用于高质量视听作品的处理的安全设备 本发明涉及由授权用户安全处理、广播、记录以及可视化视频数据和电视节目，或更一般地讲，使用一种MPEG类型标称流格式的任何多媒体节目或序列(sequence)，并建议了一种用于视频或交互多媒体节目和序列的处理、广播、传送、记录、个人拷贝及可视化的安全系统。
一个常见的问题是，需要提供这样一种设备：能够以安全方式直接把一组MPEG类型格式(MPEG-1，MPEG-2)的高视频质量的电影传输给电视屏幕与/或可将它们记录在一个把远程传输网络与电视屏幕相连的盒子的硬盘上，在保持视听质量的同时，还可阻止任何欺诈性使用，例如对记录在解码器盒的硬盘上的电影或视听节目地盗版拷贝的可能性。
本发明还能够完全控制对拷贝的使用和广播作品的权利。
采有当前可用的方案，经由无线电波、有线、卫星等类型的广播网络或经由DSL(数字订户线路)类型的电信网络或IRL(局部射频回路)网络或经由DAB(数字音频广播)网络，传输数字形式的电影和视听节目是可能的。而且，在这种方式下，为了防止对所广播作品的盗版，通常使用这一领域中专家们十分熟悉的各种手段对这些作品进行加密。
然而，所有当前可用的方案(TiVo公司，WO 00/165762)的主要缺点在于，必须不仅要向用户传输被加密的数据，而且还要传输解密密钥。可以在视听节目的传输之前、同时、或之后进行解密密钥的传输。为了增加安全性，乃至防止对视听作品的恶意使用，解密密钥以及视听解码器的解码功能可以包括加强的安全措施，例如智能卡或其它可有选择地远程更新的物理密钥。
因此，适用于能够以数字形式把视听节目局部(local)记录在任何类型的载体上，例如记录在硬盘或其它类型的存储器上的一个解码器盒的当前可用的方案，向恶意的用户提供了对以这种方式记录的节目进行未授权拷贝的可能性，因为在任何给定的时刻，该用户都会使用其与智能卡系统相关或不相关的数字解码器盒获得所有信息、软件程序、以及能够对视听节目进行全面解密的数据。正是因为具有所有这些数据，所以恶意的用户有可能进行非法拷贝，而且当进行这一非法拷贝时，任何人都察觉不道这一欺诈性拷贝。
因此，一个方案将包括：仅根据请求(请求式视频服务)，经由一个DSL、有线或卫星类型的宽带电信网络，传输一个数字视听节目的所有或部分内容，而不授权对视听节目的局部记录。此处的缺点完全不同于以上所描述的缺点，这一缺点源于这些网络的性能，这些网络不能保证传输于每一用户的每秒数百万比特的连续的流，而这一速率是要求每秒数十万比特到每秒数百万比特通带的MPEG流所需的。
在这些条件下，一种方案包括：把该流分隔成两个部分，其中每一部分本身都不可单独加以使用。关于这一方案的，已有许多专利。例如，从文档WO 09/908428(Gilles Maton)我们可以获知一种用于对一个可定位有效终端进行多应用处理的方法，其中至少在一条链路上实现了一个专门用于执行一个应用的可标识的程序，所述程序向终端指令其使用条件，以建立其功能。如果需要的话，终端通过使用一条与管理中心相链接的链路，以点的形式(punctiform)进行对话，以实现这一中心的容量的输入和输出，其中管理中心在与进入的节目相关的应用级上有选择地变成终端的从属装置。该发明还涉及用于按使用(exploitation)模式标识节目和终端的方法。现有技术的这一方法把流划分成一个用于标识用户的一部分以及含有实际节目本身的一部分。具体地讲，所述节目不是不可用的，但只是不可通过第一部分进入。
另外，文档EP 0778513(Matsushita)描述了一种能够防止非法使用一个信息单元的方法，即通过向其添加一控制信息单元，以验证用户的权利。该系统能够永久地保持被告知信息单元的哪一部分被使用、被哪一用户使用，从而保持对该用户是否处于非法身份的知情。因此，该方法通过添加扭曲最初信息的附加的信息单元，确保了数据的安全。
文档WO 00/49483(Netquartz)也向我们提供了用于创建数字化实体的用户和编辑者之间的一条链路的方法和系统。该方法至少包括下列步骤之一：把所述数字化实体细分成两个部分的步骤；把存储器中的一部分存储在一个与一个基于计算机的网络相连的服务器的步骤；把另一部分传输至少一个拥有可用的基于计算机的设备的用户的步骤；把所述基于计算机的设备连接于所述基于计算机的网络的步骤；在所述第一部分和所述第二部分之间建立一条功能链路的步骤。这些方法和系统不规定存储在服务器上的存储器中的那一部分是否可以由用户加以存储，这将能够使用户盗版所述数字化实体。
对于这一方案，最后一点是，在HyperLOCK Technologies的这些专利中，可以发现这一技术的最新状态，其中最为相关的是文档US5,937,164。这一发明使用了这样的一种方案，包括：把流分隔成两个部分，其中较小的一个部分拥有使用较大部分的所需的一个信息单元。然而，该专利不足以解决所提到的这一问题。事实上，对一部分流的抑制扭曲了的流格式，因此不能够把该流识别为一个可随通用软件应用一起被使用的一个标准流。现有技术的这一方法既要求位于服务器方的用于分隔这两个部分的一个专用软件程序，也要求不仅能够重构流，而且还能够根据对该方案的格式所有权采集主流及其利用的另一个专用软件程序。在这一已知方案中，这一专有格式不是分隔成两个部分之前流的初始格式。
