CN101268692A - 处理加密的数据流用于特技播放的设备和方法 - Google Patents

Abstract

用于处理加密的数据流(3001)的设备(3000)，其中解密消息被提供来解密加密的数据流(3001)的每个分段(1403)，其中每个解密消息包括多个解密元素，其中该设备(3000)包括检测单元(3002)，用于检测每个解密消息的解密元素的数目；和确定单元(3003)，用于根据检测到的数目确定用来相对于分段(1403)的序列提供解密消息的位置。

Description

处理加密的数据流用于特技播放的设备和方法

发明领域

本发明涉及一种用于处理加密的数据流的设备。

除此之外，本发明涉及一种处理加密的数据流的方法。

而且，本发明涉及一种程序单元。

此外，本发明涉及一种计算机可读的媒介。

发明背景

电子娱乐设备变得越来越重要。尤其是，越来越多的用户购买基于硬盘的音频/视频播放器和其它娱乐设备。

由于在音频/视频播放器领域中贮存空间的减小是个重要的问题，所以音频和视频数据常常以压缩的方式被存储，并且为了安全起见，以加密的方式存储。

MPEG 2是用于运动图像(moving picture)和相关联的音频的通用编码的标准，它从帧数据创建一个视频流，其中该帧数据可以按被称为GOP(“图像组，Group Of Pictures”)结构的特定次序来安排。MPEG2视频比特流由一系列数据帧编码图像组成。三种编码图像的方式是帧内编码(I图像)、前向预测(P图像)和双向预测(B图像)。帧内编码帧(I帧)涉及一个特定的图像并包含相应的数据。前向预测帧(P帧)需要在前的I帧或P帧的信息。双向预测帧(B帧)依赖于在前的或在后的I帧或P帧的信息。

在媒体回放设备中感兴趣的功能是，除了其中媒体内容以正常速度被回放的正常再生模式以外，还提供特技播放(trick-play)再生模式，其中媒体内容以修改的方式，例如以提高的速度(“快进”)被回放，或反之亦然。

WO 03/107666A1公开了对于加密数据流的特技播放，其中供应了解密流的接连分段所需要的控制字信息的单元。

不同的媒体内容供应商可以将不同的格式用于加密的视频内容以及用于解密所加密视频内容所需的解密数据。因此，提供加密视频内容的分段以及提供和解密加密的解密数据的协调可能是困难的，特别是在正常播放与特技播放之间的过渡处。

发明目的和概要

本发明的目的是适当地调节加密数据流和相应的解密数据的供给。

为了达到上述的目的，提供了按照独立权利要求的、用于处理加密的数据流的设备、处理加密的数据流的方法、程序单元、和计算机可读的媒介。

按照本发明的示例性实施例，提供了用于处理加密的数据流的设备，其中解密消息被提供来解密加密数据流的每个分段，其中每个解密消息包括多个解密元素，其中该设备包括检测单元，用于检测每个解密消息的解密元素的数目；确定单元，用于根据检测到的数目确定用来相对于分段的序列提供解密消息的位置。

按照本发明的另一个示例性实施例，提供了处理加密的数据流的方法，其中解密消息被提供来解密加密数据流的每个分段，其中每个解密消息包括多个解密元素，其中该方法包括以下步骤：检测每个解密消息的解密元素的数目，和根据检测到的数目确定用来相对于分段的序列提供解密消息的位置。

按照本发明的再一个示例性实施例，提供了处理加密的数据流的设备，其中解密消息被提供来解密加密数据流的每个分段，其中该设备包括检测单元，用于检测从特技播放再生模式到正常播放再生模式的切换；以及确定单元，用于确定操控解密消息的方式，以避免在从特技播放再生模式切换到正常播放再生模式时过多的再生中断。

而且，按照本发明的又一个示例性实施例，提供了处理加密的数据流的方法，其中解密消息被提供来解密加密数据流的每个分段，其中该方法包括以下步骤：检测从特技播放模式到正常播放模式的切换，和确定操控解密消息的方式，以避免在从特技播放再生模式切换到正常播放再生模式时过多的再生中断。

此外，按照本发明的另一个示例性实施例，提供了其中存储计算机程序的计算机可读的媒介，该计算机程序在被处理器执行时，适合于控制或实行任何的上述的方法。

而且，按照本发明的再一个实施例，提供了一种程序单元，该程序单元在被处理器执行时，适合于控制或实行任何的上述的方法。

按照本发明的数据处理可以通过计算机程序-也就是说通过软件、或通过使用一个或多个专用电子优化电路-也就是说以硬件、或以混合的形式-也就是说藉助于软件部件和硬件部件来实行。

按照本发明的特征化的特性尤其具有如下优点，即：加密的内容和解密加密的内容所必须的相应(任选地解密的)解密数据，由于精巧地控制解密消息-特别是权利控制消息(ECM)-的供应和操控，而可以正确地同步。通过选择适合于在数据流中插入或提供特定的解密消息的位置或时间，可以保证：在预期时间内传递用于解密该解密消息和/或加密数据流的足够且正确的消息。具体地，被包括在解密消息(例如，ECM)中的多个解密元素(例如，控制字)可包含用于改进同步的宝贵的信息。通过采取这个措施，解密数据可以足够早地被提供以保证在任何再生模式下(例如，正常播放或特技播放)数据流的再生是连续的，而不会有令人烦扰的长的再生中断。具体地，在从特技播放过渡到正常播放时，可以有利地正确地提取、选择和/或处理随数据流传递的解密信息，以允许精确和及时的解密，从而避免或使得在过渡区域中的中断最小化。

按照本发明的一个方面，被包括在单个解密消息(例如，ECM)中的多个解密元素(例如，控制字)可被用作为控制解密消息的传递时序的准则。然后，这个检测到的数目可被取为用于决定解密消息应当在哪个位置上被插入到形成数据流的分段序列中的基础。根据每个解密消息的解密元素的数目，例如一个或两个，提前或不提前特定的时间(例如提前一个分段，或提前零个分段)来提供相应的解密消息可能是合适的。通过适当地选择这个位置，有可能改进或优化内容数据和解密数据的供给的同步。

因此，按照本发明的示例性实施例，提供了用于权利控制消息处理的方法，特别是在快进模式下(做为特技再生模式的一个例子)。在这样的快进特技播放模式的情形下，ECM和控制字(CW)可以取决于在各周期内的CW的量(例如，一个或两个)，而分别提前特定的周期(特别地，是在当前的周期或提前一个周期)来传递。也有可能(临时)缓冲和/或归档和/或(永久)存储ECM。

为了创建特技播放流，将数据块供应到解密器可能是合适的。这样的解密器需要在加密处理过程中使用的控制字以解密数据块。这些控制字可以也被加密，并被存储在权利控制消息(ECM)中。可以有隐含的特技播放速度上限，这源于解密消息解密器(例如智能卡)的处理能力的受限的速度。在正常播放时，控制字使用期限可以是10秒，且它在特技播放模式可以用特技播放速度因子来压缩。

按照本发明的一个实施例，提供了生成加密的视频数据流的特技播放流的方法。对于解密视频数据流的接连的分段可以需要至少一个控制字，控制字在权利控制消息(ECM)中提供，权利控制消息(ECM)在要被解密的视频数据流的接连分段之前提供。该方法可包括检测(每个ECM)提供单个控制字还是多个控制字的步骤。随后，为了解密，在权利控制消息持有两个控制字(CW)的情形下，可以提供当前的权利控制消息(ECM)，否则如果权利控制消息(ECM)只持有单个控制字(CW)，则提前一个周期提供权利控制消息(ECM)。任选地，原始提供的权利控制消息可以从加密视频数据流中被去除。因此，可以达到改进的、正确执行的特技播放模式，特别是快进特技播放模式。

为了让ECM在正确的时刻可为特技播放所用，ECM可被存储在一个单独的文件中。在这个文件中，有可能指示ECM属于哪个周期。

按照本发明的系统的示例性应用领域是数字视频记录设备(诸如，硬盘组合、DVD+RW等等)，使用特技播放的网络使能的设备，或条件访问系统。

按照本发明的示例性实施例的系统针对特别的ECM预防措施。已经发现，这些预防措施在快进特技播放的许多情形下是有利的。对这方面的提高的认识已经表明：这样的预防措施的改良对于正确地执行特技播放，特别是快进特技播放，可能是适当的。

按照本发明的另一方面，通过检测在这两个再生模式之间的切换，可以达到解密消息与在从特技播放到正常播放的过渡时要再生的内容的正确同步。当出现这样的切换时，确定单元可以保证：通过正确地分析解密消息、控制它们的供应和/或选择适当的解密消息，在切换附近避免或至少大大地减小了再生的中断。具体地，在特技播放再生模式开始之前发送的最后的解密消息和在特技播放再生模式结束之后发送的第一解密消息可以被分析或在本上下文中进行比较。具体地，可以决定是否需要在开始的正常播放模式中提取或处理第一解密消息。因此，可以改进特技播放/正常播放过渡的质量，并且可以抑制不想要的切换影响。因此，可以保证，当从明文特技播放流切换到加密的正常播放流时，正确的解密开始将尽可能快地发生。换句话说，需要的和正确的ECM可以在切换后尽可能快地提供。

参照从属权利要求，将描述本发明的另外的示例性实施例。

接着，将描述用于处理加密的数据流的设备检测每个解密消息的解密元素数目的示例性实施例。这些实施例也可以应用于处理加密的数据流的方法、计算机可读的媒介、和程序单元。

解密消息可以是权利控制消息(ECM)，以及解密元素可以是控制字(CW)。因此，该设备可被实现为MPEG2视频数据处理设备。

按照本发明的另一个示例性实施例，相应于特定的分段的解密消息可以在特定的分段之前提供。通过在特定的分段开始之前及早提供解密消息，可以保证，解密消息本身可以在相应的内容数据分段应被再生之前被解密。这样的再生可能需要通过使用解密的解密消息来完成相应的(部分)分段的解密。

该设备的确定单元可以适合于在每个解密消息的检测到的解密元素的数目是2的情形下提前零分段提供解密消息。换句话说，解密消息可以基本上直接在相应的分段之前被传递。因此，当在ECM中提供用于数据流的相应周期的两个CW时，ECM不必提前一个距离被发送。例如，对于特定的分段或周期，有可能在一个共同的解密消息中提供用于这一周期和随后的周期的解密元素。在下一个周期内，再次地可以提供用于这个周期的解密元素，以及除此以外，还提供用于下一个周期的相应的解密元素。这个方案可以允许去按预期时间来提供所有的解密元素(控制字)，这样，当再生与不同的周期有关的数据时，可以避免长的中断。

然而，在每个解密消息的检测到的解密元素数目是1的情形下，设备的确定单元可以适合于提前一个分段来提供解密消息。这可以保证内容和解密数据的正确同步。

设备还可包括贮存单元，它可以适合于在一个单独的文件中存储解密消息。这个文件可以指示解密消息到相应分段的分配。通过在一个单独的文件中存储被分配给相应分段的解密消息，解密数据可被编档和当需要时，可以容易地检索。

具体地，两个寄存器可被提供来存储单个解密消息的两个解密元素，其中一次仅两个寄存器中的一个寄存器能够重写被存储在其中的数据。换句话说，解密器可以包含两个寄存器，一个用于所谓的“奇数”解密元素，另一个用于所谓的“偶数”解密元素，这样，可以规定两种类型的解密元素。“奇数”和“偶数”是用于区分一个流中两个接连的解密元素的术语。两个寄存器之一存储偶数解密元素，另一个寄存器存储奇数解密元素。在解密后，解密元素可被写入到解密器中相应的寄存器，可能重写以前存储的数值。然而，仅仅当前未在使用中的寄存器才可以被用新的数值重写。

设备可包括控制单元，适合于从加密数据流中去除原始提供的解密消息，特别是用于防止对仍旧需要的、寄存器中的解密元素的可能重写。设备可以适合于处理视频数据或音频数据的加密数据流。然而，这样的媒体内容并非是可按照本发明的方案处理的仅有数据类型。特技播放生成和类似的应用对于视频处理和(纯)音频处理都可能成为问题。

