CN100397901C - 用于安全广播、随机访问、受控显示、私自拷贝和管理mpeg-4类型的视听内容的装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种MPEG-4类型的多媒体和视频接口装置，用于将至少一个显示设备连接到至少一个视频源。本发明主要包括处理单元，用于实时或延时地显示MPEG-4类型的视频流，存储和记录上述视频流，和/或通过宽带网络(4)和/或具有窄带宽的广域网(10)来发送所述视频流，和/或将该视频流记录到芯片卡上。并且，本发明还包括至少一个屏幕接口(7)和用于连接本地或广域网的接口(5，9)，和/或芯片卡读取器。本发明的特征在于(i)主要包括在每个视听门户(12)中存储视频流的I-VOP和/或P-VOP平面的一定相关系数，和/或存储视频流中的一定B-VOP和P-VOP平面，和(ii)每个视频接口盒(8)都具有存储、记录和处理视听节目的功能，并与至少一个集成的或电视屏幕类型的显示设备(6)连接。根据本发明，每个视频接口装置(8)都可重建MPEG-4流，该视频流是由来自硬盘的信息、和算法和/或来自门户(12)的I-VOP和/或P-VOP平面和/或P-VOP和/或B-VOP平面的相关系数来产生的。

Description

用于安全广播、随机访问、受控显示、私自拷贝和管理MPEG-4类型的视听内容的装置
本发明适用于随机访问，安全广播，记录控制，私自拷贝，以及视听数据和电视节目的显示，特别适用于由授权用户利用MPEG-4类型的标称流格式来显示多媒体节目或序列，还提出了一种用于处理，访问，广播，发送，记录，私自拷贝，显示，和管理交互视频或多媒体序列的权限的系统。
通常的作法是提供一种设备，能够以保密方式将一组MPEG-4格式的很高视频质量的电影直接发送到电视屏幕和/或记录在与监视器类型屏幕或电视屏幕的远程传输网链接的机顶盒硬盘上，在保持视听质量的同时还防止了欺骗性使用，例如将解码器的硬盘上记录的电影或视听节目进行私自拷贝。
本发明还可实现对拷贝的使用和以这种方式所分配任务的相关权限的总体控制。
通过目前提供的方法，可以发送数字形式的电影和视听节目，该发送是通过无线电波，电缆，卫星等类型的广播网络，或通过DSL(数字用户线路)或LRL(本地无线环路)的通信网络，或通过DAB(数字音频广播)网络来完成的。并且，为了避免对这种方式广播的节目的盗版，通常利用本领域专家所知的各种方式对这些节目加密。
然而，目前所有方法(TiVo Inc.，WO 00165762)的主要缺陷在于，不仅必须向用户发送加密数据，还必须发送解密密钥。解密密钥的发送可以在视听节目的发送之前，同时或之后进行。为了增加保密性，和防止视听节目的恶意使用，解密密钥和视听解码器的解密功能可以包括更强的保密装置，例如智能卡或其他可以被选择远程更新的物理密钥。
因此，目前对解码器提供的方法，可以将数字形式的视听节目本地记录在任何可支持的硬盘或其他类型的存储器上，使恶意用户有可能对这种方式记录的节目进行未授权的拷贝，因为在给定时刻，该用户能够以他的数字解码器，或者与相关智能卡系统一起，处理所有的信息，软件程序和能对视听节目完全解密的数据。实际上，因为拥有所有数据，该恶意用户有可能在不让任何人得知这种欺骗性拷贝的同时，进行非法拷贝。
因此有一种方法是，不授权视听节目的本地记录，只根据点播要求(或视频点播服务)通过ADSL，电缆或卫星类型的宽带电信网络来发送所有或部分数字视听节目。文件WO 00/11871(开放式娱乐)提出了一种根据用户请求来分配多媒体文件的方法。这种方法具有不同的缺陷，该缺陷是由于这些网络的性能不能确保MPEG-4流量所要求的向各用户提供每秒几兆比特的连续流量，其中该MPEG-4流量要求每秒几十万比特到几兆比特的通频带。
根据这些条件，一种方法是将该数据流分离为不能单独使用的两部分。根据该内容已有多个专利申请。从文件WO 99/08428(Gilles Maton)可得知一种可定位的有源终端的多用途处理方法，其中实现了与专用于执行某个用途的可识别程序的至少一个链接，所述程序规定了实现该功能所需的该终端的使用条件。该终端为了实现中心能力的输入和输出，如果需要的话，通过使用与管理中心的链接而定期对话，该管理中心可以在进入程序的应用级别成为该终端的从动装置。该发明还适用于在操作模式中对程序和终端的识别方法。该现有的方法是将数据流分离为一个用于识别用户的部分和一个包含节目本身的部分。特别的，所述节目不可用，只能由第一部分来解锁。
在另一个方向中，文件EP 0778513(Matsushita)公开了一种方法，该方法通过增加一个用于验证用户权限的控制信息单元，可以避免对信息单元的非法使用。该系统能够始终知道信息单元的哪一部分被哪个用户使用，从而得知该用户是否处在非法状态。因此该方法通过增加一个用于改变初始信息的附加信息单元，从而保证了数据安全。
文件WO 00/49483(Netquartz)还提出了一种用于创建在用户和数字化实体的编辑者之间的链接的方法和系统。该方法包括以下至少一个步骤：将所述数字化实体再分为两个部分的步骤；将一个部分存储在存储器中的步骤，该存储器是在和基于计算机的网络相连的服务器的存储区域中；将另一部分发送到至少一个用户的步骤，该用户具有基于计算机的可用设备；将所述基于计算机的设备连接到所述基于计算机的网络的步骤；在所述第一部分和所述第二部分之间建立功能性链接的步骤。
最后，作为该方法的继续，最接近的现有技术是在HyperLOCK技术的专利中，其最相关的文件是US 5937164。该发明使用的方法是，将数据流分离为两个部分，较小的部分携带有使用较大部分所需的信息单元。然而，该专利并不足以解决识别的问题。实际上，对一部分数据流的抑制会使数据流的格式变形，从而不能被识别为普通的软件应用程序可以采用的标准数据流。现有的该方法不仅需要服务器端的专用软件程序以便将数据流分离成两个部分，还需要另一个专用软件程序，用于实现数据流的重建，和基本流的获取，以及根据该方法的专用格式的使用。该专用形式并不是在数据流被这种方法分离为两个部分之前的原始格式。
该公司还申请了另外三个专利：文件US 5892825，与前述专利类似但是处在更小的框架内，因为数据流总是被加密的；文件US 6035239，是基于类似的原理，并适用于通过插入智能卡依据权限识别来读取CD-ROM或DVD-ROM类型的盘的方法，在智能卡上存储有读取所需的信息单元。该方法并不足以解决问题，因为它不能保证修正后的流与原始流具有相同的格式。最后是文件US 6185306，适用于从网站向请求计算机发送加密数据的方法。然而，该方法使用户可以在某一时刻具有拷贝数据所需的所有工具。
从现有技术的美国专利申请US 6233356(Haskell Barin Geoffry等)可得知一种对MPEG-4流的可量测性方法，即将MPEG-4视频流的成份分离为许多层。第一层，称为基本层，用于读取MPEG-4流，但只能以普通质量读取。另一层可以提高读取质量，但只在发送装置允许时才能被发送到解码器，即如果能够发送，则发送基本层和一个或多个增强层。
从现有技术的欧洲专利申请EP 0920209(Thomson Multimedia)可得知一种用于加密数字视频数据的方法和设备。该文件适用于改变MPEG-2流的I图像中的DC和AC系数，从而保护数据流。对相同块中的AC系数通过交换值进行相互置换，该交换值将在进行变换之后被包含在数据流中。DC系数将被不同值的系数替换，这些不同值是通过数据流中存储的控制值来选择的。
从现有技术的专利申请PCT WO 01/69354(Microsoft)可得知一种通过将数字产品分解为至少两个流来保护该数字产品(软件或内容)的系统。将第一个流通过CD-ROM或DVD等物理介质发送到客户端设备。将第二个流进行变换，使得该流只能被当前客户站使用，然后以相同的方法或通过电信网络将其发送到该客户站。接收这两个流的客户站可以将第一个流变化为关于服务器发送的一个密钥的函数，从而第一个流可以与接收的第二个流相兼容，将这两个流再次结合，从而可以重建一个二进制流，该二进制流与原始流基本等效，但是构造不同，并且适合被客户系统使用。因此该系统可保证将被发送的流适用于客户端设备，并且只能被所述设备使用。
