CN101945250A - 用于处理具有分组序列和与分组有关的定时信息的数据流的设备和方法 - Google Patents

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Abstract

一种用于处理加密数据流(3401)的设备(3400)，其中该设备(3400)包括：解密单元(3402)，用于从加密数据流(3401)生成解密数据流(3403)；检测单元(3404)，用于检测在解密数据流(3403)中的至少一个帧内编码帧的位置信息；以及替代单元(3405)，用于根据检测到的位置信息而用解密数据流(3403)的相应部分替代加密数据流(3401)的部分。

Description

用于处理具有分组序列和与分组有关的定时信息的数据流的设备和方法 
本申请是申请日为2006年4月25日、申请号为200680014286.2、发明名称为“用于处理具有分组序列和与分组有关的定时信息的数据流的设备和方法”的发明专利申请的分案申请。 
技术领域
本发明涉及一种用于处理加密的数据流的设备。 
此外，本发明涉及一种处理加密的数据流的方法。 
而且，本发明涉及一种用于处理具有分组序列和与分组有关的定时信息的数据流的设备。 
本发明还涉及一种用于处理具有分组序列和与分组有关的定时信息的数据流的方法。 
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。 
背景技术
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。 
MPEG2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。 
然而，为了生成特技播放流，可能必须以复杂的方式处理数据。 
WO 03/107664A1公开了一种用于处理包含加密信息的流的方法和设备，其中I帧的起点和终点被检测。响应于该检测，控制是否加密相应的分组。 
发明内容
本发明的目的是以有效的方式处理数据流。 
为了达到上述目的，提供了按照独立权利要求的用于处理加密数据流的设备和方法、用于处理具有分组序列和与分组有关的定时信息的数据流的设备和方法、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，提供了一种用于处理加密数据流的设备，其中该设备包括：解密单元，用于从加密数据流生成解密数据流；检测单元，用于检测在解密数据流中的至少一个帧内编码帧的位置信息；和替代单元，用于根据检测到的位置信息而用解密数据流的相应部分替代加密数据流的部分。 
按照本发明的另一个示例性实施例，提供了一种处理加密数据流的方法，其中该方法包括以下步骤：从加密数据流生成解密数据流；检测在解密数据流中至少一个帧内编码帧的位置信息；和根据检测到的位置信息而用解密数据流的相应部分替代加密数据流的部分。 
按照本发明的再一个示例性实施例，提供了一种用于处理具有分组序列和与分组有关的定时信息的数据流的设备，其中该设备包括：分布单元，用于把分组均匀地分布到数据流；和替代单元，用于用经修改的、适应于分组均匀分布的定时信息替代数据流的定时信息。 
按照本发明的另一个示例性实施例，提供了一种处理具有分组序列和与分组有关的定时信息的数据流的方法，其中该方法包括以下步骤：把分组均匀地分布到数据流；用经修改的、适应于分组均匀分布的定时信息替代数据流的定时信息。 
除此以外，按照本发明的另一个示例性实施例，提供了一种计算机可读的媒介，其中存储了计算机程序，该计算机程序当被处理器执行时 适合于控制或实行任何上述的方法。 
而且，按照本发明的再一个示例性实施例，提供了一种程序单元，该程序单元当被处理器执行时适合于控制或实行任何上述的方法。 
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：可以通过选择性地仅仅替代在数据流中对于数据流的进一步使用所需要的那些数据而以有效的方式执行数据流的处理。换句话说，现有的数据流仅仅局部被修改(且优选地，执行尽可能少的修改)，以使得最终得到的数据流可以用作为特定目标应用的基础，例如特技播放生成。因此，本发明的实施例的共同方面是针对选择性地替代数据流的特定部分。 
按照本发明的一个方面，这是通过以下方式实现的，即完全解密加密数据流、检测在完全解密的数据流中的I帧位置、以及选择性地仅仅替代在加密数据流中涉及到I帧的位置的那些部分。通过采取这个措施，可以确保仅仅那些对于其来说非加密传输是绝对必要的部分保持为被解密-具体地，允许将作为加密和解密部分的混合体的已处理数据流用作为特技播放生成的基础。因此，可以同时达到有效的处理和高保密程度。 
所以，在加密的原始常规播放流(具体地，采用MPEG标准)的情形下，数字视频广播(DVB)加密的特技播放流即使在不允许使用DVB加密机的情景下(例如，在家中)也可以被生成。 
按照本发明的这一方面的示例性实施例，提供了一种从包含数据分组的加密视频输送流生成混合流的方法，其中首先生成加密视频输送流的解密输送流。然后，可以在解密输送流中检测I帧，其中可以识别I帧的开始和结束的指针。而且，在对I帧的开始和结束的指针的位置处，解密输送流的相应解密分组可以替代在输送流中的加密分组。 
因此，可以生成混合输送流(也就是说，具有某些明文(plaintext)分组的基本加密的输送流)。在这个上下文中，可以生成或选择明文应当是最低限度地采用明文的输送流的分组(将能够从这个混合流生成有效的MPEG2特技播放输送流)。而且，可以实行对于构建特技播放输送流所需要的几个重要字段的检测。所以，即使在家中不允许使用(DVB)加密机时也可以生成(DVB)加密的特技播放流。 
按照本发明的系统的示例性应用领域是使用特技播放的数字视频记录设备(诸如，HDD组合、DVD+RW等等)和网络使能(network-enabled)的设备。 
按照本发明的所描述的方面，可以估计任何帧(I帧、P帧或B帧)的应当为明文的最小数据量，以允许从它生成加密的特技播放流。除此之外，有可能决定哪些输送流分组应当是明文，以及哪些可以保持为加密。这个判决和相应的变换(具体地是解密)打算在广播结束时或在贮存装置接收该流时完成。 
而且，按照本发明有可能在接收机端当要从这个流生成特技播放流时，再次检测在这个局部地(但常常几乎是完全地)加密的流中的帧边界。这允许创建加密的特技播放流。所以，可以创建加密的输送流，以及为此可以检测帧位置。 
按照本发明的所描述的方面，有可能从加密的流开始，可以仅仅解密需要被改变的那些分组。它们通常不重新加密，特别是在其中不能使用加密器的情景下。为了执行这个动作，流可以首先被解密，以便找到标题。事实上，所描述的方面可以使用明文和加密流作为输入。根据标题检测，可以作出哪个输入流被传送到输出的选择。整个处理可以在保密环境下，如在IC内被执行，这样使得明文流可能不可访问。这意味着，系统可以具有加密的输入流和带有某些明文分组的大部分加密的输出流。在某些情形下，不是所有的包含标题信息的分组都可以是明文的，因为只有那些需要采用明文的部分应当被改变，而不一定要改变全部标题。例如当图像开始码被划分在两个分组时，这是特别清楚的。在这种情形下，部分的图像开始码可仍旧被加密。可以提供一种算法来选择需要采用明文的分组，这个算法可以导致部分加密的图像开始码，但可以使得存储器需求最小化。把全部图像开始码设置成明文将导致需要较大的缓冲存储器。 
按照本发明的另一个方面，具有分组序列和与分组有关的定时信息的数据流可以通过以下方式进行处理，即平滑或均匀分布数据流的分组、以及用生成和合并的与该被平滑的数据流有关的定时信息来替代和更新数据流的定时信息。然而，替代可以在分布之前执行。通过部分数据流的这种置换，使得被平滑的数据流遵循相应的定时信息要求，生成修改的数据流，它可以用作为特技播放生成的组成部分。 