设备还可以适合于处理数字数据的加密数据流。

而且，设备可包括再生单元，用于再生解密数据流。这样的再生单元可包括扬声器或耳机和/或光学显示设备，这样，音频和视觉数据可被再生、可为人们感知。

再者，设备可包括生成单元，用于处理解密数据流，以便在特技播放再生模式下再生。这样的、适合于生成数据流以便在特技播放再生模式下再生的特技播放生成单元可以由用户通过在用户接口-例如设备的按钮、键盘或遥控器-中选择相应的选项而进行调节。由用户选择的特技播放再生模式可以是包含以下项的组中的一个：快进再生模式、快退再生模式、慢动作再生模式、冻结帧再生模式、即时重放再生模式和反向再生模式。然而，其它的特技播放流也是可能的。对于特技播放，仅仅一部分随后的数据将被使用于输出(例如，用于可视的显示和/或用于声输出)。由于在数据流中不是所有的数据(P帧，B帧)都可以独立于其他数据(I帧)来生成可显示的信号，所以可独立使用的数据(I帧)的知识可能是感兴趣的。

按照本发明的设备可适合于处理加密的MPEG2数据流。MPEG2是由MPEG(运动图像专家组)商定和作为ISO/IEC 13818国际标准公布的、对于一组音频和视频编码标准的名称。例如，MPEG2被使用来编码用于包括数字卫星和有线电视在内的广播信号的音频和视频，但也可以使用于DVD。

按照本发明的设备可以被实现为包含以下项的组中的至少一个：数字视频记录设备、网络使能的设备、条件访问系统、便携式音频播放器、便携式视频播放器、移动电话、DVD播放器、CD播放器、基于硬盘的媒体播放器、互联网无线设备、公共娱乐设备和MP3播放器。然而，这些应用仅仅是示例性的。

接着，将描述用于根据从特技播放再生模式到正常播放再生模式的切换的检测，而处理加密的数据流的设备的示例性实施例。这些实施例可被应用于处理加密的数据流的方法、计算机可读的媒介、和程序单元。

在设备中，确定单元可以适合于根据在特技播放再生模式之前的最后的解密消息和在正常播放再生模式中的第一解密消息，确定在正常播放再生模式中的第一解密消息是否要被修改。在特技播放再生模式之前的最后的解密消息与在特技播放再生模式后的第一解密消息的组合可能包含信息，该信息是安全地决定要以哪种方式来使用这些解密消息、以保证恰当处理而没有令人烦扰的长中断所需要的。具体地，这个分析可针对这一问题，即：在正常播放模式中的第一解密消息是否应当被修改以确保被包括在其中的解密元素被使用，从而减小在特技播放与正常播放之间的间隙。

更具体地，确定单元可以适合于根据在特技播放再生模式之前的最后的解密消息与在正常播放再生模式中的第一解密消息的比较，而确定在正常播放再生模式中的第一解密消息是否要被修改。这样的比较，特别是解密消息的类型的比较，可以提高从特技播放到正常播放的过渡的质量。通过在特技播放再生模式之前的最后的解密消息与在正常播放再生模式中的第一解密消息的比较，有可能估计当发生再生模式之间的切换时中断的长度。通过采取恰当的对策，有可能减小这个中断的长度。处理(特别是解密和使用)在正常播放再生模式中的第一解密消息的必要性可被使用来减小或消除这样的中断。

如果对于超过例如几秒的阈值时间间隔，在流中不存在解密消息，则确定单元可以适合于确定：该系统可被带入一种工作状态，其中正常播放再生模式的第一个遇到的解密消息将被发送到解密消息处理器。换句话说，特别是为了避免从特技播放到正常播放的过大的切换时间，有可能引入用于ECM的超时功能性。

另外或替换地，当比较产生的结果是：在特技播放再生模式之前的最后的解密消息与在正常播放再生模式中(也就是在特技播放再生模式后)的第一解密消息的解密消息类型相同，确定单元可以适合于确定在正常播放再生模式中的第一解密消息要被修改。按照这个实施例，系统可被迫使去使用正常播放流中的第一ECM。当发生到正常播放的切换时，已经记住的、在切换到特技播放之前的最后的ECM的类型可以与在正常播放流中的第一ECM的类型进行比较。如果是相同的，则正常播放流中的第一ECM的类型被以如下方式校正，即：使得保证这个ECM被智能卡处理。

另外或替换地，当检测到从特技播放再生模式到正常播放再生模式的切换时，确定单元可以适合于把一个最后的解密消息加到特技播放再生模式中的数据流的末尾，该最后的解密消息是在正常播放再生模式中的第一解密消息的拷贝，但解密消息类型是与记住的消息类型相反的。按照本实施例，ECM可以在接收到切换命令的时刻被加到特技播放流的末尾。从ECM文件，可以获知正常播放流的第一ECM将是什么。这个ECM然后可以插入在特技播放流的末尾，特别地，具有与记住的类型相反的类型。另外或替换地，确定单元可以适合于加上在特技播放再生模式的数据流内的至少一个解密消息。具体地，按照本实施例的确定单元可以适合于从特技播放再生模式的数据流内、原始加密的帧内编码帧复制解密消息。因此，ECM可以由特技播放生成器插入到特技播放流中。虽然对于由接收机处理明文特技播放数据并非必要，但采取这个措施并不扰动处理。另一方面，它可以通过维持ECM流而防止ECM中断。

仍参照上述的实施例，确定单元可适合于从特技播放再生模式的数据流内、原始加密的帧内编码帧复制解密消息。另外或替换地，添加单元可以适合于在特技播放再生模式的数据流内插入被用于生成特技播放再生模式的数据流的解密消息。换句话说，第一选项涉及嵌入原始加密的I帧中存在的ECM，其可被简单地复制到特技播放流。第二选项是插入被用于特技播放生成的ECM。

从下文中描述的实施例的例子将明白本发明的以上定义的方面和其它方面，并参照这些实施例的例子对其进行解释。

附图说明

在下文中将参照实施例的例子更详细地描述本发明，但本发明不限于这些实施例的例子。

图1显示加时间印记的输送流分组。

图2示出了具有帧内编码帧和前向预测帧的MPEG2图像组结构。

图3显示具有帧内编码帧、前向预测帧和双向预测帧的MPEG2图像组结构。

图4显示特征点信息文件的结构和存储的流内容。

图5显示用于明文流上的特技播放的系统。

图6显示特技播放中的时间压缩。

图7显示具有分数距离的特技播放。

图8显示低速度特技播放。

图9显示通用条件访问系统结构。

图10显示数字视频广播的加密输送流分组。

图11显示图10的数字视频广播的加密输送流分组的输送流分组标题。

图12显示允许对完全加密的流执行特技播放的系统。

图13显示完全输送流和局部输送流。

图14显示对于流类型I和对于流类型II的权利控制消息。

图15显示把控制字写入到解密器。

图16显示在快进模式下操控的权利控制消息。

图17显示一个或两个控制字的检测。

图18显示跳过两个加扰控制比特触发器。

图19显示在快进特技播放模式下操控的权利控制消息。

图20显示在中等快进播放模式下操控的权利控制消息。

图21显示按照本发明的示例性实施例的特技播放生成器和接收机

图22显示在特技播放期间权利控制消息中断。

图23显示改变第一正常播放权利控制消息的表格ID。

图24显示在特技播放末尾的附加权利控制消息。

图25显示从前向特技播放到正常播放的切换。

图26显示从反向特技播放到正常播放的切换。

图27显示从前向到正常播放的切换。

图28显示从特技播放到正常播放的优化的切换。

图29显示用于特技播放生成器和接收机的公共解密器。

图30显示按照本发明的示例性实施例的、用于处理加密的数据流的设备。

图31显示按照本发明的示例性实施例的、用于处理加密数据流的另一个设备。

图32显示ECM文件的例子。

实施例说明

在附图上的显示是示意性的。在不同的图上，类似的或同样的单元被给予相同的参考标号。

下面，将参照图1到图13，描述按照本发明示例性实施例的、用于输送流的特技播放实现的不同的方面。

具体地，将描述对MPEG2编码流执行特技播放的几种可能性，该编码流可以是部分或全部加密的、或非加密的。以下的说明将针对特定于MPEG2输送流格式的方法。然而，本发明不限于这种格式。

实验实际上是利用扩展，即所谓的加时间印记的输送流完成的。这包括输送流分组，所有的这些分组被预先谋划为带有其中放置输送流分组到达时间的4字节标题。这个时间可以在分组的第一字节在记录设备处被接收时从节目时钟基准(PCR)时基的数值得出。这是随该流存储定时信息的一种适当的方法，这样，流的回放变为一种相对容易的处理过程。

在回放期间的一个问题是确保MPEG2解码器缓冲器即不溢出也不下溢。如果输入流遵从解码器缓冲器模型，则恢复相对定时确保了输出流也是一致的。这里描述的某些特技播放方法是与时间印记无关的，它对于带有和不带有时间印记的输送流同样好地执行。

图1显示具有188字节总长度104的、加时间印记的输送流分组100，它包括具有4字节长度105的时间印记101、分组标题102、和具有184字节长度的分组有用负荷103。

以下的这个说明将给出从记录的输送流创建遵从MPEG/DVB(数字视频广播)的特技播放流的可能性的总貌，以及打算覆盖记录流的全部范围，从完全明文、因而数据的每个比特都可以被操控的流，一直到完全被加密(例如，按照DVB方案)、使得仅仅标题和某些表格可以被访问以用于操控的流。本发明还提出了在这两个极端之间的解决方案，其中只有需要被操控来生成特技播放流的数据是明文的。

在创建用于MPEG/DVB输送流的特技播放时，当内容至少部分被加密时，可能出现问题。可能无法下降到基本流级别，这是通常的途径，或者甚至无法在解密之前访问任何分组化的基本流(PES)标题。这也意味着不可能找到图像帧。已知的特技播放机需要能够访问和处理这个信息。

在本说明的框架中，术语“ECM”表示权利控制消息。这个消息可以具体地包括秘密的供应商私有信息，并且尤其可以包含解密MPEG流所需要的加密的控制字(CW)。典型地，控制字在10-20秒到期。ECM被嵌入在输送流的分组中。

在本说明的框架中，术语“密钥”具体地表示可被存储在智能卡中的数据，以及可以通过使用EMM把它传送到智能卡，EMM即可被嵌入在输送流中的所谓“权利管理消息”。这些密钥可被智能卡使用来解密出现在ECM中的控制字。这样的密钥的示例性有效性周期是一个月。

在本说明的框架中，术语“控制字(CW)”具体地表示解密实际内容所需要的解密信息。控制字可以由智能卡解密，然后被存储在解密核心的存储器中。

下面，将描述与明文流的特技播放有关的某些方面。

即使MPEG2流没有被加密(也就是说是明文)，特技播放也不是微不足道的。简易的解决方案只是更快速地输出数据到解码器以达到快进模式，但由于MPEG在它的标题中编码有与定时有关的信息，所以并不是仅仅有得到适当快进的期望就能做到的。除此之外，可能很难决定丢弃哪些帧，因为这个执行快进的方法可能给出高于显示速率的帧速率。

而且，这样的流不是遵从MPEG2的输送流。如果解码器是在贮存设备中，则这是可以接受的，但如果信号由标准数字接口传送，则可能是有问题的。而且，在整个链中，比特速率可能显著地增加。如果正常播放流是源自卫星广播的单个节目的加时间印记的输送流，则在正常播放时到解码器的比特速率可以是大约40Mbps，以及分组可以处于在其间有间隙的不规则位置(部分输送流)。如果按特技播放因子来压缩该流，则对于3x特技播放速度，比特速率可以是大约120Mbps。硬盘驱动的必须承受的带宽也可能随特技播放因子来增加。

所以保持发送正确数量的帧是适当的，但当使用一种利用视频的时间冗余来达到高压缩比的视频编码技术如MPEG时，在这里可能出现问题。各帧不再能独立地被解码。

在图2中示出了多个图像组(GOP)的结构。

具体地，图2示出了包括具有一系列I帧201和P帧202的几个MPEG2GOP结构的流200。GOP尺寸用参考标号203表示。GOP尺寸203被设置为12帧，以及在这里仅仅示出了I帧201和P帧202。

在MPEG中，可以使用其中仅仅第一帧被独立于其它帧进行编码的GOP结构。这是所谓的帧内编码帧或I帧201。预测帧或P帧202以单向预测被编码，意思是它们只依赖于在前的I帧201或P帧202，正如图2中的箭头204表示的。

这样的GOP结构典型地具有12或16帧201、202的尺寸。假设希望有2x前进的特技播放速度。所以，例如每个第二帧应当被跳过。这在压缩域中由于解码期间对于重建的在前帧的依赖性而不可能。所以仅仅丢弃某些压缩的帧且固定定时信息并不是可选项。

