專利名稱：安裝解密密鑰的裝置和方法
背景技術(shù)：
發(fā)明領(lǐng)域本發(fā)明涉及一種安裝解密密鑰的方法和裝置。本發(fā)明在新興的數(shù)字電影領(lǐng)域特別有用。
相關(guān)技術(shù)的描述在傳統(tǒng)的電影工業(yè)中，劇院操作方從電影制片廠接收一卷卷的電影膠片或通過(guò)發(fā)行人以最終在劇院的影廳播放。一卷卷的電影包括電影(未經(jīng)刪節(jié)的電影)以及多個(gè)預(yù)覽和其它廣告內(nèi)容，這被稱為預(yù)告片。該基于一百多年前的技術(shù)的方法已經(jīng)很完善了。
最近在電影工業(yè)內(nèi)興起了一場(chǎng)演變，隨著工業(yè)從電影膠片進(jìn)入到數(shù)字圖像和音頻節(jié)目。這涉及到許多先進(jìn)的科技，且這些科技一起被稱為數(shù)字電影。計(jì)劃是數(shù)字電影會(huì)提供一種系統(tǒng)，用于使用數(shù)字技術(shù)將未經(jīng)刪節(jié)電影、預(yù)告片、廣告和其它包括“電影質(zhì)量”的圖像和聲音的音頻/視頻節(jié)目發(fā)送到全世界各處的劇院。數(shù)字電影使得電影工業(yè)平滑地從一世紀(jì)之久的35mm電影介質(zhì)過(guò)渡到今天的數(shù)字/無(wú)線通信時(shí)代。該先進(jìn)的技術(shù)會(huì)使得電影工業(yè)的所有部門(mén)都受益。
為了使數(shù)字電影能使用物理介質(zhì)發(fā)行(諸如DVD-ROM)或電子傳輸方法(諸如通過(guò)衛(wèi)星多點(diǎn)通信方法)發(fā)送經(jīng)數(shù)字化的、壓縮的、加密的電影到劇院。授權(quán)的劇院能自動(dòng)接收數(shù)字化的電影并將仍處于加密和壓縮狀態(tài)下的電影存儲(chǔ)在硬盤(pán)存儲(chǔ)上。在每次播放時(shí)，數(shù)字化的信息能通過(guò)本地局域網(wǎng)而從硬盤(pán)存儲(chǔ)上獲取，然后經(jīng)解密、解壓縮并使用具有高質(zhì)量數(shù)字音質(zhì)的電影質(zhì)量電子投影機(jī)播放。
數(shù)字電影院包括許多先進(jìn)技術(shù)，有數(shù)字壓縮、電子安全方法、網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)和管理、傳輸技術(shù)和高性價(jià)比的硬件、軟件和集成電路設(shè)計(jì)。具有高性價(jià)比、可靠和安全的系統(tǒng)正在被分析和開(kāi)發(fā)。這些科技包括新形式的圖像壓縮，這是因?yàn)榇蠖鄶?shù)標(biāo)準(zhǔn)壓縮技術(shù)，諸如MPEG-2，對(duì)于電視質(zhì)量是最優(yōu)化的。因此，與該科技相關(guān)的人造物品和其它失真會(huì)在圖像投影到大屏幕上時(shí)顯現(xiàn)出來(lái)。無(wú)論使用何種圖像壓縮方法，它會(huì)影響投影的圖像的最終質(zhì)量。因此設(shè)計(jì)了特別的壓縮系統(tǒng)用于數(shù)字電影應(yīng)用以提供“電影質(zhì)量”圖像，其比特率平均低于40Mbps。使用該科技，兩個(gè)小時(shí)的電影只需要40GB的存儲(chǔ)，使得能夠適合在諸如數(shù)字化視頻光盤(pán)(DVD)上攜帶或通過(guò)無(wú)線鏈路傳輸或廣播。
這對(duì)電影發(fā)行而言是有明顯優(yōu)勢(shì)的，它帶來(lái)的問(wèn)題是這樣的傳輸和傳送是不安全的。因此開(kāi)發(fā)了加密和條件訪問(wèn)方法以防止電影的盜版。加密能提供防止未經(jīng)授權(quán)的訪問(wèn)的很好的保護(hù)，但僅僅是在該加密的密鑰維持保密的期間。如果密鑰是可以獲得的，那加密就沒(méi)有任何意義了，則是因此這樣很容易就能對(duì)電影數(shù)據(jù)解密并偷得電影。
發(fā)明概述本發(fā)明的目的是提供加密密鑰本身更高的安全性，為了減少密鑰以及電影被偷的可能性。
根據(jù)本發(fā)明的一方面，提供了一種解密系統(tǒng)包括解密單元，使用可用的解密密鑰對(duì)加密的節(jié)目信號(hào)解密；接收器，用于接收包括定義可用解密密鑰的加密數(shù)據(jù)的信號(hào)；處理器；以及一個(gè)接口，它提供將加密數(shù)據(jù)從接收機(jī)傳送到處理器的第一路徑以及分離的并獨(dú)立于第一路徑的第二路徑，用于將數(shù)據(jù)從處理器傳送到解密單元，且其中處理器配置成使用節(jié)目密鑰對(duì)加密數(shù)據(jù)解密以從加密的數(shù)據(jù)中提取可用的解密密鑰，并通過(guò)接口的第二路徑將可用的解密密鑰輸出到解密單元。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了一種用于對(duì)加密的節(jié)目信號(hào)解密的裝置，該裝置包括接收裝置，用于接收包含定義可用解密密鑰的數(shù)據(jù)的加密密鑰信號(hào)；用于通過(guò)第一接口傳送加密的密鑰信號(hào)的裝置；第一裝置，連到第一接口，用于使用解密算法內(nèi)的節(jié)目密鑰對(duì)加密的密鑰信號(hào)解密以確定可用的解密密鑰；用于通過(guò)與第一接口不同且操作上分離的第二接口傳送可用解密密鑰的裝置；以及第二裝置，連接到第二接口，用于使用可用的解密密鑰對(duì)加密的節(jié)目信號(hào)解密，其中解密算法與節(jié)目解密密鑰一起通過(guò)接收裝置提供，并從此下載到第一裝置用于解密。
根據(jù)本發(fā)明的又一個(gè)方面，提供了一種裝置，開(kāi)始時(shí)，控制處理器接收到的解密算法通過(guò)第一接口路徑送到解密處理器，在此，它與從此提取的節(jié)目解密密鑰一起被安裝，接著由控制處理器接收到的加密的可用解密密鑰通過(guò)第一接口路徑發(fā)送到解密處理器，在該解密處理器處，使用節(jié)目解密密鑰對(duì)它們進(jìn)行解密以獲得可用的解密密鑰，然后將其通過(guò)第二接口路徑發(fā)送到用于對(duì)輸入其中的加密節(jié)目信號(hào)解密的解密器。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了一種安裝解密密鑰的方法，開(kāi)始時(shí)，由控制處理器接收到的解密算法通過(guò)第一接口路徑發(fā)送到解密處理器，在此，它與從此提取的節(jié)目解密密鑰一起被安裝，接著，由控制處理器接收到的加密的可用解密密鑰通過(guò)第一接口路徑發(fā)送到解密處理器，在該解密處理器處，使用節(jié)目解密密鑰對(duì)它們進(jìn)行解密以獲得可用的解密密鑰，然后將其通過(guò)第二接口路徑發(fā)送到用于對(duì)輸入其中的加密節(jié)目信號(hào)解密的解密器。
本發(fā)明還提供一種安裝解密密鑰的方法，該方法包括接收包括定義可用解密密鑰的加密數(shù)據(jù)的信號(hào)；在第一路徑上將加密數(shù)據(jù)發(fā)送到處理器；在處理器處使用節(jié)目密鑰對(duì)加密數(shù)據(jù)解密以從加密數(shù)據(jù)中提取可用的解密密鑰；輸出可用解密密鑰用于在分離的并獨(dú)立于第一路徑的第二路徑上傳送到解密單元；并在解密單元內(nèi)使用可用的解密密鑰對(duì)加密節(jié)目信號(hào)解密。
本發(fā)明還提供一種對(duì)加密的節(jié)目信號(hào)解密的方法，該方法包括接收包括定義可用解密密鑰的加密數(shù)據(jù)的信號(hào)；通過(guò)第一接口發(fā)送加密的密鑰信號(hào)；使用解密算法內(nèi)的節(jié)目密鑰對(duì)加密的密鑰信號(hào)解密以確定可用的解密密鑰；通過(guò)不同于并與第一接口分離操作的第二接口發(fā)送可用的解密密鑰；以及使用可用的解鑰密鑰對(duì)加密的節(jié)目信號(hào)解密，且其中解密算法與節(jié)目解密密鑰一起通過(guò)接收裝置被提供并從此下載到第一裝置以解密。
附圖簡(jiǎn)述本發(fā)明的以上和其它特征將在所附的權(quán)利要求書(shū)內(nèi)提出，而其優(yōu)勢(shì)將在考慮下述參考附圖的對(duì)本發(fā)明的示例實(shí)施例的詳細(xì)描述中變得清楚，其中

