FR2771581A1 - Procede d'embrouillage et procede de desembrouillage de donnees video numeriques et dispositifs mettant en oeuvre les procedes - Google Patents
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Abstract
L'invention concerne un procédé d'embrouillage de données vidéo au format MPEG2 vidéo ainsi qu'un procédé de désembrouillage de données embrouillées selon le procédé de l'invention.Les données vidéo embrouillées sont les coefficients AC et/ ou DC issus de l'opération " transformée cosinus discrète " (DCT) qui sont associés à au moins un bloc d'au moins une image codée en mode INTRA.L'invention s'applique aux systèmes à accès conditionnel tels que, par exemple, les systèmes de télévision à péage.
Description
PROCEDE D'EMBROUILLAGE ET PROCEDE DE DESEMBROUILLAGE
DE DONNEES VIDEO NUMERIQUES ET DISPOSITIFS METTANT EN OEUVRE
LES PROCEDES
La présente invention concerne un procédé d'embrouillage de données vidéo numériques ainsi qu'un procédé de désembrouillage de données vidéo numériques embrouillées selon le procédé d'embrauillage de l'invention. L'invention s'applique plus particulièrement aux systèmes à accès conditionnel pour lesquels les données vidéo sont formatées selon la norme
MPEG2 vidéo et véhiculées selon la norme de transport MPEG2 System.
A titre d'exemple non limitatif, un système à accès conditionnel tel que celui mentionné ci-dessus peut être un système de télévision à péage
diffusant des programmes embrouillés.
Comme cela est connu de l'homme de l'art, dans le cadre d'un système à accès conditionnel fonctionnant selon la norme MPEG2, les données vidéo sont embrouillées de telle sorte que, après embrouillage, elles
ne respectent plus la norme MPEG2 vidéo.
Dans le cas o l'usager qui reçoit le programme embrouillé a acquis les droits pour désembrouiller le programme, les données vidéo embrouillées sont désembrouillées de façon à être restituées à la norme MPEG2 vidéo. Le décodeur MPEG2 de l'usager est alors en mesure de
décoder les données vidéo désembrouillées qu'il reçoit.
Dans le cas o l'usager n'a pas acquis les droits pour désembrouiller le programme embrouillé, les données vidéo ne sont pas désembrouillées. Le décodeur MPEG2 de l'usager est alors dans l'impossibilité de reconnaître les données vidéo. Aucune image n'apparaît
sur l'écran: I'écran est noir.
Cette absence totale d'images ne permet pas de laisser entrevoir le programme diffusé et, partant, d'attirer l'attention d'éventuels futurs
abonnés du prestataire qui distribue les programmes.
L'invention ne présente pas cet inconvénient.
En effet, I'invention concerne un procédé d'embrouillage de données vidéo au format MPEG2 vidéo, les données vidéo représentant au moins un bloc d'au moins une image codée en mode INTRA et comprenant des données (AC, DC) issues d'une opération "transformée cosinus discrète" et constituées, pour chaque bloc, d'un premier coefficient (DC) représentant l'intensité moyenne des pixels du bloc et d'au moins un deuxième coefficient (AC) représentant les variations d'intensité entre pixels du bloc. L'embrouillage des données vidéo est réalisé par une opération de traitement des données (AC, DC) issues de l'opération "transformée cosinus
discrète" compatible de la norme MPEG2 vidéo.
L'invention concerne également un procédé de désembrouillage de données vidéo embrouillées, le désembrouillage des données vidéo étant effectué sous l'action d'une clé de désembrouillage. Les données vidéo sont des données embrouillées selon le procédé d'embrouillage de l'invention mentionné ci-dessus et la clé de désembrouillage est constituée par au moins une des données issues de l'opération de traitement des données
issues de l'opération "transformée cosinus discrète".