备选方案是首先解码整个流，然后跳过每个第二帧，最后再次编码剩余的帧。这可能导致特技播放电路或软件的不可接受的复杂性。所以，在最好的情形下，可以从GOP中跳过某些帧，对于这些帧来说没有依赖于它的其它帧。对于具有12帧的GOP尺寸的2x特技播放速度的例子，可以仅仅跳过最后的6个P帧。在这种情形下，所显示的影像趋于具有“跳跃”性，其中得到一个短的正常速度周期，接着是在时间上的突然跳跃。特别是在较高的特技播放速度下，这可能是令人不愉快的，并且没有给予观众以通常的特技播放的外观和感觉。

在图3中示出了多个图像组(GOP)的另一种结构300。

具体地，图3示出了具有一系列I帧201、P帧202和B帧301的MPEG2GOP结构。GOP尺寸再次用参考标号203表示。

有可能使用还包含如图3所示的双向预测帧或B帧301的GOP结构。对于本例，选择12帧的GOP尺寸203。B帧301以双向预测被编码，意思是它们依赖于前一和下一I或P帧201、202，正如用弯曲的箭头204对于某些B帧301所表示的。压缩帧的传输次序可能与它们被显示的次序不同。

为了解码B帧301，需要(按显示次序)在该B帧301之前和之后的参考帧。为了使得解码器中的缓冲器需求最小化，压缩帧可被重新排序。所以，在传输时，参考帧可以首先来到。在图3的下部示出了当其被传输时的重新排序的流。重新排序由直线箭头302表示。一个包含B帧301的流在所有的B帧301都被跳过的情况下可以给出很好看的特技播放图像。对于本例，这导致3x前进的特技播放速度。

无论流具有什么结构，至今为止描述的解决方案对于快进模式都可以给出可接受的特技播放形式。对于反向，帧必须在时间上重新排序，但由于MPEG使用在接连帧之间的时间相关来达到高压缩比，故帧被解码所必须按照的次序是固定的。所以，GOP首先必须以前向方向被解码。GOP被发送到解码器的次序可以颠倒，以及对于更高的反向特技播放速度，可以跳过GOP。在这种情形下，还有可能通过如上所述跳过P帧或B帧而减小GOP。无论如何，它可以导致前向播放和后向跳跃的被显示序列。所以，特技播放帧必须从解码的GOP中选择，并且在次序上被颠倒，在此后帧被重新编码。然后，前一个GOP被取装且被处理等等。虽然有可能，但这样的过程的复杂性可以很高。

从以上的考虑得出的结论是，在特技播放生成中只使用I帧可以是一种适当的解决方案，因为这些帧可以独立地被解码。结果，特技播放生成，尤其是对于反向而言，可以更容易。另外，仅仅使用I帧，已经允许特技播放速度降到3x或4x。对于真正的低特技播放速度，可以实施上面提到的更复杂的技术。

下面，将描述与CPI(“特征点信息”)文件有关的某些方面。

在流中找出I帧通常需要解析该流以找到帧标题。定位I帧开始的位置可以在进行记录的同时进行、或在完成记录后离线地进行、或者是半在线地进行，这事实上是离线、但相对于记录时刻具有小的延时。通过检测下一个P帧或B帧的起点，可以找到I帧终点。这样得出的元数据可被存储在一个分开、但被耦联的文件中，该文件可被表示为特征点信息文件或CPI文件。这个文件可包含指向输送流文件中每个I帧的起点和最后终点的指针。每个单独的记录可以具有它本身的CPI文件。

特征点信息文件400的结构被显现在图4中。

除了CPI文件400以外，还示出了存储的信息401。CPI文件400还可包含这里没有讨论的某些其它数据。

利用来自CPI文件400的数据，有可能跳到流中任何I帧201的起点。如果CPI文件400还包含I帧201的终点，则精确地知道为得到完全的I帧201而从输送流文件读出的数据量。如果由于某种原因，I帧的终点是未知的，则整个GOP或至少GOP数据的大部分要被读出，以保证整个I帧201被读出。GOP的终点由下一个I帧201的起点给出。从测量知道，I帧数据的量可以是总GOP数据的40％或更多。

利用检索到的I帧201，可以构建遵从MPEG2输送流格式的新的特技播放流。所需要的是，用于特技播放流的帧被正确地重新复接，是以这样的方式，即：使得对于MPEG2解码器不出现缓冲器问题。虽然这似乎是一个直截了当的解决方案，但它并不是微不足道的解决方案，正如在下面将变得很清楚的。

接着将描述有关如何构建特技播放流的某些方面。

藉助于描述I帧201在什么分组位置开始以及I帧201在哪里结束的CPI文件，提供了对来自原始流的所有I帧201的访问。但仅仅把适当选择的I帧201级联成一个大的只有I帧的流并不能导致有效的MPEG流，正如从下面清楚地看到的。

要调研的第一点是特技播放流的比特速率。例如，原始流具有4Mbps的平均视频比特速率和12帧的GOP尺寸203。比特速率可以从对实际广播流的测量中提取。假设特技播放流仅仅由各自被显示一帧时间的I帧201组成，从而导致特技播放流的刷新速率等于正常播放。回想起I帧201数据的量可以是GOP数据的40％。这个数字源自于一个测量，其中平均值约为25％。所以必须把平均25％的数据压缩到1/12的时间，导致3倍高的比特速率。因此，平均特技播放比特速率为12Mbps，峰值约高达20Mbps。这个简单的例子打算用来提供对于比特速率效果和它的由来的某种印象。

事实上，I帧201的尺寸是已知的或可以从测量值得出。所以，对于仅仅有I帧201的特技播放流的比特速率可以容易地作为时间的函数精确地被计算。特技播放比特速率可以是正常播放比特速率的2到3倍，有时它可能高过MPEG2标准允许的速率。考虑到这是中等比特速率流的例子，而肯定会遇到具有更高比特速率的流，所以显然必须应用某些形式的比特速率减小。例如，特技播放比特速率可以与正常播放比特速率相当。如果流是经由数字接口被发送到解码器的话，这是特别重要的。由于特技播放造成的对于来自接口带宽的附加要求应当避免。第一个选项是减小I帧201的尺寸。然而，这相对于用于加密流的特技播放会增加复杂性和局限性。

可以适用于特定应用的一个选项是通过将每个I帧201显示几次而减小特技播放图像刷新速率。比特速率将随之减小。这可以通过在I帧201之间加上所谓的空P帧202而达到。这样的空P帧202实际上不是空的，而是可包含指令解码器去重复前一帧的数据。这具有有限的比特成本，在许多情形下与I帧201相比较可以被忽略。从实验知道，如IPP或IPPP那样的特技播放GOP结构对于特技播放图像质量是可以接受的，并且在高特技播放速度下甚至是有利的。最终得到的特技播放比特速率有与正常播放比特速率相同的量级。还要提到的是，这些结构可以减小所需要承受的来自贮存设备的带宽。

下面，将描述有关定时问题和流构造的某些方面。

在图5中示意性地描绘了特技播放系统500。

特技播放系统500包括记录单元501、I帧选择单元502、特技播放生成块503和MPEG2解码器504。特技播放生成块503包括解析单元505、添加单元506、分组形成器单元507、表格存储器单元508和复接器509。

记录单元501把明文MPEG2数据510提供给I帧选择单元502。复接器509把遵从MPEG2DVB的输送流511提供给MPEG2解码器504。

I帧选择器502从贮存设备501读出特定的I帧201。选择哪些I帧201取决于特技播放速度，正如下面将描述的。检索到的I帧201被使用来构建遵从MPEG2/DVB的特技播放流，然后其被发送到MPEG2解码器504，以用于解码和再现。

I帧分组在特技播放流中的位置不能与原始输送流的相对定时相耦联。在特技播放中，时间轴可能被用速度因子来压缩，并且对于反向特技播放被附加地反转。所以，原始的加时间印记的输送流的时间印记可能不适合于特技播放生成。

而且，原始PCR时基对于特技播放而言可以是令其烦扰的。首先，并不保证PCR在所选择的I帧201内将是可得到的。但甚至更重要的是PCR时基的频率将改变。按照MPEG2技术规范，这个频率应当是在距27MHz的30ppm内。原始PCR时基满足这个要求，但如果被使用于特技播放，则它将被乘以特技播放速度因子。对于反向特技播放，这甚至导致沿错误方向游动的时基。所以，旧的PCR时基必须被去除，并把新的PCR时基加到特技播放流。

最后，I帧201通常包含两个时间印记，它们告诉解码器504何时开始对帧进行解码(解码时间印记，DTS)、以及何时开始呈现它-例如显示它(呈现时间印记，PTS)。当DTS和PTS分别等于在解码器504中藉助于流中的PCR被重新构建的PCR时基时，可以开始解码和呈现。在例如两个I帧201的PTS值之间的距离对应于它们在显示时间上的正常距离。在特技播放中，这个时间距离被用速度因子来压缩。由于在特技播放中使用新的PCR时基，并且因为对于DTS和PTS该距离不再正确，所以I帧201的原始DTS和PTS必须被替代。

为了解决上述的复杂情况，I帧201可以首先在解析单元505中被解析成基本流。然后，空的P帧202在基本流级别上被加入。得到的特技播放GOP被映射到一个PES分组中，并被分组化为输送流分组。然后加上经校正的表格，如PAT、PMT等等。在这一级，包括了新的PCR时基以及DTS和PTS。输送流分组被预先谋划为带有耦联到PCR时基的4字节时间印记，以使得特技播放流可以由与正常播放所用的相同的输出电路来操控。

下面，将描述与特技播放速度有关的某些方面。

在本上下文中，首先将讨论固定的特技播放速度。

如上所述，可以使用如IPP那样的特技播放GOP结构，其中两个空的P帧202跟随在I帧201后面。假设原始GOP具有12个帧的GOP尺寸203，且所有的原始I帧201被使用于特技播放。这意味着，在正常播放流中的I帧201具有12帧的距离，而在特技播放流中的相同I帧201具有3帧的距离。这导致12/3＝4x的特技播放速度。如果帧中的原始GOP尺寸203被表示为G，帧中的特技播放GOP尺寸被表示为T，以及特技播放速度因子被表示为N_b，则特技播放速度通常由下式给出：

N_b＝G/T    (1)

N_b也被表示为基本速度。更高的速度可以通过跳过来自原始流的I帧201而被实现。如果取每隔一个的I帧201，则特技播放速度被加倍，如果取每隔两个的I帧201，则特技播放速度被增至三倍，等等。换句话说，所使用的原始流的I帧201之间的距离是2、3等等。这个距离可以始终是个整数。如果用D表示被使用于特技播放生成的I帧201之间的距离后(D＝1意味着使用每个I帧201)，则一般特技播放速度因子N由下式给出：

N＝D*G/T    (2)

这意味着，可以实现所有的整数倍的基本速度，导致一组可接受的速度。应当指出，对于反向特技播放，D是负的，以及D＝0导致静止图像。数据只能以前向方向被读出。所以，在反向特技播放中，数据被向前读出，并且进行向后跳跃以检索由D给出的前面的I帧201，还应当指出，较大的特技播放GOP尺寸T导致较低的基本速度。例如，IPPP比起IPP导致更细粒度的速度组。

下面，将参照图6来说明特技播放中的时间压缩。

图6示出了对于T＝3(IPP)和G＝12的情形。对于D＝2，24帧的原始显示时间被压缩成3帧的特技播放显示时间，导致N＝8。在给出的例子中，基本速度是整数，但这不是必然的情形。对于G＝16和T＝3，基本速度是16/3＝51/3，它不导致一组整数特技播放速度。所以，IPPP结构(T＝4)更好地适用于16的GOP尺寸，导致4x的基本速度。如果希望得到合适于最通用的、12和16的GOP尺寸的单个特技播放结构，则可以选择IPPP。

其次，将讨论任意的特技播放速度。

在某些情形下，从上述的方法得到的特技播放速度组是令人满意的，但在某些情形下不令人满意。在G＝16和T＝3的情形下，人们可能仍旧更喜欢要整数特技播放速度因子。即使在G＝12和T＝4的情形下，仍可能更喜欢具有一个在组中不可得到的速度，例如7x。现在，特技播放速度公式将被倒置，以及将计算距离D，它由下式给出：

D＝N*T/G    (3)

