CN1666511A - 带有条件访问的音频/视频/数据流的特技播放 - Google Patents

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Abstract

一种用于特技模式播放包含音频/视频/数据信息的加密传输流的方法，包括：提取和解密作为加密传输流中的节目的本地元数据使用的数据；从元数据产生特技模式指针；和在存储介质上存储特技模式指针和加密传输流。

Description

带有条件访问的音频/视频/数据流的特技播放
本发明涉及音频/视频/数据流的特技模式播放领域；更详细地，涉及一种用于提供加密访问音频/视频/数据流的特技模式播放的方法和装置。
在数字卫星和有线技术中，数字传输流形式的原始资料(即节目)经常使用条件访问(CA)被服务提供者加密。CA密钥通常以芯片和磁卡以及用户系统中的其它允许在传输流内读取音频、视频和数据解密密钥的手段的形式提供给终端用户。CA密钥允许访问传输流内的附加加密密钥。为了提供特技模式，原始资料必须被解密和解复用，以便产生指针文件，从而系统单元能够找到原始资料的特定部分和用于以后回放而存储的原始资料本身。特技模式在下文中定义。通常，原始资料不是用一般文字存储，因此在存储之前使用由系统单元提供者提供的密钥来加密它。用于实现上述的系统示例在图1中示出并且现在将说明。
图1是用于音频/视频流特技模式播放的相关技术系统的示意图。在图1中，系统单元100包括播放部件105和特技模式部件110。播放部件105包括传输流解密器115、传输流解复用器120、系统控制器125、(系统控制器控制下的)切换装置130和音频/视频(A/V)解码和解压缩器135。特技模式部件110包括指针文件产生器140、系统控制器125控制下的存储控制器145、重加扰器150、存储介质155和解扰器160。
工作时，传输流被传输流解密器115接收并被传输流解密器115使用由服务提供者提供的CA密钥解密。传输流解复用器120将解密的传输流解复用为音频流、视频流和数据流。音频、视频和数据流然后发送给切换装置130、指针文件产生器140和重加扰器150。对于实时播放，系统控制器125在模式信号165设置为实时播放时设置切换装置130直通，音频、视频和数据流直接到达A/V解码和解压缩器135，其将信号分量解压缩和解码为标准化的格式用于显示。
重加扰器150使用由系统单元制造者提供的密钥(不是由服务提供者使用来最初加密传输流的CA密钥)或不需要密钥的固定加密方法来加密音频、视频和数据流，并将加密的音频、视频和数据流保存在存储介质155上。固定的加密方法根本不需要密钥。指针产生器140从解密的传输流产生特技模式指针，并将特技模式指针注入存储介质155上存储的加密音频、视频和数据流。解扰器160使用由重加扰器150使用的密钥解扰存储的流(这又是由系统单元制造者提供的密钥，而不是由服务提供者使用来最初加密传输流的CA密钥，或者是不需要密钥的固定解密方法)，并在模式信号165设置切换装置130用于回放时将具有特技播放指针的存储流传递给A/V解码和解压缩器135。
存储的节目使用由系统制造者而不是服务提供者提供的密钥来加密的事实是这类系统所固有的。因此，服务提供者实际上已经放弃了访问控制。这产生了两个问题，第一是服务提供者会反对放弃访问控制，而第二是使用“本地”密钥加密的节目更容易受到未授权的访问。
本发明的第一方面是一种用于特技模式播放包含音频/视频/数据信息的加密传输流的方法，包括：提取和解密作为加密传输流中的节目的本地元数据使用的数据；从元数据产生特技模式指针；和在存储介质上存储特技模式指针和加密传输流。
本发明的第二方面是一种产生包含音频/视频/数据信息的加密的特技模式传输流用于延时播放的方法，包括：解密加密的传输流来产生解密的传输流；解复用解密的传输流来产生至少一个数据流；从数据流产生特技模式指针；和将特技模式指针插入加密传输流。