L'invention concerne aussi un dispositif d'embrouillage de données vidéo au format MPEG2 vidéo, les données vidéo représentant au moins un bloc d'au moins une image codée en mode INTRA (I) et comprenant des données (AC, DC) issues d'une opération.."transformée cosinus discrète" et constituées, pour chaque bloc, d'un premier coefficient (DC) représentant l'intensité moyenne des pixels du bloc et d'au moins un deuxième coefficient (AC) représentant les variations d'intensité entre pixels du bloc, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens pour réaliser l'embrouillage des données vidéo par une opération de traitement des données (AC, DC) issues de l'opération "transformée cosinus discrète"
compatible de la norme MPEG2 vidéo.
L'invention concerne encore un dispositif de désembrouillage de données vidéo embrouillées selon le procédé d'embrouillage de l'invention mentionné ci-dessus, le désembrouillage des données vidéo étant effectué sous l'action d'une clé de désembrouillage, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens permettant de désembrouiller les données vidéo sous l'action d'une clé de désembrouillage constituée par au moins une des données issues de l'opération de traitement des données issues de l'opération
"transformée cosinus discrète".
L'invention concerne encore un décodeur de données vidéo codées selon la norme MPEG2 vidéo comprenant un dispositif de désembrouillage de données vidéo embrouillées, caractérisé en ce que le dispositif de désembrouillage est un dispositif de désembrouillage tel que le dispositif selon l'invention mentionné ci-dessus. Un avantage de l'invention est de mettre en oeuvre un procédé d'embrouillage et un procédé de désembrouillage de données vidéo qui
soient compatibles de la norme MPEG2 vidéo.
D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture d'un mode de réalisation préférentiel fait avec référence aux figures ci-annexées parmi lesquelles: - la figure 1 représente un procédé d'embrouillage de données vidéo selon un premier mode de réalisation de l'invention; - la figure 2 représente un procédé d'embrouillage de données
vidéo selon un deuxième mode de réalisation de l'invention.
La figure 1 représente un procédé d'embrouillage de données
vidéo selon un premier mode de réalisation de l'invention.
Le flux F1 des données qui sont traitées selon le procédé de l'invention comprend une succession de paquets de données vidéo codées
selon la norme MPEG2 vidéo.
Le codage selon la norme MPEG2 vidéo utilise les propriétés du
signal afin d'en réduire le débit binaire.
L'algorithme de codage mis en oeuvre décrit les images par blocs en exploitant la redondance spatiale et la redondance temporelle des images
à coder.
La redondance spatiale est évaluée, principalement, grâce à la succession de trois opérations: une opération communément appelée "transformée cosinus discrète" et notée DCT (l'acronyme DCT est issu de l'anglais "Discrete Cosine Transformation"), une opération de quantification des coefficients issus de la DCT et une opération de codage à longueur
variable pour décrire les coefficients quantifiés issus de la DCT.
La redondance temporelle est analysée par une opération de compensation de mouvement qui consiste à rechercher, par une opération de translation pour chaque bloc de l'image courante, le bloc le plus ressemblant situé dans une image de référence. L'analyse de la redondance temporelle conduit à déterminer un champ de vecteurs de translation, communément appelés vecteurs de mouvement, ainsi qu'une erreur de prédiction qui est la différence entre le signal de l'image courante et le signal de l'image prédite par compensation de mouvement. L'erreur de prédiction
est alors analysée selon le principe de la redondance spatiale.
Le codage selon la norme MPEG2 vidéo est un codage de type prédictif. Il s'ensuit que le processus de décodage qui lui est associé doit être régulièrement réinitialisé afin de protéger le signal contre, par exemple, toute erreur de transmission ou toute rupture de signal due au basculement
du décodeur d'un programme sur un autre.