圖1說(shuō)明數(shù)字電影系統(tǒng)的框圖；圖2說(shuō)明圖1的系統(tǒng)內(nèi)使用的壓縮器/加密器電路的框圖；圖3說(shuō)明圖1的系統(tǒng)內(nèi)使用的放映廳模型；圖4說(shuō)明更詳細(xì)示出圖3的放映廳模型的部分的框圖；以及圖5是示出劇院管理器以及其圖1的系統(tǒng)中使用的相關(guān)接口的框圖。
較佳實(shí)施例詳述以下描述用于提供本發(fā)明實(shí)現(xiàn)的數(shù)字電影系統(tǒng)的綜述以及較佳實(shí)施例。類似在此示出的本系統(tǒng)的系統(tǒng)在轉(zhuǎn)讓給本發(fā)明受讓人的其它申請(qǐng)中經(jīng)擴(kuò)展描述，包括USSN 09/564174，題為“Apparatus And Method For Encoding And StorageOf Digital Image And Audio Signals”，以及USSN 09/563880，題為“ApparatusAnd Method For Decoding Digital Image And Audio Signals”，兩者均提交于2000年5月3日，其原理在此引入作為參考。
實(shí)施本發(fā)明的數(shù)字電影系統(tǒng)在附圖的圖1中說(shuō)明。數(shù)字電影系統(tǒng)100包括兩個(gè)主系統(tǒng)至少一個(gè)中央設(shè)備即集線器102以及至少一個(gè)上映即劇院子系統(tǒng)104。集線器102和劇院子系統(tǒng)104與所附的美國(guó)專利申請(qǐng)序列號(hào)09/075152提出的設(shè)計(jì)類似，該申請(qǐng)?zhí)峤挥?998年5月8日，轉(zhuǎn)讓給本發(fā)明的同一受讓人，其原理在此引入作為參考。
圖像和音頻信息經(jīng)壓縮并存儲(chǔ)在存儲(chǔ)介質(zhì)上，從集線器102分發(fā)到劇院子系統(tǒng)104處。一般，一個(gè)劇院子系統(tǒng)104用于接收?qǐng)D像或音頻信息的每個(gè)劇院或上映網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的上映地點(diǎn)，且還包括一些中央設(shè)備以及用于每個(gè)上映廳的設(shè)備。
在中央集線器102內(nèi)，源發(fā)生器108接收電影內(nèi)容并生成電影的數(shù)字版本。該數(shù)字信息經(jīng)壓縮器/加密器(CE)112壓縮和加密，并由集線器存儲(chǔ)設(shè)備116存儲(chǔ)在存儲(chǔ)介質(zhì)上。網(wǎng)絡(luò)管理器120監(jiān)控并將控制信息發(fā)送到源發(fā)生器108、CE 112以及集線器存儲(chǔ)設(shè)備116。條件訪問(wèn)管理器124提供特定的電子密鑰信息，使得只有特定的劇院被授權(quán)播放一定的節(jié)目。
在劇院子系統(tǒng)104內(nèi)，劇院管理器128控制放映廳模塊132。根據(jù)從放映廳模塊132接收到的控制信息，劇院存儲(chǔ)設(shè)備136將存儲(chǔ)在存儲(chǔ)介質(zhì)上的壓縮信息發(fā)送到播放模塊140。播放模塊140接收來(lái)自劇院存儲(chǔ)設(shè)備136的壓縮的信息，并將壓縮的信息準(zhǔn)備為預(yù)定的序列、大小和數(shù)據(jù)率。播放模塊140將壓縮的信息輸出到解碼器144。解碼器144從播放模塊140輸入壓縮后的信息并實(shí)現(xiàn)解密、解壓縮以及格式化，并將信息輸出到投影機(jī)148和音響模塊152。投影機(jī)148在投影機(jī)上播放信息，音響模塊152在音響系統(tǒng)上播放音響信息，兩者均在放映廳模塊132的控制之下。
操作中，源發(fā)生器108將數(shù)字化的電子圖像和/或節(jié)目給系統(tǒng)。一般，源發(fā)生器108接收電影內(nèi)容，并生成包含數(shù)字化信息或數(shù)據(jù)的磁帶。電影經(jīng)很高的分辨率的數(shù)字化掃描以創(chuàng)建電影或其它節(jié)目的數(shù)字化版本。一般，稱為“電視電影”的處理生成圖像信息，而已知的數(shù)字音頻轉(zhuǎn)換處理生成節(jié)目的音頻部分。經(jīng)處理的圖像不需要由電影提供，可以是單個(gè)圖片或靜止的幀類型圖像或一系列幀或圖片，包括這些示出為不同長(zhǎng)度的運(yùn)動(dòng)圖像。這些圖像可以作為系列示出或經(jīng)設(shè)定以創(chuàng)建所稱的圖像節(jié)目。另外，可以提供其它內(nèi)容，諸如對(duì)視覺(jué)受損聽(tīng)眾的視覺(jué)提示磁道，對(duì)外語(yǔ)觀眾和/或聽(tīng)力受損觀眾提供字幕，或提供多媒體時(shí)間提示磁道。類似地，單個(gè)或一組聲音或錄音用于形成期望的音頻節(jié)目。
或者，更高分辨率的數(shù)字?jǐn)z像機(jī)或其它已知的數(shù)字圖像發(fā)生設(shè)備或方法可能提供數(shù)字化的圖像信息。使用直接生成數(shù)字化圖像的信息的數(shù)字?jǐn)z像機(jī)對(duì)于現(xiàn)場(chǎng)或捕捉即時(shí)和同步的發(fā)送是非常有用的。計(jì)算機(jī)工作站或類似設(shè)備還可以用于直接生成要發(fā)行的圖形圖像。
數(shù)字圖像信息或節(jié)目發(fā)送到壓縮器/加密器112，它將數(shù)字信號(hào)用預(yù)定的已知模式或處理進(jìn)行壓縮，減少重新生成非常高質(zhì)量的原始圖像需要的數(shù)字信息的量。最好使用ABSDCT技術(shù)以壓縮圖像源。合適的ABSDCT壓縮技術(shù)在美國(guó)專利號(hào)5021891、5107345以及5452104內(nèi)有揭示，其原理在此引入作為參考。音頻信息可能使用標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)經(jīng)數(shù)字壓縮且可能與壓縮的圖像信息時(shí)間同步。壓縮的圖像和音頻信息然后使用一個(gè)或多個(gè)安全電子方法經(jīng)加密和/或擾碼。
網(wǎng)絡(luò)管理器120監(jiān)控壓縮器/加密器112的狀態(tài)，并將壓縮后的信息從壓縮器/加密器112發(fā)送到集線器存儲(chǔ)設(shè)備116。集線器存儲(chǔ)設(shè)備116包括一個(gè)或多個(gè)存儲(chǔ)介質(zhì)(如圖8示出)。存儲(chǔ)介質(zhì)可能是任何高容量的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)設(shè)備，包括但不限于一個(gè)或多個(gè)數(shù)字視頻光盤(pán)(DVD)或可拆卸硬驅(qū)動(dòng)器(RHD)。在將壓縮的信息存儲(chǔ)到存儲(chǔ)介質(zhì)上時(shí)，存儲(chǔ)介質(zhì)物理地被發(fā)送到劇院子系統(tǒng)104，尤其是到劇院存儲(chǔ)設(shè)備136。
或者，壓縮的圖像和音頻信息可能每個(gè)都存儲(chǔ)在非連續(xù)或以分開(kāi)相互獨(dú)立的方式存儲(chǔ)。即提供一裝置用于壓縮和存儲(chǔ)與圖像信息或節(jié)目相關(guān)的音頻節(jié)目但在時(shí)間上是分開(kāi)的。不需要同時(shí)處理音頻圖像。預(yù)定的標(biāo)識(shí)符或標(biāo)識(shí)機(jī)制或方案用于將對(duì)應(yīng)的音頻和圖像節(jié)目適合地相關(guān)。這使得在期望的放映時(shí)間將一個(gè)或多個(gè)預(yù)定的音頻節(jié)目與至少一個(gè)預(yù)定的圖像節(jié)目鏈接。即在開(kāi)始沒(méi)有與壓縮的圖像信息時(shí)間同步，但壓縮的音頻在節(jié)目上映時(shí)鏈接并同步。
另外，音頻節(jié)目與圖像節(jié)目分開(kāi)使得能使得音頻節(jié)目的多種語(yǔ)言與圖像節(jié)目同步，而不需要為每種語(yǔ)言重新創(chuàng)建圖像節(jié)目。而且，維持獨(dú)立的音頻節(jié)目使得能支持多個(gè)揚(yáng)聲器配置，而不需要將多個(gè)音頻聲道與圖像節(jié)目交織。