按照本发明的这个方面，提供了一种从视频流生成特技播放流的方法，其中视频流可以由以分组形式组织的图像组(GOP)组成，该分组在GOP时间窗内被传输。按照所描述的方法，可以根据出自GOP分组总数和GOP时间窗的分组时间距离来计算节目时钟基准(PCR)分组。而且，在每个特技播放GOP的开始处加上节目时钟基准(PCR)分组可以生成用于特技播放流的时基。 
如果存在的话，解码时间印记(DTS)和/或呈现时间印记(PTS)可以相应地随着时基被调整。 
在加密的特技播放流的示例性情形下，权利控制消息(ECM)可以存在于这个特技播放流中，以使得能够由接收机(例如，机顶盒STB)解密。例如ECM可以被加到该特技播放流的先前特技播放GOP的末尾。 
按照本发明的所描述的方面，在输送流级别的特技播放流(加密的或明文的，或是二者的组合)可以由与正常播放所用的相同的输出电路来操控(特别是不用进行任何重新复接)。而且，低的处理资源可足以在输送流级别上构建特技播放。此外，按照本发明的示例性实施例的特技播放方法可被使用于带有或不带有预先谋划的(pre-pend)分组到达时间印记的输送流。 
因此，按照本发明的示例性实施例，在输送流级别上的特技播放流构建被使能，而不用重新复接。为此，特技播放流可以从输送流来生成，其中分组在特技播放流GOP上被平滑，定时信息可以用新的时基信息(例如，PTS，DTS，PCR)来替代，并且权利控制消息(ECM)可以被加到加密的特技播放流(例如，在特技播放GOP的末尾)。 
下面，将描述按照本发明的示例性实施例的某些其它方面。 
输送流分组可以在一个特技播放GOP(“TP GOP”)上被平滑。而且，在TP GOP之间的、以传输时间计的距离可以是恒定的，并精确地等于帧和GOP的总的显示时间。附加的PCR分组可以被提供在每个GOP的开始处。PES分组尺寸可以等于一个TP GOP，这导致每个TP GOP一个DTS/PTS。除此以外，DTS可以等于或大于下一个TP GOP的PCR基。例如，它可以等于下一个TP GOP的PCR基。下一个TP GOP的PCR基可以等于当前TP GOP的PCR基加上恒定的增量值。除此以外，可以精确地定义哪个ECM应当被插入在流中的什么点，以便提高性能或使得性能最佳化。取决于SCB(加扰控制比特)触发器(toggle)，这个位置可以是在TP GOP边界， 并且有时是在I帧数据内。 
将TP GOP之间以传输时间计的距离选择为恒定的且等于在GOP中帧的总显示时间、以及在每个TP GOP的开始处预备附加的PCR分组可以导致用于生成PCR的简单机制，因为PCR扩展可被设置为零，从而省略了对于更复杂的模300计算的需要。而且，在随后的PCR之间的差别可以是固定的增量值，该增量值还可以有助于算法的简化。 
通过规定PES分组尺寸等于一个TP GOP、和通过规定DTS等于或大于下一个TP GOP的PCR基，得到一种用于生成DTS值的简单算法，因为可以使用与对于PCR的相同的固定增量。事实上，DTS可以等于必须被插入在下一个TP GOP中的PCR。或换句话说，PCR可以等于前一个TP GOP的DTS。这意味着，实际上只必须执行一次计算，而不是两次。 
ECM的插入允许使修改的数据流的结构最佳化。 
而且，从加密的正常播放流构建加密的特技播放流可以是有利的。这对于快进或快退可以是特别有利的，但对于慢进甚至是更有利的。而且，特技播放流的加密方法等同于正常播放流的加密方法可以是有利的。 
将参照从属权利要求来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数据流的设备的示例性实施例。这些实施例也适用于处理加密数据流的方法、计算机可读的媒介和程序单元。 
检测单元可以适合用来检测在解密数据流中的至少一个前向预测帧(P帧)和/或至少一个双向预测帧(B帧)的位置信息。换句话说，附加于检测I帧边界和用解密部分替代数据流的相应加密部分，或作为其替换方案，还可以检测P帧和/或B帧边界和用相应的解密部分进行替代。对于几个特技播放应用，找到所有的帧边界可以是有利的。 
该设备还可以适合于记录混合流。包括原始加密部分和修改的解密部分的混合流可被存储在该设备中。 
该设备的检测单元可以适合于检测在解密数据流中至少一个帧内编码帧的开始位置和结束位置以作为位置信息。只有I帧的开始位置和结束位置必须以解码方式被插入在除其之外被加密的数据流中。通过采取这个措施，数据流中的解码的数据的量可被最小化，以使得保密性可被最大化。 
替代单元可以适合于在所检测到的解密数据流中的至少一个帧内编码帧的开始位置和结束位置处用解密数据流的相应部分替代加密数据流 的部分。具体地，I帧的主要部分可保持被加密，这允许高保密度。 
而且，可以提供添加单元，其适合于把定时信息加到此前已由替代单元处理的数据流。由于旧的定时信息涉及到原始数据流，所以转换到特技播放可能会有这样的结果，即定时信息对于特技播放可能不再正确。为此，定时信息可以按照修改的数据流进行更新。 
具体地，添加单元可以适合于添加明文的定时信息。然后，仅仅定时信息和I帧的开头与末尾可以是明文的，其中数据流的其余部分可以保持为加密的。替代单元还可以适合于用解密数据流的相应部分替代加密数据流的适量数据，该量是对生成用于在特技播放再生模式下再生的数据流所最低限度地需要的。通过使得解密数据内容的量在除其之外均被加密的数据流中最小化，对数据进行未授权访问的危险被最小化。 
替代单元可以适合处于这样一种方式，即在该至少一个帧内编码帧的开始位置与结束位置之间的数据可以免于用解密数据流的相应部分替代。仅仅在I帧的开头和末尾处的解密允许保持大部分I帧数据块为加密的，以及仅仅必须的部分被解密并可以明文形式传输。添加单元可以位于特技播放生成单元中，而替代单元可以位于记录侧。替代单元还可适合于替代在局部加密数据流的标题单元中的PES分组长度指示器、呈现时间印记(PTS)和/或解码时间印记(DTS)。 
按照本发明的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，这样的媒体内容不是可以用按照本发明的方案处理的唯一数据类型。特技播放生成和类似的应用是视频处理和(纯)音频处理两者的问题。 
按照本发明的设备可以适合于处理数字数据的加密数据流。 
而且，该设备可包括特技播放生成单元，其适合于根据替代单元的输出生成用于在特技播放再生模式下再生的数据流。用户可以通过在用户界面-例如设备的按钮、键盘或遥控器-中选择相应选项，而调节这样的特技播放模式。由用户选择的、可能需要关于I帧位置信息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，其它的特技播放方案也是可能的。对于特技播放，只有一部分随后的数据应被使用于输出(例如，用于视觉显示和/或声音输出)。由于不是数据流中的所有数据(P帧、B帧)都可以独立于其它数 据(I帧)地被用来生成可显示信号，所以可能期望得到可独立使用的数据(I帧)的知识。 
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。MPEG2可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，将描述用于处理具有分组序列和与分组有关的定时信息的数据流的设备。这些实施例也可以适用于处理具有分组序列和与分组有关的定时信息的数据流的方法、计算机可读的媒介和程序单元。 
