专利名称：数字电视节目的录制、回放方法与系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种数字电视节目的录制、回放方法与系统，尤其涉及一种防止 数字电视节目在不经许可的进行复制的录制、回放方法与系统。
背景技术：
随着数字电视领域的迅猛发展，相关的技术层出不穷。图1示出了现有的数 字电视广播系统的结构，如图1所示，该系统包括头端(也称前端)和终端(也称
接受端)两部分。头端子系统主要包括顺序连接的MPEG编码器10、加扰机ll、 IP 数据流复用器13、 QAM解调器14，这些器件均集成在机箱中。信号源部分包括多 套PAL节目，均通过MPEG编码器10进行视频压缩编码处理，成为IP方式的MPEG 视频流(常见的如MPEG-1、 MPEG-2、或MPEG-4等)；然后将IP方式的MPEG视频 流传送至加扰机11通过管理系统12根据控制字(CW)以例如是DES方式进行加密； 然后将加密后的IP方式的MPEG视频流传送至IP数据流复用器13把IP方式的MPEG 视频流打成TS (传输流)数据流传送至QAM解调器14;再通过QAM解调器14将数 字信号调制为射频信号在HFC网络15中传输。HFC网络15是由同轴光纤和同轴电 缆以及光发射机、光接收机、放大器、分支分配器、用户盒等组成的单向或双向有 线电视网络。
终端子系统包括顺序连接的调谐器16、 QAM解调器17 、 TS数据流解复用器18、 解调机19、 MPEG解码器20以及显示终端(例如电视机)21，这些器件均集成在机 顶盒中。调谐器16从HFC网络15接收到高频信号，输出为中频信号；然后送至 QAM解调器17将中频信号解调还原为数字信号，同时去除RS编码，再将TS数据 流传送至TS数据流解复用器18; TS数据流解复用器18把已打成TS数据流的IP MPEG数据流解调成IP方式的MPEG视频流，同时TS数据流解复用器18还负责将 控制字解出来，然后将IP方式的MPEG视频流传送至解扰机19;解扰机19将已加 扰的信号解成MPEG信号；解扰后的MPEG视频流进入MPEG解码器20，解压缩后的信号为普通音频和^L频信号；最后将音频和^见频信号直接送电视4几2 0收看。
数字电视往往还具备录制回放的功能，用户可以将电视节目以文件形式录制 在机顶盒的存储设备(例如硬盘等)中，以供将来使用回放系统播放录制的文件。 现有的录制数字电视节目的方法一般不使用加密手段或者使用简单的加密，常见的
有如下几种零加密、简单的设置访问权限密码以及如图2所示的录制方法。请参 见图2A， TS流(传输流)解复用成为TS包形式的音频流和视频流，并经由录制緩 冲器以预设的文件格式存入存储设备，判断该TS流是否在头端加扰过，如果是加 扰过的TS流(例如是一些免费电视节目的TS流)，则通过CA (条件接收系统) 系统提取控制字(CW)，并存储在存储设备中。请参见图2B,与之相应的回放过 程为首先将存储的文件转换为传输包形式的音频流和视频流，然后判断TS流是 否在头端已经过加扰，如果未加扰，则进行音频/视频緩沖处理，如果已加扰，则 必须在緩沖处理前根据控制字进行解扰处理；最后MPEG解码成音频/视频流供电 视机回放。
采用上述的方法录制和回放，若录制的TS流是解扰后的流，则播放时只要是 具有解复用和MPEG解码器的软件或设备就可以回放，不需要再解扰。若录制的 TS流是解扰前的流和密码，播放时只要是具有解复用、DVB解扰器功能和MPEG 解码器的软件或设备就能回放。因此，录制流和其他设备没有关联性，加密简单数 据易被复制利用。
发明内容
本发明的目的在于解决上述问题，提供了一种数字电视节目的录制、回放方 法与系统，可以有效地防止加密数字电视节目不被控制的复制传播。