使用以上的具有G＝12，T＝4和N＝7的例子，导致D＝21/3。代替于跳过固定数目的I帧201，可以使用自适应跳跃算法，该算法根据哪个I帧201最好地匹配于所需要的速度而选择下一个I帧201。为了选择最好地匹配的I帧201，可以计算具有距离D的下一个理想的点Ip，以及可以选择最接近于这个理想点的I帧201之一，以构建特技播放GOP。在接下来的步骤中，可以通过把上一个理想点增加D，而再次计算下一个理想点。

正如在例示具有分数距离的特技播放的图7上所显现的，具体地有三种选择I帧201的可能性：

A.最接近于理想点的I帧；I＝round(Ip)

B.在理想点前面的上一个I帧；I＝int(Ip)

C.在理想点后面的第一个I帧；I＝int(Ip)+1

正如可以清楚地看到的，实际的距离在int(D)与int(D)+1之间变化，两者的出现之间的比值取决于D的分数，这样，平均距离等于D。这意味着，平均特技播放速度等于N，但实际使用的帧相对于理想帧具有小的抖动。对于这种情形已执行了几个实验，虽然特技播放速度可能局部地变化，但这并不在视觉上令人烦扰。通常，这甚至是不能觉察的，特别是在或多或少更高的特技播放速度下。从图7还清楚的是，是选择方法A、B或是C，并没有实质的差别。

利用这个方法，特技播放速度N不需要是整数，而是可以是大于基本速度N_b的任何数目。也可以选择低于这个最小值的速度，但这样则图像刷新速率可能局部地降低，因为有效的特技播放GOP尺寸T被加倍，或者在更低的速度下甚至被增至三倍或更多。这是由于特技播放GOP的重复，因为该算法将选择同一个I帧201一次以上。

图8示出了对于等价于N＝2/3N_b的D＝2/3的例子。这里，使用round(四舍五入)函数来选择I帧201，以及正如可以看到的，帧2和4被选择两次。

无论如何，所描述的方法将允许连续可变的特技播放速度。对于反向特技播放，为N选择负的数值。对于图7的例子，这仅仅意味着箭头700指向另一个方向。所描述的方法还将包括早先提到的固定的特技播放速度组，且它们将具有相同的质量，特别是在使用round函数的情况下。所以，无论速度选择是多少，都始终实施在本节中描述的灵活的方法可能是适当的。

下面，将讨论有关特技播放图像的刷新速率的某些方面。

术语“刷新速率”具体地表示新的图像被显示的频率。虽然与速度无关，但这里将概略地讨论它，因为它能影响T的选择。如果用R(25Hz或30Hz)表示原始图像的刷新速率，则特技播放图像的刷新速率(R_t)由下式给出：

R_t＝R/T    (4)

对于IPP(T＝3)或IPPP(T＝4)的特技播放GOP结构，刷新速率R_t对于欧洲分别是81/3Hz和61/4Hz、而对于美国分别是10Hz和71/2Hz。虽然特技播放图像质量的判断多少是主观性的，但从实验得出明显的暗示：这些刷新速率对于低速度是可接受的，并且在较高的速度下甚至是有利的。

下面将描述有关加密流环境的某些方面。

下面，给出关于加密输送流的某些信息，以作为对于加密流的特技播放的说明的基础。焦点集中在用于广播的条件访问系统。

图9显示条件访问系统900，它将在下面予以描述。

在条件访问系统900中，内容901可被提供到内容加密单元902。在加密该内容901后，内容加密单元902把加密的内容903供应给内容解密单元904。

控制字906可以被供应给内容加密单元902和ECM生成单元907。ECM生成单元907生成ECM，并把它提供到智能卡905的ECM解码单元908。ECM解码单元908从ECM生成控制字，它是所需要的解密信息，并且它被提供到内容加密单元904，以便解密该加密内容903。

此外，授权密钥910被提供到ECM生成单元907和KMM生成单元911，其中后者生成KMM，并把它提供到智能卡905的KMM解码单元912。KMM解码单元912把输出信号提供到ECM解码单元908。

而且，组密钥914可被提供到KMM生成单元911和GKM生成单元915，后者还可被提供以用户密钥918。GKM生成单元915生成GKM信号GKM，并把它提供到智能卡905的GKM解码单元916，其中GKM解码单元916得到用户密钥917作为另一个输入。

除此以外，权利919可被提供到EMM生成单元920，它生成EMM信号，并把它提供到EMM解码单元921。位于智能卡905中的EMM解码单元921与权利列表单元913相耦合，后者把相应的控制信息提供给ECM解码单元908。

ECM表示权利控制消息，KMM表示密钥管理消息，GKM表示组密钥消息，以及EMM表示权利管理消息。

在许多情形下，内容供应商和服务供应商想要通过条件访问(CA)系统来控制对某些内容项的访问。

为了达到这一点，广播内容901在CA系统900的控制下被加密。在接收机中，如果由CA系统900许可访问的话，则内容在解码和再现之前被解密。

CA系统900使用分层的分级结构(见图9)。CA系统900把内容解密密钥(控制字CW 906、909)以被称为ECM(权利控制消息)的加密消息的形式从服务器传送到客户机。ECM被使用授权密钥(AK)910来加密。为了安全起见，CA服务器900可以通过发布KMM(密钥管理消息)而更换授权密钥910。KMM实际上是一个特定类型的EMM(权利管理消息)，但为了清晰起见，可以使用术语KMM。KMM也被使用密钥来加密，该密钥例如可以是组密钥(GK)914，其通过发送GMK(组密钥消息)而被更换，GKM又是一个特定类型的EMM。GKM然后被用用户密钥(UK)917、918来加密，该用户密钥是被嵌入在智能卡905中且仅仅由供应商的CA系统900知道的、固定的独特密钥。授权密钥和组密钥被存储在接收机的智能卡905中。

权利919(例如，观看权利)以EMM(权利管理消息)的形式被发送到各个客户并被本地存储在保密设备(智能卡905)中。权利919被耦联到特定的节目。权利列表913取决于预订类型而给出对节目组的访问。如果权利919对于特定的节目是可得到的话，则ECM仅仅由智能卡905处理成密钥(控制字)。权利EMM服从于与KMM相同的分层结构(图9上未示出)。

在MPEG2系统中，加密的内容、ECM和EMM(包括KMM和GKM类型)都被复接到单个MPEG2输送流中。

以上的说明是CA系统900的概括图。在数字视频广播中，仅仅定义加密算法、奇数/偶数控制字结构、ECM和EMM的全局结构以及它们的参照。CA系统900的详细结构、以及ECM与EMM的有用负荷被编码和使用的方式是特定于供应商的。另外，智能卡是特定于供应商的。然而，从经验上知道，许多供应商基本上遵循图9的概括图的结构。

下面，将描述DVB加密/解密主题。

所应用的加密和解密算法由DVB标准化组织定义。原则上，定义了两种加密可能性，即，PES级别加密和TS级别加密。然而，在现实生活中，主要使用TS级别加密方法。输送流分组的加密和解密是基于分组完成的。这意味着，加密和解密算法每次接收到新的输送流分组时重新启动。所以，分组可以单独地被加密或解密。在输送流中，加密分组和明文分组被混合，因为某些流部分被加密(例如，音频/视频)、而其它部分不加密(例如，表格)。即使在一个流部分内(例如，视频)，加密分组和明文分组也可以被混合。

下面，将参照图10来描述DVB加密的输送流分组1000。

流分组1000具有188字节的长度1001，并包括三个部分。分组标题1002具有4字节的尺寸1003。在分组标题1002后面，适配字段1004可被包括在流分组1000中。此后，可以发送DVB加密的分组有用负荷1005。

图11显示图10的输送流分组标题1002的详细结构。

输送流分组标题1002包括：同步单元(SYNC)1010；输送错误指示器(TEI)1011，其可指示分组中的输送错误；有用负荷单元起点指示器(PLUSI)1012，其可具体地指示在后续有用负荷1005中的PES分组的可能的起点；输送优先权单元(TPI)1017，指示输送的优先权；分组标识符(PID)1013，被使用来确定包(package)的分配；输送加扰控制(SCB)1014，被使用来选择对于解密输送流分组所需要的CW；适配字段控制(AFLD)1015；以及连续性计数器(CC)1016。因此，图10和图11示出了已被加密的MPEG2输送流分组1000，它包括不同的部分：

-分组标题1002是明文的。它用来获得重要的信息，诸如分组标识符(PID)编号、适配字段的存在、加扰控制比特等等。

-适配字段1004也是明文的。它可以包含重要的定时信息，诸如PCR。

-DVB加密的分组有用负荷1005，包含可能已使用DVB算法被加密的实际的节目内容。

为了选择对于解密广播的节目所需要的正确的CW，必须解析输送流分组标题。这个标题的示意性概貌在图11中给出。用于解密广播节目的重要字段是加扰控制比特(SCB)字段1014。这个SCB字段1014指示解密器必须使用哪个CW来解密广播的节目。而且，它指示分组的有用负荷是加密的还是明文的。对于每个新的输送流分组，这个SCB 1014必须被解析，因为它随时间而改变，以及可以逐个分组地改变。

下面，将描述与完全加密流的特技播放有关的某些方面。

这是一个令人感兴趣的主题的第一个原因在于，明文特技播放和完全加密流的特技播放是一系列可能性中的两个极端。另一个原因在于，存在有其中可能必须记录完全加密流的应用。因此，在手边有一项技术来对完全加密流执行特技播放将是有用的。基本原理是从贮存设备中读出足够大的数据块，解密它，选择该块中的I帧并用它构建特技播放流。

在图12中描绘了这样的系统1200。

图12示出了对于完全加密流的特技播放的基本原理。为此，存储在硬盘1201中的数据作为输送流1202被提供到解密器1203。而且，硬盘1201向智能卡1204提供ECM，其中智能卡1204从这个ECM生成控制字，并把它发送到解密器1203。

通过使用控制字，解密器1203解密该加密的输送流1202，并把解密的数据发送到I帧检测器和滤波器1205。由此，数据被提供到插入空P帧单元1206，它把数据传递到机顶盒1207。由此，数据被提供到电视机1208。

下面，将相对于记录包含什么内容的问题来提及某些方面。

进行单个频道的记录，记录必须包含在以后级回放该频道记录所需要的全部数据。人们可以求助于只是在某个转发器上记录所有东西，但这样的话人们将记录远多于对回放该打算记录的节目所需要的东西。这意味着，带宽和贮存空间都将被浪费。所以代替于此，应当仅仅记录实际上需要的分组。对于每个节目，这意味着必须记录所有的MPEG2强制性分组，如PAT(节目关联表)、CAT(条件访问表)，以及显然对于每个节目还得记录视频和音频分组以及PMT(节目映射表)，PMT描述哪些分组属于一个节目。而且，CAT/PMT可以描述对于流的解密所需要的CA分组(ECM)。除非记录是以解密后的明文进行的，否则也必须记录那些ECM分组。

如果所做的记录不由来自完全复接的所有分组组成，则记录变为所谓的局部输送流1300(见图13)。而且，图13显示了完全的输送流1301。DVB标准要求：如果播放局部输送流1300，则去除所有的正常的DVB强制性表，如NIT(网络信息表)，BAT(一揽子关联表，bouquet associationtable)等等。代替这些表，局部流应当插入SIT(选择信息表)和DIT(非连续性信息表)表。

下面，参照图14到图32，描述能够处理按照本发明的示例性实施例的加密数据流的系统。

应当强调指出，下面描述的系统可以在参照图1到图13描述的任一系统的框架中实施以及与其相组合实施。

下面将描述涉及到处理ECM(权利控制消息)的某些方面。

在特技播放期间跳到下一个块可以是指在流中向后跳跃。下面将说明，这可能不单是用于反向特技播放的情形，而且也是用于以中等速度前进的特技播放的情形。用于向前跳跃的前向特技播放和用于固有的向后跳跃的反向特技播放的情形，将在后面说明。

可能出现由于数据必须被解密而造成的特定问题。条件访问系统可被设计成用于传输。在正常播放中，传输的流可以用原始的定时被重建。但特技播放，由于改变的定时，可能严重牵连到密码元数据的操控。由于特技播放，数据可以在时间上被压缩，但智能卡的执行时间(latency)仍可保持不变。