本发明的第三方面是一种用于特技模式播放来自加密传输流的音频/视频/数据信息的系统，包括：传输流解密器，用于将加密传输流解密为解密传输流；传输流解复用器，用于将解密传输流解复用为音频流、视频流和数据流；元数据部件，用于接收加密传输流并用于产生特技模式指针；和存储介质，用于存储特技模式指针和加密传输流。
本发明的第四方面是一种用于特技模式播放来自加密传输流的音频/视频/数据信息的系统，包括：第一传输流解密器，用于将加密传输流解密为解密传输流；第一传输流解复用器，用于将解密传输流解复用为音频流、视频流和数据流；元数据部件，元数据部件包括：第二传输流解密器，用于将加密传输流解密为解密传输流；第二传输流解复用器，用于将解密传输流解复用为音频流、视频流和数据流；和元数据处理器，用于产生特技模式指针；以及该系统还包括存储介质，用于存储特技模式指针和加密传输流。
本发明的第五方面是一种用于特技模式播放来自加密传输流的音频/视频/数据信息的系统，包括：第一传输流解密器，用于将加密传输流解密为解密传输流；第一传输流解复用器，用于将解密传输流解复用为音频流、视频流和数据流；元数据部件，元数据部件包括：第二传输流解密器，用于将加密传输流解密为解密传输流；第二传输流解复用器，用于将解密传输流解复用为音频流、视频流和数据流；和元数据处理器，用于产生特技模式指针；该系统还包括延时装置，用于产生延时的加密传输流；存储介质；和控制装置，用于在延时加密传输流写入存储介质时将特技模式指针同步地插入延时的加密传输流。
本发明的特征在所附权利要求中提出。但是发明本身将参考以下说明性实施例的详细描述同时结合相应附图进行阅读而得到最好的理解，其中：
图1是音频/视频流的特技模式播放的相关技术系统的示意图；
图2是按照本发明第一实施例用于音频/视频流的特技模式播放的系统的示意图；
图3是按照本发明第二实施例用于产生特技模式指针的图2系统的第一替代元数据部件的示意图；
图4是按照本发明第三实施例用于产生特技模式指针的图2系统的第二替代元数据部件的示意图；
图5是说明按照本发明第一实施例用于音频/视频流的特技模式播放的方法步骤的流程图；
图6是说明按照本发明第二实施例用于音频/视频流的特技模式播放的方法步骤的流程图；
图7是说明按照本发明第三实施例用于音频/视频流的特技模式播放的方法步骤的流程图。
为了本公开的目的，加密、加扰和译成密码以及它们的派生词都表示相同的动作和效果。当使用术语“显示”、“实时播放”和“延时播放”时，这些术语意味着不仅包括视频流的显示，还包括音频流和数据流的播放。特技模式定义为在音频、视频或数据信号上加盖的任何时间扭曲的效果，例如延时播放、快进和退，慢动作、停止动作、冻结帧、选通效果、标书签和搜索。元数据是有关数据的数据。在本公开中，元数据包括这样的信息，例如复制保护方案信息、版权信息、节目指南、节目标题、节目主题、闭合字幕、节目等级和其它节目特定信息以及有关数据流中文件大小、编码和类型的信息。虽然主要是处理包含在兼容运动图像专家组-2(MPEG-2)的加密传输流中的数据，但是本发明可适用于使用其它协议例如MPEG-1和MPEG-4的加密传输流。通常，MPEG传输流(TS)由节目流(PS)组成，每个节目流由分组基本流(PES)组成，分组基本流包括音频、视频、数据和元数据分组。为了本发明的目的，CA加密一般意味着包括在MPEG-2标准内的加密系统和方法，但是，CA加密的定义可以扩展为包括由服务提供者应用到传输流的任何加密系统或方法。
图2是按照本发明第一实施例用于音频/视频流的特技模式播放的系统的示意图。在图2中，系统单元200包括播放部件205和元数据部件210。播放部件205包括第一传输流解密器215、第一传输流解复用器220、系统控制器225、(系统控制器控制下的)切换装置230、音频/视频(A/V)解码和解压缩器235，传输流分离器240、延时245、存储介质250和(也在系统控制器控制下的)存储控制器255。存储介质250可包括硬盘、可重写CD或DVD或半导体存储器或其组合。元数据部件210包括第二传输流解密器260、第二传输流解复用器265和元数据处理器270。
