FR2797735A1

FR2797735A1 - Procede et dispositif de restitution d'un signal de television numerique

Info

Publication number: FR2797735A1
Application number: FR9910674A
Authority: FR
Inventors: Jean Jacques Chevreul
Original assignee: Sagem SA
Current assignee: Sagem SA
Priority date: 1999-08-20
Filing date: 1999-08-20
Publication date: 2001-02-23
Anticipated expiration: 2019-08-20
Also published as: WO2001015446A1; EP1205070A1; AU7013600A; FR2797735B1

Abstract

Pour restituer un signal de programme de télévision numérique en clair à partir d'un signal embrouillé on transfère le signal démodulé embrouillé contenant des messages d'obtention d'un mot de contrôle d'un récepteur de télévision assurant les fonctions de démodulation et décodage à un module de contrôle d'accès 12 par l'intermédiaire d'une interface physique. Au moins dans un mode particulier de fonctionnement, on retransfère le signal du module de contrôle d'accès à un récepteur 10 avec au moins l'une des composantes du programme sélectionné embrouillée, en même temps que les mots de contrôle correspondants, calculés par le module, et en ce qu'on effectue le désembrouillage dans le récepteur.

Description

PROCEDE DISPOSITIF DE RESTITUTION D'UN SIGNAL DE TELEVISION NUMERIQU La présente invention concerne les procédés et dispositifs de restitution d'un signal de télevision numérique en clairà partir d'un signal embrouillé contenant au moinsà fois les composantes vidéo et audio et les messages permettant de récupérer un mot de contrôlé nécessaire au désembrouillage.

Elle est applicableà tous les ensembles associant un récepteur regroupe dans une meme unité les fonctions de décodage et de restitution l'image sur écran et du son ou qu'il remplisse uniquement la fonction de decodage avec restitution un terminal de visualisation indépendant) et un module de contrôle d'accès externe ou enfichable. Elle trouve une application particulièrement importante, mais nullement exclusive, dans le cas des récepteurs-décodeurs associésà un module de contrôle d'accès conforme au standard DVB -CI, d'un type qui,à l'heure actuelle, restitue en clair au récepteur les composantes du programme visualisé par l'utilisateur, sous forme numérique, sur le connecteur d'interface module, de sorte qu'il est possible d'enregistrer #uvres diffusées, cela sans aucune dégradation de la qualité du fait la nature numérique du signal.

Le problème traité par l'invention sera maintenant exposé dans le cas particulier de la diffusion, sur un réseauà accès conditionnel, suivant le standard DVB, donnéà titre de simple exemple. Ce standard permetà tout usager disposant d'un récepteur décodeur de télévision numérique tel que défini au paragraphe précédent et désigné ci-après par le terme récepteur , adaptéà un type de réseau (satellite, câble, hertzien terrestre... ) de recevoir sans restriction tous les programmes diffusés en clair sur tout réseau de ce type. Mais chaque récepteur n'est généralement capable de ne traiter qu'un seul type de controle d'accès alors que les opérateurs/diffuseurs en utilisent plusieurs. Même dans cas où le réseau permet de recevoir les bouquets de nombreux opérateurs, un récepteur donné ne sera en général, capable de ne recevoir les programmes embrouillés que d'un unique opérateur.

Pour remédierà cette situation on a imaginé une technique qui permet au récepteur de adapterà tout système de contrôle d'accès. Pour ce faire ces récepteurs presentent un interface standard, par lequel transite en particulier le flux numérique reçu du réseau et qui est destinéà recevoir des modules différents, chacun d'eux étant spécifique d'un système de contrôle d'accès, voire même d'un operateur. Cette interface fait l'objet d'une standardisation permettant l'interopérabilite entre récepteur et module, grâceà une interface commune dénommée-CI ( DVB Common Interface).

L'architecture habituelle d'un tel récepteur équipé d'un module de contrôle d'accès est donnée sur la fig 1. Le récepteur10 présente une interface physique 13 de réception d'un module 12. Ce module est piloté par un microprocesseur 14 qui est en communication avec un microprocesseur16 récepteur au travers une liaison de contrôle 48 de l'interface'de contrôle13. récepteur peut ainsi indiquer au module 12 quel programme a été sélectionne par l'utilisateur, par exempleà partir de l'identificateur de programme et PID pour packet identifier (étiquette des composantes du programme) lui transmettre les descripteurs de contrôle d'accès relatifsà ces composantes. Le récepteur fournit également au module la totalité du flux de transport transmis par le réseau, sur le canai syntonisé à cet instant. Le module peut alors,à l'aide de son filtre numérique18, sélectionner les messages de contrôle d'accès relatifsà ce programme. En particulier, il sélectionnera les messages de contrôle de titres d'accès ou ECM correspondants et les déchiffrera (si l'usager possède les droits nécessaires) pour obtenir les mots de contrôle CW permettant le pilotage du désembrouilleùr 20 du module. Le déchiffrement est réalisé soit par le microprocesseur 14 module, qui devra alors être un microprocesseur de sécurité, soit par l'intermédiaire d'une carteà puce insérable 22 optionnelle.

