在密碼系統中處理加密數據流的設備和方法

專利名稱：在密碼系統中處理加密數據流的設備和方法
在密碼系統中處理加密數據流的設備和方法 發明領域本發明涉及一種用于在密碼系統中處理加密的數據流的設備。 此外，本發明涉及一種在密碼系統中處理加密的數據流的方法。 此外，本發明涉及一種程序元件。 此外，本發明涉及一種計算機可讀介質。發明背景電子娛樂設備變得越來越重要。特別地，越來越多的用戶購買基 于硬盤的音頻/視頻播放器和其他娛樂設備。由于存儲空間的減少在音頻/視頻播放器領域內是一個很嚴重的問 題，因此音頻和視頻數據常常以壓縮的方式被存儲，并且出于安全性 原因以加密的方式被存儲。MPEG2是一種用于對運動畫面和相關音頻進行一般編碼的標 準，并且從幀數據中產生視頻流，所述幀數據可以按照指定的順序被 設置在所謂的GOP ("畫面組")結構中。MPEG2視頻流由一系列 對畫面進行編碼的數據幀構成。對畫面進4亍編碼的三種方式是內部編 碼(I畫面)、前向預測(P畫面)和雙向預測(B畫面)。內部編碼 幀(I幀)與特定畫面相關，并且包含相應的數據。前向預測幀(P幀) 需要在前的I幀或P幀的信息。雙向預測幀(B幀)依賴于在前的或后 續的I幀或P幀的信息。媒體重放設備中的一種令人感興趣的功能是從正常再現模式切換 到特技播放再現模式，在正常再現模式中以正常的速度重放媒體內 容，在特技播放再現模式中以經過修改的方式重放媒體內容，例如以加快的速度重放("快進")。WO 2004/071091 Al/〉開了利用加密的視頻信息流生成加密的視頻信息，該加密的視頻信息流包含各第一視頻幀和各笫二視頻幀，所 述第 一視頻幀和第二視頻幀在特技播放期間分別是可訪問與不可訪問 的。為了解密反復改變的控制字，從加密的源流識別出其中對應的各 第一幀出現在該流中的該流的各部分。用于解密的控制字被包括在該
流中。至少部分控制字在所選擇的同步于所識別的各部分的位置處被 包括在該流中。對于從正常再現模式切換到特技播放再現模式，期望在不會降低 再現質量的情況下實現兩種模式之間的過渡。發明的目的和概要本發明的一個目的是以高效的方式從一種再現模式切換到另一種 再現模式。為了實現上述目的，提供根據獨立權利要求的一種用于在密碼系 統中處理加密的數據流的設備、 一種在密碼系統中處理加密的數據流 的方法、 一種程序元件以及一種計算機可讀介質。根據本發明的 一 個示例性實施例，提供 一 種用于在密碼系統中處 理加密的數據流的設備，其中提供解密數據以便對該加密的數據流的每個片段進行解密，以便再現解密的數據流。該設備可以包括笫一 確定單元，其用于在從再現該數據流的第一再現模式切換到再現該數 據流的第二再現模式的情況下確定該數據流內的當前再現位置；以及第二確定單元，其用于根據所確定的當前位置來確定用于在第二再現 模式下開始再現的起始位置。根據本發明的另一個示例性實施例，提供一種在密碼系統中處理 加密的數據流的方法，其中提供解密數據以便對該加密的數據流的每個片段進行解密，以便再現解密的數據流。該方法包括以下步驟在 從再現該數據流的第一再現模式切換到再現該數據流的第二再現模式的情況下確定該數據流內的當前再現位置；以及根據所確定的當前位置來確定用于在第二再現模式下開始再現的起始位置。此外，根據本發明的另一個示例性實施例，提供一種計算機可讀介質，其中存儲有在密碼系統中處理加密的數據流的計算機程序，其 中提供解密數據以便對該加密的數據流的每個片段進行解密，以便再 現解密的數據流，當該計算機程序被處理器執行時，其適于控制或者 實施上述方法步驟。此外，根據本發明的另一個示例性實施例，提供一種在密碼系統 內處理加密的數據流的程序元件，其中提供解密數據以便對該加密的 數據流的每個片段進行解密，以便再現解密的數據流，當該程序元件
被處理器執行時，其適于控制或者實施上述方法步驟。根據本發明處理加密的數據可以通過計算機程序(即通過軟件) 來實現，或者可以通過利用一個或多個專用電子優化電路(即用硬件) 來實現，或者可以按照混合的形式(即通過軟件組件和硬件組件)來 實現。本發明的特征特別具有這樣的優點，即從再現加密的數據流的第 一再現模式(例如正常播放模式)切換到第二再現模式(例如特技播 放模式)是按照一種非常高效的方式實現的，并且不會顯著降低再現 的數據的質量。為了實現這一點，確定第一再現模式下的當前再現位 置，并且根據關于該位置的知識來調節用于在第二再現模式下開始再 現的起始位置。在用于被劃分成多個相繼片段的加密的數據流的再現系統的一種 特定情況中，在可以實際再現對應的數據之前，必須對每個片段進行 解密。由于為隨后的片段提供解密數據可能會花費一些時間，因此在 確定應當在新的第二再現模式下開始再現的位置時應當考慮到在當前 再現的片段內的當前再現位置。一般來說，可以有利地根據本發明來選擇在從第一再現模式(例 如正常再現模式)切換到第二再現模式(例如特技播放再現模式)時 的跳躍目標，或者甚至可以通過考慮到在當前回放的片段內的當前再 現位置來對其進行優化。例如，與接收用于對加密的數據的后續片段 進行解密的解密數據(比如控制字)所需要的時間相比，重放當前再 現的片段到末尾的剩余時間是判定何時是從第一再現模式切換到第二再現模式的良好時間的適當標準。在從正常播放到特技播放的過渡中，可以計算最早可能的過渡時 間，其中到切換時刻的剩余時間仍然足以對后續再現的數據進行解碼。根據本發明的一個示例性實施例，提供一種用于在數字視頻系統 內的正常播放與特技播放之間進行切換時優化跳躍目標的方法。該方法可以在MPEG2標準的框架下實現。可能需要連續的控制字來解密 視頻片段，所述控制字可以按照多個單元來提供。當在正常播放與特 技播放之間進行切換時，可以確定當前位置，并且可以確定基于特技 播放速度的用于特技播放處理的起始位置，所述特技播放速度可以由
用戶選擇。該起始位置應當使得在實際進入該周期之前解密下一個或前一個周期的ECM (權利控制消息)。如果最后正常播放位置處在所 允許的范圍內，則該位置可以被用作跳躍目標。如果不是，則可以選 擇與該最后正常播放位置盡可能靠近的一個位置以用于從正常播放實 際切換到特技播放。根據本發明的一方面，提供一個特技播放發生器，其對流進行解 密，以便選擇明文I幀并且據此構造特技播放流。所述解密處理可以在 切換到特技播放模式之后盡可能快地開始。根據本發明的一方面，可以對視頻流或音頻流執行特4支播放處理。根據本發明的系統可以提高所述切換性能的速度，可以以高效的 方式實現這種切換性能，并且即使在第一再現模式與第二再現模式之 間的過渡點處也可以獲得適當的再現數據質量。應用根據本發明的系統的示例性領域是數字視頻記錄設備，比如 硬盤組合、DVD+RW設備等等。根據本發明的一方面，提供一種在加密的流上高效地創建特技播 放的系統。因此，可以提供一種平衡的系統，其允許在所記錄的流上 進行容易的正向和反向特技播放。根據本發明，最大可獲得的特技播 放速度可以非常快，這是因為在所述流中估計了適當的切換點，以便 考慮到所述數字視頻廣播密碼系統的屬性來開始特技播放。當用戶按壓相應的按鈕或者以另 一種方式向所述系統提供表明他 或她想要從正常播放模式切換到特技播放模式的命令時，通常希望過 渡盡可能快地發生。另一方面，過渡應當以適當的再現質量進行。當 這種過渡發生時，在切換之前和之后的再現數據的重疊應當盡可能地 小，并且不應當有顯著的再現間隙。因此，必須考慮到智能卡把生成 控制字的數據解密成解密信息所需要的延遲時間來同步從正常再現到 特技播放再現的切換。參照從屬權利要求，下面將描述本發明的其他示例性實施例。接下來將描述用于在密碼系統中處理加密的數據流的設備的示例 性實施例。這些實施例也可以應用于在密碼系統中處理加密的數據流 的方法、應用于所述計算機可讀介質以及應用于所述程序元件。在根據本發明的設備中，笫二確定單元可以適于根據所述密碼系 統的(密碼)特性來確定用于在第二再現模式下開始再現的起始位置。 當從正常播放模式切換到特技播放模式或者反之亦然時，應當考慮到 該密碼系統可能持續要求用于解密加密的數據的解密信息。由于這種 解密可能會花費一些時間，或者由于提供這種解密信息時可能會有延 遲，因此，這一特性是用于確定應當在何時實際實施從第一再現模式 到第二再現模式的所期望的切換的適當標準。特別地，第二確定單元可以適于根據在所述密碼系統中提供解密 數據時的延遲來確定用于在第二再現模式下開始再現的起始位置。例如，當在MPEG2標準的框架下傳送加密的媒體內容時，利用所謂的控制字作為解密信息來解密所述加密的數據的后續片段，所述控制字 可以基于先前傳送的ECM (權利控制消息)在智能卡中生成。由于智能卡可能需要一些處理時間來生成控制字，因此只有在所述解密之后 才能(在特技播放模式的框架下)再現后繼片段的相應數據。考慮到 這種延遲來判斷對應于特技播放模式的適當起始位置，從而允許在正 常播放模式與特技播放模式之間沒有長中斷時間的情況下開始特技播放。第二確定單元可以適于根據在所述密碼系統中提供用于解密后繼 片段的解密數據時的延遲來確定用于在第二再現模式下開始再現的起 始位置。參照上面的解釋，當過渡到經過修改的再現模式(比如特技 播放模式)的適當時間是確定的時，這種控制字生成時間可能非常重 要。第二確定單元可以適于確定當前再現的片段之前或之后的片段的 開頭或末尾以作為用于在第二再現模式下開始再現的起始位置。例 如，在快進特技播放模式的情況下，在切換到該特技播放模式時，所 述系統可以簡單地回到實際回放的片段的起始位置。這意"未著當前回 放的數據片段的一部分數據被回放兩次，即之前在正常播放模式中被 回放一次，隨后在特技播放模式中被回放一次。然而，這種方案非常 筒單且安全，并且可以在很低的計算負擔下實現。按照類似的方式， 在快退特技播放模式下，所述系統可以簡單地跳到當前再現的片段的 末尾。特別地，第二確定單元可以適于根據在第二再現模式下對數據流 的再現速度來確定所述起始位置。該速度(例如正常回放速度的兩倍、
