FR2860122A1 - Embrouillage, desembrouillage et distribution securisee de sequences audiovisuelles issues de codeurs videos bases dct - Google Patents
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Abstract
L'invention concerne un procédé et un système pour la distribution sécurisée de séquences vidéos selon un format de flux numérique basé sur une transformation DCT, constitué de trames (frames) comprenant des blocs de taille fixe ou variable, une partie des blocs au moins étant calculée à l'aide de prédiction temporelle et de prédiction spatiale optimisée à partir de blocs voisins, le mode de prédiction, le découpage en blocs et les paramètres de décodage et de filtrage pour l'affichage étant indiqués dans le flux binaire, caractérisé en ce que l'on procède, avant la transmission à l'équipement client, à une analyse du flux pour générer un flux principal modifié, présentant le format du flux original, et une information complémentaire d'un format quelconque, comportant les informations numériques aptes à permettre la reconstruction desdites trames modifiées, puis à transmettre séparément ledit flux principal modifié et ladite information complémentaire ainsi générés pendant la phase de distribution depuis un serveur vers un équipement destinataire.
Description
EMBROUILLAGE, DESEMBROUILLAGE ET DISTRIBUTION SECURISEE DE SEQUENCES
AUDIOVISUELLES ISSUES DE CODEURS VIDEOS BASES DCT
La présente invention se rapporte au domaine du traitement de séquences d'images encodées à l'aide de codeurs vidéos basés sur la transformation DCT ( Discret Cosine Transform en anglais ou Transformation en Cosinus Discrète) et sur des techniques optimisées de prédiction spatiale et temporelle.
On se propose dans la présente invention de fournir un procédé et un système permettant d'embrouiller visuellement une séquence vidéo et de recomposer (désembrouiller) son contenu original à partir d'un flux vidéo numérique obtenu par un encodage reposant sur une transformation DCT et sur des techniques de prédiction spatiale et temporelle pour le calcul des coefficients codant des éléments visuels.
La présente invention se rapporte plus particulièrement à un dispositif capable de transmettre de façon sécurisée un ensemble de flux vidéos de haute qualité visuelle vers un écran de visualisation type écran de télévision et/ou pour être enregistré sur le disque dur ou sur tout autre support d'enregistrement d'un boîtier reliant le réseau de télétransmission à l'écran de visualisation tel qu'un écran de télévision ou un moniteur d'ordinateur personnel, tout en préservant la qualité audiovisuelle mais en évitant toute utilisation frauduleuse comme la possibilité de faire des copies pirates de films ou de programmes audiovisuels enregistrés sur le disque dur ou tout autre support d'enregistrement du boîtier décodeur. L'invention concerne également un système client-serveur et le mécanisme de synchronisation entre le serveur qui fournit le flux permettant le visionnage du film vidéo numérique sécurisé, et le client qui lit et affiche le flux 5 audiovisuel numérique.
Avec les solutions actuelles, il est possible de transmettre des films et des programmes audiovisuels sous forme numérique via des réseaux de diffusion de type hertzien, câble, satellite, etc. ou via des réseaux de télécommunication type DSL (Digital Subscriber Line) ou BLR (boucle locale radio) ou via des réseaux DAB (Digital Audio Broadcasting), etc. Par ailleurs, pour éviter le piratage des oeuvres ainsi diffusées, ces dernières sont souvent cryptées ou brouillées par divers moyens bien connus de l'homme de l'art.
Parmi l'art antérieur concernant la distribution sécurisée de flux audiovisuels basée sur le principe client-serveur, le brevet US 2001/0053222 Al propose un procédé et un système pour la protection de flux vidéo encodés selon la norme MPEG-4. Le flux audiovisuel est composé de plusieurs objets audio et vidéo, gérés par une composition scénique. Un des objets du flux vidéo est crypté à l'aide d'une clé générée en quatre étapes de cryptage qui est renouvelée périodiquement. Les objets protégés sont les objets vidéo. L'objet crypté est multiplexé avec les autres objets et le flux entier est envoyé à l'utilisateur. Le flux MPEG4 est recomposé sur l'équipement destinataire par le module de décryptage, qui reconstitue le flux vidéo original, à partir du flux vidéo crypté, et en régénérant la clé de cryptage à partir d'informations de cryptage envoyées au préalable et à partir d'informations contenue dans le flux crypté.
