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WO2004062292A1 - Methode et appareil de transmition securisee d’images code jpeg - Google Patents

Methode et appareil de transmition securisee d’images code jpeg Download PDF

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Publication number
WO2004062292A1
WO2004062292A1 PCT/FR2003/050194 FR0350194W WO2004062292A1 WO 2004062292 A1 WO2004062292 A1 WO 2004062292A1 FR 0350194 W FR0350194 W FR 0350194W WO 2004062292 A1 WO2004062292 A1 WO 2004062292A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
image
equipment
modified
content
coefficients
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
PCT/FR2003/050194
Other languages
English (en)
Inventor
Daniel Lecomte
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Medialive SA
Original Assignee
Medialive SA
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Medialive SA filed Critical Medialive SA
Priority to EP03810005A priority Critical patent/EP1593268A1/fr
Priority to AU2003302193A priority patent/AU2003302193A1/en
Publication of WO2004062292A1 publication Critical patent/WO2004062292A1/fr
Priority to US11/166,424 priority patent/US7221802B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Ceased legal-status Critical Current

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Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N19/00—Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals
    • H04N19/85—Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals using pre-processing or post-processing specially adapted for video compression
    • H04N19/88—Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals using pre-processing or post-processing specially adapted for video compression involving rearrangement of data among different coding units, e.g. shuffling, interleaving, scrambling or permutation of pixel data or permutation of transform coefficient data among different blocks
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N19/00—Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals
    • H04N19/60—Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals using transform coding

Definitions

  • the present invention relates to the processing, broadcasting, recording and secure visualization of digital still images, or more generally any file using a nominal format of JPEG type, by authorized users and proposes a secure system for the processing, broadcasting, delivery, recording, private copying and viewing of visual content.
  • the general problem is to provide a device capable of securely transmitting a set of high quality still images to a live JPEG format to a display device and / or to be recorded on the hard disk. a box connecting the remote transmission network to the display device, while preserving the visual quality but avoiding any fraudulent use such as the possibility of making pirated copies of still images recorded on the hard disk of the set-top box.
  • the invention also allows full control over the use of copies and the rights of the works broadcast.
  • the European patent application EP0920209 relates to a method of video scrambling in the MPEG-2 format, the video data being composed of at least one block of at least one image coded in Intra (I) mode and comprising data (AC, DC) determined by a discrete cosine transformation (DCT) and comprising for each block, a first DC coefficient representing the average intensity of the pixels of the block and AC coefficients representing the intensity variations between the pixels of the block.
  • the video scrambling is performed by an internal permutation step in at least one block, according to a permutation row (R), AC coefficients representing the intensity variations between the pixels of the block. .
  • This application of the existing art can be applied to JPEG type images whose structure is similar to that of Intra mode images of a PEG-2 stream.
  • This document of the prior art concerns the AC coefficients and the R-rank permutation function applied to them and also the DC coefficients recalculated using a command C.
  • this prior art represents a conventional encryption solution.
  • this known invention only allows the scrambling and descrambling of an MPEG-2 stream without a method of securing the dissemination of its data for the reconstitution of the original stream.
  • Document EP1011269 also discloses a system for processing an information signal, comprising a scrambling system of the information signal and at least one scrambling information signal descrambling system.
  • the scrambling system comprises means for analyzing the entropic distribution of the information signal, means for scrambling the information signal according to its entropy distribution to form a scrambled information signal having the same entropy distribution as the clear information signal and means for compressing the scrambled information signal.
  • the descrambling system comprises means for decompressing the scrambled signal and means for descrambling the scrambled signal to form the clear information signal.
  • This document of the prior art describes a secure distribution system of a signal in which the descrambling of the stream requires the scrambled flow and additional information to descramble the flow.
  • said additional information is stored encrypted on the hard disk of the user wishing to use the signal.
  • a malicious user and having appropriate computer means can decrypt said additional information and use the clear information signal without the agreement of the owner of this signal.
  • this known system relies solely on the entropy distribution of the signal to scramble it and the scrambling is performed prior to compression and quantification. Equalization is applied to minimize losses, this prior art describes how to limit the degradation provided by this process, however without guaranteeing the absence of damage; this process is not without losses.
  • the method finally represents a conventional encryption and scrambling solution, all the initial information is present in the protected stream. Therefore, the goal of preserving the high visual quality of a lossless process and ensuring high security of the visual content and data for their reconstruction is not achieved by this prior art.
  • the invention relates, in its most general sense, to a method for distributing fixed digital images in a nominal format, each image being decomposed into blocks and macroblocks that depend on each other by coefficients of correlation, and where, prior to transmission to the client equipment, a content analysis is carried out to generate a main content in nominal format corresponding to the fixed image modified by the substitution of certain correlation coefficients by coefficients of same nature but random, and a complementary digital information of any format, including substituted correlation coefficients and digital information able to allow the reconstruction of said modified image, then to transmit separately, the main content modified in real time or in deferred time and additional digital information in real time el at the time of visualization from the server to the destination equipment, and in that the destination equipment is computed with a summary of a content at the destination nominal format according to said modified main content and said additional information.
  • the nominal format is defined by the JPEG standard.
  • said synthesis produces an image strictly identical to the original image, that is to say that the process is lossless.
  • said analysis determines the correlation coefficients to be modified to obtain said main content modified by inversion of two correlation coefficients, or replacement of the correlation coefficients of a fixed image by random values.
  • said synthesis is authorized for consultation of a private copy requested by the client.
  • the transmission of said modified main content is performed through a physically distributed hardware medium such as a CD-ROM, a DVD, a hard disk or a flash memory type memory card for example.
  • the transmission of said modified main content is performed through a broadband network (cable, satellite, optical fiber, radio, DSL, DAB).
  • a broadband network (cable, satellite, optical fiber, radio, DSL, DAB).
  • the transmission of said complementary information is carried out through a wired network, through a switched telephone network (analog or digital RTC), through a mobile telephone network using the GSM, GPRS or UMTS standards. , through a BLR network (radio local loop) or through a DSL type network.
  • the transmission of said complementary information is carried out through a broadband network of the same type as the network used by said main content, or even through the same network.
  • the transmission of said complementary information is carried out by means of a flash memory type memory card or by means of a smart card.
  • the two generated parts can be intended for a single equipment, a group of equipment or all equipment.
  • Reconstruction may also be allowed for viewing a private copy of the still image requested by the client.
  • the fact that the reconstruction is conditioned to the authorization of the portal allows any operator of the service to manage all rights attached to still images and visual works.
  • the invention also relates to an equipment for the manufacture of a visual content for the implementation of the method described above, comprising at least one media server containing the original images and characterized in that it comprises an analysis device of the image from said server to generate the two parts.
  • this equipment includes a memory for the recording of a "private copy" marker indicating for each still image the rights of each user: private copy can be viewed a number unlimited times, private copying that can be viewed a limited number of times and which number, private copy prohibited.
  • the invention relates to equipment for operating a visual content for the implementation of the method described above, comprising a standard content decoder, at least one recording interface.
  • said means is a software application installed on the equipment.
  • said means is a fixed electronic device.
  • said means is a portable (mobile) electronic device with its built-in screen.
  • said means uses a resource specific to the product (card) to avoid copying the temporary information of said complementary information on a permanent support.
  • said recording interface also stores a "private copy" marker in relation to said modified main content indicating for this image the rights of the user: private copy can be viewed an unlimited number of times, private copy can be viewed one limited number of times and which number, private copy prohibited.
  • the equipment comprises a smart card reader for identifying the user.
  • the equipment comprises a smart card reader, the smart card containing the software applications.
  • the equipment comprises a smart card reader, the smart card containing the data of said complementary information for a given content.
  • the invention relates to a system for transmitting a digital image comprising a digital image production equipment, at least one digital image operating equipment and at least one communication network between the equipment. production equipment and equipment (s).
  • FIG. 1 describes the overall architecture of a system for implementing the method according to the invention
  • FIG. 2 represents a particular embodiment of the JPEG content analysis and synthesis system according to the invention
  • FIG. 3 represents a particular embodiment of the content synthesis system according to FIG.
  • the invention relates to a set of data of a nominal format, including but not limited to a JPEG file.
  • the file format used must have the following characteristics: The image corresponding to the file is broken down into macroblocks of a given size, said macroblocks breaking down themselves into blocks of a given size;
  • the image contains correlation coefficients between the different blocks and / or macroblocks.
  • the general principle of a method of securing the transmission of still images is explained below.
  • the goal is to allow on-demand and on-demand still image viewing services across all broadcast networks and local recording in the user's digital set-top box.
  • the solution consists in permanently keeping outside the user's home, in fact in the broadcasting and transmission network, part of the recorded visual content, this part being essential for viewing said content on a device of the user. display as a monitor or a television screen, but being of a very small volume compared to the total volume of the digital visual content recorded in the user.
