專(zhuān)利名稱：基于加擾／解擾數(shù)據(jù)交錯(cuò)的視頻加擾系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及數(shù)字多媒體的視頻編碼技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及對(duì)數(shù)字式視頻碼流的加密方法。
背景技術(shù)：
數(shù)字多媒體技術(shù)發(fā)展迅速，數(shù)字電視、網(wǎng)絡(luò)流媒體以及移動(dòng)多媒體服務(wù)將在不久的將來(lái)為人們提供豐富的音視頻服務(wù)。為了保護(hù)節(jié)目制作商的制作版權(quán)，在向終端用戶提供多媒體服務(wù)時(shí)，通常會(huì)對(duì)節(jié)目?jī)?nèi)容進(jìn)行加擾處理，即將多媒體碼流進(jìn)行加擾(加密)處理。經(jīng)過(guò)加擾處理后，終端用戶向節(jié)目供應(yīng)商支付了相應(yīng)費(fèi)用后，才能正常接收節(jié)目。否則， 終端用戶即無(wú)法收看節(jié)目。目前，多媒體碼流的加擾技術(shù)已經(jīng)在數(shù)字電視系統(tǒng)中獲得了廣泛的應(yīng)用，加擾技術(shù)也依據(jù)DVB標(biāo)準(zhǔn)得到了發(fā)展。雖然提供加擾算法的國(guó)內(nèi)外企業(yè)非常多，但是這些加擾系統(tǒng)(CAQ及算法均遵循了 DVB通用加擾算法，不同之處在與不同系統(tǒng)對(duì)于加擾控制字(CW) 的處理方式。但是無(wú)論哪種CAS系統(tǒng)，對(duì)具體的多媒體碼流數(shù)據(jù)進(jìn)行處理的流程是相同的。實(shí)際應(yīng)用中，采用CAS系統(tǒng)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行加擾處理后，通常在不同級(jí)別的網(wǎng)絡(luò)傳輸中還需要對(duì)音視頻內(nèi)容進(jìn)行修改。例如，對(duì)視頻進(jìn)行臺(tái)標(biāo)、字幕的插入等的再次處理。對(duì)于這類(lèi)對(duì)音視頻碼流數(shù)據(jù)進(jìn)行再次處理的需求，需要將加擾碼流通過(guò)解擾器還原為解擾碼流 (未加擾碼流、清流)。對(duì)解擾碼流完成處理后，還需對(duì)解擾流進(jìn)行再加擾處理，以保證節(jié)目供應(yīng)和網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)商的權(quán)益。由于構(gòu)建CAS系統(tǒng)非常復(fù)雜，且成本高昂，因此再次加擾處理是目前多媒體應(yīng)用中的一個(gè)難題。

發(fā)明內(nèi)容
基于上述現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明提出一種基于加擾/解擾數(shù)據(jù)交錯(cuò)的視頻加擾系統(tǒng)， 針對(duì)符合MPEG標(biāo)準(zhǔn)，DVB標(biāo)準(zhǔn)以及ATSC標(biāo)準(zhǔn)的視頻編碼流，提出了基于加擾/解擾數(shù)據(jù)交錯(cuò)的再次加擾技術(shù)，該系統(tǒng)不需與加擾機(jī)、CA系統(tǒng)以及加擾控制字(CW)等數(shù)據(jù)連接，即可使系統(tǒng)輸出TS碼流具備與系統(tǒng)輸入TS相同的CA加擾特性。本發(fā)明提出的一種基于加擾/解擾數(shù)據(jù)交錯(cuò)的視頻加擾系統(tǒng)，該系統(tǒng)的輸入為加擾的符合MPEG標(biāo)準(zhǔn)的TS碼流；輸出為基于加擾/解擾數(shù)據(jù)交錯(cuò)處理的加擾的符合MPEG標(biāo)準(zhǔn)的TS碼流，輸入信號(hào)一路送至CA解擾器，一路送至加擾流/解擾流同步處理模塊；CA解擾器輸出端分別連接第一 MPEG系統(tǒng)層解復(fù)用模塊、加擾流/解擾流同步處理模塊；所述第一 MPEG系統(tǒng)層解復(fù)用模塊的兩個(gè)輸出端分別經(jīng)過(guò)視頻數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)碼處理模塊和音頻數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)碼處理模塊連接至基于加/解擾數(shù)據(jù)包交錯(cuò)的MPEG系統(tǒng)層解復(fù)用模塊，所述加擾流/解擾流同步處理模塊的第一輸出端經(jīng)關(guān)鍵參數(shù)及數(shù)據(jù)包提取模塊連接至所述基于加/解擾數(shù)據(jù)包交錯(cuò)的MPEG系統(tǒng)層解復(fù)用模塊，第二輸出端經(jīng)第二 MPEG系統(tǒng)層解復(fù)用模塊連接至所述基于加/解擾數(shù)據(jù)包交錯(cuò)的MPEG系統(tǒng)層解復(fù)用模塊，其中CA解擾器，用于對(duì)CA碼流進(jìn)行解擾處理，且配置與輸入碼流相同CA類(lèi)型的解擾大卡CAM ；第一 MPEG系統(tǒng)層解復(fù)用模塊，用于符合MPEG標(biāo)準(zhǔn)的系統(tǒng)層解復(fù)用處理，該模塊的輸入為CA解擾器輸出的解擾碼流，輸出為音頻、視頻基本層碼流；視頻數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)碼處理模塊、音頻數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)碼處理模塊，分別用于對(duì)上述第一 MPEG系統(tǒng)層解復(fù)用模解復(fù)用得到的視頻、音頻基本層碼流進(jìn)行轉(zhuǎn)碼處理， 該轉(zhuǎn)碼處理包括視頻數(shù)據(jù)的碼率變化、視頻數(shù)據(jù)中的圖標(biāo)、字幕插入處理、視頻數(shù)據(jù)的碼流拼接處理、音頻數(shù)據(jù)的采樣率變換、音頻數(shù)據(jù)的碼率變換；加擾流/解擾流同步處理模塊，用于該系統(tǒng)輸入加擾數(shù)據(jù)流與CA解擾器輸出解擾碼流的同步處理，該模塊的輸入是加擾的符合MPEG標(biāo)準(zhǔn)的TS碼流和CA解擾器輸出的解擾碼流，有兩路輸出一路輸出是同步后的加擾碼流；另一路輸出是同步后的解擾碼流；關(guān)鍵參數(shù)及數(shù)據(jù)包提取模塊，用于對(duì)同步后的加擾碼流/解擾碼流數(shù)據(jù)中的每個(gè)數(shù)據(jù)包進(jìn)行分析，分析解擾碼流中的每個(gè)數(shù)據(jù)包數(shù)據(jù)，在同步后的加擾碼流中提取出該數(shù)據(jù)包加擾后的數(shù)據(jù)。該模塊的輸入是同步后的加擾/解擾碼流，輸出是加擾的關(guān)鍵數(shù)據(jù)包；
第二 MPEG系統(tǒng)層解復(fù)用模塊，用于實(shí)現(xiàn)符合MPEG系統(tǒng)的系統(tǒng)層解復(fù)用處理，該模塊的輸入為所述加擾流/解擾流同步處理模塊輸出的加擾流/解擾流的同步處理結(jié)果，輸出為加擾的音頻、視頻數(shù)據(jù)；輸出的音頻、視頻基本碼流將用于后續(xù)的轉(zhuǎn)碼、節(jié)目拼接，字幕/圖標(biāo)插入處理；
基于加/解擾數(shù)據(jù)包交錯(cuò)MPEG系統(tǒng)層復(fù)用模塊，用于基于加/解擾數(shù)據(jù)包交錯(cuò)完成符合MPEG系統(tǒng)層解復(fù)用處理，其輸入為加擾的音頻、視頻數(shù)據(jù)，輸出是再次加擾的MPEG 傳輸流；采用加擾/解擾碼流交錯(cuò)方法進(jìn)行MPEG再次加擾，即重復(fù)使用加擾數(shù)據(jù)中的任何部分?jǐn)?shù)據(jù)，使未加擾碼流數(shù)據(jù)具備加擾性質(zhì)；具備加擾性質(zhì)的碼流在采用解碼終端進(jìn)行解碼時(shí)，必須獲得合法的CA授權(quán)，才可正確解碼，否則解碼終端將出現(xiàn)無(wú)法解碼或解碼出現(xiàn)錯(cuò)誤數(shù)據(jù)等現(xiàn)象。所述加擾流/解擾流同步處理模塊的同步處理流程包括以下步驟 步驟一，分別同時(shí)截取5M字節(jié)的加擾和解擾TS數(shù)據(jù)流；查詢加擾TS數(shù)據(jù)流的0x47同步頭，在數(shù)據(jù)流中連續(xù)查詢50個(gè)PID ！ OxlFFF的TS包，記錄此50個(gè)TS包相對(duì)于0x47同步頭的位置，將該TS包的PID存儲(chǔ)為PIDO并計(jì)算每個(gè)相鄰PID ！ =OxlFFF的TS中間的數(shù)據(jù)間隔，分別記錄和存儲(chǔ)為PID_INTER0 >ID_INTER48 ；步驟二，查詢解擾TS碼流的0x47同步頭，在解擾數(shù)據(jù)中查詢PID=PIDO的TS包，記錄為PID_NCA0找到PID_NCA0后，順序查找后續(xù)的50個(gè)PID ！ =OxlFFF的TS包，并計(jì)算每個(gè)相鄰PID ！ =OxlFFF的TS中間的數(shù)據(jù)間隔，分別記錄和存儲(chǔ)為 PID1_NCA_INTER0 >ID_NCA_INTER48，將PID_INTER0 >ID_INTER48 與PID1_NCA_INTER0 >ID_NCA_INTER48比對(duì)，如所有間隔相同，則認(rèn)為同步處理完成；步驟三，如果執(zhí)行步驟二后仍然無(wú)法完成同步，則在PID_NCA0后順序查找下一PID=PIDO的TS 包，并更新為PID_NCA0，回退至步驟二，并完成后續(xù)比對(duì)處理，直到5M解擾TS數(shù)據(jù)中所有 PID=PIDO都被更新為PID_NCA0 ；步驟四，如果執(zhí)行步驟三后仍然無(wú)法完成同步，則在PIDO 后順序查找下一 PID ！ =OxlFFF的TS包，并更新為PID0，回退至步驟一，并完成后續(xù)比對(duì)處理，直到5M解擾TS數(shù)據(jù)中所有PID ！ =OxlFFF都被更新為PIDO。 所述關(guān)鍵參數(shù)及數(shù)據(jù)包提取模塊流程包括以下步驟步驟一、分析同步后的解擾碼流中每個(gè)TS包中用于加擾的視頻關(guān)鍵數(shù)據(jù)，包括數(shù)據(jù)位置；數(shù)據(jù)名稱、比特?cái)?shù)和提取數(shù)據(jù)量；步驟二、在同步后的解擾碼流中解析到上述數(shù)據(jù)后，在同步后的加擾碼流中同步提取對(duì)應(yīng)的TS數(shù)據(jù)包，包括以下流程