除了圖像節(jié)目和音頻節(jié)目外，還可能將分開(kāi)的廣告節(jié)目加入系統(tǒng)。一般，廣告內(nèi)容的更換頻率遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于電影節(jié)目。使用分開(kāi)的廣告節(jié)目使得能更新廣告內(nèi)容而不需要新的電影圖像節(jié)目。廣告節(jié)目包括信息諸如劇院示出的廣告(片段、音頻、電影等)以及預(yù)告片。得益于諸如DVD和RHD的存儲(chǔ)介質(zhì)的高存儲(chǔ)容量，可能存儲(chǔ)上千的廣告片段。高存儲(chǔ)容量使得能實(shí)現(xiàn)節(jié)目適應(yīng)觀眾，即特定片段、廣告或預(yù)告片可以在特定的劇院向特定觀眾播放。
雖然圖1說(shuō)明了存儲(chǔ)設(shè)備內(nèi)的壓縮的信息以及用于傳送至劇院子系統(tǒng)104的物理傳送存儲(chǔ)介質(zhì)，要理解的是壓縮的信息或其一部分可能使用任何數(shù)量的無(wú)線或有線傳輸方法發(fā)送到劇院存儲(chǔ)設(shè)備136。傳輸方法包括衛(wèi)星傳輸、已知的多分支結(jié)構(gòu)、因特網(wǎng)接入節(jié)點(diǎn)、專用電話線或點(diǎn)到點(diǎn)光纖網(wǎng)絡(luò)。
在附2中說(shuō)明了壓縮器/加密器112的框圖。類似源發(fā)生器108，壓縮器/加密器可能是中央集線器102的一部分或位于分開(kāi)的設(shè)備內(nèi)。例如，壓縮器/加密器112可能與源發(fā)生器108位于電影或電視制作室內(nèi)。另外，圖像或音頻信息或數(shù)據(jù)的處理可以作為變速率過(guò)程實(shí)現(xiàn)。
壓縮器/加密器112接收源發(fā)生器108提供的數(shù)字。數(shù)字圖像和音頻信息可能在進(jìn)一步處理前存儲(chǔ)在幀緩沖器內(nèi)(未示出)。數(shù)字圖像信號(hào)發(fā)送到圖像壓縮器184。在較佳實(shí)施例中，圖像壓縮器184使用在前述的每個(gè)專列號(hào)5021891、5107345以及5452104內(nèi)描述的ABSDCT技術(shù)處理數(shù)字圖像信號(hào)。
在ABSDCT技術(shù)內(nèi)，色彩輸入信號(hào)一般是YIQ格式，Y-是亮度，或光亮度分量，I和Q是色度，或色彩分量。還可能使用其它格式諸如YUV或RGB。由于眼睛對(duì)色彩的低空間靈敏度，ABSDCT技術(shù)對(duì)色度分量(I和Q)在水平和垂直方向上用為二的因子進(jìn)行子采樣。相應(yīng)地，使用四個(gè)亮度分量和兩個(gè)色度分量用于表示圖像輸入的每個(gè)空間分段。
每個(gè)亮度和色度分量被發(fā)送到塊交錯(cuò)器。一般，塊交錯(cuò)器采用16×16模塊，它將圖像采樣在16×16模塊內(nèi)安排以生成數(shù)據(jù)的模塊和復(fù)合子模塊用于離散余弦變換(DCT)分析。DCT操作是一種將時(shí)間采樣信號(hào)轉(zhuǎn)換成同樣信號(hào)的頻域表示的方法。通過(guò)轉(zhuǎn)換成頻域表示，DCT技術(shù)被示出能實(shí)現(xiàn)高度壓縮，因?yàn)榱炕髂鼙辉O(shè)計(jì)成利用圖像的頻域分布特性。最好一個(gè)16×16的DCT應(yīng)用到第一排序，四個(gè)8×8的DCT應(yīng)用到第二排序，16個(gè)4×4的DCT用于第三排序，64個(gè)2×2的DCT用于第四排序。
DCT操作減少了圖像源內(nèi)的空間冗余。在實(shí)現(xiàn)DCT后，大多數(shù)圖像信號(hào)能量集中于幾個(gè)DCT系數(shù)。
對(duì)于16×16模塊和每個(gè)子模塊，經(jīng)轉(zhuǎn)換的系數(shù)被分析以確定對(duì)模塊或子模塊進(jìn)行編碼需要的比特?cái)?shù)。因此，要求最小比特?cái)?shù)進(jìn)行編碼的模塊或子模塊的組合用于表示圖像分段。例如，兩個(gè)8×8子模塊、6個(gè)4×4子模塊、8個(gè)2×2子模塊可能用于表示圖像分段。
選定的模塊或子模塊的組合然后被合適地排序。DCT系數(shù)值可能經(jīng)過(guò)進(jìn)一步處理，諸如但不限于使用已知技術(shù)的頻率加權(quán)、量化以及編碼(諸如可變長(zhǎng)度編碼)，以準(zhǔn)備傳輸。壓縮的圖像信號(hào)然后提供給至少一個(gè)圖像加密器188。
數(shù)字音頻信號(hào)一般發(fā)送到音頻壓縮器192。最好，音頻壓縮器192使用標(biāo)準(zhǔn)數(shù)字音頻壓縮算法處理多信道音頻信息。經(jīng)壓縮的音頻信號(hào)提供給至少一個(gè)音頻加密器196。或者，音頻信息可能以未經(jīng)壓縮但仍是數(shù)字的格式被發(fā)送和使用。
圖像加密器192以及音頻加密器196相應(yīng)地使用多種已知的加密技術(shù)分別對(duì)壓縮后的圖像和音頻信號(hào)加密。圖像和音頻信號(hào)可能使用同樣或不同的技術(shù)加密。在較佳實(shí)施例中，使用的加密技術(shù)包括對(duì)圖像和音頻節(jié)目的實(shí)時(shí)數(shù)字序列擾碼。
在圖像和音頻加密器192和196處，節(jié)目?jī)?nèi)容經(jīng)擾碼器/加密器電路處理，該電路使用電子密鑰信息(一般每秒改變幾次)。經(jīng)擾碼后的節(jié)目信息可以經(jīng)存儲(chǔ)或發(fā)射，諸如通過(guò)無(wú)線鏈路的空中，其對(duì)于任何沒(méi)有掌握相關(guān)的用于對(duì)節(jié)目?jī)?nèi)容或數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)擾碼的電子密鑰信息的人是不可解的。
回到圖2，除擾碼外，圖像加密器192可能將通常是數(shù)字的“水印”或“指紋”加入圖像節(jié)目。這涉及到將一個(gè)特定地點(diǎn)和/或特定時(shí)間的視覺(jué)標(biāo)識(shí)符插入節(jié)目序列。即，水印用于指明經(jīng)授權(quán)的地點(diǎn)和上映時(shí)間，用于在必要時(shí)更有效地跟蹤非法拷貝的源。水印可能經(jīng)編程后頻繁但以偽隨機(jī)方式出現(xiàn)在播放過(guò)程中，且對(duì)于觀看的觀眾是不可察覺(jué)的。水印在以預(yù)定的正常傳輸速率的解壓縮后的圖像或音頻信息的顯示時(shí)是不可察覺(jué)的。然而，當(dāng)圖像和音頻信息以與正常速率大大不同的速率，諸如較慢的“非實(shí)時(shí)”或靜止幀播放速率顯示時(shí)，可以檢測(cè)到水印。如果恢復(fù)了未經(jīng)授權(quán)的節(jié)目的拷貝，則可以由授權(quán)機(jī)構(gòu)讀取數(shù)字水印信息，從此可以確定拷貝是在哪里進(jìn)行的。該種水印技術(shù)還可以用于標(biāo)識(shí)音頻節(jié)目。
壓縮和加密后的圖像和音頻同時(shí)發(fā)送到多路復(fù)用器200。在多路復(fù)用器200處，圖像和音頻信息一起與時(shí)間同步信息經(jīng)多路復(fù)用以使得圖像和音頻流信息能以時(shí)間對(duì)齊的方式在劇院子系統(tǒng)104處播放。經(jīng)多路復(fù)用的信號(hào)然后由節(jié)目分組器204處理，它將數(shù)據(jù)分組以形成節(jié)目流。通過(guò)分組數(shù)據(jù)，即形成“數(shù)據(jù)塊”，節(jié)目流可能在劇院子系統(tǒng)104處解壓縮時(shí)被監(jiān)控以避免解壓縮期間接收塊時(shí)的差錯(cuò)?？梢杂蓜≡鹤酉到y(tǒng)104的劇院管理器128作出請(qǐng)求以獲得數(shù)據(jù)塊顯示差錯(cuò)。相應(yīng)地，如果存在差錯(cuò)，只需要替換一小部分節(jié)目而不是整個(gè)節(jié)目。請(qǐng)求小模塊數(shù)據(jù)可以在有線或無(wú)線鏈路上處理。這提供了增加的可靠性和效率。
