BRPI0609564A2 - dispositivo e método para processar um fluxo de dados criptografados, meio legìvel por computador, e, elemento de programa para processar um fluxo de dados criptografados - Google Patents

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Abstract

DISPOSITIVO E MéTODO PARA PROCESSAR UM FLUXO DE DADOS CRIPTOGRAFADOS, MEIO LEGìVEL POR COMPUTADOR, E, ELEMENTO DE PROGRAMA PARA PROCESSAR UM FLUXO DE DADOS CRIPTOGRAFADOS. Um dispositivo (3000) para processar um fluxo de dados criptografados (3001), em que mensagens de descriptografia são providas para descriptografar cada segmento (1403) do fluxo de dados criptografados (3001), em que cada mensagem de descriptografia inclui um número de elementos de descriptografia, em que o dispositivo (3000) inclui uma unidade de detecção (3002) para detectar o número de elementos de descriptografia por mensagem de descriptografia, e uma unidade de determinação (3003) para determinar uma posição para prover as mensagens de descriptografia em relação à seqúência dos segmentos (1403), baseado no número detectado.

Description

"DISPOSITIVO E MÉTODO PARA PROCESSAR UM FLUXO DE DADOS CRIPTOGRAFADOS, MEIO LEGÍVEL POR COMPUTADOR, E, ELEMENTO DE PROGRAMA PARA PROCESSAR UM FLUXO DE DADOS CRIPTOGRAFADOS"
CAMPO DA INVENÇÃO
A invenção relaciona-se a um dispositivo para processar um fluxo de dados criptografados.
Além disto, a invenção relaciona-se a um Método para processar um fluxo de dados criptografados.
Além disso, a invenção relaciona-se a um elemento de programa.
Além disso, a invenção relaciona-se a um meio legível por computador.
FUNDAMENTO DA INVENÇÃO
Dispositivos de entretenimento eletrônicos ficam cada vez mais importantes. Particularmente, um número crescente de usuários compra reprodutores de áudio/vídeo baseados em disco rígido e outro equipamento de entretenimento.
Desde que a redução de espaço de armazenamento é um assunto importante no campo de reprodutores de áudio/vídeo, dados de áudio e vídeo são armazenados freqüentemente de uma maneira comprimida, e por razões de segurança de uma maneira codificada.
MPEG2 é um padrão para a codificação genérica de quadros em movimento e áudio associado e cria um fluxo vídeo fora de dados de quadro que pode ser arranjado em uma ordem especificada chamada a estrutura de GOP ("Grupo de Imagens"). Um fluxo de bits de vídeo de MPEG2 é composto de uma série de quadros de dados codificando imagens. Os três modos de codificar uma imagem são intra-codificado (imagem I), preditivo de avanço (imagem P) e preditivo bidirecional (imagem B). Um quadro intra-codificado (Quadro I) é relacionado a uma imagem particular e contém os dados correspondentes. Um quadro preditivo de avanço (Quadro P) precisa de informação de um quadro I ou quadro P precedente. Um quadro preditivo bidirecional (quadro B) é dependente de informação de um quadro I ou quadro P precedente ou subseqüente.
É uma função interessante em um dispositivo de reprodução de mídia trocar de um modo de reprodução normal, no qual conteúdo de mídia é reproduzido em uma velocidade normal, para um modo de reprodução acelerada, no qual conteúdo de mídia é reproduzido de uma maneira modificada, por exemplo com uma velocidade aumentada ("avanço rápido") ou vice-versa.
WO 03/107666 Al expõe reprodução acelerada em um fluxo de dados criptografados, em que unidades de informação de Palavra de Controle requeridas para descriptografar segmentos sucessivos do fluxo são providas.
Provedores de conteúdo de mídia diferentes podem usar formatos diferentes para conteúdo de vídeo codificado e para dados de descriptografia precisados para descriptografar o conteúdo de vídeo codificado. Assim, a coordenação de prover segmentos de conteúdo de vídeo codificado e prover e descriptografar dados de descriptografia codificados podem ser difícil, particularmente a uma transição entre reprodução normal e reprodução acelerada.
OBJETIVO E SUMÁRIO DA INVENÇÃO
É um objetivo da invenção ajustar corretamente a provisão de um fluxo de dados criptografados e dados de descriptografia correspondentes.
A fim de alcançar o objetivo definido acima, um dispositivo para processar um fluxo de dados criptografados, um Método para processar um fluxo de dados criptografados, um elemento de programa e um meio legível por computador de acordo com as reivindicações independentes são providos.
De acordo com uma concretização exemplar da invenção, um dispositivo para processar um fluxo de dados criptografados é provido, em que mensagens de descriptografia são providas para descriptografar cada segmento dos fluxo de dados criptografados, em que cada mensagem de descriptografia inclui vários elementos de descriptografia, em que o dispositivo inclui uma unidade de detecção para detectar o número de elementos de descriptografia por mensagem de descriptografia, e uma unidade de determinação para determinar uma posição para prover as mensagens de descriptografia em relação à seqüência dos segmentos, baseado no número detectado.
De acordo com outra concretização exemplar da invenção, um Método para processar um fluxo de dados criptografados é provido, em que mensagens de descriptografia são providas para descriptografar cada segmento do fluxo de dados criptografados, em que cada mensagem de descriptografia inclui vários elementos de descriptografia, em que o método inclui as etapas de detectar o número de elementos de descriptografia por mensagem de descriptografia, e determinar uma posição para prover as mensagens de descriptografia em relação à seqüência dos segmentos, baseado no número detectado.
De acordo com ainda outra concretização exemplar da invenção, um dispositivo para processar um fluxo de dados criptografados é provido, em que mensagens de descriptografia são providas para descriptografar cada segmento dos fluxo de dados criptografados, em que o dispositivo inclui uma unidade de detecção para detectar uma troca de um modo de reprodução acelerada para um modo de reprodução normal, e uma unidade de determinação para determinar uma maneira de controlar as mensagens de descriptografia para evitar uma interrupção excessiva de reprodução ao trocar do modo de reprodução acelerada para o modo de reprodução normal.
Além disso, de acordo com ainda outra concretização exemplar da invenção, um Método para processar um fluxo de dados criptografados é provido, em que mensagens de descriptografia são providas para descriptografar cada segmento dos fluxo de dados criptografados, em que o método inclui as etapas de detectar uma troca de um modo de reprodução acelerada para um modo de reprodução normal, e determinar uma maneira de operar as mensagens de descriptografia para evitar uma interrupção excessiva de reprodução ao trocar do modo de reprodução acelerada para o modo de reprodução normal.
Além disto, de acordo com outra concretização exemplar da invenção, um meio legível por computador é provido, no qual um programa de computação é armazenado, cujo programa de computação, ao ser executado por um processador, é adaptado para controlar ou efetuar quaisquer dos métodos acima mencionados.
Além disso, de acordo com ainda outra concretização exemplar da invenção, um elemento de programa é provido, qual elemento de programa, ao ser executado por um processador, é adaptado para controlar ou efetuar quaisquer dos métodos acima mencionados.
O processamento de dados de acordo com a invenção pode ser realizado por um programa de computação, quer dizer por software, ou usando um ou mais circuitos de otimização eletrônicos especiais, quer dizer em hardware, ou em forma híbrida, quer dizer por meio de componentes de software e componentes de hardware.
Os aspectos caracterizadores de acordo com a invenção particularmente têm a vantagem que conteúdo codificado e dados de descriptografia correspondentes (opcionalmente descriptogrados) precisados para descriptografar o conteúdo codificado podem ser sincronizados corretamente devido a controlar sofisticadamente a provisão e a manipulação das mensagens de descriptografia, em particular Mensagens de Controle de Intitulação (ECM). Escolhendo uma posição ou tempo adequado para inserir ou prover uma mensagem de descriptografia particular em um fluxo de dados pode assegurar que informação suficiente e correta para descriptografar as mensagens de descriptografia e/ou o fluxo de dados criptografados seja entregue a seu tempo devido. Particularmente, o número de elementos de descriptografia (por exemplo Palavras de Controle) incluídos em uma mensagem de descriptografia (por exemplo uma ECM) pode conter informação valiosa para melhorar sincronização. Tomando esta medida, dados de descriptografia podem ser providos suficientemente cedo para assegurar que uma reprodução do fluxo de dados em qualquer modo de reprodução (por exemplo reprodução normal ou reprodução acelerada) seja contínua sem perturbar longas interrupções de reprodução. Particularmente a uma transição de reprodução acelerada para reprodução normal, pode ser vantajoso extrair corretamente, selecionar e/ou processar informação de descriptografia entregue com um fluxo de dados para permitir descriptografia precisa e pronta par evitar ou minimizar uma interrupção em uma área de transição.
De acordo com um aspecto da invenção, vários elementos de descriptografia (por exemplo Palavras de Controle) incluídos em uma única mensagem de descriptografia (por exemplo uma ECM) podem ser usados como um critério para controlar a temporização de entrega de mensagens de descriptografia. Então, este número detectado pode ser tomado como uma base para decidir à qual posição uma mensagem de descriptografia deveria ser inserida em uma seqüência de segmentos formando o fluxo de dados. Na dependência do número de elementos de descriptografia por mensagem de descriptografia, por exemplo um ou dois, pode ser apropriado prover as mensagens de descriptografia correspondentes em um tempo particular com antecedência ou não, por exemplo um segmento com antecedência ou zero segmentos com antecedência. Escolhendo esta posição corretamente, é possível melhorar ou otimizar a sincronização da provisão de dados de conteúdo e dados de descriptografia.
Assim, de acordo com uma concretização exemplar da invenção, um método para operação de Mensagem de Controle de Intitulação, particularmente em modo de avanço rápido (como um exemplo para um modo de reprodução de reprodução acelerada), é provido. No caso de tal um modo de reprodução acelerada de avanço rápida, ECMs e Palavras de Controle (CW), respectivamente, podem ser entregues um período particular antecipado (particularmente no período atual ou um período antecipado), dependendo da quantidade de CWs nos períodos (por exemplo uma ou duas). Também pode ser possível para armazenar (temporariamente) e/ou arquivar e/ou armazenar (permanentemente) as ECMs.
Para criar um fluxo de reprodução acelerada, poderia ser apropriado que blocos de dados sejam providos a um descriptogrador. Tal descriptogrador precisa de Palavras de Controle usadas no processo de criptografia para descriptografar os blocos de dados. Estas Palavras de Controle também podem ser codificadas e armazenadas em uma Mensagem de Controle de Intitulação (ECM). Pode haver um limite de velocidade de reprodução acelerada superior implícita, se originando da velocidade limitada da capacidade de processamento do descriptogrador de mensagem de descriptografia (por exemplo um cartão inteligente). Em reprodução normal, a vida de Palavra de Controle pode ser 10 segundos e pode ser comprimida com o fator de velocidade de reprodução acelerada em modo de reprodução acelerada.
De acordo com uma concretização da invenção, um método de gerar um fluxo de reprodução acelerada de um fluxo de dados de vídeo codificado é provido. Pelo menos uma Palavra de Controle pode ser requerida para descriptografar segmentos sucessivos do fluxo de dados de vídeo, as Palavras de Controle sendo providas em uma Mensagem de Controle de Intitulação (ECM), a Mensagem de Controle de Intitulação (ECM) sendo provida antecipadamente do segmento sucessivo do fluxo de dados de vídeo a ser descriptogrado. O método pode incluir as etapas de detectar se uma única Palavra de Controle é provida ou mais Palavras de Controle (por ECM).
Subseqüentemente, para descriptografia, uma Mensagem de Controle de Intitulação (ECM) atual pode ser provida no caso que a Mensagem de Controle de Intitulação contém duas Palavras de Controle (CWs), senão provendo uma a Mensagem de Controle de Intitulação (ECM) um período antecipadamente se contiver só uma única Palavra de Controle (CW). Opcionalmente, Mensagens de Controle de Intitulação originalmente providas podem ser removidas do fluxo de dados de vídeo codificado. Conseqüentemente, um modo de reprodução acelerada melhorada corretamente executada, em particular modo de reprodução acelerada de avanço, pode ser alcançado.
Para ECMs estarem disponíveis para reprodução acelerada a um momento correto, as ECMs podem ser armazenadas em um arquivo separado. Neste arquivo, pode ser possível indicar a qual período uma ECM pertence.
Campos exemplares de aplicação do sistema de acordo com a invenção são dispositivos de gravação de vídeo digital (tais como combinações de disco rígido, DVD+RW, etc.), dispositivos habilitados por rede usando reprodução acelerada, ou sistemas de acesso condicional.
O sistema de acordo com uma concretização exemplar da invenção se dirige a precauções de ECM especiais. Foi descoberto que estas precauções podem ser vantajosas em muitos casos em reprodução acelerada de avanço rápida. Discernimento melhorado neste assunto mostrou que um refinamento de tais precauções pode ser apropriado para executar corretamente reprodução acelerada, particularmente reprodução acelerada rápida de avanço. De acordo com outro aspecto da invenção, uma sincronização correta de mensagens de descriptografia e conteúdo a ser reproduzido a uma transição de reprodução acelerada para reprodução normal pode ser alcançada detectando uma troca entre estes dois modos de reprodução. Quando uma tal troca ocorre, uma unidade de determinação pode assegurar que uma interrupção de reprodução seja evitada ou pelo menos significativamente reduzida ao redor da troca analisando mensagens de descriptografia corretamente, controlando sua provisão e/ou selecionando mensagens de descriptografia apropriadas. Particularmente, uma última mensagem de descriptografia enviada antes do começo do modo de reprodução de reprodução acelerada e uma primeira mensagem de descriptografia enviada depois do fim do modo de reprodução de reprodução acelerada pode ser analisada ou comparada neste contexto. Em particular, pode ser decidido se extração ou processamento da primeira mensagem de descriptografia no modo de reprodução normal começado é necessário ou não. Assim, a qualidade de uma transição de reprodução acelerada/normal pode ser melhorada e efeitos de troca indesejados podem ser suprimidos. Assim, pode ser assegurado que, ao trocar de um fluxo de reprodução acelerada de "plaintext" para um fluxo de reprodução normal codificada, um começo de descriptografia correto ocorre o mais cedo possível. Em outras palavras, as ECMs requeridas e as corretas podem ser providas tão rápido quanto possível depois da troca.
Se referindo às reivindicações dependentes, ademais concretizações exemplares da invenção serão descritas.
A seguir, concretizações exemplares do dispositivo para processar um fluxo de dados criptografados detectando o número de elementos de descriptografia por mensagem de descriptografia serão descritas. Estas concretizações também podem ser aplicadas para o Método para processar um fluxo de dados criptografados, para o meio legível por computador e para o elemento de programa.
As mensagens de descriptografia podem ser Mensagens de Controle de Intitulação (ECMs), e os elementos de descriptografia podem ser Palavras de Controle (CW). Por conseguinte, o dispositivo pode ser realizado como um dispositivo de processamento de dados vídeo de MPEG2.
De acordo com outra concretização exemplar da invenção, uma mensagem de descriptografia correspondendo a um segmento particular pode ser provida antecipadamente do segmento particular. Provendo a mensagem de descriptografia em bom tempo antes do começo de um segmento particular, pode ser assegurado que a própria mensagem de descriptografia pode ser descriptograda antes que o segmento correspondente de dados conteúdos será reproduzido. Tal reprodução pode requerer a conclusão da descriptografia do segmento correspondente (parte) usando a mensagem de descriptografia descriptograda.
A unidade de determinação do dispositivo pode ser adaptada para, no caso que o número detectado de elementos de descriptografia por mensagem de descriptografia é dois, prover a mensagem de descriptografia zero segmentos antecipadamente. Em outras palavras, a mensagem de descriptografia pode ser essencialmente entregue diretamente precedendo o segmento correspondente. Assim, quando duas CWs são providas em uma ECM para um período correspondente do fluxo de dados, a ECM não tem que ser enviada antecipadamente com uma distância. Por exemplo, durante um segmento ou período particular, pode ser possível prover os elementos de descriptografia para este período e durante um período subseqüente em uma mensagem de descriptografia comum. No próximo período, novamente o elemento de descriptografia durante este período pode ser provido, e além deste o elemento de descriptografia correspondente para o próximo período. Este esquema pode permitir prover todos os elementos de descriptografia (Palavras de Controle) a seu devido tempo de forma que uma interrupção longa possa ser evitada ao reproduzir dados relacionados a períodos diferentes.
Porém, no caso que o número detectado de elementos de descriptografia por mensagem de descriptografia é um, a unidade de determinação do dispositivo pode ser adaptada para prover o descriptografia mensagem um segmento antecipadamente. Isto pode assegurar uma sincronização correta de conteúdo e dados de descriptografia.
O dispositivo pode ademais incluir uma unidade de armazenamento que pode ser adaptada para armazenar as mensagens de descriptografia em um arquivo separado. Este arquivo pode ser indicativo da designação das mensagens de descriptografia para os segmentos correspondentes. Armazenando mensagens de descriptografia designadas a segmentos correspondentes em um arquivo de dados separado, os dados de descriptografia podem ser arquivados e podem ser recuperados facilmente, quando precisado.