三倍或四倍)可選地與所述延遲時間和/或當前再現的片段的剩余時間 相組合是用于確定何時適于從第 一再現模式切換到第二再現模式的另 一個重要標準。第二確定單元可以適于按照以下方式來確定所述起始位置可以 通過相應的解密數據來對將在當前再現的數據流片段之后接下來再現 的加密數據片段進行解密，所述相應的解密數據是在當前再現的數據 流片段的再現結束之前的某一時間被解密的。這一標準可以避免由于 必須對數據進行解碼而可能發生在正常播放模式與特技播放模式之間 的等待時間。換句話說，只有在所述片段結束前可以很容易地對解密 后續片段的內容所需要的解密數據進行解密時(由于解密智能卡的等 待時間，這會花費一些時間)，將有可能在沒有中斷的情況下繼續再 現。根據本發明的設備可以適于處理視頻數據或音頻數據的數據流。 然而，這種媒體內容不是可以利用根據本發明的方案處理的唯一數據 類型。對于視頻處理和(純)音頻處理來說，特技播放生成和類似的 應用都是問題。根據本發明的設備可以適于處理數字數據的數據流。特別地，第一再現模式可以是正常再現模式。術語"正常再現模 式，，特別指代這樣一種再現模式，其中在再現或者回放與所述數據流 的片段相關的數據時，所傳送的全部數據都被使用。再現數據的速度 并沒有相對于所傳送的數據序列而被修改。此外，所述設備可以被適配成使得第二再現模式是特技播放再現 模式。用戶可以通過在用戶接口中選擇相應的選項/命令來調節這種"特 技播放模式，，，比如設備的按鈕、小鍵盤或遙控器。由用戶選擇的特 技播放再現模式(可以基于與I幀在數據流中的位置相關的信息)可以 是包括以下各項的一組的其中之一快進再現模式、快退再現模式、 慢動作再現模式、凍結幀再現模式、即時回放再現模式以及倒退再現 模式。然而，其他的特技播放方案也是可能的。對于特技播放，通常 僅僅一部分數據被用于輸出(例如用于視覺顯示和/或用于聲學輸出)。 由于不是數據流中的所有數據(P幀、B幀)都可以被獨立于其他幀(I 幀)地使用來生成所述可再現的信號，因此可能特別希望有關于可以 獨立使用的數據(I幀)的知識。
根據本發明的設備可以包括包括一個生成單元，其適于生成解密 的數據流或者加密的數據流以便在第二再現模式下從所述起始點繼續 進行再現。這種生成單元可以按照可直接輸出的方式提供所述數據， 并且例如可以包括顯示設備和/或聲學輸出設備。根據本發明的設備可以適于處理加密的MPEG2數據流。MPEG2 表示MPEG (運動畫面專家組)所一致同意的一組音頻和視頻編碼標 準，并且被公布為ISO/IEC13818國際標準。MPEG2可以被用來編碼廣播信號的音頻和視頻，其中包括數字衛星和有線電視，但是其也可 以用于DVD。在本發明的框架下，對于MPEG2編碼的視頻流以高效的方式啟用特技播放切換。根據本發明的設備可以被實現為包括以下各項的一組的至少其中 之一數字視頻記錄設備，允許使用網絡的設備，條件訪問系統，便 攜式音頻設備，便攜式視頻設備，移動電話，DVD播放器，CD播放 器，基于硬盤的媒體播放器，互聯網無線電設備，公共娛樂i殳備，以 及MP3播放器。然而，這些應用僅僅是示例性的。參照下面將描述的示例性實施例，本發明的上述方面和其他方面 將變得顯而易見。附圖簡述下面將參照示例性實施例來更詳細地描述本發明，但是本發明不 限于這些示例性實施例。

圖1示出了加了時間標記的傳輸流分組。圖2示出了具有內部編碼幀和前向預測幀的MPEG2畫面組結構。圖3示出了具有內部編碼幀、前向預測幀和雙向預測幀的MPEG2 畫面組結構。圖4示出了特征點信息文件的結構和所存儲的流內容。圖5示出了用于在明文流上進行特技播放的系統。圖6示出了特技播放中的時間壓縮。圖7示出了具有分數距離的特技播放。圖8示出了低速特技播放。圖9示出了一般的條件訪問系統結構。
圖io示出了數字視頻廣播加密傳輸流分組。圖11示出了圖10的數字視頻廣播加密傳輸流分組傳輸流分組報頭。圖12示出了允許在完全加密的流上執行特技播放的系統。 圖13示出了完全傳輸流和部分傳輸流。圖14示出了根據本發明的一個示例性實施例的特技播放發生器和 接收器。圖15示出了在盲切換方案的框架下切換到前向特技播放。圖16示出了在盲切換方案的框架下一般化地切換到前向特技播放。圖17示出了在盲切換方案的框架下不正確地切換到后向特技播放。圖18示出了在盲切換方案的框架下一般化地切換到后向特技播放。圖19示出了在快速切換方案的框架下快速切換到對于流類型I的 前向特技播放。圖20示出了在快速切換方案的框架下快速切換到對于流類型H的 前向特技播放。圖21示出了在快速切換方案的框架下在當前密碼周期的末尾附近快速切換到對于流類型II的前向特技播放。圖22示出了在快速切換方案的框架下快速切換到對于流類型I的后向特技播放。圖23示出了在快速切換方案的框架下快速切換到對于流類型II的 后向特技播放。圖24示出了在快速切換方案的框架下在當前密碼周期的末尾附近 快速切換到對于流類型II的后向特技播放。圖25示出了在快速切換方案的框架下在當前密碼周期的末尾附近改進的切換到對于流類型II的后向特技播放。圖26示出了在快速切換方案的框架下一般化地快速切換到特技播放。圖27A示出了才艮據本發明的一個示例性實施例的用于浪匕躍目標優 化的第一方案。 圖27B示出了根據本發明的一個示例性實施例的用于跳躍目標優 化的第二方案。圖27C示出了根據本發明的一個示例性實施例的用于說明跳躍目 標優化的第三方案。圖28示出了在跳躍優化方案的框架下的用于前向特技播放的起始 區域。圖29示出了在跳躍優化方案的框架下的用于后向特技播放的起始 區域。圖3 0示出了根據本發明的 一 個示例性實施例的在用于混合流的配置中的特技播放發生器和接收器。圖31示出了對于混合流從正常播放切換到特技播放。圖32示出了根據本發明的一個示例性實施例的用于在密碼系統中處理加密的數據流的設備。實施例描述附圖中的說明是示意性的。在不同的附圖中，為類似的或完全相 同的元件提供相同的附圖標記。下面將參照圖l到圖13描述根據本發明的示例性實施例的對于傳輸流的特技播放實現方式的不同方面。特別地，將會描述在MPEG2編碼流上執行特技播放的幾種可能 性，該流將是部分或完全加密的，或者是未加密的。下面的描述將針 對特定于MPEG2傳輸流格式的方法。然而，本發明不限于這種格式。實際上利用一種擴展進行了實驗，即所謂的加時間標記的傳輸 流。其包括傳輸流分組，所有的傳輸流分組都利用4字節的報頭做了 預先計劃，在所述報頭中放置了傳輸流分組到達時間。該時間可以在 該記錄設備處接收到該分組的第一字節時從節目時鐘參考(PCR)時 間基礎的值導出。這是一種把定時信息與流存儲在一起的適當方法， 從而對該流的重方t變成一個相對容易的處理。重放期間的一個問題是確保MPEG2解碼器緩沖器不會上溢或下 溢。如果輸入流與該解碼器緩沖器模型兼容，則恢復所述相對定時確 保輸出流也兼容。這里描述的某些特技播放方法獨立于時間標記，并 且對于具有或者不具有時間標記的傳輸流同樣執行良好。
圖1示出了加了時間標記的傳輸流分組100，其總長度104為188 個字節，并且包括長度105為4字節的時間標記101、分組報頭102以 及長度為184字節的分組有效載荷103。下面的描述將給出從所記錄的傳輸流創建MPEG/DVB (數字視頻 廣播)兼容的特技播放流的可能性的總覽，并且意圖覆蓋全部的所記 錄的流，其中包括從完全明文的流到完全加密(例如根據DVB方案) 的流，在完全明文的流中，每一個比特的數據都可以被操作，在完全 加密的流中，只有報頭和某些表可以被訪問以進4亍操作。本發明還針 對處于這些極端情況之間的解決方案，其中，只有需要被操縱以生成 特技播放流的數據是明文的。當對于MPEG/DVB傳輸流產生特技播放時，如果內容至少是部分 加密的，則可能會出現問題。可能無法下降到基本流級別(這是通常 的方法)，或者甚至可能無法在解密之前訪問任何分組基本流(PES) 報頭。這還意味著找到畫面幀是不可能的。已知的特技播放引擎需要 能夠訪問并且處理該信息。在本說明書的框架下，術語"ECM"表示權利控制消息。該消息 可以特別包括保密的供應商專有信息，并且尤其還可以包含解密所述 MPEG流所需要的加密的控制字(CW)。 一般來說，控制字在io-:zo 秒內過期。所述ECM可以被嵌入在傳輸流內的分組中。在本說明書的框架下，術語"密鑰，，特別表示可以被存儲在智能 卡中并且可以利用EMM被傳送到智能卡的數據，所述EMM是所謂 的"權利管理消息，，，其可以;故嵌入在傳輸流中。這些密鑰可以被智 能卡用來解密存在于ECM中的控制字。這種密鑰的示例性有效期是一 個月。在本發明的框架下，術語"控制字(CW)，，特別表示解密實際的 內容所需要的解密信息。控制字可以被智能卡解密，并且隨后被存儲 在解密核心的存儲器中。下面將描述關于明文流上的特技播放的某些方面。 即使MPEG2流未被加密(也就是說是明文的)，特技播放也不是 無關緊要的。 一種容易的解決方案是簡單地把數據更快速地輸出到解 碼器，以便獲得快進模式，但是由于MPEG具有編碼在其報頭中的定 時相關信息，因此無法簡單地這樣做以期得到適當的快進。除此之外，
可能很難決定丟棄哪些幀，因為用來執行快進的該方法可能給出高于 顯示速率的幀速率。此外，這種流不是兼容MPEG2的傳輸流。如果解碼器處在存儲設 備中，則這可能是可以接受的，但是如果所述信號是通過標準數字接 口傳送的，則這可能是成問題的。此外，比特率在整個鏈中可能會急 劇增大。如果正常播放流是源自衛星廣播的單一節目的加了時間標記 的傳輸流，則在正常播放中到解碼器的比特率可能是40Mbps左右，并 且分組可能處在不規則的位置處，其間具有間隙(部分傳輸流)。如 果利用特技播放因子壓縮了該流，則比特率對于3x特技播放速度可能 是120Mbps左右。硬盤驅動器的必要持續帶寬也可能隨著特技播放因 子而增大。因此，保持發送正確數量的幀將是適當的，但是當使用諸如MPEG 之類的視頻編碼技術時這里可能會出現問題，所述視頻編碼4支術利用 視頻的時間冗余來獲得高壓縮比。幀不再能夠被獨立地解碼。圖2中示出了多個畫面組(GOP)的結構。特別地，圖2示出了包括一個MPEG2 GOP結構的流200，其具 有I幀201和P幀202的序列。GOP尺寸用附圖標記203來表示。GOP 尺寸被設定到12幀，這里僅僅示出I幀201和P幀202。在MPEG中，可以使用其中僅僅第一幀被獨立于其他幀編碼的 GOP結構。這是所謂的內部編碼幀或I幀201。利用單向預測來編碼 預測幀或P幀202，這意味著它們僅僅依賴于先前的I幀201或P幀 202，如圖2中的箭頭204所示。這種GOP結構的典型尺寸為12或16個幀201、 202。假設期望2x 前向的特技播放速度。因此，例如應當跳過每隔一幀。由于在解碼過 程中對于所重建的先前幀的依賴性，因此這在壓縮域內是不可能的。 因此，不能簡單地丟棄某些壓縮幀并且固定定時信息。替換方案是首先解碼整個流，然后跳過每隔一幀，最后再次編碼 剩余幀。這可能會導致特技播放電路或軟件的不可接受的復雜度。因 此，在最好的情況下，可以從GOP跳過某些幀，這些幀并不為其他幀 所依賴。以對于尺寸為12幀的GOP的2x特技播放速度為例，只能跳 過最后6個P幀。在這種情況下，所顯示的圖像往往會有"跳動性"， 其中獲得很短的正常速度時段，后面則是突然的時間跳躍。特別在更