或者，節(jié)目的圖像和音頻部分被視為分開(kāi)且不同的節(jié)目。因此，不使用多路復(fù)用器200對(duì)圖像和音頻信號(hào)進(jìn)行多路復(fù)用，而是分開(kāi)地對(duì)圖像信號(hào)進(jìn)行分組。這樣圖像節(jié)目可以與音頻節(jié)目分開(kāi)發(fā)送，反之亦然。這樣，圖像和音頻節(jié)目只在播放時(shí)被組合在一起。這使得為不同的原因(諸如不同語(yǔ)種、提供上映后更新或節(jié)目變化以適應(yīng)本地標(biāo)準(zhǔn)等)將不同的音頻節(jié)目能與圖像節(jié)目組合在一起。這種將音頻不同的多聲道節(jié)目靈活地分配給圖像節(jié)目對(duì)于減少改變已經(jīng)發(fā)行的節(jié)目的費(fèi)用是很有用的，且對(duì)于當(dāng)今的電影工業(yè)的多文化市場(chǎng)也是極有用的。
壓縮器184和192、加密器188和196、多路復(fù)用器200以及節(jié)目分組器204可能用壓縮/加密模塊(CEM)控制器208實(shí)現(xiàn)，一個(gè)軟件控制的處理器經(jīng)編程以實(shí)現(xiàn)上述的功能。即它們可以用作一般功能硬件，這包括多種可編程電子設(shè)備或在軟件或固件程序控制下操作的計(jì)算機(jī)。這或者可以用一些其它的技術(shù)實(shí)現(xiàn)，諸如通過(guò)ASIC或一個(gè)或更多的電路卡組合，即構(gòu)建為專用硬件。
圖像和音頻節(jié)目流被發(fā)送到集線器存儲(chǔ)設(shè)備116。CEM控制器208首先負(fù)責(zé)控制和監(jiān)控整個(gè)壓縮器/加密器112。CEM控制器208可能通過(guò)對(duì)通用硬件設(shè)備或計(jì)算機(jī)編程或通過(guò)使用專用硬件而實(shí)現(xiàn)要求的功能。網(wǎng)絡(luò)控制從網(wǎng)絡(luò)管理器120(圖2)通過(guò)集線器內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)而提供給CEM控制器208，如上所述。CEM控制器208使用已知的數(shù)字接口與壓縮器184和192、加密器188和196、多路復(fù)用器200以及分組器204通信并控制這些元件的操作。CEM控制器208還可能控制存儲(chǔ)模塊116以及這些設(shè)備間的數(shù)據(jù)傳送。
存儲(chǔ)設(shè)備116最好被構(gòu)建為一個(gè)或多個(gè)RHD、DVD盤(pán)或其它高容量存儲(chǔ)介質(zhì)，這一般與劇院子系統(tǒng)104內(nèi)的劇院存儲(chǔ)設(shè)備116有類似的設(shè)計(jì)。然而，領(lǐng)域內(nèi)的技術(shù)人員會(huì)意識(shí)到可以使用其它介質(zhì)，諸如但不限于DVD(數(shù)字視頻光盤(pán))或所謂的JBOD(“多個(gè)硬盤(pán)驅(qū)動(dòng)器”)。存儲(chǔ)設(shè)備116在壓縮階段從節(jié)目分組器204接收壓縮和加密后的圖像、音頻和控制數(shù)據(jù)。存儲(chǔ)設(shè)備116的操作通過(guò)CEM控制器208來(lái)管理的。
附3說(shuō)明使用一個(gè)或多個(gè)RHD(可拆卸硬盤(pán)驅(qū)動(dòng))308的放映廳模塊132的操作?？紤]到速度、容量和方便性的因素，可能期望使用多于一個(gè)RHD308a到308n。當(dāng)按順序讀取數(shù)據(jù)時(shí)，一些RHD有“預(yù)先獲取”特性，即在最近的指令歷史記錄基礎(chǔ)上預(yù)計(jì)下一讀取指令。該預(yù)先獲取特性可用于減少?gòu)谋P(pán)讀取序列信息的時(shí)間。然而，如果RHD接收到未預(yù)計(jì)的指令，則需要從盤(pán)讀取非序列信息的時(shí)間可能增加。在該情況下，RHD的預(yù)先獲得特性可能使得RHD的隨機(jī)訪問(wèn)存儲(chǔ)變滿，因此需要更多的時(shí)間以訪問(wèn)請(qǐng)求的信息。相應(yīng)地，有多于一個(gè)RHD的好處在于數(shù)據(jù)(諸如圖像節(jié)目)的一序列數(shù)據(jù)流可能被更快地讀取。另外，訪問(wèn)在分開(kāi)的RHD盤(pán)上的第二組信息集合(諸如音頻節(jié)目、預(yù)告片、控制信息或廣告等)是很有利的，因?yàn)樵L問(wèn)在單個(gè)RHD上的該種信息更加耗時(shí)。
因此，壓縮的信息從一個(gè)或多個(gè)RHD 308讀取到緩沖器284。播放模塊140內(nèi)的FIFO-RAM緩沖器284以預(yù)定速率從存儲(chǔ)設(shè)備136接收壓縮的信息的部分。FIFO-RAM緩沖器284有充分的容量使得解碼器144以及相繼的投影機(jī)148不會(huì)被信息過(guò)載或欠載。最好，F(xiàn)IFO-RAM緩沖器284的容量大致是100到200MB。使用FIFO-RAM緩沖器284是必要的，因?yàn)楫?dāng)從一個(gè)驅(qū)動(dòng)切換到另一個(gè)驅(qū)動(dòng)時(shí)可能會(huì)有幾秒的延時(shí)。
壓縮的信息的部分從FIFO-RAM緩沖輸出到網(wǎng)絡(luò)接口288，它將壓縮后的信息提供給解碼器144。最好，網(wǎng)絡(luò)接口288是光纖信道裁定環(huán)路(FC-AL)接口?；蛘?，雖然沒(méi)有特別說(shuō)明，由劇院管理器128控制的交換網(wǎng)絡(luò)接收來(lái)自播放模塊140的輸出數(shù)據(jù)并將數(shù)據(jù)導(dǎo)入給定的解碼器144。使用交換網(wǎng)絡(luò)會(huì)使得任何給定播放模塊140上的節(jié)目發(fā)送到任何給定的解碼器144。
當(dāng)要觀看節(jié)目時(shí)，從存儲(chǔ)設(shè)備136獲取節(jié)目信息并通過(guò)劇院管理器128發(fā)送到放映廳模塊132。解碼器144使用只提供給授權(quán)的劇院的機(jī)密密鑰信息對(duì)從存儲(chǔ)設(shè)備136接收的數(shù)據(jù)解密，并使用解壓縮算法對(duì)存儲(chǔ)的信息解壓縮，該算法與在源發(fā)生器108處使用的壓縮算法相逆。解碼器144包括轉(zhuǎn)換器(圖3中未示出)，它將解壓縮后的圖像信息轉(zhuǎn)換為投影系統(tǒng)使用的圖像顯示格式(可能是模擬或數(shù)字格式)，且圖像通過(guò)電子投影機(jī)148播放。音頻信息還經(jīng)解壓縮并提供給放映廳的音響系統(tǒng)152以與圖像節(jié)目一起播放。
解碼器144處理壓縮/加密后的節(jié)目以能夠可視地投影到屏幕或表面上并使用音效系統(tǒng)152使之可聽(tīng)。如圖3示出，解碼器144包括控制CPU(中央處理單元)312，它控制解碼器。或者，解碼器可能通過(guò)劇院管理器128控制。解碼器還包括至少一個(gè)解分組器316、緩沖器314、圖像解密器/解壓縮器320以及音頻解密器/解壓縮器324。緩沖器可能暫時(shí)為解分組器316存儲(chǔ)信息。所有以上標(biāo)識(shí)的解碼器144的單元可在一個(gè)或多個(gè)電路卡集合上實(shí)現(xiàn)。電路卡集合可安裝在投影機(jī)上或與之相鄰的獨(dú)立的外殼內(nèi)。另外，可使用密碼智能卡328，它與控制CPU 312和/或圖像解密器/解壓縮器320接口用于單元特定的密碼密鑰信息的傳輸和存儲(chǔ)。
解分組器316標(biāo)識(shí)并分離來(lái)自播放模塊140、CPU 312和/或劇院管理器128的單個(gè)控制、圖像和音頻分組。控制分組可能被發(fā)送到劇院管理器128，而圖像和音頻分組被分別發(fā)送到圖像和音頻解密/解壓縮系統(tǒng)320和324。讀取和寫(xiě)入操作以突發(fā)方式進(jìn)行。因此，緩沖器314用于將來(lái)自解分組器316的數(shù)據(jù)平滑地流到投影設(shè)備。
