Brevet FR2778045A1 — publié le 19991029

Dispositif de communication à péage. en particulier de télévision, avec dissuasion de copie L'invention, qui concerne les communications à péage, s'applique notamment à la télévision. L'opérateur d'un système à péage diffuse des informations "embrouillées", c'est-à-dire modifiées selon un codage spécifique, à travers un milieu de communication choisi, par exemple, voie hertzienne, sans fil (diffusion en continu), diffusion par satellite, micro-ondes (système de distribution micro-ondes multipoint ou local) ou voie filaire. Un décodeur approprié, loué ou vendu aux clients pour un usage bien délimité, leur permet d'accéder aux informations "désembrouillées", c'est-à-dire en clair. Les opérateurs tirent leur rémunération de la location ou de la vente du décodeur, et/ou de paiements fondés sur les droits qu'ils accordent à chaque client d'accéder par exemple à un programme donné pendant un temps donné. Le décodeur peut être dédié à un opérateur ou indépendant de celui-ci. Les techniques actuelles, par exemple magnétoscope ou liaison par câble en télévision, permettent à un client indélicat (individuel ou collectif) de reproduire et/ou rediffuser de façon illicite les données ou programmes en question, une fois décodés. Il existe naturellement des moyens juridiques efficaces permettant d'empêcher cette pratique. Mais la Demanderesse a observé que l'existence de ces protections juridiques n'est pas toujours entièrement dissuasive. La présente invention a pour but d'améliorer la situation. La nouvelle proposition repose notamment sur l'observation qu'il est possible d'aménager un décodeur avec un surcoût raisonnable, de sorte que des informations définissant directement ou indirectement le responsable de la reproduc- tion ou rediffusion illicite soient incorporées aux éléments de celle-ci. Elle repose également sur l'observation complé- mentaire que cette incorporation peut être réalisée d'une manière qui rende difficile, voire impossible à la quasi- totalité des clients, de supprimer des données ou programmes frauduleux les informations qui s'y trouvent incorporées. On obtient ainsi un élément matériel de dissuasion important, qui complète heureusement les outils juridiques actuellement disponibles. La présente invention part d'un dispositif de communication à péage du type connu, comprenant: - une interface d'entrée pour recevoir des signaux embrouil- lés, portant des informations sujettes à péage, - des moyens de traitement aptes à procéder à la conversion de ces signaux embrouillés en des signaux désembrouillés, susceptibles d'utilisation directe, et - un module de contrôle d'accès, ce module comprenant une mémoire protégée contenant un identifiant d'usager, associé à des droits d'accès, et conditionnant le fonctionnement des moyens de traitement. Selon un aspect général de la présente invention, au module de contrôle d'accès sont ajoutés des moyens de service pour établir au moins une information de marquage reliée à l'identifiant d'usager, notamment à partir de la mémoire protégée. En outre, aux moyens de traitement sont associés des moyens de re-traitement pour incorporer répétitivement cette information de marquage aux signaux désembrouillés. Un tel dispositif constitue un "tatouage" local des informa- tions à péage permettant d'identifier l'utilisateur légal desdites informations à péage dans le cas d'une vérification chez des utilisateurs illicites. L'information de marquage ou de tatouage dont il s'agit peut être visible ou invisible, en clair ou chiffrée, permanente ou temporaire. Cette information de marquage constitue ainsi un moyen de protection pour les opérateurs sur le contenu des informa- tions à péage. En pratique, elle est émise à l'ensemble des utilisateurs à travers le milieu de communication des informations à péage. Le procédé s'applique à toutes sortes de signaux, et, dans le cas de la télévision, aussi bien à des signaux vidéo analogi- ques qu'à des signaux vidéo numériques. Il peut être complété par le fait que la délivrance des signaux désembrouillés ou décodés à l'usager peut être interdite, si l'incorporation de l'information de marquage à ces signaux n'a pas été réalisée. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à l'examen de la description détaillée ci-après, ainsi que des dessins annexés, sur lesquels: - la figure 1 illustre le schéma de principe général d'un dispositif de communication à péage opérant sur des signaux analogiques; - la figure 2 illustre le schéma de principe général d'un dispositif de communication à péage opérant sur des signaux numériques; - la figure 3 est un schéma partiellement détaillé d'un mode de réalisation de la présente invention; - les figures 4A à 4D illustrent schématiquement des exemples d'informations de marquage visibles ou invisibles selon l'invention; - la figure 5 représente schématiquement l'incrustation ou substitution des informations de marquage dans l'image vidéo selon l'invention; et - la figure 6 représente schématiquement les moyens constitu- tifs d'un dispositif de lecture réciproque des informations de marquage selon l'invention. Bien que le mot "télématique" vise plutôt des communications de données numériques, il est utilisé ici au sens large, c'est-à-dire pour des données qui peuvent être analogiques, au moins en partie. Ces données numériques ou analogiques correspondent à des flux "haut débit" qui peuvent intégrer aussi des transmissions de type INTERNET en clair ou em- brouillées, par exemple dans le mode appelé "poussée" pour PUSH. On appelle "canal de données" l'ensemble des signaux externes dont le décodeur a besoin pour fournir au client les informa- tions en clair qu'il souhaite. Sur la figure 1, une interface d'entrée reçoit un signal analogique "embrouillé", qui peut être par exemple: - soit un signal haute fréquence comprenant plusieurs canaux de données télématiques, auquel cas l'interface d'entrée 10 comporte alors un démodulateur, pour passer en fréquence plus basse, et un démultiplexeur, pour séparer les canaux indivi- duels; - soit directement un signal télématique embrouillé concer- nant un seul canal, auquel cas l'interface d'entrée 10 comprend simplement des éléments de mise en forme de ce signal. De façon connue, des moyens de traitement 20 sont capables de transformer les signaux analogiques embrouillés d'un seul canal en signaux désembrouillés, qui sont alors appliqués à l'interface de sortie 90, pour commander par exemple un téléviseur ou un moniteur, dans le cas d'une application vidéo. Les moyens de traitement 20 opèrent sous la direction d'un module de contrôle d'accès 50 qui, lui-même, coopère avec une mémoire protégée 55 contenant un identifiant de l'usager, auquel correspondent des droits d'accès. La mémoire 55 peut être par exemple une carte à puce à microprocesseur, ou bien une clé électronique à microproces- seur, ou bien une carte PCMCIA avec processeur sécurisé, ou encore une carte sans contact sécurisée à microprocesseur. Le mode d'interaction des moyens de traitement 20, du module de contrôle d'accès 50 et de la mémoire protégée 55 est connu des hommes du métier, puisque différentes réalisations de ces fonctions existent à l'heure actuelle. Comme la préservation de ce type de protection implique une divulgation aussi réduite que possible de la manière dont fonctionne le dispositif, il est ici simplement fait référence aux réalisa- tions existantes, que l'on ne décrira pas en détail. Il convient de remarquer que la transmission des informations peut, pour une même source de diffusion, être émise en clair et à certains instants embrouillée. Dans ce cas, les moyens de traitement comprennent un module (non représenté) pour détecter les périodes d'embrouillage des périodes "en clair". Le marquage que l'on décrira plus en détail ci-après n'est effectué que pendant les périodes d'embrouillage. La figure 2 concerne le cas d'un signal numérique. Dans ce mode de réalisation, l'interface d'entrée 110 reçoit un signal porteur du flux numérique, et cette interface d'entrée peut être soit un récepteur/syntoniseur ("tuner") de télévision par câble ou par satellite, soit un coupleur de type ATM (mode de transfert asynchrone ou "Asynchronus Transfer Mode"), ou encore ADSL (ligne d'abonné numérique asymétrique ou "Asymmetric Digital Subscriber Line"). Le flux numérique embrouillé issu de l'interface d'entrée 110 est appliqué