  • the missing part will be transmitted via the transmission broadcast network at the time of viewing of said digital visual content prerecorded at the user.
  • FIG. 1 is a block diagram of a dispensing system according to the present invention.
  • FIG. 2 represents a particular embodiment of the content analysis and synthesis system according to the invention.
  • FIG. 3 represents a particular embodiment of the content synthesis system according to the invention.
  • the interfacing arrangement (8) is adapted to connect at least one display device, for example a monitor, a video projector or a television screen device (6), to at least one broadband broadcast and transmission network interface (4) and at least one telecommunication network interface (10).
  • this arrangement is composed of a module (8) mainly comprising, on the one hand, a processing unit adapted to process, in particular decode and descramble any JPEG-type image according to a software program for decoding and descrambling preloaded so as to display, store, store and / or send on a telecommunication network and, on the other hand, at least one screen interface (7) and an interface of connection to a local or wide area network (5) and / or (9).
  • the broadband transmission and broadcasting network (4) and the telecommunications network (10) can be merged into a single network.
  • the hard disk of the module (8) can be used as a buffer to temporarily store at least a portion of the visual content to be displayed, in case of delayed viewing or limitation in the bandwidth of the network of transmission.
  • the display may be delayed or delayed at the request of the user or the portal (12).
  • connection interface As shown in Figure 1, the connection interface
  • a broadband broadcast and transmission network (4) such as a modem, a satellite modem, a cable modem, a fiber optic line interface or a radio or infrared interface for wireless communication.
  • a JPEG image is thus modified while retaining the complementary information enabling the image to be reconstructed in the portal (12).
  • This additional information is determined by the coding of the image.
  • the first operation of a JPEG type encoding is the division of the image into blocks, of 8 pixels by 8 pixels for JPEG. Each block thus constitutes a set of integer values, each value being encoded on a certain number of bits. In the case of a grayscale JPEG image, there are 64 values each coded on 8 bits, ie 256 possible values, for each block. Values range from 0 (black) to 255 (white).
  • the second step of JPEG compression is the transition to the frequency domain.
  • the block composed of luminous intensity values is transformed into a block of the same size containing the spatial frequencies attached to these intensities.
  • the intensities are previously shifted to be centered around 0.
  • the new scale of intensities thus goes from -128 to +127.
  • the transformation performed is a discrete cosine transform ("DCT"), which organizes the frequencies in the block so that the low frequency components are located at the top left of the block.
  • the first component at the top left is the DC component of the block ("DC coefficient").
  • the difference between the coefficient DC of the processed block and the last coefficient DC of the same type encoded is coded in order to reduce the size taken by the code stream.
  • the third step is the quantization of the frequency values obtained by transformation in order to reduce the information necessary to transmit.
  • This quantification is adapted to the human visual system. For this, we define a quantization matrix of the same size as the frequency block. Each coefficient of the latter is quantized according to the corresponding value in the quantization matrix. Thus, if the value of the coefficient is 200 and the corresponding quantization step is 50, the quantized value will be 4 (ie 200 divided by 50). Since the human eye is less sensitive to information loss in high frequencies, quantization steps are increasing with frequency. This implies in particular that if the not is important for high frequencies, many of the quantized coefficients located will be 0.
  • This property is used for coding the quantized coefficients of each block, by encoding a block as a succession of zigzag ordered coefficients from the upper left corner.
  • the end of the sequence for this block will thus include many consecutive zeros, which makes it possible to optimize the coding.
  • variable length coding is a statistical coding technique that assigns code words to the values to be encoded. Short codewords are assigned to high occurrence frequency values, and long codewords to infrequent occurrence ones. On average, more frequent short codewords are in the majority, so the coded string is shorter than the original data. This type of coding is also called “entropy coding” or “Huffman coding”.
  • the color representation of each pixel comprises three components: a luminance component Y and two chrominance components, Cb and Cr.
  • the human visual system Since the human visual system (HVS) is the most sensitive to the resolution of the luminance component of an image, the Y pixel values are encoded at full resolution. The human visual system is less sensitive to chrominance information. Downsampling eliminates pixel values that are systematically based on position, which reduces the amount of information to be compressed by other techniques.
  • the standard maintains a set of chrominance pixels for each 2x2 neighborhood of luminance pixels. As a result, for a color image, the basic encoding unit of an image is the macroblock.
  • the macroblocks of the still image are coded successively, from left to right, and from top to bottom.
  • Each macroblock is composed of 6 8x8 blocks: four Y luminance blocks, one Cb chrominance block and one Cr chrominance block. It should be noted that the four luminance blocks cover the same area of the image as each of the chrominance blocks, due to the downsampling of the chrominance information, made to adapt the coding to the sensitivity of the human visual system.
  • the invention consists in using the correlation between the DC coefficients in an image, in order to be able to manipulate the appearance of the image in question.
  • the possibility of obtaining significant degradations of a JPEG-type still image without performing complicated manipulations is offered by the correlation between the DC coefficients in this image.
  • modifying the first coefficient implies modifications on all the values of the coefficients DC which depend on it.
  • the image is deeply modified. If we take the case of a color image, each macroblock of an image contains six blocks, each of which begins with a DC coefficient.
  • This method is optimal for the visual degradation of the JPEG image using the DC coefficients of the blocks, but it can also be applied to the AC coefficients. It is thus possible to modify some of these coefficients AC in a random manner, to transmit in said complementary information which coefficients have been modified and what is their true value and to reconstitute the original image with this information.
  • the sequence is developed using the DC coefficients, but it is agreed that all the following is applicable to the AC coefficients.
  • a conventional JPEG decoder When reading the bit stream of a still image, a conventional JPEG decoder identifies the beginning of the encoded image. To avoid confusion between a standard set-top box often called “Set Top Box or STB", the standard JPEG decoder will be called “Player” ("Player” or “Life er”) in the rest of the document. This reader can be made of hardware and / or software. The JPEG reader successively decodes each macroblock of the image. The image is rebuilt when all its macroblocks have been processed.
  • the features according to the invention are the correlation coefficients DC contained in the image.
  • the device according to the invention will intercalate false DC coefficients of the same nature as the DC coefficients removed and stored in the gate (12) so that the reader
  • the JPEG standard of the module (8) will not be disturbed by these modifications that it will ignore and will output a JPEG output image that will be visually incorrect for a human being but correctly JPEG format.
  • the JPEG Player on the Enclosure (8) is a Standard JPEG Player and is not in any way modified or affected by changes to the processed image.
  • the connection interface (9) is connected to an extended telecommunication network (10), directly or via a local network serving as an access network and consists, for example, of a line interface Subscriber (analog or digital telephone network, DSL, BLR, GSM, GPRS, UMTS, etc.).
  • a line interface Subscriber analog or digital telephone network, DSL, BLR, GSM, GPRS, UMTS, etc.
  • the visual content is transmitted in a conventional manner via the broadband transmission network (4) of wireless type, cable, satellite, digital terrestrial, DSL, etc. from the server (1) directly via the link (3bis) or via the gate (12) via the link (2) and (3) to the decoder module (8) through the link (5).
  • Each visual content thus broadcast can be encrypted or not, and in accordance with the present invention, the JPEG-type image includes modifications as described above. Depending on the parameters chosen by the user or information transmitted by the broadcast server, some visual content thus modified and incomplete are recorded in the hard disk of the housing (8).
  • the user When the user wishes to view an image thus recorded in the hard disk of its housing (8) it makes the request in a conventional manner by means of a remote control connected to its housing (8) which then automatically connects to the gate (12). ) via the link (9) type LAN or direct access and through the telecommunications network (10) itself connected to the portal (12) via the link (11).
  • the links (9) and (11) remain established and allow the housing (8) to receive the functions and the reordering parameters of the modified DC coefficients of the image.
  • the modified DC coefficients of the image thus transmitted are never recorded in the memory of the housing (8) because the reconstituted image is directly displayed on the display screen (6) via the link (7) after having been processed by the case reader (8) from its volatile local memory.
  • the modified and / or missing DC coefficients of the image just transmitted by the gate (12) are erased from the local volatile memory of the housing (8).
  • the housing (8) comprises a smart card reader that will allow the gate (12) to authenticate the user owning the housing (8).
  • the smart card contains said complementary information which has been memorized by the portal (12).
  • the smart card also allows the user to make private copies of the visual contents recorded on the hard disk of its set-top box (8).
  • the user wants to make a private copy of a visual content, he will do so in a conventional manner on a storage device via the link (7) which connects the box (8) to the display screen (6). ).
  • the link (7) which connects the box (8) to the display screen (6).
  • he wants to keep a private copy in the hard disk of his case he will indicate it to his case
  • the housing (8) which will record the "private copy” information as well as the details of the user on the smart card, in a particular field (84) of this video content recorded on the hard disk (85) of the set-top box (8). Then, whenever the user wants to view this private copy, the housing (8) will automatically connect to the portal (12) and indicate to the latter that the user wants to read his private copy; in return, if the reading of the private copy is possible for this user who has this smart card connected to this housing (8), the set-top box (8) will then receive the DC coefficients modified and / or missing the image and all other information for viewing the still image constituting the private copy.