为了创建特技播放流，提到的数据块可以经过解密器。这个解密器需要在加密过程中使用的控制字来解密数据块。这些控制字也可以被加密，并被存储在ECM中。在正常的机顶盒(STB)中，这些ECM可以是被调谐到的节目的一部分。条件访问模块可以提取ECM，把它们发送到智能卡，以及如果该卡具有权利或授权去解密这些ECM，则可以从它接收解密的控制字。控制字通常具有例如约10秒的相对较短的使用期限。这个使用期限可以由输送流分组标题中的加扰控制比特(SCB)指示。如果它改变，则必须使用下一个控制字。这个SCB改变或触发在图14上用垂直线和用参考标号1402指示。

参照图14，具体地，可以区分两种不同的情形或流类型：

按照图14的下面的行1401所示的流类型I，每个权利控制消息(ECM)提供两个控制字(CW)。

按照图14的上面的行1400所示的流类型II，每个权利控制消息(ECM)只提供一个控制字(CW)。

图14显示两个数据流1400，1401，包括接连安排的周期或分段A，B，C，用参考标号1403表示。在图14的上面的行1400所示的情形下，实际上每个相应的ECM提供一个控制字。与此相反，在下面的行1401，每个ECM包括两个控制字，即，与当前的周期或ECM有关的控制字，和附加地，随后的周期或ECM的控制字。因此，关于控制字的供应有某些冗余性。

在短的使用期限期间，解密信息的项目可以发送几次，这样，在这样的控制字的使用期限中半途调谐到这样的频道，并不意味着等待下一个控制字。条件访问模块可能只把它找到的第一个独特的ECM发送到智能卡，以减小或最小化加到卡上的业务量，因为它可能具有相当慢的处理器。

这显示加密流的特技播放可能有限制。可能有隐含的速度上限，这是由于智能卡的处理能力的有限速度造成的。在特技播放，10秒的控制字使用期限可能被用特技播放速度因子进行压缩。也有可能说，发送ECM到智能卡的频率被乘以速度因子。发送ECM到智能卡和接收解密的控制字可能花费约半秒。对于每个控制字有10秒的使用期限，则最大特技播放速度可能被限制到20倍。但是为了到达这个20倍，可能要求ECM在正确的时刻被发送或提供。在反向时，它们必须以某个颠倒的次序被发送。这意味着不可能仅仅依赖于它们在原始流中的位置。控制字被包装到ECM中的方式可以是供应商特定的，以及尤其对于流类型I和流类型II是不同的，如图14所示。

CW A表示被使用来加密周期A的CW，CW B表示被使用来加密周期B的CW，等等。传输时间轴沿水平方向画出。ECM A可被定义为在周期A的主要部分期间存在的ECM。可以看到，在那种情形下，ECM A保持对于当前周期A的CW，以及对于流类型I附加地保持对于下一个周期B的CW。通常，ECM可以至少保持对于当前周期的CW，以及可以保持对于下一个周期的CW。由于换台(zapping)，这对于所有的或许多供应商多半是真实的。

下面将讨论涉及到前向特技播放的某些方面。

接着，将描述跳过某些I帧可以如何生成相当高速的快进。在特技播放中，数据和从而SCB周期可被压缩一个等于速度因子的量。可以假设，不用做特别的事情，且留待让STB去使用被嵌入在流中的原始ECM。对于流类型I，只要压缩的SCB周期长于智能卡的执行时间，这就可能不成问题，因为例如ECM B也持有对于周期C的CW(见图14)。所以，整个周期B可用于CW C的解码，CW C应当是在周期C的开始时可得到而用于视频数据的解码的。这可导致最大的特技播放速度，其等于SCB周期与智能卡执行时间的比值，例如20x。然而，CW C可能在对于流类型II的ECM B中不存在，结果，这个方法对于流类型II可能会失败。

在继续进行之前，将提供有关解密器和它可如何处理CW的更多的信息。解密器可包含两个寄存器，一个用于“奇数”，另一个用于“偶数”CW。“奇数”和“偶数”并不必须指CW本身的数值是奇数或偶数。该术语具体地被使用来区分流中两个接连的CW。必须使用哪个CW来解密分组是用分组标题中的SCB来指示的。所以，被使用来加密流的CW在奇数和偶数之间交替。在图14上，这意味着，例如，CW A和CW C是奇数，而CW B和CW D是偶数。在由智能卡解密后，CW可被写入到解密器的相应寄存器中重写以前的数值，如图15所示。

图15显示两个寄存器1501，1502，包含偶数CW(寄存器1501)和包含奇数CW(寄存器1502)。而且，智能卡执行时间1500被显示于图15，这是由智能卡从ECM检索或解密CW所需要的时间。

在流类型I的情形下，每个ECM持有两个CW，结果，寄存器1501，1502在ECM解密后可被重写。寄存器1501，1502之一是现用的，而另一个是未使用中的。哪一个是现用的，取决于SCB。在本例中，SCB指示在周期B期间，偶数寄存器B1501是现用的寄存器。现用的寄存器仅仅可以用等于它已保持的CW的那个被重写，因为仍旧需要它来进行那个特定周期的其余部分的解密。所以，仅仅未使用中的寄存器可以用新的数值被重写。

更近地看在特技播放时的周期B。假设ECM在这个周期的开始被发送到智能卡，这样在这个时刻，SCB触发器1402被越过。问题是然后可将什么ECM发送到智能卡？

这个ECM应当保持CW C，以便保证由智能卡及时解密，供在周期C开始使用。

它也可以保持CW B，而不打扰在解密器中CW的正确的可用性。

再次观看图14，可以看到，对于流类型I，这意味着在周期B的开始发送ECM B，以及对于流类型II，则发送ECM C。通常，在当前的ECM保持两个CW的情形下，可以发送它，以及如果它只保持一个CW，则提前一个周期。可是提前一个周期发送ECM可能是与被嵌入的ECM相矛盾的，所以，在那种情形下，必须从流中去除后者。对于更一般化的方案，优选地，总是由特技播放生成电路或软件把原始的ECM从流中去除。读出数据块、在流中向前跳跃和发送ECM的示例性方式显示于图16。

图16显示在快进模式下操控的ECM。

在由SCB触发器1402分开的多个接连的周期1403中，多个数据块1600被再生，其中在不同的数据块之间发生切换1601。

对于流类型I，ECM B在周期A与B之间的边界处被发送。对于流类型II，ECM C在周期A与周期B之间的边界处被发送。而且，按照流类型I，ECM C在周期B与周期C之间的边界处被发送。对于流类型II，ECM D在周期B与周期C之间的边界处被发送。

为了让ECM在正确的时刻可为特技播放所用，ECM可被存储在一个单独的文件中。在这个文件中，它也可以表示ECM属于哪个周期(记录的流的哪个部分)。在MPEG流文件中的分组可被编号。一个周期的第一分组(SCB触发器1402)的号码可以与用于这个相同周期1403的ECM一起来存储。ECM文件可以在流记录期间被生成。

ECM文件的例子显示于图32。

ECM文件是在记录期间可被创建的文件。在流中可以放置ECM分组，它可包含解密视频数据所需要的控制字。每个ECM可以用于一定的周期，例如10秒，以及可以在这个周期期间传送(重复)几次(例如，100次)。ECM文件可包含这样的周期的每个第一个新的ECM。ECM数据可被写入到这个文件，以及可以附带有某些元数据。首先，可以给出序列号(从1向上计数)。作为第二字段，ECM文件可以包含SCB触发器的位置。这可以表示可使用这个ECM来正确地解密其内容的第一分组。然后，这个SCB触发器在时间上的位置可以跟随作为第三字段。这三个字段后面可以是ECM分组数据本身，图32中只显示其第一字节。ECM之间的差别是进一步向下的有用负荷，且在这里是不可见的。

通过使用被存储在ECM文件中的SCB触发器，可以容易地去检测这样的触发器是否被越过，即便这将是在一次跳跃期间。为了发送正确的ECM，可能需要知道ECM是包含一个CW还是两个CW。原理上，这是不知道的，因为它是供应商特定的，并且是秘密。然而，这可以通过在各种不同的时刻发送ECM和观察在显示器上的结果而容易实验确定。特别适用于在贮存设备本身中实施的替换的方法为如下。在SCB触发器的时刻发送一个单个ECM到智能卡，解密流，和在即将到来的两个周期内检验PES标题。对于每个GOP一个PES标题，在每个周期内约有20个PES标题。PES标题的位置可以容易地检测到，因为在分组的明文标题中PLUSI比特可以指示它的存在。如果只在第一周期期间(在智能卡执行时间后)找到正确的PES比特，则ECM包含一个CW。如果在第二周期期间还找到它们，则它包含两个CW。

这样的情形被显示于图17。

图17显示对于一个CW检测和对于两个CW检测的情形。正如可以看到的，提供了加密的内容1700的不同周期1403。对于智能卡执行时间1500，ECM A可被解密以生成相应的CW。通过解密加密的内容1700，可以生成解密的内容1701。图17上还显示PES标题1702，即，在周期A中的PES标题A(左面)和在周期B中的PES标题B(右面)。

在图17上用于一个CW的周期B的区域1703指示：数据用错误的密钥进行解密，因此被加扰。这个检验可以在记录的同时完成，在这种情形下，例如这将花费20到30秒。它也可以离线地完成，因为仅仅必须检验由PLUSI表示的两个分组(一个周期一个分组)，它可以是非常快的。在适当的PES标题不可得到的不大可能的事件中，可以代之以使用图像标题。事实上，任何已知的信息都可以使用于检测。无论如何，一个/两个CW指示可被存储在ECM文件中。

因此，至今为止，假设在流中的跳跃将最大限度越过一个SCB触发器。如果一个以上的SCB触发器被越过，则所述的方法可能必须被修改。在这样的情形下将需要用于发送ECM的新的方案。图18例示了这种情形。

图18例示了跳跃越过两个SCB触发器1402。

按照图18的方案，ECM A在流类型I的帧中在周期A的开头被发送。在流类型II的帧中，在周期A的开头发送ECM B。而且，按照流类型I，ECM C在周期B的开头被发送，以及在流类型II的帧中，ECM D在周期B的开头被发送。

首先，可以预作准备，以知道下一个跳跃是否将越过一个或两个SCB触发器1402。这是选择该包含解密在下一个跳跃后的数据的CW的ECM来作为要被发送到智能卡的ECM所必须的。但在两个SCB跳跃后的数据是用与在跳跃前的数据相同的CW类型(奇数或偶数)来被加密的。发送包含在跳跃后需要的CW的ECM将自动用不同的数值重写解密器中的现用寄存器，因此导致在当前的周期中的数据的丢失。所以，该方法失败，以及跳过两个SCB触发器是不可能的。

这也可以是对于最大特技播放速度的一个限制因子。假设对于一个时刻，跳跃尺寸的最大值是一个SCB周期，则例如10秒的原始的时间距离可被压缩到一个特技播放GOP的显示时间。对于IPPP，这在欧洲可以等于160ms。这是约60x的特技播放速度因子。因为一不是跳跃时间，而是固定的分组数目，所以最大跳跃尺寸可以转换成例如5秒。智能卡的执行时间，或换句话说，吞吐量可以是限制特技播放速度的占主导的因子。

下面，将描述有关反向特技播放的某些方面。

在反向特技播放，执行在流文件中的后向跳跃。属于某个帧的数据在前向模式被读出，但因为创建反向播放，所以读出的下一个图像将是流中的在前图像。

数据块可被读出和可以进行跳跃的方式显示于图19。

图19显示发送ECM A的时间点1900，以及显示发送ECM B的时间点1901。

以上已经对于前向特技播放讨论了特定的ECM问题。下面，将讨论在反向时将发生什么。

参阅图19，可以检测以下项目：

·当进入某个周期时，用来解密来自这个周期的数据的CW应当已经(仍旧)存在于解密器中。

·在前的正常播放周期(下一个特技播放周期)总是在向后跳跃期间进入。

·当进入周期C时，应当发送保持CW B的ECM，以便在最高的可能特技播放速度处酌留智能卡的执行时间。

·这个ECM然后可以保持CW C，而对于周期C的接连的解密过程没有任何干扰(在解密器中的CW C被CW C重写)。

所以，通常，当以反向方向进入一个周期时，可以发送保持在前的正常播放周期的CW和可以保持我们刚进入的周期的CW的ECM。

参阅图14，可以看到，当以反向进入周期C时，对于流类型I和对于流类型II，ECM B必须被发送到智能卡。通常，ECM必须从所进入的周期之前的周期被发送。再次参阅图19，还可以看到，SCB触发器1402可以被越过一次以上，以及有可能两次反向进入一个周期。为了确定ECM可以在这些场合中的哪些场合被发送，将评估当进入周期C时会发生什么。