从现有技术的美国专利申请US 6104860(Goto Koicho等)可得知一种访问控制系统，将电视节目的是否记录作为该方法对用户授权的一个函数，并通过智能卡中包含的密钥来触发。该发送的电视数据流包含辅助信息单元，该辅助信息单元可被系统分析，并使授权记录有效或无效。一旦被记录，该数据流就可以被重放，但仍然需要通过访问控制来读取授权。
从现有技术的文件“关于安全数字音乐动议SDMI的白皮书”(Rump N等)可得知一种对数据流附加信息的系统，从而可以附加包含所述流的所有权的数据。
为了克服现有技术的各种缺点，本发明提出了一种方法，根据标称的流格式来分配视频序列，该视频序列是通过表示一系列视听场景的数据来构建的，这一系列视听场景是通过排序的视听对象来构建的，这些视听对象是根据描述他们的空间和时间关系的脚本来排序的，每个视听对象都包括至少一个I-VOP平面，该I-VOP平面对应于一个完全目标平面，例如MPEG-4标准的情况。
本领域的专家应当知道，MPEG-4标准引入了视频对象的概念(VO表示“视频对象(Video Object)”)，例如经过的一个人或一辆车。MPEG-4标准还引入了视频对象平面(VOP)，用于表示在某一时刻的视频对象和视频对象层(VOL)。这种分解为目标的方法极大地有利于交互性，并且更容易获取关于目标(经过的人或车)的信息。
MPEG-4压缩方法的基本原理是建立在内容的基础上。因此必须从活动的目标中分离出背景来。MPEG-4的特征就是清晰地分离出一个场景的目标和背景，以便利用它们进行压缩和其他辅助功能。从而可以例如在全景观看的情况下，只发送一次完整的背景，然后单独发送活动的目标。
一个MPEG-4编码的视听场景被描述为，一组互不相同和独立的元素。它包含以类型分组的基本成份。这些组对应于一个切断的树的分枝，其中每个树叶都表示一个简单的基本元素。因此，一个MPEG-4类型的视听场景应当被理解为许多视听对象的合成物，该合成是根据描述这些视听对象的空间和时间关系的脚本来进行的。MPEG-4的功能性要求对环境或结构的表示，这种表示要使用到与MPEG-1或MPEG-2不同的数据结构，因为可视信息的重要部分对于交互和操作必须是可访问的。在下文中，术语VOP(视频对象平面)对应于任意形式的视频成分。VOP定义平面的任务是定义该场景中可能有独立交互和操作的重要目标。这意味着这些目标以能够提供简易访问的方式来表示，最好该访问是独立于该场景的其他目标的。然而，不同的VOP并不一定具有相同的空间和时间分辨率。
并且，为了增加操作的可能性，还考虑具有不同访问程度的相关VOP的排序。
所有这些都使用户能够与该场景的目标进行交互。下面是一些可能的操作：
改变该场景中的一个目标(VOP)的空间位置；
将一个空间比例因子应用于该场景的一个目标；
改变一个目标在该场景中的移动速度；
增加目标；
从该场景去掉一个目标。
在MPEG-4标准中，与VOP的形状，运动和纹理相关的信息单元被编码为独立的VOL(视频对象层)层，从而能够对VOP进行单独解码。对于MPEG-4，作为任意形状的图像，矩形图像只是编码多个VOP的一种特殊情况。
MPEG-4VM(MPEG-4视频验证模型)对每个层都使用同样的算法来编码与形状，运动和纹理相关的信息。然而，若将被编码的序列不包含矩形尺寸的标准图像，则不发送涉及形状的信息。这种情况下，MPEG-4视频编码算法具有类似于MPEG-1和MPEG-2算法的结构。这适用于要求高度编码效率而不要求基于内容的扩展功能性的应用。
MPEG-4压缩算法是建立在MPEG-1和MPEG-2标准已经采用的DPCM/变换的混合技术的基础上的。
第一个VOP按照I-VOP模式编码。随后的每个图像都利用图像间预测(P-VOP)来编码。只使用最接近的先前编码图像的数据进行预测。为此还增加了B-VOP的支持。该编码方法与MPEG-1和MPEG-2标准相同。
必须对每个VOP层编码的输入图像通常可以使任意形状，该图像的位置和形状关于一个参考窗口会随时间改变。因此MPEG-4VM引入了VOP参考窗口的概念，该VOP参考窗口具有与形状相适应的宏块栅格。必须为输入视频序列编码的所有VOP层都是参照该尺寸恒定的参考窗口来定义的。
VOP形式的信息是在位置矢量的编码之前根据VOP的宏块栅格被编码的，该VOP的宏块栅格不仅在编码时使用在解码时也使用。在处理的随后步骤中，只有与宏块的块的运动和纹理相关的信息(包括标准宏块和轮廓宏块)被编码。
在广义的含义上，本发明涉及到一种根据标称流格式来分配视频序列的方法，该标称流格式用于描述视听场景的多样性，每个场景都通过多种分层的视听对象和对所述层次和所述目标之间的空间时间关系的描述符来构成，每个视频对象都包括至少一个完整的I-VOP数字平面，其特征在于在对客户设备的发送之前，执行对该流的分析，以便产生表示标称流的格式的第一修正流，和任意格式的第二流，该第二流包括重建所述修正平面所需的数字信息，然后将这种方式产生的两个流分别从服务器发送到目标设备，并且在目标设备中计算标称格式的合成流，该合成流是所述第一流和所述第二流的函数。
所述合成最好产生一个与原始流严格一致的流，即该方法没有损耗。
在本方法的一个特定实施模式中，每个视频对象都包括至少一个N-VOP平面的数据，表示所述平面被计算为在所述N-VOP平面和至少一个其它平面之间的差异的函数。
所述第一流最好表示修正后的N-VOP平面。
根据本方法的另一个实施模式，至少一个N-VOP平面的数据是通过所述N-VOP平面关于先前N-VOP或I-VOP平面的运动补偿来计算的。该N-VOP平面被称为P-VOP平面(预测的平面)。
根据本方法的另一个实施模式，至少一个N-VOP平面的数据是通过所述N-VOP平面关于先前和随后的P-VOP和I-VOP平面的运动补偿来计算的。该N-VOP平面被称为B-VOP平面(双向的平面)。
标称流的格式最好由MPEG-4标准来定义。
在本方法的另一个实施模式中，所述第一流表示修正后的P-VOP平面。
在本方法的另一个实施模式中，所述第一流表示修正后的B-VOP平面。
所述I-VOP平面最好被分解成通过相关系数彼此相关的块和宏块，所述第一修正流表示一定相关系数被相同性质但随机选择的系数替换后的修正I-VOP平面，所述第二流包括该替换后的相关系数和重建所述修正平面所需的数字信息。
所述分析最好确定将被修正的相关系数是所述第二流的所需尺寸和所述第一修正流的所需降级的函数；这些修正可以是：将一个I-VOP平面的相关系数替换为另一个I-VOP平面的相关系数，置换同一I-VOP平面的两个相关系数，置换同一个流的两个I-VOP平面的两个相关系数，将一个I-VOP平面的相关系数替换为随机值。
根据本方法的一个特定实施模式，至少一个P-VOP平面按照与I-VOP平面相同的方式来修正。
所述分析最好确定将要修正的I-VOP，P-VOP，B-VOP平面是所述第二流的所需尺寸和所述第一修正流的所需降级级别的函数；这些修正可以是：修正I-VOP或P-VOP平面的相关系数，将一个P-VOP平面替换为另一个流的另一个P-VOP平面，置换同一个流的两个P-VOP平面，置换同一个流的B-VOP平面和P-VOP平面。
若存在B-VOP和P-VOP平面，则一个N-VOP平面必须是B-VOP或P-VOP类型。
在本方法的一个特定实施例中，所述第一流的发送是通过物理分发的材料介质，例如CR-ROM，DVD，硬盘或闪存卡来实现的。
在本方法的另一个实施例中，所述第一流的发送是通过宽带网络(电缆，卫星，光纤，无线电波，DSL，DAB)来实现的。
根据本方法的一个实施例，所述第二流的发送是通过电缆网络，通过电话交换网(模拟或数字PSTN)，通过使用GSM，GPRS或UMTS标准的移动电话网络，通过LRL网络(本地无线环路)或通过DSL网络来实现的。