Etant donné que tout le contenu protégé des objets vidéo se trouve dans le flux envoyé à l'utilisateur, une personne mal intentionnée qui retrouve les clés de cryptage pourra décrypter ce contenu protégé et le visualiser ou le diffuser. Cet art antérieur ne résout donc pas entièrement le problème de la sécurisation du flux vidéo.
Dans l'optique de protéger un flux numérique contre le piratage, l'art antérieur connaît le document WO 0169354 A3 (MICROSOFT CORPORATION) qui porte sur la protection d'un produit numérique (software ou contenu audio ou vidéo) en le décomposant en au moins deux flux.
Le premier flux est transmis à l'équipement client par un moyen physique comme un CD-ROM, une disquette, ou bien par téléchargement. Le deuxième flux est transformé de façon à n'être exploitable que par le poste client concerné, puis est transmis intégralement par le même procédé ou alors par un réseau de télécommunication à ce poste client. Le poste client recevant les deux flux peut modifier le premier flux en fonction d'une clé transmise par le Serveur, afin que ce premier flux soit compatible avec le deuxième flux reçu. Ces deux flux sont re- combinés ensemble afin de restituer un flux binaire équivalent au flux d'origine, Ainsi ce système assure que le modifié en substance différent en terme de configuration, l'équipement client. mais
et adéquat pour flux à transmettre est adapté n'est utilisable que sur Ce document ne réalisation technique du à l'appareil du client, et qu'il celui-ci.
présente aucun exemple de traitement effectué sur les deux flux. De plus, aucun format numérique vidéo ou 25 audiovisuel n'est cité. Aussi, une séparation du flux en deux parties est effectuée, les deux parties sont modifiées avant d'être re-combinées; toutefois la conformité avec le flux d'origine d'aucune des deux parties initialement séparées n'est décrite ni suggérée.
Après reconstitution, le fichier restitué est modifié, opérationnellement différent, mais substantiellement identique au fichier d'origine, étant donné qu'il est adapté à l'équipement destinataire et uniquement pour cet équipement, c'est-à-dire que le flux reconstitué n'est pas strictement identique au flux original, le procédé est avec perte. La protection utilisée est le cryptage avec des clefs, et donc toute l'information contenue initialement dans le flux d'origine reste à l'intérieur les deux composantes transmises à l'utilisateur. Les deux composantes cryptées sont envoyées intégralement par deux voies différentes et en deux étapes. Après réception des deux composantes cryptées, l'utilisateur se retrouve en possession de l'intégralité des éléments constituant le flux d'origine. Cette invention ne répond donc pas entièrement au problème de la sécurisation, en effet une personne mal intentionnée qui découvre les clefs de cryptage peut rentrer en possession du flux, étant donné que tout le contenu du flux initial est présent dans les parties cryptées.
L'art antérieur connaît également le dôcument XP000997705 (Thomas KUNKELMANN and Uwe HORN) qui traite de la protection de flux vidéo issus d'encodeurs vidéos à base de DCT. Afin de réduire les ressources pour le cryptage, ce document propose un procédé pour un cryptage partiel des données basé sur la propriété de partitionnement des données data partitioning (qui consiste à encoder différemment les parties les plus importantes du flux, tout en laissant les deux parties physiquement dans le même flux). Le cryptage est effectué en utilisant les bits de remplissage padding et est appliqué sur les images I et les blocs intra des images P. Ce document décrit également un cryptage variable en débit. Les N premiers coefficients DCT sont sélectionnés et cryptés. En variant N, on joue sur le débit du flux protégé, et on gère ainsi les ressources pour le cryptage. Un cryptage est également effectué sur les vecteurs de mouvement. Un cryptage partiel et transparent est également décrit pour des flux se caractérisant par une scalabilité temporelle et spatiale. Le cryptage partiel est le cryptage appliqué à la couche de base ou aux premières couches d'amélioration.
Ce document ne répond que partiellement au problème de la sécurité, car il propose des techniques de cryptage, bien connues par l'homme de l'art, qui permutent les données à l'intérieur du flux ou rajoutent des clés de cryptage, mais dans ce cas, toutes les données décrivant le flux numérique sont contenues à l'intérieur du flux envoyé à l'utilisateur.
Aussi, crypter le flux vidéo entier provoque une augmentation importante de la taille du flux protégé (plus de 50%). De plus, dans certaines configurations du cryptage, le rapport augmentation de taille/efficacité de la protection/ dégradation visuelle n'est pas optimal.