·如果周期C第一次被进入，则将读出延伸到周期D的数据块。为了解密这个块，在解密器寄存器中应当存在CW C和CW D。在周期C第一次被进入的时刻，确实是这种情形。

·假设ECM在周期C第一次被进入的时刻被发送，则在智能卡执行时间后，CW B将重写解密器寄存器中的CW D。如果这个执行时间短于读出和解密数据块所需要的时间，则这个块的最后部分将不被正确地解密。

·然而，当第二次进入周期C时，不再需要CW D，因为延伸跨过在周期C和D之间边界的数据块已经完全解密。所以，在这个时刻，CW B可以安全地重写CW D。在这个时刻发送ECM B是一个正确的解决方案。

可以容易地检测，特定的周期要被进入不仅一次，而且要第二次进入。分组中的块尺寸、在流文件中将被跳到的位置、以及SCB触发器1402当它被存储在ECM文件中时的位置是已知的。如果从跳跃目标到SCB触发器1402的距离小于块的尺寸，则周期可以被第二次进入。

所以，通常，ECM可以在最后跳跃进周期的开始被发送。这是在刚进入的周期之前的周期的ECM。这显示于图19。也有可能说，如果两个周期的边界处在跳跃之前和之后的各块的末尾之间的话，这个ECM可以在跳跃时被发送。这可以省略检测该周期是否将被进入两次的需要，以及对于在周期内的跳跃可以跳过ECM插入。

下面将讨论有关中等速度前向特技播放的某些方面。

图16显示对于前向播放的理想情形，其中接连的数据块不重叠。但如果特技播放速度是中等的，即，没有I帧被跳过，则在正常播放流被加密且I帧的位置未知的情况下可能发生某些重叠。

图20显示这种效果。

具体地，图20显示时间点2000，在这时，ECM C被发送用于流类型I，以及ECM D被发送用于流类型II；以及显示时间点2001，在这时，ECM B被发送用于流类型I，以及ECM C被发送用于流类型II。

上面已提到，ECM可以在SCB触发器1402的越过处被发送。现在，因为是反向，所以特定的触发器1402有可能在特技播放方向被越过两次。为了相同的原因，ECM应当在触发器1402被最后一次越过时发送。这里，这也是可以容易检测的。再次地，块尺寸和在跳跃目标之间的距离是已知的，从这里可以得出是否作出后向跳跃。如果是的话且如果已知的SCB触发器1402位置在这样的后向跳跃期间被越过，则这个SGB触发器1402将被再次越过，对于前向特技播放，通常，ECM应当在最后一次进入一个周期1403时被发送。换句话说，ECM可以在新的周期被进入时发送，除非SCB触发器1402位于下一个跳跃目标之后。

接着，将讨论有关发送ECM的某些方面。

在以前的有关ECM的操控的讨论中，曾提到ECM必须发送到智能卡。这里，描述如何从完全加密的正常播放流构建明文特技播放流。由于它是明文的，在遵从MPEG的特技播放流本身中不需要ECM，但为了构建该特技播放流，可能会需要它们。包括解密器的特技播放生成可以是贮存设备的一部分。如果在这个设备中也存在智能卡，则发送ECM可以就正如所说的，ECM在变换到智能卡接口格式之后在正确的时刻被发送到智能卡。但在理论上，这个格式可能是未知的，因为加到智能卡的命令可以是供应商特定的，以及是秘密。所以，ECM应当被发送到该智能卡所连接到的保密设备。如果在贮存设备本身中不存在智能卡，则应当例如在STB中建立与外部智能卡的某种保密通信。

然而，因更通用的方法的原因，另一个选项可能是优选的，其中必须的ECM被嵌入在输送流块中，该输送流块被发送到条件访问模块(包括解密器)用于明文I帧提取。被嵌入的原始ECM可以从这个流中被去除。在某个时刻发送ECM，意味着它必须在那个点被插入到去往解密器的流中。这些ECM也可以如在正常的广播信号中那样被定期地重复，但这实际上不是必须的，所以，可能使得特技播放生成复杂化。

下面，将描述有关在正常播放与特技播放之间的切换的某些方面。

在正常播放与特技播放之间的切换可能导致某些特殊的影响。实际的行为可以取决于控制字(CW)的可得到性和从而取决于ECM(权利控制消息)的操控和处理。

参照图21，将描述特技播放系统2100。

特技播放系统2100包括贮存设备2103、特技播放生成器2101和接收机2102。贮存设备2103存储要被再生的数据，这些数据作为输送流2105被提供到特技播放生成器2101的解密器单元2106和切换单元2108。切换单元2108可以在正常播放模式(NP)与特技播放模式(TP)之间进行切换。经由控制单元2109，想要的特技播放的速度，以及是想要正常播放还是特技播放的事实可以选择地被输入。这个信息从控制单元2109被提供到贮存设备2103。控制单元2109例如可以由用户经由用户接口来控制。

而且，控制单元2109把进入的数据或命令提供到特技播放流构建单元2107和ECM存储器单元2112。贮存设备2103不单把输送流发送到解密器单元2106和切换单元2108，而且还把被存储在ECM文件2104中的ECM数据提供到ECM存储器单元2112。ECM存储器单元2112也接收来自控制单元2109的参数，它把ECM数据提供给特技播放流构建单元2107和智能卡接口单元2111。而且，智能卡接口单元2111适合于与智能卡2110通信。智能卡2110生成控制字(CW)，并把控制字经由智能卡接口单元2111提供到解密器单元2106。

在正常播放模式，切换单元2108的切换的位置是如图21所示。在这个工作模式，输送流2105直接被提供到接收机单元2112。然而，当选择特技播放模式时，开关将进到另一个位置，这样，输送流2105将被特技播放流构建单元2107处理，它把特技播放数据提供到接收机2102，更具体地，提供到接收机2102的解密器单元2113和接收机2102的ECM提取器单元2116。

ECM提取器单元2116把ECM提供到智能卡接口2117，它通信地耦合到智能卡2118。根据ECM，智能卡接口2117给解密器单元2113提供控制字作为解密信息。在传递给解密器单元2113后，数据被传送到解码器/再现器单元2114，从这里，数据2115可被发送到显示单元(未示出)。

如图21所示，具体地，必须考虑两个方面。第一方面是对于可以解密、解码和再现在正常播放与特技播放之间切换的信号的接收机2102的影响。第二方面是切换相对于特技播放生成器2101的影响。

下面，进一步描述接收机单元2102。按照这里描述的技术生成的特技播放流可以是明文流。在这种情形下，在接收机2102中不必解密特技播放流，以及MPEG解码可以在切换到特技播放后立即开始。

下面，进一步描述特技播放生成器2101。特技播放生成器2101可以解密数据流，以便选择明文I帧和从它构建特技播放流。这个处理过程应当在切换到特技播放之后尽可能快地开始。尤其是，每个ECM的CW数目影响这一点。这个信息被看作为是已知的(例如，从CPI文件，参阅图4的相应的说明)，因为它对于连续的特技播放生成也是必须的。

下面，将讨论从特技播放到正常播放的切换的具体的情形。

这里描述当从特技播放切换到正常播放时可能发生的特殊效应。再次地，将区分特技播放生成器2101和接收机2102。

当切换到正常播放时，特技播放生成器2101可以只是停止它的运行。所以，相对于这个特技播放生成器可以不必采取专门的措施。但正如此后说明的，特技播放生成器2101可以通过具体地在这个点采取某些专门的行动而改进接收机2102中切换的效果。

当切换到加密的正常播放流时，在接收机2102中可能出现某些特殊的效果。对两种情形进行区分可能是适当的，即，由接收机2102和特技播放生成器2011使用分开的解密器或一个共同的解密器。

接着，将描述具有分开的解密器的情形。

如果接收机2102和特技播放生成器2011处在经由数字总线互相连接的单独的盒子中，则可能发生这种情形，但这种配置也可以被使用于当二者处在同一个盒子时的情形(见图21)。切换问题和某些解决方案在后面说明。

当从明文特技播放切换到加密的正常播放流时，正确的解密应当尽可能快地开始。由于在明文特技播放期间ECM流被中断的事实，可能在用户能够再次观看正常播放视频之前要等一会。对于4x前进的特技播放速度的这种情形显示于图22。

图22显示周期A和B的序列，其中A涉及具有表格ID 0x80的ECM的周期，以及B涉及具有表格ID 0x81的ECM的周期。上面一行2200显示块A和B的序列。下面一行2202显示块A和B的序列，两个正常播放部分2202中间夹一个特技播放部分2203。

在切换到正常播放2202后的第一个ECM可能不是从流中提取的且然后被转发到智能卡用于处理。同一个ECM可以重复发送，以及在表格ID中从0x80到0x81的轮转(toggle)或反之亦然可以指示到新的ECM的改变。为了限制到智能卡的业务量，仅仅把从表格ID检测的新系列的第一个ECM传送到智能卡。在切换到特技播放2203之前最后提取的ECM和在切换回正常播放2202之后的流中的第一个ECM是同一种类型(都是0x80或0x81)的情形下，这个第一个ECM可不被提取和处理。

在图22上，在特技播放之前的最后的ECM和在特技播放之后的第一个ECM都是B型，是具有0x81的表格ID的ECM。没有附加措施，则可能需要等待，直到遇到不同类型(在本例中是A)的下一个ECM为止，这会花费很长时间，例如10秒。在这个周期期间，可能没有正确的解密，所以没有正常播放流2202的MPEG解码和图像显示。

下面，将说明对于上述的问题的四个可能的解决方案。

解决方案1

可以采取某一措施来避免从特技播放2203到正常播放2202的过大的切换时间。第一个选项是在接收STB中引入对于ECM的超时功能性。在正常情形下，ECM决不会相隔超过比如说800ms。如果在几秒内在流中不存在ECM，则可以使得STB进入一个状态，其中它把第一个遇到的ECM发送到智能卡。这保证在明文特技播放后的第一个ECM被处理。对于流类型II，当智能卡繁忙时，有时会引入附加延时。在这种情形下，可能会发生：智能卡被占用某一时间，而这可能妨碍去及时处理下一个ECM。

解决方案2

包含特技播放生成器的贮存设备也可以迫使去使用正常播放流2202的第一个ECM。

这种情形显示于图23。

记住在切换到特技播放(例如，快进)之前的最后的ECM的类型(0x80或0x81)。当再次切换到正常播放2202时，可以把它与在正常播放流2202中的第一ECM的类型进行比较。如果是相同的，则在正常播放流2202中的第一ECM的表格ID被改变为另一个数值，确保它将由接收机被发送到智能卡。箭头2300指示一个颠倒的表格ID。附加切换延时可以等于上述的解决方案1。

解决方案3

在这种情形下，特技播放生成器在接收到切换命令的时刻把ECM加到特技播放流(例如，快进)的末尾。从ECM文件，特技播放生成器知道正常播放流2202的第一ECM是什么。然后它把这个ECM插入到特技播放流2203的末尾，但表格ID是与记住的表格ID相反的。

在图24上，对于正常播放流2202的第一部分的ECM是类型B，以及在特技播放之前的最后ECM的记住的类型也是B。所以，对于解密直接跟随特技播放2203的正常播放流2202所需要的ECM是取自ECM文件，且被插入在特技播放流2203的末尾，但表格ID被改变到A。这保证这个ECM正好在切换时刻之前被发送到智能卡。特技播放生成器可以在真正切换到正常播放2202之前的比如说0.5到1.0秒内把静止图像2400插入在这个ECM之后，以便补偿智能卡执行时间。虽然上述的例子涉及到快进，但这也可以是快退。

解决方案4

第四选项是由特技播放生成器把ECM插入到特技播放流。虽然对由接收机处理特技播放数据不是必需的，但它也不打扰这种处理。另一方面，它可以通过保持ECM流进行而防止ECM中断。

但什么ECM适合于插入到特技播放流？第一个可能性是在刚被复制到特技播放流的原始加密I帧中存在的嵌入ECM。这些ECM适合于前向特技播放。在反向，可能出现奇怪的效果，因为并不仅仅是各ECM的一个反向序列。在I帧期间，ECM处在正常前向次序，但I帧处在反向次序。所以，有可能来回地通过表格ID触发器，这增加了到智能卡的ECM业务量。在最大反向特技播放速度下，智能卡可能不能操控这个业务量。结果，可能常常不能确定当切换到正常播放时、接收机的解密器处在什么状态。