Particularmente, dois registros podem ser providos para armazenar os dois elementos de descriptografia de uma única mensagem de descriptografia, em que só um dos dois registros é capaz de sobrescrever dados armazenados nele de cada vez. Em outras palavras, o descriptogrador pode conter dois registradores, um para denominados elementos de descriptografia "ímpares" e um para denominados "pares", de forma que dois tipos de elementos de descriptografia possam ser definidos. "Impar" e "par" são termos para distinguir entre dois elementos de descriptografia subseqüentes em um fluxo. Um dos dois registradores armazena os elementos de descriptografia pares, o outro armazena os elementos de descriptografia ímpares. Depois de descriptografia, os elementos de descriptografia podem ser escritos aos registradores correspondentes no descriptogrador, possivelmente sobrescrevendo valores previamente armazenados. Porém, só um registrador atualmente inativo pode ser sobrescrito com um valor novo. O dispositivo pode incluir uma unidade de controle adaptada para remover mensagens de descriptografia originalmente providas do fluxo de dados criptografados, particularmente a fim de prevenir um possível sobrescrita de elementos de descriptografia nos registradores que ainda são precisados. O dispositivo pode ser adaptado para processar um fluxo de dados criptografados de dados de vídeo ou dados de áudio. Porém, tal conteúdo de mídia não é o único tipo de dados que podem ser processados com o esquema de acordo com a invenção. Geração de reprodução acelerada e aplicações semelhantes podem ser um assunto para ambos, processamento de vídeo e processamento de áudio (puro).
O dispositivo pode ademais ser adaptado para processar um fluxo de dados criptografados de dados digitais.
Além disso, o dispositivo pode incluir uma unidade de reprodução para reproduzir o fluxo de dados descriptogrado. Tal unidade de reprodução pode incluir um alto-falante ou fones de ouvido e/ou um dispositivo de exibição óptica de forma que ambos, dados de áudio e vídeo possam ser reproduzidos perceptíveis para um ser humano.
Além disso, o dispositivo pode incluir uma unidade de geração para processar o fluxo de dados descriptogrado para reprodução em um modo de reprodução acelerada. Tal unidade de geração de reprodução acelerada adaptada para gerar um fluxo de dados para reprodução em um modo de reprodução acelerada pode ser ajustada por um usuário selecionando opções correspondentes em uma interface de usuário, por exemplo botões de um dispositivo, um teclado ou um controle remoto. O modo de reprodução de reprodução acelerada selecionado por um usuário pode ser um do grupo consistindo em um modo de reprodução de avanço rápida, um modo de reprodução inversa rápida, um modo de reprodução de movimento lento, um modo de reprodução de quadro congelado, um modo de reprodução de repetição, e um modo de reprodução inversa. Outros fluxos de reprodução acelerada são porém possíveis. Para reprodução acelerada, só uma porção de dados subseqüentes deverá ser usada para saída (por exemplo para exibição visual e/ou para saída acústica). Desde que então nem todos os dados (quadros P, quadros B) em um fluxo de dados podem ser usados independentemente de outros dados (quadros I) para gerar sinais exibíveis, o conhecimento de dados utilizáveis independentemente (quadros I) pode ser de interesse.
O dispositivo de acordo com a invenção pode ser adaptado para processar um fluxo de dados de MPEG2 codificado. MPEG2 é uma designação para um grupo de padrões de codificação de áudio e vídeo concordado por MPEG (Grupo de Peritos em Imagens em Movimento) e publicado como o Padrão Internacional ISO/IEC 13818. Por exemplo, MPEG2 é usado para codificar áudio e vídeo para sinais radiodifundidos incluindo satélite digital e TV a cabo, mas também pode ser usado para DVD.
O dispositivo de acordo com a invenção pode ser realizado como um do grupo consistindo em um dispositivo de gravação de vídeo digital, um dispositivo habilitado por rede, um sistema de acesso condicional, reprodutor de áudio portátil, reprodutor de vídeo portátil, um telefone móvel, reprodutor de DVD, reprodutor de CD, reprodutor de mídia baseado em disco rígido, um dispositivo de rádio de Internet, um dispositivo de entretenimento público, e um reprodutor de MP3. Porém, estas aplicações só são exemplares.
A seguir, concretizações exemplares do dispositivo para processar um fluxo de dados criptografados baseado em uma detecção de uma troca de um modo de reprodução acelerada para um modo de reprodução normal serão descritas. Estas concretizações podem ser aplicadas para o Método para processar um fluxo de dados criptografados, para o meio legível por computador e para o elemento de programa.
No dispositivo, a unidade de determinação pode ser adaptada para determinar, baseado em uma última mensagem de descriptografia antes do modo de reprodução acelerada e uma primeira mensagem de descriptografia no modo de reprodução normal, se a primeira mensagem de descriptografia no modo de reprodução normal é para ser modificada. A combinação da última mensagem de descriptografia antes da reprodução de reprodução acelerada e a primeira mensagem de descriptografia depois do modo de reprodução acelerada pode conter informação requerida para decidir seguramente em qual modo estas mensagens de descriptografia são para serem usadas para assegurar um processamento correto sem uma interrupção longa perturbadora. Particularmente, esta análise pode ser dirigida à questão se a primeira mensagem de descriptografia no modo de reprodução normal deveria ser modificada para assegurar que o elementos de descriptografia incluídos nela são usados a fim de reduzir uma abertura entre reprodução acelerada e reprodução normal.
Mais particularmente, a unidade de determinação pode ser adaptada para determinar, baseado em uma comparação de uma última mensagem de descriptografia antes do modo de reprodução acelerada e uma primeira mensagem de descriptografia no modo de reprodução normal, se a primeira mensagem de descriptografia no modo de reprodução normal é para ser modificada. Tal comparação, particularmente do tipo de mensagens de descriptografia, pode melhorar a qualidade da transição de reprodução acelerada para reprodução normal. Por uma comparação da última mensagem de descriptografia antes do modo de reprodução acelerada e a primeira mensagem de descriptografia no modo de reprodução normal, pode ser possível estimar a duração da interrupção quando uma troca entre modos de reprodução ocorre. Pode ser possível reduzir a duração desta interrupção tomando contramedidas corretas. A necessidade para processar (particularmente descriptografar e usar) a primeira mensagem de descriptografia no modo de reprodução normal pode ser usada para reduzir ou eliminar uma tal interrupção. A unidade de determinação pode ser adaptada para determinar que o sistema pode ser trazido em um estado de operação no qual a primeira mensagem de descriptografia encontrada do modo de reprodução normal será enviada a um processador de mensagem de descriptografia, se nenhuma mensagem de descriptografia estiver presente no fluxo por mais que um intervalo de tempo de limiar de, por exemplo, vários segundos. Em outras palavras, particularmente para evitar um tempo de troca excessivo de reprodução acelerada para reprodução normal, é possível introduzir uma funcionalidade de intervalo para ECMs.
Adicionalmente ou alternativamente, a unidade de determinação pode ser adaptada para determinar que a primeira mensagem de descriptografia no modo de reprodução normal é para ser modificada quando a comparação produz o resultado que tipos mensagem de descriptografia da última mensagem de descriptografia antes do modo de reprodução acelerada e a primeira mensagem de descriptografia no modo de reprodução normal (quer dizer depois do modo de reprodução acelerada) são idênticas. De acordo com esta concretização, o sistema pode ser forçado a usar a primeira ECM do fluxo de reprodução normal. Quando uma troca para reprodução normal ocorreu, o tipo da última ECM antes de trocar para reprodução acelerada, que foi lembrada, pode ser comparado ao tipo da primeira ECM no fluxo de reprodução normal. Se idêntico, o tipo do primeira ECM no fluxo de reprodução normal é corrigido de tal modo que seja garantido que esta ECM seja processada pelo cartão inteligente.
Adicionalmente ou alternativamente, a unidade de determinação pode ser adaptada para adicionar uma última mensagem de descriptografia, que é uma cópia da primeira mensagem de descriptografia no modo de reprodução normal, mas com um tipo de mensagem de descriptografia oposta à lembrada, para um fim do fluxo de dados no modo de reprodução acelerada quando uma troca do modo de reprodução acelerada para o modo de reprodução normal é detectada. De acordo com esta concretização, uma ECM pode ser adicionada ao fim do fluxo de reprodução acelerada no momento que o comando de troca é recebido. Do arquivo de ECM, pode ser conhecido o que a primeira ECM do fluxo de reprodução normal será. Esta ECM pode então ser inserida ao fim do fluxo de reprodução acelerada, particularmente com um tipo oposto à lembrada. Adicionalmente ou alternativamente, a unidade de determinação pode ser adaptada para adicionar pelo menos uma mensagem de descriptografia dentro do fluxo de dados no modo de reprodução acelerada. Particularmente, a unidade de determinação de acordo com esta concretização pode ser adaptada para copiar mensagens de descriptografia de quadros intra-codificados originalmente codificados dentro do fluxo de dados no modo de reprodução acelerada.
Assim, ECMs podem ser inseridas no fluxo de reprodução acelerada por um gerador de reprodução acelerada. Embora não necessário para processamento dos dados de reprodução acelerada de "plaintext" por um receptor, tomar esta medida não perturba o processamento sequer. Por outro lado, pode prevenir a interrupção de ECM mantendo o fluxo de ECM em andamento.
Ainda se referindo à concretização descrita, a unidade de determinação pode ser adaptada por copiar mensagens de descriptografia de quadros intra-codificados originalmente codificados dentro do fluxo de dados no modo de reprodução acelerada. Adicionalmente ou alternativamente, a unidade somadora pode ser adaptada para inserir mensagens de descriptografia, usadas para gerar o fluxo de dados no modo de reprodução acelerada, dentro do fluxo de dados no modo de reprodução acelerada. Em outras palavras, a primeira opção está relacionada a embutir ECMs presentes nos quadros I originalmente codificados que simplesmente podem ser copiados ao fluxo de reprodução acelerada. A segunda opção é inserir as ECMs que são usadas para a geração de reprodução acelerada. Os aspectos definidos acima e aspectos adicionais da invenção são aparentes dos exemplos de concretização a serem descritos em seguida e são explicados com referência a estes exemplos de concretização.
BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS
A invenção será descrita em mais detalhe em seguida com referência a exemplos de concretização, mas para quais a invenção não está limitada.
Figura 1 ilustra um pacote de fluxo de transporte marcado em tempo.
Figura 2 mostra um grupo de MPEG2 de estrutura de imagem com quadros intra-codiflcados e quadros preditivos de avanço.
Figura 3 ilustra um grupo de MPEG2 de estrutura de imagem com quadros intra-codificados, quadros preditivos de avanço e quadros preditivos bidirecionais.
Figura 4 ilustra uma estrutura de um arquivo de informação de ponto característico e conteúdo de fluxo armazenado.
Figura 5 ilustra um sistema para reprodução acelerada em um fluxo de "plaintext".
Figura 6 ilustra compressão de tempo em reprodução acelerada.
Figura 7 ilustra reprodução acelerada com distância fracionária.
Figura 8 ilustra reprodução acelerada de baixa velocidade.
Figura 9 ilustra uma estrutura de sistema de acesso condicional geral.
Figura 10 ilustra um pacote de fluxo de transporte codificado de radiodifusão de vídeo digital.
Figura 11 ilustra um cabeçalho de pacote de fluxo do pacote de fluxo de transporte codificado de radiodifusão de vídeo digital da Figura 10. Figura 12 ilustra um sistema permitindo executar reprodução acelerada em um fluxo completamente codificado.
Figura 13 ilustra um fluxo de transporte completo e um fluxo de transporte parcial.
Figura 14 ilustra Mensagens de Controle de Intitulação para um tipo de fluxo I e para um tipo de fluxo II.
Figura 15 ilustra escrever Palavras de Controle a um descriptogrador.
Figura 16 ilustra operação de Mensagem de Controle de Intitulação em um modo de avanço rápido.
Figura 17 ilustra detecção de uma ou duas Palavras de Controle.
Figura 18 ilustra salto por duas trocas de Bit de Controle de Mistura.
Figura 19 ilustra operação de Mensagem de Controle de Intitulação em um modo de reprodução acelerada de avanço rápida moderada.
Figura 20 ilustra operação de Mensagem de Controle de Intitulação em um modo de reprodução de avanço rápida moderada.
Figura 21 ilustra um gerador e um receptor de reprodução acelerada de acordo com uma concretização exemplar da invenção.
Figura 22 ilustra interrupção de Mensagem de Controle de Intitulação durante reprodução acelerada.
Figura 23 ilustra mudar o ID de tabela de uma primeira Mensagem de Controle de Intitulação de reprodução normal.
Figura 24 ilustra uma Mensagem de Controle de Intitulação adicional ao fim de reprodução acelerada.
Figura 25 ilustra troca de reprodução acelerada de avanço para reprodução normal.
Figura 26 ilustra troca de reprodução acelerada inversa para reprodução normal.
Figura 27 ilustra troca de reprodução de avanço para normal.
Figura 28 ilustra troca otimizada de reprodução acelerada para reprodução normal.
Figura 29 ilustra um descriptogrador comum para gerador e receptor de reprodução acelerada.
Figura 30 ilustra um dispositivo para processar um fluxo de dados criptografados de acordo com uma concretização exemplar da invenção.
Figura 31 ilustra outro dispositivo para processar um fluxo de dados criptografados de acordo com outra concretização exemplar da invenção.
Figura 32 mostra um exemplo de um arquivo de ECM.
DESCRIÇÃO DE CONCRETIZAÇÕES
A ilustração no desenho é descrita esquematicamente. Em desenhos diferentes, elementos semelhantes ou idênticos são providos com os mesmos sinais de referência.
No seguinte, se referindo à Figura 1 à Figura 13, aspectos diferentes de implementação de reprodução acelerada para fluxos de transporte de acordo com concretizações exemplares da invenção serão descritos.
Particularmente, várias possibilidades para executar reprodução acelerada em um fluxo codificado de MPEG2 serão descritas, que podem ser codificadas parcialmente ou totalmente, ou não codificadas. A descrição seguinte visará métodos específicos para o formato de fluxo de transporte de MPEG2. Porém, a invenção não está restringida a este formato.
Experiências foram realmente feitas com uma extensão, o denominado fluxo de transporte marcado em tempo. Isto inclui pacotes de fluxo de transporte, todos dos quais são pré-anexados com um cabeçalho de 4 bytes no qual o tempo de chegada de pacote de fluxo de transporte é colocado. Este tempo pode ser derivado do valor da base de tempo de referência de relógio de programa (PCR) no momento que o primeiro byte do pacote é recebido no dispositivo de gravação. Este é um método correto para armazenar a informação de temporização com o fluxo, de forma que reprodução do fluxo se torne um processo relativamente fácil.
Um problema durante reprodução é assegurar que a memória temporária de decodificador de MPEG2 não transbordará nem esvaziará. Se o fluxo de entrada fosse complacente ao modelo de memória temporária de decodificador, restaurar a temporização relativa assegura que o fluxo de saída também seja complacente. Alguns dos métodos de reprodução acelerada descritos aqui são independentes da marca de tempo e executam igualmente bem em fluxos de transporte com e sem marcas de tempo.
Figura 1 ilustra um pacote de fluxo de transporte marcado em tempo 100 tendo um comprimento total 104 de 188 Bytes e incluindo uma marca de tempo 101 tendo um comprimento 105 de 4 Bytes, um cabeçalho de pacote 102, e uma carga útil de pacote 103 tendo um comprimento de 184 Bytes.
Esta descrição seguinte dará um panorama das possibilidades para criar um fluxo de reprodução acelerada complacente com MPEG/DVB (radiodifusão de vídeo digital) de um fluxo de transporte gravado e pretende cobrir o espectro completo de fluxos gravados daqueles que são completamente 'plaintext', assim todo bit de dados pode ser manipulado, para fluxos que são codificados completamente (por exemplo de acordo com o esquema de DVB), de forma que só cabeçalhos e algumas tabelas possam ser acessíveis para manipulação. A invenção também trata uma solução entre estes extremos, onde só os dados que precisam ser manipulados para gerar o fluxo de reprodução acelerada estão em 'plaintext'.
Ao criar reprodução acelerada para um fluxo de transporte de MPEG/DVB, problemas podem surgir quando o conteúdo é codificado pelo menos parcialmente. Pode não ser possível descer ao nível de fluxo elementar, que é a abordagem usual, ou até mesmo acessar qualquer cabeçalho de fluxo elementar de pacote (PES) antes de descriptografia. Isto também significa que achar quadros de imagem não é possível. Máquinas de reprodução acelerada conhecidas precisam ser capazes de acessar e processar esta informação.
Na estrutura desta descrição, o termo "ECM" denota uma Mensagem de Controle de Intitulação. Esta mensagem pode incluir particularmente informação de proprietário de provedor secreto e pode, entre outros, conter palavras de controle codificadas (CW) precisadas para descriptografar o fluxo de MPEG. Tipicamente, palavras de controle expiram em 10-20 segundos. As ECMs são embutidas em pacotes no fluxo de transporte.
Na estrutura desta descrição, o termo "chaves" denota particularmente dados que podem ser armazenados em um cartão inteligente e podem ser transferidos ao cartão inteligente usando EMMs, quer dizer as denominadas "Mensagens de Administração de Intitulação" que podem ser embutidas no fluxo de transporte. Estas chaves podem ser usadas pelo cartão inteligente para descriptografar as palavras de controle presentes na ECM. Um período de validade exemplar de uma tal chave é um mês.
Na estrutura desta descrição, o termo "palavras de controle" (CW) denota particularmente informação de descriptografia precisada para descriptografar conteúdo atual. Palavras de controle podem ser descriptogradas pelo cartão inteligente e então armazenadas em uma memória do núcleo de descriptografia.
No seguinte, alguns aspectos relacionados a reprodução acelerada em fluxos de 'plaintext' serão descritos.
Até mesmo se um fluxo de MPEG2 não estiver codificado (quer dizer 'plaintext'), reprodução acelerada não é trivial. Uma solução fácil é apenas produzir os dados mais rápidos para um decodificador para adquirir um modo de avanço rápido, mas como MPEG tem informação relacionada à temporização codificada em seus cabeçalhos, isto não pode apenas ser feito com a expectativa de obter um avanço rápido correto. Além disso, pode ser difícil decidir quais quadros suprimir, como este método para executar avanço rápido pode dar uma taxa de quadro mais alta que a taxa de exibição.