如果同步后的解擾碼流中的TS數(shù)據(jù)包個(gè)數(shù)大于或者等于16個(gè)，則設(shè)置同步后的加擾碼流中進(jìn)行匹配的TS數(shù)據(jù)包的起始包順序號(hào)為倒數(shù)第8個(gè)數(shù)據(jù)包；否則，設(shè)置同步后的加擾碼流中進(jìn)行匹配的TS數(shù)據(jù)包的起始順序號(hào)從頭開(kāi)始； 如果同步后的解擾碼流中的 TS數(shù)據(jù)包個(gè)數(shù)小于等于總的TS數(shù)據(jù)包個(gè)數(shù)減去8，則設(shè)置同步后的加擾碼流中進(jìn)行匹配的 TS數(shù)據(jù)包的結(jié)束包順序號(hào)為同步后的解擾碼流中的TS數(shù)據(jù)包之后的8個(gè)數(shù)據(jù)包；否則，設(shè)置同步后的加擾碼流中進(jìn)行匹配的TS數(shù)據(jù)包的結(jié)束包順序號(hào)為同步后的解擾碼流中的TS 數(shù)據(jù)包的最后一個(gè)包；
從同步后的加擾碼流中進(jìn)行匹配的TS數(shù)據(jù)包的起始到同步后的加擾碼流中進(jìn)行匹配的TS數(shù)據(jù)包的結(jié)束進(jìn)行循環(huán)檢測(cè)
如果同步后的加擾數(shù)據(jù)包中的連續(xù)計(jì)數(shù)器數(shù)值等于解擾數(shù)據(jù)包中的連續(xù)計(jì)數(shù)器數(shù)值， 則數(shù)據(jù)包匹配成功；否則，數(shù)據(jù)包匹配失敗；依據(jù)上述流程，依據(jù)同步后的加擾數(shù)據(jù)包的連續(xù)計(jì)數(shù)器數(shù)值COn_COnut_NCA在加擾碼流中查詢16個(gè)TS數(shù)據(jù)包，選擇同步后的加擾數(shù)據(jù)包的連續(xù)計(jì)數(shù)器數(shù)值COn_COnut_CA與同步后的解擾數(shù)據(jù)包中的連續(xù)計(jì)數(shù)器COn_COnUt_ NCA同步后的解擾數(shù)據(jù)包中的連續(xù)計(jì)數(shù)器數(shù)值相等的數(shù)據(jù)包，作為待提取的同步后的加擾數(shù)據(jù)包。所述基于加/解擾數(shù)據(jù)包交錯(cuò)MPEG系統(tǒng)層復(fù)用流程包括以下步驟分析解擾碼流中每個(gè)TS包數(shù)據(jù)，以MPEG-2視頻編碼中的數(shù)列頭SH為關(guān)鍵數(shù)據(jù)，查看該TS包是否包括 SH起始碼0x000001b3 ；在TS包中解析到起始碼后，在該包中的后續(xù)數(shù)據(jù)中查找下一語(yǔ)法同步碼NS 0x000001，記錄TS包為T(mén)Ssnca ；在同步后的加擾碼流中的對(duì)應(yīng)位置提取加擾 TSsca數(shù)據(jù)包，判斷I^sca與TSsnca是否具有相同的PID及continues_counter，如果相同即存儲(chǔ)TSsca，否則視為解擾錯(cuò)誤；
將未加擾的音/視頻數(shù)據(jù)，加擾的音/視頻數(shù)據(jù)，提取模塊中獲得的TSsca以及PTS數(shù)據(jù)、PCR數(shù)據(jù)等其他數(shù)據(jù)送入交錯(cuò)復(fù)用模塊；本模塊依據(jù)不同的設(shè)定，從上述的不同輸入中選擇需要復(fù)用至輸出TS流的數(shù)據(jù)；
對(duì)于視頻數(shù)據(jù)，交錯(cuò)復(fù)用算法包括以下步驟分析未加擾視頻數(shù)據(jù)，定位SH數(shù)據(jù)起始位置，以SH起始位置為分割點(diǎn)，將分割點(diǎn)之前的視頻數(shù)據(jù)復(fù)用為整數(shù)個(gè)TS數(shù)據(jù)包，記錄最后一個(gè)TS包為T(mén)Ssq ；在未加擾視頻數(shù)據(jù)的SH后查詢下一語(yǔ)法同步碼NS，濾除SH數(shù)據(jù)起始點(diǎn)到下一語(yǔ)法同步碼NS之間的視頻數(shù)據(jù)；