A cette fin, le norme MPEG2 vidéo prévoit que, périodiquement, les images doivent être codées en mode spatial, c'est-à-dire selon un mode exploitant la redondance spatiale uniquement. Les images codées en mode spatial sont communément appelées images INTRA ou images I. Le procédé d'embrouillage selon l'invention s'applique à l'embrouillage de données vidéo correspondant à au moins un bloc d'au moins une image I. Les données vidéo qui caractérisent un bloc d'image I contiennent un coefficient communément noté coefficient DC (l'abréviation DC provient de l'anglais "Direct Current") et plusieurs coefficients communément notés coefficients AC (l'abréviation AC provient de l'anglais "Alternating Current"). Le coefficient DC représente l'intensité moyenne des pixels d'un bloc d'image et les coefficients AC représentent les variations d'intensité
entre les pixels d'un bloc.
Selon le premier mode de réalisation de l'invention, pour au moins un bloc d'au moins une image 1, les coefficients AC contenus dans le flux F1 et notés AC1 sur la figure 1 sont extraits du flux Fl. L'extraction des coefficients AC1 du flux F1 est représentée, de façon symbolique, par
l'opération E1 sur la figure 1.
Les coefficients AC1 extraits sont alors permutés entre eux de
façon à constituer un nouvel ensemble AC2 de coefficients AC.
Préférentiellement, les différents coefficients AC1 sont permutés selon un rang R de permutation différent d'un premier ensemble de blocs successifs s concernés par la permutation des coefficients AC à un autre ensemble de blocs. L'invention concerne cependant également le cas o le rang R de -permutation est identique pour tous les blocs successifs concernés par la permutation des coefficients AC. La permutation des coefficients AC1 est
représentée, de façon symbolique, par l'opération E2 sur la figure 1.
A la suite de la permutation mentionnée ci-dessus, les coefficients AC2 sont substitués, au sein du flux F1, aux coefficients AC1 de façon à
constituer le flux de données F2.
Les opérations d'extraction et de permutation des coefficients AC1 ainsi que l'opération de substitution des coefficients AC1 par les coefficients AC2 sont effectuées, par exemple, par programmation d'un microprocesseur. Le flux de données F2 obtenu après substitution des coefficients AC1 constitue un flux de données embrouillées selon le premier mode de réalisation de l'invention. Afin de constituer un flux de données selon la norme MPEG2 System, les données vidéo telles qu'embrouillées sont multiplexées, de façon connue en soi, avec des données audio selon la norme MPEG2 audio et avec des données concernant différentes
informations relatives aux programmes distribués.
Un avantage de l'invention est de permettre de moduler facilement la déformation des images reçues non désembrouillées. En effet, non seulement, la permutation des différents coefficients AC d'un bloc peut être plus ou moins importante, mais aussi le nombre d'images I sur lequel sont
effectuées les permutations de coefficients peut lui aussi varier.
La figure 2 représente un procédé d'embrouillage de données
vidéo selon un deuxième mode de réalisation de l'invention.
Selon le mode de réalisation représenté en figure 2, pour au moins un bloc d'au moins une image 1, le coefficient DC contenu dans le flux F1 et noté DC1 sur la figure 2 est extrait du flux Fl. L'extraction des différents coefficients DC1 est représentée, de façon symbolique, par l'opération E4
sur la figure 2.
Un nouveau coefficient DC2 est alors généré, sous l'action d'une commande C, à partir d'un coefficient DC1 extrait du flux. De façon préférentielle, la commande C est une commande aléatoire. Les nouveaux coefficients DC2 sont alors substitués, au sein du flux F1, aux coefficients DOC1. La génération des coefficients DC2 à partir des coefficients DC1 ainsi que la substitution des coefficients DC2 aux coefficients DC1 au sein du flux F1 sont respectivement représentées par les opérations symboliques
E5 et E6 sur la figure 2.
Les opérations d'extraction des coefficients DC1, de génération de coefficients DC2 sous l'action d'une commande C et de substitution des coefficients DC1 par les coefficients DC2 générés sont effectuées, par
exemple, par microprocesseur.
Le flux de données F3 obtenu après substitution des coefficients DC1 constitue un flux de données embrouillées. Afin de constituer un flux de données selon la norme MPEG2 System, les données vidéo telles qu'embrouillées sont multiplexées avec des données audio selon la norme MPEG2 audio et avec des données concernant différentes informations
relatives aux programmes distribués.