根据本方法的一个特定实施例，所述第二流的发送是通过与第一流使用的网络相同类型的宽带网络，或者实际上通过相同的网络来实现的。
根据本方法的一个特定实施例，所述第二流的发送是通过闪存卡或通过智能卡来实现的。
这两个流中的一个或两者的发送最好是加密的。
这两个流中的一个或两者最好利用传统的水印技术进行水印加密。
根据本方法的一个实施例，所产生的两个流可以被发送到一个设备单元，一组设备单元或者所有的设备单元。
根据一个特定实施例，该重建是根据事务处理(transaction)来进行的。
该重建还可以通过咨询客户请求的私自拷贝来授权。
通常来讲，该重建依赖于门户的授权的事实，可允许该业务的任何操作者来管理该视听节目附带的权限。
本发明还涉及一种设备单元，用于创建实施本方法的视频流，该设备单元包括至少一个包含原始视频序列的多媒体服务器，其特征在于它包括一个分析装置，用于分析从所述服务器产生的视频流，以便产生两个流。
该设备最好包括一个存储器，用于记录“私自拷贝”标记，用于对每个序列指示每个用户的权限：可以被不限次数观看的私自拷贝，可以被观看有限的规定次数的私自拷贝，和被禁止的私自拷贝。
本发明还涉及一种设备单元，用于采用实施本方法的视频流，该设备单元包括标准流解码器，至少一个用于存储所述第一流内容的记录接口(硬盘，闪存)和/或读盘机(CD，DVD等)，和至少一个显示接口(标准屏幕，无线屏幕，视频投影仪)，其特征在于它包括一个用于将两个流再次合成为原始流的装置。
根据一个特定实施例，所述装置是一个安装在该设备单元上的软件应用程序。
根据另一个特定实施例，所述装置是一个固定的电子设备。
根据另一个特定实施例，所述装置是一个具有集成屏幕的便携式(可移动)的电子设备。
根据一个特定实施例，该设备被安装在一个计算机上，所述装置使用该产品(卡)的专用资源，以便避免将第二流的临时信息拷贝在永久性介质上。
所述记录接口最好还存储关于所述第一流的“私自拷贝”标记，用于表示用户对该序列的权限：可以被不限次数观看的私自拷贝，可以被观看有限的规定次数的私自拷贝，和被禁止的私自拷贝。
该设备最好包括一个智能卡读取器，用于识别用户。
该设备最好包括一个智能卡读取器，该智能卡包含该应用软件。
该设备最好包括一个智能卡读取器，该智能卡包含对应给定内容的所述第二流。
一个变形实施例包括，使客户设备成为通过物理链接或远程链接(蓝牙，AirPort，WIFI，红外等等)而相互连接的两个装置的形式。根据该变形例，该采用视频流的设备包括，由具有通信接口的个人计算机构成的第一装置，该通信接口用于从通信网络或物理介质读取器接收视频流，该装置还具有至少一个记录装置(硬盘)，用于存储所述第一流的内容；和由解码器构成的第二装置，该装置包括显示接口，用于接收该计算机发送的所述第一流的与所述主要计算机通信的装置，和用于接收所述第二流的通信装置，以及用于将两个流重组为原始流的装置。
根据第一实施例，所述用于重组流的装置是单独安装在所述解码器上的一个应用软件。
根据第二实施例，所述用于重组流的装置是单独安装在所述解码器上的一个电子设备。
最后，本发明还涉及一种用于发送视频流的系统，其特征在于该系统包括用于创建视频流的设备单元，使用该视频流的至少一个设备单元，和在产生设备和使用设备单元之间的至少一个通信网络。
通过下面参照附图对非限制性例子的说明，可以进一步理解本发明。
图1表示实施根据本发明的方法的系统的总体系统结构，
图2表示根据本发明的分析和流合成系统的一个特定实施模式，
图3表示根据本发明的流合成系统的一个特定实施模式。
本发明涉及标称格式的数据流，但并不专指MPEG-4类型的流。使用的视听流的形式必须具有以下特性：
该格式必须将数据分解为许多帧，每个帧都包括一个完整的I-VOP平面和至少一个P-VOP平面，该P-VOP平面是通过对该平面和先前的I-VOP或P-VOP平面之间的差异进行编码(运动补偿)而计算出的；
每个帧都可选择地包括至少一个B-VOP平面，该B-VOP平面是通过对该平面和先前或随后的I-VOP和/或P-VOP平面之间的差异进行编码(运动补偿)而计算出的。
本发明还涉及标称格式的数据流，专用于但并不局限于MPEG-4类型的流。使用的视听流的格式必须具有以下特性：
-该格式必须将数据分解为许多帧，每个帧都包括一个完整的I-VOP平面；
-每个I-VOP平面都包括在该I-VOP平面的不同的块和/或宏块之间的相关系数。
在下文中，该例子是关于MPEG-4流的，但并不因此构成对保护范围的限制。
以下将说明对视频流加密的方法的基本原理。目的是通过所有这些广播网和在用户的数字解码器中的本地记录，对视频点播和卡式付费的视频服务进行授权。该方法包括在广播和传输网络中，总是在用户的住所之外保留一部分记录的视听节目，这部分对于在电视屏幕或其他类型监视器上显示所述视听节目很重要，但对于用户记录的数字视听节目的总量说只占很小一部分。缺失的这一部分将在用户显示所述先前记录的数字视听节目的同时，被发送到传输广播网络。
该视听流的绝大部分将通过传统的广播网被发送，同时该缺失部分将根据要求通过窄带电信网，例如传统电话网，或GSM，GPRS或UMTS类型的蜂窝网络，或者利用DSL或LRL类型网络的一部分，或利用有线网络上的共享通频带的子集来发送。
在附图中，图1是根据本发明的分配系统的原理框图。
图2表示根据本发明的分析和流合成系统的一个特定实施模式。
图3表示根据本发明的流合成系统的一个特定实施模式。
在图1中，视频接口(8)的装置适合于将至少一个显示设备，例如监视器，视频投影仪或电视屏类型的设备(6)，链接到至少一个宽带传输和广播网络(4)和至少一个电信网络接口(10)。根据本发明，该装置由模块(8)构成，模块(8)一方面主要包括处理单元，用于根据预载的解码和解密软件程序来处理、特别是解码和解密任何MPEG-4类型的视频流，从而能够实时或在延迟的基础上显示、存储、记录和/或通过电信网络发送，另一方面，包括至少一个屏幕接口(7)和用于连接到本地或扩展网络(5)和/或(9)的接口。宽带传输和广播网络(4)和电信网(10)可以合并为一个网络。
模块(8)的硬盘可以作为缓冲存储器，用于在延迟显示或传输网络的带宽受限制的情况下，暂时存储至少一部分将要显示的视频节目或序列。该显示可以根据用户或门户(12)的请求而延时或推迟。
如图1所示，连接接口(5)被链接到宽带传输和广播网络(4)，该接口例如是调制解调器，卫星调制解调器，电缆调制解调器，或光纤线路接口，或用于无线通信的无线或红外接口。
通过这种传统的视频广播链接，可以发送例如电影这样的视听节目的内容。然而，为了在从服务器(1)或门户(12)发送视听内容之前避免私自拷贝，需要在门户(12)中保留一小部分视听内容。
在实时显示视听节目的情况下，在门户(12)中保存的这一小部分视听内容将通过电信网络(10)也被发送到模块(8)。
由于视频序列的连续平面包括大量相同的可视单元(例如在电影中，一个图像与随后的图像很类似)，MPEG-4只记录与原始平面不同的单元。因此将通过在门户(12)中保留对系数引入的修正来修改整个参考平面，并且对于依赖于该I-VOP参考平面的连续平面，就不需要进行修正，因为由于I-VOP参考平面引入的干扰，会将导致可视数据流的失真。
因此MPEG-4压缩方法的起始是将图像分解为包括许多点或像素的不同方形矩阵，其中每个点或像素都具有自己的色度值。对每个矩阵都计算一个平均值，其中每个矩阵都嵌入一个点。该处理产生一个像素和均匀平坦的色调外观，从而表现出平坦的色调变化。MPEG-4压缩方法的第二步是只保留两个平面之间的改变单元。
为了获得MPEG-4类型的动画图像，其原理是及时捕获几个图像，从这些图像中计算中间图像。分析完全参考平面(称为内编码的I-VOP)，从而可以预测中间的P-VOP平面(预测的平面)。然后在参考平面和预测平面之间插入B-VOP平面(双向平面)。