在TSsq數(shù)據(jù)包關(guān)鍵數(shù)據(jù)提取后插入對(duì)應(yīng)的TSsca，TS包的頭部4個(gè)字節(jié)由交錯(cuò)復(fù)用模塊產(chǎn)生，剩余184個(gè)字節(jié)根據(jù)不同關(guān)鍵數(shù)據(jù)的長(zhǎng)度進(jìn)行確定；如果SH共有10字節(jié) 138字節(jié)，由一個(gè)TS包承載；如果SH為132字節(jié)，則該加擾包的有效負(fù)荷即為132字節(jié)，剩余的字節(jié)全部置為Oxff。所述視頻數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)碼處理模塊/音頻數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)碼處理模塊中分別可以處理的音頻/ 視頻數(shù)據(jù)符合不同的編碼標(biāo)準(zhǔn)，視頻至少包括MPEG-2，MPEG-4，H. 264 / AVC, H. 264 SVC, H. 264 MVC以及AVS等各種視頻編碼標(biāo)準(zhǔn)；音頻至少包括MPEG-2，AAC, dobIy ACS0與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明不需再次構(gòu)建CAS系統(tǒng)，即可完成解擾碼流的再次處理；解決數(shù)字電視系統(tǒng)等多媒體系統(tǒng)實(shí)用中的一個(gè)難題，降低系統(tǒng)成本，提高我國(guó)在此技術(shù)領(lǐng)域的國(guó)際領(lǐng)先性；可以處理的音頻/視頻數(shù)據(jù)符合不同的編碼標(biāo)準(zhǔn)，視頻至少包括 MPEG-2, MPEG-4, H. 264 / AVC, H. 264 SVC, H. 264 MVC 以及 AVS 等各種視頻編碼標(biāo)準(zhǔn)；音頻至少包括 MPEG-2，AAC, dobIy AC-3。



圖1為基于加擾/解擾數(shù)據(jù)交錯(cuò)的視頻碼流加擾處理系統(tǒng)模塊圖；圖2 MPEG系統(tǒng)層的交錯(cuò)復(fù)用流程；圖3數(shù)字電視系統(tǒng)中的加擾TS流臺(tái)標(biāo)及字幕插入系統(tǒng)。
具體實(shí)施例方式為了對(duì)解擾后的碼流數(shù)據(jù)進(jìn)行再次加擾，可以采用加擾數(shù)據(jù)/解擾數(shù)據(jù)交錯(cuò)的方式完成，系統(tǒng)的處理流程如下圖
如圖1所示，該系統(tǒng)的輸入為加擾的MPEG傳輸流(如數(shù)字電視系統(tǒng)中的TS碼流);而該系統(tǒng)的輸出為基于加擾/解擾數(shù)據(jù)交錯(cuò)處理的加擾的MEPG傳輸流。下面分別B對(duì)本系統(tǒng)的各個(gè)模塊的工作過(guò)程進(jìn)行詳述。本發(fā)明的基于加擾/解擾數(shù)據(jù)交錯(cuò)的視頻編碼加擾系統(tǒng)包括CA解擾器1，該模塊對(duì)符合DVB CA等相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的CA碼流進(jìn)行解擾處理，并且需要配置與輸入碼流相同CA類(lèi)型的CAM (S卩，解擾大卡)；第一 MPEG系統(tǒng)層解復(fù)用模塊2，該模塊完成符合MPEG系統(tǒng)層IS0-13818-1標(biāo)準(zhǔn)的系統(tǒng)層解復(fù)用處理，模塊的輸入為CA解擾器輸出的解擾碼流，輸出為音頻、視頻基本層碼流(ES)；輸出的音頻、視頻基本碼流將用于后續(xù)的轉(zhuǎn)碼、節(jié)目拼接，字幕/圖標(biāo)插入等處理；視頻數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)碼處理模塊3、音頻數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)碼處理模塊4 ；這兩個(gè)模塊對(duì)上述第一 MPEG系統(tǒng)層解復(fù)用模塊2解復(fù)用得到的視頻、音頻數(shù)據(jù)進(jìn)行處理；舉例來(lái)說(shuō)，典型處理包括視頻數(shù)據(jù)的碼率變化、視頻數(shù)據(jù)中的圖標(biāo)、字幕插入處理、 視頻數(shù)據(jù)的碼流拼接處理、音頻數(shù)據(jù)的采樣率變換、音頻數(shù)據(jù)的碼率變換等。本發(fā)明所針對(duì)的加擾處理為MPEG系統(tǒng)層加擾處理，因此，視頻數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)碼處理模塊/音頻數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)碼處理模塊中分別可以處理的音頻/視頻數(shù)據(jù)可以符合不同的編碼標(biāo)準(zhǔn)，視頻如MPEG-2，MPEG-4， H. 264 / AVC, H. 264 SVC, H. 264 MVC 以及 AVS 等各種視頻編碼標(biāo)準(zhǔn)。音頻如MPEG_2，AAC， dobly AC-3等。如果這些不同的音/視頻編碼標(biāo)準(zhǔn)采用了 MPEG系統(tǒng)層進(jìn)行復(fù)用和加擾，則本發(fā)明所提供的算法即可完成音視頻處理后的再次加擾處理。加擾流/解擾流同步處理模塊5，該模塊完成加擾數(shù)據(jù)流與解擾數(shù)據(jù)流的精確同步處理由于加擾流通過(guò)CA解擾器后會(huì)產(chǎn)生一定延時(shí)，且數(shù)據(jù)包的順序也可能產(chǎn)生變化， 因此需要將解擾后的數(shù)據(jù)包與輸入數(shù)據(jù)包進(jìn)行精確同步；
