CN102917250A - 用于数字媒体接口的音视频传输方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及用于数字媒体接口的音视频传输方法，包括步骤：发送端通过外部接口芯片提供的寄存器通道进行读写操作，完成和接收端的接口认证；发送端和接收端利用共享密钥激活各自的流密码模块；将24位位宽的音频数据分为3组音频分量存储在存储器中；将3组音频分量分别映射到不同的视频传输通道中，并将映射后的3组音频数据串联；将串联的3组音频数据转为并行数据分别放到视频数据的3个传输通道的最低比特位上进行传输。本发明的方法，使音视频的传输独立于传输接口，灵活性高，同时结合接口认证和流密码加密，达到了接口内容保护的目的。并且对音视频内容进行加解密传输，不必考虑所使用的传输接口，从而避免了所保护的数字媒体的泄漏。

Description

用于数字媒体接口的音视频传输方法

技术领域

本发明涉及高清数字媒体接口的传输，具体的讲是用于数字媒体接口的音视频传输方法。

背景技术

随着数字媒体技术和计算机网络通讯技术的发展，数字媒体的应用日益广泛。但是随之而来的是数字媒体在无任何减损品质的状况下容易被轻易复制并通过网络迅速传播，而且费用低廉，保障内容提供者的数字版权正面临着一个严峻的考验。为此，国内外研究者进行了大量有意义的研究工作，产生了许多对多媒体内容进行保护的措施，例如CA（ConditionAccess）、DRM（Digital Right Management）、数据光盘保护、家庭网络内容保护，还有接口内容保护等。目前的数字内容接口保护协议包括HDCP协议、DTCP协议、DPCP协议和国内的UCPS协议，但是由于各类接口（如HDMI、DisplayPort和Divva等）的音视频传输方式不同，这类协议对高清数字接口的类型依赖性太大，针对不同的高清接口会有不同的加密要求，且加密模块往往和高清接口捆绑，灵活性不高，对应用场合具有一定的局限性。

发明内容

本发明提供了一种用于数字媒体接口的音视频传输方法，使音视频的传输独立于传输接口，灵活性高，应用方便，同时结合接口认证和流密码加密，达到接口内容保护的目的。

本发明用于数字媒体接口的音视频传输方法，包括步骤：

接口认证：发送端通过外部接口芯片提供的寄存器通道进行读写操作，通过调用接口认证的算法完成和接收端的接口认证；接口认证算法可以采用目前成熟的技术；

流密码激活：发送端和接收端利用共享密钥激活各自的流密码模块；流密码算法可以采用目前成熟的技术；

音视频数据映射：将24位位宽的音频数据划分为3组音频分量存储在缓冲存储器中；将所述的3组音频分量分别映射到不同的视频传输通道中，并将映射后的3组音频数据各自进行串联；其中对映射的规则不限定，只要求接收端能够按照同样的规则映射即可；以视频输入格式中的有效控制信号为第一使能信号，利用视频数据时钟将串联的3组音频数据转为并行数据分别放到视频数据的3个传输通道的最低比特位上进行传输。由于人眼对视频的低比特位不敏感，所以音频的传输不会影响到视频的图像品质。

本发明是从音视频传输格式的角度出发，将音视频数据的格式进行统一后并发送。由于每个接口芯片均会提供音频时钟输出，而且采用接口所提供的寄存器通道，进行接口认证的数据交换，由此降低了传输对特定接口和协议的依赖性，使音视频的传输独立于传输接口，提高了传输的灵活性高。接收端采用上述描述的逆向步骤接收即可获取传输内容。

为了对传输数据加密和使接收端能够同步解密，可以在传输音视频数据前对音视频数据进行加密：

将视频输入格式中的数据控制信号作为触发条件，对视频行数进行计数，产生一个有效的第二使能信号；第二使能信号对时间长度不做要求，只需要在接收端用同样的时间长度进行提取即可；

在第二使能信号的有效期间将一个加密控制字映射到每一视频行的最后一个像素值的R、G、B三个通道中的任意一个通道的最低bit位上，用于指示加密开始；

加密控制字插入后的第二帧音视频数据，将要传输的数据和密码流进行异或输出，完成音视频加密。加密控制字的选择必须是抗传输干扰性能好的编码。

为了避免链路传输造成的误码，还可以在所述的音视频数据映射步骤中，在对音频分量映射前向所述的各视频传输通道发送用于标识映射数据开始的前导码，对音频分量映射后向所述的各视频传输通道发送用于标识映射数据结束的后导码，并将前导码和后导码与映射后的3组音频数据一起串联。前导码和后导码的取值不做限定，但需要是抗传输干扰性能好的编码。

优选的，3组音频分量中每组有8位位宽的音频数据。

本发明用于数字媒体接口的音视频传输方法，使音视频的传输独立于传输接口，灵活性高，应用方便，同时结合接口认证和流密码加密，达到了接口内容保护的目的。并且对音视频内容进行加解密传输，不必考虑所使用的传输接口，从而避免了所保护的数字媒体的泄漏。

以下结合实施例的具体实施方式，对本发明的上述内容再作进一步的详细说明。但不应将此理解为本发明上述主题的范围仅限于以下的实例。在不脱离本发明上述技术思想情况下，根据本领域普通技术知识和惯用手段做出的各种替换或变更，均应包括在本发明的范围内。

具体实施方式

本发明的用于数字媒体接口的音视频传输方法，包括步骤：

接口认证：发送端通过外部接口芯片提供的寄存器通道进行读写操作，通过调用接口认证的算法完成和接收端的接口认证；接口认证算法可以采用目前成熟的技术，如DH密钥交换认证算法、HDCP协议认证算法等；