劇院管理器128對(duì)劇院子系統(tǒng)104實(shí)現(xiàn)配置、安全管理、操作和監(jiān)控。這包括外部接口、圖像和音頻解密/解壓縮模塊320和324以及投影機(jī)148和音響系統(tǒng)模塊152?？刂菩畔?lái)自播放模塊140、CPU 312、劇院管理器系統(tǒng)128、遠(yuǎn)程控制端口或本地控制輸入，諸如在放映廳模塊132外殼或機(jī)殼的外部的控制面板。解碼器CPU 312還可能管理分配給每個(gè)放映廳模塊132的電子密鑰。預(yù)選的分配給放映廳模塊132的電子密碼密鑰連同嵌入圖像和音頻數(shù)據(jù)的電子密碼密鑰信息一起用于在解壓縮處理前對(duì)圖像和音頻信息解碼。最好，CPU 312使用嵌在每個(gè)放映廳模塊132的軟件內(nèi)運(yùn)行的標(biāo)準(zhǔn)微處理器最為基本功能或控制元件。
另外，CPU 312最好用于與劇院管理器128一起工作或通信特定信息以維持每個(gè)放映廳內(nèi)上映記錄。關(guān)于上映記錄的信息然后可以使用回程鏈路或在選定時(shí)刻通過(guò)可傳輸媒質(zhì)發(fā)送到集線器102。
圖像解密器/解壓縮器320將圖像數(shù)據(jù)流從解分組器316中取出，進(jìn)行解密，加入水印并組合所有在屏幕上示出的原始圖像。該操作的輸出一般將標(biāo)準(zhǔn)模擬RGB信號(hào)提供給數(shù)字電影投影機(jī)148。一般，解碼和解壓縮實(shí)時(shí)實(shí)現(xiàn)，使得能實(shí)時(shí)播放節(jié)目?jī)?nèi)容。
圖像解密器/解壓縮器320對(duì)圖像數(shù)據(jù)流進(jìn)行解密和解壓縮以進(jìn)行與集線器102的圖像壓縮器184和圖像加密器188實(shí)現(xiàn)的操作相反的操作。每個(gè)放映廳模塊132可能處理并顯示來(lái)自同一劇院子系統(tǒng)104的其它放映廳模塊132的不同節(jié)目，或一個(gè)或多個(gè)放映廳模塊132可能同時(shí)處理并顯示同一節(jié)目?？蛇x地，同一節(jié)目可能在多個(gè)投影機(jī)上顯示，多個(gè)投影機(jī)相互間按一定的時(shí)間延時(shí)播放。
圖像節(jié)目數(shù)據(jù)流使用反ABSDCT算法或與在中央集線器壓縮器/加密器112內(nèi)使用的圖像壓縮對(duì)稱的其它圖像解壓縮處理進(jìn)行動(dòng)態(tài)圖像解壓縮。如果圖像壓縮是基于ABSDCT算法的，則解壓縮處理包括可變長(zhǎng)度解碼、反頻率加權(quán)、反差分四元樹(shù)(Quad-tree)轉(zhuǎn)換、IDCT、以及DCT模塊組合器解交錯(cuò)。用于解壓縮的處理元件可能在用于該功能的專用硬件內(nèi)實(shí)現(xiàn)，諸如ASIC或一個(gè)或多個(gè)電路卡集合?；蛘?，解壓縮處理元件可能實(shí)現(xiàn)為標(biāo)準(zhǔn)元件或一般包括多種數(shù)字信號(hào)處理器或可編程電子設(shè)備或計(jì)算機(jī)的通用硬件，它們?cè)谔囟üδ艿能浖蚬碳幊痰目刂葡虏僮鳌６鄠€(gè)ASIC可能實(shí)現(xiàn)對(duì)圖像信息的并行處理以支持高圖像數(shù)據(jù)率。
加密一般涉及數(shù)字序列擾碼或壓縮的信號(hào)的直接加密?！凹用堋焙汀皵_碼”可互換使用，并理解為使用任何一種密碼技術(shù)處理各種源的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)流，以使用由機(jī)密數(shù)字值(“密鑰”)生成的序列對(duì)所述的數(shù)字流進(jìn)行擾碼、覆蓋或直接加密，使得在不知道機(jī)密密鑰值的情況下很難恢復(fù)原始數(shù)據(jù)序列。
每個(gè)圖像和音頻可能使用特定的電子密鑰信息，這是由授權(quán)能放映該節(jié)目的劇院或放映地點(diǎn)的放映地點(diǎn)或特定劇院的電子密鑰信息提供的并經(jīng)加密。條件訪問(wèn)管理器(CAM)124處理該功能。發(fā)送放映廳需要的加密的可用密鑰以對(duì)存儲(chǔ)的信息解密，或以其它方式在節(jié)目播放前發(fā)送到授權(quán)的劇院。值得注意的是存儲(chǔ)的節(jié)目信息可能在授權(quán)放映時(shí)段開(kāi)始前的幾天或幾星期經(jīng)發(fā)送，且該加密的圖像或音頻可用密鑰可能就在授權(quán)的播放時(shí)段開(kāi)始前被發(fā)送。加密的可用密鑰還可能使用較低的數(shù)據(jù)速率鏈路或可運(yùn)送存儲(chǔ)元件(諸如磁性或光介質(zhì)盤(pán)、智能卡或其它帶有可擦除存儲(chǔ)元件的設(shè)備)來(lái)傳輸。加密的可用密鑰還可能被提供使得能控制特定劇院或放映廳授權(quán)上映節(jié)目的時(shí)間段。
每個(gè)接收加密可用密鑰的劇院子系統(tǒng)104使用其放映廳特定密鑰而對(duì)該值解碼，并將該解密后的可用密鑰存儲(chǔ)在存儲(chǔ)設(shè)備或其它安全存儲(chǔ)器內(nèi)。當(dāng)要播放節(jié)目時(shí)，使用特定劇院或地點(diǎn)以及特定節(jié)目的密鑰信息，在準(zhǔn)備加密的信號(hào)使其稱為實(shí)時(shí)的解擾碼/解密節(jié)目信息時(shí)，最好使用與在加密器112內(nèi)使用的對(duì)稱的算法。
解密過(guò)程使用先前提供了特定單元和特定節(jié)目的電子密碼密鑰信息以對(duì)圖像和音頻信息解密。提供給每個(gè)劇院子系統(tǒng)104在所有的每個(gè)放映廳模塊132授權(quán)上映的節(jié)目必要的密碼密鑰信息。密碼密鑰一般是56比特長(zhǎng)或更長(zhǎng)，對(duì)于每個(gè)授權(quán)的劇院管理器128、每個(gè)放映廳和特定圖像和/或音頻節(jié)目是特定的。時(shí)變密碼序列可在圖像和/或音頻節(jié)目?jī)?nèi)使用。智能卡技術(shù)，諸如智能卡328用于獲得密碼密鑰并將這些密鑰傳送到信號(hào)解密單元。物理和電子安全措施用于防止竄改該密鑰信息，并檢測(cè)試圖的竄改。該密鑰的存儲(chǔ)方式使得可以在檢測(cè)到竄改的情況下刪除。
附4說(shuō)明CPU 312和智能卡328如何相互交互并與放映廳模塊132的其它部分交互(圖3示出)。如圖4示出，CPU 312通過(guò)劇院管理器128(見(jiàn)圖3)連到接收來(lái)自中央設(shè)備(圖1)的解密數(shù)據(jù)信號(hào)。雖然未在附圖中示出，可以理解解密數(shù)據(jù)信號(hào)不需要通過(guò)劇院管理器128發(fā)送到劇院子系統(tǒng)104。例如信號(hào)可能在分開(kāi)的介質(zhì)上發(fā)送并通過(guò)劇院存儲(chǔ)設(shè)備136輸入到劇院子系統(tǒng)104。然而，最好通過(guò)劇院管理器128發(fā)送，因?yàn)樗ㄟ^(guò)示例的可拆卸硬驅(qū)動(dòng)(RHD)308保持了解密數(shù)據(jù)信號(hào)與發(fā)送到劇院子系統(tǒng)104的視頻和音頻信息分離，如圖3所示。它還使得解密數(shù)據(jù)信號(hào)在特定時(shí)間發(fā)送而不是在它需要之前的一段時(shí)間發(fā)送。
從中央設(shè)備通過(guò)劇院管理器128接收的解密數(shù)據(jù)信號(hào)包含一小部分CPU312使用的數(shù)據(jù)量。然而，接收信號(hào)內(nèi)的大部分?jǐn)?shù)據(jù)是加密形式，這樣對(duì)于CPU312是毫無(wú)意義的。CPU 312接收到的加密數(shù)據(jù)通過(guò)安全接口350以及密鑰傳輸邏輯352發(fā)送到智能卡328。
安全接口350用于使得CPU 312和智能卡328間的連接與智能卡328和放映廳模塊內(nèi)的其它解密單元(包括圖像解密器/解壓縮器320以及音頻解密器/解壓縮器324(見(jiàn)圖3))間的連接分開(kāi)。這樣，經(jīng)加密的數(shù)據(jù)從CPU發(fā)送到智能卡而經(jīng)解密的數(shù)據(jù)從智能卡發(fā)送到放映廳模塊內(nèi)的解密單元。因此，CPU312從不訪問(wèn)解密后的數(shù)據(jù)，所以潛在的小偷不能通過(guò)訪問(wèn)CPU而訪問(wèn)到解密后的數(shù)據(jù)。