關(guān)鍵參數(shù)及數(shù)據(jù)包提取模塊6，該模塊完成對(duì)加擾/解擾碼流的同步處理后所得到的 TS數(shù)據(jù)包對(duì)齊(各個(gè)TS數(shù)據(jù)包具有相同的PID)的加擾碼流/解擾碼流數(shù)據(jù)中的每個(gè)數(shù)據(jù)包數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，在加擾碼流的每個(gè)數(shù)據(jù)包中提取出該數(shù)據(jù)包加擾后的關(guān)鍵數(shù)據(jù)；
第二 MPEG系統(tǒng)層解復(fù)用模塊7，該模塊完成符合MPEG系統(tǒng)層IS0-13818-1標(biāo)準(zhǔn)的系統(tǒng)層解復(fù)用處理，模塊的輸入為上述加擾流/解擾流同步處理模塊5輸出的加擾流/解擾流的同步處理結(jié)果，輸出為加擾的音頻、視頻數(shù)據(jù)；輸出的音頻、視頻基本碼流將用于后續(xù)的轉(zhuǎn)碼、節(jié)目拼接，字幕/圖標(biāo)插入等處理；
基于加/解擾數(shù)據(jù)包交錯(cuò)MPEG系統(tǒng)層復(fù)用模塊8，該模塊基于加/解擾數(shù)據(jù)包交錯(cuò)完成符合MPEG系統(tǒng)層IS0-13818-1標(biāo)準(zhǔn)的系統(tǒng)層解復(fù)用處理，其輸入是加擾的音頻、視頻數(shù)據(jù)，輸出是再次加擾的MPEG傳輸流。該系統(tǒng)的關(guān)鍵模塊的算法步驟詳細(xì)介紹如下。加擾流/解擾流同步處理模塊中，具體的同步算法包括以下步驟
步驟一，分別同時(shí)截取5M字節(jié)的加擾和解擾TS數(shù)據(jù)流；查詢加擾TS數(shù)據(jù)流的0x47 (同步字)，在數(shù)據(jù)流中連續(xù)查詢50個(gè)PID ！ OxlFFF的TS包，記錄此50個(gè)TS包相對(duì)于 0x47同步頭的位置，將該TS包的PID存儲(chǔ)為PIDO并計(jì)算每個(gè)相鄰PID ！ =OxlFFF的TS 中間的數(shù)據(jù)間隔，分別記錄和存儲(chǔ)為PID_INTER0 >ID_INTER48 ；步驟二，查詢解擾TS碼流的0x47同步頭，在解擾數(shù)據(jù)中查詢PID=PIDO的TS包，記錄為PID_NCA0找到PID_NCA0 后，順序查找后續(xù)的50個(gè)PID ！ =OxlFFF的TS包，并計(jì)算每個(gè)相鄰PID ！ =OxlFFF的TS 中間的數(shù)據(jù)間隔，分別記錄和存儲(chǔ)為PID1_NCA_INTER0 PID_NCA_INTER48，將PID_INTER0 >ID_INTER48與PID1_NCA_INTER0 >ID_NCA_INTER48比對(duì)，如所有間隔相同，則認(rèn)為同步處理完成；步驟三，如果執(zhí)行步驟二后仍然無(wú)法完成同步，則在PID_NCA0后順序查找下一 PID=PIDO的TS包，并更新為PID_NCA0，回退至步驟二，并完成后續(xù)比對(duì)處理，直到5M解擾TS數(shù)據(jù)中所有PID=PIDO都被更新為PID_NCA0 ；步驟四，如果執(zhí)行步驟三后仍然無(wú)法完成同步，則在PIDO后順序查找下一 PID ！ =OxlFFF的TS包，并更新為PID0，回退至步驟一， 并完成后續(xù)比對(duì)處理，直到5M解擾TS數(shù)據(jù)中所有PID ！ =OxlFFF都被更新為PID0。由于音頻/視頻的轉(zhuǎn)碼等處理通常僅對(duì)音/視頻的內(nèi)容和部分參數(shù)進(jìn)行修改，而不對(duì)碼流的頭部信息進(jìn)行修改。例如對(duì)視頻碼流進(jìn)行碼率變換時(shí)，變換后的碼流除去碼率參數(shù)外，所有參數(shù)(包括空間分辨率、幀率等)均不變化。因此，可以在加擾碼流中提取那些包含有關(guān)鍵參數(shù)的TS數(shù)據(jù)包，并將這些關(guān)鍵數(shù)據(jù)包插入到輸出碼流中，達(dá)到對(duì)系統(tǒng)輸出數(shù)據(jù)加擾的目的。對(duì)于解碼器來(lái)說(shuō)，碼流中所有參數(shù)都是必須獲得的，如果部分參數(shù)數(shù)據(jù)由原加擾碼流中提取出的加擾TS數(shù)據(jù)包表示，則解碼器必須配備合法的CA解擾授權(quán)；否則，解碼器無(wú)法正常解碼。關(guān)鍵參數(shù)及數(shù)據(jù)包提取模塊，具體處理流程如下步驟一、分析解擾碼流中每個(gè) TS包數(shù)據(jù)，以MPEG-2視頻編碼為例，查看該TS包是否包括下表中的關(guān)鍵數(shù)據(jù)，其他編碼標(biāo)準(zhǔn)則依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)提取相應(yīng)的關(guān)鍵數(shù)據(jù)