高的特技播放速度下，這可能是不令人滿意的，并且無法為觀看者給 出通常的特技播放的觀感。圖3中示出了多個畫面組(GOP)的另一種結構300。特別地，圖3示出了具有I幀201、 P幀202和B幀301的序列的 MPEG2GOP。 GOP尺寸再次用附圖標記203來表示。如圖3所示，有可能使用還包含雙向預測幀(或B幀)301的GOP 結構。例如選擇12幀的GOP尺寸203。利用雙向預測來編碼B幀301， 這意味著它們依賴于前一個和下一個I幀或P幀201、 202,正如對于 某些B幀301用曲線箭頭204所表示的那樣。已壓縮幀的傳輸順序可 能不同于它們的顯示順序。為了解碼B幀301,需要該B幀301之前和之后的參考幀(按顯 示順序)。為了最小化解碼器中所需要的緩沖器，可以對已壓縮幀進 行重新排序。因此，在傳輸過程中，參考幀可以首先到達。在圖3的 下部還示出了經過重新排序的流在傳輸時的樣子。所述重新排序由直 線箭頭302表示。在所有的B幀301都被跳過的情況下，包含B幀301 的流可以給出看起來很好的特技播放畫面。對于當前的例子來說，這 導致3x前向的特技播放速度。不管所迷流具有什么樣的結構，到目前為止所描述的解決方案對 于快進模式都能夠給出可以接受的形式的特技播放。對于后向來說， 必須在時間上對幀進行重新排序，但是由于MPEG使用相繼幀之間的 時間相關性來獲得高壓縮比，因此對幀進行解碼的順序是固定的。因 此，首先必須在前向方向上對GOP進行解碼。各GOP被發送到解碼 器的順序可以被反轉，并且對于更高的后向特技播放速度可以跳過 GOP。如上所述，在這種情況下，通過跳過P幀或B幀來減小GOP 也是可能的。無論如何，這可能會導致前向播放和后向跳躍的顯示序 列。因此，必須從已解碼的GOP中選擇特技播放幀并且反轉其順序， 此后對各幀進行重新編碼。隨后獲取并處理前一個GOP，后面依此類 推。盡管這樣的程序是可能的，但是其復雜度可能很高。從前面的考慮可以得出一個結論，即在特技播放生成過程中只使 用I幀可能是一種適當的解決方案，因為這些幀可以被獨立地解碼。結 果，特別對于后向來說，特技播放生成可能更容易。此外，只使用I 幀已經允許低到3x或4x的特技播放速度。對于實在很低的特技播放
速度，可以實現上面提到的更為復雜的技術。下面將描述與CPI("特征點信息")相關的某些方面。找到流中的I幀通常需要解析該流，以便找到幀報頭。可以在記錄 的同時定位I幀開始的位置，或者可以在完成記錄之后離線地定位I 幀開始的位置，或者半在線地進行定位(即實際上離線進行定位，但是相對于記錄的時刻有一個小的延遲)。可以通過檢測下一個P幀或B 幀的開頭而找到I幀的末尾。這樣導出的元數據可以被存儲在一個單獨 的但是耦合的文件中，該文件可以被標記為特征點信息文件或CPI文 件。該文件可以包含指向傳輸流文件中的每個I幀的開頭和最終末尾的 指針。每條單獨的記錄可以具有其自身的CPI文件。在圖4中顯現了特征點信息文件400的結構。除了 CPI文件400之外，還示出了所存儲的信息401。 CPI文件 400還可以包含這里沒有討論的某些其他數據。利用來自CPI文件400的數據，有可能跳到流中的任何I幀的開 頭。如果CPI文件400還包含I幀201的末尾，則為了得到完整的I 幀而要從傳輸流文件讀取的數據量是精確地已知的。如果出于某種原 因不知道I幀末尾，則將要讀取整個GOP或者至少該GOP數據的一 大部分以便確保讀取了整個I幀201。 GOP的末尾由下一個I幀201的 開頭給出。通過測量已經知道，1幀的數據量可以是總GOP數據的40% 或更多。利用所獲取的I幀201,可以構造遵循MPEG-2傳輸流格式的新的 特技播放流。全部所需要的就是對該特技播放流的各幀進行正確的重 新多路復用，從而對于MPEG解碼器將不會發生緩沖器問題。盡管這 看起來像是一種直接的解決方案，但是在下面可以看出，這并不是一 種普通的解決方案。接下來將描述關于如何構造特技播放流的某些方面。 在CPI文件的幫助下，提供對來自原始流的所有I幀201的訪問， 其中所述CPI文件描述I幀201在什么分組位置開始，以及I幀201 在哪里結束。但是，僅僅把正確選擇的I幀201串聯成一個僅僅包含I 幀201的較大的流并不能得到有效的MPEG流，這一點可以從下面明 顯看出。要研究的第一點是特技播放流的比特率。例如，原始流的平均視
頻比特率是aMbps，并且GOP尺寸20:3是12幀。可以通過對真實廣播流的測量來提取比特率。假設特技播放流僅僅包括各被顯示一幀次的I幀201，從而導致特技播放流的刷新速率等于正常播放。可以回想 起I幀201的數據量可以是GOP數據的40%。這一數字源于測量，其 中平均值是25%左右。因此，平均來說，25%的數據必須被壓縮到1/12 的時間中，從而導致3倍高的比特率。因此，平均特技播放比特率將 是12Mbps，其峰值在20Mbps左右。這個簡單的例子意圖提供對于比 特率效果及其起源的一些概念。實際上，I幀201的尺寸是已知的，或者可以通過測量導出。因此， 可以很容易精確地計算作為時間函數的對應于只包含I幀201的特技播 放流的比特率。該特纟支播放比特率可以是正常播放比特率的2倍或3 倍高，并且有時可能會高于MPEG2標準所允許的情況。考慮到這是 一個中等比特率流的例子，并且肯定會遇到具有更高比特率的流，因 此可以明顯看出，必須應用某種形式的比特率降低。例如，特技播放 比特率可以與正常播放比特率相當。這對于通過數字接口被發送到解碼器的流來說是特別重要的。應當避免由于特技播放所造成的所述接 口對帶寬的額外需求。第一選項是減小I幀201的尺寸。然而，這樣做 可能會提高復雜度并且對于加密流可能會添加關于特技播放的限制。對于特定應用來說可能是適當的一種選項是通過把每個I幀201 顯示幾次來降低特技播放畫面刷新速率。比特率將被相應地降低。這 可以通過在I幀201之間添加所謂的空P幀202來實現。這種空P幀 202并不真是空的，而是可以包含指示解碼器重復前一幀的數據。這種 做法的比特成本有限，其與I幀201相比在很多情況下可以被忽略。通 過實驗可以知道，像IPP或IPPP之類的特技播放GOP結構對于特技 播放畫面質量來說是可以接受的，并且在高特技播放速度下甚至是有 利的。所得到的特技播放比特率與正常播放比特率處于相同量級。還 應當提到，這些結構可以減小來自存儲設備的所需要的持續帶寬。下面將描述與定時問題和流構造相關的某些方面。圖5中示意性地描繪了特技播放系統500。該特技播放系統500包括記錄單元501、 I幀選擇單元502、特技 播放生成塊503和MPEG2解碼器504。該特技播放生成塊503包括解 析單元505、添加單元506、分組化器單元5(T7、表存儲器單元508和
多路復用器509。記錄單元501為I幀選擇單元502提供明文MPEG2數據510。多 路復用器509為MPEG2解碼器504提供MPEG2 DVB兼容的傳輸流 511。I幀選擇器502從存儲設備501中讀取特定的I幀201。正如下面 將描述的那樣，I幀201是根據特技播放速度選擇的。所獲取的I幀201 被用來構造MPEG-2/DVB兼容的特技播放流，其隨后被發送到 MPEG-2解碼器504以用于解碼和渲染。I幀分組在特技播放流中的位置無法被耦合到原始傳輸流的相對 定時。在特技播放中，可以用速度因子來壓縮時間軸，并且可以對于 后向特技播放反轉時間軸。因此，原始的加了時間標記的傳輸流的時 間標記可能不適用于特技播放生成。此外，原始的PCR時間基礎可能會干擾特技播放。首先，不能確 保PCR將在所選的I幀201內可用。但是更為重要的是，PCR時間基 礎的頻率將被改變。根據MPEGZ規范，該頻率應當離2 MHz在;30ppm 之內。原始的PCR時間基礎滿足這一要求，但是如果被用于特技播放， 其將與特技播放速度因子相乘。對于后向特技播放，這甚至會導致在 錯誤方向上運行的時間基礎。因此，必須去除舊的PCR時間基礎，并 且向特技播放流添加一個新的PCR時間基礎。最后，I幀201通常包含兩個時間標記，所述時間標記告知解碼器 504何時開始解碼幀(解碼時間標記，DTS)以及何時開始呈現幀以使_ 例如進行顯示(呈現時間標記，PTS)。當DTS、 PTS分別等于PCR 時間基礎時可以開始解碼和呈現，該PCR時間基礎是在解碼器504中 借助于所述流中的PCR重建的。2個I幀201的PTS值之間的距離對 應于它們的顯示時間的標稱距離。在特技播放中，利用所述速度因子 壓縮了該時間距離。由于在特技播放中使用了新的PCR時間基礎，并 且由于對應于DTS和PTS的距離不再正確，因此必須替換I幀201的 原始的DTS和PTS。為了解決上述復雜問題，可以首先在解析單元505中把I幀201解 析成基本流。隨后在基本流級別上添加空P幀202。所獲得的特技播放 GOP被映射到一個PES分組中，并且被分組化成傳輸流分組。隨后添 加校正后的表，比如PAT、 PMT等等。此時，把新的PCR時間基礎
