處理器來滿足這個要求。
本發(fā)明的一個目的是提供一種這樣的系統(tǒng)，該系統(tǒng)用于以低成本擾碼高速數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)流。
另外，本發(fā)明的一個目的是提供一種用于擾碼上述類型的內(nèi)容的系統(tǒng)，該系統(tǒng)允許在內(nèi)容被擾碼的情況下處理所述內(nèi)容。
本發(fā)明的再一個目的是提供一種用于擾碼上述類型的內(nèi)容的系統(tǒng)，該系統(tǒng)允許在處理能力降低的情況下提高解擾性能。
本發(fā)明的再一個目的是提供一種解擾擾碼過的內(nèi)容的系統(tǒng)，該系統(tǒng)有用于處理擾碼過的內(nèi)容的裝置。
根據(jù)本發(fā)明的第一個方面，提供了一種系統(tǒng)，該系統(tǒng)提供擾碼過的內(nèi)容，其中該內(nèi)容是一個數(shù)據(jù)分組流，每個數(shù)據(jù)分組包括至少一個地址，該系統(tǒng)包括第一處理單元，該處理單元具有至少一個輸入，用于接收要被擾碼的內(nèi)容數(shù)據(jù)分組，以及多個輸出，其中該處理單元被編程設(shè)計為把該內(nèi)容數(shù)據(jù)分組流的數(shù)據(jù)分組劃分到至少兩個或更多的輸出，其中至少一個輸出和一個對應(yīng)的擾碼器相連，以擾碼從這個輸出收到的數(shù)據(jù)分組。
通過這種方式得到了一個提供擾碼過的內(nèi)容的系統(tǒng)，其中通過只對輸入數(shù)據(jù)分組流的一部分?jǐn)_碼，可以使用一個具有相對低的擾碼處理能力的擾碼器。此外，可以使用一個低成本的擾碼器，并且，如果需要，兩個或更多的輸出可以和一個同樣的擾碼器相連。另外，該處理單元相對簡單，因為它只需把內(nèi)容數(shù)據(jù)分組流的數(shù)據(jù)分組劃分到輸出。此外，該部分地擾碼過的內(nèi)容允許解擾系統(tǒng)的信號處理器以降低了的處理能力對其解擾以取得清楚的內(nèi)容。通過這種方式解擾系統(tǒng)的成本降低了。復(fù)雜的算法可用于解擾系統(tǒng)，以允許對所述的部分地擾碼過的內(nèi)容進(jìn)行預(yù)定的處理。
根據(jù)本發(fā)明的另一個實施例，提供了一種用于擾碼內(nèi)容的系統(tǒng)，包括一個用于擾碼該內(nèi)容的擾碼器，其特征在于該擾碼器被第一算法編程設(shè)計為從要被擾碼的內(nèi)容里選出段，其中該第一算法控制擾碼器使被選中的段通過而不被擾碼，并且該選擇算法使具有被選中的段的擾碼過的內(nèi)容能根據(jù)第二算法被處理。
本發(fā)明的第二方面里提供了一種用于解擾擾碼過的內(nèi)容的系統(tǒng)，包括用于存儲擾碼過的內(nèi)容的裝置，以及一個用于解擾收到的或存儲的擾碼過的內(nèi)容的信號處理器，其特征在于該信號處理器被第二算法編程設(shè)計為掃描收到的和/或存儲的擾碼過的內(nèi)容，尋找未被擾碼的段并且至少處理該未被擾碼的段。
下面參照附圖來進(jìn)一步解釋本發(fā)明，其中附圖以非常概括的方式示出了本發(fā)明的系統(tǒng)的實施例。


圖1示出了本發(fā)明的一個擾碼系統(tǒng)的第一實施例。
圖2示出了本發(fā)明一個擾碼系統(tǒng)的一個實施例以及一個解擾系統(tǒng)的一個實施例。
參照圖1，該圖示出了一個用于給一個或更多的接收機提供內(nèi)容的系統(tǒng)，例如提供視頻點播。該系統(tǒng)包括一個路由器1，該路由器具有多個輸入2和多個輸出3、4。該輸出3由一個單個箭頭表示。輸入2收到的內(nèi)容是一個數(shù)據(jù)分組流，其中每一個數(shù)據(jù)分組包含至少一個接收機的地址信息。該地址信息可以包括單個接收機地址信息或多點廣播地址信息，例如，被許多接收機共享的地址。尤其是該數(shù)據(jù)分組可以是IP數(shù)據(jù)分組，其中該系統(tǒng)通過一個世界范圍的計算機網(wǎng)絡(luò)，例如因特網(wǎng)，把內(nèi)容傳送給接收機。