Le module retourne au récepteur le flux de transport reçu, mais dans lequel les paquets de transport des composantes du (ou des) programme(s) sélectionné(s) par l'usager sont en clair (désembrouillés).

Dans le récepteur le flux est reçu par le démultiplexeur 24 filtre et distribue en fonction leur nature (audio, vidéo, données) les différentes composantes sélectionnées qu'il a reçu en clair. Dans l'architecture typique, le récepteur10, bien présentant un interface DVB-CI, comporte général un circuit supplémentaire26 permettant de contourner le module un désembrouilleur DVB 28 intégré et cela car le récepteur traite en général au moins un système de contrôle d'accès intégré (pratiquement gratuit, alors qu' module de contrôle d'accès nécessairement coûteux de par sa constitution matérielle).

Pour tenir compte de l'apparition sur le marché grand public d'appareils permettant l'enregistrement et la lecture d'#uvres audiovisuelles sous forme numérique, c'està dire sans aucune dégradation de la qualité par rapport au signal transmis, les sociétés de distribution d'oeuvres introduisent dans leurs contrats avec les opérateurs de télévision numérique une clause prohibant la présence, en clair et sous-forme numérique, des composantes (surtout la composante vidéo) des #uvres soumisesà droit d'auteur sur un connecteur externe récepteurs, ceci afin d'en éviter l'enregistrement numérique direct. Les modules de contrôle d'accès conformes au DVB-CI ne respectent pas cet impératif les composantes de programme sélectionné apparaissent toutes en clair sur l'interface physique.

L'invention propose, dans le but de remédierà ce défaut, un procédé de restitution d'un signal de programme de télévision numérique en clairà partir d'un signal embrouillé suivant lequel on transfère le signal démodulé, embrouillé et contenant des messages d'obtention d'un mot de contrôle, d'un récepteur de télévision assurant les fonctions de démodulation et décodageà un module de contrôle d'accès par l'intermédiaire d'une interface physique caractérisé en que, au moins dans un mode particulier fonctionnement, on retransfère le signal reçu du module de contrôle d'accès récepteur avec au moins, en l'état embrouillé, l'une des composantes du programme sélectionné, en même temps que les mots de contrôle correspondants, calculés par le module, et en qu'on effectue le désembrouillage complémentaire dans le récepteur.

L'invention remedie au défaut mentionné plus haut, essentiellement par une simple modification de logicielà la fois du décodeur et du module sur les récepteurs existants ayantdéjà un désembrouilleur; cela permettra une miseà jour très économique du parcdéjà en place, dans la mesure où le récepteur et le module sont télechargeables à travers le réseau de diffusion. Si dans l'avenir le désembrouilleur n'est pas prévu sur tous les récepteurs, la présence ou l'adjonction d'un tel désembrouilleur sera nécessaire.

On voit donc que l'adaptationà effectuer est simple et même que, sur des décodeurs existants, il n'y a même pasà modifier la partie matérielle.

L'invention propose également un module de contrôle d'accès destinéà être raccordé par un interface physiqueà un récepteur de télévision numérique assurant des fonctions de démodulation et de décodage, le dit module comportant des moyens de récupération de mots de contrôleà partir d'un flux reçu du récepteur, des moyens de désembrouillage de composantes du flux et de restitution des composantes désembrouillées au récepteur, caractérisé en ce que les moyens de désembrouillage sont prévus pour, en réponseà une instruction contenue dans flux, restituer une mois des composantes au récepteur sous forme embrouillée et transférer au récepteur les mots de contrôle associésà cet embrouillage. Elle propose encore un récepteur permettant de mettre en oeuvre le procédé ci- dessus, comportant un désembrouilleur et un interface physique de sortie de signal embrouillé démodulé vers un module de contrôle d'accès et de retour de signal depuis le module, le désembrouilleur étant prévu pour désembrouiller au moins une des composantes du signal, retournée encore embrouillée le module, en utilisant un mot de contrôle transmis par le module.

Dans son applicationà des flux embrouillés suivant l'algorithme DVB, le procédé implique de ne plus désembrouiller dans ce module au minimum la composante vidéo du (ou des) programmes sélectionnés lorsqu'ils sont soumisà l' imperatif de droit d'auteur.