連同DTS和PTS包括進去。利用一個4字節的時間標記來預先計劃傳 輸流分組，該時間標記被耦合到所述PCR時間基礎，從而可以通過被 用于正常播放的相同的輸出電路來處理該特技播放流。 下面將描述與特技播放速度相關的某些方面。 在這里的上下文中將首先描述固定的特技播放速度。 如上所述，可以使用諸如IPP的特技播放GOP結構，其中兩個(2 ) 空P幀202跟在I幀201之后。假設原始的GOP的GOP尺寸203為 12幀，并且所有的原始I幀201都被用于特技播放。這意味著I幀201 在正常播放流中的距離為12幀，并且相同的I幀201在特技播放流中 的距離為3幀。這導致特技播放速度為12/3=4x。如果把原始的GOP 幀尺寸203表示為G，把特技播放GOP幀尺寸表示為r，并且把特技播放速度因子表示為A^，則一般的特技播放速度由下式給出 W = G/T (1)A^還將被表示為基本速度。可以通過跳過來自原始流的I幀201 來實現更高的速度。如果選取每隔一個I幀201，則特技播放速度加倍， 如果每三個I幀201里面選取一個，則特技播放速度變成三倍，后面依 此類推。換句話說，所使用的原始流的I幀201的距離是2， 3，后面 依此類推。該距離可以總是整數。如果用D來表示被用于特技播放生 成的I幀201之間的距離(/>=1意味著使用每一個I幀201)，則一般的特技播放速度因子iV由下式給出N = D*G/T ( 2 )這意味著可以實現所述基本速度的所有整數倍，從而導致可以接 收的速度集。應當注意到，/>對于后向特技播放是負數，并且2)=0導 致靜止畫面。只能在前向方向上讀取數據。因此，在后向特技播放中， 數據被前向讀取，并且向后進行跳躍以便獲取由/>給出的在前I幀 201。還應當注意到，更大的特技播放GOP尺寸r導致更低的基本速 度。例如，IPPP導致比IPP粒度更細的速度集。下面將參照圖6解釋特技播放中的時間壓縮。圖6示出了對于7M3 (IPP)并且G=12的情況，對于"=2， 24幀 的原始顯示時間被壓縮成3幀的特技播放顯示時間，從而導致7V=8。 在所給出的例子中，該基本速度是一個整數，但是不必一定是這種情 況。對于G-16并且r-3來說，該基本速度是16/3=5 1/3，從而不會得
到整數的特技播放速度集。因此，IPPP結構(P=4 )更適合于GOP尺 寸16，從而得到"的基本速度。如果期望有適用于最常見的GOP尺 寸12和16的單一特技播放結構，則可以選擇IPPP。 其次將討論任意的特技播放速度。從上述方法得到的特技播放速度集在某些情況下是令人滿意的， 在某些情況下則不令人滿意。在G-16并且r-3的情況下，可能仍然優 選整數的特技播放速度因子。即使在^=12并且r=4的情況下，可能仍 然希望所得到的速度不會出現例如7x的集合中。現在將反轉所述特技播放速度公式，并且將按照下式計算所述距離/>: D = N*T/G (3)使用上面的G-12、 r-4并且7V-7的例子得到i)-2 1/3。取代跳過 固定數目的I幀201，可以使用一種自適應跳過算法，其基于哪一個I 幀201最匹配所需速度來選擇下一個I幀201。為了選擇最佳匹配的I 幀201，可以計算距離為i)的下一個理想點印，并且可以選擇最接近 該理想點的其中一個I幀201來構造特技播放GOP。在后面的步驟中， 可以通過把最后一個理想點增加D來再次計算下一個理想點。如說明了具有分數距離的特技播放的圖7中所示，特別有三種選 擇I幀201的可能性A、 最接近理想點的I幀；/=round(//7)B、 理想點之前的最后一個I幀；/=int(/p)C、 理想點之后的第一個I幀；/=int(//;)+l可以看出，實際的距離在int(Z))與int(Z>)+l之間變化，此二者出現 的比率取決于D的分數，從而使得平均距離等于"。這意味著平均特 技播放速度等于W，但是實際使用的幀關于理想幀具有小的抖動。已 經對此進行了幾次實驗，盡管特技播放速度可能會發生局部變化，但 是這并不會造成視覺干擾。通常來說，其甚至不會被注意到，特別在 較高的特技播放速度下尤其如此。從圖7中還可以看出，選擇方法A、 B或C并沒有太大區別。利用該方法，特技播放速度iV不需要是整數，而可以是基本速度 7V力之上的任何數字。此外還可以選擇該最小值以下的速度，但是隨后 可能會局部地降低畫面刷新速率，這是因為有效的特技播放GOP尺寸 r加倍，在更低的速度下甚至會達到三倍或更高。這是由于特技播放
gop的重復而造成的，因為所述算法將不止一次選擇相同的i幀201。圖8示出了對于/)=2/3的一個例子，其等效于iV-2/3 7VA。這里， 所述取整函數被用來選擇i幀201，并且可以看出，幀2和4被選擇兩 次。不管怎樣，所述方法將可以實現連續可變的特技播放速度。對于 后向特技播放，為iV選擇負值。對于圖7的例子，這僅僅意味著箭頭 700指向另 一個方向。所述方法將包括先前提到的各固定特技播放速度 集合，并且它們將具有相同的質量，特別在使用取整函數的情況下尤 其如此。因此，可能適當的情況是應當總是實現本節中描述的方法， 而不管速度選擇將是什么。下面將討論與特技播放畫面的刷新速率相關的某些方面。術語"刷新速率，，特別表示顯示新畫面的頻率。雖然不依賴于速度，但是這里將對其進行簡要討論，因為其會影響r的選擇。如果原始畫面的刷新速率用R(25Hz或30Hz)來表示，特技播放畫面的刷新 速率(/ ,)由下式給出Rt = R/T (4)利用ipp (r=3)或ippp (r=4)的特技播放gop結構，刷新速率/ ,對于歐洲分別是8 1/3Hz和6 1/4Hz,對于美國分別是10Hz和7 1/2Hz。雖然對于特技播放畫面質量的判斷是有些主觀的問題，但是從 實驗中可以得到明顯的提示，即這些刷新速率對于低速是可以接受 的，并且在更高速度下甚至是有利的。下面將描述與加密流環境相關的某些方面。下面給出關于加密傳輸流的一些信息，以作為描述加密流上的特 技播放的基礎。下面的討論集中在用于廣播的條件訪問系統上。 圖9示出了下面將描述的條件訪問系統900。在條件訪問系統900中，內容卯1可以被提供到加密單元902。在 對內容901進行加密之后，內容加密單元902向內容解密單元904提供 加密的內容903。可以向內容加密單元902和ECM生成單元卯7提供控制字卯6。 該ECM生成單元907生成ECM并且將其提供給智能卡905的ECM 解碼單元908。該ECM解碼單元卯8從該ECM生成控制字(即所需 要的解密信息)并且將其提供給內容加密單元904以便對加密的內容 903進行解密。此外，向ECM生成單元SKT7和KMM生成單元911提供授權密鑰 910，其中KMM生成單元911生成KMM并且將其提供給智能卡905 的KMM解碼單元912。該KMM解碼單元912把輸出信號提供給ECM 解碼單元908。此外，可以把組密鑰914提供給KMM生成單元911和GKM生成 單元915，還可以向該GKM生成單元915提供用戶密鑰918。該GKM 生成單元915生成GKM信號GKM，并且將其提供給GKM智能卡905 的解碼單元916，其中該GKM解碼單元916獲得作為另一個輸入的用 戶密鑰917。此外，權利919可以凈皮提供給EMM生成單元920，其生成EMM 信號并且將其提供給EMM解碼單元921 。該EMM解碼單元921位于 智能卡905中，并且耦合到權利列表單元913，該權利列表單元M3為 ECM解碼單元908提供相應的控制信息。ECM表示權利控制消息，KMM表示密鑰管理消息，GKM表示 組密鑰消息，EMM表示權利管理消息。在許多情況下，內容供應商和服務供應商想要通過條件訪問(CA)系統控制對特定內容項目的訪問。為此，在CA系統900的控制下對廣播內容901進行加密。在接收器中，如果CA系統900許可訪問，則在解碼和渲染之前對內容進行解密。CA系統900使用分層的分級結構(見圖9) 。 CA系統900按照 加密的消息的形式把內容解密密鑰(控制字CW906、 909)從服務器傳 送到客戶端，該加密的消息被稱作ECM (權利控制消息)。利用授權 密鑰(AK) 910對ECM進行加密。出于安全性原因，CA服務器900 可以通過發出KMM (密鑰管理消息)來更新授權密鑰910。 KMM實 際上是一種特殊類型的EMM (權利管理消息)，但是為了清楚起見， 可以使用術語KMM。還利用例如可以是組密鑰(GK) 914的密鑰對 KMM進^f亍加密，通過發送GKM (組密鑰消息)來更新該組密鑰，該 GKM同樣是一種特殊類型的EMM。隨后利用用戶密鑰(UK)917、 918來加密GKM，所述用戶密鑰是嵌入在智能卡卯5中并且只為供應 商的CA系統900所知的固定唯一密鑰。授權密鑰和組密鑰被存儲在接 收器的智能卡905中。權利919依照EMM (權利管理消息)的形式被發送給各單獨的顧 客，并且被本地存儲在安全的設備(智能卡905)中。權利919耦合到 特定的節目。權利列表913根據訂購的類型給出對一組節目的訪問權。 僅僅在權利919可用于特定節目的時候，才由智能卡905把ECM處理 成密鑰(控制字)。權利EMM具有與KMM完全相同的分層結構(圖 9中未示出)。在MPEG2系統中，加密的內容、ECM和EMM (包括KMM和 GKM類型)都被多路復用到單一MPEG2傳輸流中。上面的描述是CA系統900的總覽。在數字視頻廣播中，僅僅定義 了加密算法、奇/偶控制字結構、ECM和EMM的全局結構及其參考。 CA系統900的具體結構以及ECM和EMM的有效載荷的編碼和^吏用方式是特定于供應商的。此外，智能卡是特定于供應商的。然而，從 經驗中可以知道，許多供應商都基本上遵循圖9的總覽的結構。 下面將討論DVB加密/解密問題。所應用的加密和解密算法由DVB標準化組織定義。原理上定義了 兩種加密可能性，即PES級加密和TS級加密。然而，在實際情況下 主要使用TS級加密方法。對于傳輸流分組的加密和解密是基于分組進 行的。這意味著每次接收到新的傳輸流分組時都重新啟動所述加密和 解密算法。因此，可以單獨地對分組進行加密或解密。在傳輸流中， 加密的分組和明文分組被混合，這是因為某些流部分被加密(例如音 頻/視頻)，其他流部分則沒有被加密(例如表)。