A l'inverse de la plupart de ces systèmes classiques de protection, le procédé conforme à l'invention est sans perte et assure un haut niveau de protection tout en réduisant le volume d'information nécessaire au décodage.
La protection, réalisée de façon conforme à l'invention, est basée sur le principe de suppression et de remplacement de certaines informations codant le signal visuel original par une méthode quelconque, soit: substitution, modification, permutation ou déplacement de l'information. Cette protection est également basée sur la connaissance de la structure du flux binaire à la sortie de l'encodeur visuel basé sur une transformation DCT et une prédiction spatiale et temporelle.
La présente invention concerne le principe général d'un procédé de sécurisation d'un flux audiovisuel. L'objectif est d'autoriser les services de vidéo à la demande et à la carte à travers tous les réseaux de diffusion et l'enregistrement local dans le boîtier décodeur numérique de l'usager, ainsi que la visualisation en direct des chaînes de télévision. La solution consiste à extraire et conserver en permanence à l'extérieur de l'habitation de l'usager, en fait dans le réseau de diffusion et de transmission, une partie du programme audiovisuel enregistré chez le client ou diffusé en direct, cette partie étant primordiale pour visualiser ledit programme audiovisuel sur un écran de télévision ou de type moniteur, mais étant d'un volume très faible par rapport au volume total du programme audiovisuel numérique enregistré chez l'usager ou reçu en temps réel. La partie manquante sera transmise via le réseau de diffusion ou de transmission au moment de la visualisation dudit programme audiovisuel.
Le flux numérique étant séparé en deux parties, la plus grande partie du flux audiovisuel modifié, appelé flux principal modifié sera donc transmise via un réseau de diffusion classique alors que la partie manquante appelée information complémentaire sera envoyée à la demande via un réseau de télécommunication bande étroite comme les réseaux téléphoniques classiques ou les réseaux cellulaires de type GSM, GPRS ou UMTS ou en utilisant une petite partie d'un réseau de type DSL ou BLR, ou en utilisant un sous-ensemble de la bande passante partagée sur un réseau câblé, ou encore via un support physique comme une carte à mémoire ou tout autre support. Toutefois, les deux réseaux peuvent être confondus, tout en gardant les deux voies de transmission séparées. Le flux audiovisuel est reconstitué sur l'équipement destinataire (décodeur) par un module de synthèse à partir du flux principal modifié et de l'information complémentaire.
L'invention réalise un système de protection, comprenant un module d'analyse-embrouillage et désembrouillage basé sur un format numérique issu d'un encodage vidéo basé sur des transformations en DCT. Le module d'analyse et d'embrouillage proposé par l'invention repose sur la substitution par des leurres ou la modification d'une partie des coefficients issus de la transformation DCT et/ou indiquant les modes de prédictions spatiales et temporelles utilisés et/ou des coefficients résidus obtenus à l'aide des prédictions spatiales et temporelles avant ou après la transformation DCT. Le fait d'avoir enlevé et substitué une partie des données originales du flux vidéo initial lors de la génération du flux principal modifié, ne permet pas la restitution dudit flux d'origine à partir des seules données dudit flux principal modifié.
Se basant sur les caractéristiques des flux numériques basés sur la transformation DCT et sur la prédiction optimisée pour la compression d'éléments visuels, plusieurs variantes du procédé d'embrouillage sont mises en uvre et sont illustrées avec des exemples de réalisation.
L'invention selon son acception la plus générale concerne un procédé pour la distribution sécurisée de séquences vidéos selon un format de flux numérique basé sur une transformation DCT, constitué de trames (frames) comprenant des blocs de taille fixe ou variable, une partie des blocs au moins étant calculée à l'aide de prédiction temporelle et de prédiction spatiale optimisée à partir de blocs voisins, le mode de prédiction, le découpage en blocs et les paramètres de décodage et de filtrage pour l'affichage étant indiqués dans le flux binaire, caractérisé en ce que l'on procède, avant la transmission à l'équipement client, à une analyse du flux pour générer un flux principal modifié, présentant le format du flux original, et une information complémentaire d'un format quelconque, comportant les informations numériques aptes à permettre la reconstruction desdites trames modifiées, puis à transmettre séparément ledit flux principal modifié et ladite information complémentaire ainsi générés pendant la phase de distribution depuis un serveur vers un équipement destinataire.