密鑰傳輸邏輯352可使用不同的智能卡技術(shù)或完全不同的技術(shù)(諸如預(yù)編程的閃存卡)而不需要重新設(shè)計(jì)整個(gè)系統(tǒng)。例如，數(shù)據(jù)傳輸?shù)闹悄芸?，例如?shù)據(jù)傳輸在同一條線上兩個(gè)方向均為3MHz，可以通過(guò)重新對(duì)密鑰傳輸邏輯352編程而很容易地用另一智能卡替代，例如在不同線上的兩個(gè)方向上數(shù)據(jù)傳輸為40MHz。專用硬件當(dāng)然可以被建入安全接口350以實(shí)現(xiàn)與密鑰傳輸邏輯相同的功能，但這不如使用密鑰傳輸邏輯352那樣具有“將來(lái)可用性”。這還使得智能卡技術(shù)能在安全受侵犯的時(shí)候隨時(shí)被改變或替換。
該智能卡包括DES引擎(未示出)主處理器(未示出)和從處理器硬件實(shí)現(xiàn)和/或其它加密技術(shù)。開(kāi)始時(shí)，智能卡沒(méi)有數(shù)據(jù)。當(dāng)智能卡被插入系統(tǒng)和/或系統(tǒng)的初始開(kāi)啟時(shí)，CPU 312首先檢查智能卡的存在，然后將插件下載到智能卡328。該插件可能存儲(chǔ)在與CPU相關(guān)的存儲(chǔ)器內(nèi)(未示出)，但當(dāng)需要下載到CPU時(shí)最好通過(guò)劇院管理器128只發(fā)送到CPU 312。當(dāng)需要明顯的安全優(yōu)勢(shì)時(shí)只發(fā)送插件。
一旦插件被正確地下載，它開(kāi)始在智能卡328的主處理器上運(yùn)行。插件包括使得初始消息發(fā)送到CPU 312的主處理器的程序。這樣，CPU接收安裝的智能卡的類型正確(如果不是，則插件不能正常工作)并工作正常的確認(rèn)。
在放映廳模塊132的正常操作中，解密密鑰由圖像解密器/解壓縮器320和音頻解密器/解壓縮器324用于對(duì)圖像和音頻數(shù)據(jù)解碼使得圖像可以在放映廳內(nèi)顯示，音頻可以廣播。這些解密密鑰在描述的這一部分被稱為“可用密鑰”。
可用密鑰不時(shí)變化。例如，它們可能在電影根據(jù)計(jì)劃在放映廳放映的幾天內(nèi)有效、對(duì)于電影的一次上映有效、或只對(duì)電影的一部分有效。每次可用密鑰改變時(shí)，定義新可用密鑰的數(shù)據(jù)通過(guò)劇院管理器128(圖1)或其它被發(fā)送到放映廳模塊。為了保護(hù)新的可用密鑰，數(shù)據(jù)以加密的形式被發(fā)送，并因此要求一個(gè)不同的解密密鑰以對(duì)定義新的可用密鑰的數(shù)據(jù)解密。該解密密鑰在此被稱為“節(jié)目密鑰”。
智能卡內(nèi)的插件將表示節(jié)目密鑰的數(shù)據(jù)發(fā)送到智能卡的加密從處理器。數(shù)據(jù)可能通過(guò)運(yùn)行插件生成，或它可能在發(fā)送到智能卡的從處理器前用插件下載。用安裝在從處理器內(nèi)的節(jié)目密鑰，智能卡能在需要時(shí)對(duì)進(jìn)入的數(shù)據(jù)解密并由此提取可用的密鑰。
來(lái)自劇院管理器128的加密信號(hào)包括表示數(shù)據(jù)來(lái)源，即中央設(shè)備102(見(jiàn)圖1)的數(shù)據(jù)。當(dāng)信號(hào)由智能卡解密，標(biāo)識(shí)數(shù)據(jù)經(jīng)檢查以保證可用的密鑰確實(shí)來(lái)自中央設(shè)備而不是一些其它資源。
包含來(lái)自劇院管理器128的可用密鑰的加密信號(hào)伴隨有標(biāo)識(shí)密鑰在何處使用的數(shù)據(jù)。在圖像的解密和音頻的解密中使用不同的可用密鑰，因此必須要知道每個(gè)可用密鑰的目的地。CPU 312處理地點(diǎn)數(shù)據(jù)。CPU 312發(fā)送合適的指令到安全接口350以保證來(lái)自智能卡的解密可用密鑰被發(fā)送到正確的目的地。
來(lái)自劇院管理器128的加密信號(hào)還伴隨有標(biāo)識(shí)何時(shí)解密單元320、324應(yīng)開(kāi)始使用新的解密可用密鑰以及該可用密鑰有效的時(shí)段的數(shù)據(jù)。這在兩方面是有用的。首先，它使得可用密鑰的數(shù)據(jù)事先發(fā)送，這樣使得密鑰在方便中央設(shè)備的時(shí)刻發(fā)送。第二，它方便了從一個(gè)可用密鑰變?yōu)榱硪粋€(gè)的變化。智能卡對(duì)可用密鑰解碼的時(shí)間是可變的。當(dāng)新的可用密鑰開(kāi)始使用時(shí)，必要的加密的可用密碼數(shù)據(jù)因此可以事先在至少幾幀內(nèi)被發(fā)送。每個(gè)視頻幀被單獨(dú)標(biāo)識(shí)，因此可以在開(kāi)始使用新的可用密鑰時(shí)指定到一單個(gè)幀。
伴隨加密信號(hào)的數(shù)據(jù)為CPU 312和智能卡328用于監(jiān)控在要求的時(shí)間解密后的可用密鑰從智能卡通過(guò)密鑰傳輸邏輯和安全接口傳送到特定的解密單元320、324。一旦解密后的可用密鑰從智能卡328輸出，插件會(huì)讓智能卡發(fā)送“解密完成”消息到CPU 312。該信息被加入上述的由CPU 312和劇院管理器128維持的上映歷史記錄。
參考圖1，解碼器框架144包括光纖信道接口288、解分組器316、解碼器控制器或CPU 312、圖像解密器/解壓縮器320、音頻解密器/解壓縮器324以及智能卡328。解碼器框架144是安全、獨(dú)立的框架，它還包含了智能卡328接口、內(nèi)部電源供給和/或調(diào)節(jié)、冷卻風(fēng)扇(必要的)、本地控制面板以及外部接口。
本地控制面板(未示出)可能使用任何已知的輸入設(shè)備，諸如由嵌入LED指示的膜片開(kāi)關(guān)平面板。本地控制面板一般使用或是鉸接訪問(wèn)門(mén)的一部分以使得能進(jìn)入框架內(nèi)部進(jìn)行維修或服務(wù)。該門(mén)有安全鎖以防止未經(jīng)授權(quán)的進(jìn)入、偷竊或竄改系統(tǒng)。智能卡328安裝在解碼器框架144內(nèi)部，在鎖住的前端面板后被保護(hù)。智能卡槽只在經(jīng)安全保護(hù)的前端面板內(nèi)可訪問(wèn)。從圖像解密器/解壓縮器320來(lái)的到投影機(jī)148的RGB信號(hào)輸出安全地連到解碼器框架144內(nèi)，使得RGB信號(hào)在解碼器框架144被安裝到投影機(jī)外殼上時(shí)不會(huì)被訪問(wèn)。安全互鎖可能用于在沒(méi)有正確安裝到投影機(jī)148時(shí)防止解碼器144的操作。
從以上的描述可以知道當(dāng)需要時(shí)使用智能卡或其它可拆卸可編程設(shè)備用于對(duì)可用密鑰解密，并且在進(jìn)行該操作時(shí)作為一個(gè)獨(dú)立于劇院子系統(tǒng)的其它部分的解密操作，這樣獲得了較好的安全度。放映廳132內(nèi)的CPU 312從不接觸解密后形式的可用密鑰，所以安全度不會(huì)受到訪問(wèn)CPU的影響。這點(diǎn)連同以上討論的機(jī)殼內(nèi)的安全性，提供了電影節(jié)目的接收解碼以及放映的安全環(huán)境。
圖3示出的音頻解密器/解壓縮器324以類似地方式對(duì)音頻數(shù)據(jù)進(jìn)行操作。音頻解密器/解壓縮器324從解分組器316接收音頻數(shù)據(jù)流，實(shí)現(xiàn)解密并重新組合原始音頻以在劇院的揚(yáng)聲器或音頻音響系統(tǒng)152上播放。該操作的輸出提供給音響系統(tǒng)152標(biāo)準(zhǔn)線水平的音頻信號(hào)。
類似圖像解碼器/解壓縮器320，音頻解碼器/解壓縮器324實(shí)現(xiàn)集線器102的音頻壓縮器192和音頻加密器196實(shí)現(xiàn)的操作相反的操作。使用來(lái)自密碼智能卡328來(lái)的電子密鑰連同嵌入在數(shù)據(jù)流內(nèi)的電子密鑰，解密器324對(duì)音頻信息進(jìn)行解密。然后解壓縮解密后的音頻數(shù)據(jù)。