视频被表示为一系列单独的平面，每个平面都被处理为一个图像单元(像素)的二维矩阵。每个像素的颜色表示都包括三个分量：亮度分量Y和两个色度分量Cb和Cr。
数字视频的压缩是通过多种技术来实现的：对色度信息进行二次取样以便适应人的视觉系统(HVS)的敏感性；量化；运动补偿(MC)以便去除时域冗余；通过离散余弦变换进行的频域变换以便去除空间冗余；可变长编码(VLC)和图像内插。
因为人的视觉系统(HVS)对图像的亮度分量的分辨率最敏感，因此Y像素的值以完全分辨率被编码。人的视觉系统对色度信息不那么敏感。二次取样系统地根据位置来消除像素值，从而减少了其他技术需要压缩的信息量。该标准对每组相邻的2×2亮度像素都保留了一组色度像素。
图像的基本编码单元是宏块。对每个图像的宏块从左到右和从上到下地顺序进行编码。每个宏块都由六个8×8块构成：四个亮度块，一个Cb色度块和一个Cb色度块。应当注意，四个亮度块覆盖了与每个色度块相同的图像区域，因为对色度信息执行了二次取样，以便编码适应人的视觉系统的敏感性。
对于一个给定宏块，第一步操作是根据图像类型，编码区域中的补偿运动预测的有效性，和块中包含的信号的特性，来选择编码模式，第二，根据以前的或未来的参考图像而形成对块内容的补偿运动预测。该预测从当前宏块的实际数据中被取出，以便形成误差信号。第三，将该误差信号划分为六个8×8块(每个宏块中的4个亮度块和两个色度块)，对每个块应用离散余弦变换。对得到的8×8块的DCT系数进行量化。以Z字形方式扫描得到的二维块，以便将其转换为量化后DCT系数的一维链式。第四，对该宏块的附加信息(类型，矢量等)和量化系数的数据进行编码。为了获得最大效率，对不同的数据单元定义一定数量的可变长编码表。对量化后的系数数据应用字段长度的编码。
该块左上角的DCT系数(0，0)表示零的水平和垂直频率：称为DC系数(连续的)。由于DC系数是与8×8块的像素的平均值成比例的，因此预测编码可实现辅助压缩，因为相邻的8×8块的平均值之间的差异通常是非常小的。其他系数表示一个或多个非零的水平和/或垂直的空间频率，被称为AC系数。为了使对应于高空间频率的系数的量化级别有利于创建零系数，可选择一个量化间距，使得人的视觉系统(HVS)不太可能察觉到该空间频率的损失，除非该系数值大于该量化级别。对很长的连续零值的预测系数字段的统计编码可极大地改进压缩增益。为了在序列的开始就对非零系数分组，并在最后的非零系数之后编码尽可能多的零系数，由Z字形扫描来确定它们的顺序，这样可以将它们的高空间频率集中在序列的末尾。
可变长度编码(VLC)是统计编码技术，它为将要被编码的值分配码字。将短的码字分配给具有高级别出现频率的值，将长的码字分配给具有低级别出现频率的值。由于短的码字平均起来是主要的，因此编码后的链路比原始数据要短。
本发明包括使用I-VOP平面中的DC和/或AC之间的相关性，以便于可以操纵该当前的I-VOP平面所属的序列的可视外观和有效性。
在随后的文字中，不需要进一步说明，很明显可以将对DC系数的操作也应用于对AC系数的操作中。
实际上，假设I-VOP平面为MPEG-4序列中的信息的主要载体，则影响这些I-VOP平面的所有重要修改都应该对该序列的有效性有一定影响。
因此，通过将I-VOP平面中的DC系数之间进行关联，可以在不导致复杂操作的同时，实现I-VOP平面的显著退化。这些彼此之间高度相关的系数极大地决定下面具有相同类型的系数的值。因此通过修改其中包含的信息，可以极大地修改该I-VOP平面，进而修改该I-VOP平面后的整个MPEG-4序列。
I-VOP平面的每个宏块包含六个块，每个块从一个DC系数开始。四个块对应该宏块的亮度(Y)，两个块对应该宏块的色度(C)。在该MPEG-4流的文件中写入的表示该系数的值实际上是该系数的实际值和该系数之前那个系数的实际值之间的差，对于Y块来说可以在同一个宏块或前一宏块中找到该值，而对于C块来说经常在前一宏块中找到。对这些差值中的一个的修改将自动导致对所有后面的宏块中的信息的修改。
当读到二进制队列时，传统的MPEG-4解码器识别编码后的平面的开始，以及该平面的类型。为了防止与经常称为“机顶盒或STB”的标准解码装置混淆，该标准MPEG-4解码器将被称为“读取器”(“播放器”或“查看器”)。该读取器可以以硬件和/或软件形式来实现。该MPEG-4度取器连续对该平面的各宏块进行解码。当已经对所有这些宏块进行处理后，该平面即被重建。在I-VOP平面的情况下，它构成后面的平面的参考平面，并被存储在最旧的参考平面的位置中。因此，这些平面都处于可用于后面处理的数字形式，并可根据应用情况而显示。
在MPEG-4类型的视听节目的情况下，并不是将服务器(1)或门户(12)输出的I-VOP平面的所有特征都传输到模块(8)。特别是，歌剧本发明的特征为I-VOP平面中所包含的DC相关系数。
这些I-VOP平面的特定DC系数保留在门户(12)中。相反，本发明的设备将插入与门户(12)中采用、保留的DC系数具有相同性质的伪DC系数，以便替换未发送的I-VOP平面的DC系数，从而使该模块(8)的标准MPEG-4读取器不会受到这些修改的干扰，该修改不被人注意并且将在输出流中重建一个输出MPEG-4流，该输出MPEG-4流从观众的角度来看是不正确的，但从MPEG-4格式的角度来看是正确的。
该盒(8)的MPEG-4读取器为标准MPEG-4读取器，它没有以任何方式修改，也不会受到I-VOP平面中的变化的影响。
另外，在MPEG-4类型视听节目的情况下，并不是将从服务器(1)或门户(12)输出的所有B-VOP和/或P-VOP都发送到模块(8)。这些B-VOP和/或P-VOP平面存储在门户(12)中。相反，本发明的设备将插入与门户(12)中采用、替代和保留的I-VOP和/或P-VOP具有相同性质的伪B-VOP和/或P-VOP平面，以便替换未发送的B-VOP和/或P-VOP平面，从而使该模块(8)的标准MPEG-4读取器不会受到这些修改的干扰，该修改不被人注意并且将根据输出重建一个MPEG-4输出流，该MPEG-4输出流从观众的角度来看是不正确的，但从MPEG-4格式的角度来看是正确的。
该盒(8)的MPEG-4读取器为标准MPEG-4读取器，它没有以任何方式修改，也不会受到B-VOP和/或P-VOP平面中的变化的影响。
根据特定实施模式，为了增加保护系统的功效，最好不发送B-VOP和/或P-VOP平面，它们彼此最为接近且都跟随MPEG-4流的I-VOP平面。为了更大的功效，在以八位字节或比特分析B-VOP和/或P-VOP平面的容量和加权后，将选择不将它们发送而是保留在门户(12)中。
根据特定实施模式，特定P-VOP和/或B-VOP将彼此交换。
如图1所示，连接接口(9)直接或通过作为接入网络的局域网与扩展电话通信网络(10)链接，它由例如用户线路接口(模拟或数字电话网络，DSL，LRL，GSM，GPRS，UMTS等)构成。
因此，利用链路(5)通过广播、有线卫星、数字广播、LRL等类型的宽带传输网络(4)，可以按照传统方式中的广播模式将视听节目从服务器(1)直接经过链路(3bis)或经过门户(12)通过链路(2)和(3)传输到解码器模块(8)。根据本发明，可以选择性加密按照这种方式传播的视听节目广播，该MPEG-4流将包含如上所述对特定I-VOP平面级别的修改。由于用户所选择或广播服务器所发送的信息中的参数的作用，按照这种方式修改的特定视听节目被记录在盒(8)的硬盘上。
当用户希望观看以这种方式记录在它的盒(8)的硬盘上的视听节目时，它按照传统方式通过与该盒(8)链接的遥控器发出请求，该遥控器然后将通过局域网络或直接接入类型的链接(8)或通过电话通信网络(10)自动与门户(12)连接，该电话通信网络(10)自身通过连接(11)与门户(12)链接。在该视听节目的整个可视化过程中，链接(9)和(11)保持建立，并使盒(8)接收该I-VOP平面的修改后DC系数的恢复函数和参数。由于重建后的I-VOP平面是在本地易失存储器中由盒(8)的读取器处理之后，通过链路(7)直接显示在可视化屏幕(6)上的，因此按照该方式发送的I-VOP平面的该修改后DC系数并不记录在盒(8)的硬盘上。在已经处理和可视化后，将从该盒(8)的本地易失存储器中删除已经被门户(12)发送的I-VOP平面的修改后和/或丢失的DC系数。