該路由器1，或更一般地，該處理單元被編程設(shè)計為把從輸入2的一個輸入收到的輸入數(shù)據(jù)流的數(shù)據(jù)分組劃分到兩個或更多的輸出3、4，其中輸出4和一個擾碼器5相連以對輸出4提供的數(shù)據(jù)分組進(jìn)行擾碼。該擾碼過的數(shù)據(jù)分組在該擾碼器4的一個輸出6輸出。輸出3和6的數(shù)據(jù)分組可以通過第二路由器8組合成一個輸出數(shù)據(jù)分組流，該第二路由器8具有多個輸入7和多個輸出9。也可以用路由器1把輸出3和6的數(shù)據(jù)分組組合為一個數(shù)據(jù)分組流。此外，還可以把輸出3和6的輸出數(shù)據(jù)分組流直接發(fā)送到因特網(wǎng)上，其中，這些IP數(shù)據(jù)分組在接收機處被組合。
通過使用上述的系統(tǒng)，可以用一個相對簡單的擾碼器來只對一個輸入2收到的內(nèi)容數(shù)據(jù)分組流的一部分?jǐn)?shù)據(jù)分組來進(jìn)行擾碼。處理單元1也可以是一個相對低成本的設(shè)備，雖然可以用一個標(biāo)準(zhǔn)的路由器。
通常，路由器1將被編程設(shè)計為把內(nèi)容輸入數(shù)據(jù)分組流按比例劃分到輸出3、4。只對一個輸出的數(shù)據(jù)分組進(jìn)行擾碼會導(dǎo)致對整個內(nèi)容數(shù)據(jù)分組流的不充分?jǐn)_碼，在這種情況下，當(dāng)然可以用一個第二擾碼器和路由器1的另一個輸出相連。這意味著，兩個或更多的輸出4和對應(yīng)的擾碼器5相連。在這種情況下，通過把數(shù)據(jù)分組分散到和擾碼器5相連的輸出4上以進(jìn)行擾碼，來平衡擾碼器5的負(fù)載。通過這種方式得到了一種包括多個相對低成本的擾碼器的擾碼系統(tǒng)，該系統(tǒng)用于處理高速的業(yè)務(wù)負(fù)載。
另外，可以用該系統(tǒng)對在不同的輸入2收到的多個不同的內(nèi)容數(shù)據(jù)分組流進(jìn)行擾碼。
優(yōu)選地，路由器1被編程設(shè)計為這樣，到輸出4的數(shù)據(jù)分組是根據(jù)一個預(yù)定的算法從輸入數(shù)據(jù)分組里選出來的。例如，該選擇算法選擇要被擾碼的數(shù)據(jù)分組，使未被擾碼的數(shù)據(jù)分組可用于處理整個數(shù)據(jù)分組流。
為了進(jìn)一步的說明，參照圖2示出的用于擾碼內(nèi)容的系統(tǒng)10，該系統(tǒng)包括一個擾碼器11來擾碼清楚的內(nèi)容。實際應(yīng)用中，該系統(tǒng)10可以實施為一個基于適當(dāng)編程的計算機的系統(tǒng)。擾碼器11對清楚的內(nèi)容流進(jìn)行分析，并被第一算法編程設(shè)計，以選出應(yīng)保持不被擾碼的、清楚的內(nèi)容流的段。該清楚的內(nèi)容流可以通過分離的步驟或在傳送內(nèi)容流通過擾碼器11的過程中，被分析以選出不被擾碼的段。
第一算法控制擾碼器11，以使被選中的段通過擾碼器11而不被擾碼。通過這種方式，系統(tǒng)10的輸出12提供了一個擾碼過的內(nèi)容流，該擾碼過的內(nèi)容流具有選中的、未被擾碼的段。該算法控制擾碼器11的操作，以使系統(tǒng)10的輸出流不能被未授權(quán)的用戶使用，例如，未擾碼的段不足以允許以一個可接收的水平被觀看、收聽或其它。但是，系統(tǒng)10的輸出數(shù)據(jù)流的該選中的未擾碼的段足以允許某些類型的內(nèi)容被處理。理想的內(nèi)容處理的例子有快進(jìn)、倒帶、存儲到存儲設(shè)備前的壓縮減少以及給內(nèi)容加水印。