即使在一個流部分 (例如視頻)內，也可以混合加密的和明文的分組。下面將參照圖IO討論DVB加密傳輸流分組1000。 '流分組1000的長度1001為188字節，并且包括三個部分。分組報 頭1002的尺寸1003為4字節。在分組報頭1002之后，適配字段1004 可以被包括在流分組1000中。此后，可以發送DVB加密分組有效栽 荷。圖ll示出了圖IO的傳輸流分組報頭1002的詳細結構。 傳輸流分組報頭1002包括同步單元(SYNC) 1010;傳輸錯誤 指示符(TEI)lOll，其可以表明分組中的傳輸錯誤；有效栽荷單元開 頭指示符(PLUSI) 1012，其可以特別表明后續的有效載荷1005中的 PES的可能開頭；傳輸優先級單元(TPI)1017，其表明傳輸的優先級； 分組標識符(PID )1013，其被用于確定包的分配；傳輸加擾控制(SCB ) 1014，其用來選擇用于解碼傳輸流分組所需要的CW;適配字段控制 (AFLD) 1015;以及連續性計數器(CC ) 1016。因此，圖10和圖ll示出了 MPEG2傳輸流分組1000，其已經被 編碼并且包括不同部分-明文的分組報頭1002。其用來獲得諸如分組標識符(PID)號、 適配字段的存在、加擾控制比特等等之類的重要信息。-同樣是明文的適配字段1004。其可以包含諸如PCR之類的重要 定時信息。-DVB加密分組有效載荷1005，其包含可能利用DVB算法加密 了的實際節目內容。為了選擇對廣播節目進行解密所需要的正確的CW，必須解析傳 輸流分組報頭。在圖11中給出了該報頭的示意性總覽。用于對廣播節 目進行加密的一個重要字段是加擾控制比特(SCB)字段1014。該字 段1014表明解密器必須使用哪個CW來解密廣播節目。此外，其表明 該分組的有效載荷是加密的還是明文的。對于每個新的傳輸流分組， 該SCB1014必須被解析，這是因為其隨著時間改變，并且可能隨著分 組改變。下面將描述關于在完全加密的流上的特技播放相關的某些方面。 這是令人感興趣的問題的第一個原因在于，在明文流以及在完全 加密流上的特技播放是多種可能性的兩個極端情況。另一個原因在 于，存在其中可能必須記錄完全加密的流的應用。因此，具有一種能 夠在完全加密流上執行特技播放的技術是非常有用的。 一個基本的原 理是從存儲設備讀取足夠大的數據塊、對其進行解密、選擇該塊中的I 幀以及利用該I幀構造特技播放流。 在圖12中描繪了這種系統l加0。圖12示出了在完全加密流上的特技播放的基本原理。為此目的， 把存儲在硬盤1201上的數據作為傳輸流1202提供到解密器1203。此 外，硬盤1201為智能卡1204提供ECM，其中，該智能卡1204從該 ECM生成控制字并且將其發送到解密器1203。使用所述控制字，解密器1203對加密的傳輸流1202進行解密，并 且把解密的數據發送到I幀檢測器和濾波器1205。數據從該處被提供 到插入空P幀單元1206，其把該輸出傳送到機頂盒1207。數據從該處 被提供到電視1208。下面將關于記錄所包含的內容這一問題提到某些方面。進行單一頻道的記錄，該記錄必須包含隨后重放對該頻道的所述 記錄所需要的所有數據。可以簡單地在某個轉發器上記錄所有內容， 但是這樣將記錄比起重放預定記錄的該節目所需要的多很多的內容。 這意味著將會浪費帶寬和存儲空間。因此，替換地，應當僅僅記錄確 實需要的分組。對于每個節目來說，這意味著必須記錄所有的MPEG2 強制分組，比如PAT (節目關聯表)、CAT (條件訪問表)并且很明 顯還有對應于每個節目的視頻和音頻分組以及PMT(節目映射表)， 該PMT描述哪些分組屬于某一節目。此外，所述CAT/PMT可以描述 解密該流所需的CA分組(ECM)。除非所述記錄是在解密之后以明 文進4亍的，否則還必須記錄這些ECM分組。如果所做的記錄不包括來自完全多路復用的所有分組，則該記錄 變成所謂的部分傳輸流1300 (見圖13)。此外，圖13示出了完全傳 輸流1301。 DVB標準要求如果播放部分傳輸流1300，則必須去除所有 的正常DVB強制表，比如NIT(網絡信息表)、BAT(節目群關聯表) 等等。取代這些表，該部分流應當具有所插入的SIT表(選擇信息表) 和DIT表(中斷信息表)。下面將參照圖14到圖32描述;f艮據本發明的示例性實施例的能夠 在密碼系統中處理加密數據流的系統。應當強調的是，下面描述的系統可以參照圖1到圖13描述的任何 系統的框架下實現，并且可以與參照圖l到圖13描述的任何系統相組 合。下面將描述與從正常播放切換到特技播放相關的某些方面。 從正常播放切換到特技播放可能會導致某些特殊效果。在重放鏈的其他部分中的緩沖器的影響將不是下面所要考慮的主要方面。假設特技播放流中的PID (分組標識符)號與正常播放流當中的完全相同，以避免偏差PID號的效果。下面的段落特別集中于解密處理的切換效果，解密處理的中斷將增加到特技播放的過渡時間。實際的行為將取決于控制字(CW)的可
用性，因此取決于對ECM (權利控制消息)的處理。 下面將參照圖14描述特技播放系統1400。該特技播放系統1400包括存儲設備1403，特技播放發生器1401 和接收器1402。存儲設備1403存儲將被再現的數據，所述數據作為傳輸流1405 被提供給特技播放發生器1401的解密器單元1406和開關單元1408。 該開關單元U08可以在正常播放模式(NP)與特技播放模式(TP) 之間進行切換。通過控制單元l409，可以選擇性地輸入所期望的特技 播放的速度以及期望正常播放還是特技播放。該信息被從控制單元 1409提供到存儲設備1403。該控制單元1403例如由用戶通過用戶接口 控制。此外，該控制單元1409把所輸入的數據或命令提供到特技播放 流構造單元1407和ECM存儲器單元1412。該存儲設備1403不僅把傳輸流發送到解密器單元1406和開關單 元1408，而且把存儲在ECM文件1404中的ECM數據發送到ECM存 儲器單元1412。該ECM存儲器單元1412還從控制單元l409接收參 數，并且向特技播放流構造單元1407和智能卡接口單元1411提供ECM 數據。此外，該智能卡接口單元1411適于與智能卡1410通信。該智能卡1410生成控制字(CW)并且通過智能卡接口單元1411 向解密器單元1406提供控制字。在正常播放模式下，開關單元1408的開關位置如圖14所示。在 該操作模式下，傳輸流1405被直接提供到接收器單元1412。然而，當 選擇特技播放模式時，該開關將倒向如圖14所示的另一個位置，從而 傳輸流1405將被特技播放流構造單元1407處理，該單元將把特技播 放數據提供給接收器1402，更具體來說是接收器1402的解密器單元 1413和接收器1402的ECM提取器單元1416。ECM提取器單元1416將把ECM提供給智能卡接口 1417，其可 通信地耦合到智能卡1418。響應于所述ECM，該智能卡接口1417向 解密器單元1413提供控制字以作為解密信息。在通過解密器單元1413 之后，所述數據被傳遞到解碼器/渲染器單元1414，所述數據從該處被 發送到顯示單元1415。如圖14中所示，需要特別考慮兩個方面。第一方面是接收器1402 上的效果，該接收器可以對在正常播放與特技播放之間切換的信號進
行解密、解碼和渲染。第二方面是所述切換對特技播放發生器1401的 效果。下面將進一步描述接收器單元1402。根據這里描述的技術生成的特技播放流可以是明文流。在這種情 況下，在接收器1402中不必對特技播放流進行解密，并且可以在切換 到特技播放之后立即開始MPEG解碼。下面將進一步描述特技播放發生器1401。該特技播放發生器1401可以對所述流進行解密，以便選擇明文的 I幀并且從中構造特技播放流。該解密處理應當在切換到特技播放之后 盡可能快地開始。每個ECM的CW的數目特別會影響該解密處理。 該信息被視為已知的(例如從CPI文件獲知，參見圖4和相應的描述)， 因為該信息對于連續的特技播放生成來說也是必需的。下面描述切換 效果。首先將描述所謂的"盲切換，，。這意味著基本上解密器狀態是未 知的，并且可能是錯誤的。然而，這種方案可以允許在低計算負擔的 情況下進行特技播放切換。隨后將描述"快速切換"。在這種情況下，假設解密器狀態由歷 史給出，并且可以被用來提高切換速度。最后將描述對切換位置的優化。下面將描述"盲切換"。首先，將考慮其中沒有關于解密器寄存器的狀態的知識的情況， 或者它們可能包含完全錯誤的CW。因此，可以在開始時執行某種初 始化。為此，有必要知道特技播放處理在哪里開始。可以假設特技播 放流開始于正常播放流在切換時刻的位置。這意味著首先需要用來解 密當前周期的CW。因此，該方案可以通過把當前周期的ECM發送到 智能卡而開始。應當確保該ECM被處理。這不是通過改變表ID來保 證的，這是因為假設歷史是未知的。相反，可以在正常播放期間重置 特技播放發生器的ECM提取器，這是通過將其帶到與插入智能卡后相 同的狀態而實現的。其效果是在該重置之后遇到的第一個ECM將總是 被發送到智能卡而不管其表ID如何。在智能卡的等待時間之后，可以 開始特技播放處理。具體的方法取決于應當執行前向播放還是后向播 放，以及取決于提供每ECM—個還是兩個CW。相同的參數還可以在