根据特定实施模式，利用已知或未来出现的加密装置，可以选择性的对I-VOP平面广播按照这种方式修改后的DC系数进行加密。对该I-VOP平面的修改后DC系数的算法、功能和恢复也同样如此。
每当用户希望观看记录在盒(8)的硬盘上的节目时，盒(8)将自动与门户(12)连接。相似的，当用户执行暂停时，将中止从门户(12)输出该I-VOP平面的修改后DC系数，直到可视化重新开始为止，从而可以确保在给定时刻可以在盒(8)中找到该视听节目的所有信息，从而防止非法人群获得该记录的个人拷贝。
根据特定实施模式，该盒(8)包括智能卡读取器，该读取器可以使门户(12)队该盒(8)的用户/所有人进行授权。
根据特定实施模式，对于给定的MPEG-4内容，该智能卡包含将由门户(12)存储在存储器中的所有第二流。
如果该智能卡被授权，则该智能卡允许用户创建存储在解码器盒(8)的硬盘上的视听节目的私自拷贝。为了实现该目的，如果用户希望复制视听节目的私自拷贝，则它可以通过将盒(8)连接到显示屏幕(6)的链接(7)，按照传统方式在VCR上实现。
但是，如果他希望将该私自拷贝保存在该装置的硬盘上，则它需要通知该盒(8)将该“私自拷贝”信息单元以及该智能卡的用户坐标记录在该视听节目的特定区域(84)中，该视听节目记录在解码盒(8)的硬盘(85)上。随后，每当用户希望观看该私自拷贝时，盒(8)经自动连接到门户(12)，并通知该门户用户希望读取它的私自拷贝；此时，如果拥有与该盒(8)相关的智能卡的用户可以读取该私自拷贝，则解码器盒(8)将接收到该I-VOP平面的修改后和/丢失DC系数以及能够实现将构成该私自拷贝的视听节目可视化的其它信息。
根据另一种实现模式，如果用户希望将私自拷贝保存在它的装置的硬盘上，它需要通知复用器记录对应该门户(12)的私自拷贝存储器(124)中的节目以及由该智能卡授权的用户的信息单元“私自拷贝”。随后，每当用户希望观看该私自拷贝时，盒(8)将自动与门户(12)连接，并通知该门户用户希望读取它的私自拷贝；此时，如果拥有该智能卡且对应该节目的用户可以读取该私自拷贝，则解码器盒(8)将接收该I-VOP平面的丢失DC系数以及所有能实现构成该私自拷贝的视听节目可视化的其它信息。
根据特定实施模式，所谓的私自拷贝可以使用户以非限制方式或由授权该私自拷贝的服务提供商预先确定的次数观看该视听节目。
本发明还涉及用户所用地用于访问数据的物理盒(8)。该物理装置置于用户的住所中。它可以根据观众的选择来管理用于显示的信息，以及管理与远程服务器的连接和通信。
根据特定实施方式，对应视频接口设备的物理盒(8)可以利用具有集成硬盘的固定独立装置来实现。
根据特定实施方式，可以将对应视频接口设备的物理盒(8)实现为具有集成硬盘和/或硬盘读取器(CD，DVD等)的便携式(可移动)的独立装置。
根据特定实施方式，该独立物理盒(8)包括智能卡读取器。
根据另一种特定实施方式，可以将该视频接口设备(8)实现为附加卡，该附加卡可以安装在PC中，并且可以与至少一个宽带传输和广播网络接口(4)和至少一个电话通信网络接口(10)链接。该卡可以使用PC的硬盘来读取第一个流，但它具有自己的计算器和易失性存储器，从而不允许非法PC用户访问补充信息，例如第二流的I-VOP的修改后的PC系数。
根据本发明，该视频和多媒体服务器(1)和/或(12)包括用于编码、译码和加密编码视频数据的装置，特别是用于在序列开始和伴随序列期间加入加密和安全信息单元的装置。
最后，应当注意如果不能访问补充数据和特征时，从观看视觉角度到不允许识别所发送和显示的情景的角度来看，本发明使MPEG-4流退化，但是它在没有任何损失的情况下，在视频接口设备(8)中完全重建了MPEG-4流。
虽然本发明主要涉及视听数据，但是应当理解该MPEG-4类型视频数据仅是详细说明而已，利用这些设备和系统可以对所有交互多媒体细细和所有交互数据进行处理。
根据参照表示本发明最佳实施例的附图2，可以从表示本发明物理基础的下面的说明中对本发明实现更好的理解，该附图2的实施例是用于由线和维系刚落的特定实施方式的非限制性例子。利用门户(12)的分析设备(121)来分析完整的MPEG-4流(101)，从而将其分离为MPEG-4类型流，但是该MPEG-4类型流的I-VOP平面的丢失的DC系数已经被处理并通过门户的输出端(122)和宽带广播传输网络(4)传输。
该修改后的MPEG-4流的其它部分将被存储在门户(12)的缓冲存储器(122)中的内存中。对于该方式的每个MPEG-4流广播，该门户(12)在缓冲存储器(122)中存储由门户(12)的分析器(121)对该MPEG-4流进行的修改。应当说明，对于同一输入的MPEG-4流(101)，对该流的处理可能因为各用户(8)和/或各用户(8)组的不同而不同。因此该门户(12)的缓冲存储器(123)具有对应用户的不同的存储区域。
在该实施例中，对于对一个用户，该MPEG-4流的特定I-VOP平面的DC系数被修改；对于第二个用户，该MPEG-4流的I-VOP和特定P-VOP平面的特定系数被修改；对于第三个用户，该MPEG-4流的特定P-VOP平面和特定B-VOP平面被替换、修改和/或交换；在第四个例子中，设备(8)是便携的(可移动的)。
现在详细说明对应第一用户的不同步骤。
该门户(121)选择必须发送给用户(8)的MPEG-4流(101)，从而可以在他的电视屏幕(6)上观看延迟后的MPEG-4流。该用户与数字有线广播网络(4)和ADSL电话通信网络(10)链接。
该门户(12)的分析系统(121)将读取该输入MPEG-4流(101)，且每当它检测到I-VOP平面时，它将其分为多个宏块(条)，进而分为多个块。该分析允许它识别编码中的DC系数，并利用随机值替换它们中的特定DC系数，从而从观众的角度看来使得该平面(通过推断该序列)变得不可读。然后将该DC系数的真实值存储在输出缓冲器(123)中，该真实值以后可用于按照反向方案在盒(8)中重建原始序列。在实施例中，每两个宏块中的一个包括一个修改后的块(DC系数)，对于宏块中的六个块也要考虑修改频率。
该分析系统(121)然后将该修改后的I-VOP平面的替换后的系数的值写入到缓冲器(123)中。该分析系统继续分析，直到输入MPEG-4流结束为止。
然后将新的修改后的MPEG-4流记录在输出缓冲器(122)中，以便通过链接(5)在广播网络(4)中广播。该输入MPEG-4流(101)的修改后I-VOP平面的替换后DC系数存储在门户(12)的缓冲器(123)中的内存中。
在该时间中，按照完全非同步方式，通过宽带网络(4)将门户(12)的输出缓冲器(122)输出的修改后MPEG-4输出流向一个或更多用户(8)广播。
然后希望记录该修改后MPEG-4流的各授权后解码盒(8)可以读取该MPEG-4流并将其记录在硬盘(85)上。该记录启动由解码器(8)在门户(12)的控制下完成。为了实现该目的，分析系统(121)在该MPEG-4流的开始端写入辅助数据的信息单元，该辅助数据表示该修改后MPEG-4流的目的地址。该目的地可以是起自身的单独地址，或者是与该网络(4)连接的所有解码器(8)的地址组(8)。