一個控制擾碼器11的合適的算法的例子，例如可以以規(guī)則的方式從要被擾碼器11擾碼的全部內(nèi)容流里選出10％。例如，每10秒的內(nèi)容就有1秒未被擾碼。當(dāng)然，可以使用更復(fù)雜的算法，如下文所討論的。
在視頻內(nèi)容的情況下，所述內(nèi)容根據(jù)MPEG算法被壓縮，當(dāng)觀看者移到視頻程序中的某一具體的點時，需要竅門模式使快進(jìn)或倒帶的視頻圖像能顯示。這通常是通過根據(jù)倒帶或快進(jìn)所需的速度，只捕獲I-幀或每第n個I-幀，并在屏幕上只顯示這些幀，每一幀很快的接在前一幀之后，來達(dá)到目的。在擾碼過的數(shù)據(jù)流中確定I-幀的概率也有利于允許跳到內(nèi)容中某個隨機位置時，例如定位于電影中某個場景時，內(nèi)容更快的顯示。
通常，這需要知道I-幀位于傳輸流的什么位置。執(zhí)行該操作的軟件掃描傳輸流，確定I-幀的位置，并把I-幀發(fā)給MPEG流的解碼器。但是，如果內(nèi)容被徹底的擾碼，例如現(xiàn)有技術(shù)那樣，則該軟件不能掃描到I-幀，而是必須先解擾該數(shù)據(jù)流然后掃描I-幀。這通常需要很強的處理能力，同時，解密和掃描數(shù)據(jù)流所需的時間會抑制快進(jìn)和倒帶所想要的效果。使用上述的系統(tǒng)10將允許這些已知的竅門模式，這是通過使用一種算法來控制擾碼器11，使I-幀保持不被擾碼，也就是至少包含I-幀頭信息的傳輸分組不被擾碼，來達(dá)到目的的。
附圖另外示出了一個對系統(tǒng)10提供的擾碼后的內(nèi)容進(jìn)行解擾的系統(tǒng)14。擾碼過的內(nèi)容可以通過因特網(wǎng)上的廣播、組播或從因特網(wǎng)下載或其它方式接收。系統(tǒng)14包括一個用于解擾擾碼過的內(nèi)容流的信號處理器15。該信號處理器15接收擾碼過的內(nèi)容流，例如從廣播站、因特網(wǎng)或一個存儲設(shè)備16，比如一個硬盤，所述內(nèi)容事先保存在其中。最后，系統(tǒng)14包括一個控制單元17，通過它用戶能控制解擾系統(tǒng)14的操作，例如開始播放、快進(jìn)、倒帶或移至數(shù)據(jù)流中的某一的想要的位置。該信號處理器15被第二算法編程設(shè)計，以掃描數(shù)據(jù)流，尋找清楚的I-幀，從而允許系統(tǒng)14的這些特殊功能。
如果通過控制單元17有一個倒帶或快進(jìn)的請求，信號處理器15掃描該收到的傳輸流，尋找清楚的I-幀，并且，如果一個清楚的信頭被信號處理器15找到，隨后的多個傳輸分組就被解擾，之后被解擾的內(nèi)容被一個常規(guī)的MPEG解碼器18解碼。通過這種方式，得到了和清楚的MPEG內(nèi)容同樣的性能。但是，留下的清楚的信息不足以重組清楚的信號，所以保持了條件接入。通過同樣的方式，用戶可以跳到內(nèi)容流的一個隨機位置，信號處理器15先確定一個清楚的I-幀信頭然后開始解擾。
要注意到保留的未被擾碼的I-幀的數(shù)目是可選的。不需要保留每一個I-幀的信頭都不被擾碼；例如根據(jù)快進(jìn)或倒帶所需的效果，每第5個或第10個I-幀的信頭可以保留不被擾碼。另外，要注意不需要保留整個I-幀信頭不被擾碼?？梢灾槐Ａ舻谝粋€或傳輸分組不被擾碼。因為，處理單元只需能確定I-幀信頭的位置，并且它不需要掃描信頭里攜帶的所有細(xì)節(jié)。在這點上要注意到，甚至可以插入預(yù)定的標(biāo)志到傳輸流中以給處理單元發(fā)信令，來發(fā)送多個分組給信號處理器。
本發(fā)明的系統(tǒng)的另一個應(yīng)用是可以用于進(jìn)一步壓縮要在存儲設(shè)備16上存儲的內(nèi)容。因為數(shù)字的視頻和音頻與模擬VHS磁帶質(zhì)量相比質(zhì)量很高，所以可以犧牲一部分高數(shù)字質(zhì)量來增加存儲能力。這樣的進(jìn)一步壓縮可以通過例如改變一個MPEG壓縮序列的宏塊的量化系數(shù)來達(dá)到。眾所周知，在MPEG壓縮中，圖像信息是分割成宏塊的。為了增加存儲能力，宏塊的量化水平被減少。從而，比特和取樣被拋棄，同時降低了比特率和質(zhì)量。