特技播放處理開始的時刻要求附加的初始化步驟。特別地，可以區分兩種不同的情況或流類型根據流類型I,每個權利控制消息(ECM)提供兩個控制字(CW)。根據流類型H，每個權利控制消息(ECM )提供一個控制字(CW )。 對于流類型II，從正常播放到特技播放的切換最遲可以在特定周期的 末尾之前的某一距離(例如600ms)處發生。下面對于每種情況描述其效果及其結果。第一種情況可以被稱為"前向及兩個CW，，。在前向特技播放的情況下，特技播放生成所需要的下一個CW是 下一個周期的CW。在啟動時被發送到智能卡的ECM也包含該CW。 不需要附加的步驟，由特技播放發生器自動發送的第一個ECM是下一 個周期的ECM。圖15示出了數據流的周期序列。第一周期被表示為B，第二周期 被表示為C，第三周期被表示為D，第四周期被表示為E，第五周期被 表示為F。圖15還示出了從正常播放模式1501到特技播放模式1502 的切換，其中切換時間點用附圖標記1503表示。在時間"(B處，發 送ECMC表ID0x80。在正常播放模式1501下，整個數據流被連續回 放。在特技播放模式1502下，不回放整個數據流，而只回放某些部分，躍。參照流類型I;在時間點1505處，發送具有表ID0x81的ECMD。 在時間點1506處，發送具有表IDOxSO的ECME。 另一種情況可以被稱為"前向及一個CW"。 在圖15中也對于流類型H描繪了該情況。對于流類型II的情況，在時間點l505處發送具有表ID 0x80的 ECME。在時間點1506處，發送具有表ID 0x81的ECM F。切換在周期C期間發生。在這種情況下，用于下一個周期的CW 不存在于ECMC中。由特技播放發生器自動發送的第一個ECM是周 期E的ECM。"自動" 一詞可以特別指代在連續的特技播放中發送 ECM的方式。由于該ECM E的表ID與在啟動時發送的ECM C完全 相同，因此其將不被處理。這樣，丟失了兩個完整的周期，即D和E。 從圖16中可以看出，可以按照如下方式來校正這種情況。特^支播放引
擎假設剛剛進入當前周期c，并且在該周期的開頭開始特技播放生成，而不是在最后的正常播放位置處開始。其隨后把下一個周期D的ECM 發送給智能卡。由于該ECM的表(ID 0x81)不同于在啟動時發送的 ECM C( ID 0x80)，因此其將被正確地處理。現在，完整的周期C可 用于解密ECMD。這確保了即使在最高特技播放速度下也可以及時獲 得解密的CWD。這還意味著第一特技播放畫面可以是最后的正常播放 畫面的重復。實驗已經表明了在許多情況下都可以接受的這種效果。另一種情況可以被稱為"一般化地切換到前向特技播放，，，并且 也將參照圖16在下面進行解釋。在所示出的情況中，表明發送ECMC的時間點l600。在所述系 統已經等待了智能卡等待時間1601之后發生到特技播放的切換。在每ECM兩個CW的情況下也可以使用該替換方法。在這種情 況下，由特技播放發生器發送的第一個ECM與啟動時發送的ECM完 全相同。于是不對重復的ECM進行處理，這不是問題。因此，圖16 中示出的用于從正常播放切換到前向特技播放的 一般化方法可以是如 下在正常播放1501期間，特技播放發生器中的ECM提取器被重置； 在切換時刻，首先發送當前周期的ECM;所述當前周期即最后的正常播放位置所處的周期；在智能卡的等待時間1601之后，開始特技播放處理，從當前周期的開頭讀取第一個特技播放塊；特技播放發生器假設剛剛進入當前周期，并且相應地在時間點 1602處發送ECM (取決于一個還是兩個CW)。對于流類型I，在這 里發送ECMC。對于流類型II，在這里發送ECMD。另一種情況可以被稱作"后向及兩個CW"。同樣地，假設特技播放開始于最后的正常播放位置。圖17中表明 切換發生在周期E期間的時間點〃00處，在該時刻ECME (表ID 0x80)被發送到智能卡。在后向特技播放中，在對應于當前周期E的 CW之后所需要的CW是前一周期D的CW。在啟動時發送的ECME 不包含該CW D。由特技播放發生器自動發送的第一個ECM是時間點 1701處的ECMC。該ECM具有CWD,但是由于該ECM C的表(ID 0x80)與啟動時發送的ECME相同，因此其將不被處理。第一個被正
確處理的ECM將是在時間點1702處發送的ECMB，其包含CWB和 C。 ECMA在時間點1703處被發送。在解密器中將不能獲得CWD。結果，將丟失一到兩個周期，即完 整的周期D以及部分的周期C。周期C丟失了多少取決于特技播放速 度以及智能卡等待時間。這將中斷特技播放流。可以通過在啟動時發送前一周期的ECMD而不是當前周期的 ECM E來解決這一問題。這樣做將把前一周期和當前周期的必要的 CWD和E加載到解密器寄存器中。此外，由特技播放發生器自動發 送的第一個ECM (即ECMC)現在可以被正確處理。另一種情況可以被稱為"后向及一個CW"。考慮對于"反向及兩個CW，，的相同的初始或開始情況(再次參 看圖17)。因此，ECM E在啟動1700時被發送，并且第一個被正確 處理的ECM是ECM B。但是，在這種情況下，所述ECM只具有一 個CW。因此，ECMB僅僅包含CWB，而不包含CWC。結果，丟 失了兩個周期。然而，可以執行下面的校正。如上所述，當前周期的ECME是在 啟動1700時發送的。但是隨后，在智能卡的等待時間之后，特技播放 處理將在當前周期E結束時開始，而不是在最后的正常播放位置開 始。這意味著跳躍到這樣一個位置，該位置對應于當前周期E的末尾 減去塊尺寸。隨后，特技播放引擎進一步假設剛剛進入當前周期E， 并且(自動)發送正常播放流中的前一周期的ECM D。該ECM D將 被正確處理，這是因為ECM E和D具有不同的表ID，并且智能卡已 經完成了對ECME的處理。跳躍到周期的末尾確保即使在最高特技播 放速度下也可以對該ECMD進行及時的解密。隨后，可以繼續正常的 特技播放處理。當然，下一個ECMC現在可以被正確處理。 另一種情況可以被稱作"一般化地切換到后向特技播放，，。 對于"后向及一個CW"描述的方法也可以被用于"后向及兩個 CW，，。在啟動時發送當前周期的ECM保證對于所述兩種情況都能正 確地解密該周期內的數據。在發送及處理了第二ECM (即前一正常播 放周期的ECM)之后，解密器寄存器的內容對于兩種情況變得完全相 同。因此，如圖18所示，從正常播放到后向特技播放的一般化地切換
如下在正常播放1501期間，特技播放發生器中的ECM提取器#1重置；在切換時刻，首先發送當前周期的ECM;所述當前周期即最后的 正常播放位置所處的周期；在智能卡的等待時間1601之后，開始特技播放處理1502，從當前 周期的末尾讀取笫 一個特技播放塊；特技播放發生器假設剛剛進入當前周期，并且相應地發送ECM(在 時間點1801處的前一周期D的ECM)。下面將描述"快速切換"。在先前描述的盲切換的情況下，假設沒有關于解密器寄存器的狀 態的知識。結果，必須首先發送一個初始化ECM，并且只有在已經由 智能卡解密了該ECM之后才能開始特技播放處理。這樣引入了一個附 加的延遲，該延遲等于智能卡的等待時間。然而，如果解密器的寄存 器已經保存了有用的CW，則可以避免該附加延遲。是否是這種情況 取決于系統配置。暫時假設特技播放發生器M01和接收器1402處在相同的盒子 內，并且它們共享對解密器的使用。在這種情況下沒有共享違規，因 為接收器1402僅僅在正常播放l501中使用解密器，而特技播放發生 器僅僅在特技播放1502中使用解密器。在該系統配置中，感興趣的是解密器在切換時刻的狀態。可以看 出，解密當前周期所需要的CW應當已經存在于公共解密器的寄存器 中，這是因為其被用來在正常播放中解密該周期。這樣就不再需要發 送初始化ECM，從而避免了附加的延遲。特技播放處理可以立即開始。 取決于每ECM —個/兩個CW的情況，解密器還將保存前一個或下一 個周期的ECM。這對于作為特技播放處理的第一步的當前周期解密并 不重要，但是其可能會影響特技播放生成處理的繼續。如果由特技播 放發生器發送的第 一個ECM由于具有與最后正常播放ECM相同的表 ID而未被處理，則特技播放處理可能被中斷。可以對于每種單獨情況 來對此進行評估。還應當考慮到，流類型II在進入新周期之間的一個 預定時間段附近開始發送對應于該新周期的ECM。該預定時間段可以 由所述ECM的實際表ID翻轉與加密數據傳輸流分組的SCB翻轉之間 的時間距離定義。該距離應當大于智能卡的最大等待時間。例如，當 前的智能卡的等待時間近似為600ms。下面討論的情況可以被稱為"前向及流類型I"。 當在周期B期間切換時，在周期B的開頭開始特技播放處理。最 后正常播放ECM是ECM B。由特技播放發生器發送的笫一ECM也 是ECMB。因此，將不會對其進行第二次處理，這當然不是問題。 在圖19中示出了后一種情況。在周期A中的正常播放l501的一部分1SK)1涉及到表ID0x80。在 周期B中的正常播放1501的一部分1902涉及到表ID 0x81。在時間點 1900處，發送ECMB (CWB&CWC)。在下面討論的情況可以被稱為"前向及流類型II，但是不在當前 周期結束前的預定時間區間內，，，例如最后600ms。在這種情況下，在周期B期間執行切換，但是不是在當前周期結 束前的預定時間區間內。最后正常播放ECM是ECM B。由特技播放 發生器發送的第一個ECM是ECMC，其具有不同的表ID。因此，其 將被正確處理。在圖20中示出了后一種情況。正常播放1501的一部分2000涉及到表ID 0x80。正常播放1501 的一部分2001涉及到表ID0x81。在時間點2002處發送EMCC ( CWC)。下面討論的情況可以被稱為"前向及流類型H，在當前周期結束 前的預定時間區間內"。這里，當周期B結束前的預定時間區間到達時發生切換。現在， 最后正常播放ECM是ECM C。由特技播放發生器發送的第一個ECM 也是ECMC。因此，其將不會被處理第二次，這當然不是問題。在圖21中示出了后一種情況。正常播放1501的兩個部分2100和2102涉及到表ID 0x80。正常播 放1501的部分2101涉及到表ID0x81。在時間點2103處發送ECMC (CWC)。下面討論的情況可以被稱為"后向及流類型I"。 當在周期B期間切換時，以周期B的末尾處的一塊開始特技播放 處理。最后正常播放ECM是ECM B。由特技播放發生器發送的第一 個ECM是ECMA，其具有不同的表ID。因此其將被正確處理。