该公司还申请了3个其它专利：US 5,892,825返回到前一个专利的方案，但处于一个较窄的框架中，因为仍要求对流进行加密；US 6,035,329基于同样的原理，并涉及能够通过插入其上存储了读取所需的信息的一个智能卡，根据对权利的识别，读取CD-ROM或DVD-ROM盘的方法。该方法仍不足以解决我们的问题，因为它不能确保所修改的流具有与原始流相同的格式。最后，US 6,185,306，涉及一种用于把被加密的数据从一个Web网点传输到一个发出请求的计算机的方法。然而，该方法却能够使用户在一个给定的时刻拥有拷贝数据所需的工具。
从欧洲专利申请EP 1011269(Mindport)的现有技术中也可以获知一种用于处理一个信息信号的系统。这一文档的目的是防止对信息流，特别是对音频、视频以及图像的压缩拷贝的违法发行。传统的信息流保护系统通常基于对一个已经压缩和已格式化的流的拷贝进行加密和扰频(例如对已经压缩的DVD等的加密)。因此，这些传统保护系统的流的被解密的内容处于解压缩的形式，从而可以直接加以使用和发行。该发明开始于通过对流进行加密和扰频，然后对其进行压缩(而不是首先进行压缩，然后再进行扰频)。为了实现这一点，该发明包括对流的加密的分析，从而能够对未压缩的流进行扰频，同时仍保持对其的加密。对于该流而言，保持对其的加密能够达到同样的压缩功效。扰频由向信号添加噪音(伪随机白噪音型的噪音)组成。通过一个扰频密钥产生这一噪音。然后，经由一个公共密钥-私有密钥系统由一个单一的用户对这一密钥进行加密，所使用的私有密钥专用于该预期客户的解扰频系统。然后，把以这一方式加密的扰频密钥发送给这样的客户：该客户在与被保护的流相同的时刻时具有观看权。在客户端，对流进行解压缩，然后把一个解扰频信号添加于该流(基底)，这一解扰频信号是通过提供给客户的解扰频密钥获得的。在视频的情况下，该发明在对每一图像进行压缩之前，向它们施加一个DCT系数(通过VLC等)。仅对I图像进行扰频，因为否则MPEG流的其它图像将修改接下来的图像，然后将必须对所有图像进行扰频。在DVD的情况下，例如，在销售地点、销售点，给予客户一个包含相应于该客户的解扰频密钥的软盘(或其它媒体)。
从欧洲专利申请EP 0975165(Sony)的现有技术中还可以获知用于把对其存取受到控制的信号从一个发射器传输到一个接收器的一种设备和一种方法。该文档涉及对一个视频流的拷贝和观看权的管理。它通过含有视频和存取控制信息的两个流的两个独立的路径实现传输。在一第一实现中，对客户的设备中所接收的视频流解扰频，然后，通过一个基于公共和私有密钥的系统有选择地对其加密。如果用户拥有对该电影的所有权利，则当该用户需要时，他可以自由地拷贝和观看这一电影。如果他仅拥有一或有限次数的观看权，则将预先在盒式磁带或CD或其它媒体上的客户设备上所拷贝的流已被预先进行加密。当观察所述的这一流时，由一个包含在客户的设备中的解密器对其进行解密。如果用户不再拥有权利，则不对他已经拷贝的被加密的流或他正处于读取过程中时的被加密的流进行解密，因为存取控制模块不授权这一解密。通过一个处于客户的设备中的一个存取控制模块，管理和处理客户存取控制。把存取控制数据保存在把视频记录在其上的盒式磁带或CD/DVD上。而且，还可以对它们进行下载。在另一个实现中，使用了同样的方法，但存取控制模块不控制集成于客户的设备中的加密/解密器对，而控制对视频服务器所接收视频流的进行解扰频的解扰频器。
从专利申请PCT WO 00/60846(Diva Systems)的现有技术中还可获知一种经由一个分布式服务器系统的请求式视频分布方案。对数字视频的内容的保护是基于公共/私有密钥。这一专利的主要的创新之处在于，能够简化对MPEG-TS流的加密和解密。实际上，由于对MPEG-TS流的一个分析，明显减少了计算时间，这一分析使不对内容的某些部分进行加密成为可能。这一流分析主要包括：将包含对于校正视频的解码过程(在MPEG这一意义上)来说是至关重要的一个信息单元的TS信息包加以标记，以致于可在第二个加密阶段仅所标记的TS信息包的有效载荷不被加密。因此，不能获得用于解码的重要的信息，从而不能够显示这一流，同时仍保持了用于加密的合理的计算时间。于是，需要在流中传送那些能够使解密器知道是否要对一个信息包的有效载荷进行加密的信息。能够以各种方式实现这一点，例如，在同步比特之前添加一个信息，或通过对扰频控制比特或对自适应字段的一个信息进行修改。以这种方式生成的信息包不完全符合标准。
为发克服现有技术的这些不同的缺点，就其最宽泛的意义而言，本发明涉及一种发行视频序列的方法，其根据由一系列帧所构成的一个标称的流格式，每一个帧包括至少一个相应于一个完整的数字I图像的I块，每一个I图像被划分为多个通过相关系数互相依赖的块和宏块，其特征在于，在向客户的设备进行传输之前，执行对流的一个分析，以生成一个第一被修改的流，这一第一被修改的流呈现(present)一标称流格式，并提供了通过使用相同类型但为随机的系数替代某些相关系数而被修改的I图像；以及一个任何格式的第二流，这一第二流包括所替代的相关系数和能够重构所述被修改的图像的数字信息，然后分别地将所生成的两流从服务器传送到目的地设备，其中，在目的地设备上计算标称格式的一个流的为所述第一流和所述第二流的一个函数。
有利的做法是令所述合成产生了一个与原始流大体相同的流，即该过程没有损耗。
根据该方法的一个具体的变型，该标称流格式由MPEG标准(MPEG-1、MPEG-2等)定义。
有利的做法是令所述分析确定将加以修改的I图像和相关系数，以获得所述第一流。这些修改可以是：用另一个I图像的相关系数替代一个I图像的相关系数，反转同一I图像的两个相关系数，反转同一流的两个I图像的相关系数，用随机值替代一个I图像的相关系数。