  • the so-called private copy may allow the user to view the same visual content in an unlimited manner or a number of times determined in advance by the service provider who authorized this private copy.
  • the present invention also relates to the physical box (8) used by the consumer to access the data. This physical box is located at the user's home. It provides a set of features that manage the appropriate information to be presented according to audience selection and manages the connection and communication with the remote server.
  • the physical box corresponding to the interfacing arrangement (8) is designed as a fixed autonomous device with a local memory device, such as an integrated hard disk.
  • the physical box corresponding to the interfacing arrangement (8) is designed as a portable (mobile) autonomous device with integrated hard disk and / or disk player (CD, DVD, etc.).
  • the autonomous physical box (8) comprises a smart card reader.
  • the interfacing arrangement (8) is implemented as an additional card which will be installed in a PC-type computer and will be connected to at least one broadband transmission and broadcast network interface (4). ) and at least one telecommunication network interface (10).
  • This card will use the hard disk of the PC computer to record the main content, but will have its own computer and its own volatile memory so as not to leave the malicious PC user the means to access additional information as the modified DC coefficients of still images.
  • the multimedia servers (1) and / or (12) comprise means for encoding, transcoding and scrambling visual data, in particular means for adding cryptographic and security information to the visual contents.
  • the invention degrades the JPEG image from the visual point of view until it no longer allows the recognition of the objects represented and displayed without having access to the data and additional characteristics, but completely reconstitutes the JPEG image in the image. interfacing arrangement (8) without any loss.
  • the present invention will be better understood from the following description presenting the physical basis of the present invention and with reference to FIG. 2 of the appended drawing showing a preferred embodiment of the latter as a nonlimiting example of embodiment particularly well. suitable for cable and satellite networks.
  • the complete JPEG image (101) is analyzed by the analysis device (121) of the portal (12) and will thus be separated into two parts.
  • a first part (“main content”) is a JPEG image, but whose missing DC coefficients have been processed and which will be sent via the output (122) of the portal to the broadcast broadband transmission network (4).
  • the other part of the modified JPEG content (“additional information") will be stored in the buffer (123) of the portal (12).
  • the portal (12) will keep in a buffer (123) the changes that have been made to this JPEG content by the analyzer (121) portal (12).
  • the processing of the content may be different for each user (8) and / or for each user group (8).
  • the buffer (123) of the portal (12) comprises a different memory area for each user.
  • a JPEG-type image is modified; in the second example, the device (8) is portable (mobile).
  • the portal (121) has chosen the JPEG content (101) that it will have to send to the user (8) to be viewed on its viewing screen (6).
  • This user is connected to a digital broadcast cable network (4) and to an ADSL telecommunications network (10).
  • the analysis system (121) of the portal (12) will therefore read the incoming JPEG (101) content, in this case an image and it breaks it down into macroblocks (also into slices), then into blocks. This analysis allows him to recognize in the code the DC coefficients, and to substitute some of them by random values, in order to make the image illegible from the human visual point of view.
  • the true values of the DC coefficients are stored in the output buffer (123), which will later allow the reconstitution of the starting image in the housing (8), following the inverse scheme.
  • one out of two macroblocks has a block (DC coefficient) modified, while respecting the equality of the modification frequencies for the six blocks of a macroblock.
  • the new modified JPEG content is then stored in the output buffer (122) for broadcast on the broadcast network (4) through the link (3).
  • the DC coefficients substituted for the JPEG image are stored in the buffer (123) of the gate (12).
  • the modified JPEG output from the output buffer (122) of the portal (12) is broadcast over the broadband network (4) to one or more users (8).
  • Each authorized set-top box (8) which wishes to record this JPEG content thus modified can then read this JPEG content and save it in its local memory (85) such as for example its hard disk.
  • This recording initiative is left to the decoder (8) under the control of the portal (12).
  • the analysis system (121) had included in the JPEG content, additional data information that specified the recipients of the modified JPEG content.
  • the recipients can thus be a particular recipient (8) and only one, a group of recipients (8) or all the decoders (8) connected to the network (4).
  • the phase described above corresponds to the first phase of preparation of the JPEG content by the portal (12), its transmission via the broadband network (4) and its registration in a decoder (8).
  • This decoder can then display this JPEG content stored in its memory or hard disk (85).
  • the synthesis system (87) of the decoder (8) will read the JPEG file from its memory (85) and will send it to a classic JPEG reader (81). If no additional data is received by the synthesis system (87), then the JPEG content that reaches the reader (81) is processed and displayed as it is, which causes significant distortion of the display of the image on the viewing screen (6).
  • the modified image that is processed by the synthesis system (87) does not correspond to the original image, since some DC correlation coefficients have been substituted by random coefficients.
  • the recorded content is a JPEG content
  • the player (81) makes no difference and displays the information on the output screen.
  • the synthesis system (87) then establishes a link with the gate (12) via the telecommunications network (10) which is in our example a DSL link. Once this link is established, the synthesis system (87) sends the buffer (123) of the server (12) the substituted correlation coefficients and the data corresponding to the modified image of the content. stored in the memory (85). These correlation coefficients and position data arrive at the synthesis system (87) via the input buffer (86) and are temporarily stored in the volatile memory (88) of the synthesis system (87).
  • the synthesis system (87) reconstructs inverse to the analysis process described above, the image modified by the real image and sends the new JPEG image thus reconstituted to the reader (81) to be displayed correctly on the screen (6).
  • the correlation coefficients to be substituted and the data associated with this image are used to calculate the image to be displayed on the screen (6). Once this data has been used and the image is displayed on the screen (6), it is erased from the volatile memory (88).
  • the gate (12) has verified that the user of the box (8) was allowed to do it. For this, the portal (12) reads the information contained on the smart card (82) of the housing (8) and verifies that this user is authorized to view this visual content. It is only after this verification that the correlation coefficients and the associated data are sent from the buffer (123) to the box (8) corresponding to this user via the network (10). In the example made, the user has also made a private copy of his visual content. The synthesis system (87) has therefore written in part (84) of the memory (85) of the complementary data as well as the number of the smart card (82) and the "private copy" information as data associated with this visual content.
  • the synthesis system (87) will analyze this associated data and inform the portal (12) that the user of the decoder (8) reads the private copy. If this function is authorized for this user (8) by the portal (12), the correlation coefficients and the associated data will then be sent by the portal (12) to the buffer (86) as described above. Otherwise, the correlation coefficients and the associated data will not be sent and the user of the decoder (8) will not be able to view the reconstituted JPEG content.
  • the JPEG content is processed by the analysis system (12) in the same manner as the JPEG content of the first embodiment.
  • the modified main JPEG content is written to and recorded on a CD type physical medium (20) from the output buffer of the analysis system (12).
  • the additional information is stored in the buffer (123) and is also recorded in addition to a physical medium (lObis) of credit card format, consisting of a smart card and a flash memory.
  • This card (10bis) will be read by card reader (82) of the device (8).
  • the device (8) is an autonomous, portable and mobile system.
  • the device (8) comprises the synthesis system (87), the standard reader JPEG (81), the two buffers (86) and (83) as well as the disk drive (85).
  • the device (8) further comprises an integrated screen (6bis) flat screen type that allows the user to view directly its audiovisual programs on its device (8) autonomous.
  • the user of the device (8) introduces into his disk drive (85) a disk (20a) of type (20) identical to that recorded by the analysis system (12).
  • This disk (20bis) thus contains a JPEG content of main content type, that is to say with the DC coefficients.
  • the disk (20bis) is replaced by a memory card and the disk drive (85) is replaced by a reader of said memory card.
  • the user of the device (8) can therefore view this JPEG content on its screen (6bis) integrated in its device.
  • the JPEG content will not be visually correct.
  • the user introduces in the smart card reader (82) the memory card (10bis) containing the complementary information with the DC coefficients.
  • the synthesis system then reconstructs the correct JPEG content from the main content from the disk (20bis) and complementary information from the card (10bis) connected to the reader (82).
  • the smart card (10bis) also contains the applications and algorithms that will be executed by the synthesis system (87). In another particular arrangement, the smart card (10bis) contains the data and DC coefficients of several images for the reconstruction of several JPEG images.
  • the device (8) comprises a cellular link to a GSM network (10).