工作中，传输流经系统输入242由传输流分离器240接收并发送给：切换装置230，用于实时播放；延时240并从此发送到存储介质250，用于延时播放的存储；和第二传输流解密器260。一定要注意，存储介质250上存储的传输流用服务提供者密钥加密。切换装置230由系统控制器225发送的模式信号275触发。对于实时播放，切换装置230响应来自系统控制器225的实时模式信号，经输入217将传输流连接到第一传输流解密器215。对于延时播放，切换装置230响应来自系统控制器225的延时播放模式信号，将存储介质250连接到第一传输流解密器215。模式信号275由系统控制器225响应系统200的用户输入而产生。从切换装置230，传输流由第一传输流解密器215使用CA密钥和传输流内的并由服务提供者提供的密钥解密。第一传输流解复用器220将解密的传输流解复用为各实时信号分量，例如音频、视频和数据信号。解复用的信号然后发送给A/V解码和解压缩器235，其将信息分量解压缩和解码为标准化的格式用于显示。在延时播放有效时，控制信号由系统控制器225经存储控制器255发送给存储介质250。
在元数据部件210中，传输流由第二传输流解密器260使用由服务提供者提供来访问传输流内的解密密钥的CA密钥解密。第二传输流解复用器265然后将解密的传输流解复用为音频、视频和数据流。解复用流然后发送给元数据处理器270，其从数据流产生特技播放指针，并在流写入存储介质250时将特技播放指针插入加密传输流。特技播放指针允许在加密数据流中找到用于特技播放的开始/停止。特技模式指针包括加密传输流中用于传输流的延时播放解密的解密密钥的位置。延时245保持到存储介质250的加密传输流的流入与从元数据部件210到存储介质的指针的流入相同步，并且一般是基于信号经元数据部件传播和其中的处理时间的固定的延时。
在第一实施例中，第二传输流解密器260解密整个传输流，并且第二传输流解复用器265将流解复用为音频流、视频流和数据流。元数据处理器270仅使用数据流，音频和视频流被丢弃。因此，特技播放模式在仍然保持服务提供者CA的同时使能，而决不存储未加密的音频/视频/数据节目信息或以除服务提供者CA以外的任何其它加密形式存储上述信息。
图3是按照本发明第二实施例用于产生特技模式指针的图2系统的第一替代元数据部件的示意图。在第二实施例中，传输流包含服务提供者提供的数据解密密钥。数据解密密钥允许仅对组成传输流中的数据流的分组而不是传输流中的视频和音频分组进行识别和访问。在图3中，元数据部件210A包括数据密钥提取器280、数据提取器285、数据解密器290和元数据处理器270。数据密钥提取器280(使用CA密钥)从传输流提取数据识别和解密密钥。传输流和数据密钥传递给其中从传输流提取数据流的数据提取器285。数据解密器290再次使用数据密钥解密数据流，并且解密数据传递给其中数据流被如上所述处理为特技模式指针的元数据处理器270。
数据提取器285和数据解密器290可以组合为一个单元，而数据密钥实际上可以是密钥系列，一个密钥(或密钥组)用于数据分组的识别，而一个密钥(或密钥组)用于数据分组的解密。
图4是按照本发明第三实施例用于产生特技模式指针的图2系统的第二替代元数据部件的示意图。元数据部件210B类似上述图3中说明的元数据部件210A。元数据部件210B和元数据部件210A之间的区别是元数据部件210B没有数据密钥提取器，因为数据密钥不是传输流的一部分，而是作为分离信号提供给系统单元200的(参见图2)。卫星系统是能够使用分离数据密钥信号的节目传输系统的一个例子。数据密钥本身可以由节目提供者或第三方提供。
图5是说明按照本发明第一实施例用于音频/视频流的特技模式播放的方法步骤的流程图。在步骤300中，传输流沿三个路径分离。在步骤305中，第一路径传输流使用CA密钥以及包含在传输流内的解密密钥解密，然后在步骤310中，解密传输流被解复用为音频、视频和数据流。在步骤315中，来自第一路径的音频、视频和数据流可用于实时播放。