aux moyens de traitement 120, qui délivrent en sortie un flux numérique en clair. Comme précédemment, les moyens de traitement 120 opèrent sous la direction du module de contrôle d'accès 150 de la mémoire protégée 155. L'unité 190 peut comprendre: - un démultiplexeur, pour extraire du flux numérique en clair les séquences relatives au canal souhaité, et l'interface de sortie proprement dite, qui, de façon connue, transforme ces séquences en signaux propres à piloter un téléviseur ou un moniteur. Les modes de traitement de flux numériques, pour la télévi- sion, sont décrits par exemple dans "La télévision numérique MPEG1 et MPEG2 et les principes du système européen DVB", de Hervé Benoît aux Editions DUNOD, 1996. La figure 3 illustre un mode de réalisation de l'invention, dans le cas du dispositif analogique de la figure 1. Dans les moyens de traitement 20, la figure 3 distingue une unité 21, qui va traiter les informations télématiques elles- mêmes, c'est-à-dire les données (par exemple un programme de télévision) intéressant l'usager, et d'autre part une unité 24 qui prend en charge les fonctions de traitement relatives au péage. La coopération entre le module de contrôle d'accès 50 et la mémoire protégée 55 est de type classique (protocoles d'identification électronique). Eventuellement, le module de contrôle d'accès 50 peut recevoir directement un ordre de l'usager, qui désigne le programme auquel il souhaite accéder. Par une coopération également classique entre le module de contrôle d'accès 50 et les fonctions de traitement du péage 24, l'unité 25 détermine si l'autorisation est ou non acquise à l'usager pour le programme qu'il souhaite. On sait que cette coopération peut prendre en compte des signaux reçus: par exemple, si l'usager doit périodiquement payer sa dette à l'opérateur, et ne l'a pas fait, un signal incident destiné spécialement au décodeur de cet usager peut venir bloquer le fonctionnement de ce même décodeur. Plus généralement, l'unité 25 aura vocation à définir un faisceau d'autorisations pour l'ensemble des canaux disponi- bles, avec pour chaque canal des droits résiduels, qui peuvent tenir par exemple à un crédit résiduel de l'usager (en paiement ou en temps) auprès du producteur ou du diffu- seur du programme. Une unité 28 va donc appliquer l'autorisation en question, associée à la désignation du canal souhaité par l'usager, et assortie le cas échéant des droits résiduels, pour actionner une unité 22 de filtrage, capable d'isoler le canal choisi parmi l'ensemble des informations télématiques issues de l'unité 22. En sortie de l'unité 22, on dispose donc des informations audio-vidéo (et synchronisation) correspondant à un seul canal, que l'on applique ici à une unité de re-traitement d'image 30. Dans ce mode de réalisation, c'est cette unité 30 qui est chargée du désembrouillage, lequel peut être différent pour chacun des canaux transmis. Cette fonction est réalisée d'une manière connue, qui ne sera pas décrite en détail ici, pour la même raison que précédemment. La présente invention prévoit simplement qu'à l'unité de re- traitement 30 est incorporée une fonction d'incrustation, tandis qu'aux unités 25 et 28 sont associées une unité 59 capable de stocker un identifiant, correspondant d'une manière convenue à l'identifiant d'usager. Ce peut être le nom de l'usager lui-même en clair, par exemple. Et, cet identifiant de l'unité 59 est transmis à l'entrée d'incrusta- tion de l'unité de re-traitement 30, de façon que tout ou partie des images se voie incruster le nom de l'usager, de façon permanente ou épisodique. C'est l'ensemble ainsi obtenu qui est appliqué à l'interface de sortie 90 pour être visualisé sur un récepteur ou un moniteur de télévision. On sait que les mêmes informations peuvent être enregistrées sur un support magnétique (bande ou disque) par des moyens d'enregistrement choisis; ces informations ainsi enregistrées peuvent être rediffusées par un lecteur adapté aux moyens d'enregistrement. En pareil cas, il y aura un nombre impor- tant d'images marquées par le nom du propriétaire du déco- deur, ou par une représentation de celui-ci. Par conséquent, tout "rejeu" suspect d'une copie de bande magnétique