Além disso, um tal fluxo não é um fluxo de transporte complacente com MPEG2. Isto pode ser aceitável se o decodificador estiver no dispositivo de armazenamento, mas pode ser problemático se o sinal for transferido por uma interface digital padrão. Além disso, a taxa de bit pode aumentar dramaticamente na cadeia inteira. Se o fluxo de reprodução normal for um fluxo de transporte marcado em tempo de um único programa se originando de radiodifusão de satélite, a taxa de bit para o decodificador em reprodução normal pode ser ao redor de 40 Mbps e pacotes podem estar em posições irregulares com aberturas entre eles (fluxo de transporte parcial). Se o fluxo estiver comprimido com o fator de reprodução acelerada, a taxa de bit pode ser ao redor de 120 Mbps para uma velocidade de reprodução acelerada de 3x. A largura de banda suportada necessária de uma unidade de acionamento de disco rígido também pode ser aumentada com o fator de reprodução acelerada.
Assim seria apropriado continuar enviando a quantidade correta de quadros, mas aqui um problema pode ocorrer ao usar uma técnica de codificação de vídeo tal como MPEG, que explora a redundância temporal de vídeo para alcançar altas relações de compressão. Quadros não podem mais ser decodificados independentemente.
Uma estrutura de uma pluralidade de grupos de imagens (GOPs) é mostrada na Figura 2.
Particularmente, Figura 2 mostra um fluxo 200 incluindo várias estruturas de GOP de MPEG2 com uma seqüência de quadros I 201 e quadros P 202. O tamanho de GOP é denotado com numerai de referência 203. O tamanho de GOP 203 está fixado a 12 quadros, e só quadros I 201 e quadros P 202 são mostrados aqui.
Em MPEG, uma estrutura de GOP pode ser usada na qual só o primeiro quadro é codificado independentemente de outros quadros. Isto é o denominado quadro I ou intra-codificado 201. Os quadros preditivos ou quadros P 202 são codificados com uma predição unidirecional, significando que eles só se confiam no quadro I prévio 201 ou quadro P 202 como indicado por setas 204 na Figura 2.
Uma tal estrutura de GOP tipicamente tem um tamanho de 12 ou 16 quadros 201, 202. E assumido que uma velocidade de reprodução acelerada de 2x adiante é desejada. Assim, por exemplo, todo segundo quadro deveria ser saltado. Isto não é possível no domínio comprimido devido à independência do quadro prévio reconstruído durante decodificação. Assim, apenas suprimir alguns quadros comprimidos e fixar a informação de temporização não é uma opção.
A alternativa é decodificar o fluxo inteiro primeiro, então saltar todo segundo quadro e finalmente codificar os quadros restantes novamente. Isto pode conduzir a uma complexidade inaceitável dos circuitos ou software de reprodução acelerada. Assim no melhor caso, alguns quadros podem ser saltados do GOP, no qual nenhum outro quadro se confia. Para o exemplo de uma velocidade de reprodução acelerada de 2x com um tamanho de GOP de 12 quadros, só os últimos 6 quadros P podem ser saltados. Neste caso, as imagens exibidas tendem a ser de uma natureza "saltadora", onde um período de velocidade normal curto é obtido, seguido por um salto súbito em tempo. Especialmente a velocidades de reprodução acelerada mais altas isto pode ser desagradável e não dá ao espectador a aparência e sensação de reprodução acelerada usual. Outra estrutura 300 de uma pluralidade de grupos de imagens (GOP) é mostrada na Figura 3.
Particularmente, Figura 3 mostra a estrutura de GOP de MPEG2 com uma seqüência de quadros I 201, quadros P 202 e quadros B 301. O tamanho de GOP é denotado novamente com numerai de referência 203.
É possível usar uma estrutura de GOP contendo também quadros preditivos de modo bidirecional ou quadros B 301 como mostrado na Figura 3. Um tamanho de GOP 203 de 12 quadros é escolhido para o exemplo. Os quadros B 301 são codificados com uma predição bidirecional, significando que eles se confiam em um quadro I ou P prévio e seguinte 201, 202 como indicado para alguns quadros B 301 por setas curvadas 204. A ordem de transmissão dos quadros comprimidos pode não ser a mesma como a ordem na qual eles são exibidos.
Para decodificar um quadro B 301, ambos os quadros de referência antes e depois do quadro B 301 (em ordem de exibição) são precisados. Para minimizar a demanda de memória temporária em um decodificador, os quadros comprimidos podem ser reordenados. Assim em transmissão, os quadros de referência podem vir primeiro. O fluxo reordenado, como é transmitido, também é mostrado na Figura 3, parte inferior. A reordenação é indicada por setas retas 302. Um fluxo contendo quadros B 301 pode dar uma imagem de reprodução acelerada de boa aparência se todos os quadros B 301 forem saltados. Para o presente exemplo, isto conduz a uma velocidade de reprodução acelerada de 3χ adiante.
Qualquer estrutura que o fluxo tenha, as soluções descritas até agora podem dar uma forma aceitável de reprodução acelerada para um modo de avanço rápido. Para inverso, os quadros teriam que ser reordenados em tempo, mas devido ao fato que MPEG usa a correlação temporal entre quadros sucessivos para alcançar uma alta relação de compressão, a ordem na qual os quadros têm que ser decodificados é fixa. Portanto, um GOP primeiro tem que ser decodificado em direção de avanço. A ordem dos GOPs enviados ao decodificador pode ser invertida, e GOPs podem ser saltados para velocidades de reprodução acelerada inversa mais altas. Reduzir os GOPs saltando quadros P ou quadros B como descrito acima também é possível neste caso. De qualquer maneira, pode resultar em uma seqüência exibida de reprodução de avanço e saltos para trás. Portanto, os quadros de reprodução acelerada têm que ser selecionados do GOP decodificado e invertidos em ordem, depois do que os quadros são re-codificados. Então, o GOP prévio é buscado e processado e assim por diante. Embora possível, a complexidade de tal procedimento pode ser alta.
Uma conclusão das considerações precedentes é que usar só os quadros I na geração de reprodução acelerada pode ser uma solução correta, porque estes quadros podem ser decodificados independentemente. Como resultado, a geração de reprodução acelerada pode ser mais fácil especialmente para inverso. Adicionalmente, o uso só de quadros I já permite velocidades de reprodução acelerada até 3 χ ou 4x. Para velocidades de reprodução acelerada realmente baixas, as técnicas mais complexas mencionadas acima podem ser implementadas.
No seguinte, alguns aspectos relacionados a um arquivo de CPI ("informação de ponto característico") serão descritos.
Achar quadros I em um fluxo requer normalmente analisar o fluxo, para achar os cabeçalhos de quadro. Localizar as posições onde o quadro I começa pode ser feito enquanto a gravação está sendo feita, ou fora de linha depois que a gravação está completada, ou semi em linha, na realidade sendo fora de linha, mas com um pequeno atraso com respeito ao momento de gravação. O fim de quadro I pode ser achado detectando o começo do próximo quadro P ou quadro B. Os metadados derivados deste modo podem ser armazenados em um arquivo separado, mas acoplado que pode ser denotado como arquivo de informação de ponto característico ou arquivo de CPI. Este arquivo pode conter ponteiros ao começo e eventualmente fim de cada quadro I no arquivo de fluxo de transporte. Cada gravação individual pode ter seu próprio arquivo de CPI.
A estrutura de um arquivo de informação de ponto característico 400 é visualizada na Figura 4.
À parte do arquivo de CPI 400, informação armazenada 401 é mostrada. O arquivo de CPI 400 também pode conter alguns outros dados que não são discutidos aqui.
Com os dados do arquivo de CPI 400 é possível saltar ao começo de qualquer quadro I 201 no fluxo. Se o arquivo de CPI 400 também contiver o fim dos quadros I 201, a quantidade de dados para ler do arquivo de fluxo de transporte é conhecida exatamente para obter um quadro I 201 completo. Se por alguma razão o fim de quadro I não for conhecido, o GOP inteiro ou pelo menos uma grande parte dos dados de GOP é para ser lida para estar seguro que o quadro I 201 inteiro é lido. O fim do GOP é dado pelo começo do próximo quadro I 201. É conhecido de medições que a quantidade de dados de quadro I pode ser 40% ou mais dos dados de GOP totais.
Com os quadros I 201 recuperados um novo fluxo de reprodução acelerada que obedece ao formato de fluxo de transporte de MPEG-2 pode ser construído. Tudo que é precisado é que os quadros para o fluxo de reprodução acelerada sejam remultiplexados corretamente, de tal maneira que nenhum problema de memória temporária para o decodificador de MPEG ocorrerá. Embora isto pareça ser uma solução direta, não é uma solução trivial como se tornará claro no seguinte.
A seguir, alguns aspectos relacionados a como construir um fluxo de reprodução acelerada serão descritos.
Com a ajuda do arquivo de CPI, descrevendo a qual posição de pacote um quadro I 201 começa, como também onde o quadro I 201 termina, acesso é provido a todos os quadros I 201 do fluxo original. Mas apenas concatenar quadros I 201 adequadamente escolhidos em um fluxo grande de só quadros I 201 não resulta em um fluxo de MPEG válido, como se tornará claro do seguinte.
O primeiro ponto a investigar é a taxa de bit do fluxo de reprodução acelerada. Por exemplo, o fluxo original tem uma taxa de bit de vídeo média de 4 Mbps e um tamanho de GOP 203 de 12 quadros. A taxa de bit pode ser extraída de uma medição em um fluxo radiodifundido real. E assumido que o fluxo de reprodução acelerada consiste em quadros I 201 só que são exibidos cada um uma vez por quadro, conduzindo a uma taxa de renovação do fluxo de reprodução acelerada igual à reprodução normal. E lembrado que a quantidade de dados de quadro I 201 poderia ser 40% dos dados de GOP. Este número se origina de uma medição, onde a média estava ao redor de 25%. Assim, em média 25% dos dados têm que ser comprimidos em 1/12 do tempo, conduzindo a uma taxa de bit 3 vezes mais alta. Assim, a taxa de bit de reprodução acelerada média seria 12 Mbps com picos até ao redor de 20 Mbps. Este exemplo simples é pretendido para provê algum sentimento para o efeito de taxa de bit e sua origem.
Na realidade, os tamanhos dos quadros I 201 são conhecidos ou são deriváveis da medição. Portanto, a taxa de bit para um quadro I 201 só para fluxo de reprodução acelerada como uma função de tempo pode facilmente ser calculada precisamente. A taxa de bit de reprodução acelerada pode ser 2 a 3 vezes mais alta que a taxa de bit de reprodução normal e às vezes pode ser mais alta que permitido pelo padrão de MPEG2. Levando em conta que este é um exemplo com um fluxo de taxa de bit moderada e que fluxos com taxas de bit mais altas serão encontrados seguramente, está claro que alguma forma de redução de taxa de bit tem que ser aplicada. Por exemplo, a taxa de bit de reprodução acelerada pode ser comparável à taxa de bit de reprodução normal. Isto é especialmente importante se os fluxos forem enviados a um decodificador por uma interface digital. Demanda adicional em largura de banda da interface devido à reprodução acelerada deveria ser evitada. Uma primeira opção é reduzir o tamanho dos quadros I 201. Porém, isto pode adicionar complexidade e limitações em relação à reprodução acelerada para fluxos codificados.
Uma opção, que pode ser apropriada para aplicações particulares, é reduzir a taxa de renovação de imagem de reprodução acelerada exibindo cada quadro 1201 várias vezes. A taxa de bit será reduzida por conseguinte. Isto pode ser alcançado adicionando os denominados quadros P 202 vazios entre os quadros I 201. Tal quadro P 202 vazio não está realmente vazio, mas pode conter dados instruindo o decodificador para repetir o quadro prévio. Isto tem um custo de bit limitado, que pode em muitos casos ser desprezado comparado a um quadro I 201. De experiências é conhecido que estruturas de GOP de reprodução acelerada como IPP ou IPPP podem ser aceitáveis para a qualidade de imagem de reprodução acelerada até mesmo vantajoso a altas velocidades de reprodução acelerada. A taxa de bit de reprodução acelerada resultante é da mesma ordem como a taxa de bit de reprodução normal. Também é mencionado que estas estruturas podem reduzir a largura de banda suportada requerida do dispositivo de armazenamento.
No seguinte, alguns aspectos relacionados a assuntos de temporização e construção de fluxo serão descritos.
Um sistema de reprodução acelerada 500 é descrito esquematicamente na Figura 5.
O sistema de reprodução acelerada 500 inclui uma unidade de gravação 501, uma unidade de seleção de quadro I 502, um bloco de geração de reprodução acelerada 503 e um decodificador de MPEG2 504. O bloco de geração de reprodução acelerada 503 inclui uma unidade analisadora 505, uma unidade somadora 506, uma unidade empacotadora 507, uma unidade de memória de tabela 508 e um multiplexador 509.
A unidade de gravação 501 provê a unidade de seleção de quadro I 502 com dados de MPEG2 de 'plaintext' 510. O multiplexador 509 provê o decodificador de MPEG2 504 com um fluxo de transporte complacente com MPEG2 DVB 511.
O seletor de quadro I 502 lê quadros I 201 específicos do dispositivo de armazenamento 501. Quais quadros I 201 são escolhidos depende da velocidade de reprodução acelerada como será descrito abaixo. Os quadros I 201 recuperados são usados para construir um fluxo de reprodução acelerada complacente com MPEG-2/DVB que é então enviado ao decodificador de MPEG-2 504 para decodificar e representação.
A posição dos pacotes de quadro I no fluxo de reprodução acelerada não pode ser acoplada à temporização relativa do fluxo de transporte original. Em reprodução acelerada, o eixo de tempo pode ser comprimido com o fator de velocidade e adicionalmente invertido para reprodução acelerada inversa. Portanto, as marcas de tempo do fluxo de transporte marcado em tempo original podem não ser adequadas para geração de reprodução acelerada. Além disso, a base de tempo de PCR original pode ser perturbadora para reprodução acelerada. Em primeiro lugar, não está garantido que um PCR estará disponível dentro do quadro I 201 selecionado. Mas até mesmo mais importante, é que a freqüência da base de tempo de PCR seria mudada. De acordo com a especificação de MPEG2, esta freqüência deveria estar dentro de 30 ppm de 27 MHz. A base de tempo de PCR original satisfaz este requisito, mas se usada para reprodução acelerada seria multiplicada pelo fator de velocidade de reprodução acelerada. Para reprodução acelerada inversa, isto conduz até mesmo a uma base de tempo correndo na direção errada. Portanto, a base de tempo de PCR antiga tem que ser removida e uma nova adicionada ao fluxo de reprodução acelerada.
Finalmente, quadros I 201 normalmente contêm duas marcas de tempo que contam para o decodificador 504 quando começar a decodificar o quadro (marca de tempo de decodificação, DTS) e quando começar apresentação, por exemplo exibindo-o (marca de tempo de apresentação, PTS). Decodificação e apresentação podem ser começadas quando DTS respectivamente PTS são iguais à base de tempo de PCR, que é reconstruída no decodificador 504 por meio dos PCRs no fluxo. A distância entre, por exemplo, os valores de PTS de 2 quadros I 201 corresponde a sua distância nominal em tempo de exibição. Em reprodução acelerada, esta distância de tempo é comprimida com o fator de velocidade. Desde que uma nova base de tempo de PCR é usada em reprodução acelerada, e porque a distância para DTS e PTS não é mais correta, o DTS e PTS originais do quadro I 201 têm que ser substituídos.
Para resolver as complicações acima mencionadas, o quadro I 201 pode primeiro ser analisado em um fluxo elementar na unidade analisadora 505. Então os quadros P vazios 202 são adicionados em nível de fluxo elementar. A reprodução acelerada obtida, GOP é mapeada em um pacote de PES e empacotada a pacotes de fluxo de transporte. Então tabelas corrigidas como PAT, PMT, etc., são adicionadas. Nesta fase, uma nova base de tempo de PCRjunto com DTS e PTS são incluídas. Os pacotes de fluxo de transporte são pré-anexados com uma marca de tempo de 4 bytes que é acoplada à base de tempo de PCR tal que o fluxo de reprodução acelerada possa ser operado pelos mesmos circuitos de saída como usados para reprodução normal.
No seguinte, alguns aspectos relacionados a velocidades de reprodução acelerados serão descritos.
Neste contexto, primeiramente, velocidades de reprodução acelerada fixas serão discutidas.
Como mencionado antes, uma estrutura de GOP de reprodução acelerada como IPP pode ser usada na qual dois (2) quadros P vazios 202 seguem o quadro I 201. E assumido que o GOP original tem um tamanho de GOP 203 de 12 quadros e que todos os quadros I 201 originais são usados para reprodução acelerada. Isto significa que os quadros I 201 no fluxo de reprodução normal têm uma distância de 12 quadros e os mesmos quadros I 201 no fluxo de reprodução acelerada uma distância de 3 quadros. Isto conduz a uma velocidade de reprodução acelerada de 12/3 = 4x. Se denotar o tamanho de GOP original 203 em quadros por G, o tamanho de GOP de reprodução acelerada em quadros por Teo fator de velocidade de reprodução acelerada por Nb, então a velocidade de reprodução acelerada é em geral dada por:
Nb = G/T (1)
Nb também será denotado como a velocidade básica. Velocidades mais altas podem ser realizadas saltando quadros I 201 do fluxo original. Se todo segundo quadro I 201 for tomado, a velocidade de reprodução acelerada é dobrada, se todo terceiro quadro I 201 for tomado, a velocidade de reprodução acelerada é triplicada e assim por diante. Em outras palavras, a distância entre os quadros I 201 usados do fluxo original é 2, 3 e assim por diante. Esta distância pode ser sempre um número inteiro. Se denotar a distância entre os quadros I 201 usados para geração de reprodução acelerada por D (D = 1 significando que todo quadro I 201 é usado), então o fator de velocidade de reprodução acelerada geral N é dado por:
N = D* G/T (2) Isto significa que todos os múltiplos inteiros da velocidade básica podem ser realizados, conduzindo a um conjunto aceitável de velocidades. Deveria ser notado que D é negativo para reprodução acelerada inversa e que D = O resulta em uma imagem parada. Dados só podem ser lidos em uma direção de avanço. Portanto, em reprodução acelerada inversa, dados são lidos adiante e saltos são feitos para trás para recuperar o quadro I 201 precedente dado por D. Também deveria ser notado que um tamanho de GOP de reprodução acelerada maior T resulta em uma velocidade básica mais baixa. Por exemplo, IPPP conduz a um conjunto granulado mais fino de velocidades que IPP.