流密码激活：发送端和接收端利用共享密钥激活各自的流密码模块；流密码算法可以采用目前成熟的技术，如UCPS协议流密码算法等；

音视频数据映射：将24位位宽的音频数据Audio[23:0]划分为3组，每组8位位宽的音频分量，存储在缓冲存储器中。三个音频分量分别为R分量音频数据RADATA，G分量音频数据GADATA和B分量音频数据BADATA，那么划分格式可以是RADATA选取音频数据Audio[23:0]的第23位到第16位，GADATA选取音频数据Audio[23:0]的第15位到第8位，BADATA选取音频数据Audio[23:0]的第7位到第0位；如果将RADATA、BADATA和GADATA选取的音频数据Audio[23:0]的数据位数顺序交换或者bit位交换，也是可以的。

为了实现音视频数据的混合传输，音频分量数据需要映射到视频传输通道上进行传输。为了避免链路传输造成的误码，在对音频分量映射前向各视频传输通道发送用于标识映射数据开始的前导码6A6A6A，对音频分量映射后还需向各视频传输通道发送用于标识映射数据结束的后导码696969。R分量音频映射的数据为RADATA[7:0]、G分量音频映射的数据为GADATA[7:0]和B分量音频映射的数据为BADATA[7:0]。本发明对映射的规则不做要求，分量音频映射数据可以分别放到不同的视频传输通道传输，只要接收端按照同样的规则映射即可。将所述的3组音频分量分别映射到不同的视频传输通道中，例如将RADATA[7:0]预放在视频传输通道的R通道上，将GADATA[7:0]预放在视频传输通道的G通道上，将BADATA[7:0]预放在视频传输通道的B通道上。并将映射后的3组音频数据和前导码、后导码一并串联，例如R通道串行数据为“前导码||RADATA[7:0]||……||RADATA[7:0]||后导码”，其中“RADATA[7:0]”的个数与传输视频的分辨率有关；G通道和B通道也类似，其中符号||表示数据串联。对音频分量的映射规则不限定，只要求接收端能够按照同样的规则映射即可。

映射完成后则进入并行传输阶段，以视频输入格式中的有效控制信号为第一使能信号，利用视频数据时钟做触发，将三个通道的映射数据串行转并行分别放到视频数据的每个传输通道的最低比特位R[0]、G[0]和B[0]位置进行传输。由于人眼对视频的低比特位不敏感，所以音频的传输不会影响到视频的图像品质。

为了对传输数据加密并且使接收端能够同步解密，在传输音视频数据前对音视频数据进行加密。利用视频输入格式中的数据控制信号DE（数据有效）的下降沿作为条件，对视频行数进行计数，产生一个有效的第二使能信号，在第二使能信号的有效期间将一个加密控制字映射到每一视频行的最后一个像素值的R、G、B三个通道中的任意一个通道的最低bit位上，用于指示加密开始。例如从第255行计数到第271行，产生一个16行的第二使能信号，将加密控制字0xa55a映射到有效期间每一行的最后一个像素值的B通道B[0]位上。加密控制字插入后的第二帧音视频数据，将要传输的数据和密码流进行异或输出，完成音视频加密。加密控制字的选择必须是抗传输干扰性能好的编码。

接收端的接口此时一直处于检查状态，一旦检测到加密控制字以后，在接收到的第二帧音视频数据时启动流密码模块，将音视频数据和密码流进行异或解密输出。接收端接口将解密输出后的数据进行音视频分离，检测前导码6A6A6A和后导码696969，将前导码和后导码之间的数据提取出来，放入存储器中，通过外部接口芯片提供的音频时钟进行音频数据恢复输出。接收接口一旦检测不到加密控制字，则进入不解密输出状态，发出中断，通知接口重新进行接口认证。

本发明是从音视频传输格式的角度出发，将音视频数据的格式进行统一后并发送。由于每个接口芯片均会提供音频时钟输出，而且采用接口所提供的寄存器通道，进行接口认证的数据交换，由此降低了传输对特定接口和协议的依赖性，使音视频的传输独立于传输接口，提高了传输的灵活性高。

Claims (4)

1.用于数字媒体接口的音视频传输方法，其特征为包括步骤：

接口认证：发送端通过外部接口芯片提供的寄存器通道进行读写操作，通过调用接口认证的算法完成和接收端的接口认证；

流密码激活：发送端和接收端利用共享密钥激活各自的流密码模块；

音视频数据映射：将24位位宽的音频数据划分为3组音频分量存储在缓冲存储器中；将所述的3组音频分量分别映射到不同的视频传输通道中，并将映射后的3组音频数据各自进行串联；以视频输入格式中的有效控制信号为第一使能信号，利用视频数据时钟将串联的3组音频数据转为并行数据分别放到视频数据的3个传输通道的最低比特位上进行传输。

2.如权利要求1所述的用于数字媒体接口的音视频传输方法，其特征为：在传输音视频数据前对音视频数据进行加密：

将视频输入格式中的数据控制信号作为触发条件，对视频行数进行计数，产生一个有效的第二使能信号；

在第二使能信号的有效期间将一个加密控制字映射到每一视频行的最后一个像素值的R、G、B三个通道中的任意一个通道的最低bit位上，用于指示加密开始；

加密控制字插入后的第二帧音视频数据，将要传输的数据和密码流进行异或输出，完成音视频加密。

3.如权利要求1所述的用于数字媒体接口的音视频传输方法，其特征为：在所述的音视频数据映射步骤中，在对音频分量映射前向所述的各视频传输通道发送用于标识映射数据开始的前导码，对音频分量映射后向所述的各视频传输通道发送用于标识映射数据结束的后导码，并将前导码和后导码与映射后的3组音频数据一起串联。

4.如权利要求1至3之一所述的用于数字媒体接口的音视频传输方法，其特征为：3组音频分量中每组有8位位宽的音频数据。