在本设备中，分布单元可以适合于把与一部分数据流有关的分组均匀分布在两个随后的帧内编码帧之间。在广播单元中，与I帧有关的不同分组可以以非等距的方式被提供。分布单元可以重新等距离地安排分组，也就是说平滑分组在时域中的分布。这种平滑可以对于与特定I帧有关的每个分组群独立地执行。通过采取这种措施，有可能保持本地比特速率尽可能低，其中平均速率保持为相同的。 
替代单元可以适合于把修改的定时信息安排在经处理的数据流的开始位置处。于是，定时信息在分组的前面，因此获得用于提供这样的定时信息的有利位置。 
替代单元还可以适合于生成节目时钟基准、解码时间印记和/或呈现时间印记，以作为修改的定时信息。解码时间印记/呈现时间印记取决于节目时钟基准。 
具体地，该设备可适合于处理加密数据流，并可包括解密信息插入单元，其适配于把解密信息插入到经处理的数据流中，以用于解密该加密的数据流。例如，ECM(权利控制消息)可以作为解密信息由解密信息插入单元进行插入。具体地，把解密信息插入在经处理的数据流的末尾可能是有利的。更具体地，有可能把定时信息作为前缀加到实际数据上并把ECM提供到数据的末尾，以使得数据被定时信息和解密信息夹在中 间。 
正如以上已提到的，该设备可以适合于处理视频数据或音频数据的数据流。具体地，可以按照本发明来处理纯视觉数据、纯听觉数据或二者的混合体或组合。 
该设备可以适合于处理数字数据的数据流。如上所述，特技播放生成会是可能的。在上面提到了用于特技播放的不同的示例性再生模式。 
如以上进一步提到的，有可能处理加密的MPEG2数据流。而且，在上面已经描述了各设备，本发明的设备可以有利地被集成在其中。 
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显示在广播器与用于流变换的贮存设备之间的数据传输系统。 
图15显示对于明文记录的特技播放。 
图16显示对于完全加密的记录的特技播放。 
图17显示对于局部加密的记录的特技播放。 
图18显示对于全部明文图像开始码的缓冲要求。 
图19显示在I帧的开始处的实际的明文区域。 
图20A和20B显示实际的明文区域。 
图21显示散布在两个分组上的图像开始码。 
图22显示被添加到局部加密的图像开始码的空P帧。 
图23显示明文数据区域。 
图24显示MPEG2标准中的标题结构。 
图25显示序列扩展和序列标题码。 
图26显示图像编码扩展和图像开始码。 
图27显示散布在两个分组上的序列标题码。 
图28显示在特技播放中的分组平滑。 
图29显示与PCR时基有关的DTS和PTS。 
图30显示把ECM插入在特技播放GOP之间。 
图31显示把ECM插入在I帧内。 
图32显示在广播与贮存设备之间的信号路径以及用于变换成混合流的场所。 
图33显示从完全加密的记录生成保密的特技播放。 
图34A显示按照本发明示例性实施例的、用于处理加密数据流的设备的混合流生成框图。 
图34B显示特技播放流生成框图，它可以结合图34A的按照本发明示例性实施例的、用于处理加密数据流的设备的混合流生成框图一起使用。 
图35显示在按照本发明示例性实施例的、处理加密数据流的方法的不同级处的数据分组。 
图36显示按照本发明示例性实施例的、用于处理具有分组序列和与分组有关的定时信息的数据流的设备。 
具体实施方式
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时段，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MPEG2 DVB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Nb，则特技播放速度通常由下式给出： 
Nb＝G/T    (1) 
Nb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。在用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Nb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＝2/3Nb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(Rt)由下式给出： 
Rt＝R/T    (4) 
对于IPP(T＝3)或IPPP(T＝4)的特技播放GOP结构，刷新速率Rt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)的指配；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，将参照图14到图36，来描述按照本发明的示例性实施例的、能够处理数据流的系统。 
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，将描述与混合流的特技播放有关的方面。 
接着将讨论明文I帧。 
从如快进/快退那样的专门的贮存功能性的观点看来，一个其中I帧201是明文而其余部分被加密的记录是对于完全明文流的替换例。 
下面，将参照图14来描述按照本发明的示例性实施例的、用于在广播器1401与贮存设备1406、1408和1409之间传输数据的系统1400。 
广播器1401传输数据到圆盘式卫星天线1402，数据从该天线经由卫星1403被提供到圆盘式卫星天线1404。数据从该圆盘式卫星天线1404被提供到电缆头端1405、住宅网关1407和贮存设备1409。数据还可以从电缆头端1405传输到贮存设备1406。数据还可以从住宅网关14075传输到贮存设备1408。 
如图14所示，具体地，可能有四种如何生成I帧明文流的不同的方法。如用“1”表示的，广播器1401可以生成I帧明文流。如用“2”表示的，电缆头端1405可以生成I帧明文流。如用“3”表示的，住宅网关1407可以生成I帧明文流。如用“4”表示的，贮存设备1409可以生成I帧明文流。 
如图14所描绘的，在供应链中有几个在其中可以构建这样的流的地方。 
选项“1”和“2”可以是有利的情形，其中在消费者设备中不需要采取动作。在情形“3”下，动作可能限于仅仅一个家庭设备，即，住宅网关1407。选项“4”可能是最现实的。 
在贮存单元本身的输入端处，所述流现在可以至少包含明文I帧，而其余部分可被加密或也是明文的，这取决于所存储的传输的种类。这意味着，在所有的情形下，可以生成与I帧开始点和结束点有关的CPI数据。在特技播放期间使用CPI数据检索的数据现在只包含明文I帧。这意味着，对于特技播放系统，在完全明文流与这种混合流上的特技播放之间可能没有差别。 
下面将描述与明文分组有关的方面。 
一种可能性是生成的特技播放流是完全明文的，不管原始流是明文的还是(局部)加密的。如果特技播放机和解码器/再现器是在同一个设备中，那么这不成问题。但如果特技播放流是在服务器内创建的，然后经过网络被分发，则使得特技播放流成为明文可能是内容供应商不希望的或不允许的。对于正常播放，同样如此。 
下面，将参照图15来描述与明文记录的特技播放有关的系统1500。 
记录单元1501被连接到帧选择器单元1503，并向后者提供明文MPEG2数据1502。帧选择器单元1503与特技播放生成单元1504相耦合，后者把遵从MPEG2 DVB的输送流1505提供给MPEG2解码器1506。 
如果原先记录的流是明文的，如图15所示，则特技播放流也采用明文应当没有问题。但即使对于被记录、而仍是完全加密的流，也可以生成完全是明文的特技播放流，如图16所示。 