在步骤320中，第三路径传输流使用CA密钥以及包含在传输流内的解密密钥解密，然后在步骤325中，解密传输流被解复用为音频、视频和数据流。在步骤330中，从数据流提取元数据，而在步骤335中，提取的元数据用于产生特技模式指针，其在步骤345中，或者和延时传输流一起在步骤355中被存储在存储介质上，或者被插入传输流，然后修改的包含特技模式指针的传输流在步骤355中被存储在存储介质上。特技模式指针包括用于以包括的特技模式延时播放解密传输流的加密传输流中解密密钥的位置。
在步骤350中，第二路径传输流的传播被延时基于处理第三路径传输流和产生特技模式指针所需时间的时间量。如前所述，存储的传输流或修改的传输流在步骤355中被存储在存储介质上。存储的传输流如服务提供者传输时一样保持加密。由在步骤360中解密修改的传输流然后在步骤370中将解密的修改传输流解复用为具有用于特技模式播放的特技模式指针的音频、视频和数据流，开始带有可用的特技模式的回放。
图6是说明按照本发明第二实施例用于音频/视频流的特技模式播放的方法步骤的流程图。图6类似图5，其中图5的步骤405、410、415、435、445、450、455、460、465和470分别和图4的步骤305、310、315、335、345、350、355、360、365和370相同。在第二实施例中，传输流包含服务提供者提供的数据解密密钥。数据解密密钥允许仅对组成传输流中的数据流的分组而不是传输流中的视频和音频分组进行识别和访问。数据解密密钥使用用户提供的CA密钥来访问。在步骤420中，从第三路径传输流提取数据解密密钥。在步骤425中，使用数据解密密钥从传输流提取数据分组。然后在步骤430中，提取的数据分组被转换为数据流。
作为替代，CA密钥可以不包括在传输流中，而可以作为分离信号提供，直接传输给解密硬件和元数据处理器。
图7是说明按照本发明第三实施例用于音频/视频流的特技模式播放的方法步骤的流程图。图7类似图6，其中图7的步骤505、510、515、525、530、535、545、550、555、560、565和570分别和图6的步骤405、410、415、425、430、435、445、450、455、460、465和470相同。在本发明的第三实施例中，步骤520仅从由传输流本身分离的信号获得数据提取密钥。数据密钥本身可以由节目提供者或第三方提供。
因此，在本发明的所有三个实施例中，特技播放模式在仍然保持服务提供者CA的同时实现，而决不存储未加密的音频/视频/数据节目信息或以除服务提供者CA以外的任何其它加密形式存储上述信息。
因此，本发明克服了与使用存储的传输流的非服务提供者传输流加密关联的问题。
以上为了本发明的理解给出了本发明的实施例的描述。应当理解，发明不限于这里所述的特定实施例，而能够在不脱离发明范围的情况下进行现在对本领域技术人员显而易见的各种修改、重排和替换。例如，特技模式指针可以存储在相同和不同存储介质上的和加密传输流分离的特技模式指针文件中。因此，希望以下权利要求覆盖所有这些落入本发明的真正精神和范围内的修改和变化。

Claims (25)

1.一种用于特技模式播放包含音频/视频/数据信息的加密传输流的方法，包括：
提取和解密作为所述加密传输流中的节目的本地元数据使用的数据；
从所述元数据产生特技模式指针；和
在存储介质上存储所述特技模式指针和所述加密传输流。
2.如权利要求1的方法，其中用于解密所述加密传输流的解密密钥包含在所述加密传输流内。
3.如权利要求1的方法，其中用于解密所述加密传输流的解密密钥在从所述加密传输流分离的流中提供。
4.如权利要求1的方法，其中所述特技模式指针包括加密密钥在所述加密传输流内的位置。
5.如权利要求1的方法，其中用于解密所述加密传输流的解密密钥允许识别所述加密传输流内的元数据分组，并允许仅解密所述元数据分组。