Selon ce deuxième mode de réalisation de l'invention, il est également avantageusement possible de moduler facilement la déformation des images reçues non désembrouillées. En effet, ici aussi, plus le nombre d'images I sur lequel sont effectuées les substitutions de coefficients DC est
grand, plus l'image reçue est déformée.
Avantageusement, les deux procédés d'embrouillage décrits aux figures 1 et 2 ne sont pas exclusifs l'un de l'autre. Ainsi, un troisième procédé d'embrouillage selon l'invention concerne-t-il un procédé mettant en
oeuvre à la fois le procédé décrit en figure 1 et le procédé décrit en figure 2.
Selon ce troisième mode de réalisation de l'invention, un même bloc pour le quel les coefficients AC sont permutés peut ou non avoir le coefficient DC
substitué par un autre coefficient.
Comme cela a été mentionné précédemment, I'invention concerne également un procédé de désembrouillage de données vidéo embrouillées selon le procédé d'embrouillage décrit en figure 1 et/ou le procédé
d'embrouillage décrit en figure 2.
Afin de mettre en oeuvre le désembrouillage des données vidéo embrouillées selon le procédé décrit en figure 1, les rangs R successifs de permutation des coefficients AC1 des différents blocs concernés par la permutation sont transmis au dispositif de désembrouillage. Les rangs R successifs de permutation sont alors les clés de désembrouillage des
données embrouillées.
Préférentiellement, les rangs R successifs de permutation sont transmis au dispositif de désembrouillage après avoir été chiffrés selon un algorithme de clé K. La transmission des rangs R de permutation s'effectue
préférentiellement dans le flux qui contient les données vidéo embrouillées.
Afin de mettre en oeuvre le désembrouillage des données vidéo embrouillées selon le procédé décrit en figure 2, ce sont les coefficients DC1 qui sont transmis comme clés de désembrouillage au dispositif de désembrouillage. Préférentiellement, les différents coefficients DC1 sont transmis au dispositif de désembrouillage après avoir été chiffrés par un algorithme de clé K. La transmission des coefficients DC1 s'effectue préférentiellement
dans le flux des données qui contient les données vidéo embrouillées.
Dans le cas o le procédé d'embrouillage met en oeuvre un procédé selon la figure 1 et un procédé selon la figure 2 comme mentionné ci-dessus, une clé de désembrouillage est constituée soit d'un rang R de permutation, soit d'un coefficient DC1, soit de l'ensemble constitué d'un
rang R de permutation et d'un coefficient DC1.
Quelle que soit la façon dont les données ont été embrouillées, à savoir un procédé selon la figure 1, un procédé selon la figure 2, ou encore un procédé selon les figures 1 et 2, les données sont désembrouillées, sous l'action des clés de désembrouillage, par des opérations inverses des opérations qui ont servi à embrouiller les données. Ces opérations inverses
sont effectuées, par exemple, par programmation d'un microprocesseur.
Claims (13)
1. Procédé d'embrouillage de données vidéo au format MPEG2 vidéo, les données vidéo représentant au moins un bloc d'au moins une image codée en mode INTRA (I) et comprenant des données (AC, DC) issues d'une opération transformée cosinus discrète (DOT) et constituées, pour chaque bloc, d'un premier coefficient (DC) représentant l'intensité moyenne des pixels du bloc et d'au moins un deuxième coefficient (AC) représentant les variations d'intensité entre pixels du bloc, caractérisé en ce que lI'embrouillage des données vidéo est réalisé par une opération de traitement des données (AC, DC) issues de l'opération transformée cosinus discrète
(DOT) compatible de la norme MPEG2 vidéo.
2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que lI'embrouillage des données vidéo comprend une étape de permutation, selon un rang (R) de permutation, des différents coefficients (ACl) représentant
les variations d'intensité entre pixels d'au moins un bloc.
3. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que lI'embrouillage des données vidéo comprend une étape de substitution du coefficient (DO1l) représentant l'intensité moyenne des pixels d'un même
bloc par un coefficient (DC2) choisi sous l'action d'une commande (C).
4. Procédé selon la revendication 3, caractérisé en ce que la
commande ( C) est choisie de façon aléatoire.
5. Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que l'embrouillage des données vidéo comprend également une étape de substitution du coefficient (DO1) représentant l'intensité moyenne des pixels d'un même bloc par un coefficient (DC2) choisi sous l'action d'une
commande ( C).
6. Procédé selon la revendication 5, caractérisé en ce que la
commande ( C) est choisie de façon aléatoire.
7. Procédé de désembrouillage de données vidéo embrouillées, le désembrouillage des données vidéo étant effectué sous l'action d'une clé de désembrouillage, caractérisé en ce que les données vidéo sont des données embrouillées selon le procédé de la revendication 1 et en ce que la clé de désembrouillage est constituée par au moins une des données issues de l'opération de traitement des données issues de l'opération transformée
cosinus discrète (DCT).
8. Procédé de désembrouillage de données vidéo embrouillées, le désembrouilage des données vidéo étant effectué sous l'action d'une clé de désembrouillage, caractérisé en ce que les données vidéo sont des données embrouillées selon le procédé de la revendication 2 et en ce que la clé de désembrouillage est constituée par le rang (R) de la permutation des différents coefficients (ACl) représentant les variations d'intensité entre
pixels d'au moins un bloc.
9. Procédé de désembrouillage de données vidéo embrouillées, le désembrouillage des données vidéo étant effectué sous l'action d'une clé de désembrouillage, caractérisé en ce que les données vidéo sont des données embrouillées selon le procédé de la revendication 3 ou 4 et en ce que la clé de désembrouillage est le coefficient (DC1) représentant l'intensité moyenne
des pixels d'un même bloc.
10. Procédé de désembrouillage de données vidéo embrouillées, le désembrouillage des données vidéo étant effectué sous l'action d'une clé de désembrouillage, caractérisé en ce que les données vidéo sont des données embrouillées selon le procédé de la revendication 5 ou 6 et en ce que la clé de désembrouillage est constituée du coefficient (DC1) représentant I'intensité moyenne des pixels d'un même bloc et/ou du rang de la permutation des différents coefficients (AC1) représentant l'intensité
moyenne des pixels d'un même bloc.
11. Dispositif d'embrouillage de données vidéo au format MPEG2 vidéo, les données vidéo représentant au moins un bloc d'au moins une image codée en mode INTRA (I) et comprenant des données (AC, DC) issues d'une opération transformée cosinus discrète (DCT) et constituées, pour chaque bloc, d'un premier coefficient (DC) représentant l'intensité moyenne des pixels du bloc et d'au moins un deuxième coefficient (AC) représentant les variations- d'intensité entre pixels du bloc, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens pour réaliser l'embrouillage des données vidéo par une opération de traitement des données (AC, DC) issues de l'opération
transformée cosinus discrète (DCT) compatible de la norme MPEG2 vidéo.
12. Dispositif de désembrouillage de données vidéo embrouillées selon le procédé de la revendication 1, le désembrouillage des données vidéo étant effectué sous l'action d'une clé de désembrouillage, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens permettant de désembrouiller les données vidéo sous l'action d'une clé de désembrouillage constituée par au moins une des données issues de l'opération de traitement des données issues de
l'opération transformée cosinus discrète (DCT).
13. Décodeur de données vidéo codées selon la norme MPEG2 vidéo comprenant un dispositif de désembrouillage de données vidéo embrouillées, caractérisé en ce que le dispositif de désembrouillage est un
dispositif selon la revendication 12.
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- 1998-11-25 JP JP10334079A patent/JPH11225323A/ja active Pending
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| CN1224305A (zh) | 1999-07-28 |
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