除了系统1500以外，系统1600还包括块选择器单元1602，它被提供以来自记录设备1501的加密MPEG2数据1601。而且，在块选择器单元1602与帧选择器单元1503之间提供了解密器单元1603。 
在这种情形下，明文特技播放流可能是不希望的。在特定的境况下，可能不能简单地跳过解密器，因为特技播放流不能从完全加密流来构建。一个解决方案可以是再次加密所生成的明文特技播放流。可能必须调整应当使用什么密钥调度(CW，ECM等等)和加密算法。例如，可能不允许把DVB加密器加到消费者设备，所以在这种情形下应当选择另一种加密格式。这可以是另一种密码，如DES、3DES、AES等等。这样做将意味着：当前的机顶盒(STB)不能解密特技播放流。除此之外，正常播放是这样 实现的，即把原始DVB加密流流播到STB而不对加密级别作任何修改。所以一个适配盒不单需要能够解密另一种格式，而且它还必须能够决定对于接收流的什么部分使用哪种格式。这不是微不足道的，因为在流本身中不存在这样的指示。固有地，特技播放必须与正常播放不同地被操控。 
想要的解决方案是，正常播放与特技播放都采用DVB加密格式，但可能不允许使用DVB加密器。 
下面，将描述对于这个加密问题的基本解决方案。 
将解释即使在家中不允许使用DVB加密机的情景下，可以如何生成DVB加密特技播放流。首先，应当指出，一个加密的特技播放流应该仅当原始正常播放流也被加密时才需要。记住这一点，即：特技播放流可以直接从加密的正常播放输送流分组被构建。这暗示在基本流级别上生成特技播放流可以是不再可能的。它应当直接在输送流级别上被生成。 
对于这种特技播放生成，可能至少必须知道I帧位于加密的正常播放输送流中的什么位置。这可以通过解密该流、检测I帧和生成指向加密流中I帧的起点和终点的指针而实现。但对于有效特技播放流的生成，可能必须改变某些分组的加密的有用负荷中的某些数据。仅当这些分组首先被解密、然后被适配时才能做到这一点。然而，适配的分组不能被重新加密。所以，在特技播放流中的某些分组将总是明文的。优选地，这些分组已经以明文形式被记录。这些明文分组然后也允许直接检测I帧的位置，然后该位置被存储在CPI文件中。 
在图17中显示了对于局部加密的记录的特技播放。 
当与图15比较时，在图17所示的系统1700中，由记录单元1501向帧选择器单元1503提供局部加密的MPEG2数据1701。而且，特技播放生成单元1504向MPEG2解码器和解密器单元1703提供被局部加密的、遵从MPEG2 DVB的输送流1702。 
在流中的明文数据的量应当被最小化，以使得它实际上仍是被很好地保护的加密流。下面，术语“混合流”可以表示这样的流。 
下文中，将描述数据流的哪些部分应当最低限度地是明文的。 
如上所述，不是所有东西都被解密，而只是解密实际上需要的东西。为了找出需要什么，分析了实际的广播流。 
-除了位于明文分组标题内的连续性计数器中的不连续性以外，需 要适配的第一个事项是在PES标题中的PTS/DTS字段。所以需要包含那些字段的输送流分组是明文的。这也意味着，I帧开始处的分组通常是明文的。 
-可能错误的下一个事项是来自I帧的最后一个分组，它可以还包含下一个P帧或B帧的起点。所以，那个分组可以通过去除所有的非I帧数据和填充该分组而进行修补(fix up)。因而，这个分组也应当是明文的。 
-在这两个分组之间的所有分组只包含可以照原样使用的I帧视频数据，所以它们保持为加密的。 
-为了加上正确的空帧，可能必须知道图像的分辨率，以及为了加上新的时基，可能需要知道帧速率。所有必须的数据可以在PES/ES标题字段中找到。 
不保证整个PES/ES标题处在具有PLUSI的分组中。如果所有的标题数据不是在一个分组中，则接下来的一个(或多个)分组也需要是明文的，以便存在对下面描述的字段的访问。 
在PES标题中，为保证在PLUSI分组中开始，可能必须改变三个字段： 
-PES_packet_length 
-PTS(呈现时间印记) 
-DTS(解码时间印记) 
PTS和DTS不是强制性的。然而，当它们存在时，它们应当被改变。 
为了创建正确类型的空P帧，为了加上新的时基和为了校正I帧的时间基准，可能需要来自ES标题的某些数据。 
首先，从序列标题，可能需要： 
-Horizontal_size_value 
-Vertical_size_value 
-Frame_rate_code 
在序列扩展中，有一个可能是重要的标志： 
-前进序列标志 
在图像标题中，可能需要改变一个项目： 
-时间基准 
最后，从图像编码扩展中，可能必须访问这两个字段： 
-Picture_structure 
-Top_field_first 
在检索这个数据后，有可能决定应当被加上的空帧的类型。考虑到MPEG2限制，有可能使用以前创建的查找表，其包含对于以上所有可能的组合创建的空帧。虽然技术规范不要求对每个GOP都存在所有这些字段，但确信并不存在跳过这些字段的广播信号。一种理由可能是：解码器也将需要访问这些标题，以便在换(zapping)台后尽可能快地正确解码数据。 
所以对于每个I帧来说需要是明文的全部东西便是几个分组，至少一个在开始处而一个在结尾处。这也具有如下优点，即有可能容易地确定每个I帧的精确位置。仅仅这些分组是明文的流实际上仍旧是完全加密的。每个I帧的第一个分组通常几乎不包含视频数据，而仅仅存在(P)ES标题数据。I帧的最后一个分组也可以包含下一个P帧或B帧的某些数据，但总之这将被去除。 
下面，将讨论如何选择应当是明文的分组。 
当混合流被构建时，应当决定哪些分组应是明文的。为了使能检测和选择需要的明文数据，视频流可以首先被完全解密。然后，可以确定这个数据在明文流中的位置，并且该数据位于其中的明文分组可以替代在原始流中的加密分组，以形成混合流。 
为了选择明文数据，可以使用以下的三个准则： 
1.在PES标题中的DTS/PTS可以改变，如果它们存在的话。为此，所有的PES标题数据可以置为明文。这意味着，分布在从具有PLUSI比特组的分组到包含PES标题的最后字节的分组的范围内的分组都可以置为明文。 
2.可能需要来自序列标题和序列扩展的某些信息。为此，从序列标题直到图像开始码的所有数据可以置为明文。序列标题和图像开始码可以通过检验四字节代码而被检测。这四个字节不一定位于同一个分组中。当找到四字节的最后字节时，检测序列标题和图像开始码。为了避免对于混合流的构建的过量缓冲，分布在从包含序列标题第四字节的分组直到包含图像开始码第四字节的分组的范围内的分组都可以置为明文。当在最终得到的混合流中搜索序列标题和图像开始码时，这可导致某些特殊情形。 
3.可能需要图像开始码来检测帧边界。所以，包含图像开始码的分组应当置为明文。跟随在图像开始码后面的两个字节也应当置为明文。这两个字节包含可能需要被改变的时间基准，以及标识I帧、P帧、或B帧的图像编码类型。此外，可能需要来自图像编码扩展的某些信息。为此，从图像开始码直到图像编码扩展的末尾的所有数据可以置为明文。当找到第四字节时，可以检测图像开始码。为了避免过量的缓冲，分布在从包含图像开始码第四字节的分组直到包含图像编码扩展最后字节的分组的范围内的分组都可以置为明文。这将导致在所有帧边界上的明文分组，这大于至此所讨论的特技播放流的构建所需要的。但它对于慢动作前向流的构建可能是必须的。 
下面，将解释过量缓冲意味着什么和造成它的原因。如果混合流被构建，来自原始加密流和解密流的分组可被组合在一个流中。如果实时地完成，则可能需要某些缓冲。可以假设，图像开始码被散布在两个视频分组。该四字节图像开始码可以在找到最后字节的时刻在解密流中被检测。使全部图像开始码是明文的，意味着不单具有这个最后字节的视频分组应当是明文的，而且前面的视频分组也应当是明文的。 