No seguinte, se referindo à Figura 6, compressão de tempo em reprodução acelerada será explicada.
Figura 6 mostra a situação para T = 3 (EPP) e G = 12. Para D = 2, um tempo de exibição original de 24 quadros é comprimido em um tempo de exibição de reprodução acelerada de 3 quadros resultando em N = 8. No exemplo dado, a velocidade básica é um inteiro mas isto não é necessariamente o caso. Para G=16eT = 3,a velocidade básica é 16/3 = 5 1/3, que não resulta em um conjunto de velocidades de reprodução acelerada inteiras. Portanto, a estrutura de IPPP (T = A) é melhor adequada para um tamanho de GOP de 16 resultando em uma velocidade básica de 4x. Se uma única estrutura de reprodução acelerada for desejada que se ajusta aos tamanhos de GOP mais comuns de 12 e 16, IPPP pode ser escolhido.
Em segundo lugar, velocidades de reprodução acelerada arbitrárias serão discutidas.
Em alguns casos, o conjunto de velocidades de reprodução acelerada resultando do método descrito acima é satisfatório, em alguns casos não. No caso de G = 16 e T = 3, alguém provavelmente ainda preferiria fatores de velocidade de reprodução acelerada inteiros. Até mesmo no caso de G = 12eT = 4, poderia ser preferido ter uma velocidade não disponível no conjunto como por exemplo 7x. Agora, a fórmula de velocidade de reprodução acelerada será invertida e a distância D será calculada que é dado por:
D = N*T/G (3)
Usando o exemplo acima com G = 12, T = 4 e N = 7 resulta em D = 2 1/3. Em vez de saltar um número fixo de quadros I 201, um algoritmo de salto adaptável poderia ser usado que escolhe o próximo quadro I 201 baseado no fato de qual quadro I 201 melhor casa com a velocidade requerida. Para escolher o melhor quadro I 201 de casamento, o próximo ponto ideal Ip com a distância D pode ser calculado e um dos quadros I 201 pode ser escolhido mais perto a este ponto ideal para construir um GOP de reprodução acelerada. Na etapa seguinte, novamente o próximo ponto ideal pode ser calculado aumentando o último ponto ideal por D.
Como visualizado na Figura 7 ilustrando reprodução acelerada com distâncias fracionárias, há três possibilidades particularmente para escolher o quadro I 201:
A. O quadro I mais perto ao ponto ideal; I = arredondado (Ip)
Β. O último quadro I antes do ponto ideal; I = int (Ip)
C. O primeiro quadro I depois do ponto ideal; I = int (Ip)+1 Como pode ser visto claramente, a distância atual é variada entre int (D) e int (D) +1, a relação entre as ocorrências dos dois sendo dependente da fração de D, tal que a distância média seja igual a D. Isto significa que a velocidade de reprodução acelerada média é igual a N, mas que o quadro realmente usado tem uma pequena instabilidade com respeito ao quadro ideal. Várias experiências foram executadas com isto, e embora a velocidade de reprodução acelerada possa variar localmente, isto não é visualmente perturbador. Normalmente, não é mesmo notável especialmente a velocidades de reprodução acelerada um pouco mais altas. Também está claro da Figura 7 que não faz diferença se escolher o método A, B ou C.
Com este método, a velocidade de reprodução acelerada N não precisa ser um inteiro, mas pode ser qualquer número acima da velocidade básica Nb- Também velocidades abaixo deste mínimo podem ser escolhidas, mas então a taxa de renovação de imagem pode ser abaixada localmente porque o tamanho de GOP efetivo de reprodução acelerada T é dobrado ou a velocidades ainda mais baixas até triplicada ou mais. Isto é devido a uma repetição dos GOPs de reprodução acelerada, como o algoritmo escolherá o mesmo quadro I 201 mais de uma vez.
Figura 8 mostra um exemplo para D = 2/3 que é equivalente a N = 2/3 Nb. Aqui, a função redonda é usada para selecionar os quadros I 201 e como pode ser visto, quadros 2 e 4 são selecionados duas vezes.
De qualquer maneira, o método descrito permitirá uma velocidade de reprodução acelerada continuamente variável. Para reprodução acelerada inversa, um valor negativo é escolhido para N. Para o exemplo da Figura 7, isto simplesmente significa que as setas 700 estão apontando na outra direção. O método descrito também incluirá os conjuntos de velocidades de reprodução acelerada fixas mencionados mais cedo e eles terão a mesma qualidade, especialmente se a função redonda for usada. Portanto, poderia ser apropriado que o método flexível descrito nesta seção sempre deveria ser implementado seja qual for a escolha das velocidades.
No seguinte, alguns aspectos relacionados à taxa de renovação da imagem de reprodução acelerada serão discutidos.
O termo "taxa de renovação" denota particularmente a freqüência com a qual imagens novas são exibidas. Embora não dependente de velocidade, será discutido brevemente aqui porque pode influenciar a escolha de T. Se a taxa de renovação da imagem original for denotada por R (25Hz ou 30Hz), a taxa de renovação da imagem de reprodução acelerada (Rt) é dada por:
Rt = R/T (4)
Com uma estrutura de GOP de reprodução acelerada de IPP (T = 3) ou IPPP (T = 4), a taxa de renovação Rt é 8 1/3 Hz respectivamente 6 1/4 Hz para a Europa e 10 Hz respectivamente 7 1/2 Hz para os E.U.A.
Embora o julgamento de qualidade de imagem de reprodução acelerada seja uma questão algo subjetiva, há sugestões claras de experiências que estas taxas de renovação são aceitáveis para velocidades baixas e até mesmo vantajosas a velocidades mais altas. No seguinte, alguns aspectos relacionados a ambientes de fluxo codificados serão descritos.
No seguinte, alguma informação sobre fluxos de transporte codificados é apresentada como uma base para a descrição de reprodução acelerada em fluxos codificados. E focalizado no Sistema de Acesso Condicional usado para radiodifusão.
Figura 9 ilustra um sistema de acesso condicional 900, que será descrito no seguinte.
No sistema de acesso condicional 900, conteúdo 901 pode ser provido a uma unidade de criptografia de conteúdo 902. Depois de ter codificado o conteúdo 901, a unidade de criptografia de conteúdo 902 provê uma unidade de descriptografia de conteúdo 904 com conteúdo codificado 903.
Uma palavra de controle 906 pode ser provida à unidade de criptografia de conteúdo 902 e a uma unidade de geração de ECM 907. A unidade de geração de ECM 907 gera uma ECM e provê a mesma a uma unidade de decodificação de ECM 908 de um cartão inteligente 905. A unidade de decodificação de ECM 908 gera da ECM uma palavra de controle, quer dizer informação de descriptografia que é precisada e provida à unidade de criptografia de conteúdo 904 para descriptografar o conteúdo codificado 903.
Além disso, uma chave de autorização 910 é provida à unidade de geração de ECM 907 e a uma unidade de geração de KMM 911, em que a última gera uma KMM e provê a mesma a uma unidade de decodificação de KMM 912 do cartão inteligente 905. A unidade de decodificação de KMM 912 provê um sinal de saída à unidade de decodificação de ECM 908.
Além disso, uma chave de grupo 914 pode ser provida à unidade de geração de KMM 911 e a uma unidade de geração de GKM 915, que pode ser ademais provida com uma chave de usuário 918. A unidade de geração de GKM 915 gera um sinal de GKM e provê o mesmo a uma unidade de decodificação de GKM 916 do cartão inteligente 905, em que a unidade de decodificação de GKM 916 obtém como uma entrada adicional uma chave de usuário 917.
Além disso, intitulações 919 podem ser providas a uma unidade de geração de EMM 920, que gera um sinal de EMM e provê o mesmo a uma unidade de decodificação de EMM 921. A unidade de decodificação de EMM 921 localizada no cartão inteligente 905 está acoplada com uma unidade de lista de intitulação 913, que provê a unidade de decodificação de ECM 908 com informação de controle correspondente.
ECM denota Mensagens de Controle de Intitulação, KMM denota Mensagens de Administração de Chave, GKM denota Mensagens de Chave de Grupo e EMM denota Mensagens de Administração de Intitulação.
Em muitos casos, provedores de conteúdo e provedores de serviço querem controlar acesso a certos itens de conteúdo por um sistema de acesso condicional (CA).
Para alcançar isto, o conteúdo radiodifundido 901 é codificado sob o controle do sistema de CA 900. No receptor, conteúdo é descriptogrado antes de decodificação e representação se acesso for concedido pelo sistema de CA 900.
O sistema de CA 900 usa uma hierarquia em camadas (veja Figura 9). O sistema de CA 900 transfere a chave de descriptografia de conteúdo (palavra de controle CW 906, 909) de servidor para cliente na forma de uma mensagem codificada, chamada ECM (Mensagem de Controle de Intitulação). ECMs são codificadas usando uma chave de autorização (AK) 910. Por razões de segurança, o servidor de CA 900 pode renovar a chave de autorização 910 emitindo uma KMM (Mensagem de Administração de Chave). Uma KMM é na realidade um tipo especial de EMM (Mensagem de Administração de Intitulação), mas para clareza, o termo KMM pode ser usado. KMMs também são codificadas usando uma chave que por exemplo pode ser uma chave de grupo (GK) 914, que é renovada enviando uma GKM (Mensagem de Chave de Grupo), que é novamente um tipo especial de EMM. GKMs são então codificadas com a chave de usuário (UK) 917, 918, que é uma chave única fixa embutida no cartão inteligente 905 e conhecida só pelo sistema de CA 900 do provedor. Chaves de autorização e chaves de grupo são armazenadas no cartão inteligente 905 do receptor.
Intitulações 919 (por exemplo direitos de visão) são enviadas para clientes individuais na forma de uma EMM (Mensagem de Administração de Intitulação) e armazenadas localmente em um dispositivo seguro (cartão inteligente 905). Intitulações 919 são acopladas a um programa específico. Uma lista de intitulações 913 dá acesso a um grupo de programas dependendo do tipo de assinatura. ECMs só são processadas em chaves (palavras de controle) pelo cartão inteligente 905 se uma intitulação 919 estiver disponível para o programa específico. EMMs de Intitulação estão sujeitas a uma estrutura em camadas idêntica como as KMMs (não descritas na Figura 9). Em um sistema de MPEG2, conteúdo codificado, ECMs e EMMs (incluindo a KMM e tipos de GKM) são todos multiplexados em um único fluxo de transporte de MPEG2.
A descrição anterior é uma visão generalizada do sistema de CA 900. Em radiodifusão de vídeo digital, só o algoritmo de criptografia, a estrutura de palavra de controle impar/par, a estrutura global de ECMs e EMMs e sua referência são definidas. A estrutura detalhada do sistema de CA 900 e o modo que as cargas úteis de ECMs e EMMs são codificadas e usadas são específicos de provedor. Também o cartão inteligente é específico de provedor. Porém, de experiência é conhecido que muitos provedores seguem essencialmente a estrutura da visão generalizada da Figura 9.
No seguinte, tópicos de Criptografia/Descriptografia de DVB serão discutidos. O algoritmo de criptografia aplicada e descriptografia é definido pela organização de padronização de DVB. Em princípio, duas possibilidades de criptografia são definidas a saber criptografia de nível de PES e criptografia de nível de TS. Porém, na vida real principalmente o método de criptografia de nível de TS é usado. Criptografia e descriptografia dos pacotes de fluxo de transporte são feitas baseado em pacote. Isto significa que o algoritmo de criptografia e descriptografia é reiniciado toda vez que um novo pacote de fluxo de transporte é recebido. Portanto, pacotes podem ser codificados ou descriptogrados individualmente. No fluxo de transporte, pacotes codificados e de 'plaintext' são misturados porque algumas partes de fluxo são codificadas (por exemplo áudio/vídeo) e outras não são (por exemplo, tabelas). Até mesmo dentro de uma parte de fluxo (por exemplo vídeo) pacotes codificados e de 'plaintext' podem ser misturados.
No seguinte, se referindo à Figura 10, um pacote de fluxo de transporte codificado de DVB 1000 será descrito.
O pacote de fluxo 1000 tem um comprimento 1001 de 188 Bytes e inclui três porções. Um cabeçalho de pacote 1002 tem um tamanho 1003 de 4 Bytes. Subseqüente ao cabeçalho de pacote 1002, um campo de adaptação 1004 pode ser incluído no pacote de fluxo 1000. Depois disso, uma carga útil de pacote codificada de DVB 1005 pode ser enviada.
Figura 11 ilustra uma estrutura detalhada do cabeçalho de pacote de fluxo de transporte 1002 da Figura 10.
O cabeçalho de pacote de fluxo de transporte 1002 inclui uma unidade de sincronização (SYNC) 1010, um indicador de erro de transporte (TEI) 1011, que pode indicar erros de transporte em um pacote, um indicador de começo de unidade de carga útil (PLUSI) 1012, que pode indicar particularmente um possível começo de um pacote de PES na carga útil subseqüente 1005, uma unidade de prioridade de transporte (TPI) 1017 indicando prioridade do transporte, um identificador de pacote (PID) 1013 usado para determinar a designação do pacote, um controle de mistura de transporte (SCB) 1014 para selecionar a CW que é precisada para descriptografar o pacote de fluxo de transporte, um controle de campo de adaptação (AFLD) 1015, e um contador de continuidade (CC) 1016.
Assim, Figura 10 e Figura 11 mostram o pacote de fluxo de transporte de MPEG2 1000 que foi codificado e que inclui partes diferentes:
Cabeçalho de pacote 1002 está em 'plaintext'. Serve para obter informação importante tal como um número de identificador de pacote (PID), presença de um campo de adaptação, bits de controle de mistura, etc.
Campo de adaptação 1004 também está em 'plaintext'. Pode conter informação de temporização importante tal como o PCR.
Carga Útil de Pacote Codificada de DVB 1005 contém o conteúdo de programa atual que pode ter sido codificado usando o algoritmo de DVB.
A fim de selecionar a CW correta que é precisada para descriptografar o programa radiodifundido é necessário analisar o cabeçalho de pacote de fluxo de transporte. Um panorama esquemático deste cabeçalho é dado na Figura 11. Um campo importante para a descriptografia do programa radiodifundido é o campo de bits de controle de mistura (SCB) 1014. Este campo de SCB 1014 indica qual CW o descriptogrador deve usar para descriptografar o programa radiodifundido. Além disso, indica se a carga útil do pacote está codificada ou em 'plaintext'. Para todo novo pacote de fluxo de transporte, este SCB 1014 deve ser analisado desde que muda com tempo e pode mudar de pacote para pacote.
No seguinte, alguns aspectos relacionados à reprodução acelerada em fluxos completamente codificados serão descritos.
A primeira razão por que isto é que um tópico interessante é que reprodução acelerada em fluxos de 'plaintext' e completamente codificados são os dois extremos de uma gama de possibilidades. Outra razão é que existem aplicações nas quais pode ser necessário gravar fluxos completamente codificados. Assim, seria útil ter uma técnica à mão para executar reprodução acelerada em um fluxo completamente codificado.
Um princípio básico é ler um bloco suficientemente grande de dados do dispositivo de armazenamento, descriptografá-lo, selecionar um quadro I no bloco e construir um fluxo de reprodução acelerada com ele.
Tal sistema 1200 é descrito na Figura 12.
Figura 12 mostra o princípio básico de reprodução acelerada em um fluxo completamente codificado. Para este propósito, dados armazenados em um disco rígido 1201 são providos como um fluxo de transporte 1202 para um descriptogrador 1203. Ademais, o disco rígido 1201 provê um cartão inteligente 1204 com uma ECM, em que o cartão inteligente 1204 gera palavras de controle desta ECM e envia as mesmas ao descriptogrador 1203.
Usando as palavras de controle, o descriptogrador 1203 descriptografa o fluxo de transporte codificado 1202 e envia os dados descriptogrados a um detector de quadro I e filtro 1205. De lá, os dados são providos a uma unidade de quadro P vazia de inserção 1206 que leva os dados a uma caixa de topo fixa 1207. De lá, os dados são providos a uma televisão 1208.
No seguinte, alguns aspectos serão mencionados com respeito à questão qual uma gravação contém.
Fazendo uma gravação de um único canal, a gravação deve conter todos os dados requeridos para reproduzir a gravação do canal a uma fase posterior. Alguém pode recorrer a apenas gravar tudo em um certo transpondor, mas deste modo alguém gravaria muito mais que precisa para reproduzir o programa pretendido gravar. Isto significa que ambos largura de banda e espaço de armazenamento seriam desperdiçados. Assim, em vez disto, só os pacotes realmente precisados deveriam ser gravados. Para cada programa isto significa que alguém deve gravar todos os pacotes obrigatórios de MPEG2 como PAT (tabela de associação de programa), CAT (tabela de acesso condicional), e obviamente para cada programa os pacotes de vídeo e áudio como também a PMT (tabela de mapa de programa) que descreve quais pacotes pertencem a um programa. Além disso, a CAT/PMT pode descrever pacotes de CA (ECMs) precisados para descriptografia do fluxo. A menos que a gravação seja feita em 'plaintext' depois de descriptografia, esses pacotes de ECM têm que ser gravados igualmente.