peut: - d'abord être aisément diagnostiqué comme frauduleux ou non, - ensuite, s'il est frauduleux, révéler rapidement quel est le responsable de la fraude. Ainsi, le système est rendu beaucoup plus dissuasif. Ceci vaut non seulement pour une copie par magnétoscope, mais aussi en cas de rediffusion, par un moyen quelconque, des images disponibles en sortie du circuit de re-traitement 30. En référence à la figure 4A, on a représenté un exemple d'informations de marquage visibles, individualisées en Sl à S3 sur une image de type monotrame. Les informations de mar- quage sont de position variable afin d'éviter d'être occul- tées facilement par un masque logique en position fixe. Par exemple, au temps tl du balayage, les informations de marquage Sl à S3 sont positionnées sur les pixels sur le début de la première ligne de balayage. Les informations de marquage se propagent ensuite sur les autres pixels selon le balayage temporel t2, t3, t4, etc. En référence aux figures 4B à 4D, on a représenté d'autres exemples d'informations de marquage visibles V ou invisibles IV (que l'on décrira plus en détail ci- après) sur une image de type multitrame entrelacée. Sur la figure 4B, l'information de marquage visible V est sur les pixels correspondant au début de la lère ligne de la trame paire K. Sur la figure 4C, l'information de marquage visible V est sur les pixels correspondant au milieu de la seconde ligne de la trame impaire K+1. Sur la figure 4D, l'information de marquage visible V est sur les pixels correspondant au milieu de la troisième ligne de la trame paire K+2. En variante ou en complément, l'unité de re-traitement 30 peut incorporer aux signaux audio et vidéo une représentation invisible (directement) de l'identifiant d'usager (informa- tion de marquage IV en référence aux figures 4B à 4D). En pratique, l'information de marquage invisible IV se propage sur les pixels selon le balayage des signaux vidéo, comme décrit pour les informations de marquage visibles. Ceci peut être fait: - en ajoutant des informations numériques ou analogiques au niveau des synchronisations de lignes et de trames, o de la place reste disponible à cet effet, et/ou - en incorporant à l'image de manière diffuse des informa- tions correspondant à l'identifiant de l'usager. Il existe de nombreuses manières d'appliquer le second procédé: substituer en des positions fixes (absolues ou relatives) une pluralité de points de l'image par d'autres points calculés à partir de l'image et des informations de marquage, ces derniers points formant ensemble une représentation numérique de l'identifiant de l'usager; - faire de même sur plusieurs images consécutives en répar- tissant les différents bits de l'information d'usager sur ces différentes images; - ajouter des pixels légèrement en dehors de la zone d'image utile (ce qui est en fait une variante de l'utilisation des temps de synchronisation); En référence à la figure 5, le signal numérique de l'image IMV est disponible en provenance de la chaîne analogique (après convertisseur analogique/numérique et désembrouillage) ou de la chaîne numérique (après décompression MPEG). A ce signal IMV est associé une synchronisation trame, ligne et point SYN qui sert de contrôle temporel à un registre ou mémoire REG contenant l'image des informations de marquage V ou IV décrites en références aux figures 4B à 4D. La sortie SREG du registre sert à modifier l'image vidéo IMV. La modification peut être par substitution selon laquelle le signal lumineux vidéo IMV est remplacé par un signal lumineux correspondant à l'information de marquage V ou IV. En pratique, le remplacement s'effectue pixel par pixel. La modification peut aussi être par incrustation selon laquelle le signal lumineux correspondant à l'information de marquage V ou IV s'ajoute au signal vidéo IMV. Un niveau de transparence permet une incrustation "légère" de l'informa- tion de marquage. Le pixel ainsi modifié est comparé à l'ensemble des pixels voisins pour évaluer l'état de l'image. Après modification de l'image vidéo, une opération de conversion numérique/analogique est prévue pour la transfor- mer en signal TV. Dans le cas o la modification est de type invisible à l'oeil