其它数据可以处在且将有规则地处在这两个视频分组之间。原理上，这可以是大量分组。 
下面，将参照图18来描述示出了对于完全明文图像开始码的缓冲要求的系统1800。 
在图18上，缓冲器1800被示为从在其末尾具有一部分图像开始码1802的I帧1801开始。随后，示出了音频块1803。示出了另一个音频块1804。而且，示出了PSI块1805和数据块1806。在图像开始码检测时刻1807，包括一部分图像开始码1808和随后的P帧1809的块被启动。 
图18示出了其中在I帧末尾处的图像开始码散布在两个视频分组的情形的例子。在这种情形下，不单这两个视频分组必须被缓冲，而且在这两个视频分组之间的具有其它数据的所有分组也必须被缓冲。虽然在本例中示出图像开始码，但将会看到，同样的论述对于序列标题码也是正确的。给定的准则把必须的缓冲减小到仅仅一个分组。如果三个定义的准则之一被满足，则相应的分组将被置为明文。这三个准则的组合常常导致在每个帧边界处仅有一个明文分组。然而，在对于某些流的某些实际情形下，也可以是几个分组。理论上，甚至可以是很多分组。 
第一例子是仅仅由I帧和P帧组成的流，其中这些帧具有12帧的GOP尺寸并且每个GOP一个PES分组。在进行的实验中，在I帧的开始处明文分组的数目总是1。在I帧的末尾处且实际上在所有其它帧边界处明文分组的数目通常是1，但有时可以是2。在I帧的开始处，从PES标题到图像编码扩展的所有东西都是在一个分组中。在其它帧边界处的明文分组包含从图像开始码到图像编码扩展末尾的所有数据。这个数据可以被散布在两个分组。 
第二例子是由I帧、P帧和B帧组成的流，其中这些帧具有I BP结构、具有范围从2到12偶数值变化的GOP尺寸并且每帧一个PES分组。在I帧的开始处明文分组的数目大多数是2，以及在I帧的末尾和其它帧边界处总是1。在I帧的开始处的两个分组主要是由于在序列标题中存在量化表。在I帧的末尾和其它帧边界处，从PES标题到图像编码扩展的数据都是在一个分组中。 
应当指出，由于用于第二例子的PES结构，并不是I帧的最后一个分组是明文，而实际上是下一个帧的第一个分组是明文。对于第一例子，有时也可以出现这一情形。这不成问题，因为在这种情形下I帧的最后一个分组只包含I帧数据，进而不需要清除。还应当指出，实际上，这三个选择准则的组合导致在每个帧边界处有一个相邻的明文视频区域。理论上，情况并不必然是这样。准则2和3的组合总是导致毗邻的区域，但理论上明文PES标题区域可以是一个分开的区域。 
下面，将说明在混合系统中如何找到必须的信息。 
如上所述，实际上在每个帧边界处可以有一个毗邻的明文区域。在I帧的开始处(GOP)，明文数据从PES标题的第一个字节延续到至少图像编码扩展的最后一个字节。在图19上给出一个例子。所有必须的数据在这个区域中，并且通过分析从被以PLUSI标记的分组开始的、流的这个部分，可以容易地找到这些数据。 
下面，将参照图19来说明在I帧的开始处的实际的明文区域。 
图19所示的数据流包括第一I帧分组1900和随后的第二I帧分组1901。第一I帧分组1900包括PES标题1902、序列标题1903、序列扩展1904、GOP标题1905、图像开始码1906和图像标题1907。而且，第二I帧分组1901也包括图像标题1907、随后的图像编码扩展1908和I帧数据块1909。 
下面，将描述图20A和图20B上所示的数据流。 
在图20A的数据流中，表示了I帧的末尾2000。PLUSI 2001在PES标题1902的前面，然后提供了图像开始码1906。此后，发送图像标题1907，然后是图像编码扩展1908。随后，接着是P帧或B帧数据块2003。 
在图20B的数据流中，最后的I帧数据2004在I帧的末尾2005处终结，此后，接着是图像开始码1906、图像标题1907、图像编码扩展1908和P帧或B帧数据块2003。 
在I帧的末尾，实际上有两种可能性。 
1.在每帧一个PES分组的情形下，在I帧的末尾2000处(之后)的明文区域也从PES标题1902的第一个字节开始，并且延续到至少图像编码扩展1908的最后一个字节。所有必须的数据可被容易地找到，不需要清除I帧的最后一个分组(见图20A)。 
2.在每个GOP一个PES分组的情形下，在I帧的末尾之后没有PES标题。实际上在这个位置也没有序列标题。在这种情形下，包含图像开始码1906的第四字节直到图像编码扩展1908的最后一个字节的分组是明文的(见图20B)。图像开始码1906的四个字节可以散布在两个分组，例如在一个分组中的头三个字节和下一个分组中的最后一个字节。在这种情形下，头三个字节仍旧可以是加密的。这似乎暗示，这个图像开始码1906不能在混合流中被检测到。如何解决这个问题，将在后面描述。 
实际上在每个帧边界处可以有一个明文区域。所以检测I帧的末尾意味着，搜索在I帧的分组后面的第一图像开始码。应当看到，对于这个代码应当只搜索明文视频分组，以避免在加密数据中错误的肯定匹配。分组的有用负荷是否为明文是由在分组标题中的加扰控制比特指示。仅当找到给定的四字节序列(0x00 0x00 0x01 0x00)时，检测才给出肯定的匹配。这个序列对应于和帧的类型无关的图像开始码。不幸地，在输送流分组边界上图像开始码不必被对准。这意味着，如果图像开始码被散布在两个分组，则仅仅这些分组的第二分组是明文的。在图21中描绘了这种情形。 
在图21上，分组标题用参考标号2100表示，明文的分组有用负荷用参考标号2101表示，以及加密的分组有用负荷用参考标号2102表示。 
顶部线条2103表示全部位于第二分组中的图像开始码。对于底部线条2104，它全部位于第一分组中。其余的线条2105表示对于散布的图像 开始码的三种可能性。可以预期，不可能检测到部分加密的图像开始码。然而，有一种解决难题的方式。每个明文区域包含图像开始码或至少它的最后一个字节。所以如果在明文区域中没有找到图像开始码，则知道这个区域必定是从图像开始码的最后某些字节开始。这个字节数可以是1、2或3，如图21所示。有可能精确地检测出有多少字节。在这方面，应当指出，图像编码类型的三个比特绝对不能是全零，因为这是所实施的标准禁止的。所以，在图21中在图像开始码之后、由0xYY指示的第二字节绝对不能是0x00。所以如果明文区域从0x00 0x01 0x00开始，则这些必定是图像开始码的最后三个字节。如果它是从0x01 0x00开始，则这些是最后两个字节。如果它从0x00开始，但不是从0x00 0x01 0x00开始，则只有最后一个字节。这样，精确地知道图像开始码处于什么位置，并可以分析跟在它后面的数据。如果需要的话，图像类型可以从字节0xYY读出。 
还可以说，如果图像开始码散布在两个分组，则不可能通过去除所有非I帧数据而清理I帧的最后一个分组。这实际上是正确的，因为图像开始码的加密部分没有被去除。但在特技播放流构建中，空的P帧将被附加到I帧的末尾。这个空的P帧将从图像开始码开始。所以图像开始码的加密字节可以被重新利用，因为知道在最后一个加密分组的末尾处有多少个这些字节。这个数目的字节从要加到I帧之后的第一个空P帧的图像开始码中去除。 
图22示出了这样的情形的例子，具体地示出了图像开始码2200、时间基准2201、图像编码类型2202和空帧数据2203。 
在贮存设备中不存在DVB加密器的情形下，插入的空P帧数据必须是明文的。预期的情形实际上在上面被描述了，但在理论上，可能出现某些额外的情形。这源于这样的事实：从准则2和3得到的明文PES标题区域和明文区域在理论上不需要连接，而是可以通过加密的视频分组分隔开。为了清晰起见，提出：一个毗邻的明文区域意味着视频分组序列是明文的，但其它加密的分组可以处于其间。 
按照准则，有三个必须访问的、重要的数据区域： 