Se a gravação feita não consistir em todos os pacotes do multiplex completo, a gravação se torna um denominado fluxo de transporte parcial 1300 (veja Figura 13). Ademais, Figura 13 ilustra um fluxo de transporte completo 1301. O padrão de DVB requer que se um fluxo de transporte parcial 1300 for reproduzido, todas as tabelas obrigatórias de DVB normais como NIT (tabela de informação de rede), BAT (tabela de associação de buquê), etc., sejam removidas. Em vez destas tabelas, o fluxo parcial deveria ter as tabelas de SIT (tabela de informação de seleção) e DIT (tabela de informação de descontinuidade) inseridas.
No seguinte, se referindo à Figura 14 à Figura 32, sistemas serão descritos que são capazes para processar um fluxo de dados criptografados em um sistema criptográfico de acordo com concretizações exemplares da invenção.
É enfatizado que os sistemas descritos no seguinte podem ser implementados na estrutura e em combinação com quaisquer dos sistemas descritos se referindo à Figura 1 à Figura 13.
No seguinte, alguns aspectos relacionados a lidar com ECMs (Mensagens de Controle de Intitulação) serão descritos.
Saltar ao próximo bloco durante reprodução acelerada pode significar saltar para trás no fluxo. No seguinte, será explicado que isto pode não ser só o caso para reprodução acelerada inversa, mas também para reprodução acelerada de avanço a velocidades moderadas. A situação para reprodução acelerada de avanço com saltos de avanço e para reprodução acelerada inversa com saltos inerentemente para trás será explicada depois.
Problemas específicos podem ocorrer causados pelo fato que dados tem que ser descriptogrados. Um sistema de acesso condicional pode ser projetado para transmissão. Em reprodução normal, o fluxo transmitido pode ser reconstruído com temporizações originais. Mas, reprodução acelerada pode ter implicações severas para a manipulação de metadados criptográficos devido a temporizações mudadas. Os dados podem ser comprimidos em tempo devido à reprodução acelerada, mas a latência do cartão inteligente pode permanecer constante.
Para criar um fluxo de reprodução acelerada, os blocos de dados mencionados podem passar por um descriptogrador. Este descriptogrador precisa das Controle Palavras usadas no processo de criptografia para descriptografar os blocos de dados. Estas Palavras de Controle também podem ser codificadas e armazenadas em ECMs. Em uma caixa de topo normal (STB), estas ECMs podem fazer parte do programa sintonizado. Um módulo de acesso condicional pode extrair as ECMs, enviá- las a um cartão inteligente, e, se o cartão tiver direitos ou uma autorização para descriptografar estas ECMs, pode receber as Palavras de Controle descriptogradas dele. Palavras de Controle normalmente têm uma vida relativamente curta de, por exemplo, aproximadamente 10 segundos. Esta vida pode ser indicada pelo Bit de Controle de Mistura (SCB) nos cabeçalhos de pacote de fluxo de transporte. Se ele mudar, a próxima Palavra de Controle deve ser usada. Esta mudança ou troca de SCB é indicada na Figura 14 por uma linha vertical e com um numerai de referência 1402.
Se referindo à Figura 14, particularmente dois cenários diferentes ou tipos de fluxo podem ser distinguidos:
De acordo com um tipo de fluxo I mostrado em uma fila inferior 1401 na Figura 14, duas Palavras de Controle (CWs) são providas por Mensagem de Controle de Intitulação (ECM).
De acordo com um tipo de fluxo II mostrado em uma fila superior 1400 na Figura 14, só uma Palavra de Controle (CW) é provida por Mensagem de Controle de Intitulação (ECM).
Figura 14 ilustra os dois fluxos de dados 1400, 1401 incluindo períodos arranjados subseqüentemente ou segmentos A, B, C denotados com numerai de referência 1403. No cenário ilustrado na fila superior 1400 da Figura 14, essencialmente uma Palavra de Controle por ECM correspondente é provida. Em contraste com isto, na fila inferior 1401, cada ECM inclui duas Palavras de Controle, isto é a Palavra de Controle relativa ao período ou ECM atual, e adicionalmente a Palavra de Controle do período ou ECM subseqüente. Assim, há alguma redundância relativa à provisão das Palavras de Controle.
Durante o período de vida curto, itens da informação de descriptografia podem ser transmitidos várias vezes, de forma que sintonizar a tal canal a meio caminho pelo período de vida de tal Palavra de Controle não signifique esperar pela próxima Palavra de Controle. O módulo de acesso condicional pode enviar só a primeira ECM única que acha ao cartão inteligente para reduzir ou minimizar o tráfego ao cartão, como pode ter um processador bastante lento.
Isto mostra que pode haver uma limitação de reprodução acelerada em fluxos codificados. Pode haver um limite de velocidade superior implícito, vindo da velocidade limitada da capacidade de processamento do cartão inteligente. Em reprodução acelerada, a vida de Palavra de Controle de 10 segundos pode ser comprimida com o fator de velocidade de reprodução acelerada. Também é possível dizer que a freqüência de enviar ECMs ao cartão inteligente é multiplicada com o fator de velocidade. Enviar uma ECM a um cartão inteligente e receber as Palavras de Controle descriptogradas pode levar aproximadamente meio segundo. Com uma vida para cada Palavra de Controle de 10 segundos, a velocidade de reprodução acelerada máxima pode ser limitada a 20 vezes. Mas para alcançar estas 20 vezes, poderia ser requerido que as ECMs sejam enviadas ou providas no momento correto. Em inversa, elas têm que ser enviadas em alguma ordem inversa. Isto significa que pode não ser possível apenas se confiar nas suas posições no fluxo original. O modo que Palavras de Controle são empacotadas em uma ECM pode ser específico de provedor e particularmente diferente para tipo de fluxo I e tipo de fluxo II, como descrito na Figura 14.
CW A denota a CW que foi usada para codificar período A, CW B denota a CW que foi usada para codificar período B, e assim por diante. Horizontalmente, o eixo de tempo de transmissão é desenhado. ECM A pode ser definida como sendo a ECM que está presente durante a parte principal de período A. Pode ser visto que, nesse caso, ECM A contém a CW para o período atual A e para tipo de fluxo I adicionalmente durante o próximo período B. Em geral, uma ECM pode conter pelo menos a CW para o período atual e poderia conter a CW para o próximo período. Devido a 'zapping1, isto pode provavelmente ser verdade para todos ou muitos provedores.
No seguinte, alguns aspectos relacionados à reprodução acelerada de avanço serão discutidos.
A seguir, será descrito como saltar alguns dos quadro I pode gerar uma velocidade rápida de avanço razoavelmente alta. Em reprodução acelerada, os dados e portanto o período de SCB pode ser comprimido por uma quantidade igual ao fator de velocidade. Pode ser assumido que nada especial é feito, e é deixado ao STB usar as ECMs originais embutidas no fluxo. Para tipo de fluxo I, isto não pode ser nenhum problema contanto que o período de SCB comprimido seja mais longo que a latência do cartão inteligente porque, por exemplo, ECM B também contém a CW para período C (veja Figura 14). Portanto, o todo de período B pode estar disponível para a descriptografia de CW C que deveria estar disponível ao começo de período C para descriptografia dos dados de vídeo. Isto pode resultar em uma velocidade de reprodução acelerada máxima igual à relação do período de SCB e a latência de cartão inteligente, por exemplo 20x. Porém, CW C pode não estar presente em ECM B para tipo de fluxo II, e como resultado este método pode falhar para tipo de fluxo II.
Antes de prosseguir, mais informação será provida sobre um descriptogrador e como ele pode controlar as CWs. O descriptogrador podem conter dois registradores, um para a CW "ímpar" e um para "par". "Impar" e "par" não tem que significar que os próprios valores da CWs são ímpares ou pares. Os termos são particularmente usados para distinguir entre duas CWs subseqüentes no fluxo. Qual CW tem que ser usada para a descriptografia de um pacote é indicado pelo SCB no cabeçalho de pacote. Assim, as CWs usadas para codificar o fluxo são alternadas entre ímpares e pares. Na Figura 14 isto significa que, por exemplo, CW A e CW C são ímpares, enquanto CW B e CW D são pares. Depois da descriptografia pelo cartão inteligente, CWs podem ser escritas aos registradores correspondentes no descriptogrador sobrescrevendo valores prévios, como indicado na Figura 15.
Figura 15 ilustra os dois registradores 1501, 1502 contendo CWs pares (registrador 1501) e contendo CWs ímpares (registrador 1502). Ademais, latência de cartão inteligente 1500, que é um tempo precisado pelo cartão inteligente para recuperar ou descriptografar uma CW de uma ECM, é ilustrada na Figura 15.
No caso de tipo de fluxo I, cada ECM contém duas CWs e como resultado ambos os registradores 1501, 1502 podem ser sobrescritos depois da descriptografia da ECM. Um dos registradores 1501, 1502 está ativo e o outro está inativo. Qual está ativo depende do SCB. No exemplo, o SCB indicará durante período B que o registrador par 1501 é o ativo. O registrador ativo só pode ser sobrescrito com uma CW idêntica a que já contém porque ainda é precisada para descriptografia do resto daquele período de particular. Portanto, só o registrador inativo pode ser sobrescrito com um novo valor.
Observe atentamente período B em reprodução acelerada. Assumindo que uma ECM é enviada para o cartão inteligente ao começo deste período, assim no momento a troca de SCB 1402 é cruzada. A pergunta é qual ECM poderia ser enviada então ao cartão inteligente?
Esta ECM deveria conter CW C para assegurar um pronta descriptografia pelo cartão inteligente para uso ao começo de período C.
Também pode conter CW B sem perturbar a disponibilidade correta de CWs no descriptogrador.
Olhando novamente para Figura 14, pode ser visto que para tipo de fluxo I isto significa enviar ECM B e para tipo de fluxo II, ECM C ao começo de período B. Em geral, a ECM atual pode ser enviada no caso de conter duas CWs, e um período antecipado se contiver só uma CW. Enviar uma ECM um período antecipadamente pode ser entretanto contraditório para as ECMs embutidas, assim o anterior tem que ser removido do fluxo nesse caso. Para uma abordagem mais generalizada, pode ser preferido que as ECMs originais sempre sejam removidas do fluxo pelos circuitos ou software de geração de reprodução acelerada. Um modo exemplar para ler blocos de dados, saltar adiante no fluxo e enviar ECMs é indicado na Figura 16.
Figura 16 mostra operação de ECM em um modo de avanço rápido.
Em uma pluralidade de períodos subseqüentes 1403 separados por trocas de SCB 1402, uma pluralidade de blocos de dados 1600 é reproduzida, em que uma troca 1601 ocorre entre blocos de dados diferentes.
Para tipo de fluxo I, uma ECM B é enviada em uma fronteira entre períodos AeB. Para tipo de fluxo II, uma ECM C é enviada em uma fronteira entre período A e período B. Além disso, de acordo com tipo de fluxo I, uma ECM C é enviada em uma fronteira entre período B e período C. Para um tipo de fluxo II, uma ECM D é enviada em uma fronteira entre período B e período C.
Para ECMs estarem disponíveis para reprodução acelerada no momento correto, as ECMs podem ser armazenadas em um arquivo separado. Neste arquivo pode ser indicado também a qual período uma ECM pertence (qual parte do fluxo gravado). Os pacotes no arquivo de fluxo de MPEG podem ser numerados. O número do primeiro pacote de um período (troca de SCB 1402) pode ser armazenado ao lado com a ECM para este mesmo período 1403. O arquivo de ECM pode ser gerado durante gravação do fluxo.
Um exemplo de um arquivo de ECM é mostrado na Figura 32.
O arquivo de ECM é um arquivo que pode ser criado durante a gravação. No fluxo, pacotes de ECM podem ser localizados, que podem conter as Palavras de Controle precisadas para descriptografar os dados de vídeo. Toda ECM pode ser usada para um certo período, por exemplo 10 segundos, e pode ser transmitida (repetida) várias vezes durante este período (por exemplo 100 vezes). O arquivo de ECM pode conter toda primeira ECM nova de um tal período. Os dados de ECM podem ser escritos neste arquivo, e podem ser acompanhados por alguns metadados. Em primeiro lugar, um número de série (contando acima de 1) pode ser dado. Como um segundo campo, o arquivo de ECM pode conter a posição da troca de SCB. Isto pode denotar o primeiro pacote que pode usar esta ECM para descriptografar corretamente seu conteúdo. Então, a posição em tempo desta troca de SCB pode seguir como o terceiro campo. Estes três campos podem ser seguidos pelos próprios dados de pacote de ECM de quais só os primeiros bytes são descritos na Figura 32. As diferenças entre as ECMs são ademais abaixo da carga útil e não visíveis aqui.
Usando as trocas de SCB armazenadas no arquivo de ECM, pode ser fácil detectar se tal troca é cruzada até mesmo se isto fosse durante um salto. Para enviar a ECM correta, pode ser requerido saber se as ECMs contêm uma ou duas CWs. Em princípio, isto não é conhecido porque é específico de provedor e secreto. Porém, isto pode ser facilmente determinado experimentalmente enviando ECMs em vários momentos e observando os resultados na exibição. Um método alternativo que é particularmente adequado para implementação no próprio dispositivo de armazenamento é como segue. Envie um única ECM ao cartão inteligente no momento de uma troca de SCB, descriptografe o fluxo e verifique cabeçalhos de PES nos dois períodos vindouros. Com um cabeçalho de PES por GOP, há ao redor de vinte cabeçalhos de PES por cada período. A posição de um cabeçalho de PES pode ser detectada facilmente porque um bit de PLUSI no cabeçalho de 'plaintext' do pacote pode indicar sua presença. Se cabeçalhos de PES corretos só forem achados durante o primeiro período (depois da latência do cartão inteligente), a ECM contém uma CW. Se eles também forem achados durante o segundo período, contém duas CWs.
Tal situação é descrita na Figura 17.
Figura 17 ilustra uma situação para uma detecção de CW e para detecção de duas CWs. Como pode ser visto, períodos diferentes 1403 de conteúdo codificado 1700 são providos. Com uma latência de cartão inteligente 1500, uma ECM A pode ser descriptograda para gerar CWs correspondentes. Descriptografando o conteúdo codificado 1700, conteúdo descriptogrado 1701 pode ser gerado. Ademais mostrado na Figura 17 são cabeçalhos de PES 1702, isto é um cabeçalho de PES A em período A (esquerdo) e um cabeçalho de PES B em período B (direito).
A área 1703 de período B para uma CW na Figura 17 indica que os dados estão descriptogrados com a chave errada e portanto misturados. Esta verificação poderia ser feita enquanto gravando, em qual caso levará por exemplo20 a 30 segundos. Também poderia ser feito fora de linha e, porque só dois pacotes indicados pelos PLUSIs (um em cada período) teriam que ser verificados, poderia ser muito rápido. No evento improvável que cabeçalhos de PES adequados não estão disponíveis, os cabeçalhos de imagem poderiam ser usados ao invés. Na realidade, qualquer informação conhecida pode ser usável para detecção. De qualquer maneira, uma indicação de uma/duas CWs pode ser armazenada no arquivo de ECM.
Assim, foi assumido que um salto no fluxo cruzaria maximamente uma troca de SCB. Se mais que um fosse cruzado, o método descrito poderia ter que ser modificado. Um novo esquema para enviar ECMs seria precisado em tal caso. Figura 18 descreve esta situação.
Figura 18 ilustra saltar por duas trocas de SCB 1402.
De acordo com o esquema da Figura 18, uma ECM A é enviada ao começo de período A no quadro de tipo de fluxo I. No quadro de tipo de fluxo II, ao começo de período A, ECM B é enviada. Além disso, de acordo com tipo de fluxo I, ECM C é enviada ao começo de período B, e no quadro de tipo de fluxo II, ECM D é enviada ao começo de período B.
Em primeiro lugar, uma observação à frente pode ser executada para saber se o próximo salto será através de uma ou duas trocas de SCB 1402. Isto é necessário para escolher a ECM contendo a CW para descriptografar os dados seguindo o próximo salto como a ECM a ser enviada ao cartão inteligente. Mas, os dados depois de um salto de duas SCB é codificado com o mesmo tipo de CW (ímpar ou par) como os dados antes do salto. Enviar uma ECM contendo a CW precisada depois do salto sobrescreverá automaticamente o registrador ativo no descriptogrador com um valor diferente, assim conduzindo a perda de dados no período atual. Assim, o método falha e um salto através de duas trocas de SCB não é possível.
Isto também pode ser um fator limitante para a velocidade de reprodução acelerada máxima. Assumindo por um momento que o tamanho de salto está a seu máximo de um período de SCB, então a distância de tempo original de por exemplo 10 segundos pode ser comprimida ao tempo de exibição de um GOP de reprodução acelerada. Com IPPP, isto pode igualar 160 ms na Europa. Este é um fator de velocidade de reprodução acelerada ao redor de 60x. Porque alguém não está saltando tempo, mas um número fixo de pacotes, o tamanho de salto máximo poderia traduzir a por exemplo 5 segundos. Ainda a latência ou em outras palavras processamento do cartão inteligente pode ser o fator dominante que limita a velocidade de reprodução acelerada.
No seguinte, alguns aspectos relacionados à reprodução acelerada inversa serão descritos.
Em reprodução acelerada inversa, um salto para trás no arquivo de fluxo é executado. Os dados pertencendo a um certo quadro são lidos em modo de avanço, mas quando reprodução inversa é criada, a próxima leitura de imagem será uma imagem prévia no fluxo.
O modo que blocos de dados podem ser lidos e saltos podem ser feitos é mostrado na Figura 19.
Figura 19 mostra um ponto de tempo 1900 ao qual uma ECM A é enviada, e mostra um ponto de tempo 1901 ao qual uma ECM B é enviada.