Une variante consisteà généraliser le comportementà la totalité des programmes, qu'ils soient soumis ou nonà droit d'auteur.

Suivant d'autres variantes on prévoit, en combinaison éventuelle avec la précédente, le non désembrouillage de plusieurs, voire de la totalité des composantes, du (ou des), programmes concernés.

Le module continue, comme dans la situation actuelle,à réaliser la totalité des fonctions liées au contrôle d'accès (acquisition et traitement des messages de gestion des titres d'accès ou EMM, acquisition et déchiffrement des messages de contrôle des titres d'accès ou ECM, désembrouillage éventuel de composantes... ) sauf le désembrouillage de certaines composantes. Le module laisse passer cette ou ces composantes de façon transparente mais transmet alors vers le microprocesseur du récepteur les mots de contrôle qu'il aura déchiffré et qui concernent cette ou ces composantes.

Les mots de contrôle peuvent être transmis en clair car le niveau de sécurité nécessaire n'est pas très élevé; ils peuvent également être chiffrésà partir secret commun partagé entre le module et le récepteur, élaboré par exemple suivant le principe de Diffie-Hellman. Comme il a été indiqué plus haut, le récepteur peut notamment être un récepteur décodeur qui comporte un désembrouilleur type DVB ; il peut alors simplement* tout en embarquant aucune autre spécificité liée au type de contrôle d'accès utilisé, désembrouiller la ou les composantes du programme transmises de façon transparente par le module.. L'indication que les paquets de transport des composantes concernées sont embrouillés sera fournie au récepteur les en têtes ces paquets. La transition mode normal/ mode droit d'auteur s'effectue donc sans rupture , la synchronisation entrel' arrêt de désembrouillage par le module et le début de désembrouillage par le récepteur étant assurée naturellement par le contenu d'un champ contrôle d'embrouillage de transport des paquets de transport transmis par le module au récepteur sur la liaison 40 de l'interface13.

Dans des cas peu fréquents, l'embrouillage est réalisé au niveau de paquets dits PES dans le standard MPEG. Dans ce cas les champs contenant l'information sont les PES scrambling control dans les en-têtes PES .

Dans un mode avantageuxd' implémentation de l'invention, on transmet dans le flux numérique, une signalisation spécifique permettant de distinguer oeuvres (évènements au sens MPEG ou DVB) protégées par droit d'auteur ou plus généralement celles pour lesquelles il est contractuellement obligatoire de ne pas les transférer en clair par une interface physique. Une possibilité est déja prévue par le standard MPEG2 au niveau des en-têtes de PES qui comportent bit de droit d'auteur. Elle pourra être utilisée, mais en général on préférera une signalisation dans les identifiants de service SI/PSI dont l'accès sera plus facile par le microprocesseur du récepteur. De nombreuses solutions sont possibles. Une standardisation de cette signalisation est avantageuse. Elle peut être prévue par introduction d'un identifiant constituant descripteur de droit d'auteur dans les tables de définition de programmes, dites Program Map Table ou PMT. - Lors de la sélection d'un programme par l'utilisateur, le récepteur, accède systématiquementà la PMT, déterminera, en fonction de la présence non de ce descripteur, si elle doit entrer ou non dans le mode droit d'auteur. Dans l'affirmative elle donne cette information au module au cours de la transmission de la commande contenant la table partielle de définition de programme ca_pmt qui intégrera, en complément dans ce cas, le descripteur de droit d'auteur.

Par ailleurs, toujours de façonà garantir l'interopérabilité entre modules et récepteurs, le protocole des deux fonctions suivantes està rendre commun pour l'ensemble opérateurs et diffuseurs mettant en oeuvre le procédé - l'identification par le récepteur de la capacité du moduleà traiter le mode droit d'auteur, - la transmission des mots de contrôle du module vers le récepteur. L'identification par le récepteur d'un module apte au mode se fera, lors de l'initialisation du module par la réponseà la demande de listage de ressources dite commande Profile Enquiry . Le module répond en énumérant ressources qu'il contient. Un module de contrôle d'accès apte répondra ajoutant,à la ressource de contrôle d'accès actuelle (classe3, type1), la ressource mode droit d'auteur qu'on qualifiera par exemple de classe 4 typel.