為了允許這種進(jìn)一步的壓縮，控制擾碼器11的操作的算法保留宏塊信息不被擾碼，但信號中的大多數(shù)其它信息被擾碼器11擾碼。雖然，大多數(shù)宏塊信息被保留不被擾碼，但還是不可能只用宏塊信息來重組合適的視頻圖像。注意到不需要保留所有的宏塊不被擾碼。在這種情況下，控制系統(tǒng)14的信號處理器15的操作的算法是這樣的，信號處理器掃描數(shù)據(jù)流，尋找清楚的宏塊，并在存儲該數(shù)據(jù)流到光盤9之前減少量化水平。
最好是用一個算法保留宏塊不被擾碼，且宏塊的壓縮對質(zhì)量的影響越少越好。例如，宏塊可以根據(jù)場景的類型或它在屏幕上的位置而被保留不被擾碼。
所述系統(tǒng)的另一個應(yīng)用可以用于給收到的擾碼過的內(nèi)容加水印。信號處理器15掃描擾碼過的傳輸流，尋找清楚的數(shù)據(jù)分組并把水印設(shè)備19提供的水印加到清楚的數(shù)據(jù)分組上。
在上述例子中第二算法允許信號處理器15對擾碼后的內(nèi)容進(jìn)行特定的所需的處理。但是，系統(tǒng)10里第一算法也能用于給輸出12提供最大數(shù)目的未擾碼的段，同時阻止以一個可接收的水平對擾碼過的內(nèi)容的未授權(quán)正常使用。在這種情況下，信號處理器15的第二算法僅是一個解擾算法。這導(dǎo)致信號處理器15在降低了的處理能力情況下，解擾操作的性能提高。
雖然所舉例子中提到了視頻內(nèi)容，但顯然本發(fā)明也可用于音頻或靜止圖像。
根據(jù)上述內(nèi)容，可以理解本發(fā)明提供了一種系統(tǒng)，其中該系統(tǒng)通過智能地擾碼內(nèi)容使擾碼過的內(nèi)容仍可以被處理。
本發(fā)明不限于上述的實施例，在隨附的權(quán)利要求書的范圍內(nèi)，實施例可以以多種方式變化。
權(quán)利要求
1.一種提供擾碼過的內(nèi)容的系統(tǒng)，其中該內(nèi)容是一個數(shù)據(jù)分組流，每一個數(shù)據(jù)分組包括至少一個地址，其特征在于該系統(tǒng)包括第一處理單元(1)，該第一處理單元具有至少一個用于接收要被擾碼的內(nèi)容數(shù)據(jù)分組流的輸入(2)，以及多個輸出(3、4)，其中該處理單元被編程設(shè)計為把該內(nèi)容數(shù)據(jù)分組流的數(shù)據(jù)分組劃分到至少兩個或更多的輸出，其中至少一個輸出(4)和一個對應(yīng)的擾碼器(5)相連來擾碼從該輸出收到的數(shù)據(jù)分組。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中第一處理單元(1)被編程設(shè)計為根據(jù)一個預(yù)定的算法，從內(nèi)容數(shù)據(jù)分組流中為所述的至少一個輸出(4)選擇數(shù)據(jù)分組。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的系統(tǒng)，其中提供第二處理單元(8)來把第一處理單元(1)的所述的兩個或更多的輸出(3、4)的數(shù)據(jù)分組組合成一個數(shù)據(jù)分組流，該數(shù)據(jù)分組流包括擾碼過的數(shù)據(jù)分組。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的系統(tǒng)，其中第一和第二處理單元被做成一個單獨的處理單元(1)。
5.根據(jù)前面任何一項權(quán)利要求所述的系統(tǒng)，其中用一個路由器作處理單元。