音頻解壓縮用與在中央集線器102處使用的對(duì)稱的算法實(shí)現(xiàn)音頻壓縮。多個(gè)音頻信號(hào)，如果有的話，經(jīng)解壓縮。音頻信號(hào)的數(shù)目取決于特定放映廳的多聲道音響系統(tǒng)設(shè)計(jì)或放映系統(tǒng)。對(duì)增強(qiáng)的音頻節(jié)目可以從中央集線器102發(fā)送附加的音頻信道，用于諸如多語(yǔ)種音頻聲道以及視覺(jué)受損觀眾的音頻提示。系統(tǒng)還可能提供與圖像節(jié)目同步的附加數(shù)據(jù)聲道，用于諸如多媒體特殊效果聲道、字母以及聽(tīng)力受損觀眾的特殊視覺(jué)提示聲道。
如上討論的，音頻和數(shù)據(jù)聲道可能與圖像節(jié)目時(shí)間同步或可能不經(jīng)直接時(shí)間同步而異步放映。圖像節(jié)目可能包括單個(gè)幀(例如靜止幀)、一系列單個(gè)幀靜止圖像或較短或較長(zhǎng)的運(yùn)動(dòng)圖像序列。
如果必要，可以向音頻延時(shí)元件提供音頻信道，該元件插入使得音頻與合適的圖像幀同步的延時(shí)。每個(gè)信道然后經(jīng)歷數(shù)字到模擬的轉(zhuǎn)換以提供稱為“線水平”的輸出到音響系統(tǒng)152。即合適的模擬水平或格式信號(hào)從數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)生成以驅(qū)動(dòng)合適的音響系統(tǒng)。該線水平音頻輸出一般使用XLR標(biāo)準(zhǔn)或在大多數(shù)劇院音響系統(tǒng)內(nèi)可以找到的AES/EBU。
該音響系統(tǒng)152表示劇院的揚(yáng)聲器上的節(jié)目的音頻部分。最好，音響系統(tǒng)152接收來(lái)自音頻解密器/解壓縮器324的多達(dá)12個(gè)標(biāo)準(zhǔn)格式音頻信號(hào)的信號(hào)，以數(shù)字或是模擬格式。
或者，播放模塊140和解碼器144可能被整合入播放解碼單元332。將播放模塊140和解碼器模塊148組合導(dǎo)致了節(jié)省費(fèi)用和訪問(wèn)時(shí)間，因此只需要一個(gè)CPU(292或312)用于提供播放模塊140和解碼器144的功能。組合播放模塊140和解碼器144不需要使用光纖信道接口288。
如果期望多個(gè)放映地點(diǎn)，則任何存儲(chǔ)設(shè)備136上的信息用于用預(yù)定的可編程偏置或相互間的延時(shí)將單個(gè)圖像節(jié)目的壓縮后信息傳輸?shù)讲煌姆庞硰d。當(dāng)單個(gè)圖像節(jié)目要幾乎同時(shí)在選定的多個(gè)放映廳內(nèi)放映，這些預(yù)定的可編程的偏置基本上為零或非常小。在其它時(shí)間，這些偏置可以設(shè)定為幾分鐘或幾小時(shí)，這取決于存儲(chǔ)配置和容量，這是為了提供非常靈活的放映安排。這使得劇院能更好地適應(yīng)市場(chǎng)對(duì)放映的要求，諸如首次放映的電影。
附5中詳細(xì)說(shuō)明了劇院管理器128。參考圖5，劇院管理器128提供了整個(gè)放映、劇院子系統(tǒng)104或一個(gè)或多個(gè)劇院內(nèi)的放映廳模塊132的操作控制和監(jiān)控。劇院管理器128還可使用節(jié)目控制裝置或機(jī)制以從一個(gè)或多個(gè)接收到的單個(gè)圖像和音頻節(jié)目中創(chuàng)建節(jié)目集合，這會(huì)在授權(quán)的間隔內(nèi)在放映廳系統(tǒng)內(nèi)放映。
劇院管理器128包括劇院管理器處理器336并可選地可以包含至少一個(gè)調(diào)制解調(diào)器340或其它與回程鏈路接口的設(shè)備，用于將消息發(fā)送回中央集線器102。劇院管理器128可包括視覺(jué)顯示元件，諸如監(jiān)視器和用戶接口設(shè)備，諸如鍵盤(pán)，這可以留在劇院管理者的辦公室內(nèi)、售票亭或任何方便劇院操作的地方。
劇院管理器處理器336一般是標(biāo)準(zhǔn)的商業(yè)或企業(yè)級(jí)計(jì)算機(jī)。劇院管理器處理器336與網(wǎng)絡(luò)管理器120和條件訪問(wèn)管理器124通信(見(jiàn)圖1)。最好，調(diào)制解調(diào)器340用于與中央集線器102通信。調(diào)制解調(diào)器340一般是標(biāo)準(zhǔn)電話線調(diào)制解調(diào)器，它駐留在或連到處理器，并連到標(biāo)準(zhǔn)雙線電話線以通信回中央集線器102。或者，劇院管理器處理器336和中央集線器102之間的通信可能使用其它較低數(shù)據(jù)率的通信方法而被發(fā)送，諸如因特網(wǎng)、個(gè)人或公共數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)、無(wú)線或衛(wèi)星通信系統(tǒng)。對(duì)這些方案，調(diào)制解調(diào)器340用于提供合適的接口結(jié)構(gòu)。
劇院管理器128使得每個(gè)放映廳模塊132與每個(gè)存儲(chǔ)設(shè)備136通信。劇院管理模塊接口可能包括緩沖器存儲(chǔ)，使得信息突發(fā)可能以較高的數(shù)據(jù)率使用劇院管理器接口126從劇院存儲(chǔ)設(shè)備136發(fā)射，并以較低速率由放映廳模塊132的其它元件處理。
劇院管理器128和網(wǎng)絡(luò)管理器120和/或條件訪問(wèn)管理器124間通信的信息包括對(duì)部分信息的的重傳輸請(qǐng)求(該部分是由劇院子系統(tǒng)104接收的但存在不可糾正的比特誤差的部分)、監(jiān)控和控制信息、操作報(bào)告和警報(bào)以及密碼密鑰信息。通信的消息可能經(jīng)密碼保護(hù)以提供防止竊聽(tīng)的安全度和/或認(rèn)證和授權(quán)。
劇院管理器128可配置成用于提供放映系統(tǒng)完全的自動(dòng)操作，包括控制播放/顯示、安全以及網(wǎng)絡(luò)管理功能。該劇院管理器128還可能提供周邊劇院功能的控制，諸如票的預(yù)定和銷售、許可操作以及環(huán)境控制。或者，可能為實(shí)現(xiàn)一些劇院操作的控制要進(jìn)行人為干預(yù)。劇院管理器128還可能與一些劇院內(nèi)存在的控制自動(dòng)系統(tǒng)接口以控制或調(diào)整這些功能。使用的系統(tǒng)取決于存在的技術(shù)和特定劇院的要求。
通過(guò)劇院管理器128或網(wǎng)絡(luò)管理器120的控制，本發(fā)明一般支持在多個(gè)顯示投影機(jī)上錄制的節(jié)目的同時(shí)的播放。另外，在劇院管理器128或網(wǎng)絡(luò)管理器120的控制下，即使劇院子系統(tǒng)104只需要接收一次節(jié)目，就可以完成節(jié)目的多次播放。安全管理可能控制每個(gè)節(jié)目允許的時(shí)間段和/或播放次數(shù)。
通過(guò)由網(wǎng)絡(luò)管理模塊112對(duì)劇院管理器128的自動(dòng)控制，提供了一種自動(dòng)存儲(chǔ)以及放映節(jié)目的裝置。另外，具有使用控制元件控制一些來(lái)自遠(yuǎn)離中央設(shè)備的地點(diǎn)的預(yù)選網(wǎng)絡(luò)操作。例如，電視或電影制片室可以使得來(lái)自中心地點(diǎn)，諸如制片辦公室的電影發(fā)行和的其它放映自動(dòng)化并對(duì)其進(jìn)行控制，并根據(jù)市場(chǎng)要求的快速變化、對(duì)放映的反應(yīng)或一些其它領(lǐng)域內(nèi)已知的原因?qū)Ψ庞匙鞒隹焖僬{(diào)整。
劇院子系統(tǒng)104可能與放映廳模塊132使用劇院接口網(wǎng)絡(luò)(未示出)相連。劇院接口網(wǎng)絡(luò)包括本地局域網(wǎng)(電子或光)，它提供了在劇院子系統(tǒng)104處的節(jié)目的本地路由。節(jié)目存儲(chǔ)在每個(gè)存儲(chǔ)設(shè)備136內(nèi)，并通過(guò)劇院接口網(wǎng)絡(luò)路由到一個(gè)或多個(gè)劇院子系統(tǒng)104的放映廳系統(tǒng)132。劇院接口網(wǎng)絡(luò)126可能使用任何一種標(biāo)準(zhǔn)本地網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)(具有足夠額數(shù)據(jù)傳輸率、連接性以及可靠性諸如裁決環(huán)路、交換或集線器網(wǎng)絡(luò))而實(shí)現(xiàn)。