有利的做法是通过一系列帧构造根据一个标称的流格式的视频序列，每一个帧包括至少一个相应于一个完整数字I图像的I块，以及至少一个相应于一个P图像和至少另一个I与/或P图像之间的差的P块。在这一情况中，所述分析可以确定将加以修改的P图像，或者还替代该I图像，以获得所述第一流。因此，对P图像所进行的修改与对I图像所进行的修改为相同的类型，即为对相关系数的修改。
在该方法的一个具体的实现中，通过一种物理上分布的材料载体，例如CD-ROM、DVD、硬盘或闪速存储器卡，实现所述第一流的传输。
在该方法的另一个实现中，经由一个宽带网络(有线、卫星、光纤、无线电波、DSL、DAB)，实现所述第一流的传输。
根据该方法的这一实现，经由一个有线网络、经由一个交换电话网络(模拟的或数字的)、经由一个使用GSM、GPRS或UMTS标准的移动电话网络、经由一个LRL网络(局部射频回路)、或经由一个DSL网络，实现所述第二流的传输。
根据该方法的一个具体的变型，经由一个与用于所述第一流的网络相同类型的宽带网络，即经由相同的网络，实现所述第二流的传输。
根据该方法的一个具体的变型，借助于一个闪速存储器卡或借助于一个智能卡，实现所述第二流的传输。
有利的做法是对两个流中的一个流或两个流的传输进行加密。
有利的做法是通过传统的水印压制技术对两个流中的一个流或两个流压制水印，水印压制，也叫做数字水印压制，是一种用于标记诸如图像、视频流或音频流的数字视频或音频内容的技术。这一技术包括以一种诸如把信息单元插入内容的方法对内容进行处理。当观看内容时，所插入的信息单元通常是不可视的，但通过对所述内容施加处理，可以发现它们。存在着两种类型的水印压制：
●脆弱水印：所插入的信息单元受内容的修改的影响，这种类型的水印用于检测内容是否被修改过；
●强壮水印：所插入的信息单元被保持，甚至是在内容被修改过的情况下，例如，这种类型的水印用于把作者的权力与作品相关联。
根据该方法的具体实现，生成的两个流可供一个单一的设备单元、一组设备单元、或所有设备单元使用。
根据实现的一个具体模式，重构且因此可视化是随设备单元和诸如付款、订阅记录的标题等门户(portal)之间的业务处理而定。
也可以通过对客户所请求的一个个人拷贝的咨询，授权重构。
总体上讲，重构随门户的授权而定，这一事实允许服务的任何操作员能够管理附连至视听作品的所有权力。
另外，本发明还涉及一种设备单元，这种设备单元用于创建实现该方法的一个视频流，包括至少一个含有原始视频序列的多媒体服务器，而且其特征在于，包括一个用于对源于所述服务器的视频流进行分析以生成两个流的设备。
有利的作法是令这一设备包含了一个存储器，用于记录一个个人拷贝标记，该个人拷贝标记针对每一序列指示每一用户的权利：可以对其观看无限次数的个人拷贝；可以对其观看有限次数的个人拷贝和对该次数的说明；以及所禁止的个人拷贝。
而且，本发明还涉及为实现该方法而用于使用一视频流的设备，该设备包括一个标准流解码器；至少一个记录接口(硬盘，闪速存储器)，用于存储所述第一流的内容；与/或一个盘读取器(CD、DVD等)；以及至少一个显示接口(标准屏幕、无线屏幕、视频投影仪)，其特征在于，它包括一种用于根据这两个流重构成原始流的装置。
根据实现的一个具体模式，所述装置是一个安装在该设备中的一个软件应用。
根据实现的另一个模式，所述装置是一个固定的电子设备。
根据实现的另一个模式，所述装置是一个便携式(可移动)电子设备，具有其所集成的屏幕。
根据其中把设备安装在一台计算机上的实现的一个模式，所述装置使用一种专门针对产品(卡)的资源，以防止把第二流的临时信息拷贝在一个永久性载体上。
有利的做法是令所述记录接口还存储与所述第一流相关的个人拷贝标记，以指示针对上述序列的用户的权力：可以对其观看无限次数的个人拷贝；可以对其观看有限次数的个人拷贝和对该次数的说明；以及所禁止的个人拷贝。
有利的做法是令该设备包括一个智能卡读取器，用于标识用户。
有利的做法是令该设备包括一个智能卡读取器，智能卡读取器包含软件应用。
有利的做法是令该设备包括一个智能卡读取器，智能卡读取器包含用于一给定内容的所述第二流的数据。
最后一点，本发明涉及一种用于传输一个视频流的系统，其特征在于，它包括一个用于产生一个视频流的产生设备单元、至少一个用于使用(exploitation)一个视频流的使用设备单元、以及在该产生设备单元和使用设备单元之间的至少一通信网络。
通过以下参考附图对实现的一个非限制性实例的描述，可以对本发明更好地加以理解，在这些附图中：
图1描述了用于实现根据本发明的方法的一个系统的体系结构。
图2代表了实现用于根据本发明分析和合成MPEG类型的流的系统的一个具体的模式；
图3代表了实现根据本发明的流合成系统的一个具体的模式。
本发明特别涉及一种标称格式的数据的流，但不排除MPEG类型(MPEG-1，MPEG-2)的流。所使用的视听流的格式必须具有下列特征：
·这一格式必须能够把数据划分成帧，每一个帧包括一个完整的数字I图像；
·每一个I图像划分成具有一给定大小的若干个宏块，所述宏块本身划分成具有一给定的尺寸的若干个块；
·每一个I图像包含I图像的不同块与/或宏块之间的关联的系数。
在以下的描述中，实例涉及一个MPEG-1流，然而，这并不构成对保护范围的一个限制。