1.PES标题信息。 
2.在序列标题与序列扩展中的信息。 
3.从图像开始码到图像编码扩展的信息。 
图23中描绘了这三个数据区域。 
图23示出了对应于上述三点的明文数据区域。关于第一点，示出了PLUSI 2300(有用负荷单元开始指示器)和PES标题2301。 
按照第二点，示出了序列扩展2302、序列扩展码2303、序列标题2304和序列标题码2305，以及图像开始码2306。 
对于第三点，示出了图像开始码2308和图像标题2307，以及图像编码扩展码2309和图像编码扩展2310。 
应当在流中找到三个项目，以便定位和正确地分析这个数据： 
1.在分组标题中的PLUSI比特2300。 
2.序列标题码2305(0x00 0x00 0x01 0xB3)。 
3.图像开始码2308(0x00 0x00 0x01 0x00)。 
寻找项目1是容易的，因为仅仅查找分组标题中的PLUSI比特2300就足够了，以及如果它被设置为1，则分组将从PES标题2301开始，然后可以对它进行分析。 
对于项目2和3的情形可能是比较复杂的，因为序列标题码2305和图像开始码2308可被散布在两个分组，导致局部加密的代码。所以，对这些代码的直接检测将导致数据的某些损失。然而，对于这个问题有一个解决方案。在MPEG2中，序列扩展2302和图像编码扩展2310的存在是强制性的，如图24所示。 
图24示出了与序列扩展2302相耦合的序列标题2304，它们被提供到扩展和用户数据2400。而且，扩展和用户数据2400与被耦合到用户数据2402的图像标题组2401相耦合。用户数据2402被耦合到图像标题2307，图像标题2307被耦合到图像编码扩展2310。这个图像编码扩展2310与用户数据2403相耦合，以及用户数据2403与图像数据2404相耦合，然后到达序列末尾2405。 
用于明文分组的准则被公式化的方式保证了这些扩展将全部是明文的。它们可以通过首先搜索是0x00 0x00 0x01 0xB5的扩展开始码而被找到。接着的四个比特是扩展开始码标识符。这四个比特对于序列扩展是0001，而对于图像编码扩展是1000。如果存在序列扩展，则序列标题码也必须存在，以及同样地，如果存在图像编码扩展，则图像开始码也必须存在。这导致以下结果： 
-如果在明文区域中找到序列扩展2302，并且在这同一个区域中没 有检测到序列标题码2304，则序列标题码2304必定散布在两个分组，以及序列标题码2304的最后的(多个)字节是这个明文区域的第一字节，而不理会可能的PES标题(见图25)。 
-如果在明文区域中找到图像编码扩展2310，并且在这同一个区域中没有检测到图像开始码2308，则图像开始码2308必定散布在两个分组，以及图像开始码2308的最后的(多个)字节是这个明文区域的第一字节，而不理会可能的PES标题(见图26)。 
应当指出，这两种情形绝不会同时出现在一个明文区域中。如果序列扩展2302和图像编码扩展2310都存在，则处在这两者之间的图像开始码2308将不可避免地完全是明文的。在这种情形下，仅仅序列标题码2305可以被部分地加密。当然，如果序列标题码2305或图像开始码2308完全是明文的，并因而以直截了当的方式被检测到，则对相应数据的分析可以立即开始。然而，如果遇到以上的情形之一，则在正确的分析可以开始之前，首先必须知道在明文区域的开始处或在PES标题后这些代码有多少字节。为图像开始码2308检测这个的方法已在前面描述。相同的方法也可以应用于序列标题码2305。 
在图27中描绘了对于序列标题码2305的情形。 
明文仅仅从第四字节向前才被保证。这个字节是等于0x00 0x00 0x010xB3的序列标题码2305的最后一个字节。所以如果序列标题码2305存在，但在这个区域中没有检测到，则它的最后某些字节必定存在于这个区域的开始处或在PES标题后。就象对于图像开始码2308一样，有可能精确地检测出这些字节有多少。检测将在该区域的第一明文字节开始，而不理会PES标题。如果开头字节是0x00 0x01 0xB3，则有三个字节，如果它们是0x01 0xB3，则有两个字节，如果第一字节是0xB3，则只有这一个字节。知道字节的数目并从而知道序列标题码2305或图像开始码2308的最后一个字节的位置，使得能够正确地分析跟在这个代码后面的数据。 
下面，将解释在输送流级别的流结构。 
在这个上下文中，将首先描述分组定位。 
由于在特技播放中时间轴的压缩和可能的反转(反向模式)，被复制到特技播放流的分组的位置通常不能耦联到原始输送流的相对定时。所以，原始的加盖分组到达时间印记的输送流的预先谋划的分组到达时 间印记通常对于特技播放生成是不可使用的。这是为什么所描述的特技播放方法也可以用于不带预先谋划的分组到达时间印记的输送流的原因。因为不使用原始的相对定时，所以必须选择另一个定时机制。正如后面将清楚地看到的，做到这一点的适当方式是在特技播放GOP范围内平滑分组速率，正如图28所描绘的。 
图28示意地显示用于特技播放的分组平滑。 
如可以看到的，广播流2800包括I帧数据2801、P/B帧数据2802和另外的I帧数据2803。I帧数据2801不是等距离地提供的，而是包括以非有序方式分布在时域上的多个分组，正如在图28的上部的行2800中可以看到的。 
在图28的行2810中示出了被存储在硬盘上的数据格式。这里，I帧数据2801的各种单个分组被一个接一个地提供，其间没有距离，以及P/B帧数据2802和另外的I帧数据2803也是如此。 
图28中还显示了特技播放输出2820，其示出了PCR分组2824(节目时钟基准)，后面跟随的是PAT(节目关联表)和PMT(节目映射表)分组2825。然后，I帧数据2801的分组序列以平滑的方式被提供为平滑的I帧数据2822，后面跟随着平滑的空P帧数据2823。然而，附加地或替换地，平滑的空B帧数据2823也是可能的。随后，提供另外的PCR分组2824和两个PAT、PMT分组2825，后面跟随着平滑的另外的I帧数据2826。平滑的I帧数据2822与空P帧数据2823在时域上通过一个标称GOP时间T/R 2821间隔开。 
对于I帧2822来说分组的数目是已知的，事实上对于空P帧2823和某些附加分组(例如，PCR、ECM、SIT、DIT等等)也是已知的。全部分组在等于1/Rt或T/R的标称GOP时间2821内被传输。分组距离可以从分组数目和GOP时间2821计算出来。实际上，计算出的分组传输时刻可被转换成对于特技播放分组预先谋划的新的分组到达时间印记。这些分组到达时间印记可以从在分组开始处的新的PCR特技播放时基的计算值得出。这样，生成的特技播放流2820可以由与可被使用于正常播放的相同的输出电路来操控。新的PCR特技播放时基将在后面讨论。 
下面，将描述与节目时钟基准(PCR)有关的方面。 
原始PCR时基通常不能使用于特技播放。首先，很可能，但不保证，PCR将出现在所选择的I帧内。更重要地，PCR时基的频率不再正确。这 个频率应当在距27MHz的30ppm内，但现在被乘以特技播放速度因子，对于反向特技播放甚至导致沿错误方向游动的时基。 
因此，旧的PCR时基必须被去除，以及必须加上新的时基。旧的PCR是通过清洁它们所处的适配字段而被去除的。适配字段没有被加密。新的PCR是通过把附加的PCR分组2824放置在每个特技播放GOP 2821的开始处而被加上的，正如图28上表示的。由于这些GOP正好在标称GOP时间2821内被传输，所以在PCR值之间的距离是恒定的，并可以从这个标称GOP时间2821得出。结果，以高的定时精度加上新的PCR时基是非常简单的。 