在圖22中示出了后一種情況。正常播放"01在周期A中的部分2200涉及到表ID 0x80。正常播 放l501在周期B中的部分2201涉及到表ID 0x81。在時間點2202處 發送ECM A ( CW A + CW B )。下面討論的另一種情況可以被稱為"后向及流類型II，但是不在 當前周期結束前的預定時間區間內"。在這種情況下，在周期B期間發生切換，但是不是在當前周期結 束前的預定時間區間內。最后正常播放ECM是ECM B。由特技播放 發生器發送的第一個ECM是ECMA，其具有不同的表ID。因此，其 將被正確處理。在圖23中示出了后一種情況。正常播放1501的一部分2300涉及到表ID 0x80。正常播方文1501 的一部分2301涉及到表ID0x81。在時間點2S02處發送EMCA ( CW A)。下面討論的另一種情況可以被稱為"后向及流類型II，在當前周 期結束前的預定時間區間內"。這里，在周期B結束前的預定時間區間內到達時發生切換。在圖 24中示出了這種情況。正常播放1501的兩個部分2400和MO2涉及到表ID 0x80。正常播 放1501的部分2401涉及到表ID 0x81。在時間點2403處發送ECM A (CWA)。現在，最后正常播放ECM是ECM C。由特技播放發生器發送的 第一個ECM是ECMA，其具有相同的表ID。因此其將不被處理，盡 管需要其內容來避免特技播放流的中斷。因此，可能導致問題的唯一情況就是對于流類型H從正常播放 1501切換到后向特技播放1502，并且切換時刻處在周期結束前的預定 時間區間內。這可以通過看正常播放流中的表ID和SCB的翻轉來檢 測到。這種特殊情況可能出現在周期的末尾，在到達表ID的翻轉之后， 但是在表明下一周期開始的SCB翻轉之前。 ECM的正確的序列已經被檢查。此外，必須確保智能卡的可用性。 如果其正忙于處理ECM,則其無法接收并且開始處理新的ECM。于 是該ECM可能會丟失，因此應當避免這種情況。再次檢查所有的情況 揭示了該問題僅僅在周期的開頭處對于流類型I后向發生。在這種情況 下，繼續正常播放，直到智能卡再次可用。圖26示出了 "一般化地快速切換"如下如果必要的話，將繼續正常播放1501，直到到達有效切換點。隨 后，立即開始特技播放處理。可以通過切換到快進模式2600來啟動該 特技播放，或者可以通過切換到快退模式2601來啟動該特技播放。下 面，附圖標記2600不僅可以表示發生切換到快進模式的時間點，而且 還可以用來表示快進模式。相應地，附圖標記2601不僅可以表示發生 切換到快退模式的時間點，而且還可以用來表示快退模式。在切換到快進模式2600的情況下，將在時間點2602處發送ECM B (流類型I)或EMC C (流類型II)。在切換到快退模式2601的情況下，將在時間點2603處發送ECM B (CWB)。從當前周期的開頭(前向)或末尾(后向)讀取第一特技播放塊。 特技播放發生器假設剛剛進入當前周期，并且相應地發送ECM。該快速切換方法不僅可以用在公共解密器的情況下，而且還可以 用在接收器和特技播放發生器處在具有單獨解密器的分開的盒子內的 情況下。盡管特技播放系統在正常播放1501期間是空閑的，但是把正 常播放流的ECM也發送給特技播放系統可以同步其解密器，從而允許 快速切換。為此目的，向圖14中的特技播放發生器添加連接到傳輸流 輸入端的ECM提取器和ECM開關。下面將描述關于在根據本發明的一個示例性實施例在第一再現模 式(例如正常播放)與第二再現模式(例如特技播放)之間切換或跳 躍時的跳躍目標優化的幾個方便。已經表明在當前周期或片段的開頭(前向)或末尾(后向)開始 特技播放處理可能是最佳的。這將保證在該相同時刻發送的ECM可以 被智能卡及時處理，即使在由該智能卡的最大吞吐量給出的最高特技 播放速度下也是如此。然而，在較低速度下，可以在一個更靠近最后 正常播放位置的位置處開始特技播放處理。因此，該方法的一個優化
版本可以是不跳到當前周期的開頭或末尾，而是跳到取決于特技播放 速度的該周期內的一個位置。于是，該位置可以保證在進入下一個或前一個周期之前解密該下一個或前一個周期的ECM。如果最后正常播 放位置處在所允許的范圍內，則其可以被用作跳躍目標。否則，可以 選擇一個與之盡可能靠近的位置。在圖27A到圖27C中對于到前向特技播放的三個不同切換點描繪 了上述情況。下面將參照圖27A到27C描述在正常播放模式1501與特技播放 l502之間跳躍的三種情況。圖27A示出了第一種情況，其中示出了數據流的第一片段2700(即 周期B)和笫二片段2701(即周期C)。第一片段2700與第二片段2701 之間的邊界用附圖標記2704表示。在圖27A到27C的每一個中都示出 了時間點2702，用戶在該時間點處操作用戶接口以便執行從正常播放 模式1501到特技播放模式1502的切換。在圖27A到圖27C中還示出 了智能卡延遲時間2703，即智能卡從ECM獲取控制字所需要的時間。在圖27A中示出的情況中，到特技播放模式1502的切換發生在周 期B內的相對較早的時間點2702處，從而還有足夠的時間來解密 ECM，這是因為第一周期2700內所剩的時間長于智能卡延遲時間 2703。因此，特技播放模式1502在相應的用戶切換命令之后立即開始。 不必處理新的ECM，這是因為解密片段2700中的數據所需的CW已 經存在。此外，有足夠的時間來處理下一個ECM，以便獲得片段2701 中所需要的CW。圖27B示出了第二種情況，其在某種意義上是邊界 情況。在該情況下，由用戶選擇時間點2702,從而使得其與邊界2704 之前的時間區間2703基本上重合。這里，仍然有可能立即切換到特技 播放模式(以"垂直，，方式，見圖27B)，這是因為笫一片段2700中 的剩余時間恰好足以解密后續的ECM，以便解密笫二片段r701中的 數據。然而，圖27C示出了笫三種情況，其中用戶選擇從正常播放1501 到特技播放1502的切換過遲，從而笫一片段2700的剩余時間不足以 在進入后續片段2701之前解密對應于后續片段2701的ECM。在圖27C 中所示的情況下，如果系統將按照圖2 A、 27B中所示的"垂直"方式 切換到特技播放，則在邊界區域2704中將會有問題。因此，所述系統
跳回到第一片段2700內的這樣一個部分，從而在考慮到智能卡延遲2703的情況下有足夠的時間解密第二片段2701的ECM。換句話說， 先前已經在正常模式1501下被回放的第一片段2700的一部分現在將 在特技播放模式1502下被再次回放。盡管沒有必要跳到當前周期的開頭或末尾，但是仍然假設剛剛進 入該周期，并且相應地發送ECM。然而，所述方法可能存在復雜因素。 一般來說，不使用分組在記 錄中的時間位置，但是智能卡的等待時間是一個時間延遲。因此，至 少應當使用關于在密碼周期內的定時的適當猜測。下面將研究如何在特技播放中讀取數據。從存儲設備讀取數據塊 的時間常常是未知的，這是因為所述數據是在高于實時的速度下被讀 取的。實際的速度可以取決于存儲設備及其或多或少地同時執行的活 動。然而，在所述系統中可能是已知的是讀取連續塊的開頭之間的時 間距離，因為其等于特技播放GOP的時間。該時間t取決于特技播放 GOP的幀尺寸T和幀速率R，并且由下式給出<formula>formula see original document page 37</formula> (5)可以得出結論，補償智能卡等待時間L所需要的所述時間距離的 數目應當遵循以下^^式<formula>formula see original document page 37</formula> (6) 只有在n是整數的情況下才能確定定時。這導致 <formula>formula see original document page 37</formula> (7)假設T=3 (IPP)并且R=25Hz，得到t=120ms。假設大約800ms 的最大合理等待時間L，得到11=7。當然可以嘗試監控智能卡的等待時 間并且將其用在計算中，但是也可以進行安全可靠的有根據的猜測。可以作為特技播放速度的函數按照字節Db或者按照分組Dp來計 算連續跳躍目標之間的距離。這意味著n*t秒等效于n*DB字節或n*DP 分組的距離。對于前向特技播放，可以從圖28中看出，跳躍目標到當前周期的 末尾的最小距離應當是(n-l^Dp+B個分組，其中B是分組中的塊尺寸。所得到的值有時候可以大于周期大小，這是由于取整到最接近的更大 整數n以及對等待時間L的過高估計而造成的。在這種情況下，跳躍 目標等于當前周期的開頭。否則，跳躍目標在當前周期的開頭與所計 算的點之間，其盡可能靠近最后正常播放位置。在圖M中示出了所允i午的起始區域2800。對于后向特技播放，從圖29中可以看出，跳躍目標到當前周期的 開頭的最小距離應當是(n-l廣Dp個分組。同樣地，該值可能大于周期大 小，在這種情況下，不可能進行優化。于是，跳躍目標在當前周期的 末尾的一個塊之前。否則，跳躍目標被選擇在所計算的位置與當前周 期的末尾之前一個塊的位置之間，其盡可能靠近最后正常播放位置。 在圖29中示出了所允許的起始區域2900。作為進一步的細化，有可能通過對于當前周期選擇較小的Dp值來 擴大所允許的起始區域，并且隨后在進入下一個周期時切換到標稱的 Dp值。較小的Dp值導致較低的特技播放速度。因此，如果必要的話有 可能從較低的特技播放速度開始，并且在跨越到下一個周期時有可能 切換到所期望的速度。這可能導致特技播放起始位置與當前正常播放 位置之間的更好的匹配。下面將解釋與從正常播放切換到特技播放(反之亦然)相關的另 外幾個方面。在混合流的情況下，幾種系統配置是可能的。混合數據流可以特 別表示具有加密和未加密部分的混合的流。在存儲設備的重放側構造 混合流的情況下，圖14的配置也是適用的。通常來說，將只生成混合特技播放流。利用一種略微不同的配置也將有可能在存儲設備的重放側生成混合正常播放流。在這種情況 下，傳輸流1405將總是被饋送通過特技播放流構造單元1407，其隨后還生成混合正常播方t流。對于具有已記錄的混合流的情況，所述配置略微不同，如圖30中 所示。圖30示出了在用于混合流的配置中的經過修改的系統3000。該系 統3000包括特技播放發生器3001和接收器1402。后者的構成可以與 圖14類似。在這種情況下，在特技播放發生器3001中不需要解密。然而，執 行ECM插入，以便允許在接收器1402中解密特技播放流。在任何情 況下都可以明顯看出，接收器1402中的解密器1413將進行全部兩種 解密，即對正常播放流和特技播放流進行解密。在一種配置中，在特