6.用于擾碼內(nèi)容的系統(tǒng)(10)，包括用于擾碼內(nèi)容的一個擾碼器(11)，其特征在于該擾碼器(11)被第一算法編程設(shè)計為從要被擾碼的內(nèi)容里選出段，其中第一算法控制擾碼器使被選中的段通過而不被擾碼，并且第一算法使具有該選中的段的擾碼過的內(nèi)容能根據(jù)第二算法被處理。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的系統(tǒng)，其中至少多個段包括一個段信頭，其中第一算法控制擾碼器(11)使段信頭通過而不被擾碼。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的系統(tǒng)，其中所述的段包括多個傳輸分組，其中第一算法控制擾碼器(11)使段信頭的僅僅一個或多個傳輸分組通過而不被擾碼。
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的系統(tǒng)，其中所述的段包括宏塊，其中第一算法控制擾碼器使宏塊通過而不被擾碼。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的系統(tǒng)，其中所述內(nèi)容是視頻內(nèi)容，其中第一算法根據(jù)在屏幕上的位置或冗余數(shù)據(jù)的數(shù)量來選擇宏塊。
11.根據(jù)權(quán)利要求6至10任何一項所述的系統(tǒng)，其中第一算法用于提供在擾碼過的內(nèi)容中的最大數(shù)量的未擾碼的段，其中第二算法包括一個解擾算法。
12.用于解擾擾碼過的內(nèi)容的系統(tǒng)(14)，包括一個用于存儲擾碼過的內(nèi)容的存儲設(shè)備(16)，以及一個用于解擾收到的或存儲的擾碼過的內(nèi)容的信號處理器(15)，其特征在于該信號處理器(15)被第二算法編程設(shè)計為掃描收到的和/或存儲的擾碼過的內(nèi)容，尋找未被擾碼的段并且至少處理該未被擾碼的段。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所處的系統(tǒng)，其中，在存儲擾碼過的內(nèi)容的情況下，第二算法指示信號處理器(15)對未擾碼的段之后的一個或多個段進(jìn)行解擾。
14.根據(jù)權(quán)利要求12或13所述的系統(tǒng)，其中，在收到擾碼過的內(nèi)容的情況下，第二算法指示信號處理器(15)最好是通過減少未擾碼的段的量化水平來減少被插入的選中的段的壓縮。
15.根據(jù)權(quán)利要求12所述的系統(tǒng)，其中第二算法指示信號處理器(15)將一個水印添加到未擾碼的段中。
全文摘要
一種提供一個數(shù)據(jù)分組流作為內(nèi)容的系統(tǒng)，其中每個數(shù)據(jù)分組包含至少一個地址。第一處理單元具有至少一個輸入，該輸入接收內(nèi)容數(shù)據(jù)分組流。該處理單元被編程設(shè)計為把該內(nèi)容數(shù)據(jù)分組流的數(shù)據(jù)分組劃分到一組輸出的至少兩個或更多的輸出。一個輸出和擾碼器相連來擾碼數(shù)據(jù)分組。在系統(tǒng)中，擾碼器被第一算法編程設(shè)計為從內(nèi)容中選擇段。該擾碼器使選中的段通過而不被擾碼，該具有選中的段的擾碼過的內(nèi)容能根據(jù)第二算法被處理。一個用于解擾擾碼過的內(nèi)容的系統(tǒng)包括一個信號處理器，該信號處理器用于解擾收到的或存儲的擾碼過的內(nèi)容。該處理器被第二算法編程設(shè)計，以掃描擾碼過的內(nèi)容，尋找未被擾碼的段并至少處理這些段。
文檔編號H04N7/167GK1422492SQ01806197
公開日2003年6月4日 申請日期2001年3月20日 優(yōu)先權(quán)日2000年4月7日
發(fā)明者安德魯·奧古斯汀·瓦杰斯 申請人:耶德托存取公司