本发明的技术方案为 一种数字电视节目的录制方法，将头端传送来的传输 流加密存储在机顶盒的存储设备上，所述录制方法包括
将传输流解复用成传输包形式的音频流和视频流，并暂存在录制緩冲器中；
判断该传输流是否已在头端加扰，如果该传输流是不加扰的，则将终端设备 的序列号经预设的私有加密算法加密后，形成加密数据；如果该传输流是加扰的， 则先在解复用过程中通过条件接收系统提取控制字，将该控制字和终端设备的序列 号一起经预设的私有加密算法加密后，形成加密数据； 将加密数据同录制緩冲器中的音频流和视频流一 同以预设的数据文件格式交 叉写入在存储设备中。
上述的数字电视节目的录制方法，其中，所述终端设备的序列号包括智能卡 序列号和机顶盒序列号。
另一方面，本发明还提供一种数字电视节目的回放方法，将机顶盒的存储设 备中的数据文件处理成音频流和视频流，在终端显示设备中回放，所述方法包括
从数据文件中提取出传输包形式的音频流和视频流以及加密数据；
将加密数据进行解密，解密出的终端设备序列号与当前回放系统中的终端设 备序列号比较，如果不一致则停止回放；
判断该传输流是否已在头端加扰，如果该传输流是未加扰的，则经音频/视频 緩冲、音频/视频解码后成为音频/视频流在终端显示设备中回放；如果该传输流是 加扰的，则先根据解密出的控制字进行解扰，再经音频/视频緩冲、音频/视频解码 后成为音频/视频流在终端显示设备中回放。
上述的数字电视节目的回放方法，其中，所述终端设备的序列号包括智能卡 序列号和机顶盒序列号。
另一方面，本发明还提供了一种数字电视节目的录制回放方法，包括
一录制过程，包括
将传输流解复用成传输包形式的音频流和视频流，并暂存在录制緩冲器
中；
判断该传输流是否已在头端加扰，如果该传输流是不加扰的，则将终端 设备的序列号经预设的私有加密算法加密后，形成加密数据；如果该传输流是加扰 的，则先在解复用过程中通过条件接收系统提取控制字，将该控制字和终端设备的 序列号一起经预设的私有加密算法加密后，形成加密数据；
将加密数据同录制緩冲器中的音频流和视频流一同以预设的数据文件格 式交叉写入在存储设备中； 一回》t过程，包括
从数据文件中提取出传输包形式的音频流和视频流以及加密数据；
将加密数据进行解密，解密出的终端设备序列号与当前回放系统中的终 端设备序列号比较，如果不一致则停止回放；
判断该传输流是否已在头端加扰，如果该传输流是未加扰的，则经音频/ 视频緩冲、音频/视频解码后成为音频/视频流在终端显示设备中回放；如果该传输 流是加扰的，则先根据解密出的控制字进行解扰，再经音频/视频緩沖、音频/视频 解码后成为音频/视频流在终端显示设备中回放。
上述的数字电视节目的录制回放方法，其中，所述终端设备序列号包括智能卡 序列号和机顶盒序列号。
另一方面，本发明还提供一种数字电视节目的录制装置，包括 解复用模块，将传输流解复用成传输包形式的音频流和视频流； 音频视频流录制緩冲器，暂存该解复用模块传送来的传输包形式的音频流和视 频流；
终端设备序列号读取接口，读取终端设备的序列号；
私有加密模块，对头端已加扰的传输包形式的音频流和视频流，提取控制字， 接收该终端设备序列号读取接口传送来的终端设备的序列号，以预设的私有加密算 法形成一加密数据；
交叉写数据模块，接收该音频视频流录制緩沖器暂存的传输包形式的音频流和 视频流以及该私有加密模块的加密数据，以预设的文件格式交叉写入以形成一数据 文件；
存储设备，存储该交叉写数据模块传送来的数据文件。 另一方面，本发明还提供一种数字电视节目的回放装置，包括 存储设备，存储数字电视节目的数据文件；
解密模块，读取该存储设备上的数据文件，解密出其中的终端设备序列号或者 终端设备序列号和控制字；