PCR 2824由两部分组成，即，PCR基和PCR扩展。后者是9比特的LSB部分，以及其范围可以是从0到299。PCR基是具有33比特尺寸的MSB部分，以及是全部范围。PCR基的频率是27MHz/300＝90kHz。几乎所有的帧速率都合适于这个90kHz。对于这些速率，PCR扩展是对于相隔整数倍帧时间的点恒定的。因为标称GOP时间2821是这样的整数倍，所以新时基的所有插入的PCR的PCR扩展可被设置为零。只有23.976Hz和59.94Hz的偏心速率不合适于90kHz。然而，对于59.94Hz，PCR扩展对于等于偶数倍帧时间的距离是恒定的，以及在23.976Hz的情形下对于四倍帧时间是恒定的。利用IPPP(T＝4)特技播放GOP结构，对于所有的帧速率可以使用对于PCR扩展的零固定值，进一步简化新的PCR时基的插入。 
按照MPEG 2标准，在传输的流中随后的PCR 2824之间的距离不应当超过100ms。在DVB标准中，这个数值甚至更低，即40ms。只发送一个PCR 2824，则每个特技播放GOP 2821显然违反这些限制。在T＝4和R＝25Hz的最坏情形下，PCR 2824之间的距离是160ms。在实验中，对于违反这个距离并没有遇到问题。可以把附加的PCR 2824包括到流中，但这更复杂，并且似乎并非在所有的情形下都必要。 
下面，将讨论与解码时间印记(DTS)和呈现时间印记(PTS)有关的方面。 
帧可以包含两个时间印记，它们可以告诉解码器何时开始解码该帧(DTS)和何时开始呈现(例如，显示)该帧(PTS)。在DTS和PTS分别等于在解码器中藉助于流中的PCR而被重建的PCR时基时，启动它们。由于新的PCR时基被加到特技播放流、以及因为对于DTS和PTS的时间 距离总之都不再正确，所以如果I帧的DTS和PTS存在的话可以替代它们。DTS和PTS位于PES标题中。 
至少存在两种构建特技播放GOP的方式，即，每帧一个PES分组或每个GOP一个PES分组。在局部加密的图像开始码的情形下，实际上不能使用每帧一个PES分组。所以可以选择每个GOP一个PES分组，即使原始流是每帧一个PES分组。所以，插入的空P帧没有DTS或PTS。PES分组长度被设置为零(无约束的)，而不论它的原始值是多少。 
应当考虑何时可以开始I帧的解码。特技播放GOP的分组被散布在恒定的GOP时间上。几乎所有的特技播放GOP都涉及到I帧数据，所以I帧的终点接近于下一个GOP的起点。因而，I帧的解码可以在下一个GOP的开始时刻启动。所以，I帧的DTS被设置为相应于在下一个GOP的开始处的PCR时基的数值。DTS和PTS通常只包含对PCR基的参照。因而，DTS等同于将被插入在下一个GOP开始处的PCR基。 
还应当考虑何时可以开始I帧的呈现。如果没有设置low_delay_flag的话，在DTS与PTS之间的一帧的时间不但适用于只具有I帧和P帧的流，而且是由MPEG2标准对于这样的流所规定的内容。所以，I帧的PTS被设置为DTS值加上相应于一帧时间的数值。对于23.976Hz和59.94Hz的帧速率，这是接近于一帧时间的数值。在接连的特技播放GOP的起点之间的PCR距离已被计算。这个距离具有等于PCR基的精度，所以等于DTS和PTS。通过把PCR距离除以特技播放GOP尺寸T可以计算出PTS与DTS之间的偏差值。这在其中必须被除以4的IPPP(T＝4)结构的情形下，实际上是非常简单的。PCR距离的比特仅仅被移位两个位置，以计算PTS/DTS偏差。在图29中描绘了这一点。 
图29示出了图表2900，其中沿横坐标2901画出时间t，以及沿纵坐标2902画出PCR基。图29涉及到T＝4的GOP尺寸和R＝25的刷新速率。 
下面，将讨论与ECM(权利控制消息)的插入有关的某些方面。 
在加密的特技播放流的情形下，ECM必须存在于这个流中，以使能由接收机(例如，STB)进行解密。在本上下文中，应当决定何时和在哪里必须插入ECM。在其中记录的流已包含必须的明文分组的优选情形下，从贮存设备读出的数据块将只包含I帧数据。然而，ECM插入方法也应当允许具有更大块尺寸的更一般的情形。 
数据块的第一I帧被使用来构建特技播放GOP。大多数ECM必须被发 送到在这些I帧之间的某个地方，实际上它是在两个特技播放GOP之间。如前所述，所有的特技播放GOP可以具有相等的时间长度，以及GOP的分组可以散布在这个时间内，以平滑比特速率。在这些GOP之间插入ECM不一定增加本地比特速率。把ECM嵌入在特技播放GOP中可能更好。然后，必须决定把ECM加到哪个GOP。具体地有以下两个选项： 
1.ECM可被加到前一个特技播放GOP的末尾。 
2.ECM可被加到下一个特技播放GOP的开头。 
在第二个选项中，ECM实际上并不是下一个GOP的第一分组，因为这些是被插入的PCR，它们由于定时的原因而必须保持在那个位置中。所以，在这种情形下，ECM是第二分组。虽然实际上在许多情形下两个选项之间的差值可以忽略，但最佳位置由选项1给出，因为它使得可用于ECM的解密的时间最大化。 
在图30中描绘了这种情形。 
除了已介绍的分量以外，图30示出了SCB触发器3000、ECM分组3001和I帧数据3002。而且，图30中还显示了空的P帧3003。 
对于前向特技播放，有时也可以出现SCB触发器3000不处在I帧之间，而在所选择的I帧之内的某个地方。当SCB触发器3000被跨越时，必须发送ECM 3001。这意味着，在这种情形下，ECM 3001应当被插入到I帧内的正确位置。再次地，为了做到这一点，具体地有两个选项： 
1.ECM 3001可以被插入在具有SCB触发器3000的I帧分组之前。 
2.ECM 3001可以被插入在具有SCB触发器3000的I帧分组之后。 
具有SCB触发器3000的分组是除了先前加密视频分组外、具有SCB值的加密视频分组。在某些情形下，使用选项1还是2，实际上没有关系，但在理论上最好的位置通常是在具有SCB触发器3000的分组之前。这是因为：一方面从这个时刻起不再需要前一周期的CW，而另一方面，用来解密ECM 3001的时间被最大化。 
在图31中描绘了选项1。具体地，在图31中示出了具有SCB触发器的分组3100。 
在所有的情形下，插入的ECM的PID号和表格ID优选地是原始的PID号和表格ID，以使能在两个方向在正常播放与特技播放之间平滑地切换。尽管在ECM分组标题中的连续性计数器可以被校正。 
下面，将讨论关于在哪里产生或生成混合流的某些方面。 
这里描述的混合流可以在几个地方被创建。在本上下文中，参照图32。 
可能的地方实际上是和对于具有明文I帧的流的相同的位置(见图14和相应的说明)： 
1’.在卫星广播的情形下，在广播器1401或上行链路处。 
2’.在有线网络的情形下，在电缆头端处。 
3’.在保密授权域的情形下，在住宅网关1407处。 
4’.在贮存设备1409的记录侧。 
然而，对于只具有几个明文分组的流，应当加上第五个位置： 
5’.在贮存设备1406、1408、1409的回放侧。 
在图32中显现了可能的位置1’到5’。 
位置1’和2’可能是很难实现的，因为那里只有有限的影响。对于贮存设备而言，无论是在位置1’、2’还是3’处实现到混合流的变换，实际上没有差别。所以选项3’可以是非常好的选择。在全部三种情形下，贮存设备可以在它的记录输入端处接收混合流。这意味着，在贮存设备中解密和智能卡不是必需的，至少对于正常播放和特技播放生成而言不是必需的。但如果在贮存设备内存在元数据提取功能、其使用密钥帧的检测等等，则解密可能仍旧是必需的。构建混合流的适当位置可以是情形4’，它是在贮存设备的记录侧。虽然这要求在记录侧进行局部解密，但它仍旧具有如下优点，即对于特技播放生成不需要解密。无论如何，优选的是，记录的流是混合流。在情形5’-其中对于被加密的所有分组进行记录，仍旧有可能创建如这里描述的保密的特技播放。在图16上，示出了处理完全加密的流的基本方法。代替完全解密，有可能只解密所需要的那些分组，并维持其余部分仍旧是加密的(见图33)。 