Le procédé selon l'invention peut présenter différentes caractéristiques additionnelles: É il est appliqué à des flux conforme à la norme H264 (ou MPEG-4 partie 10 ou AVC).
É l'embrouillage est effectué pour un flux conforme H264 en modifiant l'indication des modes de prédiction spatiale des blocs intra des trames I et/ou SI.
É l'embrouillage est effectué pour les trames I, P et B en modifiant la valeur des coefficients DC et AC calculés à partir des résidus d'une prédiction avant le codage entropique É l'embrouillage est effectué pour les trames I, P et B en modifiant la valeur des coefficients DC et AC calculés à partir des résidus d'une prédiction après le codage entropique.
É l'embrouillage est effectué pour les trames P et B en modifiant l'indication pour les partitions de 15 macroblocs.
É l'embrouillage est effectué en modifiant l'index des images de référence relative au calcul des vecteurs de mouvement.
É l'embrouillage est effectué en modifiant les 20 pas de quantifications transmis dans le flux et utilisés pour le décodage.
É l'embrouillage est effectué en modifiant les paramètres transmis dans le flux utilisés pour le décodage et pour le filtre d'amélioration.
É l'embrouillage est effectué par la modification dans le flux binaire des valeurs issues d'un encodage entropique, la valeur originale extraite étant remplacée par une valeur aléatoire ou calculée de même taille.
É il est appliqué à des flux conformes à la norme MPEG-4 partie 2 visual.
É l'embrouillage est effectué en modifiant les coefficients DC et AC prédits des blocs Intra.
É l'embrouillage est effectué en modifiant les pas de quantification transmis dans le flux utilisés pour 5 le décodage et pour le filtre d'amélioration.
É on calcule sur l'équipement destinataire une synthèse d'un flux au format nominal en fonction dudit flux principal modifié et de ladite information complémentaire.
L'invention concerne également un système pour la fabrication d'un flux vidéo pour la mise en oeuvre du procédé selon l'une des revendications précédentes, comportant au moins un serveur multimédia contenant les séquences vidéos originales et caractérisé en ce qu'il comporte un dispositif d'analyse du flux vidéo, un dispositif de séparation du flux vidéo original en un flux principal modifié et en une information complémentaire en fonction de ladite analyse, au moins un réseau de télécommunication pour la transmission et au moins un dispositif sur l'équipement destinataire pour la reconstruction du flux vidéo en fonction dudit flux principal modifié et de ladite information complémentaire.
La présente invention sera mieux comprise à la lecture de la description d'un exemple non limitatif de réalisation qui suit, se référant à la figure décrivant l'architecture d'ensemble d'un système pour la mise en oeuvre du procédé selon l'invention.
La protection des flux visuels décrite est élaborée en se basant sur la structure des flux binaires et leurs caractéristiques dues à l'encodage basé sur la transformation DCT et la prédiction optimisée d'éléments visuels. Nous illustrons le procédé à l'aide d'un exemple appliqué pour la protection de flux issus d'un encodeur H264.
Un flux vidéo numérique H264 (ou JVT, AVC ou MPEG 4 partie 10) est généralement constitué de séquences d'images (ou plans ou frames (trames)) , regroupées en groupes d'images (un groupe d'images étant l'ensemble des images comprises entre deux images I successives). Une image peut être de type I (Intra), P (Predictive), B (Bidirectionnelle), SI (Switching Intra) ou SP (Switching Predictive).