以下描述了确保一个视频流的安全的一种方法的一般性原理。目的是，经由所有这些广播网络和用户的数字解码器盒中的局部记录，授权请求式视频和卡授权的视频服务。这一方案包括：基于广播和传输网络，把所记录的视听节目的一部分永久地保持在用户的住所之外，对于在电视机或监视器屏幕上可视化所述视听节目来说，这一部分是至关重要的，但与用户所记录的数字视听节目的总量相比，这一部分是一个非常小的数量。在对由用户预先记录的所述数字视听节目可视化时，将经由广播和传输网络传输该缺失的部分。
于是，将经由一个传统的广播网络传输音频流的最大部分，同时也将根据请求经由一个窄带电信网络，例如经由GSM、GPRS或UMTS类型的传统电话网络或蜂窝网络，或使用DSL或IRL类型网络的一小部分，或使用一个有线网络上的共享通带的一个子集，发送缺失的部分。
附图中的图1为根据本发明的一个分布式系统的原理图。
图2代表了实现根据本发明流分析和合成系统的一个具体的模式；
图3代表了实现根据本发明的流合成系统的一个具体的模式。
在图1中，视频接口(8)装置适合于把诸如监视器、视频投影仪或电视屏幕类型的设备(6)的至少一种显示设备连接于至少一个宽带传输广播网络(4)接口和至少一个电信网络(10)接口。根据本发明，这一装置包括：一个模块(8)，模块(8)主要包含对用于根据一个预先加载的解码和解扰频软件程序实时或延时地处理所有的MPEG类型的视频流，特别是对这些视频流进行解码和解扰频并存储、对其进行记录与/或在一个电信网络上对其加以传输的一合适的处理单元；以及一个屏幕接口(7)和一个用于与一个局部或扩展的区域网络(5)与/或(9)相连的接口。可以把宽带传输和广播网络(4)与电信网络(10)合并成一个单一的网络。
在延迟显示或传输网络的通带受到限制的情况下，可以把模块(8)的硬盘用作一个用于临时存储将加以显示的视频节目或序列的至少一部分的一个缓冲存储器。可以根据用户或门户(12)的请求，延迟或有差别地可视化。
如图1中所示，把连接接口(5)链接于一个宽带传输和广播网络(4)，例如一个调制解调器、一个卫星调制解调器、一个有线调制解调器、一个光纤线路或一个针对无线通信的射频或红外接口。
将通过传统的视频广播链路传输诸如电影的视听节目。然而，为了防止盗版拷贝的可能性，在从服务器(1)或门户(12)传输视听内容之前，在门户(12)中取消(holdback)了一小部分视听内容。
在实时地对一个视听节目进行可视化处理的情况下，还将经由电信网络(10)把保持在门户(12)中的视听内容的这一小部分发送到调制解调器(8)。
由于一个视频序列的相继的图像包含了大量相同的视频元素(如同电影一样，一个图像与前一个图像相象)，所以MPEG仅记录与原始图像不同的元素。因此，修改一个完整的参考图像，同时根据这一参考I图像，为相继的图像在门户(12)中保持所实现的修改的DC系数，实现这些修改并不是必须的，因为由于在参考I图像中所实现的干扰，它们将与视频流相脱离。因此，MPEG压缩开始的最初阶段就把图像划分成包括多个点或像素的不同的方阵，每一个方阵拥有多个点，即像素，每一个像素其自己的色度值。通过计算可获得用于每一其中以嵌入形式维持有每一个点的矩阵的一个平均值。这一过程产生了一个像素效应(pixellation)，并且在先前存在色彩细微差别的地方产生了统一的色彩表现，MPEG压缩的第二步，包括仅保持从一个图像到另一个图像变化了的元素。
为了获得MPEG-1或MPEG-2动画图像，这一原理包括及时捕获多个图像，同时根据这些图像计算中间图像。对完整的参考图像(叫做I图像＝帧内图像)的分析，能够对中间P图像(所预测的帧)进行预测。然后，把B图像(双向帧)插入在参考图像和所预测的图像之间。
把视频表示成一系列单个的图像，把其中的每一个图像处理为图像元素(像素)的一个双向矩阵。每一像素的颜色的表示包括3个分量：亮度分量Y和两个色度分量Cb和Cr。
使用多种技术对数字视频进行压缩：对色度信息进行二次取样以适应人类视觉系统(HVS)敏感度、量化、移动补偿(MC)以利用时间冗余、通过离散余弦变换(DCT)的频域中的变换以利用空间冗余、可变长度编码(VLC)以及图像内插。
由于人类视觉系统(HVS)对图像的亮度分量的分辨率最敏感，所以按全分辨率对像素值Y进行编码。人类视觉系统对色度信息不太敏感。二次取样系统地基于减少将通过其它技术加以压缩的信息的信息量的情况，消除象素的值。这一标准为亮度像素的每一2×2邻域保持了一组色度象素。
一个图像的基本编码单元为宏块。相继地从左向右和自顶向底对每一图像的宏块进行编码。每一个宏块由6个8×8个块组成：4个Y亮度块、一个Cb色度块、以及一个Cr色度块。应该加以注意的是，由于对色度信息进行二次取样以使编码适应于人类视觉系统的敏感度，4个亮度块覆盖了图像的与每一个色度块相同的区域。
对于一个给定的宏块，第一操作是选择编码模式，这一选择依赖于图像的类型、编码区域中移动补偿预测的功效、以及包含在块中的信号的特性。其次是，根据先前或未来参考图像，形成块的内容的一个移动补偿预测。从当前宏块的实际数据中减去这一预测，以形成一个误差信号。第三，把这一误差信号划分成6个8×8的块(每一个宏块中，4个亮度块和2个色度块)，并且向其中的每一个块施加一个离散余弦变换。量化所得到的8×8块的DCT系数。以Z字形方式扫描所得到的二维块，并将它们转换成量化的DCT的一个一维串。第四，宏块的附连信息(类型、向量等)以及量化系数的数据进行编码。为了达到最大功效，使用不同的数据元素定义一定数量的可变长度编码表。把一个范围长度编码施加于量化系数数据。