6.如权利要求1的方法，其中所述传输流由所述加密传输流的提供者使用条件访问加密来加密。
7.一种产生包含音频/视频/数据信息的加密的特技模式传输流用于延时播放的方法，包括：
解密加密的传输流来产生解密的传输流；
解复用所述解密的传输流来产生至少一个数据流；
从所述数据流产生特技模式指针；和
将所述特技模式指针插入所述加密传输流。
8.如权利要求7的方法，其中用于解密所述加密传输流的解密密钥包含在所述加密传输流内。
9.如权利要求7的方法，其中用于解密所述加密传输流的解密密钥在从所述加密传输流分离的流中提供。
10.如权利要求7的方法，其中所述特技模式指针包括加密密钥在所述加密传输流内的位置。
11.如权利要求7的方法，进一步包括将所述加密传输流与所述特技模式指针一起存储在存储介质上。
12.如权利要求7的方法，其中所述传输流由所述加密传输流的提供者使用条件访问加密来加密。
13.如权利要求7的方法，其中用于解密所述加密传输流的解密密钥允许识别所述加密传输流内的数据流分组，并允许仅解密所述数据流分组。
14.一种用于特技模式播放来自加密传输流的音频/视频/数据信息的系统，包括：
传输流解密器，用于将所述加密传输流解密为解密传输流；
传输流解复用器，用于将所述解密传输流解复用为音频流、视频流和数据流；
元数据部件，用于接收所述加密传输流并用于产生特技模式指针；和
存储介质，用于存储所述特技模式指针和所述加密传输流。
15.如权利要求14的系统，进一步包括切换装置，用于在加密传输流系统输入和所述存储介质之间切换所述传输流解密器的输入。
16.如权利要求15的系统，进一步包括音频/视频解码器和解压缩器，用于将所述音频和视频流共同转换为可显示的格式。
17.如权利要求14的系统，其中所述加密传输流由传输流提供者使用条件访问加密来加密。
18.一种用于特技模式播放来自加密传输流的音频/视频/数据信息的系统，包括：
第一传输流解密器，用于将所述加密传输流解密为解密传输流；
第一传输流解复用器，用于将所述解密传输流解复用为音频流、视频流和数据流；
元数据部件，所述元数据部件包括：
第二传输流解密器，用于将所述加密传输流解密为解密传输流；
第二传输流解复用器，用于将所述解密传输流解复用为音频流、视频流和数据流；和
元数据处理器，用于产生特技模式指针；和
存储介质，用于存储所述特技模式指针和所述加密传输流。
19.如权利要求18的系统，进一步包括切换装置，用于在加密传输流系统输入和所述存储介质之间切换所述第一传输流解密器的输入。
20.如权利要求19的系统，进一步包括音视频解码器和解压缩器，用于将所述音频和视频流共同转换为可显示的格式。
21.如权利要求18的系统，其中所述加密传输流由传输流提供者使用条件访问加密来加密。
22.一种用于特技模式播放来自加密传输流的音频/视频/数据信息的系统，包括：
第一传输流解密器，用于将所述加密传输流解密为解密传输流；
第一传输流解复用器，用于将所述解密传输流解复用为音频流、视频流和数据流；
元数据部件，所述元数据部件包括：
第二传输流解密器，用于将所述加密传输流解密为解密传输流；
第二传输流解复用器，用于将所述解密传输流解复用为音频流、视频流和数据流；和
元数据处理器，用于产生特技模式指针；
延时装置，用于产生延时的加密传输流；
存储介质；和
控制装置，用于在所述延时加密传输流写入所述存储介质时，将所述特技模式指针同步地插入所述延时的加密传输流。
23.如权利要求22的系统，进一步包括装置，用于在加密传输流系统输入和所述存储介质之间切换所述第一传输流解密器的输入。
24.如权利要求23的系统，进一步包括音视频解码器和解压缩器，用于将所述音频和视频流共同转换为可显示的格式。
25.如权利要求22的系统，其中所述加密传输流由传输流提供者使用条件访问加密来加密。
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