Les images I sont les images de référence, elles sont codées indépendamment des autres images et sont donc de taille élevée et ne contiennent pas d'information sur le mouvement. Une prédiction de type intra (relative uniquement à l'image elle-même et exploitant les redondances spatiales dans l'image) est utilisée pour en réduire la taille. Les images P et B quant à elles sont basées sur un mode de prédiction inter , c'est-à-dire relatif à d'autres images du flux (utilisation de vecteurs de mouvements , exploitation des redondances temporelles entre les images). Les images P sont des images prédites à partir d'images précédemment encodées (I ou P) par des vecteurs de mouvements dans une seule direction, dite en avant forward . Les images B sont dites bidirectionnelles, elles sont liées aux images I et/ou P les précédant ou les suivant par des vecteurs de mouvements dans les deux directions temporelles (en avant et en arrière ou backward ). Les vecteurs de mouvements représentent des vecteurs bidimensionnels utilisés pour la compensation de mouvements, qui procurent la différence de coordonnées entre une partie de l'image courante et une partie de l'image de référence. Les images SI et SP sont des images permettant de passer d'un flux codé à un débit donné à un même flux de contenu identique codé à un autre débit. Elles sont codées respectivement comme des images I ou P. Une image ou une trame est constituée de macroblocs, pouvant eux-mêmes être constitués de blocs, contenant des éléments décrivant le contenu du flux vidéo, par exemple les coefficients DC, issus d'une transformation fréquentielle DCT et relatifs au fondamental, c'est-à-dire à la valeur moyenne des coefficients d'un bloc, ou alors les coefficients AC, relatifs aux fréquences plus élevées. Les coefficients AC sont codés en run et level , les runs étant le nombre de zéros entre deux coefficients AC non nuls et les levels , la valeur des coefficients AC non nuls. Chaque bloc est codé en associant aux coefficients DCT les vecteurs de mouvement pour la prédiction inter (blocs P, B et SP) ou les modes de prédiction pour la prédiction intra (blocs I et SI).
Après une analyse de la structure d'un flux conforme au standard H264, le module d'analyse et d'embrouillage conforme à l'invention effectue des modifications (par permutation et/ou substitution) d'un sous-ensemble de coefficients DCT et des modes de prédiction intra par exemple. Ces modifications introduisent une dégradation perceptible visuellement (embrouillage) de la séquence vidéo décodée à partir du flux modifié. En fonction de la manière dont est effectuée la modification des prédictions, il est possible de contrôler l'étendue spatiale et/ou temporelle de l'embrouillage, ainsi que l'intensité de la dégradation due à l'embrouillage.
Un exemple d'embrouillage est la modification des modes de prédiction Intra des images I, par remplacement des éléments des modes de prédiction intra (champs prev_intra4x4_pred_mode_flag, remintra4x4predmode, intra chroma pred mode) par des valeurs aléatoires (comprises entre 0 et 8 ou 0 et 7) de manière, à ce que le flux modifié soit toujours compatible avec la norme H264. Cette modification du flux entraîne une dégradation visuelle de la vidéo assez importante. Les blocks calculés dans les images intra ne correspondent plus à leurs vraies valeurs. De plus, la dégradation se propage de blocks en blocs puisque chaque bloc est prédit à partir des blocs précédemment encodés/décodés. On obtient donc des images avec des zones plus dégradées en bas à droite. Cette caractéristique de propagation de la dégradation est utilisée pour optimiser la détérioration de l'image, de manière à avoir un impact visuel important avec un minimum de valeurs à modifier.
Un autre exemple d'embrouillage consiste à modifier les valeurs des résidus de chaque bloc des images I, P ou B, après calcul d'une prédiction intra ou inter, calcul de la DCT et quantification, et avant calcul du codage entropique (CABAC (Contex Adapted Binary Arithmetic Coder) ou UVLC (Universal Variable Length Code) ou CALVC (Contex Adapted Variable Length Code)). On modifie les coefficients DC et les run level des coefficients AC sont remplacés par des valeurs aléatoires ou inversés.
Avantageusement, cette modification est réalisée avec un décodage partiel du flux binaire. L'effet de dégradation visuelle obtenu est moins important que celui obtenu par modification des modes de prédiction Intra. En effet, les coefficients DC et AC ne représentent que des informations résiduelles (la part la plus importante de l'information étant codée par le mode de prédiction intra ou inter). Toutefois, ce type de modification est surtout intéressant pour être utilisé en complément d'un changement des modes de prédiction intra: le résultat obtenu est une très forte dégradation visuelle.
Avantageusement, on modifie directement les portions du flux binaire correspondant aux coefficients AC et DC après le codage arithmétique binaire adaptable au contexte (CABAC i.e Contex Adapted Binary Arithmetic Coder). En modifiant un seul octet de la chaîne binaire (en début de chaîne par exemple) le reste des données est affecté, et cette modification entraîne alors une désynchronisation du décodeur arithmétique conduisant à des valeurs décodées erronées. L'impact visuel de la modification effectuée est très fort, le contenu original de l'image est complètement détruit. Suite à la modification d'un seul octet, voire de quelques bits correctement ciblés, afin de dégrader visuellement et de conserver la conformité du flux, par exemple ceux correspondant au coefficient AC d'un bloc situé en haut à gauche de l'image, on ne distingue plus rien de visuellement cohérent. En effet, les contextes du décodeur arithmétique et leur mise à jour s'en trouvent modifiés, et les valeurs suivant la modification seront décodées avec des valeurs erronées.