块的左上点(0，0)的DCT系数代表一个0水平和垂直频率：将其称为DC系数(连续的)。由于DC系数与8×8块的像素的平均值成比例，所以预测编码使一个补充压缩成为可能，因为邻域8×8块的平均值中的差倾向于相对小。其它系数代表一或多个非0水平与/或垂直空间频率，并将它们称为AC系数。为了对应于高空间频率的系数的量化水平，以有助于一个0系数的创建，选择一个量化间距，以致于人类视觉系统(HVS)具有察觉所涉及空间频率损耗的一个低可能性，除非该系数的值高于这一量化水平。连续高阶的0值的系数的预测字段的统计编码，明显对压缩增益有影响。为了把该系列开始处的非0系数分组在一起，以及为了对最后一个非0系数之后尽可能多的0系数进行编码，通过一个Z字形扫描给出它们的顺序，这集中了在该系列结束处的高空间频率。
可变长度编码(VLC)是一种静态的编码技术，它把代码字赋予将加以编码的值。把短代码字赋予高出现的频率值，并且把长代码字赋予低频率的频率值。平均而言，最频繁的短代码字为大多数，以致于被编码链短于原始数据。
本发明包括：使用一个I图像中的DC系数之间的相关性，以操纵所述I图像所属的序列的视频有效性的表现。
实际上，已知I图像是一个MPEG序列中信息的主要载体，所以影响这些I图像的所有重要的修改将必定会对序列的有效性产生影响。
因此，通过这一I图像中DC系数之间的相关性，在不进行复杂的操作的情况下，提供了获得I图像显著降级的可能性。由于这些系数相互间存在着很强的依赖性，所以在很大程度上，它们确定了接下来的相同特性的系数的值。因此，通过修改包含在其中的信息，深刻地修改了I图像，从而也深刻地修改了跟随这一I图像的整个MPEG序列。
一个I图像的每一个宏块包括6个块，每一个块开始以一个DC系数。4个块相应于宏块的亮度(Y)，2个块相应于宏块的色度(C)。写在代表一个DC系数的MPEG流的文件中的值是该系数的实际值与相应先前系数的实际值之间的差，对于Y块而言，可以把这一值放置在同一宏块或先前宏块中，而对于C块而言，该值总是处于先前宏块中。对于这些差中的一个差的修改，自动导致对所有相继块中的信息的修改。
对于使用这些块的DC系数的MPEG的视频降级来说，这一方法是最佳方法，但也可以将该方法施用于AC系数。因此，也可以设想以随机的方式修改这些AC系数中的某些AC系数，通过所述第二流传输那些已经被修改，而且是它们的实际值的系数，然后由这些信息单元重构原始流。通过使用DC系数，展开相继的流，但应该认识到，所有相继流也可适用于AC系数。
当一个传统的MPEG解码器读取二进制串时，它识别一个被编码图像的开始，然后识别图像的类型。为了避免与一个标准解码器盒(通常将其称为“机顶盒”，或STB)相混淆，在该说明书以下部分将把标准的MPEG解码器称为“读取器”(“播放器”或“观察器”)。可以以硬件或软件的形式实现这一读取器。MPEG读取器连续地对图像的每一宏块进行解码。当已处理完其所有宏块时，对图像进行重构。在为I图像的情况下，它针对相继的图像构造一个参考图像，并取代最旧的参考图像存储这一参考图像。于是，这些图像能够根据应用以数字的形式获得用于后处理，并可用于显示。
在为MPEG类型的视听节目的情况下，并非把源于服务器(1)或门户(12)的I图像的所有特性传输于模块(8)。具体地讲，根据本发明的特性表现为包含在I图像中的DC相关系数。
把这些I图像的某些DC系数保持在门户(12)中。相反，取代这些I图像的未传输的系数，根据本发明的设备插入与被去除的和被保持在门户(12)中的DC系数相同类型的伪DC系数以使模块(8)的标准MPEG读取器不受这些修改的干扰，它们没有察觉到且重构成为输出一个从针对人类的视觉角度来看将是不正确的，但从MPEG格式的角度来看是正确的一个向外发送的MPEG流。
盒子(8)的MPEG读取器为一种标准的MPEG读取器，没有对其进行任何方式的改变，也未因对I图像的改变而受到影响。
如图1中所示，直接或经由一个作为存取网络的局部网络把连接接口(9)链接于一个扩展的电信网络(10)，例如，由一个订户线路接口(模拟或数字电话网络、DSL、BLR、GSM、GPRS、UMTS等)构成该连接接口(9)。
因此，可以使用链路(5)，按传统方式、以多扩散模式(“广播”)、经由无线电波、有线、卫星、数字无线电波、DSL类型等的宽带传输网络(4)，从服务器(1)直接经由链路(3bis)，或经由门户(12)经由链路(2)和(3)把视听节目广播至解码器模块(8)。可以有选择地对以这一方式广播的视听节目进行加密，并根据本发明，MPEG流包含在某些I图像级上的修改，如以上所描述的。作为用户所选择的参数或广播服务器所传输的信息的一个函数(function)，把以这种方式所修改的和不完整的视听节目记录在盒子(8)的硬盘上。
当用户希望显示一个以这种方式记录在他的盒子(8)的硬盘上的视听节目时，他以常规的方式经由与他的盒子(8)相链接的一个远程控制器发布命令，然后盒子(8)自动地经由局部网络或直接存取类型的链路(9)连接于门户(12)，或经由电信网络(10)连接于门户(12)，其中，电信网络(10)本身经由链路(11)链接于门户(12)。在视听节目的整个显示期间，链路(9)和(11)保持连接，并允许盒子(8)接收恢复I图像的所修改的DC系数的次序的函数和参数。永远不把以这种方式所传输的I图像的所修改的DC系数记录在盒子(8)的硬驱动器上，因为盒子(8)的读取器根据其本地易失存储器中对所重构的I图像进行处理之后，经由链路(7)直接把它们显示在了显示器屏幕(6)上。一旦已经对它们处理完毕，并已经加以显示，则将从盒子(8)的本地易失存储器中擦除由门户(12)已传输的I图像的所修改的与/或缺失的DC系数。