表1.用于加擾的視頻關(guān)鍵數(shù)據(jù)(MPEG-2視頻標(biāo)準(zhǔn))
權(quán)利要求
1.一種基于加擾/解擾數(shù)據(jù)交錯(cuò)的視頻加擾系統(tǒng)，該系統(tǒng)的輸入為加擾的符合MPEG 標(biāo)準(zhǔn)的TS碼流；輸出為基于加擾/解擾數(shù)據(jù)交錯(cuò)處理的加擾的符合MPEG標(biāo)準(zhǔn)的TS碼流， 輸入信號(hào)一路送至CA解擾器，一路送至加擾流/解擾流同步處理模塊；CA解擾器輸出端分別連接第一 MPEG系統(tǒng)層解復(fù)用模塊、加擾流/解擾流同步處理模塊；所述第一 MPEG系統(tǒng)層解復(fù)用模塊的兩個(gè)輸出端分別經(jīng)過(guò)視頻數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)碼處理模塊和音頻數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)碼處理模塊連接至基于加/解擾數(shù)據(jù)包交錯(cuò)的MPEG系統(tǒng)層解復(fù)用模塊，所述加擾流/解擾流同步處理模塊的第一輸出端經(jīng)關(guān)鍵參數(shù)及數(shù)據(jù)包提取模塊連接至所述基于加/解擾數(shù)據(jù)包交錯(cuò)的 MPEG系統(tǒng)層解復(fù)用模塊，第二輸出端經(jīng)第二 MPEG系統(tǒng)層解復(fù)用模塊連接至所述基于加/ 解擾數(shù)據(jù)包交錯(cuò)的MPEG系統(tǒng)層解復(fù)用模塊，其中 CA解擾器，用于對(duì)CA碼流進(jìn)行解擾處理，且配置與輸入碼流相同CA類(lèi)型的解擾大卡CAM ； 第一 MPEG系統(tǒng)層解復(fù)用模塊，用于符合MPEG標(biāo)準(zhǔn)的系統(tǒng)層解復(fù)用處理，該模塊的輸入為CA解擾器輸出的解擾碼流， 輸出為音頻、視頻基本層碼流；視頻數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)碼處理模塊、音頻數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)碼處理模塊，分別用于對(duì)上述第一 MPEG系統(tǒng)層解復(fù)用模解復(fù)用得到的視頻、音頻基本層碼流進(jìn)行轉(zhuǎn)碼處理，該轉(zhuǎn)碼處理包括視頻數(shù)據(jù)的碼率變化、視頻數(shù)據(jù)中的圖標(biāo)、字幕插入處理、視頻數(shù)據(jù)的碼流拼接處理、音頻數(shù)據(jù)的采樣率變換、音頻數(shù)據(jù)的碼率變換； 加擾流/解擾流同步處理模塊，用于該系統(tǒng)輸入加擾數(shù)據(jù)流與CA解擾器輸出解擾碼流的同步處理，該模塊的輸入是加擾的符合MPEG標(biāo)準(zhǔn)的TS碼流和CA解擾器輸出的解擾碼流，有兩路輸出一路輸出是同步后的加擾碼流；另一路輸出是同步后的解擾碼流；關(guān)鍵參數(shù)及數(shù)據(jù)包提取模塊，用于對(duì)同步后的加擾碼流/解擾碼流數(shù)據(jù)中的每個(gè)數(shù)據(jù)包進(jìn)行分析，分析解擾碼流中的每個(gè)數(shù)據(jù)包數(shù)據(jù)，在同步后的加擾碼流中提取出該數(shù)據(jù)包加擾后的數(shù)據(jù)；該模塊的輸入是同步后的加擾/解擾碼流，輸出是加擾的關(guān)鍵數(shù)據(jù)包；第二 MPEG系統(tǒng)層解復(fù)用模塊，用于實(shí)現(xiàn)符合MPEG系統(tǒng)的系統(tǒng)層解復(fù)用處理，該模塊的輸入為所述加擾流/解擾流同步處理模塊輸出的加擾流/解擾流的同步處理結(jié)果，輸出為加擾的音頻、視頻數(shù)據(jù)；輸出的音頻、視頻基本碼流將用于后續(xù)的轉(zhuǎn)碼、節(jié)目拼接，字幕/圖標(biāo)插入處理；基于加/解擾數(shù)據(jù)包交錯(cuò)MPEG系統(tǒng)層復(fù)用模塊，用于基于加/解擾數(shù)據(jù)包交錯(cuò)完成符合MPEG系統(tǒng)層解復(fù)用處理，其輸入為加擾的音頻、視頻數(shù)據(jù)，輸出是再次加擾的MPEG傳輸流；采用加擾/解擾碼流交錯(cuò)方法進(jìn)行MPEG再次加擾，即重復(fù)使用加擾數(shù)據(jù)中的任何部分?jǐn)?shù)據(jù)，使未加擾碼流數(shù)據(jù)具備加擾性質(zhì)；具備加擾性質(zhì)的碼流在采用解碼終端進(jìn)行解碼時(shí)，必須獲得合法的CA授權(quán)，才可正確解碼。