上述的阶段对应于利用入门(12)准备MPEG-4流通过宽带网络(4)传输以及记录在解码器(8)中的第一阶段。然后该解码器可以显示在其硬盘(85)上记录的该MPEG-4流。为了实现该目的，解码器(8)的合成系统(87)可以从其硬盘(85)中读取该MPEG-4文件并将其发送到传统的MPEG-4读取器(81)。如果合成系统(87)没有接收到辅助数据，则将到达该读取器(81)的MPEG-4流处理并按原样显示，这会导致在显示屏幕(6)上造成严重失真。实际上，由合成系统(87)处理的修改后的I-VOP平面并不对应由于特定DC系数被随机系数替换而在正确显示中所需要的I-VOP平面。另一方面，由于所记录的流为MPEG-4类型的流，因此读取器(81)不能识别任何差别，并在输出屏幕(6)商显示该信息，该输出屏幕可以显示出一个MPEG-4数据流，但是该数据流对于观看该屏幕(6)的人来说完全不能理解。对于从硬盘(85)输出的MPEG-4流的任何拷贝都将在被MPEG-4读取器重建之后产生相同的视觉效果；非法使用这种拷贝将注定失败。
当解码器(8)的用户希望在其屏幕(6)上显示记录在其硬盘(85)上的视听节目时，它需要利用遥控器通过VCR或DVD播放器在其电视屏幕上显示菜单来实现向合成系统(87)发出请求。该合成系统(87)向硬盘(85)发出请求并开始分析从硬盘(85)输出并经过读取缓冲器(83)的修改后MPEG-4流。该合成系统(87)通过电话通信网络(10)建立与门户(12)的链接，该链接在本例子中为DSL链接。一旦该链接已经建立，则在电影或视听节目的整个持续时间期间，合成系统(87)将从服务器(12)的缓冲存储器(123)中提取出对应记录在硬盘(85)中的流的修改后I-VOP平面的替换后的相关系数以及数据。这些相关系数和这些位置数据都由合成系统(87)通过输入缓冲器存储器(86)输出，并且临时存储在合成系统(87)的易失存储器(88)中。根据经过缓冲器(83)到达的修改后的MPEG-4流和根据存储器(88)的缓冲器(86)输出的相关系数和相关数据，合成系统(87)按照与上述分析处理相反的方式重建由真实I-VOP平面修改后的I-VOP平面，并将以这种方式重建后的新的MPEG-4流发送到读取器(81)以便正确显示在屏幕(6)上。在使用时，从易失存储器(88)中删除将要替换的相关系数和这些I-VOP平面的相关数据。
在实施例子中，在门户(12)授权从缓冲器(123)中传输I-VOP平面和相关数据时，门户(12)必须检验该盒(8)的用户是否被授权执行该传输。为了实现该目的，门户(12)读取在该盒(8)的智能卡(82)中包含的信息，并检验该用户是否被授权观看该视听节目。只有在该检验之后，该相关系数和相关数据才从缓冲器(123)通过网络(10)发送到对应该用户的盒(8)中。
在实施例中，用户还可对它的视听节目进行私自拷贝。该合成系统(87)在硬盘(85)的部分(84)中写入补充数据以及该智能卡(82)的编号以及作为与该视听节目相关联数据的信息单元“私自拷贝”。在再次私自读取该视听节目时，该合成系统(87)分析这些相关数据并通知门户(12)该解码器(8)的用户正在读取私自拷贝。如果门户(12)授权该用户(8)该功能，则门户(12)可以将该相关系数和相关数据发送到上述缓冲器(86)中。在相反情况中，可以不发送该相关系数和相关数据，且该解码器(8)的用户也不能观看重建后的MPEG-4流。
下面将详细说明对于第二用户(8)的不同步骤。
在该第二种情况下，广播网络(4)为卫星网络且电话通信网络(10)为GSM类型窄带带宽的蜂窝电话系统。
按照与上述相同的方式，解码器(8)的用户从门户(12)接收该MPEG-4流和辅助数据。
相反，在实施例子中，分析系统(121)不修改每个I-VOP平面，而仅从n个平面中取出一个I-VOP平面并考虑P-VOP平面，其中n为1和12之间的自然数。因此，在从输出缓冲器(122)发送MPEG-4之前，分析系统(121)将读取输入的MPEG-4流(101)并在提取出随机数字n之后，该合成系统对MPEG-4流的第n个I-VOP平面的相关系数进行修改。在按照该方式修改了每个I-VOP平面之后，分析系统(121)将执行新的随机数字n提取工作。在该方式中使用的每个随机数字都会被记录在门户(12)的缓冲器(123)中。对于P-VOP平面来说，该分析系统(121)考虑一个帧的m个平面中的一个P-VOP平面，其中m为1和5之间的自然数，对于该帧该I-VOP没有被修改。
门户(12)的分析系统(121)读出输入MPEG-4流(101)，每当它检测到第n个I-VOP平面或第m个P-VOP平面时，它就将它们分为宏块(条)，进而分为块。该分析允许它识别编码中的DC系数，并利用随机值替换其中的特定DC系数，从而从观看这的角度使得该平面(通过推断该序列)不可读。然后将这些DC系数的真实值存储在输出缓冲器(123)中，该输出缓冲器(123)随后将通过相反方案在盒(8)中重建原始序列。
另外，在第二实施例子中，并不是对该第n个I-VOP平面中的所有DC系数进行修改。两个宏块中仅有一个包括修改后的块(DC系数)，同时考虑宏块中六个块的修改频率的均衡性。另外，利用按照随机方式计算出的DC系数来替换个DC系数，但是需要将该随机方式计算出的DC系数的值与将要替换的DC系数的值进行比较，从而验证它们的差别。如果这种差别它小，则计算另一随机数以便增加将要被替换的系数和替换系数之间的差别。
对于P-VOP平面同样如此。
对于MPEG-4流的重建，解码器(8)读取缓冲器(86)和(87)，并根据限定的算法对该二进制队列的数据元素进行解码。
当它读取了二进制队列时，解码器识别该编码后平面的开始，以及该平面的类型。它连续的对该平面的每个宏块进行解码。根据存储在解码器中的前面和后面的参考平面，该宏块类型和运动向量用于重建当前宏块的预测。将系数的数据解码和反向量化。利用反向DCT将该系数数据的每个8×8块变形。将结果加入到具有限定动态的预测信号中。在将MPEG-4流发送到读取器(81)中值前，合成系统(87)替换该I-VOP和P-VOP平面的DC系数，这些系数被缓冲器(86)中输出的流的系数所替换。
在解码器(8)的合成系统(87)对MPEG-4流进行重建的同时，从门户(12)的输出缓冲器(123)读取这些随机数字和替换后的相关系数并从盒(8)的硬盘(85)中读取按照这种方式修改后的MPEG-4流可以使合成系统(87)重建I-VOP和P-VOP平面，并将所有这些发送到读取器(81)。
当所有宏块都已经被处理后，读取器(81)重建该平面。如果处理I-VOP或P-VOP平面，则它为下面的平面创建参考平面，并将器存储以替换旧的参考平面。在该用户的实施例中，发现该第二个流需要的带宽小于传输高质量MPEG-4流所需的带宽的千分之一，即与第一个MPEG-4流每秒1兆比特相比，第二个流小于每秒一千比特。
现在详细说明对于第三用户的不同步骤。
门户(121)选择必须发送给用户(8)的MPEG-4流(101)，从而可以在他的电视屏幕(6)上观看延迟后的MPEG-4流(101)。该用户与允许视频点播的数字有线广播网络(4)链接，网络(10)与网络(4)相同。该门户(12)的分析系统(121)将读取该输入MPEG-4流(101)，且每当它检测到I-VOP平面时，它搜索跟随该I-VOP平面的第一P-VOP平面，以便利用其自己计算的随机P-VOP来替换它。然后将新的修改后的MPEG-4流记录在输出缓冲器(122)中，以便通过链接(5)在广播网络(4)中广播。从该输入MPEG-4流(101)提取出的P-VOP平面存储在门户(12)的缓冲器(123)中的内存中。在实施例子中，分析系统(121)并不替换I-VOP平面后的各P-VOP平面，而仅从n中取出一个I-VOP平面，其中n为1和7之间的随机数字。当分析系统(121)将替换后的P-VOP平面写入到缓冲器(123)中时，它还写入在该替换后的P-VOP平面之前的I-VOP平面的数目。该分析系统(121)将继续分析，直到输入的MPEG-4流结束为止。
在该时间中，按照完全非同步方式，通过宽带网络(4)将门户(12)的输出缓冲器(122)输出的修改后MPEG-4输出流向一个或更多用户(8)广播。
然后希望记录以该方式修改的MPEG-4流的各解码盒(8)可以读取该MPEG-4流并将其记录在硬盘(85)上。该记录启动由解码器(8)在门户(12)的控制下完成。为了实现该目的，分析系统(121)在该MPEG流的开始端写入辅助数据的信息单元，该辅助数据表示该修改后MPEG流的目的地址。该目的地可以是单独和特定的地址，地址组(8)或与该网络(4)连接的所有解码器(8)的全部。