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Abstract

La présente invention concerne un procédé pour la distribution d'images fixes numériques selon un format nominal, chaque image étant décomposée en blocs et en macroblocs dépendant les uns des autres par des coefficients de correlation. On procède, avant la transmission à l'équipement client, à une analyse du contenu pour générer deux parties : d'une part un contenu principal au format nominal correspondant à l'image modifiée par la substitution de certains coefficients de corrélation par des coefficients de même nature mais aléatoires, et d'autre part une information numérique complémentaire d'un format quelconque, comportant les coefficients de corrélation substitués et les informations numériques aptes à permettre la reconstruction de ladite image modifié. Puis on transmet séparément, le contenu principal modifié en temps réel ou en temps différé et l'information numérique complémentaire en temps réel au moment de la visualisation depuis le serveur vers l'équipement destinataire, et on calcule sur l'équipement destinataire une synthèse d'un contenu au format nominal en fonction dudit contenu principal modifié et de ladite information complémentaire. En particulier, l'invention concerne la diffusion d'images fixes au format JPEG.

Description

MÉTHODE ET APPAREIL DE TRANSMISSION SÉCURISÉE D'IMAGES CODÉ JPEG
La présente invention concerne le traitement, la diffusion, l'enregistrement et la visualisation sécurisée d'images fixes numériques, ou plus généralement n'importe quel fichier utilisant un format nominal de type JPEG, par des utilisateurs autorisés et propose un système sécurisé pour le traitement, la diffusion, la livraison, l'enregistrement, la copie privée et la visualisation de contenus visuels .
Le problème général est de fournir un dispositif capable de transmettre de façon sécurisée un ensemble d' images fixes de haute qualité visuelle à un format de type JPEG en direct vers un dispositif d'affichage et/ou pour être enregistré sur le disque dur d'un boîtier reliant le réseau de télétransmission au dispositif d'affichage, tout en préservant la qualité visuelle mais en évitant toute utilisation frauduleuse comme la possibilité de faire des copies pirates d' images fixes enregistrées sur le disque dur du boîtier décodeur.
L'invention permet également un contrôle total de l'utilisation des copies et des droits des œuvres diffusées.
Avec les solutions actuelles, il est possible de transmettre des images fixes sous forme numérique via des réseaux de diffusion de type hertzien, câble, satellite, etc. ou via des réseaux de télécommunication type DSL (Digital Subscriber Line) ou BLR (boucle locale radio) . Par ailleurs, pour éviter le piratage des œuvres ainsi diffusées, ces dernières sont souvent cryptées par divers moyens bien connus de l'homme de l'art.
Ainsi, la demande de brevet européen EP0920209 concerne un procédé d' embrouillage vidéo dans le format MPEG-2, les données vidéo étant composées d'au moins un bloc d'au moins une image codée en mode Intra (I) et comprenant des données (AC, DC) déterminées grâce à une transformation en cosinus discret (DCT) et comportant pour chaque bloc, un premier coefficient DC représentant l'intensité moyenne des pixels du bloc et des coefficients AC représentant les variations d'intensité entre pixels du bloc. Dans ce document de l'art antérieur, l' embrouillage vidéo est réalisé par une étape de permutation interne dans au moins un bloc, selon un rang de permutation (R) , des coefficients AC représentant les variations d'intensité entre les pixels du bloc. Cette demande de l'art existant peut s'appliquer à des images de type JPEG dont la structure est similaire à celle des images en mode Intra d'un flux PEG-2. Ce document de l'art antérieur concerne les coefficients AC et la fonction de permutation de rang R qui leur est appliquée et aussi les coefficients DC recalculés à l'aide d'une commande C. Cependant, cet art antérieur représente une solution de cryptage classique. De plus, cette invention connue permet seulement l' embrouillage et le désembrouillage d'un flux MPEG-2 sans procédé de sécurisation de la diffusion de ses données pour la reconstitution du flux original. En particulier, toutes les données pour reconstituer ledit flux (le rang R et les coefficients DC cryptés à l'aide d'une clé) , ainsi que toutes les données constituant le flux original sont comprises dans ledit flux MPEG-2 et sont envoyées ensemble et par la même voie, ledit flux MPEG-2 protégé contenant les informations pour la reconstruction étant l'unique donnée de sortie du processus d' embrouillage. Par conséquent, cet art antérieur ne répond pas aux critères de haute sécurité, objets de la présente invention.
On connaît également par le document EP1011269 un système de traitement d'un signal d'information, comprenant un système d' embrouillage du signal d' information et au moins un système de désembrouillage du signal d'information brouillé. Le système d' embrouillage comprend des moyens d'analyse de la distribution entropique du signal d'information, des moyens d' embrouillage du signal d' information en fonction de sa distribution entropique pour former un signal d'information brouillé de même distribution entropique que le signal d'information clair et des moyens pour compresser le signal d'information brouillé. Le système de désembrouillage comprend des moyens de décompression du signal brouillé et des moyens de désembrouillage du signal brouillé pour former le signal d'information clair. Ce document de l'art antérieur décrit un système de distribution sécurisé d'un signal dans lequel le désembrouillage du flux nécessite le flux brouillé et une information supplémentaire pour désembrouiller le flux. Cependant, ladite information supplémentaire est stockée cryptée sur le disque dur de l'utilisateur désireux d'utiliser le signal. Un utilisateur malveillant et disposant de moyens informatiques appropriés pourra décrypter ladite information supplémentaire et utiliser le signal d'information clair sans l'accord du propriétaire de ce signal. De plus, ce système connu se fonde uniquement sur la distribution entropique du signal pour l'embrouiller et 1' embrouillage est effectué avant la compression et la quantification. Une égalisation est appliquée pour minimiser les pertes, cet art antérieur décrit comment limiter la dégradation apportée par ce procédé, néanmoins sans garantir l'absence de dégradations; ce procédé n'est pas sans pertes. Le procédé représente finalement une solution de cryptage et de brouillage classique, toute l'information initiale est présente dans le flux protégé. Par conséquent, le but de préserver la haute qualité visuelle d'un procédé sans pertes et d'assurer une haute sécurisation des contenus visuels et des données permettant leur reconstruction n'est pas atteint par cet art antérieur.
Afin de corriger ces différents défauts, l'invention concerne selon son acception la plus générale un procédé pour la distribution d'images numériques fixes selon un format nominal, chaque image étant décomposée en blocs et en macroblocs dépendant les uns des autres par des coefficients de corrélation, et où l'on procède, avant la transmission à l'équipement client, à une analyse du contenu pour générer un contenu principal au format nominal correspondant à l'image fixe modifiée par la substitution de certains coefficients de corrélation par des coefficients de même nature mais aléatoires, et une information numérique complémentaire d'un format quelconque, comportant les coefficients de corrélation substitués et les informations numériques aptes à permettre la reconstruction de ladite image modifiée, puis à transmettre séparément, le contenu principal modifié en temps réel ou en temps différé et l'information numérique complémentaire en temps réel au moment de la visualisation depuis le serveur vers l'équipement destinataire, et en ce que l'on calcule sur l'équipement destinataire une synthèse d'un contenu au format nominal en fonction dudit contenu principal modifié et de ladite information complémentaire.
Selon un mode préféré de réalisation, le format nominal est défini par la norme JPEG. Avantageusement, ladite synthèse produit une image rigoureusement identique à l'image originelle, c'est-à-dire que le procédé est sans perte.
Avantageusement, ladite analyse détermine les coefficients de corrélation à modifier pour obtenir ledit contenu principal modifié par interversion de deux coefficients de corrélation, ou remplacement des coefficients de corrélation d'une image fixe par des valeurs aléatoires .
De préférence, ladite synthèse est autorisée pour une consultation d'une copie privée demandée par le client.
Dans une mise en œuvre particulière de ce procédé, la transmission dudit contenu principal modifié est réalisée à travers un support matériel distribué physiquement comme un CD-ROM, un DVD, un disque dur ou une carte à mémoire de type mémoire flash par exemple.
Dans une autre mise en œuvre de ce procédé, la transmission dudit contenu principal modifié est réalisée à travers un réseau large bande (câble, satellite, fibre optique, hertzien, DSL, DAB) . Selon la mise en œuvre de ce procédé, la transmission de ladite information complémentaire est réalisée à travers un réseau câblé, à travers un réseau téléphonique commuté (RTC analogique ou numérique) , à travers un réseau téléphonique mobile utilisant les normes GSM, GPRS ou UMTS, à travers un réseau BLR (boucle locale radio) ou à travers un réseau de type DSL. Selon une variante particulière de ce procédé, la transmission de ladite information complémentaire est réalisée à travers un réseau large bande de même type que le réseau utilisé par ledit contenu principal, voire à travers le même réseau.
Selon une variante particulière de ce procédé, la transmission de ladite information complémentaire est réalisée au moyen d'une carte mémoire de type mémoire flash ou au moyen d'une carte à puce. Selon la mise en œuvre de ce procédé, les deux parties générées (contenu principal modifié et information complémentaire) peuvent être destinés à un seul équipement, à un groupe d' équipement ou à tous les équipements .
La reconstruction peut également être autorisée pour une consultation d'une copie privée de l'image fixe demandée par le client.
De manière générale, le fait que la reconstruction soit conditionnée à l'autorisation du portail permet à tout opérateur du service de gérer tous les droits attachés aux images fixes et aux œuvres visuelles.