2.如權(quán)利要求1所述的基于加擾/解擾數(shù)據(jù)交錯(cuò)的視頻加擾系統(tǒng)，其特征在于，所述加擾流/解擾流同步處理模塊的同步處理流程包括以下步驟步驟一，分別同時(shí)截取5M字節(jié)的加擾和解擾TS數(shù)據(jù)流；查詢加擾TS數(shù)據(jù)流的0x47同步頭，在數(shù)據(jù)流中連續(xù)查詢50個(gè)PID ！ OxlFFF的TS包，記錄此50個(gè)TS包相對(duì)于0x47同步頭的位置，將該TS包的PID存儲(chǔ)為PIDO并計(jì)算每個(gè)相鄰PID ！ =OxlFFF的TS中間的數(shù)據(jù)間隔，分別記錄和存儲(chǔ)為PID_INTER0 >ID_INTER48 ；步驟二，查詢解擾TS碼流的0x47同步頭，在解擾數(shù)據(jù)中查詢PID=PIDO的TS包，記錄為 PID_NCA0找到PID_NCA0后，順序查找后續(xù)的50個(gè)PID ！ =OxlFFF的TS包，并計(jì)算每個(gè)相鄰PID ！ =OxlFFF的TS中間的數(shù)據(jù)間隔，分別記錄和存儲(chǔ)為PID1_NCA_INTER0 >ID_NCA_INTER48，將 PID_INTER0 PID_INTER48 與 PID1_NCA_INTER0 >ID_NCA_INTER48 比對(duì)，如所有間隔相同，則認(rèn)為同步處理完成；步驟三，如果執(zhí)行步驟二后仍然無(wú)法完成同步，則在PID_NCA0后順序查找下一 PID=PIDO的TS包，并更新為PID_NCA0，回退至步驟二，并完成后續(xù)比對(duì)處理，直到5M解擾TS數(shù)據(jù)中所有PID=PIDO都被更新為PID_NCA0 ； 步驟四，如果執(zhí)行步驟三后仍然無(wú)法完成同步，則在PIDO后順序查找下一 PID ！ =OxlFFF的TS 包，并更新為PID0，回退至步驟一，并完成后續(xù)比對(duì)處理，直到5M解擾TS數(shù)據(jù)中所有PID ！ =OxlFFF都被更新為PIDO。
3.如權(quán)利要求1所述的基于加擾/解擾數(shù)據(jù)交錯(cuò)的視頻加擾系統(tǒng)，其特征在于，所述關(guān)鍵參數(shù)及數(shù)據(jù)包提取模塊流程包括以下步驟步驟一、分析同步后的解擾碼流中每個(gè)TS包中用于加擾的視頻關(guān)鍵數(shù)據(jù)，包括數(shù)據(jù)位置；數(shù)據(jù)名稱、比特?cái)?shù)和提取數(shù)據(jù)量；步驟二、在同步后的解擾碼流中解析到上述數(shù)據(jù)后，在同步后的加擾碼流中同步提取對(duì)應(yīng)的TS數(shù)據(jù)包，包括以下流程如果同步后的解擾碼流中的TS數(shù)據(jù)包個(gè)數(shù)大于或者等于16個(gè)，則設(shè)置同步后的加擾碼流中進(jìn)行匹配的TS數(shù)據(jù)包的起始包順序號(hào)為倒數(shù)第8個(gè)數(shù)據(jù)包；否則，設(shè)置同步后的加擾碼流中進(jìn)行匹配的TS數(shù)據(jù)包的起始順序號(hào)從頭開(kāi)始； 如果同步后的解擾碼流中的 TS數(shù)據(jù)包個(gè)數(shù)小于等于總的TS數(shù)據(jù)包個(gè)數(shù)減去8，則設(shè)置同步后的加擾碼流中進(jìn)行匹配的 TS數(shù)據(jù)包的結(jié)束包順序號(hào)為同步后的解擾碼流中的TS數(shù)據(jù)包之后的8個(gè)數(shù)據(jù)包；否則，設(shè)置同步后的加擾碼流中進(jìn)行匹配的TS數(shù)據(jù)包的結(jié)束包順序號(hào)為同步后的解擾碼流中的TS 數(shù)據(jù)包的最后一個(gè)包；從同步后的加擾碼流中進(jìn)行匹配的TS數(shù)據(jù)包的起始到同步后的加擾碼流中進(jìn)行匹配的TS數(shù)據(jù)包的結(jié)束進(jìn)行循環(huán)檢測(cè)如果同步后的加擾數(shù)據(jù)包中的連續(xù)計(jì)數(shù)器數(shù)值等于解擾數(shù)據(jù)包中的連續(xù)計(jì)數(shù)器數(shù)值， 則數(shù)據(jù)包匹配成功；否則，數(shù)據(jù)包匹配失敗；依據(jù)上述流程，依據(jù)同步后的加擾數(shù)據(jù)包的連續(xù)計(jì)數(shù)器數(shù)值COn_COnut_NCA在加擾碼流中查詢16個(gè)TS數(shù)據(jù)包，選擇同步后的加擾數(shù)據(jù)包的連續(xù)計(jì)數(shù)器數(shù)值Con_ConUt_CA與同步后的解擾數(shù)據(jù)包中的連續(xù)計(jì)數(shù)器COn_ COnUt_NCA同步后的解擾數(shù)據(jù)包中的連續(xù)計(jì)數(shù)器數(shù)值相等的數(shù)據(jù)包，作為待提取的同步后的加擾數(shù)據(jù)包。