甚至更合乎逻辑的可能性是，特技播放生成器插入被用于特技播放生成的EM。事实上，它们已经被插入到去往特技播放生成器的解密器的流中。所以，只是把它们留在构建的特技播放流中便产生了这种情形。当切换到正常播放时，现在将发生什么情形？再次地人们可能区分前向与反向。

接着，将讨论从前向到正常播放的过渡。

这显示于图25。

图25显示从前向特技播放模式2500(在接连的数据块2500之间的跳跃用箭头2502表示)到正常播放模式2501的过渡2503。特别地，图25显示一个在该处ECM C(CW C和CW D)被发送用于流类型I，和ECM D(CWD)被发送用于流类型II的时间点2504，以及显示一个在该处ECM D(CWD和CW E)被发送用于流类型I，和ECM E(CW E)被发送用于流类型II的时间点2505。

在连续的特技播放前向期间ECM的发送是使得：解密器在当前的周期内总是保持CW。保持用于下一个周期的CW的ECM在进入到当前的周期时被发送到智能卡。这个CW在切换时刻可能仍旧在智能卡中，但它当然在当前周期结束前是可用的。在切换到正常播放后遇到的第一ECM具有表格ID，它可以不同于或等同于在特技播放流中最后的ECM。这取决于一个/两个CW情形。这与这个ECM是否被智能卡处理是无关的，因为在任一种情形下解密器寄存器的内容都将不改变。所以无论切换点位于当前周期中的何处，在接收机中的解密器总是保持当前周期的CW，以及下一个周期的CW在进到这个周期之前当然是可用的。所以，在接收机中正常播放流的正确解密可以在切换到正常播放后立即开始，并且将不被中断。

接着，将讨论从反向到正常播放的过渡。

这样的情形显示于图26。

图26显示从反向特技播放模式(在接连的数据块2500之间的跳跃用箭头2502表示)到正常播放模式2501的过渡2503。具体地，图26显示一个在该处ECM B被发送的时间点2600，以及显示一个在该处ECM C被发送的时间点2601。对于流类型I和流类型II的细节可以取自图26所示的表格。

在这种情形下，下一个正常播放周期的CW将决不会在切换时刻可用。在接收机中的解密器将保持用于当前和下一个特技播放周期的CW，但这些是当前的和在前的正常播放周期。假设：过渡2503发生在当前周期C的中间的某个地方。在过渡时刻之前由STB接收的最后的ECM是在前的正常播放周期的ECM B。在过渡后接收的第一个ECM将是当前周期的ECM C。它将在约100ms内遇到。因为这个EMC C具有与在前的ECM B不同的表格ID，它将被继续传送到智能卡和被处理。所以，正确的解密可以立即开始。但如果切换点接近于周期的结束的话，这个解密可被中断。

流类型I可以在周期结束时在ECM中具有接近1秒的间隙。在这个间隔期间切换意味着没有遇到ECM C，以及ECM D是在最后的特技播放ECM是ECM B后的第一正常播放ECM。因为ECM B和D具有相同的表格ID，ECMD将不被处理以及正常播放流将被中断达一个完整的周期。所以可被跳到的正常播放点应当至少是在周期结束处在ECM中的间隙之前。如果切换点是在周期的最后一秒内，在正常播放流中往回跳一点可能是适当的。对于流类型II的效果可以或多或少相同。

在这种情形下，ECM D可能例如已经在周期的最后600ms期间被发送。所以在这个间隔中切换意味着：在这里ECM C也被错过，具有与上述的相同的效果。所以，在这里在大于周期结束之前600ms跳到正常播放开始点是适当的。事实上，在两种情形下可以应用相同的技术。

还要考虑另一种效果。如上所述，在当前周期中的剩余正常播放时间应当酌留给对这个周期的ECM的访问。但另外，应当一定做到让这个ECM被处理。然而，特别是在高的特技播放速度下，智能卡仍旧可能忙于处理ECM B。在这个繁忙时间期间，进入的ECM不能被发送到智能卡，且可以很容易被丢弃。并不保证它们将被缓冲用于以后的处理。智能卡将仍旧繁忙的时间可以取决于特技播放速度和切换点在周期中的位置。但无论如何它将不大于智能卡的执行时间。所以这个执行时间可被加到以上讨论的1秒的间隔。通常，有可能说，当从反向切换到正常播放时，正常播放的开始点应当最小限度地处在当前周期结束之前约2秒左右。

下面，将讨论有关切换延时的某些方面。

通过在正常播放流的开始时的解密，会引入附加切换延时。对于以上的解决方案1和2，这个延时可以等于直到在正常播放流中遇到第一ECM的时间加上智能卡延时。

对于解决方案3，它仅仅等于智能卡延时，这可以由静止图像的显示被补偿。

解决方案4如果正确地实施就不引入任何切换延时，但当来自反向时，正常播放的开始位置可以有某些移位。

接着，将说明与MPEG有关的切换的进一步优化。

为了在屏幕上尽可能快地有图像，也有与MPEG解码有关的效果。假设正常播放流的解密可以立即开始，则跳到GOP的开始以便对MPEG解码器最快响应可以是适当的。在只由I和P帧组成的流的情形下，解码可以从作为GOP中的第一帧的I帧开始，然后可以继之以参照这个I帧的P帧。在流中还存在B帧的情形下，由于在发送流中帧的重新排序(见图3)，将有解码问题。在流中遇到的第一个B帧不属于以第一个解码的I帧开始的显示GOP。事实上，它们属于在前的GOP，且它们不单参照这个I帧，而且还参照在前发送的P帧。这个P帧当在发送的GOP的开始处开始重放时是不可用的。这导致这些B帧的不正确解码，因此导致在正常播放流开始的破坏的图像。事实上，对于包含B帧的传送的MPEG流是没有理想的进入点的。最好的可用点仍旧是I帧的开始。在明文流的情形下，有可能通过去除位于I帧与下一个P帧之间的第一个B帧而清理(clean up)正常播放流的开始。然而，这在其中可能不知道B帧位置的加密流的情形下是不可能的。

为了使得流级别的过渡尽可能连续，特技播放数据块的读出和特技播放GOP的相关生成和传输应当在跳到正常播放流之前完成。

所以，可能优选地是结束特技播放GOP，然后跳到正常播放GOP的开始。这个GOP从何处开始，特别是对于加密流而言，可能是未知的。但无论如何，特技播放生成器可以以最佳的方式确定它的跳跃目标。如果GOP的开始是未知的，则对于MPEG的优化反正是不可能的。如果另一方面，GOP的开始已从CPI文件知道，则它们将被用作为可能的跳跃目标。开始正常播放的逻辑点是在切换命令被接收之前的最后的特技播放跳跃目标或者是在这个命令之后的第一个目标。

在以上的解决方案1和2的情形下，正常播放流的正确解密不能在进入点立即开始。首先，正常播放流的ECM本身必须被提取和被处理。这意味着，不能使用特技播放跳跃目标。所以，这些解决方案通常不是优选的。

解决方案3将总是发送被连接到正常播放流的开始的ECM，然后等待智能卡的执行时间。这意味着，任何跳跃目标可被选择做为正常播放流的开始点。正常播放流的正确解密在这个点立即开始。

解决方案4，从解密看来，具有最小的切换延时。在这种情形下，正常播放不应当在切换命令之前的最后的特技播放跳跃目标时开始，因为这在某些情形下会导致问题。

可以假设，在接收到切换命令的时刻，达到位于周期B和C的边界的数据块的末尾，如图27所示。

图27显示从前向特技播放模式(在接连的数据块2500之间的跳跃用箭头2502表示)到正常播放模式2501的过渡2503。具体地，图27显示在流类型II的情形下发送ECM D(CW D)时，或在流类型I的情形下发送ECM C(CW C和CW D)时的时间点2700。

在周期C开始的某个地方，将重写CW B的ECM已经在SCB触发器1402被越过的时刻被发送到智能卡。在作为位于周期B中的这个相同块的开始的最后跳跃目标处开始正常播放2501导致不正确的解密，因为CW B是不再可得到的。另一方面，如果正常播放是在切换命令后的第一个跳跃目标处开始，则不发生这个问题。

在本例中，正常播放开始点2503然后位于周期C，这意味着，不再需要CW B。所以，在解决方案4的情形下，正常播放可以在切换命令后的第一个跳跃目标处开始。

另外当从反向切换到正常播放时，可以出现ECM的某些问题。但解决方案是相同的：正常播放在切换命令后的第一个跳跃目标处开始。正如前面讨论的，在这种情形下，正常播放开始点不应当位于周期的最后的部分。如果设想的正常播放开始点太接近于周期的结尾，则特别地有两个可能的动作：

·选择在流中或多或少更早的正常播放开始点。这个点是基于在CPI文件中的信息，如果其存在的话。

·继续进行特技播放，直至下一个跳跃目标不再在一个周期的最后部分为止。然后以这个目标作为开始点切换到正常播放，

图28显示从特技播放2500到正常播放2501的优化的切换。

图28显示从特技播放模式(在接连的数据块2500之间的跳跃用箭头2502表示)到正常播放模式2501的过渡2503。具体地，图28显示发送ECM C的时间点2800、发送ECM B的时间点2801、在流类型II的情形下发送ECM D或在流类型I的情形下发送ECM C的时间点2802、以及在流类型II的情形下发送ECM E或在流类型I的情形下发送ECM D的时间点2803。

图28显示从特技播放到正常播放的优化的切换，考虑了解密和MPEG影响如下：

·当接收到切换命令时，首先结束当前的特技播放GOP。

·如果必要，继续进行特技播放反向，直至下一个跳跃目标是在周期的结尾处禁止的间隔之外。

·然后在下一个特技播放跳跃目标处开始正常播放。

由于相对于MPEG的切换的优化的结果，可以大大地减小在切换时刻在MPEG流中的不连续性。第一不连续性是在PCR处和在DTS/PTS处。当从正常播放切换到特技播放时，可以避免这些不连续性，但由于在特技播放中的压缩时间轴，当切换回正常播放时，它们不能被避免。另一个不连续性可以是在连续性计数器上。实际的解码器可以对于所有的这些不连续性作出反应。无论如何，把它们尽可能多地用信号通知给解码器可能是适当的。如果特技播放生成器和解码器是在一个盒子中，则这可以是相当容易的，否则可以使用由MPEG标准提供的可能性。

当在特技播放与正常播放之间切换时，还可以有与在流中的服务信息(SI)表有关的问题。相当可能地是，至少某些表格将分割到多个分组。这也意味着，当表格仅仅部分地被接收/处理时，可以进行切换。强制性表格PAT(节目关联表)、CAT(条件访问表)、和PMT(节目映射表)由特技播放机创建，并被嵌入在特技播放流中。在特技播放期间不传送其它的表格。

当切换到特技播放时，不连续性可以通过在特技播放机与正常播放之间的某种同步而被避免。当切换回正常播放时，特技播放机不能保证不存在不连续性。PAT/CAT/PMT表在特技播放GOP内是完整的。因为特技播放GOP在切换到正常播放之前被完成，在特技播放流的末尾不存在不完整表格。但不知道相对于表格跳跃到正常播放流中的何处。所以在切换后遇到的第一个表格分组可能只包含一个表格的最后部分。不知道STB对于这一点如何反应，但事实上，可以预期，这样的分组将被丢弃，因为对于表格的解析需要一个表格标题。因此，当如所描述的那样动作时，可能并没有真正的问题。

实际上，除了PAT/CAT/PMT以外的所有表格应当从记录的局部输送流中被去除，以及应当插入SIT(选择信息表)和DI T(不连续性关联表)，SIT包含所有的相关的SI数据。DIT用信号通知不连续性，以及可以(应当)被在切换点插入。接受部分TS的盒子当存在DIT时应当明白DIT的意义。在DVB标准中主张：无论何时发生部分比特流不连续性，属于PID0x001E(DIT)的两个输送流分组应当直接在过渡点插入，在其间没有其它分组。第一个分组应具有184字节的适配字段，填充有被设置为“1”的不连续性标志(以便对于在独立的传输/贮存级处引入的接连的过渡，保证遵从MPEG-2连续性计数约束条件)。这些输送分组的第二个分组应当包含“DIT”，以及不应将这样一个标志设置为“1”。