根据实现的一个具体模式，可以通过任何现存的或未来的加密装置，有选择地对以这种方式广播的I图像的所修改的DC系数进行加密。对于I图像的所修改的DC系数的恢复的算法、函数以及参数来说，情况同样如此。
每当用户希望观看记录在盒子(8)的硬盘上的一个节目时，盒子(8)将自动地与门户(12)相连。同样，当用户暂停时，将中断源于门户(12)的I图像的所修改的DC系数的传输，直至显示的恢复，从而确保了在一个给定的时刻将不会在盒子(8)中发现一个视听节目的所有信息单元，因此防止了恶意的人对这些记录的盗版拷贝。
根据实现的一个具体模式，盒子(8)包括一个智能卡读取器，这一智能卡读取器可使门户(12)鉴别用户是否为盒子(8)的拥有者。
根据实现的一个具体模式，对于一个给定的MPEG内容，智能卡包含由门户(12)存储在存储器中的所述第二流。
如果对此进行了授权，则智能卡还允许用户对记录在其解码器盒(8)的硬盘上的视听节目进行个人拷贝。为了实现这一点，如果用户希望对一个视听节目进行个人拷贝，则他可以经由把盒子(8)连接于显示屏幕(6)的链路(7)，在一个VCR上以传统的方式这样做。
然而，如果用户希望把一个个人拷贝保存在他的盒子的硬盘上，则他将可以以这样的方式做到这一点：通知盒子(8)将记录“个人拷贝”信息，而且把解码器盒(8)的硬驱动器(85)上所记录的这一视听节目的一个具体范围(84)中的智能卡上该用户的坐标也告诉盒子(8)。凡当用户接下来还想观看他的个人拷贝时，盒子(8)将自动地连接于门户(12)，并通告盒子：用户希望实现对其个人拷贝的读取；作为响应，如果对于具有连接于该盒子(8)的这种智能卡的这一用户来说，读取个人拷贝是可能的，则解码器盒(8)将接收I图像的所修改的与/或缺失的DC系数，以及能够显示构成个人拷贝的视听节目的所有其它信息。
根据实现的另一个模式，如果用户希望把一个个人拷贝保存在其盒子的硬驱动器上，则他将可以以这样的方式做到这一点：通知服务器，将在门户(12)的个人拷贝存储器(124)中记录针对该节目的“个人拷贝”信息单元并且是对于该智能卡授权的用户。每当用户希望观看这一个人拷贝时，则盒子(8)将自动地与门户(12)相连，并且将通告这一门户：用户希望实现对其个人拷贝的读取；作为响应，如果对于具有这种智能卡的这一用户以及对于这一节目来说，读取个人拷贝是可能的，则解码器盒(8)将接收I图像的缺失的DC系数，以及能够显示构成个人拷贝的视听节目的所有其它信息。
根据实现的一个具体模式，所谓的个人拷贝能够使用户能够以无限制的方式或根据由授权这一个人拷贝的服务提供商预先确定次数，观看这一相同的视听节目。
本发明还涉及消费者用于存取数据的物理盒子(8)，这一物理盒子位于用户的住所处。它提供了一组管理将根据观众的选择加以提交的适当的信息的功能，以及管理与远程服务器的连接与通信的功能。
根据实现的一个具体模式，把相应于视频接口装置(8)的物理盒子被实现为一个具有集成的硬盘的固定的自主设备。
根据实现的一个具体模式，相应于视频接口装置(8)的物理盒子被实现为一个集成有硬盘与/或盘读取器(CD、DVD等)的便携式(可移动)自治设备。
根据实现的一个具体模式，自主的物理盒子(8)包括一个智能卡读取器。
根据另一个具体的实现，把视频接口装置(8)实现为一种将安装在一个PC型计算机中，并将链接于至少一个宽带传输和广播网络接口(4)以及链接于至少一个电信网络接口(10)的添加卡(add-on card)。该卡将使用用于记录第一流的PC的硬盘，但将拥有其自己的计算器以及其自己的易失存储器，以使不允许PC的恶意用户拥有存取诸如第二流的I图像的所修改的DC系数的互补信息单元的手段。
根据本发明，视频和多媒体服务器(1)与/或(12)包括用于对视频数据的编码、代码转换、以及扰频的装置，特别是用于在序列的开始处或为整个序列添加加密和安全信息单元的装置。
最后应该加以注意的是，本发明从视觉角度对MPEG流进行降级，直至不再允许对不具有对互补数据和特性的存取权的所传输和所显示场景的识别，但无任何损耗地完整地重构视频接口装置(8)中的MPEG流。
尽管本发明把主要注意力集中在视听数据方面，但应该认识到，本装置和本系统可以处理所有交互多媒体信息和所有交互数据，并最详细地描述了MPEG类型的视频数据。通过以下参考附图的图2的描述，将可对本发明更好地加以理解，以下的描述给出了本发明的物理基础，其中附图的图2把这一较新装置的较佳实现模式表示为特别适合于有线和卫星网络的一个非限制性示例。由门户(12)的分析设备(121)分析完整的MPEG流(101)，从而将把其分隔成一个MPEG类型的流，这一MPEG类型的流的I图像的缺失的DC系数已得以处理，并经由门户的输出端(122)将其发送至宽带传输广播网络(4)。
将把所修改的MPEG流的另一部分存储在门户(12)的缓冲存储器(123)的存储器中。对于这一方式的每一MPEG流广播，门户(12)将把门户(12)的分析器(121)在这一MPEG流中所实现的修改存储在一个缓冲存储器(123)中。应该加以澄清的是，对于相同的进入的MPEG流(101)，对于每一用户(8)与/或对于每一用户组(8)，流的处理可能不同。因此，针对每一用户，门户(12)的缓冲器(123)包括一个不同的存储器区域。
在所实现的这些例子中，针对一个第一用户，修改MPEG流的所有I图像；针对一个第二用户，修改MPEG流的某些I图像和某些P图像；在第三个例子中，装置(8)为便携式的(可移动的)。