L'invention concerne également un équipement pour la fabrication d'un contenu visuel en vue de la mise en œuvre du procédé décrit précédemment, comportant au moins un serveur multimédia contenant les images originelles et caractérisé en ce qu'il comporte un dispositif d'analyse de l'image provenant dudit serveur pour générer les deux parties.
Avantageusement, cet équipement comporte une mémoire pour l'enregistrement d'un marqueur « copie privée » indiquant pour chaque image fixe les droits de chaque utilisateur : copie privée pouvant être regardée un nombre illimité de fois, copie privée pouvant être regardée un nombre limité de fois et quel nombre, copie privée interdite.
De plus, l'invention se rapporte à un équipement pour l'exploitation d'un contenu visuel en vue de la mise en œuvre du procédé décrit précédemment, comprenant un décodeur standard de contenu, au moins une interface d'enregistrement
[disque dur ou mémoire non volatile] destiné à stocker ledit contenu principal modifié et au moins une interface d'affichage caractérisé en ce qu'il comporte un moyen pour la recomposition de l'image originelle à partir des deux parties .
Selon un mode de réalisation particulier, ledit moyen est une application logicielle installée sur l'équipement. Selon un autre mode de réalisation, ledit moyen est un dispositif électronique fixe.
Selon un autre mode de réalisation, ledit moyen est un dispositif électronique portable (mobile) avec son écran incorporé . Selon un mode de réalisation où l'équipement est installé sur un ordinateur, ledit moyen utilise une ressource spécifique au produit (carte) afin d'éviter la copie de l'information temporaire de ladite information complémentaire sur un support permanent . Avantageusement, ladite interface d'enregistrement stocke aussi un marqueur « copie privée » en relation avec ledit contenu principal modifié indiquant pour cette image les droits de l'utilisateur : copie privée pouvant être regardée un nombre illimité de fois, copie privée pouvant être regardée un nombre limité de fois et quel nombre, copie privée interdite. Avantageusement, l'équipement comprend un lecteur de cartes à puce permettant d'identifier l'usager.
Avantageusement, l'équipement comprend un lecteur de cartes à puce, la carte à puce contenant les applications logicielles.
Avantageusement, l'équipement comprend un lecteur de cartes à puce, la carte à puce contenant les données de ladite information complémentaire pour un contenu donné.
Enfin, l'invention concerne un système pour la transmission d'une image numérique comprenant un équipement de production d'une image numérique, au moins un équipement d'exploitation d'une image numérique et au moins un réseau de communication entre l'équipement de production et le (s) équipement (s) d'exploitation.
La présente invention sera mieux comprise à la lecture de la description d'un exemple non limitatif de réalisation qui suit, se référant aux dessins annexés où :
• la figure 1 décrit l'architecture d'ensemble d'un système pour la mise en œuvre du procédé selon l'invention ;
• la figure 2 représente un mode de réalisation particulier du système d' analyse et de synthèse de contenu de type JPEG conforme à l'invention ;
• la figure 3 représente un mode de réalisation particulier du système de synthèse de contenu conforme à
1' invention.
L'invention concerne un ensemble de données d'un format nominal, notamment mais non exclusivement un fichier de type JPEG. Le format de fichier utilisé doit avoir les caractéristiques suivantes : • l'image correspondant au fichier se décompose en macroblocs d'une taille donnée, lesdits macroblocs se décomposant eux-mêmes en blocs d'une taille donnée ;
• l'image contient des coefficients de corrélation entre les différents blocs et/ou macroblocs.
Dans la description qui suit, l'exemple concerne une image JPEG sans que cela ne constitue une limitation de la portée de la protection.
Le principe général d'un procédé de sécurisation de la transmission d'images fixes est exposé ci-après. L'objectif est d'autoriser les services de visionnage d'images fixes à la demande et à la carte à travers tous les réseaux de diffusion et l'enregistrement local dans le boîtier décodeur numérique de l'usager. La solution consiste à conserver en permanence à l'extérieur de l'habitation de l'usager, en fait dans le réseau de diffusion et de transmission, une partie du contenu visuel enregistré, cette partie étant primordiale pour visualiser ledit contenu sur un dispositif d'affichage comme un moniteur ou un écran de télévision, mais étant d'un volume très faible par rapport au volume total du contenu visuel numérique enregistré chez l'usager. La partie manquante sera transmise via le réseau de diffusion transmission au moment de la visualisation dudit contenu visuel numérique préenregistré chez l'usager. La plus grande partie du contenu visuel sera donc transmise via un réseau de diffusion classique alors que la partie manquante sera envoyée à la demande via un réseau de télécommunication bande étroite comme les réseaux téléphoniques classiques ou les réseaux cellulaires de type GSM, GPRS ou UMTS ou en utilisant une petite partie d'un réseau de type DSL ou BLR, ou encore en utilisant un sous- ensemble de la bande passante partagée sur un réseau câblé. Sur le dessin en annexe, la figure 1 est un schéma de principe d'un système de distribution selon la présente invention.
La figure 2 représente un mode de réalisation particulier du système d'analyse et de synthèse de contenu conforme à l'invention.
La figure 3 représente un mode de réalisation particulier du système de synthèse de contenu conforme à 1' invention.
Sur la figure 1, l'agencement d' interfaçage (8) est adapté pour relier au moins un dispositif d'affichage, par exemple un moniteur, un vidéo projecteur ou un dispositif de type écran de télévision (6), à au moins une interface de réseau de transmission et de diffusion large bande (4) et à au moins une interface de réseau de télécommunication (10) . Selon la présente invention, cet agencement est composé d'un module (8) comprenant principalement, d'une part, une unité de traitement adaptée pour traiter, en particulier décoder et désembrouiller toute image de type JPEG selon un programme logiciel de décodage et désembrouillage préchargé, de manière à l'afficher, de le stocker, de l'enregistrer et/ou de l'envoyer sur un réseau de télécommunication et, d'autre part, au moins une interface d'écran (7) et une interface de connexion à un réseau local ou étendu (5) et/ou (9) . Le réseau de transmission et de diffusion large bande (4) et le réseau de télécommunication (10) pouvant être confondus en un seul réseau.
Le disque dur du module (8) peut être utilisé comme mémoire tampon pour stocker momentanément au moins une partie du contenu visuel à afficher, en cas de visualisation différée ou de limitation dans la bande passante du réseau de transmission. La visualisation peut être retardée ou différée à la demande de l'utilisateur ou du portail (12) .
Comme le montre la figure 1, l'interface de connexion
(5) est reliée à un réseau de transmission et de diffusion large bande (4) telle qu'un modem, un modem satellite, un modem câblé, d'une interface de ligne à fibre optique ou d'une interface radio ou infrarouge pour la communication sans-fil .
C'est par cette liaison classique de diffusion que seront transmis les contenus visuels comme des images. Toutefois, de façon à ne pas laisser faire de copies pirates, avant de transmettre le contenu visuel depuis le serveur (1) ou le portail (12) , il est prévu de conserver une petite partie du contenu visuel dans le portail (12) . En cas de visualisation d'un contenu visuel, cette petite partie du contenu visuel conservée dans le portail
(12) sera également envoyée au module (8) via le réseau de télécommunication (10), sans que l'usager puisse l'enregistrer de manière permanente sur un support de stockage relié au module (8) .
On modifie donc une image JPEG en conservant l'information complémentaire permettant de reconstruire l'image dans le portail (12). Cette information complémentaire est déterminée par le codage de l'image. La première opération d'un codage de type JPEG est le découpage de l'image en blocs, de 8 pixels sur 8 pixels pour JPEG. Chaque bloc constitue donc un ensemble de valeurs entières, chaque valeur étant codée sur un certain nombre de bits. Dans le cas d'une image JPEG en niveaux de gris, on a 64 valeurs codées chacune sur 8 bits, soit 256 valeurs possibles, pour chaque bloc. Les valeurs vont de 0 (noir) à 255 (blanc) . La deuxième étape de la compression JPEG est le passage dans le domaine fréquentiel. Le bloc composé de valeurs d'intensité lumineuse est transformé en un bloc de même taille contenant les fréquences spatiales attachées à ces intensités. Dans le cas de JPEG, les intensités sont préalablement décalées pour être centrées autour de 0. la nouvelle échelle d'intensités va donc de -128 à +127. De plus, la transformation réalisée est une transformation en cosinus discret (« DCT ») , qui organise les fréquences dans le bloc de telle sorte que les composantes de basse fréquence soient situées en haut à gauche du bloc. La première composante en haut à gauche est donc la composante continue du bloc (« coefficient DC ») .
Comme les coefficients DC de blocs adjacents sont souvent de valeurs proches, on code la différence entre le coefficient DC du bloc traité et le dernier coefficient DC du même type codé, afin de réduire la taille prise par le flux de code .