Os problemas de ECM específicos já são discutidos acima para reprodução acelerada de avanço. No seguinte, será discutido o que acontecerá para inversa.
Olhando para Figura 19, o seguinte pode ser detectado:
A CW para descriptografar os dados de um certo período já deveria (ainda) estar presente no descriptogrador quando este período é entrado.
Um período de reprodução normal prévio (próximo período de reprodução acelerada) sempre é entrado durante um salto para trás. A ECM contendo CW B deveria ser enviada ao entrar em período C para permitir a latência do cartão inteligente à velocidade de reprodução acelerada mais alta possível.
Esta ECM então também pode conter CW C sem qualquer perturbação do processo de descriptografia subseqüente de período C (CW C no descriptogrador é sobrescrita por CW C).
Assim em geral, ao entrar em um período em direção inversa, uma ECM pode ser enviada que contém a CW do período de reprodução normal prévio e que pode conter a CW do período que entramos nós há pouco.
Olhando para Figura 14, pode ser visto que quando período C é entrado em inverso, ECM B tem que ser enviada ao cartão inteligente para tipo de fluxo I como também para tipo de fluxo II. Em geral, a ECM tem que ser enviada do período prévio para o entrado. Olhando para Figura 19 novamente, também pode ser visto que uma troca de SCB 1402 pode ser cruzada mais de uma vez e que é possível entrar em um período em inverso duas vezes. Para determinar a qual destas ocasiões a ECM pode ser enviada, será avaliado o que acontece ao entrar em período C.
Se período C for entrado uma primeira vez, um bloco de dados será lido que se estende em período D. Para descriptografar este bloco, ambos CW C e CW D deveriam estar presentes nos registradores de descriptogrador. No momento que período C é entrado pela primeira vez, isto é realmente o caso.
Assumindo que ECM B é enviada no momento que período C é entrado pela primeira vez, então CW B sobrescreverá CW D no registrador de descriptogrador depois da latência do cartão inteligente. Se esta latência for mais curta do que o tempo precisado para ler e descriptografar o bloco de dados, a última parte deste bloco não será descriptograda corretamente.
Porém, ao entrar em período C a segunda vez, CW D não é mais precisado porque o bloco de dados se estendendo pelo limite entre períodos C e D já está descriptogrado completamente. Portanto, CW B pode sobrescrever seguramente CW D neste instante. Enviar ECM B neste momento é uma solução correta.
Pode ser detectado facilmente que um período específico está para ser entrado não só uma vez, mas também por uma segunda vez. O tamanho de bloco em pacotes, a posição no arquivo de fluxo a qual será saltado e a posição da troca de SCB 1402 quando é armazenada no arquivo de ECM são conhecidos. Se a distância do objetivo de salto à troca de SCB 1402 for menor do que o tamanho de bloco, o período pode ser entrado uma segunda vez.
Assim em geral, uma ECM poderia ser enviada ao começo do último salto em um período. Isto é a ECM do período prévio a já entrada. Isto está indicado na Figura 19. Também é possível dizer que esta ECM pode ser enviada a um salto se o limite de dois períodos estiver localizado entre os fins dos blocos antes e depois do salto. Isto pode omitir a necessidade para detectar se o período será entrado duas vezes e pode saltar a ECM inserida para saltos dentro de um período.
No seguinte, alguns aspectos relacionados à reprodução acelerada de avanço de velocidade moderada serão discutidos.
Figura 16 mostra uma situação ideal para reprodução de avanço, onde os blocos de dados subseqüentes não se sobrepõem. Mas, se a velocidade de reprodução acelerada for moderada, isto é nenhum quadro I for saltado, alguma sobreposição poderia ocorrer, se o fluxo de reprodução normal for codificado e o local do quadros I for desconhecido.
Figura 20 mostra este efeito.
Particularmente, Figura 20 mostra um ponto de tempo 2000 ao qual uma ECM C é enviada para tipo de fluxo I e uma ECM D é enviada para tipo de fluxo II, e mostra um ponto de tempo 2001 ao qual uma ECM B é enviada para tipo de fluxo I e uma ECM C é enviada para tipo de fluxo II.
Foi mencionado acima que ECMs podem ser enviadas no cruzamento de uma troca de SCB 1402. Agora como em inversa é possível que uma troca 1402 específica seja cruzada duas vezes em direção de reprodução acelerada. Por razões idênticas, a ECM deveria ser enviada a última vez que a troca 1402 é cruzada. Também aqui isto é facilmente detectável. Novamente, o tamanho de bloco e a distância entre objetivos de salto são conhecidos de quais pode ser derivado se saltos para trás estão sendo feitos. Nesse caso e se a posição de troca de SCB 1402 conhecida for cruzada durante tal salto para trás, esta troca de SCB 1402 será cruzada novamente. Para reprodução acelerada de avanço Em geral, a ECM deveria ser enviada a última vez que um período 1403 é entrado. Em outras palavras, uma ECM pode ser enviada quando um novo período é entrado a menos que a troca de SCB 1402 esteja localizada depois do próximo objetivo de salto.
A seguir, alguns aspectos relacionados a enviar a ECMs serão discutidos.
Na discussão prévia sobre a manipulação de ECMs foi mencionado que ECMs têm que ser enviadas ao cartão inteligente. Aqui, é descrito como um fluxo de reprodução acelerada de 'plaintext' é construído de um fluxo de reprodução normal completamente codificado. Desde que está em 'plaintext', nenhuma ECM é precisada no próprio fluxo de reprodução acelerada complacente com MPEG, mas elas podem ser precisadas para construí-lo. A geração de reprodução acelerada, incluindo descriptogrador, pode fazer parte de um dispositivo de armazenamento. Se um cartão inteligente também estiver presente neste dispositivo, enviar as ECMs poderia apenas ser o que se diz, a ECM é enviada ao cartão inteligente no momento correto depois de transformação no formato de interface de cartão inteligente. Mas, teoricamente este formato pode ser desconhecido porque os comandos para o cartão inteligente podem ser específicos de provedor e secretos. Assim, a ECM deveria ser enviada ao dispositivo de segurança ao qual o cartão inteligente está conectado. Se nenhum cartão inteligente estiver presente no próprio dispositivo de armazenamento, alguma comunicação segura com um cartão inteligente externo, por exemplo no STB, deveria ser estabelecida.
Porém, por razões de uma abordagem mais geral, outra opção poderia ser preferida na qual as ECMs necessárias são embutidas nos blocos de fluxo de transporte que são enviados ao módulo de acesso condicional (incluindo o descriptogrador) para extração de quadro I de 'plaintext'. As ECMs originais embutidas podem ser removidas deste fluxo. Enviar uma ECM a um certo momento significa que tem que ser inserida naquele ponto no fluxo ao descriptogrador. Estas ECMs também poderiam ser repetidas regularmente como em um sinal radiodifundido normal, mas isto não é realmente necessário e portanto pode complicar a geração de reprodução acelerada.
No seguinte, alguns aspectos relacionados a troca entre reprodução normal e reprodução acelerada serão descritos.
A troca entre reprodução normal e reprodução acelerada pode resultar em alguns efeitos especiais. Comportamento atual pode depender da disponibilidade de Palavras de Controle (CWs) e portanto da manipulação e processamento de ECMs (Mensagens de Controle de Intitulação).
Se referindo à Figura 21, um sistema de reprodução acelerada 2100 será descrito.
O sistema de reprodução acelerada 2100 inclui um dispositivo de armazenamento 2103, um gerador de reprodução acelerada 2101 e um receptor 2102. O dispositivo de armazenamento 2103 armazena dados a serem reproduzidos que são providos como um fluxo de transporte 2105 a uma unidade de descriptogrador 2106 e a uma unidade de chave 2108 do gerador de reprodução acelerada 2101. A unidade de chave 2108 pode trocar entre um modo de reprodução normal (NP) e um modo de reprodução acelerada (TP). Por uma unidade de controle 2109, a velocidade de uma reprodução acelerada desejada pode ser introduzida seletivamente como também o fato se uma reprodução normal ou uma reprodução acelerada é desejada. Esta informação é provida da unidade de controle 2109 ao dispositivo de armazenamento 2103. A unidade de controle 2109 pode ser, por exemplo, controlada por um usuário por uma interface de usuário.
Ademais, a unidade de controle 2109 provê os dados ou comandos entrados a uma unidade de construção de fluxo de reprodução acelerada 2107 e a uma unidade de memória de ECM 2112. O dispositivo de armazenamento 2103 transmite o fluxo de transporte não só à unidade de descriptogrador 2106 e à unidade de chave 2108, mas também provê dados de ECM armazenados em um arquivo de ECM 2104 a uma unidade de memória de ECM 2112. A unidade de memória de ECM 2112, que também recebe os parâmetros da unidade de controle 2109, provê a unidade de construção de fluxo de reprodução acelerada 2107 e uma unidade de interface de cartão inteligente 2111 com dados de ECM. Ademais, a unidade de interface de cartão inteligente 2111 é adaptada para se comunicar com um cartão inteligente 2110. O cartão inteligente 2110 gera Palavras de Controle (CW) e provê as Palavras de Controle pela unidade de interface de cartão inteligente 2111 à unidade de descriptogrador 2106.
Em um modo de reprodução normal, a posição da chave da unidade de chave 2108 é como mostrada na Figura 21. Neste modo de operação, o fluxo de transporte 2105 é provido diretamente à unidade de receptor 2112. Porém, quando um modo de reprodução acelerada é selecionado, a chave irá para a outra posição, de forma que o fluxo de transporte 2105 será processado pela unidade de construção de fluxo de reprodução acelerada 2107 que proverá dados de reprodução acelerada ao receptor 2102, mais particularmente para uma unidade de descriptogrador 2113 do receptor 2102 e para uma unidade de extrator de ECM 2116 do receptor 2102.
Uma unidade de extrator de ECM 2116 proverá ECMs a uma interface de cartão inteligente 2117 que está acoplada comunicativamente ao cartão inteligente 2118. Em resposta às ECMs, a interface de cartão inteligente 2117 provê a unidade de descriptogrador 2113 com Palavras de Controle como informação de descriptografia. Depois de ter passado a unidade de descriptogrador 2113, os dados são passados a uma unidade de decodificação/representação 2114, de onde os dados 2115 podem ser transmitidos a uma unidade de exibição (não mostrada).
Como descrito na Figura 21, há dois aspectos particularmente que têm que ser considerados. O primeiro é o efeito no receptor 2102 que pode descriptografar, decodificar e representar um sinal que é trocado entre reprodução normal e reprodução acelerada. O segundo é o efeito da troca em relação ao gerador de reprodução acelerada 2101.
No seguinte, a unidade de receptor 2102 será descrita ademais. O fluxo de reprodução acelerada gerado de acordo com as técnicas descritas aqui pode ser um fluxo de 'plaintext'. Neste caso, nenhum descriptografia do fluxo de reprodução acelerada é necessário no receptor 2102 e a decodificação de MPEG pode começar imediatamente depois da troca para reprodução acelerada.
No seguinte, o gerador de reprodução acelerada 2101 será descrito ademais. O gerador de reprodução acelerada 2101 pode descriptografar o fluxo a fim de selecionar os quadros I de 'plaintext' e construir um fluxo de reprodução acelerada dele. Este processo deveria começar o mais cedo possível depois de troca para reprodução acelerada. Entre outros, o número de CWs por ECM influencia isto. Esta informação é considerada como sendo conhecida (por exemplo do arquivo de CPI, veja Figura 4 e descrição correspondente), porque também é necessária para a geração de reprodução acelerada contínua. No seguinte, um cenário particular de troca de reprodução acelerada para reprodução normal será discutido.
Efeitos especiais, que podem ocorrer ao trocar de reprodução acelerada para reprodução normal, são descritos aqui. Novamente, será distingui do entre o gerador de reprodução acelerada 2101 e o receptor 2102.
Ao trocar para reprodução normal, o gerador de reprodução acelerada 2101 pode simplesmente parar sua operação. Assim, nenhuma medida especial pode ser necessária em relação a este gerador de reprodução acelerada. Mas, como será explicado daqui por diante, o gerador de reprodução acelerada 2101 pode melhorar os efeitos de troca no receptor 2102 tomando algumas ações especiais particularmente neste momento.
Ao trocar para o fluxo de reprodução normal codificado, alguns efeitos especiais podem ocorrer no receptor 2102. Poderia ser apropriado distinguir entre duas situações, isto é o uso de descriptogradores individuais ou um descriptogrador comum para o receptor 2102 e gerador de reprodução acelerada 2101.
A seguir, um cenário com descriptogradores individuais será descrito.
Esta situação pode ocorrer se o receptor 2102 e gerador de reprodução acelerada 2101 estiverem em caixas separadas conectadas por um barramento digital, mas esta configuração também pode ser usada quando ambos estão na mesma caixa (veja Figura 21). O problema de troca e algumas soluções são explicadas daqui por diante.
Ao trocar de reprodução acelerada de 'plaintext' para o fluxo de reprodução normal codificado, um descriptografia correta deveria começar o mais cedo possível. Devido ao fato que o fluxo de ECM está interrompido durante reprodução acelerada de 'plaintext', poderia demorar um tempo antes que o usuário seja capaz de ver o vídeo de reprodução normal novamente. Esta situação é descrita na Figura 22 para uma velocidade de reprodução acelerada de 4x de avanço.
Figura 22 mostra uma seqüência de períodos A e B, em que A relaciona-se a um período com ECMs com ID de tabela 0x80, e B relaciona- se a um período com ECMs com ID de tabela 0x81. Uma fila superior 2200 mostra uma seqüência de blocos AeB. Uma fila inferior 2201 mostra uma seqüência de blocos AeB com duas porções de reprodução normal 2202 intercalando uma porção de reprodução acelerada 2203.
A primeira ECM depois da troca para reprodução normal 2202 poderia não ser extraída do fluxo e então poderia ser remetida ao cartão inteligente para processamento. A mesma ECM pode ser transmitida repetidamente, e uma troca no ID de tabela 0x80 para 0x81 ou vice-versa pode indicar a mudança para uma nova ECM. Para limitar o tráfego ao cartão inteligente, só a primeira ECM de uma nova série como detectado do ID de tabela pode ser passada para o cartão inteligente. No evento que a última ECM extraída antes de trocar para reprodução acelerada 2203 e a primeira ECM no fluxo depois de trocar de volta para reprodução normal 2202 são do mesmo tipo (ambas 0x80 ou 0x81), esta primeira ECM pode não ser extraída e processada.
Na Figura 22, a última ECM antes de e o primeira ECM depois de reprodução acelerada são ambas do tipo B sendo ECMs com um ID de tabela 0x81. Sem medidas adicionais poderia ser requerido esperar até que a próxima ECM de um tipo diferente (A no exemplo) seja encontrada, que pode levar muito tempo, por exemplo 10 segundos. Durante este período, não pode haver nenhuma descriptografia correta e portanto nenhuma decodificação de MPEG e exibição de imagem do fluxo de reprodução normal 2202.
No seguinte, quatro possíveis soluções para o problema descrito serão explicadas.
Solução 1
Alguma medida pode ser tomada para evitar um tempo de troca excessivo de reprodução acelerada 2203 para reprodução normal 2202. Uma primeira opção é introduzir funcionalidade de intervalo para ECMs no STB receptor. Em uma situação normal, ECMs nunca estão ademais separadamente que digamos 800 ms. Se nenhuma ECM estiver presente no fluxo por vários segundos, o STB pode ser trazido em um estado onde enviará a primeira ECM encontrada ao cartão inteligente. Isto assegura que a primeira ECM depois de reprodução acelerada de 'plaintext' será processada. Para tipo de fluxo II, às vezes um atraso adicional pode ser introduzido quando o cartão inteligente está ocupado. Em um tal cenário, pode acontecer que o cartão inteligente está ocupado durante por tempo, que pode obstruir um pronto processamento da próxima ECM.
Solução 2
O dispositivo de armazenamento que contém o gerador de reprodução acelerada também pode forçar o uso da primeira ECM do fluxo de reprodução normal 2202.
Esta situação é mostrada na Figura 23.
O tipo da última ECM (0x80 ou 0x81) antes de trocar para reprodução acelerada (por exemplo avanço rápido) é lembrado. Ao trocar para reprodução normal 2202 novamente, pode ser comparado ao tipo da primeira ECM no fluxo de reprodução normal 2202. Se idêntico, o ID de tabela das primeiras ECMs no fluxo de reprodução normal 2202 é mudado para o outro valor, assegurando que será enviado ao cartão inteligente pelo receptor. Uma seta 2300 indica ID de tabela invertido. O atraso de troca adicional pode ser igual à solução 1 acima descrita.
Solução 3
Neste caso, o gerador de reprodução acelerada adiciona uma ECM ao fim do fluxo de reprodução acelerada (por exemplo avanço rápido) no momento que o comando de troca é recebido. Do arquivo de ECM, o gerador de reprodução acelerada sabe o que a primeira ECM do fluxo de reprodução normal 2202 será. Então insere esta ECM ao fim do fluxo de reprodução acelerada 2203, mas com um ID de tabela oposto ao lembrado.
Na Figura 24, a ECM para a primeira parte do fluxo de reprodução normal 2202 é de tipo Beo tipo lembrado da última ECM antes de reprodução acelerada também é B. Assim, a ECM precisada para descriptografar diretamente o fluxo de reprodução normal 2202 diretamente seguindo reprodução acelerada 2203 é tirada do arquivo de ECM e inserida ao fim do fluxo de reprodução acelerada 2203, mas com um ID de tabela mudado para A. Isto assegura que esta ECM seja enviada ao cartão inteligente logo antes do momento de troca. O gerador de reprodução acelerada poderia inserir uma imagem parada 2400 depois desta ECM por digamos 0,5 a 1,0 segundo antes de realmente trocar para reprodução normal 2202 a fim de compensar a latência de cartão inteligente. Embora o exemplo descrito relacione-se a avanço rápido, isto também poderia ter sido rápido inverso.