Avantageusement, on obtient un embrouillage visuel considérable par la modification des partitions de macroblocs dans les trames P ou B. Dans les images P ou B, les macroblocs ont la possibilité d'être découpés en blocs de différentes tailles et formes pour augmenter la précision de la prédiction inter. On dégrade l'apparence du flux en modifiant la forme et/ou la taille de ces blocs (champs mb_type et sub_mb_type des macroblocs des slices (tranches) P et B), tout en conservant le même nombre de blocs que celui du flux d'origine (il y aura autant de (paires de) vecteurs de mouvements dans le flux que de blocs). Les vecteurs de mouvements pointeront alors sur des zones ne correspondant pas aux zones souhaitées (zones plus grandes et décalées) provoquant ainsi des incohérences visuelles.
Cette modification est effectuée par exemple sur les sous partitions 4x8 et 8x4 des blocks 8x8 (sub mb type). La déformation visuelle du flux s'amplifie de plus en plus à chaque image (P ou B). Moins il y a d'images I dans le flux vidéo, plus l'embrouillage et efficace (blocs embrouillés transmis par les vecteurs de mouvements). De plus, dans la plupart des algorithmes de codage, les partitions en sous-blocs représentent les zones contenant des détails. Celles-ci sont donc plus embrouillées que les zones lisses, ce qui rend les dégradations visuelles plus efficaces.
Une autre variante d'embrouillage est la modification des images de référence relatives au calcul des vecteurs de mouvement. Les vecteurs de mouvement peuvent référencer des zones situées jusqu'à cinq images de référence (I ou P) précédemment ou ultérieurement encodées. Il s'agit ici de modifier l'index de l'image de référence pour que la zone pointée par le vecteur de mouvements ne soit plus cohérente.
Avantageusement la modification des pas de quantification transmis dans le flux (champs pic init_gp_minus26, slice_gp_delta, mb_gp_delta), est effectuée, afin que les matrices de quantification inverse utilisées au décodage soient erronées, ayant pour résultat une forte dégradation visuelle.
Une autre manière d'altérer la qualité visuelle du flux est la modification ou la substitution des paramètres pour la configuration des filtres d'amélioration (filtres qui réduisent l'effet de blocs) lors du décodage. Les filtres d'amélioration de l'image sont paramétrés à l'aide de données présentes dans l'entête de slice (tranche) (champs slice alpha c0offset div2 et slice betaoffset div2). En modifiant ces paramètres, on altère l'aspect du flux reconstitué. Les images ainsi obtenues sont modifiées par rapport au flux d'origine, mais n'embrouillent pas réellement la vidéo. Seule la qualité du flux en est affectée, le contenu de la vidéo reste largement visible, et cette modification est utilisée en combinaison avec les modifications citées auparavant.
Un autre exemple d'application est l'embrouillage de flux vidéo issu d'un encodage avec la norme MPEG-4 partie 2 Visual similaire au format numérique décrit ci-dessus.
La substitution des résidus des coefficients DC et AC prédits des blocs Intra au niveau du flux binaire directement avec des valeurs aléatoires de même taille entraîne des incohérences visuelles.
Avantageusement, la modification est effectuée après l'encodeur entropique, qui dans ce cas est l'encodeur entropique de Huffman. De même, les macroblocs prédits ont la possibilité d'avoir différents pas de quantification, et lors de la reconstruction des valeurs prédites, elles sont mises à l'échelle à l'aide de ces pas de quantification. Modifier les valeurs de ces pas de quantification entraîne des détériorations visuelles sur le flux. De même, modifier les pas de quantification transmis au décodeur pour paramétrer le filtre d'amélioration provoque une détérioration de la qualité visuelle du flux.
On comprendra mieux le principe d'embrouillage se basant sur ces différentes caractéristiques à l'aide de l'exemple non limitatif de réalisation préféré qui suit.
Sur le dessin en annexe, la figure représente un mode de réalisation préféré particulier du système client-serveur conforme à l'invention.