上述的阶段对应于利用入门(12)准备MPEG流通过宽带网络(4)传输以及记录在解码器(8)中的第一阶段。然后该解码器可以显示在其硬盘(85)上记录的该MPEG流。为了实现该目的，解码器(8)的合成系统(87)可以从其硬盘(85)中读取该MPEG文件并将其发送到传统的MPEG读取器(81)。如果合成系统(87)没有接收到辅助数据，则将该读取器(81)接收到的MPEG流处理并按原样显示，这会导致在显示屏幕(6)上造成严重失真。实际上，由合成系统(87)处理的修改后的P-VOP平面并不对应由于真实P-VOP平面被随机P-VOP平面替换而在正确显示中所需要的P-VOP平面。相反，由于所记录的流为MPEG类型的流，因此标准读取器(81)不能识别任何差别，并在输出屏幕(6)上显示该信息，该输出屏幕显示的内容可能对于观看该屏幕(6)的人来说完全不能理解。对于从盒(8)的硬盘(85)输出的MPEG流的任何拷贝都将在被MPEG读取器重建之后产生相同的视觉效果；非法使用这种拷贝将注定失败。
当解码器(8)的用户希望在其屏幕(6)上显示记录在其硬盘(85)上的视听节目时，它需要利用遥控器按照VCR或DVD播放器在其电视屏幕上显示菜单相同的方式来实现向合成系统(87)发出请求。该合成系统(87)向硬盘(85)发出请求并开始分析从硬盘(85)输出并经过读取缓冲器(83)的修改后MPEG流。该合成系统(87)通过电话通信网络(10)建立与门户(12)的链接，该链接在本例子中为有线网络，或者也可以是传统的电话网络或DSL链接。
一旦该链接已经建立，则在电影或视听节目的整个持续时间期间，合成系统(87)将从服务器(12)的缓冲存储器(123)中提取出替换后的P-VOP平面以及对应这些P-VOP平面的位置的数据，所述P-VOP平面与记录在硬盘(85)中的流的I-VOP平面相关。这些P-VOP平面和这些位置数据都由合成系统(87)通过输入缓冲器存储器(86)输出，并且临时存储在合成系统(87)的易失存储器(88)中。根据经过缓冲器(83)产生的修改后的MPEG流和根据该P-VOP平面以及通过存储器(88)的缓冲器(86)输出的相关数据，合成系统(87)按照与上述分析处理相反的方式重建由真实P-VOP平面替换后的P-VOP平面，并将以这种方式重建后的新的MPEG流发送到读取器(81)以便正确显示在屏幕(6)上。在使用时，从易失存储器(88)中删除将要替换的P-VOP平面和与这些P-VOP平面相关的数据。
在实施例子中，在门户(12)授权从缓冲器(123)中发送P图像和相关数据之前，门户(12)必须检验该盒(8)的用户是否被授权执行该发送。为了执行该步骤，门户(12)读取在该盒(8)的智能卡(82)中包含的信息和/或盒(8)的序列号，并检验该用户确实被授权观看该视听节目。只有在该检验之后，该P-VOP平面和相关数据才从缓冲器(123)发送到对应该用户的盒(8)中。
在实施例中，用户还可对它的视听节目进行私自拷贝。该合成系统(87)在硬盘(85)的部分(84)中写入补充数据以及该智能卡(82)的编号和/或该盒(8)的序列号以及作为与该视听节目相关联数据的信息标志“私自拷贝”。在再次私自读取该视听节目时，该合成系统(87)分析这些相关数据并通知门户(12)该解码器(8)的用户正在读取私自拷贝。如果门户(12)授权该用户(8)该功能，则通过门户(12)将该P-VOP平面和相关数据发送到上述缓冲器(86)中。在相反情况中，可以不发送该数据，且该解码器(8)的用户也不能观看重建后的MPEG-4流。
在该实施例的特定情况下，该广播网络(4)为卫星网络，且电话通信网络(10)为本地射频环路(LRL)类型的无线系统。
按照与上述相同的方式，解码器(8)的用户从门户(12)接收到MPEG流和辅助数据。相反，在从输出缓冲器(122)发送MPEG流之前，分析系统(121)将读取输入MPEG流(101)，并且在取得1和4之间的随机数字n之后，分析系统将跟随MPEG的各I-VOP平面的第n个P-VOP与跟随该P-VOP平面的第一个B-VOP平面调换。将以这种方式使用的各随机数字记录在门户(12)的缓冲器(123)中。
在解码器(8)的合成系统(87)对MPEG流的重建之后，从门户(12)读取这些随机数字和从盒(8)的硬盘(85)中读取按照这种方式修改的MPEG流将使得分析系统(87)按照顺序恢复该B-VOP和P-VOP平面，并将它们全部发送到读取器(81)。
现在我们详细说明如图3所示的对应第四种实施方式的不同步骤。
在该实施例中，分析系统(12)按照与第二实施方式中MPEG-4流相同的方式对MPEG-4流进行处理。
但是，将第一修改后的MPEG-4流从分析系统(12)的输出缓冲器存储器中写入并记录在CD类型的物理支撑体(20)上。
该第二流被存储在缓冲器(123)的内存中，另外还被记录在由智能卡或闪存构成的信用卡格式的物理支撑体(10bis)上。利用设备(8)的卡读取器(82)对该卡(10bis)进行读取。该设备为便携式和可移动独立系统。在该实施例中，该设备(8)包括分析系统(87)、标准MPEG-4读取器(81)、两个缓冲存储器(86)和(83)以及磁盘读取器(85)。
设备(8)还包括平板显示类型的集成屏幕(6bis)，它可以使用户直接在独立设备(8)上观看视听节目。
为了将MPEG-4类型的视听节目可视化，设备(8)的用户在它的磁盘读取器(85)中引入了与分析系统(12)记录类型一致的磁盘(20bis)。该磁盘(20bis)包含第一流类型的MPEG-4流，即特定I-VOP和/或P-VOP平面的DC系数被替换。
该设备(8)的用户可以在其设备中集成的屏幕(6bis)上可视化该MPEG-4流。但是，由于DC系数被替换，因此该MPEG-4流不能备正确观看。为了使该流变得可正确观看，用户在该智能卡读取器(82)中引入了包含具有DC系数的第二流的存储卡(10bis)。该分析系统然后根据磁盘(20bis)输出的第一流和与该读取器(82)连接的卡(10bis)输出的第二流，重建正确的MPEG-4流。
在一种特定设定中，智能卡(10bis)还包含由合成系统(87)执行的应用程序和算法。
在另一种设定中，智能卡(10bis)包含用于多个MPEG-4流的重建的多个第二流的数据和DC系数。
在一种特定设定中，设备(8)包含对GSM网络(10)的蜂窝式链接。

Claims (34)

1.一种根据标称流格式来分配视频序列的方法，该标称流格式用于描述多个视听场景，每个场景都由多种分层的视听对象以及对所述分层和所述对象之间的空间及时间关系的描述符来构成，每个视频对象包括至少一个完整的I-VOP数字平面，其特征在于在向客户设备的发送之前，执行对该视频序列的分析，以便产生表示标称流的格式的第一修正流，和任意格式的第二补充流，该第二补充流包括重建所述I-VOP数字平面的修正平面所需的数字信息，然后将这种方式产生的两个流分别从服务器发送到目标设备，并且在目标设备中根据所述第一修正流和所述第二补充流计算标称格式的合成流。
2.如权利要求1所述的分配视频序列的方法，其特征在于每个视频对象包括至少一个所述I-VOP数字平面和至少一个P-VOP或B-VOP数字平面，根据所述P-VOP或B-VOP数字平面和至少一个其它平面之间的差异计算表示所述P-VOP或B-VOP数字平面的数据。
3.如权利要求2所述的分配视频序列的方法，其特征在于所述第一修正流表示修正后的P-VOP或B-VOP数字平面。
4.如权利要求2所述的分配视频序列的方法，其特征在于，至少一个P-VOP或B-VOP数字平面的数据是通过所述P-VOP或B-VOP数字平面相对于先前的P-VOP或B-VOP或I-VOP数字平面的运动补偿来计算的。