终端设备序列号读取接口，读取终端设备的序列号；
设备检验模块，检查该解密模块输出的终端设备序列号和该读取接口读出的终 端设备序列号是否一致；
解扰器模块，根据该控制字对已于头端加扰的传输包形式的音频流和视频流进 行解扰处理；
音频视频流播放緩沖器，暂存该解扰器模块输出的传输包形式的音频流和视频 流以及未在头端加扰的传输包形式的音频流和视频流；
解码器，4妄收该音频;观频流插^t纟爰沖器暂存的传i输包形式的音频流和纟见频流，
转换为可直接播放的音频和视频流；
显示设备，接收并播放该解码器的音频和视频流。
另一方面，本发明提供一种数字电视节目的录制回放装置，包括
解复用模块，将传输流解复用成传输包形式的音频流和视频流；
音频视频流录制緩冲器，暂存该解复用模块传送来的传输包形式的音频流和视
频流；
录制终端设备序列号读取接口 ，读取录制终端设备的序列号； 私有加密模块，对头端已加扰的传输包形式的音频流和视频流，提取控制字，
接收该录制终端设备序列号读取接口传送来的终端设备的序列号，以预设的私有加
密算法形成一加密数据；
交叉写数据模块，接收该音频视频流录制緩沖器暂存的传输包形式的音频流和
视频流以及该私有加密模块的加密数据，以预设的文件格式交叉写入以形成一数据
文件；
存储设备，存储该交叉写数据模块传送来的数据文件；
解密模块，读取该存储设备上的数据文件，解密出其中的终端设备序列号或者 终端设备序列号和控制字；
回放终端设备序列号读取接口 ，读取回放终端设备的序列号；
设备检验模块，检查该解密模块输出的终端设备序列号和该读取接口读出的终 端设备序列号是否一致；
解扰器模块，根据该控制字对已于头端加扰的传输包形式的音频流和视频流进 行解扰处理；
音频视频流播放緩冲器，暂存该解扰器模块输出的传输包形式的音频流和视频 流以及未在头端加扰的传输包形式的音频流和视频流；
解码器，接收该音频视频流播放緩沖器暂存的传输包形式的音频流和视频流， 转换为可直接播放的音频和视频流；
显示设备，接收并播放该解码器的音频和视频流。 上述的录制回放装置，其中，所述终端设备序列号包括智能卡序列号和机顶 盒序列号。
本发明对比现有技术有如下的有益效果本发明对加扰流的控制字进行加密， 回放时需先解密控制字，被复制也无法播放，对TS流文件进行有效安全保护。本 发明还利用现有资源智能卡(ICC)序列号和机顶盒(STB)序列号进行加密后存入 硬盘，将它们作为播放流的外部依赖关系，保证TS流只能在匹配时才能播放，有 效减少流的传播的可能性。
图1是现有技术的数字电视广播系统的系统结构图。
图2A是现有技术的数字电视节目的录制方法的流程图。
图2B是现有技术的数字电视节目的回放方法的流程图。
图3A是本发明的数字电视节目的录制方法的较佳实施例的示意图。
图3B是本发明的数字电视节目的回放方法的较佳实施例的示意图。
图4A是本发明的录制装置的较佳实施例的框图。
图4B是本发明的回放装置的较佳实施例的框图。
图4C是本发明的录制回放系统的较佳实施例的框图。
具体实施例方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步的描述。
图3A示出了本发明的数字电视节目录制方法的一个较佳实施例。请参见图 3A,下面是对该方法中各步骤的详细描述。
步骤Sll:将TS流解复用成TS包形式的音频流和视频流并暂存在录制缓冲器 中。这里的TS包形式的音频流和视频流主要有两种形式 一种未在头端加扰过， 是针对免费节目的；另一种已经在头端加扰过，是针对收费节目的。
步骤S12:判断该TS流是否在头端加扰过。若加扰过则转入步骤S13，否则 转入步骤S15。
步骤Sl 3:通过CA系统提取控制字。