4.如權(quán)利要求1所述的基于加擾/解擾數(shù)據(jù)交錯(cuò)的視頻加擾系統(tǒng)，其特征在于，所述基于加/解擾數(shù)據(jù)包交錯(cuò)MPEG系統(tǒng)層復(fù)用流程包括以下步驟分析解擾碼流中每個(gè)TS包數(shù)據(jù)，以MPEG-2視頻編碼中的數(shù)列頭SH為關(guān)鍵數(shù)據(jù)，查看該TS包是否包括SH起始碼0x000001b3 ；在TS包中解析到起始碼后，在該包中的后續(xù)數(shù)據(jù)中查找下一語(yǔ)法同步碼NS 0x000001，記錄TS包為T(mén)Ssnca ； 在同步后的加擾碼流中的對(duì)應(yīng)位置提取加擾Tkca數(shù)據(jù)包，判斷I^sca與TSsnca是否具有相同的PID及連續(xù)計(jì)數(shù)器continues^ounter，如果相同即存儲(chǔ)TSsca，否則視為解擾錯(cuò)誤；將未加擾的音/視頻數(shù)據(jù)，加擾的音/視頻數(shù)據(jù)，提取模塊中獲得的TSsca以及PTS數(shù)據(jù)、PCR數(shù)據(jù)等其他數(shù)據(jù)送入交錯(cuò)復(fù)用模塊；本模塊依據(jù)不同的設(shè)定，從上述的不同輸入中選擇需要復(fù)用至輸出TS流的數(shù)據(jù)；對(duì)于視頻數(shù)據(jù)，交錯(cuò)復(fù)用算法包括以下步驟頻數(shù)據(jù)，定位SH數(shù)據(jù)起始位置，以SH起始位置為分割點(diǎn)，將分割點(diǎn)之前的視頻數(shù)據(jù)復(fù)用為整數(shù)個(gè)TS數(shù)據(jù)包，記錄最后一個(gè)TS包為T(mén)Ssq ； 在未加擾視頻數(shù)據(jù)的SH后查詢下一語(yǔ)法同步碼NS，濾除SH數(shù)據(jù)起始點(diǎn)到下一語(yǔ)法同步碼NS之間的視頻數(shù)據(jù)；在TSsq數(shù)據(jù)包關(guān)鍵數(shù)據(jù)提取后插入對(duì)應(yīng)的TSsca，TS包的頭部4個(gè)字節(jié)由交錯(cuò)復(fù)用模塊產(chǎn)生，剩余184個(gè)字節(jié)根據(jù)不同關(guān)鍵數(shù)據(jù)的長(zhǎng)度進(jìn)行確定；如果SH共有10字節(jié) 138字節(jié)，由一個(gè)TS包承載；如果SH為132字節(jié)，則該加擾包的有效負(fù)荷即為132字節(jié)，剩余的字節(jié)全部置為Oxff。
5.如權(quán)利要求1所述的基于加擾/解擾數(shù)據(jù)交錯(cuò)的視頻加擾系統(tǒng)，其特征在于，所述視頻數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)碼處理模塊/音頻數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)碼處理模塊中分別可以處理的音頻/視頻數(shù)據(jù)符合不同的編碼標(biāo)準(zhǔn)，視頻至少包括MPEG-2，MPEG-4, H. 264 / AVC, H. 264 SVC, H. 264 MVC 以及AVS等各種視頻編碼標(biāo)準(zhǔn)；音頻至少包括MPEG-2，AAC, dobIy AC-3。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種基于加擾／解擾數(shù)據(jù)交錯(cuò)的視頻加擾系統(tǒng)，該系統(tǒng)輸入加擾的符合MPEG標(biāo)準(zhǔn)的TS碼流；輸出基于加擾／解擾數(shù)據(jù)交錯(cuò)處理的加擾的符合MPEG標(biāo)準(zhǔn)的TS碼流，包括CA解擾器、加擾流∕解擾流同步處理模塊、第一、第二MPEG系統(tǒng)層解復(fù)用模塊、加擾流∕解擾流同步處理模塊；視頻數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)碼處理模塊和音頻數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)碼處理模塊以及基于加∕解擾數(shù)據(jù)包交錯(cuò)的MPEG系統(tǒng)層解復(fù)用模塊。本發(fā)明不需再次構(gòu)建CAS系統(tǒng)，即可完成解擾碼流的再次處理；解決數(shù)字電視系統(tǒng)等多媒體系統(tǒng)實(shí)用中的難題，降低系統(tǒng)成本，提高我國(guó)在此技術(shù)領(lǐng)域的國(guó)際領(lǐng)先性；所處理的音頻∕視頻數(shù)據(jù)符合不同編碼標(biāo)準(zhǔn)，視頻至少包括MPEG-2，MPEG-4，H.264∕AVC，H.264SVC，H.264MVC以及AVS；音頻至少包括MPEG-2，AAC，doblyAC-3等不同標(biāo)準(zhǔn)。
文檔編號(hào)H04N21/242GK102238418SQ20111018356
公開(kāi)日2011年11月9日 申請(qǐng)日期2011年7月1日 優(yōu)先權(quán)日2011年7月1日
發(fā)明者劉昱, 李秀清, 段繼忠, 汪少初, 潘榕, 程相昱 申請(qǐng)人:昆明億尚科技有限公司