5.如权利要求1所述的分配视频序列的方法，其特征在于标称流的格式由MPEG-4标准来定义。
6.如权利要求4所述的分配视频序列的方法，其特征在于所述第一修正流表示多个修正后的P-VOP数字平面。
7.如权利要求4所述的分配视频序列的方法，其特征在于所述第一修正流表示多个修正后的B-VOP数字平面。
8.如权利要求1所述的分配视频序列的方法，其中所述I-VOP数字平面被分解成通过相关系数彼此相关的块和宏块，其特征在于所述第一修正流表示某些相关系数被相同性质但随机选择的系数替换后的修正的I-VOP数字平面，所述第二补充流包括替换后的相关系数和重建所述修正的I-VOP数字平面所需的数字信息。
9.如权利要求1所述的分配视频序列的方法，其特征在于，所述分析根据所述第二补充流的所需容量和所述第一修正流的所需降级来确定将被修正的相关系数。
10.如权利要求4或6所述的分配视频序列的方法，其特征在于至少一个P-VOP数字平面按照与I-VOP数字平面相同的方式来修正。
11.如权利要求3所述的分配视频序列的方法，其特征在于，所述分析根据该第二补充流的所需容量和所述第一修正流的所需降级级别来确定将要修正的I-VOP，P-VOP和B-VOP数字平面。
12.如权利要求1所述的分配视频序列的方法，其特征在于所述第一修正流的发送是通过包括CR-ROM、硬盘或闪存卡的物理分发的材料介质来实现的。
13.如权利要求1所述的分配视频序列的方法，其特征在于所述第一修正流的发送是通过包括电缆、卫星、数字化无线电波、光纤、数字用户线路DSL、本地无线环路LRL、或数字音频广播DAB的宽带网络来实现的。
14.如权利要求1所述的分配视频序列的方法，其特征在于所述第二补充流的发送是通过包括模拟或数字RTC的电话交换网，或通过数字用户线路DLS类型的网络，或通过本地无线环路BLR网络，或通过使用全球移动通信系统GSM，通用分组无线业务GPRS或通用移动通信系统UMTS标准的移动电话网络来实现的。
15.如权利要求1所述的分配视频序列的方法，其特征在于所述第二补充流的发送是通过包括闪存卡或智能卡的物理分发的材料介质来实现的。
16.如权利要求1所述的分配视频序列的方法，其特征在于所述第二补充流的发送是通过与所述第一修正流使用的网络相同类型的宽带网络来实现的。
17.如权利要求1所述的分配视频序列的方法，其特征在于所述第二补充流的发送是通过与所述第一修正流使用的相同宽带网络来实现的。
18.如权利要求1所述的分配视频序列的方法，其特征在于所述第一修正流和所述第二补充流中的至少一个流的发送是加密的。
19.如权利要求1所述的分配视频序列的方法，其特征在于所述第一修正流和所述第二补充流中的至少一个流是水印加密的。
20.如权利要求1所述的分配视频序列的方法，其特征在于所产生的所述第一修正流和所述第二补充流能够被发送到一个设备单元，一组设备单元或所有的设备单元。
21.如权利要求1所述的分配视频序列的方法，其特征在于该重建可以通过咨询客户请求的私自拷贝来授权。
22.一种用于创建视频流的设备，该设备包括：
至少一个多媒体服务器，包含符合用于描述多种视听场景的标称流格式的原始视频序列，每个场景都由多种分层的视听对象以及对所述分层和所述对象之间的空间及时间关系的描述符来构成，每个视频对象包括至少一个完整的I-VOP数字平面，
分析装置，用于在向目标设备的发送之前，分析所述原始视频序列以产生表示标称流的格式的第一修正流和任意格式的第二补充流，该第二补充流包括重建所述I-VOP数字平面的修正平面所需的数字信息，
用于将上述第一修正流和上述第二补充流分别传送到所述目标设备的装置，以及
用于在所述目标设备上根据所述第一修正流和所述第二补充流计算标称格式的合成流的装置。
23.如权利要求22所述的用于创建视频流的设备，其特征在于它包括一个存储器，用于记录“私自拷贝”标记，用于对每个序列指示每个用户的权限：能够被不限次数观看的私自拷贝，能够被观看有限的规定次数的私自拷贝及其次数，和被禁止的私自拷贝。
24.一种用于管理视频流的设备，该设备包括：
标准流解码器，用于接收表示标称流格式的第一修正流，和任意格式的第二补充流，其中该标称流格式用于描述多个视听场景，每个场景都由多种分层的视听对象以及对所述分层和所述对象之间的空间及时间关系的描述符来构成，每个视频对象包括至少一个完整的I-VOP数字平面，该第二补充流包括重建真正I-VOP数字平面的修正平面所需的数字信息，
至少一个用于存储所述第一修正流内容的包括硬盘的记录接口，
其中所述标准流解码器包括根据所述第一修正流和所述第二补充流计算标称格式的合成流的装置；以及
至少一个显示接口，用于显示所述合成流。
25.如权利要求24所述的用于管理视频流的设备，其特征在于所述装置是一个安装在该设备上的软件应用程序。
26.如权利要求24所述的用于管理视频流的设备，其特征在于所述装置是一个安装在智能卡上的软件应用程序。
27.如权利要求24所述的用于管理视频流的设备，其特征在于所述装置是一个电子设备。
28.如权利要求24到27之一所述的用于管理视频流的设备，其特征在于，在该设备被安装在计算机上的情况下，所述装置使用包括卡的产品的专用资源，以避免将临时信息拷贝在永久性介质上。
29.如权利要求24到27之一所述的用于管理视频流的设备，其特征在于，所述记录接口还存储关于所述第一修正流的“私自拷贝”标记，用于表示用户对该视频流的权限：可以被不限次数观看的私自拷贝，可以被观看有限的规定次数的私自拷贝及其次数，和被禁止的私自拷贝。
30.如权利要求24到27之一所述的用于管理视频流的设备，其特征在于，该设备包括一个智能卡读取器，用于在用户希望观看硬盘上记录的视听节目时来识别用户。
31.一种管理符合标称流格式的视频序列的设备，其特征在于该设备包括：由个人计算机构成、配有通信接口的第一装置，用于从通信网络或物理介质读取器接收包含至少一个修正平面的第一修正视频流，该装置还具有至少一个记录装置，用于存储所述第一修正视频流的内容；和由解码器构成的第二装置，该第二装置包括显示接口，用于接收由该计算机发送的所述第一修正视频流的、与所述个人计算机通信的通信装置，和用于接收第二补充流的通信装置，所述第二补充流包括用于重建所述修正平面所需的数字信息，以及用于根据所述第一修正视频流和第二补充流计算具有标称格式的合成流的装置。
32.如权利要求31所述的管理符合标称流格式的视频序列的设备，其特征在于，所述用于计算具有标称格式的合成流的装置是单独安装在所述解码器上的一个软件应用。
33.如权利要求31所述的管理符合标称流格式的视频序列的设备，其特征在于，所述用于计算具有标称格式的合成流的装置是单独安装在所述解码器上的一个电子设备。
34.一种视频流的发送系统，该系统包括：
用于产生视频流的产生设备单元，
管理该视频流的至少一个管理设备单元，和
在所述产生设备单元和管理设备单元之间的至少一个通信网络，其中
所述产生设备单元包括：
至少一个多媒体服务器，包含符合用于描述多种视听场景的标称流格式的原始视频序列，每个场景都由多种分层的视听对象以及对所述分层和所述对象之间的空间及时间关系的描述符来构成，每个视频对象包括至少一个完整的I-VOP数字平面，分析装置，用于在向目标设备的发送之前，分析所述原始视频序列以产生表示标称流的格式的第一修正流和任意格式的第二补充流，该第二补充流包括重建所述I-VOP数字平面的修正平面所需的数字信息，
用于将上述第一修正流和上述第二补充流分别传送到所述目标设备的装置，以及
用于在所述目标设备上根据所述第一修正流和所述第二补充流计算标称格式的合成流的装置；
所述管理设备单元包括：
标准流解码器，用于接收所述第一修正流和第二补充流；
至少一个用于存储所述第一修正流内容的记录接口，
其中所述标准流解码器包括根据所述第一修正流和所述第二补充流计算标称格式的合成流的装置；以及
至少一个显示接口，用于显示所述合成流。
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