La transmission des mots de contrôle vers le microprocesseur hôte du récepteur se feraà l'aide d'une commande nouvelle, qu'on pourra dénommer par exemple cr-cw. Un exemple d'une telle commande est le suivant:

Syntaxe <SEP> Nombre <SEP> de <SEP> Nnémonique
<tb> bits
<tb> cr-cw(
<tb> cr- <SEP> -tag <SEP> 24 <SEP> uimsbf
<tb> length-field
<tb> program-number <SEP> 16 <SEP> uimsbf
<tb> for <SEP> (i=o; <SEP> i < n; <SEP> i++){
<tb> reserved <SEP> 3 <SEP> bslbf
<tb> elementary_PID <SEP> 13 <SEP> uimsbf
<tb> control-word <SEP> 64 <SEP> uimsbf Valeur possible du cr-cw-tag : 9F80 40 On voit que l'invention permet de satisfaire le nouvel impératif introduit par les sociétés de distribution d'#uvre par des évolutions simples, en général uniquement logicielles, des récepteurs et des modules existants. En général il suffira, les appareilsdéjà existants, de faire évoluer le logiciel et cette évolution pourra souvent être effectuée par téléchargement dans le flot de données contenu dans le signal de programme. Seuls les récepteurs actuels n' intégrant de désembrouilleur DVB interne, ce qui est très rare, tout au moins en Europe, pourraient supporter cette évolution. Les caractéristiques ci-dessus ainsi que d'autres apparaîtront mieuxà la lecture de la description qui suit de modes particuliers de réalisation donnés' titre d'exemples non limitatifs. La description se réfère aux dessins qui l'accompagnent, dans lesquels: La fig. 1, déjà mentionnée, est un schéma des éléments d'un décodeur d'un module concernés par l'invention; et La fig. 2 montre une variante. Le récepteur10 montré en Fig. 1 a une constitution matérielle connue.Il comporte un syntoniseur d'entrée30 qui reçoit le signalà radiofréquence et alimente un démodulateur32 fournissant en sortie le flux embrouillé, Ce flux arrive d'une partà l'interface13 et éventuellement au désembrouilleur 28. Lors du fonctionnement en mode sans protection du droit d'auteur, le désembrouilleur 28 est transparent et se borneà transmettre le flux désembrouillé, reçu du module 12 sur la liaison 40 de l'interface, au démultiplexeur 24 qui oriente les données vers le microprocesseur hôte16 associéà des mémoires vive de travail 34 et non volatile de programme36 oriente les paquets contenant les informations vidéo et audio vers le décodeur 38, de type MPEG par exemple. Lors du fonctionnement en mode avec protection, le désembrouilleur 20 module 12 est commandé par le microprocesseur 14 de façonà transmettre moins une des composantes sous forme embrouillée sur la liaison 40. Le logiciel nécessaireà ce mode de fonctionnement, s'il n'est pas prévu d'origine, peut être téléchargé, par exemple dans la mémoire36 et dans une mémoire flash 42 du module 12. On décrira maintenant une variante de l'invention qui est utilisable lorsque l'opérateur ou un opérateur veut pouvoir diffuser sur son réseau des flux protégés par un embrouillage X quelconque, mais différent de l'embrouillage DVB (ou plus généralement de l'embrouillage pour lequel le récepteur est équipé de manière fondamentale). Cette variante de l'invention ne porte que sur le module de contrôle d'accès, le récepteur restant inchangé et inter-opérable avec des modules de contrôle d'accès conformesà l'une ouà l'autre des deux variantes de l'invention. Dans cette variante, montrée en fig. 2,où les organes correspondantà ceux de fig. 1 sont désignés par la même référence, le module 12 comporteà la fois désembrouilleur 44 de type X et un embrouilleur 46 de type DVB par lequel transiteront, après désembrouillage X, la ou les composantes soumisesà droit d'auteur. Lors du passageà travers cet embrouilleur 44, le champ transport scrambling control de l'en-tête des paquets de transports est repositionné dans l'état embrouillé et les mots de contrôle nécessaires au désembrouillage de cette ou ces composantes, par le récepteur lui sont transmis par le protocole décrit précédemment. Les messages de contrôle nécessaires sont également transmis entre le module 12 et le récepteur par la liaison 48 de l'interface13.

La création en local ou la transmission sur le réseau des mots de contrôle un choix qui relève du concepteur du système de contrôle d'accès et/ou de module. Il peut s'agir d'aléas élaborés localement, éventuellement constants pendant tout l'événement. Ils peuvent être dérivés des mots de contrôle nécessaires au desembrouillage X, ou même encore, être transmis par des messages privés du système de contrôle d'accès dans le flux diffusé sur le réseau.

L'invention est susceptible de nombreux autres modes de réalisation encore. La nature de l'interface peut aussi bien être parallèle, comme dans le cas du DVB que série rapide, comme dans le cas du type IEEE 1394.