步骤S14:将控制字连同智能卡序列号、机顶盒序列号一起经私有加密算法形 成一个加密数据。
步骤SI5:智能卡序列号和4几顶盒序列号一起经私有加密算法形成一个加密凄t据。
步骤S16:将录制缓冲器中的流和加密数据以预设的文件格式交叉写入存储设 备中。
由于智能卡序列号和机顶盒序列号以及控制字都经过了加密处理，因此当用 户使用未经授权的播放设备播放文件时，会因为无法获知原始的控制字和智能卡序 列号、机顶盒序列号而无法解析出音频流和视频流。
图4A示出了本发明的数字电视节目的录制装置。请参见图4A，录制装置包括 解复用模块41、 V/A (视频/音频)流緩冲器42、私有加密模块43、智能卡序列号 &机顶盒序列号读取接口 4 4 、交叉写数据模块4 5以及存储设备4 6 。
录制装置的工作原理如下解复用模块41接收头端通过网络发送来的TS流， 解复用成传输包形式的音频流和视频流并暂存在音频视频录制緩冲器42。这种音 频流和视频流根据电视节目的种类分为两种针对免费电视节目是未在头端加扰的 TS流，针对收费电视节目的是在头端加扰的TS流。同时，解复用模块41解析出 控制字传送至私有加密模块43。智能卡序列号&机顶盒序列号读取接口 44读取终 端设备的智能卡序列号和机顶盒序列号并传送至私有加密模块43。私有加密模块 43以预设的加密算法将序列号和控制字加密成加密数据并传送至交叉写数据模块 45。交叉写数据模块45也接收音频视频录制緩冲器42传送而来的传输包形式的音 频流和视频流，和加密数据以预设的文件存储格式写成数据文件，并存储在存储设 备46中。
图3B示出了本发明的数字电视节目回放方法的一个较佳实施例的流程。请参 见图3B,下面是对该方法中各步骤的详细描述。
步骤S21:从存储设备的数据文件中提取出传输包形式的音频流和视频流以及 加密数据。
步骤S22:根据预设的私有加密算法将加密数据进行解密。
步骤S23:比较解密出的终端设备序列号与当前回放系统中的终端设备序列
号，如果一致则进入下一步，否则停止回放，流程结束。这里的终端设备序列号包
括智能卡序列号和机顶盒序列号。
步骤S24:判断该传输流是否已在头端加扰。若是则进入步骤S25,否则进入步骤S26。
步骤S25:根据解密出的控制字进行解扰。 步骤S26:音频/纟见频緩冲处理。 步骤S27:音频A见频解码处理。
由上述步骤可以看出，回放时需要先对控制字和智能卡序列号、机顶盒序列 号进行正确的解密，解密正确后进行播放设备的检测，只有播放设备和硬盘保存数 据相符才能正确播放。
图4B示出了本发明的数字电视节目的回放装置。请参见图4B，回放装置包括 音频视频流播放緩冲器51、解码器52、显示设备53、解扰器模块54、设备检验模 块55、解密模块56、存储设备57以及终端设备。
回放装置的工作原理如下存储设备57存储数字电视节目的数据文件，解密 模块56读取存储设备57上的数据文件，解密出其中的终端设备序列号(例如智能 卡序列号和机顶盒序列号)和控制字。智能卡序列号&机顶盒序列号读取接口 58 读取回放装置中的智能卡序列号和机顶盒序列号，并传送至设备检验模块55。设 备检验模块55比较解密模块56和读取接口 58送来的序列号。若两者一致，则加 扰的传输包形式的音频视频流经由设备检验模块55传送至解扰器模块54。解扰器 模块54对其作解扰处理后传送至音频视频流播放緩沖器51。未加扰的传输包形式 的音频视频流经由设备检验模块55直接传送至音频视频流播放緩冲器51。然后经 解码器52解码后通过显示设备53显示最终的电视节目图像。
本发明的另一实施例是数字电视节目的录制回放方法，先进行如图3A所示的 录制方法，再进行如图3B所示的回放方法，在此不再赘述。