La troisième étape est la quantification des valeurs de fréquence obtenues par transformation afin de réduire l'information nécessaire à transmettre. Cette quantification est adaptée au système visuel humain. Pour cela, on définit une matrice de quantification de même taille que le bloc de fréquences. Chaque coefficient de ce dernier est quantifié en fonction de la valeur correspondante dans la matrice de quantification. Ainsi, si la valeur du coefficient est 200 et le pas de quantification correspondant est 50, la valeur quantifiée sera 4 (soit 200 divisé par 50) . L'œil humain étant moins sensible aux pertes d'information dans les hautes fréquences, les pas de quantification sont croissants avec la fréquence. Ceci implique en particulier que si le pas est important pour les fréquences hautes, beaucoup de coefficients quantifiés situés seront égaux à 0.
On utilise cette propriété pour le codage des coefficients quantifiés de chaque bloc, en codant un bloc comme une succession de coefficients ordonnés en zigzag à partir du coin supérieur gauche. La fin de la séquence pour ce bloc comprendra donc de nombreux zéros consécutifs, ce qui permet d'optimiser le codage.
De plus, le codage à longueur variable (VLC) est une technique de codage statistique qui affecte des mots de code aux valeurs à coder. Des mots de code courts sont affectés aux valeurs de fréquence d'occurrence élevée, et des mots de code longs à celles d'occurrence peu fréquente. En moyenne, les mots de code courts plus fréquents sont majoritaires, de sorte que la chaîne codée est plus courte que les données d'origine. Ce type de codage est aussi appelé « codage entropique » ou « codage de Huffman ».
Dans le cas d'une image couleur, la représentation des couleurs de chaque pixel comprend trois composantes : une composante de luminance Y et deux composantes de chrominance, Cb et Cr.
Le système visuel humain (HVS) étant le plus sensible à la résolution de la composante de luminance d'une image, les valeurs de pixel Y sont codées à pleine résolution. Le système visuel humain est moins sensible aux informations de chrominance. Le sous-échantillonnage élimine les valeurs de pixels basées systématiquement sur la position, ce qui réduit la quantité d'informations à comprimer par d'autres techniques. La norme conserve un ensemble de pixels de chrominance pour chaque voisinage 2x2 de pixels de luminance . De ce fait, pour une image couleur, l'unité de codage de base d'une image est le macrobloc. Les macroblocs de l'image fixe sont codés successivement, de gauche à droite, et de haut en bas. Chaque macrobloc est composé de 6 blocs 8x8: quatre blocs de luminance Y, un bloc de chrominance Cb et un bloc de chrominance Cr. À noter que les quatre blocs de luminance couvrent la même zone de l'image que chacun des blocs de chrominance, du fait du sous-échantillonnage des informations de chrominance, effectué pour adapter le codage à la sensibilité du système visuel humain.
L' invention consiste à utiliser la corrélation entre les coefficients DC dans une image, afin de pouvoir manipuler l'aspect de l'image en question. Ainsi, la possibilité d'obtenir des dégradations importantes d'une image fixe de type JPEG sans' effectuer de manipulations compliquées est offerte par la corrélation entre les coefficients DC dans cette image. En effet, comme le coefficient d'un bloc donné est codé par différence par rapport à la valeur du dernier coefficient codé,, modifier le premier coefficient implique des modifications sur toutes les valeurs des coefficients DC qui en dépendent. C'est ainsi que, en modifiant l'information qui y est contenue, on modifie profondément l'image. Si nous prenons le cas d'une image couleur, chaque macrobloc d'une image contient six blocs, chacun d'entre eux commençant par un coefficient DC. Quatre blocs correspondent à la luminance (Y) , et deux à la chrominance (C) du macrobloc. La valeur écrite dans un fichier codant l'image JPEG, qui représente un coefficient DC est en effet la différence entre la vraie valeur de ce coefficient et celle du coefficient correspondant qui précède et qui, pour les blocs Y, peut se trouver dans le même macrobloc ou dans le macrobloc précédent, tandis que pour les blocs C il se trouve toujours dans le macrobloc précédent. Une modification de l'une de ces différences entraînera automatiquement une modification d'information dans tous les macroblocs qui suivent.
Cette méthode est optimale pour la dégradation visuelle de l'image JPEG en utilisant les coefficients DC des blocs, mais elle peut être appliquée également aux coefficients AC. Il est ainsi envisageable de modifier certains de ces coefficients AC de manière aléatoire, de transmettre dans ladite information complémentaire quels coefficients ont été modifiés et quelle est leur vraie valeur et de reconstituer l'image originelle grâce à ces informations. La suite est développée en utilisant les coefficients DC, mais il est convenu que toute la suite est applicable aux coefficients AC.
Lorsqu'il lit le train binaire d'une image fixe, un décodeur classique JPEG identifie le début de l'image codée. Pour éviter toute confusion entre un boîtier décodeur standard souvent appelé « Set Top Box ou STB », le décodeur standard JPEG sera appelé « Lecteur » (« Player » ou « Vie er ») dans la suite du document. Ce Lecteur peut être réalisé en matériel (« hardware ») et/ou en logiciel (« software ») . Le lecteur JPEG décode successivement chaque macrobloc de l'image. L'image est reconstruite quand tous ses macroblocs ont été traités.
Dans le cas d'une image de type JPEG, toutes les caractéristiques de l'image en provenance du serveur (1) ou du portail (12) ne sont pas transmises vers le module (8) . En particulier, les caractéristiques conformes à l'invention sont les coefficients de corrélation DC contenus dans 1' image .
Certains coefficients DC de l'image sont conservés dans le portail (12) . Par contre, en lieu et place des coefficients DC de l'image non transmis, le dispositif conforme à l'invention intercalera de faux coefficients DC de même nature que les coefficients DC enlevés et conservés dans le portail (12) de sorte que le Lecteur standard JPEG du module (8) ne soit pas perturbé par ces modifications qu'il ignorera et reconstituera en sortie une image de sortie JPEG qui sera non correcte du point de vue visuel pour un être humain mais correcte du point de vue format JPEG.
Le Lecteur JPEG du boîtier (8) est un Lecteur standard JPEG et n'est en aucune manière modifié ou affecté par les changements apportés à l'image traitée.
Dans la suite, le cas de la transmission de manière sécurisée d'une seule image de type JPEG est décrit. Le fichier contenant le code correspondant à cette image est appelé « contenu visuel ». Le procédé s'applique également à un contenu visuel correspondant à plusieurs images comme c'est le cas avec le standard MJPEG (« Moving JPEG ») qui est une succession d'images fixes de type JPEG.
Comme le montre la figure 1, l'interface de connexion (9) est reliée à un réseau de télécommunication étendu (10), directement ou par un réseau local servant de réseau d'accès et est constitué par exemple d'une interface de ligne d'abonné (Réseau téléphonique analogique ou numérique, DSL, BLR, GSM, GPRS, UMTS, etc) . Ainsi, le contenu visuel est transmis de façon classique via le réseau de transmission large bande (4) de type hertzien, câble, satellite, numérique hertzien, DSL, etc. depuis le serveur (1) directement via la liaison (3bis) ou via le portail (12) via la liaison (2) et (3) vers le module décodeur (8) à travers la liaison (5) . Chaque contenu visuel ainsi diffusé peut être crypté ou non, et, conformément à la présente invention, l'image de type JPEG comporte des modifications comme décrit ci-dessus. En fonction des paramètres choisis par l'usager ou des informations transmises par le serveur de diffusion, certains contenus visuels ainsi modifiés et incomplets sont enregistrés dans le disque dur du boîtier (8) .
Lorsque l'usager désire visualiser une image ainsi enregistrée dans le disque dur de son boîtier (8) il en fait la demande de façon classique au moyen d'une télécommande relié à son boîtier (8) qui se connecte alors automatiquement au portail (12) via la liaison (9) de type réseau local ou accès direct et à travers le réseau de télécommunication (10) lui-même relié au portail (12) via la liaison (11). Pendant le temps de la visualisation de l'image, les liaisons (9) et (11) restent établies et permettent au boîtier (8) de recevoir les fonctions et les paramètres de remise en ordre des coefficients DC modifiés de l'image. Les coefficients DC modifiés de l'image ainsi transmis ne sont jamais enregistrés dans la mémoire du boîtier (8) car l'image reconstituée est directement affichée sur l'écran de visualisation (6) via la liaison (7) après avoir été traitée par le Lecteur du boîtier (8) à partir de sa mémoire locale volatile. Une fois traités et visualisés, les coefficients DC modifiés et/ou manquants de l'image venant d'être transmis par le portail (12) sont effacés de la mémoire volatile locale du boîtier (8) . À chaque fois que l'usager voudra regarder un contenu visuel enregistré dans le disque dur du boîtier (8) le boîtier (8) se connectera automatiquement vers le portail (12) . Selon un mode de réalisation particulier, le boîtier (8) comprend un lecteur de cartes à puce qui permettra au portail (12) d'authentifier l'usager propriétaire du boîtier (8) .