每個(gè)存儲(chǔ)設(shè)備136(如圖1示出)，提供了經(jīng)授權(quán)播放和上映的節(jié)目?jī)?nèi)容的本地存儲(chǔ)。存儲(chǔ)系統(tǒng)可能在每個(gè)劇院系統(tǒng)處經(jīng)集中化。在該情況下，劇院存儲(chǔ)設(shè)備136使得劇院子系統(tǒng)104能建立一個(gè)或多個(gè)放映廳內(nèi)的放映安排并同時(shí)在幾個(gè)放映廳內(nèi)共享。根據(jù)容量，劇院存儲(chǔ)設(shè)備136可能同時(shí)存儲(chǔ)幾個(gè)節(jié)目。劇院存儲(chǔ)設(shè)備136可能使用本地局域網(wǎng)相連，使得任何節(jié)目可以在任何授權(quán)的放映系統(tǒng)(即投影機(jī))上播放或放映。而且，同一節(jié)目可以同時(shí)在兩個(gè)或多個(gè)放映系統(tǒng)上播放。
因此參考較佳實(shí)施例描述了本發(fā)明，可以理解所述的實(shí)施例僅是示例，具有相關(guān)知識(shí)和技術(shù)的人員可以在不偏離本發(fā)明的原理和范圍情況下，如在所附的權(quán)利要求或等同內(nèi)容中所說(shuō)明的，進(jìn)行修改。
權(quán)利要求
1.一種對(duì)加密的節(jié)目信號(hào)解密的裝置，其特征在于該裝置包括接收裝置，用于接收包括定義節(jié)目解密密鑰的加密數(shù)據(jù)的信號(hào)；用于通過(guò)第一接口傳輸加密數(shù)據(jù)的裝置；第一裝置，連到第一接口，用于使用節(jié)目密鑰對(duì)加密的數(shù)據(jù)解密以確定可用的解密密鑰；用于通過(guò)不同于且操作分離于第一接口的第二接口傳輸節(jié)目解密密鑰的裝置；以及第二裝置，連到第二接口，用于使用節(jié)目解密密鑰對(duì)加密的節(jié)目信號(hào)解密。
2.如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于加密的節(jié)目信號(hào)包括加密的視頻信號(hào)和加密的音頻信號(hào)，第二裝置包括視頻解密裝置用于對(duì)加密的視頻信號(hào)解密，以及音頻解密裝置用于對(duì)加密的音頻信號(hào)解密，加密的數(shù)據(jù)定義了視頻可用密鑰和音頻可用密鑰，且第一裝置用于從加密的數(shù)據(jù)提取視頻和音頻可用密鑰。
3.如權(quán)利要求2所述的裝置，其特征在于還包括控制裝置，其中由接口裝置接收的信號(hào)包括標(biāo)識(shí)視頻信號(hào)內(nèi)的開(kāi)始幀，在該幀處視頻可用密鑰開(kāi)始被使用，且控制裝置根據(jù)該數(shù)據(jù)控制第二裝置。
4.如以上任何一個(gè)權(quán)利要求所述的裝置，其特征在于第一裝置是可拆卸的。
5.如權(quán)利要求4所述的裝置，其特征在于在第一裝置配置成用于連到所述裝置后第一裝置由從接收裝置下載的節(jié)目進(jìn)行操作。
6.如以上任何一個(gè)權(quán)利要求所述的裝置，其特征在于第一裝置包括智能卡。
7.如權(quán)利要求6所述的裝置，其特征在于下載節(jié)目包括插件和代表節(jié)目密鑰的數(shù)據(jù)。
8.如權(quán)利要求7所述的裝置，其特征在于表示節(jié)目密鑰的數(shù)據(jù)以加密形式經(jīng)下載，且一旦下載后，由插件解密。
9.如權(quán)利要求1、2以及4至8中的任何一項(xiàng)所述的裝置，其特征在于所述裝置還包括控制裝置，其中由接收裝置接收的信號(hào)包括數(shù)據(jù)，它標(biāo)識(shí)節(jié)目密鑰可以被授權(quán)使用的時(shí)間以及/或標(biāo)識(shí)放映廳，其中節(jié)目解密密鑰經(jīng)授權(quán)可以使用，且控制裝置根據(jù)數(shù)據(jù)控制第二裝置。
10.如以上任何一項(xiàng)權(quán)利要求所述的裝置，其特征在于解密的節(jié)目信號(hào)不可一從第一接口被訪問(wèn)。
11.如以上任何一項(xiàng)權(quán)利要求所述的裝置，其特征在于包括節(jié)目密鑰的解密算法與節(jié)目解密密鑰一起通過(guò)接收裝置而提供，并從此下載到第一裝置用于解密。
12.一種對(duì)加密的節(jié)目信號(hào)解密的方法，其特征在于包括接收包括定義可用解密密鑰的數(shù)據(jù)的信號(hào)；通過(guò)第一接口發(fā)送加密數(shù)據(jù)；使用節(jié)目密鑰對(duì)加密數(shù)據(jù)解鑰以確定可用的解密密鑰；通過(guò)不同于并與第一接口分離操作的第二接口發(fā)送可用的解密密鑰；以及使用可用的解密密鑰對(duì)加密的節(jié)目信號(hào)解密。
13.如權(quán)利要求12所述的方法，其特征在于加密的節(jié)目信號(hào)包括加密的視頻信號(hào)以及加密的音頻信號(hào)，且加密的數(shù)據(jù)定義了音頻可用密鑰和視頻可用密鑰，所述方法還包括從加密數(shù)據(jù)提取音頻和視頻可用密鑰；對(duì)加密的視頻信號(hào)解密；以及對(duì)加密的音頻信號(hào)解密。
14.如權(quán)利要求13所述的方法，其特征在于接收到的信號(hào)包括標(biāo)識(shí)開(kāi)始幀，在該幀處，視頻可用密鑰應(yīng)開(kāi)始被使用，所述方法還包括根據(jù)該數(shù)據(jù)控制對(duì)加密節(jié)目信號(hào)的解密。
15.如權(quán)利要求12、13、14中的任何一個(gè)所述的方法，其特征在于加密數(shù)據(jù)的解密是通過(guò)可拆卸的智能卡完成的。
16.如權(quán)利要求15所述的方法，其特征在于所述方法還包括將用于對(duì)加密數(shù)據(jù)解密的節(jié)目下載到可拆卸的智能卡。
17.如權(quán)利要求16所述的方法，其特征在于下載的節(jié)目包括插件以及表示節(jié)目密鑰的數(shù)據(jù)。
18.如權(quán)利要求17所述的方法，其特征在于表示節(jié)目密鑰的數(shù)據(jù)以加密形式下載，且一旦下載后，由插件解密。
19.如權(quán)利要求12、13以及15至18中的任何一項(xiàng)所述的方法，其特征在于接收到的信號(hào)包括數(shù)據(jù)，它標(biāo)識(shí)可用的解密密鑰被授權(quán)使用的放映廳以及/或標(biāo)識(shí)可用密鑰被授權(quán)使用的時(shí)間，所述方法還包括根據(jù)該數(shù)據(jù)控制加密節(jié)目信號(hào)的解密。
20.如權(quán)利要求12、13至19中的任何一項(xiàng)所述的方法，其特征在于解密的節(jié)目信號(hào)不可以通過(guò)第一路徑被訪問(wèn)。
全文摘要
一種安裝密鑰的裝置，開(kāi)始的安排使得控制處理器(312)接收到的解密算法通過(guò)第一接口路徑發(fā)送到解密處理器。該算法在解密處理器內(nèi)與節(jié)目解密密鑰(328)一起安裝。裝置接著的安排使得由控制處理器接收到的加密的可用解密密鑰通過(guò)第一接口路徑被發(fā)送到解密處理器。該解密處理器使用節(jié)目解密密鑰對(duì)加密的密鑰解密。從而獲得解密密鑰并通過(guò)第二接口路徑發(fā)送到(352)解密器用于對(duì)到解密器的加密的節(jié)目信號(hào)輸入進(jìn)行解密。
文檔編號(hào)H04N7/16GK1550107SQ02817148
公開(kāi)日2004年11月24日 申請(qǐng)日期2002年7月3日 優(yōu)先權(quán)日2001年7月9日
發(fā)明者L·本澤, C·D·姆斯非爾特, C·溫格特, P·波姆斯, J·赫斯, A·C·厄懷恩, S·戈文達(dá)斯瓦米, L 本澤, 匪, 厄懷恩, 姆斯非爾特, 拇鎪雇咼, 裉 申請(qǐng)人:高通股份有限公司