humain, cette modification est de type substitution dans la mesure o le niveau du signal perturbateur de ce marquage ne joue pas sur la représentation visuelle. Dans le cas o l'information n'est pas incorporée en clair à l'image, l'identifiant du responsable d'une recopie fraudu- leuse ne peut être obtenu que par utilisation d'un dispositif de lecture réciproque. Toutefois, l'homme du métier compren- dra que ce dispositif de lecture réciproque peut être fabriqué à un coût raisonnable. Toujours pour les mêmes raisons que précédemment, il est simplement considéré ici que la réalisation d'un tel dispositif de lecture réciproque est accessible à l'homme du métier. Cette réalisation dépendra naturellement du mode choisi pour l'incorporation discrète des informations à l'image. Dans le cas de la figure 2, l'homme du métier sait qu'il est possible de procéder de même. S'agissant d'une information que l'on désire faire apparaitre en clair, les moyens de re-traitement vont en ce cas incorpo- rer au flux numérique une séquence numérique correspondant à cette partie en clair de l'information de marquage destinée à être visible par incrustation. S'agissant au contraire d'informations d'un marquage que l'on désire invisible, la séquence incorporée dans le flux numérique sera alors modifiée en conséquence, d'une manière qui ici encore dépend des choix effectués a priori pour l'incorporation des informations de marquage sous forme diffuse dans l'image. Toujours pour les mêmes raisons que précédemment, il n'est pas utile de préciser ici davantage la manière de procéder, dès lors que l'homme du métier est en mesure de réaliser de telles séquences numériques. Dans le cas o les informations de marquage ne sont pas directement visibles, il est utile de fournir un dispositif de lecture réciproque (figure 6) qui permet l'analyse du signal vidéo et de visualiser le résultat sur un téléviseur ou moniteur. En référence & la figure 6, le dispositif de lecture récipro- que REC est mis en série entre le dispositif formant décodeur et le récepteur de télévision. Le dispositif de lecture REC comprend un convertisseur analogique/numérique CAN qui transforme en numérique le signal issu du décodeur pour le stocker dans une mémoire MEM. Avantageusement, la capacité de la mémoire MEM est choisie pour stocker autant d'images qu'occupent les informations de marquage. Le stockage en mémoire est réalisé point par point (pixel) pour former une image virtuelle. Un analyseur d'images ANA traite le contenu de la mémoire MEM pour rechercher par analyse séquentielle l'image virtuelle (formée de points lumineux) afin de retrouver l'information de marquage. Le dispositif d'analyse ANA comprend un processeur de sécurité PROC, qui comporte l'information de marquage. Par exemple, le processeur de sécurité PROC utilise une carte à puce amovible, pour rendre mobile le dispositif de lecture réciproque et protéger l'information de marquage de la copie. Des moyens de mise en forme MIS sont prévus pour restituer au moins deux images après analyse. La première image correspond à une image vidéo épurée, c'est-à-dire dépourvue des informa- tions de marquage et la seconde image correspond aux informa- tions de marquage. Un convertisseur numérique/analogique CNA restitue ensuite la trame vidéo. Une variante intéressante de l'invention consiste à interdire le désembrouillage si la fonction d'incrustation n'est pas réalisée. Ceci peut se produire par un aménagement convenable de l'unité de retraitement 30. En pratique, il suffit de conditionner la réalisation du désembrouillage par l'exis- tence d'un ordre simultané d'incrustation de l'identifiant de l'usager, au moins au moment o cette fonction est désirée. On sait par ailleurs que l'ensemble des fonctions illustrées sur les figures 3 à 6 sont en principe incorporées à des circuits matériellement protégés et difficilement accessibles à l'usager. Ceci contribue naturellement à assurer la sécurité obtenue selon la présente invention. Il convient de remarquer que la présente invention s'applique aussi aux signaux vidéo n'ayant pas de trames de synchronisa- tion, comme les signaux de visualisation de micro-ordinateurs pour lesquels des informations de