Selon un mode de réalisation particulier, pour un contenu JPEG donné, la carte à puce contient ladite information complémentaire qui a été mémorisée par le portail (12) .
Si cela est autorisé, la carte à puce permet également à l'usager d'effectuer des copies privées des contenus visuels enregistrés sur le disque dur de son boîtier décodeur (8). Pour cela, si l'usager veut faire une copie privée d'un contenu visuel, il le fera de façon classique sur un dispositif de stockage via la liaison (7) qui relie le boîtier (8) à l'écran de visualisation (6). Toutefois, s'il désire conserver une copie privée dans le disque dur de son boîtier, il l'indiquera à son boîtier
(8) qui enregistrera l'information « copie privée » ainsi que les coordonnées de l'usager se trouvant sur la carte à puce, dans un champ particulier (84) de ce contenu visuel enregistré sur le disque dur (85) du boîtier décodeur (8) . Ensuite, chaque fois que l'usager voudra visualiser cette copie privée, le boîtier (8) se connectera automatiquement au portail (12) et indiquera à ce dernier que l'usager veut faire une lecture de sa copie privée ; en retour, si la lecture de la copie privée est possible pour cet usager qui possède cette carte à puce reliée à ce boîtier (8) , le boîtier décodeur (8) recevra alors les coefficients DC modifiés et/ou manquants de l'image ainsi que toutes les autres informations permettant la visualisation de l'image fixe constituant la copie privée.
Selon un mode de réalisation particulier, la copie dite privée pourra permettre à l'usager de regarder ce même contenu visuel de façon illimitée ou un nombre de fois déterminé à l'avance par l'offreur du service qui a autorisé cette copie privée. La présente invention concerne également le boîtier physique (8) utilisé par le consommateur pour accéder aux données. Ce boîtier physique est situé au domicile de l'utilisateur. Il fournit un ensemble de fonctionnalités qui gèrent l'information appropriée à présenter selon la sélection de l'audience et gère la connexion et la communication avec le serveur distant.
Selon un mode de réalisation particulier le boîtier physique correspondant à l'agencement d' interfaçage (8) est réalisé comme un dispositif autonome fixe avec dispositif de mémoire locale, comme par exemple un disque dur, intégré.
Selon un mode de réalisation particulier le boîtier physique correspondant à l'agencement d' interfaçage (8) est réalisé comme un dispositif autonome portable (mobile) avec disque dur intégré et/ou lecteur de disques (CD, DVD, etc.). Selon un mode de réalisation particulier le boîtier physique autonome (8) comprend un lecteur de cartes à puce.
Selon un autre mode de réalisation particulier l'agencement d' interfaçage (8) est réalisé comme une carte additionnelle qui sera installée dans un ordinateur de type PC et sera reliée à au moins une interface de réseau de transmission et de diffusion large bande (4) et à au moins une interface de réseau de télécommunication (10) . Cette carte utilisera le disque dur de l'ordinateur PC pour l'enregistrement du contenu principal, mais comportera son propre calculateur et sa propre mémoire volatile de façon à ne pas laisser à l'utilisateur du PC mal intentionné le moyen d'accéder aux informations complémentaires comme les coefficients DC modifiés des images fixes.
Selon la présente invention, les serveurs multimédia (1) et/ou (12) comprennent des moyens de codage, de transcodage et de brouillage de données visuelles, en particulier des moyens d'ajouter des informations cryptographiques et de sécurité aux contenus visuels .
Il est enfin à noter que l'invention dégrade l'image JPEG du point de vue visuel jusqu'à ne plus permettre la reconnaissance des objets représentés et affichés sans avoir accès aux données et caractéristiques complémentaires, mais reconstitue totalement l'image JPEG dans l'agencement d' interfaçage (8) sans aucune perte.
La présente invention sera mieux comprise grâce à la description suivante présentant la base physique de la présente invention et en référence à la figure 2 du dessin en annexe représentant un mode de réalisation préféré de cette dernière en tant qu'exemple non limitatif de réalisation particulièrement bien adaptée pour les réseaux câblés et de satellites. L'image JPEG (101) complète est analysée par le dispositif d'analyse (121) du portail (12) et sera ainsi séparée en deux parties. Une première partie (« contenu principal ») est une image de type JPEG, mais dont les coefficients DC manquants auront été traités et qui sera envoyé via la sortie (122) du portail vers le réseau de diffusion transmission large bande (4) .
L'autre partie du contenu JPEG modifié (« information complémentaire ») sera mémorisée dans la mémoire tampon (123) du portail (12) . Pour chaque contenu JPEG ainsi diffusé, le portail (12) conservera dans une mémoire tampon (123) les modifications qui auront été apportées à ce contenu JPEG par l'analyseur (121) du portail (12). Il est précisé que, pour un même contenu d'entrée JPEG (101) le traitement du contenu peut être différent pour chaque utilisateur (8) et/ou pour chaque groupe d'utilisateurs (8) . Ainsi, la mémoire tampon (123) du portail (12) comprend une zone de mémoire différente pour chaque utilisateur. Dans les exemples réalisés, pour un premier utilisateur, une image de type JPEG est modifiée ; dans le deuxième exemple, le dispositif (8) est portable (mobile) .
Décrivons maintenant en détail les différentes étapes pour ce premier utilisateur. Le portail (121) a choisi le contenu JPEG (101) qu'il va devoir envoyer à l'utilisateur (8) pour être regardé sur son écran de visualisation (6) . Cet utilisateur est relié à un réseau câblé numérique de diffusion (4) et à un réseau de télécommunication ADSL (10) . Le système d'analyse (121) du portail (12) va donc lire le contenu entrant JPEG (101), en l'occurrence une image et il la décompose en macroblocs (aussi en tranches - slices) , puis en blocs. Cette analyse lui permet de reconnaître dans le code les coefficients DC, et de substituer certains d'entre eux par des valeurs aléatoires, afin de rendre l'image illisible du point de vue visuel humain. Les vraies valeurs des coefficients DC sont stockées dans le tampon de sortie (123) , qui permettra plus tard la reconstitution de l'image de départ dans le boîtier (8), en suivant le schéma inverse. Dans l'exemple réalisé, un macrobloc sur deux comporte un bloc (coefficient DC) modifié, tout en respectant l'égalité des fréquences de modification pour les six blocs d'un macrobloc.
Le nouveau contenu JPEG modifié est alors enregistré dans le tampon de sortie (122) pour être diffusé sur le réseau de diffusion (4) à travers la liaison (3) . Les coefficients DC substitués de l'image JPEG sont mémorisés dans le tampon (123) du portail (12) .
Pendant ce temps, et de façon totalement non synchronisée, le contenu de sortie JPEG modifié en provenance du tampon de sortie (122) du portail (12) est diffusé via le réseau large bande (4) vers un ou plusieurs utilisateurs (8) .
Chaque boîtier décodeur autorisé (8) qui souhaite enregistrer ce contenu JPEG ainsi modifié peut alors lire ce contenu JPEG et l'enregistrer dans sa mémoire locale (85) comme par exemple son disque dur. Cette initiative d'enregistrement est laissée au décodeur (8) sous le contrôle du portail (12). Pour cela, le système d'analyse (121) avait inscrit dans le contenu JPEG, une information de données supplémentaires qui précisait les destinataires de ce contenu JPEG modifié. Les destinataires peuvent être ainsi un destinataire (8) particulier et lui seul, un groupe de destinataires (8) ou l'ensemble des décodeurs (8) reliés au réseau (4) .