接着，将描述具有公共的解密器的实施例。

由接收机和特技播放生成器使用一个公共的解密器可以是当接收机和特技播放生成器被组合在一个盒子中时的情形。并没有违反共享，因为这个解密器在特技播放期间仅仅由特技播放生成器使用和在正常播放时仅仅由接收机使用。

图29显示具有公共解密器2106的系统2900，其中大多数部件用按照图21的系统2100的相应功能部件的参考标号表示。然而，在系统2900中随公共解密器2106提供了一个附加的开关2901。

从切换观点看来，对于一个公共解密器2106的情形等同于对于两个同步的分开的解密器的情形。这事实上是以前描述的、对于两个分开的解密器的解决方案4的情形。也可以使用解决方案2和3，但对于一个公共的解密器2106，ECM业务在特技播放期间不被中断。所以，所记忆的表格ID不应当是最后的正常播放ECM的那个，而是来自在特定切换的ECM之前发送到解密器的最后的ECM。这是特技播放流的最后正常的ECM的表格ID。繁忙的智能卡的问题可以通过选择切换时刻而被避免。所以对于两个分开的解密器描述的大多数内容在这里也是可应用的。

下面，参照图30，描述按照本发明的示例性实施例的、用于处理加密数据流3001的设备3000。

解密消息，即ECM，被提供用于解密加密数据流3001的每个周期1403，其中每个ECM包括多个控制字(CW)作为解密元素。

设备3000包括检测单元3002，用于检测每个权利控制消息(ECM)的控制字的数目。这个数目对于流类型I是2，和对于流类型II是1。加密数据流3001可被提供到检测单元3002。

设备3000还包括确定单元3003，用于根据检测到的数目确定在周期1403的序列中提供ECM的位置。为此，可以编码每个ECM的多个控制字的检测单元3002的输出可被提供到确定单元3003。而且，确定单元3003可以被提供以加密数据流3001，以及可以随之修改加密数据流3001，以便适当地定位或插入ECM。

(原始的或修改的)加密数据流可被提供到生成单元3004，它可以解密该加密数据流3001，提供后者用于正常播放模式，以及经由再生单元3005再生它，或可以替换地从加密数据流3001生成特技播放流，以便在再生单元3005上执行特技播放。

当检测单元3003检测到相应于特定周期1403的ECM包括每ECM两个控制字(流类型I)时，则确定单元3003可以提前零分段提供ECM。替换地，当检测单元3002检测到ECM的控制字的数目是1时，则确定单元3003可以提前一个周期1403提供ECM(流类型II)。

下面，参照图31，描述按照本发明的另一示例性实施例的、用于处理加密数据流3101的设备3100。

再次地，作为解密消息的ECM可被提供用于解密加密数据流3101的每个周期1403。

设备3100包括检测单元3102，用于检测从特技播放再生模式(例如，快进模式)到正常播放再生模式的切换。用户可以通过操作用户接口3103，例如通过按压相应的按钮，而发起这样的切换。

在这样的事件中，检测单元3102把这个信息传送到确定单元3104和生成单元3105。

确定单元3104适合于根据在特技播放再生模式之前的最后ECM与在正常播放再生模式中的第一个ECM的比较，保证在正常播放再生模式下的第一ECM被发送到智能卡。确定单元3104可以随之修改加密数据流3101。

而且，生成单元3105能够选择地生成要被再生单元3106再生的特技播放再生流或正常播放再生流。为此，生成单元3105被提供以加密数据流3101，以及可以从检测单元3102和/或从确定单元3104接收控制信息。

确定单元3104可以适合于确定在正常播放再生模式下的第一个ECM是否要被处理，以避免当从特技播放生成模式切换到正常播放模式时过多地中断再生。

应当指出，术语“包括”不排除其它单元或步骤的存在，以及“一”或“一个”不排除多个。另外，结合不同实施例描述的单元可以被组合。

还应当指出，在权利要求中的参考标记不应当解释为限制权利要求的范围。

Claims (38)

1. 一种用于处理加密的数据流(3001)的设备(3000)，其中解密消息被提供来解密该加密的数据流(3001)的每个分段(1403)，其中每个解密消息包括多个解密元素，其中该设备(3000)包括

检测单元(3002)，用于检测每个解密消息的解密元素的数目；

确定单元(3003)，用于根据检测到的数目确定用来相对于分段(1403)的序列提供解密消息的位置。

2. 按照权利要求1的设备(3000)，

其中解密消息是权利控制消息，以及解密元素是控制字。

3. 按照权利要求1的设备(3000)，

其中相应于特定的分段(1403)的解密消息被先于该特定分段(1403)提供。

4. 按照权利要求1的设备(3000)，

其中确定单元(3003)适合于在每个解密消息的检测到的解密元素的数目是2的情形下直接在相应的分段(1403)之前提供解密消息。

5. 按照权利要求1的设备(3000)，

其中确定单元(3003)适合于在每个解密消息的检测到的解密元素的数目是1的情形下提前一个分段(1403)提供解密消息。

6. 按照权利要求1的设备(3000)，

包括存储单元，适合于把解密消息存储在一个单独的文件中。

7. 按照权利要求6的设备(3000)，

其中该文件指示每个解密消息到相应的分段(1403)的分配。

8. 按照权利要求4的设备(3000)，

包括两个寄存器(1501，1502)，用于存储被分配给解密消息的两个解密元素，其中一次只有两个寄存器中的一个寄存器能够重写被存储在其中的数据。

9. 按照权利要求5的设备(3000)，

包括两个寄存器(1501，1502)，用于存储解密元素，其中一次只有两个寄存器中的一个寄存器能够重写被存储在其中的数据。

10. 按照权利要求1的设备(3000)，

包括控制单元，适合于从加密数据流(3001)中去除原始提供的解密消息。

11. 按照权利要求1的设备(3000)，

适合于处理视频数据或音频数据的加密数据流(3001)。

12. 按照权利要求1的设备(3000)，

适合于处理数字数据的加密数据流(3001)。

13. 按照权利要求1的设备(3000)，

包括再生单元(3005)，用于再生解密数据流。

14. 按照权利要求1的设备(3000)，

包括生成单元(3004)，用于处理数据流，以便在特技播放再生模式下再生。

15. 按照权利要求14的设备(3000)，

其中特技播放再生模式是包含以下项的组中的一个：快进再生模式、快退再生模式、慢动作再生模式、冻结帧再生模式、瞬时重放再生模式、和反向再生模式。

16. 按照权利要求1的设备(3000)，

适合于处理加密的MPEG2数据流(3001)。

17. 按照权利要求1的设备(3000)，

被实现为包含以下项的组中的至少一个：数字视频记录设备、网络使能的设备、条件访问系统、便携式音频播放器、便携式视频播放器、移动电话、DVD播放器、CD播放器、基于硬盘的媒体播放器、互联网无线设备、公共娱乐设备和MP3播放器。

18. 一种处理加密的数据流(3001)的方法，其中解密消息被提供来解密加密的数据流(3001)的每个分段(1403)，其中每个解密消息包括多个解密元素，其中该方法包括以下步骤：

检测每个解密消息的解密元素的数目；

根据检测到的数目确定用来相对于分段(1403)的序列提供解密消息的位置。

19. 一种计算机可读的媒介，其中存储处理加密的数据流(3001)的计算机程序，其中解密消息被提供来解密加密的数据流(3001)的每个分段(1403)，其中每个解密消息包括多个解密元素，该计算机程序在被处理器执行时，适合于控制或实行以下的方法步骤：

检测每个解密消息的解密元素的数目；

根据检测到的数目确定用来相对于分段(1403)的序列提供解密消息的位置。

20. 一种处理加密的数据流(3001)的程序单元，其中解密消息被提供来解密加密的数据流(3001)的每个分段(1403)，其中每个解密消息包括多个解密元素，该程序单元在被处理器执行时，适合于控制或实行以下的方法步骤：

检测每个解密消息的解密元素的数目；

根据检测到的数目确定用来相对于分段(1403)的序列提供解密消息的位置。

21. 一种用于处理加密的数据流(3101)的设备(3100)，其中解密消息被提供来解密加密的数据流(3001)的每个分段(1403)，

其中该设备(3100)包括：

检测单元(3102)，用于检测从特技播放再生模式到正常播放再生模式的切换；

确定单元(3104)，用于确定操控解密消息的方式，以避免当从特技播放再生模式切换到正常播放再生模式时过多地中断再生。

22. 按照权利要求21的设备(3100)，

其中确定单元(3104)适合于根据在特技播放再生模式之前的最后的解密消息和在正常播放再生模式中的第一解密消息，来确定是否要修改在正常播放再生模式中的第一解密消息。

23. 按照权利要求21的设备(3100)，

其中确定单元(3104)适合于根据在特技播放再生模式之前的最后的解密消息与在正常播放再生模式中的第一解密消息的比较，来确定是否要修改在正常播放再生模式中的第一解密消息。

24. 按照权利要求21的设备(3100)，

其中如果在大于预定的阈值周期内在数据流中不存在解密消息，确定单元(3104)适合于确定：在正常播放再生模式中第一个遇到的解密消息要被发送到解密消息处理器。

25. 按照权利要求23的设备(3100)，

其中当比较产生在特技播放再生模式之前的最后解密消息与在正常播放再生模式中的第一解密消息涉及到相同的解密消息类型的结果时，确定单元(3104)适合于确定要修改在正常播放再生模式中的第一解密消息。

26. 按照权利要求21的设备(3100)，

其中确定单元(3104)适合于当检测到从特技播放再生模式到正常播放再生模式的切换时，把最后的解密消息加到在特技播放再生模式的数据流的末尾，该最后的解密消息是在正常播放再生模式中的第一解密消息的拷贝，但带有的解密消息类型与所记住的消息类型相反。

27. 按照权利要求21的设备(3100)，

其中确定单元(3104)适合于在特技播放再生模式中在数据流内加上至少一个解密消息。

28. 按照权利要求27的设备(3100)，

其中确定单元(3104)适合于从特技播放再生模式中数据流内的原始加密的帧内编码帧复制解密消息。

29. 按照权利要求27的设备(3100)，

其中确定单元(3104)适合于在特技播放再生模式中在数据流内插入用于生成在特技播放再生模式中的数据流的解密消息。

30. 按照权利要求21的设备(3100)，

适合于处理视频数据或音频数据的加密数据流(3101)。

31. 按照权利要求21的设备(3100)，

适合于处理数字数据的加密数据流(3101)。

32. 按照权利要求21的设备(3100)，

包括再生单元(3106)，用于再生解密数据流。

33. 按照权利要求21的设备(3100)，

其中特技播放再生模式是包含以下项的组中的一个：快进再生模式、快退再生模式、慢动作再生模式、冻结帧再生模式、瞬时重放再生模式、和反向再生模式。

34. 按照权利要求21的设备(3100)，

适合于处理加密的MPEG2数据流。

35. 按照权利要求21的设备(3100)，

被实现为包含以下项的组中的至少一个：数字视频记录设备、网络使能的设备、条件访问系统、便携式音频播放器、便携式视频播放器、移动电话、DVD播放器、CD播放器、基于硬盘的媒体播放器、互联网无线设备、公共娱乐设备和MP3播放器。

36. 一种用于处理加密的数据流(3101)的方法，其中解密消息被提供来解密加密的数据流(3001)的每个分段(1403)，

其中该方法包括以下步骤：

检测从特技播放再生模式到正常播放再生模式的切换；

确定操控解密消息的方式，以避免当从特技播放再生模式切换到正常播放再生模式时过多地中断再生。

37. 一种计算机可读的媒介，其中存储处理加密的数据流(3101)的计算机程序，其中解密消息被提供来解密加密的数据流(3101)的每个分段(1403)，该计算机程序在被处理器执行时，适合于控制或实行以下的方法步骤：

检测从特技播放再生模式到正常播放再生模式的切换；

确定操控解密消息的方式，以避免当从特技播放再生模式切换到正常播放再生模式时过多地中断再生。

38. 一种处理加密数据流(3101)的程序单元，其中解密消息被提供来解密加密的数据流(3101)的每个分段(1403)，该程序单元在被处理器执行时，适合于控制或实行以下的方法步骤：

检测从特技播放再生模式到正常播放再生模式的切换；

确定操控解密消息的方式，以避免当从特技播放再生模式切换到正常播放再生模式时过多地中断再生。

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