技播放發生器3001中有附加的解密器。可以通過在相同的相對時刻使 用相同的ECM來自動同步兩個解密器。對于從正常播放切換到特技播放，可以反轉接收器1402與特技播 放發生器3001的動作，這是因為對特技播放流的解密現在發生在接收 器1402中。此外，可以明顯看出存在用于特技播放和正常播放的公共 解密器(在接收器1402中)，并且在特技播放發生器3001中可能有 用于特技播放的附加的同步的解密器。這種配置與上面描述的快速切 換情況完全相同。此外，對跳躍目標的優化在這里也是有效的。因此， 可以參照本說明書的相應的在前部分。用于混合流的切換方法與這里 描述的完全相同。參照圖31,將繼續正常播放1501，直到到達適當的切換點。隨后 開始特技播放處理。該特技播放"02可以是快進模式2600或者快退 模式2601。在快進模式2600的情況下，將在時間點3102處發送ECM B (流類型I)或ECM C (流類型II)。在快退模式2601的情況下， 將在時間點3103處發送ECM A。相應的所允許的起始區域用附圖標 記3100和3101表示。如圖31所示，從正常播放切換到特技播放可以是如下 如果必要的話，繼續正常播放1501，直到到達一個有效切換點； 隨后立即開始特技播放處理。從當前周期的開頭(前向)或末尾 (后向)或者至少從所允許的起始區域內的起始位置讀取第一個特技播 放塊；特技播放發生器假設剛剛進入當前周期，并且相應地發送ECM。 下面將參照圖32描述根據本發明的一個示例性實施例的用于在密 碼系統中處理加密的數據流3201的設備3200。從圖32可以看出，包括多個片段3202的加密的數據流3201被提 供到解密單元3203的輸入端。每個片段3202包括報頭單元1002和有 效載荷單元1005。控制字3204被提供到解密器3203，其允許對各片段 3202的加密的部分進行解密。因此，在解密器3203的輸出端提供解密 的數據流。此外，提供用戶接口 3205，用戶可以通過該用戶接口向系統3200 提供控制命令，以用來在正常再現模式或特技播放模式下選擇性地處 理數據。通過這些控制命令，在第一開關位置(見圖32)與第二開關
位置(未示出)之間控制開關3206，這可以通過沿著箭頭3207切換該 開關3206來獲得。當開關3206處在圖32中所示出的位置時，由解密器3203解密的 數據被直接提供到再現單元3208 (例如用于顯示視覺信息的顯示器和/ 或用于再現可聽信息的揚聲器)。然而，當用戶操作用戶接口 3205 (例如按鈕)來設置圖32中未示 出的第二開關位置時則將啟動特技播放模式，正如下面將解釋的那樣。在特技播放模式信號路徑中提供第一確定單元3209，以用于在從 正常再現模式切換到特技播放模式的情況下確定數據流內的當前再現 位置。此外，提供第二確定單元3210 (其可以可選地由用戶通過用戶 接口 3205控制)，以便根據由第一確定單元3209提供的所確定的當 前位置來確定用于在第二再現模式下開始再現的起始位置。為了確定 起始位置，第二確定單元3210考慮到所述密碼系統的特性。特別地， 基于在該密碼系統中提供控制字"04的延遲來確定起始位置，所述控 制字3204用于解密所述加密數據流3201的不同片段3202。此外，提供特技播放生成單元3211以便從起始位置繼續在特技播放模式下進行再現。根據圖32，在所述鏈的末尾提供開關3206，也就是說在單元3209到3211之后提供開關3206，從而確定單元3209、 3210可以連續地執行其確定任務，以便在不中斷到再現單元3208的輸出流的情況下盡可能快地進行切換。應當注意到，術語"包括"并不排除其他元件或步驟，"一個" 并不排除多個。此外，可以對結合不同實施例描述元件進行組合。還應當注意到，權利要求中的附圖標記不應被解釋為限制權利要 求的范圍。
權利要求
1、一種用于在密碼系統中處理加密的數據流(3201)的設備，其中提供解密數據(3204)以便對該加密的數據流(3201)的每個片段(3202)進行解密，以便再現解密的數據流，其中，該設備(3200)包括第一確定單元(3209)，其用于在從再現該數據流(3201)的第一再現模式(1501)切換到再現該數據流(3201)的第二再現模式(1502)的情況下確定該數據流(3201)內的當前再現位置；第二確定單元(3210)，其用于根據所確定的當前位置來確定用于在第二再現模式(1502)下開始再現的起始位置。
2、 根據權利要求l的設備(3200)，其中，第二確定單元(3210)適于根據所述密碼系統的特性來確 定用于在第二再現模式(1502 )下開始再現的起始位置。
3、 根據權利要求l的設備(3200)，其中，第二確定單元(3210)適于根據在所述密碼系統中提供解 密數據(3204 )的延遲(r7(B)來確定用于在第二再現模式(l5。2) 下開始再現的起始位置。
4、 根據權利要求l的設備(3200),其中，第二確定單元(3210)適于根據在所述密碼系統中提供用 于解密后繼片段的解密數據(3204)的延遲(2703 )來確定用于在第 二再現模式(1502)下開始再現的起始位置。
5、 根據權利要求1的設備(3200)，其中，笫二確定單元(3210)適于確定在當前再現的片段之前或 之后的片段的開頭或末尾以作為用于在第二再現模式U502)下開始 再現的起始位置。
6、 才艮據權利要求l的設備(3200)，其中，第二確定單元U210)適于根據依照第二再現模式U502) 對所述數據流(3201 )進行再現的速度來確定所述起始位置。
7、 根據權利要求l的設備(3200)，其中，第二確定單元(3210)適于按照以下方式來確定所述起始 位置可以通過相應的解密數據(3204)來對將在當前再現的數據流 片段之后接下來再現的加密數據流(3201 )的片段進行解密，所述相應的解密數據是在對當前再現的數據流(3201 )的片段的再現結束之 前的某一時間被解密的。
8、 根據權利要求l的設備(3200)，其適于處理視頻數據或音頻數據的加密的數據流(3201 )。
9、 根據權利要求l的設備(3200)， 其適于處理數字數據的加密的數據流(3201 )。
10、 根據權利要求l的設備(3200)，其中，第一再現模式是正常再現模式(1501)。
11、 根據權利要求l的設備(3200)，其中，第二再現模式是特技播放再現模式(1502)。
12、 根據權利要求ll的設備(3200)，其中，所述特技播放再現模式(1502)是包括以下各項的一組的 其中之一快進再現模式(2600)、快退再現模式(2601 )、慢動作 再現模式、凍結幀再現模式、即時回放再現模式以及倒退再現模式。
13、 根據權利要求l的設備(3200)，其包括生成單元(3211)，該生成單元適于生成解密的數據流或 加密的數據流以便從所述起始位置繼續在第二再現模式(l502)下再 現。
14、 根據權利要求l的設備(3200)， 其適于處理加密的MPEG2數據流。
15、 根據權利要求l的設備(3200)，其被實現為包括以下各項的一組的至少其中之一數字視頻記錄 設備，允許使用網絡的設備，條件訪問系統，便攜式音頻播放器，便 攜式視頻播放器，移動電話，DVD播放器，CD播放器，基于硬盤的 媒體播放器，互聯網無線電設備，公共娛樂設備，以及MP3播放器。
16、 一種在密碼系統中處理加密的數據流(3201 )的方法，其中 提供解密數據(3204 )以便對該加密的數據流(3201 )的每個片段(3202 ) 進行解密，以便再現解密的數據流，其中，該方法包括以下步驟在從再現該數據流(3201 )的第一再現模式(1501)切換到再現 該數據流(3201 )的第二再現模式(1502 )的情況下確定該數據流(3201 ) 內的當前再現位置； 根據所確定的當前位置來確定用于在第二再現模式(1502)下開 始再現的起始位置。
17、 一種計算機可讀介質，其中存儲有在密碼系統中處理加密的 數據流(3201 )的計算機程序，其中提供解密數據(3204)以便對該 加密的數據流(3201 )的每個片段(3202 )進行解密，以便再現解密 的數據流(3201 )，當該計算機程序被處理器執行時，其適于控制或 者實施以下方法步驟在從再現該數據流(3201 )的第一再現模式(1501)切換到再現 該數據流(3201 )的第二再現模式(1502 )的情況下確定該數據流(3201 ) 內的當前再現位置；根據所確定的當前位置來確定用于在第二再現模式(1502)下開 始再現的起始位置。
18、 一種在密碼系統內處理加密的數據流(3201 )的程序元件， 其中提供解密數據(3204)以便對該加密的數據流(3201 )的每個片 段(3202 )進行解密，以便再現解密的數據流，當該程序元件被處理 器執行時，其適于控制或者實施以下方法步驟在從再現該數據流(3201)的笫一再現模式U501)切換到再現 該數據流(3201 )的第二再現模式(l502 )的情況下確定該數據流(3201 ) 內的當前再現位置；根據所確定的當前位置來確定用于在第二再現模式(1502 )下開 始再現的起始位置。
全文摘要
本發明涉及一種用于在密碼系統中處理加密的數據流(3201)的設備，其中提供解密數據(3204)以便對該加密的數據流(3201)的每個片段(3202)進行解密，以便再現解密的數據流，其中，該設備(3200)包括第一確定單元(3209)，其用于在從再現該數據流(3201)的第一再現模式(1501)切換到再現該數據流(3201)的第二再現模式(1502)的情況下確定該數據流(3201)內的當前再現位置；以及第二確定單元(3210)，其用于根據所確定的當前位置來確定用于在第二再現模式(1502)下開始再現的起始位置。
文檔編號H04N7/167GK101167358SQ200680014332
公開日2008年4月23日 申請日期2006年4月25日 優先權日2005年4月26日
發明者A·里克卡爾特, E·穆爾斯, R·曼德斯 申請人:皇家飛利浦電子股份有限公司