Le flux d'origine (1) est directement sous forme numérique ou sous forme analogique. Dans ce dernier cas, le flux analogique est converti par un codeur basé DCT et utilisant des modes de prédiction non représenté en un format numérique (2). Le flux vidéo de type H264 que l'on souhaite sécuriser (2) est passé à un module d'analyse et d'embrouillage (3) qui va générer un flux principal modifié (5) au format identique au flux d'entrée (2) en dehors de ce que certains des coefficients ont été remplacés par des valeurs différentes de celles d'origine, et est stocké dans le serveur (6). L'information complémentaire (4), de format quelconque, est également placée dans le serveur (6) et contient des informations relatives aux éléments des images qui ont été modifiés, remplacés, substitués ou déplacés, et à leurs valeurs ou emplacements dans le flux original. Le flux (5) au format identique au flux original est ensuite transmis, via
un réseau haut débit (9) de type hertzien, câble, satellite, etc., au terminal de l'utilisateur (8), et plus précisément sur son disque dur (10) . Lorsque l'utilisateur (8) fait la demande de visionnage du film présent sur son disque dur (10), deux éventualités sont possibles: soit l'utilisateur (8) ne possède pas tous les droits nécessaires pour voir le film, dans ce cas, le flux vidéo (5) généré par le module d'embrouillage (3) présent sur le disque dur (10) est passé au système de synthèse (13), via une mémoire tampon de lecture (11), qui ne le modifie pas et le transmet à l'identique à un lecteur afficheur capable de le décoder (14) et son contenu, dégradé visuellement par le module d'embrouillage (3) , est affiché sur l'écran de visualisation (15). Avantageusement, le flux vidéo (5) généré par le module d'embrouillage (3) est passé directement via un réseau (9) à la mémoire tampon de lecture (11) puis au système de synthèse (13).
Soit le serveur décide que l'utilisateur (8) possède les droits pour visualiser correctement le film. Dans ce cas, le module de synthèse (13) fait une demande de visionnage au serveur (6) contenant l'information complémentaire nécessaire (4) à la reconstitution de la vidéo originale (2). Le serveur (6) envoie alors via le réseau de télécommunication (7) de type ligne téléphonique analogique ou numérique, DSL (Digital Subscriber Line) ou BLR (Boucle Locale Radio), via des réseaux DAB (Digital Audio Broadcasting) ou via des réseaux de télécommunications mobiles numériques (GSM, GPRS, UMTS), l'information complémentaire (4), permettant la reconstitution de la vidéo originale, de façon à ce que l'utilisateur (8) puisse la stocker dans une mémoire tampon (12). Le module de synthèse (13) procède alors à la reconstitution du flux original à partir du flux vidéo embrouillé qu'il lit dans sa mémoire tampon de lecture (11), des champs modifiés dont il connaît les positions ainsi que les valeurs d'origine sont restituées grâce au contenu de l'information complémentaire lue dans la mémoire tampon (12) de désembrouillage. L'information complémentaire (4) qui est envoyée au module de désembrouillage est spécifique pour chaque utilisateur et dépend de ses droits, par exemple l'utilisation unique ou multiple, droit de faire une ou plusieurs copies privées, retard ou anticipation de paiement.
Avantageusement, le flux principal modifié (5) est passé directement via un réseau (9) à la mémoire tampon de lecture (11) puis au module de synthèse (13).
Avantageusement, le flux principal modifié (5) est inscrit (enregistré) sur un support physique comme un disque de type CD-ROM, DVD, disque dur, carte à mémoire flash, etc. (9bis). Le flux principal modifié (5) sera ensuite lu depuis le support physique (9bis) par le lecteur de disque (10bis) du boîtier (8) pour être transmis à la mémoire tampon de lecture (11) puis au module de synthèse (13).
Avantageusement, l'information complémentaire (4) est enregistrée sur un support physique (Ibis) de format carte de crédit, constitué par une carte à puce ou une carte à mémoire flash. Cette carte (7bis) sera lue par le module (12) du dispositif (8) qui comprend un lecteur de carte (7ter).
Avantageusement, la carte (7bis) contient les applications et les algorithmes qui seront exécutés par le système de synthèse {13).
Avantageusement, le dispositif (8) est un système autonome, portable et mobile.