对应的，图4C示出了本发明的数字电视节目的录制回放装置的实施例。请参 见图4C所示，录制回放装置包括解复用模块601、音频视频录制緩沖器602、私有 加密模块603、录制的智能卡序列号&机顶盒序列号读取接口 604、交叉写数据模块 605、存储设备606、设备检验模块607、解密模块608、解扰器模块609、音频视 频流播放緩冲器610、解码器611、显示设备612以及回放的智能卡序列号&机顶盒 序列号读取接口 613。
录制回放装置的工作原理实质上是使用录制部分的模块进行录制，同图4A所 示的实施例，使用回放部分的模块进行回放，同图4B所示的实施例。因此工作原
理在此不再赘述。
上述实施例是提供给本领域普通技术人员来实现或使用本发明的，本领域普 通技术人员可在不脱离本发明的发明思想的情况下，对上述实施例做出种种修改或 变化，因而本发明的保护范围并不被上述实施例所限，而应该是符合权利要求书提 到的创新性特征的最大范围。
权利要求
1一种数字电视节目的录制方法，将头端传送来的传输流加密存储在机顶盒的存储设备上，所述录制方法包括将传输流解复用成传输包形式的音频流和视频流，并暂存在录制缓冲器中；判断该传输流是否已在头端加扰，如果该传输流是不加扰的，则将终端设备的序列号经预设的私有加密算法加密后，形成加密数据；如果该传输流是加扰的，则先在解复用过程中通过条件接收系统提取控制字，将该控制字和终端设备的序列号一起经预设的私有加密算法加密后，形成加密数据；将加密数据同录制缓冲器中的音频流和视频流一同以预设的数据文件格式交叉写入在存储设备中。
2、根据权利要求1所述的数字电视节目的录制方法，其特征在于，所述终端 设备的序列号包括智能卡序列号和机顶盒序列号。
3、 —种数字电视节目的回放方法，将机顶盒的存储设备中的数据文件处理成 音频流和视频流，在终端显示设备中回放，所述方法包括从数据文件中提取出传输包形式的音频流和视频流以及加密数据；将加密数据进行解密，解密出的终端设备序列号与当前回放系统中的终端设 备序列号比较，如果不一致则停止回放；判断该传输流是否已在头端加扰，如果该传输流是未加扰的，则经音频/视频 緩沖、音频/视频解码后成为音频/视频流在终端显示设备中回放；如果该传输流是 加扰的，则先根据解密出的控制字进行解扰，再经音频W见频緩冲、音频/视频解码 后成为音频/视频流在终端显示设备中回放。
4、根据权利要求2所述的数字电视节目的回放方法，其特征在于，所述终端 设备的序列号包括智能卡序列号和机顶盒序列号。
5、 —种数字电视节目的录制回放方法，包括一录制过考呈，包4舌将传输流解复用成传输包形式的音频流和视频流，并暂存在录制緩沖器中；判断该传输流是否已在头端加扰，如果该传输流是不加扰的，则将终端设备的序列号经预设的私有加密算法加密后，形成加密数据；如果该传输流是加扰的，则先在解复用过程中通过条件接收系统提取控制字，将该控制字和终端设备的序列号一起经预设的私有加密算法加密后，形成加密数据；将加密数据同录制緩冲器中的音频流和视频流一同以预设的数据文件格 式交叉写入在存储设备中； 一回方t过程，包括从数据文件中提取出传输包形式的音频流和视频流以及加密数据；将加密数据进行解密，解密出的终端设备序列号与当前回放系统中的终 端设备序列号比较，如果不一致则停止回放；判断该传输流是否已在头端加扰，如果该传输流是未加扰的，则经音频/ 视频緩冲、音频/视频解码后成为音频/视频流在终端显示设备中回放；如果该传输 流是加扰的，则先根据解密出的控制字进行解扰，再经音频/视频緩冲、音频/视频 解码后成为音频/视频流在终端显示设备中回放。
6、根据权利要求5所述的数字电视节目的录制回放方法，其特征在于，所述 终端设备序列号包括智能卡序列号和机顶盒序列号。