Solução 4
Uma quarta opção é ter ECMs inseridas no fluxo de reprodução acelerada pelo gerador de reprodução acelerada. Embora não necessário para o processamento dos dados de reprodução acelerada pelo receptor, não perturba este processamento sequer. Por outro lado, pode prevenir a interrupção de ECM mantendo o fluxo de ECM continuando.
Mas, quais ECM(s) são apropriadas para serem inseridas no fluxo de reprodução acelerada? Uma primeira possibilidade são as ECMs embutidas presentes nos quadros I originais codificados que são recém copiados ao fluxo de reprodução acelerada. Estas ECMs são adequadas para reprodução acelerada de avanço. Em inverso, efeitos estranhos podem ocorrer porque não é apenas uma seqüência invertida de ECMs. Durante o quadro I, as ECMs estão em uma ordem de avanço normal, mas os quadro I estão em uma ordem invertida. Assim, é possível ir e voltar pela troca de ID de tabela, que aumenta o tráfego de ECM ao cartão inteligente. Na velocidade máxima de reprodução acelerada inversa, o cartão inteligente poderia não ser capaz de operar este tráfego. Como resultado, pode não ser sempre possível estar seguro a qual estado do descriptogrador no receptor estará ao trocar para reprodução normal.
Uma possibilidade até mesmo mais lógica é que o gerador de reprodução acelerada insira as ECMs que são usadas para a geração de reprodução acelerada. Na realidade, elas já estão inseridas no fluxo ao descriptogrador do gerador de reprodução acelerada. Assim apenas deixando- as no fluxo de reprodução acelerada construído cria esta situação. O que acontecerá agora ao trocar para reprodução normal? Novamente alguém poderia distinguir entre de avanço e inverso.
A seguir, uma transição de reprodução de avanço para normal será discutida. Isto é descrito na Figura 25.
Figura 25 mostra uma transição 2503 de um modo de reprodução acelerada de avanço 2500 (saltos entre blocos de dados subseqüentes 2500 são ilustrados por setas 2502) para um modo de reprodução normal 2501. Particularmente, Figura 25 mostra um ponto de tempo 2504 ao qual uma ECM C (CW C e CW D) é enviada para tipo de fluxo I, e uma ECM D (CW D) é enviada para tipo de fluxo II, e mostra um ponto de tempo 2505 ao qual uma ECM D (CW D e CW E) é enviada para tipo de fluxo I e uma ECM E (CW E) é enviada para tipo de fluxo II.
O envio de ECMs durante reprodução acelerada contínua de avanço é tal que o descriptogrador sempre contenha a CW para o período atual. A ECM contendo a CW para o próximo período foi enviada ao cartão inteligente ao cruzar no período atual. Esta CW ainda poderia estar no cartão inteligente no momento de troca, mas certamente estará disponível antes do fim do período atual. A primeira ECM encontrada depois da troca para reprodução normal tem um ID de tabela que pode ser diferente ou idêntico à última ECM no fluxo de reprodução acelerada. Isto depende da situação de uma/duas CWs. E irrelevante se esta ECM é processada pelo cartão inteligente ou não porque em qualquer caso o conteúdo dos registradores de descriptogrador não será mudado. Assim, onde quer que o ponto de troca esteja localizado no período atual, o descriptogrador no receptor sempre conterá a CW do período atual, e a CW durante o próximo período estará certamente disponível antes de cruzar neste período. Portanto, a descriptografia correta do fluxo de reprodução normal no receptor pode começar imediatamente depois da troca para reprodução normal e não será interrompida.
A seguir, uma transição de reprodução inversa para normal será discutida.
Tal situação é descrita na Figura 26.
Figura 26 mostra uma transição 2503 de um modo de reprodução acelerada inversa (saltos entre blocos de dados subseqüentes 2500 são ilustrados por setas 2502) para um modo de reprodução normal 2501. Particularmente, Figura 26 mostra um ponto de tempo 2600 ao qual uma ECM B é enviada, e mostra um ponto de tempo 2601 ao qual uma ECM C é enviada. Detalhes para tipo de fluxo I e para tipo de fluxo II podem ser tirados de uma tabela mostrada na Figura 26.
Neste caso, a CW do próximo período de reprodução normal nunca estará disponível no momento de troca. O descriptogrador no receptor conterá as CWs para o período de reprodução acelerada atual e próximo, mas estes são os períodos de reprodução normal atual e prévio. É assumido que a transição 2503 acontece em algum lugar no meio do período atual C. A última ECM recebida pelo STB antes do momento de transição é ECM B do período de reprodução normal prévio. A primeira ECM recebida depois da transição será uma ECM C do período atual. Será encontrada dentro de aproximadamente 100 ms. Como esta ECM C tem um ID de tabela diferente da ECM B prévia, será passada para o cartão inteligente e processada. Assim, uma descriptografia correta pode começar imediatamente. Mas, esta descriptografia pode ser interrompida se o ponto de troca estiver perto do fim de um período.
Tipo de fluxo I pode ter uma abertura nas ECMs de perto a um segundo ao fim do período. Trocar durante este intervalo significa que nenhuma ECM C é encontrada e que a ECM D é a primeira ECM de reprodução normal depois da última ECM de reprodução acelerada. Porque ECMs BeD têm o mesmo ID de tabela, ECM D não será processada e o fluxo de reprodução normal será interrompido por um período completo. Assim, o ponto de reprodução normal para qual pode ser saltado deveria estar pelo menos antes da abertura nas ECMs ao fim do período. Se o ponto de troca estiver no último segundo de um período, pode ser apropriado saltar atrás um pouco no fluxo de reprodução normal. O efeito para tipo de fluxo II pode ser mais idêntico.
Neste caso, ECM D pode ser enviada, por exemplo, já durante os últimos 600 ms de um período. Assim troca neste intervalo significa que também aqui ECM C é perdida com o mesmo efeito como descrito acima. Assim, aqui é apropriado saltar a um ponto de partida de reprodução normal mais de 600 ms antes do fim do período. Na realidade, a mesma técnica pode ser aplicada em ambos os casos.
Ainda há outro efeito a ser considerado. Como mencionado acima, o tempo de reprodução normal restante no período atual deveria permitir o acesso de uma ECM deste período. Mas, adicionalmente deveria estar seguro que esta ECM seja processada. Porém, especialmente a velocidades de reprodução acelerada altas, o cartão inteligente poderia estar ainda ocupado com o processamento de ECM B. Durante este tempo ocupado, ECMs de chegada não podem ser enviadas ao cartão inteligente e poderiam muito bem ser descartadas. Não há nenhuma garantia que elas serão memorizadas para processamento posterior. O tempo que o cartão inteligente ainda estará ocupado pode depender da velocidade de reprodução acelerada e da posição do ponto de troca no período. Mas, em todo caso não será mais que a latência do cartão inteligente. Assim, esta latência poderia ser adicionada ao intervalo de um segundo discutido acima. Em geral, é possível dizer que o ponto de partida de reprodução normal deveria ser localizado minimamente ao redor de dois segundos antes do fim do período atual ao trocar de reprodução inversa para normal.
No seguinte, alguns aspectos relacionados a trocar atrasos serão discutidos.
Um atraso de troca adicional pode ser introduzido pela descriptografia ao começo do fluxo de reprodução normal. Para as soluções anteriores 1 e 2, este atraso pode ser igual ao tempo até que a primeira ECM seja encontrada no fluxo de reprodução normal mais o atraso de cartão inteligente.
Para solução 3, é só igual ao atraso de cartão inteligente que é compensado pela exibição de uma imagem parada.
Solução 4 não introduz atraso de troca se implementou corretamente, mas pode haver algum deslocamento na posição de partida de reprodução normal vindo de inversa.
A seguir, otimização adicional da troca em relação a MPEG será explicada.
A fim de ter uma imagem na tela tão rápido quanto possível, há também efeitos que são relacionados à decodificação de MPEG. Assumindo que descriptografia do fluxo de reprodução normal pode começar imediatamente, pode ser apropriado saltar ao começo de um GOP para a resposta mais rápida do decodificador de MPEG. No caso de um fluxo consistindo em só quadros I e P, a decodificação pode começar com o quadro I sendo o primeiro no GOP e pode continuar então com os quadros P que estão referenciando este quadro I. No caso que também B quadros estão presentes no fluxo há um problema de decodificação devido à reordenação dos quadros no fluxo transmitido (veja Figura 3). Os primeiros quadros B encontrados no fluxo não pertencem ao GOP de exibição que começou com o primeiro quadro I decodificado. Na realidade, eles pertencem a um GOP prévio e não estão só referenciando este quadro I, mas também um quadro P previamente transmitido. Este quadro P não está disponível quando repetição é começada ao começo de um GOP transmitido. Isto conduz a uma decodificação incorreta destes quadros B e assim a quadros corrompidos ao começo do fluxo de reprodução normal. Na realidade, não há nenhum ponto de entrada ideal para um fluxo de MPEG transmitido contendo quadros Β. O melhor ponto disponível ainda é o começo do quadro I. No caso de um fluxo de 'plaintext', é possível limpar o começo do fluxo de reprodução normal removendo os primeiros B quadros localizados entre o quadro Ieo próximo quadro P. Porém, isto pode não ser possível no caso de um fluxo codificado onde os locais dos quadros B podem não ser conhecidos.
A fim de fazer a transição em nível de fluxo tão contínua quanto possível, a leitura de um bloco de dados de reprodução acelerada e a geração relacionada e transmissão de um GOP de reprodução acelerada deveria ser terminada antes de saltar ao fluxo de reprodução normal.
Assim, pode ser preferido terminar o GOP de reprodução acelerada e então saltar ao começo de um GOP de reprodução normal. Poderia ser desconhecido onde este GOP começa, especialmente com fluxos codificados. Mas, em todo caso o gerador de reprodução acelerada pode determinar seus objetivos de salto de um modo ótimo. Se o começo de GOPs não for conhecido, nenhuma otimização com respeito a MPEG é possível de maneira alguma. Se por outro lado o começo de GOPs for conhecido do arquivo de CPI, eles serão usados como possíveis objetivos de salto. Pontos lógicos para começar reprodução normal são o último objetivo de salto de reprodução acelerada antes que o comando de troca seja recebido ou o primeiro objetivo depois deste comando.
No caso das soluções anteriores 1 e 2, um descriptografia correta do fluxo de reprodução normal não pode começar imediatamente ao ponto de entrada. Primeiro, uma ECM do próprio fluxo de reprodução normal tem que ser extraída e processada. Isto significa que os objetivos de salto de reprodução acelerada não podem ser usados. Portanto, estas soluções não são normalmente preferidas.
Solução 3 sempre enviará a ECM conectada ao começo do fluxo de reprodução normal e então esperará pela latência do cartão inteligente. Isto significa que qualquer objetivo de salto pode ser escolhido como ponto de partida do fluxo de reprodução normal. Descriptografia correta do fluxo de reprodução normal começa imediatamente neste momento.
Solução 4 tem o atraso de troca menor do ponto de vista de descriptografia. Neste caso, reprodução normal não deveria ser começada no último objetivo de salto de reprodução acelerada antes do comando de troca porque isto pode conduzir a problemas em certas situações.
Pode ser assumido que no momento que o comando de troca é recebido, o fim do bloco de dados localizado no limite de períodos B e C é alcançado, como mostrado na Figura 27.
Figura 27 mostra uma transição 2503 de um modo de reprodução acelerada de avanço (saltos entre blocos de dados subseqüentes 2500 são ilustrados por setas 2502) para um modo de reprodução normal 2501. Particularmente, Figura 27 mostra um ponto de tempo 2700 ao qual uma ECM D (CW D) é enviada no caso de tipo de fluxo II, ou ao qual uma ECM C (CW C e CW D) é enviada no caso de tipo de fluxo I.
Em algum lugar no começo de período C, a ECM que sobrescreverá CW B já foi enviada ao cartão inteligente no momento que a troca de SCB 1402 foi cruzada. Começar reprodução normal 2501 no último objetivo de salto sendo o começo deste mesmo bloco localizado em período B conduz a uma descriptografia incorreta porque CW B não está mais disponível. Por outro lado, se reprodução normal for começada no primeiro objetivo de salto depois do comando de troca, este problema não ocorre.
No exemplo, o ponto de partida de reprodução normal 2503 está então localizado em período C significando que CW B não é mais precisada. Assim, no caso de solução 4, reprodução normal pode ser começada no primeiro objetivo de salto depois do comando de troca.
Também ao trocar de reprodução inversa para normal, alguns problemas com ECMs podem ocorrer. Mas, a solução é idêntica; reprodução normal é começada no primeiro objetivo de salto depois do comando de troca. Como discutido anteriormente, o ponto de partida de reprodução normal não deveria estar localizado na última parte de um período neste caso. Se o ponto de partida de reprodução normal idealizado estiver perto demais do fim do período, há particularmente duas possíveis ações:
Selecionar um ponto de partida de reprodução normal um pouco mais cedo no fluxo. Este ponto está baseado na informação no arquivo de CPI, se presente.
Continuar reprodução acelerada até que o próximo objetivo de salto não esteja mais na última parte de um período. Então troca para reprodução normal com este objetivo como um ponto de partida.
Figura 28 ilustra troca otimizada de reprodução acelerada 2500 para reprodução normal 2501.
Figura 28 mostra uma transição 2503 de um modo de reprodução acelerada (saltos entre blocos de dados subseqüentes 2500 são ilustrados por setas 2502) para um modo de reprodução normal 2501. Particularmente, Figura 28 mostra um ponto de tempo 2800 ao qual uma ECM C é enviada, um ponto de tempo 2801 ao qual uma ECM B é enviada, um ponto de tempo 2802 ao qual uma ECM D é enviada no caso de tipo de fluxo II ou ao qual uma ECM C é enviada no caso de tipo de fluxo I, e um ponto de tempo 2803 ao qual uma ECM E é enviada no caso de tipo de fluxo II ou ao qual uma ECM D é enviada no caso de tipo de fluxo I.
Figura 28 ilustra troca otimizada de reprodução acelerada para reprodução normal levando em conta efeitos de descriptografia e MPEG como segue:
Quando o comando de troca é recebido, primeiro termine o GOP de reprodução acelerada atual.
Se necessário, continue reprodução acelerada inversa até que o próximo objetivo de salto esteja fora do intervalo proibido ao fim do período.
Então comece reprodução normal no próximo objetivo de salto de reprodução acelerada.
Como resultado da otimização da troca em relação a MPEG, descontinuidades no fluxo de MPEG no momento de troca podem ser reduzidas significativamente. Uma primeira descontinuidade está nos PCRs e no DTS/PTS. Estas descontinuidades podem ser evitadas ao trocar de reprodução normal para reprodução acelerada, mas devido ao eixo de tempo comprimido em reprodução acelerada, elas não podem ser evitadas ao trocar de volta para reprodução normal. Outra descontinuidade pode estar no contador de continuidade. Decodificadores práticos podem reagir a todas estas descontinuidades. Em todo caso, pode ser apropriado que elas sejam sinalizadas ao decodificador tanto quanto possível. Se o gerador e decodificador de reprodução acelerada estiverem em uma caixa, isto pode ser bastante fácil, mas caso contrário as possibilidades oferecidas pelo padrão de MPEG podem ser usadas.
Ao trocar entre reprodução acelerada e reprodução normal, também pode haver um problema relacionado às tabelas de Informação de Serviço (SI) que estão no fluxo. É relativamente provável que pelo menos algumas tabelas serão divididas através de pacotes múltiplos. Isto também significa que alguém pode trocar quando uma tabela é só em parcialmente recebida/processada. As tabelas obrigatórias PAT (Tabela de Associação de Programa), CAT (Tabela de Acesso Condicional) e PMT (Tabela de Mapa de Programa) são criadas pela máquina de reprodução acelerada e embutidas no fluxo de reprodução acelerada. Outras tabelas não são transmitidas durante reprodução acelerada.
Ao trocar para reprodução acelerada, descontinuidades podem ser evitadas por alguma sincronização entre a máquina de reprodução acelerada e reprodução normal. Ao trocar de volta para reprodução normal, a máquina de reprodução acelerada não pode assegurar a ausência de descontinuidades. As tabelas de PAT/CAT/PMT estão completas dentro de um GOP de reprodução acelerada. Porque o GOP de reprodução acelerada é completado antes de troca para reprodução normal, nenhuma tabela incompleta está presente ao fim do fluxo de reprodução acelerada. Mas, não é conhecido onde saltar no fluxo de reprodução normal em relação às tabelas. Assim, os primeiros pacotes de tabela encontrados depois da troca só poderiam conter a última parte de uma tabela. Não é conhecido como um STB reage a isto, mas na realidade pode ser esperado que um tal pacote será descartado porque um cabeçalho de tabela é precisado para a análise da tabela. Assim, ao atuar como descrito, poderia não haver um problema real.
De fato, todas as tabelas exceto PAT/CAT/PMT deveriam ser removidas de um fluxo de transporte parcial gravado e uma SIT (Tabela de Informação de Seleção) e DIT (Tabela de Associação de Descontinuidade) deveriam ser inseridas, a SIT contendo todos os dados de SI pertinentes. A DIT sinaliza uma descontinuidade e poderia (deveria) ser inserida no ponto de troca. Uma caixa aceitando um TS parcial deveria entender o significado de uma DIT quando está presente. No padrão de DVB, é reivindicado: Sempre que uma descontinuidade de fluxo de bit parcial ocorrer, dois pacotes de fluxo de transporte pertencendo a PID OxOOlE (DIT) deverão ser inseridos diretamente no ponto de transição, sem nenhum outro pacote entre eles. O primeiro deverá ter 184 bytes de enchimento de campo de adaptação com indicador de descontinuidade fixado a "1" (a fim de assegurar complacência a constrangimentos de contagem de continuidade de MPEG-2 para sucessões de transições introduzidas em fases de transmissão/armazenamento independentes). O segundo destes pacotes de transporte deverá conter a "DIT" e não deverá ter um tal indicador fixado a " 1
A seguir, uma concretização tendo um descriptogrador comum será descrita.