现在，我们将详细描述该第一用户的不同步骤。
门户(12)选择必须传输于用户(8)，以在一个延迟的基础上于其电视屏幕(6)上加以观看的MPEG流(101)。把该用户链接于一个数字有线广播网络(4)和一个ADSL电信网络(10)。
于是，门户(12)的分析系统(121)将读取进入的MPEG流(101)，而且每当其检测一个I图像时，它将该I图像划分成宏块(因而划分成片段)，然后划分成块。这一分析允许其识别代码中的DC系数，并由随机值替代它们中的某些，以从人类视觉角度使图像(且因此序列)不可读取。将把DC系数的实际值存储在输出缓冲器(123)中，从而以后将能够通过采用相反模式对盒子(8)中的原始序列进行重构。在所实现的这一例子中，每两个宏块中有一个包括一个被修改的(DC系数)块，同时考虑(respect)一个宏块的6个块的修改频率的等同性。
然后，分析系统(121)把所修改的I图像的所替代的系数的值写入缓冲器(123)中。分析系统(121)继续其分析，直至进入的MPEG流结束。
接下来，把新的所修改的MPEG流记录在输出缓冲器(122)中，以经由链路(3)将其在广播网络(4)上加以广播。把进入的MPEG流(101)的所修改的I图像的所替代的DC系数存储在门户(12)的缓冲器(123)的存储器中。
在这一期间，并且按一种完全非同步化的方式，经由宽带网络(4)向一或多个用户(8)广播源于门户(12)的输出缓冲器(122)的流出的所修改的MPEG流。
然后，每一个希望记录以这一方式所修改的MPEG流的被授权的解码器盒子(8)，可以读取这一MPEG流，并将这一MPEG流记录在其硬盘(85)上。在门户(12)的控制下，把这一记录的主动权留给解码器(18)。为了执行这一操作，分析系统(121)在MPEG流的开始处已写了一个指出该所修改的MPEG流的地址的补充数据的信息单元。于是，地址可以为一个具体的和单一的地址(8)、一组地址(8)、或链接于网络(4)的解码器(8)的全体。
以上所描述的阶段相应于门户(12)MPEG流准备的第一阶段，即其经由宽带网络(4)的传输和其在解码器(8)中的记录。然后，解码器可以显示这一记录在其硬盘(85)上的MPEG流。为了执行这一操作，解码器(8)的合成系统(87)将从其硬盘(85)中读取MPEG文件，并将MPEG文件发送到一个传统的MPEG读取器(81)。如果合成系统(87)没有接收到互补数据，则处理到达读取器(81)的MPEG流，并照原样加以显示，这导致可视化屏幕(6)上的显示的巨大扭曲。实际上，合成系统(87)所处理的所修改的I图像不对应于一个正确的可视化所要求的I图像，因为用随机系数取代了某些DC相关系数。相比之下，由于所记录的流肯定是一个MPEG类型的流，所以读取器(8)不区分这些信息，并且把这些信息显示在输出屏幕(6)上，输出屏幕(6)上给出了一个MPEG视频流的外观，但对于观看屏幕(6)的人来说，MPEG视频流是完全不连贯的。当任何MPEG读取器对源于盒子(8)的硬盘(85)的MPEG流的任何拷贝进行重构时，该拷贝将产生同样的视觉效果。因此，恶意对这一拷贝的所有使用注定会失败。
当解码器(8)的用户希望在其屏幕上正确地显示记录在其硬盘(85)上的视听节目时，他像其使用在其电视屏幕上提交了一个菜单的VCR机或DVD机一样，使用其遥控器，向合成系统(87)发送一个请求。然后，合成系统(87)向硬盘(85)发布一个请求，并经由读取缓冲器(83)开始分析源于硬盘(85)的所修改的MPEG流。接下来，合成系统(87)经由电信网络(10)建立一条与门户(12)的链路，在我们的这个例子中，这一链路为一个DSL连接。一旦建立了该链路，则在电影或视听节目的整个可视化期间，合成系统(87)从服务器(12)的缓冲存储器(123)中抽出相应于记录在硬盘(85)上的流的所修改的I图像的数据和替换的相关系数。经由输入缓冲器存储器(86)从合成系统(87)中抽出这些相关数据和这些位置数据，并把它们临时存储在合成系统(87)的易失存储器(88)中。根据经由缓冲器(83)所抽出的所修改的MPEG流，并根据经由存储器(88)中的缓冲器(86)所抽出的相关系数和关联数据，合成系统按与以上所描述的分析过程相反的方式，重构通过实际I图像所修改的I图像，并将因此而重构的新的MPEG流发送于读取器(81)，以将其正确地显示在屏幕(6)上。当使用它们时，把将加以替代的相关系数和与这些I图像关联的数据从易失存储器(88)中擦除。
在所实现的这一例子中，在门户(12)授权从其缓冲器(123)中传输I图像和关联的数据之前，门户(12)已验明：事实上，已授权盒子(8)的用户接收它们。为了实现这一步骤，门户(12)读取包含在盒子(8)的智能卡(82)上的信息，并验明：事实上，已授权用户观看他的视听节目。在进行这验证之前，不经由网络(10)把相关系数和关联的数据从缓冲器(123)发送至相应于该用户的盒子(8)。
在所实现的这一例子中，用户还对它的视听节目进行了个人拷贝。因此，作为与这一视听节目相关的数据，合成系统(87)在硬盘(85)的一个部分(84)上记录了互补数据以及智能卡(82)的号码和信息单元“个人拷贝”。当下一次私自读取这一视听节目时，合成系统(87)将分析这些相关的数据，然后，通知门户(12)：解码器(8)的用户正在进行对个人拷贝的读取。如果门户(12)向该用户(8)授权了这一功能，则门户(12)将把相关系数和关联的数据发送于缓冲器(86)，如以上所描述的。在相反的情况下，将不发送相关系数和关联的数据，而且解码器(8)的用户将不能够观看所重构的MPEG流。