Claims (15)
1 Procédé pour la distribution sécurisée de séquences vidéos selon un format de flux numérique basé sur une transformation DCT, constitué de trames (frames) comprenant des blocs de taille fixe ou variable, une partie des blocs au moins étant calculée à l'aide de prédiction temporelle et de prédiction spatiale optimisée à partir de blocs voisins, le mode de prédiction, le découpage en blocs et les paramètres de décodage et de filtrage pour l'affichage étant indiqués dans le flux binaire, caractérisé en ce que l'on procède, avant la transmission à l'équipement client, à une analyse du flux pour générer un flux principal modifié, présentant le format du flux original, et une information complémentaire d'un format quelconque, comportant les informations numériques aptes à permettre la reconstruction desdites trames modifiées, puis à transmettre séparément ledit flux principal modifié et ladite information complémentaire ainsi générés pendant la phase de distribution depuis un serveur vers un équipement destinataire.
2. Procédé pour la distribution sécurisée de 25 séquences vidéos selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il est appliqué à des flux conforme à la norme H264 (ou MPEG-4 partie 10 ou AVC).
3. Procédé pour la distribution sécurisée de séquences vidéos selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que l'embrouillage est effectué pour un flux conforme H264 en modifiant l'indication des modes de prédiction spatiale des blocs intra des trames I et/ou SI.
4. Procédé pour la distribution sécurisée de séquences vidéos selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'embrouillage est effectué pour les trames I, P et B en modifiant la valeur des coefficients DC et AC calculés à partir des résidus d'une prédiction avant le codage entropique.
5. Procédé pour la distribution sécurisée de séquences vidéos selon l'une quelconque des
revendications précédentes, caractérisé en ce que
l'embrouillage est effectué pour les trames I, P et B en modifiant la valeur des coefficients DC et AC calculés à partir des résidus d'une prédiction après le codage entropique.
6. Procédé pour la distribution sécurisée de séquences vidéos selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'embrouillage est effectué pour les trames P et B en modifiant l'indication pour les partitions de macroblocs.
7. Procédé pour la distribution sécurisée de séquences vidéos selon l'une quelconque des
revendications précédentes, caractérisé en ce que
l'embrouillage est effectué en modifiant l'index des images de référence relative au calcul des vecteurs de mouvement.
8. Procédé pour la distribution sécurisée de séquences vidéos selon l'une quelconque des
revendications précédentes, caractérisé en ce que
l'embrouillage est effectué en modifiant les pas de quantifications transmis dans le flux et utilisés pour le décodage.
9. Procédé pour la distribution sécurisée de séquences vidéos selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'embrouillage est effectué en modifiant les paramètres transmis dans le flux utilisés pour le décodage et pour le filtre d'amélioration.
10. Procédé pour la distribution sécurisée de séquences vidéos selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'embrouillage est effectué par la modification dans le flux binaire des valeurs issues d'un encodage entropique, la valeur originale extraite étant remplacée par une valeur aléatoire ou calculée de même taille.
11. Procédé pour la distribution sécurisée de séquences vidéos selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il est appliqué à des flux conformes à la norme MPEG-4 partie 2 visual.
12. Procédé pour la distribution sécurisée de séquences vidéos selon la revendication 11, caractérisé en ce l'embrouillage est effectué en modifiant les coefficients DC et AC prédits des blocs Intra.
13. Procédé pour la distribution sécurisée de séquences vidéos selon la revendication 11, caractérisé en ce que l'embrouillage est effectué en modifiant les pas de quantification transmis dans le flux utilisés pour le décodage et pour le filtre d'amélioration.
14. Procédé pour la distribution sécurisée de séquences audiovisuelles selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'on calcule sur l'équipement destinataire une synthèse d'un flux au format nominal en fonction dudit flux principal modifié et de ladite information complémentaire.
15. Système pour la fabrication d'un flux vidéo pour la mise en uvre du procédé selon l'une des revendications précédentes, comportant au moins un serveur multimédia contenant les séquences vidéos originales et caractérisé en ce qu'il comporte un dispositif d'analyse du flux vidéo, un dispositif de séparation du flux vidéo original en un flux principal modifié et en une information complémentaire en fonction de ladite analyse, au moins un réseau de télécommunication pour la transmission et au moins un dispositif sur l'équipement destinataire pour la reconstruction du flux vidéo en fonction dudit flux principal modifié et de ladite information complémentaire.
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| ST | Notification of lapse |
Effective date: 20110531 |