O uso de um descriptogrador comum por receptor e gerador de reprodução acelerada pode ser o caso quando o receptor e gerador de reprodução acelerada são combinados em uma caixa. Não há nenhuma violação de compartilhamento porque este descriptogrador só é usado pelo gerador de reprodução acelerada durante reprodução acelerada e pelo receptor em reprodução normal.
Figura 29 mostra um sistema 2900 com um descriptogrador comum 2106, em que a maioria dos componentes está denotada com numerais de referência de acordo com os elementos funcionais correspondentes do de sistema 2100 da Figura 21. Porém, uma chave adicional 2901 é provida no sistema 2900 com o descriptogrador comum 2106.
De um ponto de vista de troca, a situação para um descriptogrador comum 2106 é idêntica à situação para dois descriptogradores individuais sincronizados. Isto é na realidade o caso para solução 4 descrita previamente para dois descriptogradores individuais. Soluções 2 e 3 também poderiam ser usadas, mas para um descriptogrador comum 2106, o tráfego de ECM não é interrompido durante reprodução acelerada. Assim, o ID de tabela memorizado não deveria ser o da última ECM de reprodução normal, mas da última ECM enviada ao descriptogrador antes da ECM de troca especial. Este é o ID de tabela da última ECM normal do fluxo de reprodução acelerada. Problemas com um cartão inteligente ocupado podem ser evitados pela escolha do momento de troca. Assim, a maioria do que é descrito para dois descriptogradores individuais também é aplicável aqui.
No seguinte, se referindo à Figura 30, um dispositivo 3000 para processar um fluxo de dados criptografados 3001 de acordo com uma concretização exemplar da invenção será descrito.
Mensagens de descriptografia, isto é ECMs, são providas para descriptografar cada período 1403 do fluxo de dados criptografados 3001, em que cada ECM inclui várias Palavras de Controle (CW) como elementos de descriptografia.
O dispositivo 3000 inclui uma unidade de detecção 3002 para detectar o número de Palavras de Controle por Mensagem de Controle de Intitulação (ECM). Este número é dois para tipo de fluxo I, e é um para tipo de fluxo II. O fluxo de dados criptografados 3001 pode ser provido à unidade de detecção 3002. O dispositivo 3000 ademais inclui uma unidade de determinação 3003 para determinar uma posição para prover as ECMs na seqüência dos períodos 1403, baseado no número detectado. Para este propósito, a saída da unidade de detecção 3002, que pode codificar várias Palavras de Controle por ECM, pode ser provida à unidade de determinação 3003. Ademais, a unidade de determinação 3003 pode ser provida com o fluxo de dados criptografados 3001 e pode modificar o fluxo de dados criptografados 3001 por conseguinte, para posicionar ou inserir corretamente as ECMs.
O fluxo de dados criptografados (original ou modificado) pode ser provido a uma unidade de geração 3004, que pode descriptografar o fluxo de dados criptografados 3001 para prover o anterior para um modo de reprodução normal e reproduzi-lo por uma unidade de reprodução 3005, ou pode gerar alternativamente um fluxo de reprodução acelerada do fluxo de dados criptografados 3001, a fim de executar reprodução acelerada na unidade de reprodução 3005. Quando a unidade de detecção 3002 detecta que uma ECM correspondendo a um período particular 1403 inclui duas Palavras de Controle por ECM (tipo de fluxo I), então a unidade de determinação 3003 pode prover os segmentos zero de ECM antecipadamente. Alternativamente, quando a unidade de detecção 3002 detecta que o número de Palavras de Controle de uma ECM é um, então a unidade de determinação 3003 pode prover a ECM um período 1403 antecipadamente (tipo de fluxo II).
No seguinte, se referindo à Figura 31, um dispositivo 3100 para processar um fluxo de dados criptografados 3101 de acordo com outra concretização exemplar da invenção será descrito.
Novamente, ECMs como mensagens de descriptografia podem ser providas para descriptografar cada período 1403 do fluxo de dados criptografados 3101.
O dispositivo 3100 inclui uma unidade de detecção 3102 para detectar uma troca de um modo de reprodução acelerada (por exemplo um modo avanço rápido) para um modo de reprodução normal. Um usuário pode iniciar uma tal troca operando uma interface de usuário 3103, por exemplo apertando um botão correspondente.
Em um tal evento, a unidade de detecção 3102 transmite esta informação para uma unidade de determinação 3104 e para uma unidade de geração 3105.
A unidade de determinação 3104 é adaptada para assegurar, baseada em uma comparação de uma última ECM antes do modo de reprodução acelerada e uma primeira ECM no modo de reprodução normal, que a primeira ECM no modo de reprodução normal seja enviada a um cartão inteligente. A unidade de determinação 3104 pode modificar o fluxo de dados criptografados 3101 por conseguinte.
Ademais, a unidade de geração 3105 é capaz de gerar, seletivamente, um fluxo de reprodução acelerada ou fluxo de reprodução normal a ser reproduzido por uma unidade de reprodução 3106. Para este propósito, a unidade de geração 3105 é provida com o fluxo de dados criptografados 3101, e pode receber informação de controle da unidade de detecção 3102 e/ou da unidade de determinação 3104.
A unidade de determinação 3104 pode ser adaptada para determinar se a primeira ECM no modo de reprodução normal é para ser processada para evitar uma interrupção excessiva de uma reprodução ao trocar do modo de geração de reprodução acelerada para o modo de reprodução normal.
Deveria ser notado que o termo "incluindo" não exclui outros elementos ou etapas e "um" ou "uma" não exclui uma pluralidade. Também elementos descritos em associação com concretizações diferentes podem ser combinados.
Também deveria ser notado que sinais de referência nas reivindicações não deverão ser interpretados como limitando a extensão das reivindicações.

Claims (38)

1. Dispositivo (3000) para processar um fluxo de dados criptografados (3001), em que mensagens de descriptografia são providas para descriptografar cada segmento (1403) do fluxo de dados criptografados (3001), em que cada mensagem de descriptografia inclui vários elementos de descriptografia, caracterizado pelo fato de que o dispositivo (3000) compreende: uma unidade de detecção (3002) para detectar o número de elementos de descriptografia por mensagem de descriptografia; uma unidade de determinação (3003) para determinar uma posição para prover as mensagens de descriptografia em relação à seqüência dos segmentos (1403), baseada no número detectado.
2. Dispositivo (3000) de acordo com reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que as mensagens de descriptografia são Mensagens de Controle de Intitulação e os elementos de descriptografia são Palavras de Controle.
3. Dispositivo (3000) de acordo com reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que uma mensagem de descriptografia correspondendo a um segmento particular (1403) é provida antecipadamente do segmento particular (1403).
4. Dispositivo (3000) de acordo com reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a unidade de determinação (3003) é adaptada para, no caso que o número detectado de elementos de descriptografia por mensagem de descriptografia é dois, prover a mensagem de descriptografia precedendo diretamente o segmento correspondente (1403).
5. Dispositivo (3000) de acordo com reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a unidade de determinação (3003) é adaptada para, no caso que o número detectado de elementos de descriptografia por mensagem de descriptografia é um, prover a mensagem de descriptografia um segmento (1403) antecipadamente.
6. Dispositivo (3000) de acordo com reivindicação 1, caracterizado pelo fato de compreender uma unidade de armazenamento adaptada para armazenar as mensagens de descriptografia em um arquivo separado.
7. Dispositivo (3000) de acordo com reivindicação 6, caracterizado pelo fato de que o arquivo é indicativo da designação de cada uma das mensagens de descriptografia para os segmentos correspondentes (1403).
8. Dispositivo (3000) de acordo com reivindicação 4, caracterizado pelo fato de compreender dois registradores (1501, 1502) para armazenar os dois elementos de descriptografia designados a uma mensagem de descriptografia, em que, de cada vez, só um dos dois registradores é capaz de sobrescrever dados armazenados nele.
9. Dispositivo (3000) de acordo com reivindicação 5, caracterizado pelo fato de compreender dois registradores (1501, 1502) para armazenar elementos de descriptografia, em que, de cada vez, só um dos dois registradores é capaz de sobrescrever dados armazenados nele.
10. Dispositivo (3000) de acordo com reivindicação 1, caracterizado pelo fato de compreender uma unidade de controle adaptada para remover mensagens de descriptografia originalmente providas do fluxo de dados criptografados (3001).
11. Dispositivo (3000) de acordo com reivindicação 1, caracterizado pelo fato de ser adaptado para processar um fluxo de dados criptografados (3001) de dados de vídeo ou dados de áudio.
12. Dispositivo (3000) de acordo com reivindicação 1, caracterizado pelo fato de ser adaptado para processar um fluxo de dados criptografados (3001) de dados digitais.
13. Dispositivo (3000) de acordo com reivindicação 1, caracterizado pelo fato de compreender uma unidade de reprodução (3005) para reproduzir o fluxo de dados descriptogrado.
14. Dispositivo (3000) de acordo com reivindicação 1, caracterizado pelo fato de compreender uma unidade de geração (3004) para processar o fluxo de dados para reprodução em um modo de reprodução acelerada.
15. Dispositivo (3000) de acordo com reivindicação 14, caracterizado pelo fato de que o modo de reprodução acelerada é um do grupo consistindo em um modo de reprodução de avanço rápida, um modo de reprodução inversa rápida, um modo de reprodução de movimento lento, um modo de reprodução de quadro congelado, um modo de reprodução de repetição imediata, e um modo de reprodução inversa.
16. Dispositivo (3000) de acordo com reivindicação 1, caracterizado pelo fato de ser adaptado para processar um fluxo de dados de MPEG2 codificado (3001).
17. Dispositivo (3000) de acordo com reivindicação 1, caracterizado pelo fato de ser realizado como pelo menos um do grupo consistindo em um dispositivo de gravação de vídeo digital e um dispositivo habilitado por rede e um sistema de acesso condicional e um reprodutor de áudio portátil e um reprodutor de vídeo portátil e um telefone móvel e um reprodutor de DVD e um reprodutor de CD, um reprodutor de mídia baseado em disco rígido e um dispositivo de rádio de Internet e um dispositivo de entretenimento público e um reprodutor de MP3.
18. Método para processar um fluxo de dados criptografados (3001), caracterizado pelo fato de que mensagens de descriptografia são providas para descriptografar cada segmento (1403) do fluxo de dados criptografados (3001), em que cada mensagem de descriptografia compreende um número de elementos de descriptografia, em que o método inclui as etapas de: detectar o número de elementos de descriptografia por mensagem de descriptografia; determinar uma posição para prover as mensagens de descriptografia em relação à seqüência dos segmentos (1403), baseado no número detectado.
19. Meio legível por computador, caracterizado pelo fato de que no mesmo um programa de computação para processar um fluxo de dados criptografados (3001), em que mensagens de descriptografia são providas para descriptografar cada segmento (1403) do fluxo de dados criptografados (3001), em que cada mensagem de descriptografia inclui um número de elementos de descriptografia, é armazenada, cujo programa de computação, ao ser executado por um processador, é adaptado para controlar ou efetuar as etapas de método seguintes: detectar o número de elementos de descriptografia por mensagem de descriptografia; determinar uma posição para prover as mensagens de descriptografia em relação à seqüência dos segmentos (1403), baseado no número detectado.
20. Elemento de programa para processar um fluxo de dados criptografados (3001), caracterizado pelo fato de que as mensagens de descriptografia são providas para descriptografar cada segmento (1403) do fluxo de dados criptografados (3001), em que cada mensagem de descriptografia inclui um número de elementos de descriptografia, qual elemento de programa ao ser executado por um processador é adaptado para controlar ou efetuar as etapas de método de: detectar o número de elementos de descriptografia por mensagem de descriptografia; determinar uma posição para prover as mensagens de descriptografia em relação à seqüência dos segmentos (1403), baseado no número detectado.
21. Dispositivo (3100) para processar um fluxo de dados criptografados (3101), em que mensagens de descriptografia são providas para descriptografar cada segmento (1403) do fluxo de dados criptografados (3101), caracterizado pelo fato de que o dispositivo (3100) inclui: uma unidade de detecção (3102) para detectar uma troca de um modo de reprodução acelerada para um modo de reprodução normal; uma unidade de determinação (3104) para determinar uma maneira de operar as mensagens de descriptografia para evitar uma interrupção excessiva de reprodução ao trocar do modo de reprodução acelerada para o modo de reprodução normal.
22. Dispositivo (3100) de acordo com reivindicação 21, caracterizado pelo fato de que a unidade de determinação (3104) é adaptada para determinar, baseado em uma última mensagem de descriptografia antes do modo de reprodução acelerada e uma primeira mensagem de descriptografia no modo de reprodução normal, se a primeira mensagem de descriptografia no modo de reprodução normal é para ser modificada.
23. Dispositivo (3100) de acordo com reivindicação 21, caracterizado pelo fato de que a unidade de determinação (3104) é adaptada para determinar, baseado em uma comparação de uma última mensagem de descriptografia antes do modo de reprodução acelerada e uma primeira mensagem de descriptografia no modo de reprodução normal, se a primeira mensagem de descriptografia no modo de reprodução normal é para ser modificada.
24. Dispositivo (3100) de acordo com reivindicação 21, caracterizado pelo fato de que a unidade de determinação (3104) é adaptada para determinar que uma primeira mensagem de descriptografia encontrada do modo de reprodução normal é para ser enviada a um processador de mensagem de descriptografia, se nenhuma mensagem de descriptografia estiver presente no fluxo de dados por mais que um intervalo de tempo de limiar predeterminado.
25. Dispositivo (3100) de acordo com reivindicação 23, caracterizado pelo fato de que a unidade de determinação (3104) é adaptada para determinar que a primeira mensagem de descriptografia no modo de reprodução normal é para ser modificada quando a comparação produz o resultado que a última mensagem de descriptografia antes do modo de reprodução acelerada e a primeira mensagem de descriptografia no modo de reprodução normal se relacionam ao mesmo tipo de mensagem de descriptografia.
26. Dispositivo (3100) de acordo com reivindicação 21, caracterizado pelo fato de que a unidade de determinação (3104) é adaptada para adicionar uma última mensagem de descriptografia, que é uma cópia de uma primeira mensagem de descriptografia no modo de reprodução normal, mas com um tipo de mensagem de descriptografia contrário a um lembrado, para um fim do fluxo de dados no modo de reprodução acelerada quando uma troca do modo de reprodução acelerada para o modo de reprodução normal é detectada.
27. Dispositivo (3100) de acordo com reivindicação 21, caracterizado pelo fato de que a unidade de determinação (3104) é adaptada para adicionar pelo menos uma mensagem de descriptografia dentro do fluxo de dados no modo de reprodução acelerada.
28. Dispositivo (3100) de acordo com reivindicação 27, caracterizado pelo fato de que a unidade de determinação (3104) é adaptada para copiar mensagens de descriptografia de quadros intra-codificados originalmente codificados dentro do fluxo de dados no modo de reprodução acelerada.
29. Dispositivo (3100) de acordo com reivindicação 27, caracterizado pelo fato de que a unidade de determinação (3104) é adaptada para inserir mensagens de descriptografia usadas para gerar o fluxo de dados no modo de reprodução acelerada dentro do fluxo de dados no modo de reprodução acelerada.
30. Dispositivo (3100) de acordo com reivindicação 21, caracterizado pelo fato de ser adaptado para processar um fluxo de dados criptografados (3101) de dados de vídeo ou dados de áudio.
31. Dispositivo (3100) de acordo com reivindicação 21, caracterizado pelo fato de ser adaptado para processar um fluxo de dados criptografados (3101) de dados digitais.
32. Dispositivo (3100) de acordo com reivindicação 21, caracterizado pelo fato de compreender uma unidade de reprodução (3106) para reproduzir o fluxo de dados descriptogrado.
33. Dispositivo (3100) de acordo com reivindicação 21, caracterizado pelo fato de que o modo de reprodução acelerada é um do grupo consistindo em um modo de reprodução de avanço rápida, um modo de reprodução inversa rápida, um modo de reprodução de movimento lento, um modo de reprodução de quadro congelado, um modo de reprodução de repetição imediata, e um modo de reprodução inversa.
34. Dispositivo (3100) de acordo com reivindicação 21, caracterizado pelo fato de ser adaptado para processar um fluxo de dados de MPEG2 codificado.
35. Dispositivo (3100) de acordo com reivindicação 21, caracterizado pelo fato de ser realizado como pelo menos um do grupo consistindo em um dispositivo de gravação de vídeo digital e um dispositivo habilitado por rede e um sistema de acesso condicional e um reprodutor de áudio portátil e um reprodutor de vídeo portátil e um telefone móvel e um reprodutor de DVD e um reprodutor de CD, um reprodutor de mídia baseado em disco rígido e um dispositivo de rádio de Internet e um dispositivo de entretenimento público e um reprodutor de MP3.
36. Método para processar um fluxo de dados criptografados (3101), caracterizado pelo fato de que mensagens de descriptografia são providas para descriptografar cada segmento (1403) do fluxo de dados criptografados (3101), em que o método inclui as etapas de: detectar uma troca de um modo de reprodução acelerada para um modo de reprodução normal; determinar uma maneira de operar as mensagens de descriptografia para evitar uma interrupção excessiva de reprodução ao trocar do modo de reprodução acelerada para o modo de reprodução normal.
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