现在，我们将详细描述针对第二用户(8)的不同的步骤。
在这一第二情况中，广播网络(4)是一个卫星网络，电信网络(10)是一个GSM类型的窄带蜂窝电话系统。
按与以上所描述的相同的方式，解码器(8)的用户将从门户(12)接收MPEG流和互补数据。
相比之下，在所实现的这一例子中，取代对每一I图像的修改，分析系统(121)仅从n个I图像中取出一个I图像，其中，n是包含在1和12之间的一个随机数；并考虑P图像。于是，在从输出缓冲器(122)传输MPEG流之前，分析系统(121)将读取进入的MPEG流(101)，并且在抽取随机数n之后，合成系统修改MPEG流的第n个I图像的相关系数。在以这一方式修改每一I图像之后，分析系统(121)将进行对随机数n的一个新的抽取。把以这一方法所使用的每一随机数记录在门户(12)的缓冲器(123)中。对于P图像，在一个针对其不对I图像进行修改的帧中，分析系统(121)考虑m个P图像中的一个P图像，其中m是包含在1和5之间的一个随机数。
门户(12)的分析系统(121)读取进入的MPEG流(101)，每当其检测第n个I图像或第m个P图像时，它把该I图像或P图像划分成宏块(因而划分成片段)，然后划分成块。这一分析能够使其识别代码中的DC系数，并用随机值替代它们中的某些，以使图像(且因此序列)从人类视觉角度不可读。将把DC系数的真值存储在输出缓冲器(123)中，从而将允许通过接下来的相反的模式重构盒子(8)中的原始序列。
而且，在这一第二所实现的例子中，将不修改每第n个图像的所有DC系数。两个宏块中仅一个宏块包含一个所修改的(DC系数)块，同时考虑一个宏块的6个块的修改频率的等同性。另外，由以随机方式所计算的一个DC系数替代每一DC系数，但把其值与将以某种方式所替代的DC系数的值加以比较，以验证其偏差。如果这一偏差太小，则计算另一个随机数，以增大将加以替代的系数和替换系数之间的偏差。
对于P图像，情况同样如此。
对于MPEG流的重构，解码器(8)读取缓冲器(86)和(87)，并根据所定义的语法，对二进制串的数据元素进行解码。
当解码器读取二进制串时，它识别一个被编码图像的开始，然后识别图像的类型。它相继地对每一图像宏块进行解码。根据存储在解码器中的先前的和未来参考图像，使用宏块类型和移动向量来构成对当前宏块的一个预测。对系数的数据进行解码和去量化。由一个反DCT传输每一个8×8的系数数据块。把结果添加到具有确定动态的预测信号中。在向读取器(81)发送MPEG之前，合成系统(87)使用源于缓冲器(86)的流的DC系数取代被替代过的I和P图像的DC系数。
当解码器(8)的合成系统(87)重构MPEG流时，从门户(12)的输出缓冲器(123)读取这些随机数和被替代的相关系数，以及从盒子(8)的硬盘(85)读取如此修改的MPEG，从而使合成系统(87)能够重构I和P图像，并且能够把它们全部发送到读取器(81)。
当已处理了所有这些宏块时，读取器(81)重构图像。无论是I图像还是在P图像的情况下，都为相继的图像构造一个参考图像，并将其存储在旧参考图像的地方。在显示图像之前，可能必须要对它们进行重新排序，以使编码次序恢复到自然显示次序。在进行了重新排序之后，图像能够以数字形式得到用于后处理，并可根据应用加以显示。
在针对该用户所实现的这一例子中，可以发现，第二流所需的通带不足传输高质量MPEG流所需通带的千分之一，即与针对第一MPEG流的每秒3百万比特相比，针对第二流的仅为每秒3千比特。
现在，我们将详细描述图3中所表示的第三实现表示的不同步骤。
在这一实现中，按与第二实现的MPEG流相同的方式，由分析系统(12)处理MPEG流。但从分析系统(12)的输出缓冲器读取第一所修改的MPEG流，并将其记录在CD类型的物理载体(20)上。
把第二流存储在缓冲器(123)的存储器中，而且还将其附加地记录在由智能卡或闪速存储器所构成的一种信用卡格式的物理载体(10bis)上。该卡(10bis)将由设备(8)的卡读取器(82)读取设备(8)为一种自主的便携式和可移动的系统。在这一实现中，设备(8)包括合成系统(87)、标准MPEG读取器(81)、两个缓冲存储器(86)和(83)、以及盘读取器(85)。
而且，设备(8)还包括一个扁平屏幕类型的集成的屏幕(6bis)，允许用户直接在其自主设备(8)上观看他的视听节目。
为了观看MPEG类型的视听节目，设备(8)的用户，把一个与分析系统(12)所记录的类型相同的类型(20)的盘(20bis)引入他的盘读取器(85)。于是，这一盘(20bis)包含一个第一流类型的MPEG流，即具有某些被替代I与/或P图像的DC系数的MPEG流。
从而，设备(8)的用户可以在集成于其设备中的屏幕(6bis)上可视化这一MPEG流。然而，由于对DC系数的替代，从视觉角度来看，这一MPEG流将是无效的。为了使这一流在视觉上有效，用户把一个包含具有DC系数的第二流的存储器卡(10bis)引入智能卡读取器(82)。然后，合成系统根据源于盘(20bis)的第一流和源自连接于该读取器的卡(10bis)的第二流，重构正确的MPEG流。
在一个具体的装置中，智能卡(10bis)还包括将由合成系统(87)加以执行的应用和算法。
在另一个具体的装置中，智能卡(10bis)包括用于重构多个MPEG流的多个第二流的数据和DC系数。
在一个具体的装置中，设备(8)包括一个与GSM网络(10)相链接的蜂窝链路。