La phase décrite ci-dessus correspond à la première phase de préparation du contenu JPEG par le portail (12), à sa transmission via le réseau large bande (4) et à son enregistrement dans un décodeur (8) . Ce décodeur peut alors afficher ce contenu JPEG enregistré dans sa mémoire ou son disque dur (85) . Pour cela, le système de synthèse (87) du décodeur (8) va lire le fichier JPEG depuis sa mémoire (85) et va l'envoyer vers un lecteur classique JPEG (81) . Si aucune donnée complémentaire n'est reçue par le système de synthèse (87) , alors le contenu JPEG qui parvient au lecteur (81) est traité et affiché tel quel, ce qui provoque une distorsion importante de l'affichage de l'image sur l'écran de visualisation (6). En effet, l'image modifiée qui est traitée par le système de synthèse (87) ne correspond pas à l'image originelle, puisque certains coefficients de corrélation DC ont été substitués par des coefficients aléatoires. En revanche, comme le contenu enregistré est bien un contenu de type JPEG, le lecteur (81) ne fait aucune différence et affiche les informations sur l'écran de sortie
(6) qui apparaissent bien comme des données d'une image JPEG mais totalement incohérentes à l'être humain qui regarde l'écran (6) . Toute copie du contenu JPEG en provenance du disque dur (85) du boîtier (8) produira le même effet visuel lors de sa restitution par un lecteur JPEG quelconque ; toute utilisation de cette copie qui serait mal intentionnée est donc vouée à l'échec. Lorsque l'usager du décodeur (8) veut réellement visualiser sur son écran (6) le contenu visuel enregistré dans sa mémoire ou son disque dur (85") , il en fait la demande au système de synthèse (87) . Le système de synthèse
(87) fait alors une requête à la mémoire (85) et commence à analyser le contenu JPEG modifié en provenance de la mémoire
(85) via le tampon de lecture (83) . Le système de synthèse
(87) établit alors une liaison avec le portail (12) via le réseau de télécommunication (10) qui est dans notre exemple une liaison DSL. Une fois cette liaison établie, le système de synthèse (87) fait parvenir de la mémoire tampon (123) du serveur (12) les coefficients de corrélation substitués et les données correspondant à l'image modifiée du contenu enregistré dans la mémoire (85) . Ces coefficients de corrélation et ces données de position parviennent au système de synthèse (87) via la mémoire tampon d'entrée (86) et sont stockés temporairement dans la mémoire volatile (88) du système de synthèse (87) . À partir du contenu JPEG modifié qui parvient via le tampon (83) et à partir des coefficients de corrélation et des données associées qui parviennent via le tampon (86) dans la mémoire (88), le système de synthèse (87) reconstitue de façon inverse au processus d'analyse décrit précédemment, l'image modifiée par l'image réelle et envoie la nouvelle image JPEG ainsi reconstituée vers le lecteur (81) pour être affichée correctement sur l'écran (6). Les coefficients de corrélation à substituer et les données associées à cette image sont utilisés pour calculer l'image à afficher sur l'écran (6) . Une fois que ces données ont été utilisées et que l'image est affichée sur l'écran (6), elles sont effacées de la mémoire volatile (88) .
Dans l'exemple réalisé, avant que le portail (12) n'autorise l'envoi de l'image et des données associées depuis son tampon (123), le portail (12) a vérifié que l'utilisateur du boîtier (8) était bien autorisé à le faire. Pour cela, le portail (12) lit les informations contenues sur la carte à puce (82) du boîtier (8) et vérifie que cet utilisateur est bien autorisé à regarder ce contenu visuel. Ce n'est qu'après cette vérification que les coefficients de corrélation et les données associées sont envoyés depuis le tampon (123) vers le boîtier (8) correspondant à cet utilisateur via le réseau (10) . Dans l'exemple réalisé, l'utilisateur a fait en plus une copie privée de son contenu visuel. Le système de synthèse (87) a donc inscrit dans une partie (84) de la mémoire (85) des données complémentaires ainsi que le numéro de la carte à puce (82) et l'information « copie privée » comme données associées à ce contenu visuel. Lors de la prochaine lecture privée de ce contenu visuel, le système de synthèse (87) analysera ces données associées et informera ainsi le portail (12) que l'usager du décodeur (8) fait une lecture de la copie privée. Si cette fonction est autorisée pour cet utilisateur (8) par le portail (12), les coefficients de corrélation et les données associées seront alors envoyées par le portail (12) vers le tampon (86) comme décrit ci-dessus. Dans le cas contraire, les coefficients de corrélation et les données associées ne seront pas envoyés et l'utilisateur du décodeur (8) ne pourra pas regarder le contenu JPEG reconstitué. Décrivons maintenant en détail les différentes étapes pour la deuxième réalisation représentée par la figure 3.
Dans cette réalisation, le contenu JPEG est traité par le système d'analyse (12) de la même manière que le contenu JPEG de la première réalisation. Toutefois, le contenu JPEG principal modifié est inscrit et enregistré sur un support physique (20) de type CD à partir de la mémoire tampon de sortie du système d'analyse (12) .
L' information complémentaire est mémorisée dans le tampon (123) et est également enregistrée en plus sur un support physique (lObis) de format carte de crédit, constitué par une carte à puce et une mémoire flash. Cette carte (lObis) sera lue par lecteur de carte (82) du dispositif (8) . Le dispositif (8) est un système autonome, portable et mobile. Dans la réalisation, le dispositif (8) comprend le système de synthèse (87), le lecteur standard JPEG (81) , les deux mémoires tampons (86) et (83) ainsi que le lecteur de disque (85) .
Le dispositif (8) comprend en plus un écran intégré (6bis) de type écran plat qui permet à l'utilisateur de visionner directement ses programmes audiovisuels sur son dispositif (8) autonome.
Pour visualiser un contenu visuel de type JPEG, l'utilisateur du dispositif (8) introduit dans son lecteur de disque (85) un disque (20bis) de type (20) identique à celui enregistré par le système d'analyse (12). Ce disque (20bis) contient ainsi un contenu JPEG de type contenu principal, c'est-à-dire avec les coefficients DC.
Avantageusement, le disque (20bis) est remplacé par une carte mémoire et le lecteur de disque (85) est remplacé par un lecteur de ladite carte mémoire.
L'utilisateur du dispositif (8) peut donc visualiser ce contenu JPEG sur son écran (6bis) intégré à son dispositif. Toutefois, en raison de la substitution des coefficients DC, le contenu JPEG ne sera pas correct du point de vue visuel. Pour rendre le contenu correct visuellement, l'utilisateur introduit dans le lecteur de carte à puce (82) la carte mémoire (lObis) contenant l'information complémentaire avec les coefficients DC. Le système de synthèse reconstitue alors le contenu JPEG correct à partir du contenu principal provenant du disque (20bis) et de l'information complémentaire provenant de la carte (lObis) connectée au lecteur (82) .
Dans un agencement particulier, la carte à puce (lObis) contient également les applications et les algorithmes qui seront exécutés par le système de synthèse (87) . Dans un autre agencement particulier, la carte à puce (lObis) contient les données et les coefficients DC de plusieurs images pour la reconstitution de plusieurs images JPEG.
Dans un agencement particulier, le dispositif (8) comprend une liaison cellulaire vers un réseau GSM (10) .

Claims

REVENDICATIONS
1 - Procédé pour la distribution d' images fixes numériques selon un format nominal, chaque image étant décomposée en blocs et en macroblocs dépendant les uns des autres par des coefficients de corrélation, caractérisé en ce que l'on procède, avant la transmission à l'équipement client, à une analyse du contenu pour générer deux parties : d'une part un contenu principal au format nominal correspondant à l'image modifiée par la substitution de certains coefficients de corrélation par des coefficients de même nature mais aléatoires, et d'autre part une information numérique complémentaire d'un format quelconque, comportant les coefficients de corrélation substitués et les informations numériques aptes à permettre la reconstruction de ladite image modifiée, puis à transmettre séparément, le contenu principal modifié en temps réel ou en temps différé et l'information numérique complémentaire en temps réel au moment de la visualisation depuis le serveur vers l'équipement destinataire, et en ce que l'on calcule sur l'équipement destinataire une synthèse d'un contenu au format nominal en fonction dudit contenu principal modifié et de ladite information complémentaire.
2 — Procédé pour la distribution d' images fixes numériques selon la revendication 1, caractérisé en ce que le format nominal est défini par la norme JPEG.
3 — Procédé pour la distribution d' images fixes numériques selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que ladite synthèse produit une image rigoureusement identique à l'image originelle, c'est-à-dire que le procédé est sans perte.
4 — Procédé pour la distribution d'images fixes numériques selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que ladite analyse détermine les coefficients de corrélation à modifier pour obtenir ledit contenu principal modifié par interversion de deux coefficients de corrélation, ou remplacement des coefficients de corrélation d'une image fixe par des valeurs aléatoires .
5 - Procédé pour la distribution d'images fixes numériques selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que ladite synthèse est autorisée pour une consultation d'une copie privée demandée par le client.
6 — Equipement pour la fabrication d' images fixes numériques en vue de la mise en œuvre du procédé selon la revendication 1, comportant au moins un serveur multimédia contenant les images fixes originelles et caractérisé en ce qu'il comporte un dispositif d'analyse de chaque image provenant dudit serveur pour générer lesdites deux parties.
7 — Equipement pour l'exploitation d'images fixes numériques en vue de la mise en œuvre du procédé selon la revendication 1, comprenant un décodeur standard d'image, au moins une interface d'enregistrement destiné à stocker ledit contenu principal modifié et au moins une interface d'affichage, caractérisé en ce qu'il comporte un moyen pour la recomposition de l'image originelle à partir desdites deux parties. 8 — Système pour la transmission d'images fixes numériques comprenant un équipement de production d' images fixes numériques selon la revendication 7, au moins un équipement d'exploitation d'images fixes numériques selon la revendication 8 et au moins un réseau de communication entre l'équipement de production et le (s) équipement (s) d' exploitation .
9 — Equipement pour la fabrication d' images fixes numériques selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que les deux parties générées peuvent être destinées à un seul équipement, à un groupe d'équipements ou à tous les équipements .
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