图33示出了系统3310，它与系统1600的不同之处在于，解密器1603输出局部加密的MPEG2数据3300，以及MPEG2解码器1506被替代以MPEG2解码器与解密器3302，它接收被局部解密的、遵从MPEG2的输送流3301。仍旧有可能创建加密占主导的特技播放流。 
下面，将参照图34A和图34B来描述按照本发明的示例性实施例的、用于处理加密数据流3401的设备3400。 
具体地，图34A显示设备3400的混合流生成框图。图34B显示特技播放流生成框图，它可以连同设备3400的、图34A的混合流生成框图一 起被使用。 
设备3400包括解密单元3402，其从加密数据流3401生成解密数据流3403。 
而且，设备3400包括检测单元3404，它检测解密数据流3403中I帧的位置信息。具体地，检测单元3404检测被包括在解密数据流3403中的每个I帧的开始位置和结束位置，以作为位置信息。 
此外，设备3400包括替代单元3405，它根据由检测单元3404检测到的位置信息，而用在替代单元3405的第二输入提供的解密数据流3403的相应部分替代在替代单元3405的第一输入提供的加密数据流3401的部分。换句话说，替代单元3405在检测到的I帧的开始位置和结束位置处，用解密数据流3403的相应部分替代加密数据流3401的部分。因此，在图34A的混合流生成框图的替代单元3405的输出处生成混合数据流3407。 
在图34A的系统的输出提供的混合数据流3407可被连接到图34B的系统的输入端。然而，可以任选地牵涉到混合数据的贮存。 
图34B的特技播放生成器单元可以任选地包括(另外的)检测单元3404。 
混合数据流3407可被供应给特技播放生成单元3408，以便生成用于在特技播放再生模式下再生的数据流3409；以及可被供应给另外的检测单元3404。而且，添加单元3406被示为被提供以该另外检测单元3404的输出。添加单元3406可以把定时信息加到数据流。由添加单元3406添加的数据是明文的。添加单元的输出可被提供到特技播放生成单元3408。 
特技播放生成单元3408根据它的输入来生成数据流3409，用于在特技播放再生模式下再生。 
特技播放流3409被提供到再生单元3410。 
添加单元3406还可以添加表格、ECM数据和/或空帧。 
生成单元3408可以看管重新复接、定时问题、重新复接的分组的平滑、和/或清理帧分组。 
检测单元3404可以检测在解密流3403或混合流3407内的帧边界。这样的帧边界可以是I帧、B帧和/或P帧的帧边界。 
图34A、图34B的情形还被参照示出不同数据流的图35进行描述。 
在图35上，示出了加密数据流3401。在经过解密单元3402后，生成完全解密的数据流3403。图35还显示了在由检测单元3404检测的解密数据流3403内所检测到的开始位置3500和结束位置3501。在经过替代单元3405后，与加密数据流3401的开始位置3500和结束位置3501有关的部分被替代以解密部分3502。添加单元3406在流的开头添加定时信息3503。 
此外，如图35所示，ECM信息(权利控制消息)可被添加到数据流的结束部分，并用标号3504表示。 
应当指出，除了检测I帧边界以外，或替换于检测I帧边界，也有可能检测B帧和/或P帧的边界(也就是开始和/或结束位置)。 
下面，将参照图36来描述按照本发明的另一个示例性实施例的、用于处理具有分组序列和与分组有关的定时信息的数据流3601的设备3600。 
设备3600包括分布单元3602，用于把分组均匀地或均一地分布在数据流3601上。这个也可以被称为平滑单元的分布单元3602生成如图28的第三行所示的I帧的等距离安排的部分。 
替代单元3603用经修改的、适应于分组均匀分布的定时信息替代不再正确的数据流的定时信息。
而且，提供了解密信息插入单元3604，它把权利控制消息(ECM)作为解密信息插入到数据流中。 
此外，提供了特技播放生成单元3605，它生成用于在特技播放再生模式下再生的数据流。特技播放数据3607被提供到再生单元3606，以用于再生。 
应当指出，图36的部件的安排可以被修改。例如，替代单元3603和分布单元3602的位置可以交换。 
下面，将描述图36的信号流动路径。 
特技播放生成单元3605被提供以数据流3601。特技播放生成单元3605的输出被耦合到解密信息插入单元3604的输入。解密信息插入单元3604的输出被耦合到替代单元3603的输入。替代单元3603的输出端被耦合到分布单元3602的输入。分布单元3602的输出(在此处提供特技播放数据3607)被耦合到再生单元3606的输入。 
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 (13)

1.一种用于处理具有分组序列和与分组有关的定时信息的数据流(3601)的设备(3600)，
其中该设备(3600)包括：
分布单元(3602)，用于把分组均匀地分布到数据流(3601)，该分布单元(3602)适合于把与数据流(3601)的一部分有关的分组均匀地分布在两个随后的帧内编码帧之间；
替代单元(3603)，用于用经修改的、适应于分组均匀分布的定时信息替代数据流(3601)的定时信息，该替代单元(3603)适合于把修改的定时信息安排在经处理的数据流的开始位置。
2.按照权利要求1的设备(3600)，
其中替代单元(3603)适合于生成节目时钟基准、解码时间印记和/或呈现时间印记以作为修改的定时信息。
3.按照权利要求1的设备(3600)，
适合于处理加密数据流(3601)，
其中该设备(3600)包括解密信息插入单元(3604)，其适合于把解密信息插入到经处理的数据流。
4.按照权利要求3的设备(3600)，
其中解密信息插入单元(3604)适合于把权利控制消息作为解密信息插入。
5.按照权利要求3的设备(3600)，
其中解密信息插入单元(3604)适合于把解密信息插入到经处理的数据流的末尾。
6.按照权利要求1的设备(3600)，
适合于处理视频数据或音频数据的数据流(3601)。
7.按照权利要求1的设备(3600)，
适合于处理数字数据的数据流(3601)。
8.按照权利要求1的设备(3600)，
包括特技播放生成单元(3605)，其适合于生成用于在特技播放再生模式下再生的数据流(3607)。
9.按照权利要求8的设备(3600)，
适合于以这样一种方式生成用于在特技播放再生模式下再生的数据流(3607)，即所生成的数据流的不同图像组具有基本恒定的时间长度。
10.按照权利要求8的设备(3600)，
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。
11.按照权利要求1的设备(3600)，
适合于处理加密的MPEG2数据流。
12.按照权利要求1的设备(3600)，
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。
13.一种处理具有分组序列和与分组有关的定时信息的数据流(3601)的方法，
其中该方法包括以下步骤：
把与数据流(3601)的一部分有关的分组均匀地分布在两个随后的帧内编码帧之间；
用经修改的、被安排在经处理的数据流的开始位置的定时信息替代数据流(3601)的定时信息。
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