7、 —种数字电视节目的录制装置，包括 解复用模块，将传输流解复用成传输包形式的音频流和视频流； 音频视频流录制緩冲器，暂存该解复用模块传送来的传输包形式的音频流和视 频流；终端设备序列号读取接口 ，读取终端设备的序列号；私有加密模块，对头端已加扰的传输包形式的音频流和视频流，提取控制字， 接收该终端设备序列号读取接口传送来的终端设备的序列号，以预设的私有加密算 法形成一加密数据；交叉写数据模块，接收该音频视频流录制緩沖器暂存的传输包形式的音频流和 视频流以及该私有加密模块的加密数据，以预设的文件格式交叉写入以形成一数据文件；存储设备，存储该交叉写数据模块传送来的数据文件。
8、 —种数字电视节目的回放装置，包括 存储设备，存储数字电视节目的数据文件；解密模块，读取该存储设备上的数据文件，解密出其中的终端设备序列号或者 终端设备序列号和控制字；终端设备序列号读取接口 ，读取终端设备的序列号；设备检验模块，检查该解密模块输出的终端设备序列号和该读取接口读出的终 端设备序列号是否一致；解扰器模块，根据该控制字对已于头端加扰的传输包形式的音频流和视频流进 行解扰处理；音频视频流播放緩冲器，暂存该解扰器模块输出的传输包形式的音频流和视频 流以及未在头端加纟尤的传|#包形式的音频流和一见频流；解码器，接收该音频视频流播放緩冲器暂存的传输包形式的音频流和视频流， 转换为可直接播放的音频和视频流；显示设备，接收并播放该解码器的音频和视频流。
9、 一种数字电视节目的录制回放装置，包括解复用模块，将传输流解复用成传输包形式的音频流和视频流； 音频视频流录制緩沖器，暂存该解复用模块传送来的传输包形式的音频流和视 频流；录制终端设备序列号读取接口 ，读取录制终端设备的序列号； 私有加密模块，对头端已加扰的传输包形式的音频流和视频流，提取控制字，接收该录制终端设备序列号读取接口传送来的终端设备的序列号，以预设的私有加密算法形成一加密数据；交叉写数据模块，接收该音频视频流录制緩冲器暂存的传输包形式的音频流和 视频流以及该私有加密才莫块的加密数据，以预设的文件才各式交叉写入以形成一数据文件；存储设备，存储该交叉写数据模块传送来的数据文件；解密模块，读取该存储设备上的数据文件，解密出其中的终端设备序列号或者终端设备序列号和控制字；回放终端设备序列号读取接口 ，读取回放终端设备的序列号；设备检验模块，检查该解密模块输出的终端设备序列号和该读取接口读出的终端设备序列号是否一致；解扰器模块，根据该控制字对已于头端加扰的传输包形式的音频流和视频流进行解扰处理；音频视频流播放緩沖器，暂存该解扰器模块输出的传输包形式的音频流和视频 流以及未在头端加4尤的传丰lr包形式的音频流和一见频流；解码器，接收该音频视频流播放緩冲器暂存的传输包形式的音频流和视频流， 转换为可直接播放的音频和视频流；显示设备，接收并播放该解码器的音频和视频流。
10、根据权利要求9所述的录制回放装置，其特征在于，所述终端设备序列号 包括智能卡序列号和机顶盒序列号。
全文摘要
本发明公开了一种数字电视节目的录制、回放方法与系统，可以有效地防止加密数字电视节目不被控制的复制传播。其技术方案为本发明对加扰流的控制字进行加密，回放时需先解密控制字，被复制也无法播放，对TS流文件进行有效安全保护。本发明还利用现有资源智能卡(ICC)序列号和机顶盒(STB)序列号进行加密后存入硬盘，将它们作为播放流的外部依赖关系，保证TS流只能在匹配时才能播放，有效减少流的传播的可能性。本发明应用于数字电视节目的录制回放领域。
文档编号H04N5/913GK101197987SQ20061011932
公开日2008年6月11日 申请日期2006年12月8日 优先权日2006年12月8日
发明者顾亚平 申请人:上海全景数字技术有限公司