marquage ou de tatouage peuvent être incorporées de façon similaire à celle décrite ci-avant de manière à conserver le tatouage au cours de la conversion informatique/télévision. Revendications 1. Dispositif de communication à péage, du type comprenant: - une interface d'entrée (10) pour recevoir des signaux embrouillés, portant des informations sujettes à péage, - des moyens de traitement (20) aptes à procéder à la conversion de ces signaux embrouillés en des signaux désem- brouillés, susceptibles d'utilisation directe, et - un module de contrôle d'accès (50), ce module comprenant une mémoire protégée (55) contenant un identifiant d'usager, associé a des droits d'accès, et conditionnant le fonctionne- ment des moyens de traitement, caractérisé en ce que le module de contrôle d'accès (50) comprend en outre des moyens de service (59) pour établir au moins une information de marquage reliée à l'identifiant d'usager, et en ce qu'aux moyens de traitement (20) sont associés des moyens de re-traitement (30) pour incorporer répétitivement cette information de marquage aux signaux désembrouillés. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que la mémoire protégée (55) est en partie au moins contenue dans un support amovible. 3. Dispositif selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que les moyens de service (59) établissent une partie au moins de l'information de marquage comme une représentation en clair de l'identifiant d'usager, et en ce que les moyens de re-traitement (30) incorporent cette partie en clair de l'information de marquage aux signaux désem- brouillés, d'une manière directement perceptible. 4. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que les moyens de service (59) établissent une partie au moins de l'information de marquage comme une représentation indirecte de l'identifiant d'usager, et en ce que les moyens de re- traitement (30) incorporent cette partie indirecte de l'information de marquage aux signaux désem- brouillés, d'une manière non directement perceptible. 5. Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que, les signaux désembrouillés étant des signaux vidéo analogiques, les moyens de re-traitement (30) y incorporent ladite partie en clair de l'information de marquage par incrustation ou substitution. 6. Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce que, les signaux désembrouillés étant des signaux vidéo analogiques, les moyens de re-traitement (30) y incorporent ladite partie indirecte de l'information de marquage dans des éléments non visibles desdits signaux vidéo, tels que les retours lignes ou les retours trame. 7. Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce que, les signaux désembrouillés étant des signaux vidéo analogiques, les moyens de re-traitement (30) y incorporent ladite partie indirecte de l'information de marquage sous forme diffuse prédéfinie dans la partie visible de l'image. 8. Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que, les signaux désembrouillés étant un flux numérique destiné à être appliqué à un démultiplexeur audio-vidéo, les moyens de re-traitement (30) incorporent dans le flux numérique une séquence numérique correspondant à la partie en clair de l'information de marquage destinée à être visible par incrustation ou substitution. 9. Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce que, les signaux désembrouillés étant un flux numérique destiné à être appliqué à un démultiplexeur audio-vidéo, les moyens de re-traitement (30) incorporent dans le flux numérique une séquence numérique relative à l'information de marquage sous forme diffuse prédéfinie dans la partie visible de l'image. 10. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comporte une interface de sortie (50) pour transmettre les signaux désembrouillés, et en ce que ledit module de contrôle d'accès (50) est capable d'empêcher la délivrance des signaux désembrouillés à l'interface de sortie, à défaut de l'incorporation de l'information de marquage à ces signaux désembrouillés. 11. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend un dispositif de lecture réciproque (REC) propre à retrouver les informations de marquage incorporées aux signaux désembrouillés.