Claims

REVENDICATIONS 1 - Procédé de restitution d'un signal de programme de télévision numérique en clair sur un récepteurà partir d'un signal embrouillé suivant lequel on transfère le signal démodulé, embrouillé et contenant des messages d'obtention d'un mot de contrôle, d'un récepteur de télévision assurant les fonctions de démodulation et de décodageà un moduledé contrôle d'accès, par l'intermédiaire d'une interface physique, caractérisé en ce que, au moins dans un mode particulier de fonctionnement, l'on retransfère le signal du module de contrôle d'accès au récepteur avec au moins l'une des composantes du programme sélectionnéà l'état embrouillé, en même temps que les mots de contrôle correspondants, calculés par le module, et en ce qu'on effectue le desembrouillage complémentaire dans le récepteur. 2.- Procédé conformeà la revendication1, dans lequel on retransfère, du module de contrôle d'accès, la ou les composantes du programme sélectionné que ledit module laisseà l'état embrouillé pour les transmettre au récepteur. 3.- Procédé conforme' la revendication1 ou 2, dans lequel la vidéo est la composante ou une des composantes non désembrouillées par le module. 4.- Procédé conforme a la revendication 2 ou3, dans lequel le flux transmis est embrouillé conformément au standard DVB. 5. - Procédé conformeà la revendication 2,3 ou 4, dans lequel on insère dans le signal une signalisation de droit d'auteur pour activer le mode de fonctionnement particulier, par exemple au moyen d'un descripteur placé dans des tables de définition de programme (PMT). 6. - Procédé conformeà la revendication 2,3, ou 4, dans lequel tous les programmes sont traités de façon identique avec non désembrouillage systématique d'au moins l'une de leurs composantes. 7. - Procédé conformeà l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel on télécharge dans le récepteur un logiciel provoquant l'envoi d'une instruction de non-désembrouillage par le module et le désembrouillage par le réçepteur. 8. - Procédé selon la revendication1, suivant lequel le module de contrôle d'accès, après avoir désembrouillé les composantes du programme selectionné, ré-embrouille conformément au standard DVB une au moins des composantes et transmet les mots de contrôle correspondants au récepteur qui assure le désembrouillage correspondant. 9 - Procédé conformeà la revendication8, dans lequel la video est la composante ou une des composantes ré-embrouillée par le module. 10. - Procédé conformeà la revendication8 ou9, dans lequel on insère dans le signal une signalisation de droit d'auteur pour activer le mode de fonctionnement particulier, par exemple au moyen d'un descripteur placé dans une liste de programme (PMT). 11. - Procédé conformeà la revendication8, 9 ou10, ne mettant pas #uvre de signalisation spécifique et dans lequel tous les programmes sont traités de façon identique avec ré-embrouillage systématique d'au moins l'une leurs composantes. 12.- Procédé conformeà l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel on télécharge dans le module un logiciel permettant la mise en oeuvre du procédé suivant l'une quelconque des revendications1 à 11. 13. - Procédé conformeà l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel les mots de contrôle sont transmis par le module au récepteur en clair ou chiffrés au moyen d'un secret commun élaboré par exemple sur un schéma équivalantà celui de Diffie-Hellman. 14.-Module de contrôle d'accès mettant en #uvre le procédé suivant l'une quelconque des revendications1 à 13. 15. Récepteur de télévision numérique mettant en #uvre le procédé suivant l'une quelconque des revendications1 à 13. 16.- Module de contrôle d'accès destinéà être raccorde par un interface physiqueà un récepteur de télévision numérique assurant des fonctions de démodulation et de décodage, le dit module comportant des moyens de récupération de mots de contrôleà partir d'un flux reçu du récepteur, des moyens de désembrouillage de composantes du flux et de restitution des composantes désembrouillées au récepteur, caractérisé en ce que les moyens de désembrouillage sont prévus pour, soit de façon systématique, soit en réponseà une instruction transmise par le récepteur, restituer une au moins des composantes, telle que la vidéo, au récepteur sous forme embrouillée et transférer au récepteur les mots de contrôle correspondantà embrouillage. 17. Récepteur de télévision numérique comportant un désembrouilleur et un interface physique de sortie de signal embrouillé démodulé vers un module de contrôle d'accès et de retour de signal depuis le module, le desembrouilleur étant prévu pour désembrouiller au moins une des composantes signal, telle que la vidéo, retransmise embrouillée par le module, en utilisant mot de contrôle fourni par le moduleà travers l'interface et ce soit systématiquement, soit selon une information de protection contenue dans le flux.