Codificación de contenido visual mediante el reordenamiento de patrones sobre una matriz.

Un método para codificar la información visual que comprende las etapas de:

- dividir la información visual en un número predeterminado de patrones en una matriz;

- determinar la posición de cada patrón en la matriz;

- cifrar la información visual mediante la reordenación de los patrones en nuevas posiciones en la matriz en una forma predeterminada sobre la matriz, el área de la forma predeterminada que es igual al área de la información visual inicial; y

- generar una clave de cifrado que proporciona nuevas posiciones para cada patrón;

caracterizado porque los patrones en la matriz se reordenan en una forma predeterminada que es diferente a la de la forma original de la información visual.

Codificación de contenido visual mediante el reordenamiento de patrones sobre una matriz

Campo de la invención La presente invención se refiere al campo del procesamiento de imágenes, el cifrado y descifrado de contenido visual digital y en particular modalidades para la protección difusa del contenido visual al no permitir el acceso no autorizado del contenido visual. La presente invención también se relaciona con la aplicación del Codificador/Decodificador en el campo del procesamiento de imágenes.

Antecedentes de la invención La industria del entretenimiento incluye películas, televisión por cable, guiones etc. El cine ha sido una industria principal en el mundo del entretenimiento. La producción de una película requiere una gran suma de dinero, talento de las personas y una gran cantidad de esfuerzo. Estos esfuerzos, dinero y talento de muchas personas que participan en la creación de una película o de un guión no producen frutos al final si se copia o se accede por personas no autorizadas. También, hay imágenes o películas cinematográficas confidenciales, que pueden ser de secreto absoluto para el bienestar de la nación y requieren de una fuerte seguridad. Por lo tanto, con el fin de proteger dicha crucial información visual de accesos no autorizados, son de necesidad esencial un método y un sistema para asegurar el contenido digital visual.

En la actualidad se usan diversas técnicas para detener la copia de la información visual. Por ejemplo, la marca de agua en la imagen es el proceso mediante el cual se introduce alguna información dentro de la imagen huésped, por ejemplo, para habilitar la protección del derecho de autor o la autenticación de la imagen. En el mecanismo de inserción se imponen varios requisitos, a menudo contradictorios, como la invisibilidad, la robustez, el alto contenido de información, y la detección rápida y fiable.

Sin embargo, hasta ahora no existen técnicas convencionales o el sistema para no permitir la visualización de la información visual asegurada a una persona no autorizada.

Por lo tanto, existe una fuerte necesidad de un sistema y un método que no permita la visualización de la información visual importante y sensible por una persona no autorizada.

El cifrado de televisión, que se refiere a menudo como "codificación", se utiliza para controlar el acceso a los servicios de televisión de pago, por lo general los servicios de televisión por cable o satélite. La televisión de pago existe para obtener ingresos de los suscriptores y a veces los suscriptores no pagan. La prevención de la piratería en las redes de cable y de satélite ha sido uno de los factores principales en el desarrollo de sistemas de cifrado de la TV de pago.

Las primeras redes de TV de pago por cable no usaron ninguna seguridad. Esto condujo a problemas con la conexión de gente a la red sin preocuparse de pagar. En consecuencia, algunos métodos se desarrollaron para impedir estas autoconexiones. Los primeros sistemas de TV de pago por televisión por cable se basaron en una serie de medidas sencillas. La más común de ellas era un filtro basado en canal que detendría de manera efectiva el canal que recibían los que no se suscribían. Estos filtros se añadirían o eliminarían de acuerdo con la suscripción. A medida que el número de canales de televisión en estas redes de cable creció, el enfoque basado en filtros se volvió cada vez más impracticable.

Otras técnicas, como la adición de una señal de interferencia al video o audio comenzaron a usarse en tanto que las soluciones de filtrado simples se anulaban fácilmente. A medida que la tecnología evolucionó, los decodificadores direccionales se convirtieron en comunes y se aplicaron técnicas más complejas de codificación a las señales tales como el cifrado digital de audio o el corte y giro de video (en donde una línea de video se corta en un punto particular y las dos partes se reordenan luego alrededor de este punto) .

El cifrado se usó para proteger las alimentaciones distribuidas de satélites para las redes de televisión por cable. Algunos de los sistemas usados para la distribución de alimentación del cable eran caros. A medida que el mercado de DTH creció, comenzaron a usarse sistemas menos seguros. Muchos de estos sistemas (como el OAK Orion) eran variantes de sistemas de codificación de televisión por cable que afectaron la parte

de sincronización de video, invirtieron la señal de video o añadieron una frecuencia de interferencia al video. Todas estas técnicas de codificación analógicas se derrotaron fácilmente.

Por lo general, un reproductor de video, que es un tipo de reproductor de multimedia puede usarse para la reproducción de datos de video digitales a partir de medios tales como discos ópticos (por ejemplo, DVD, VCD) , así como a partir de archivos de formatos adecuados, tales como MPEG, AVI, Real Video y QuickTime. Muchos de los reproductores de video también admiten la reproducción sencilla de audio digital lo que hace que el contenido sea susceptible a accesos no autorizados. Por lo tanto se usan técnicas criptográficas para asegurar la misma. En los tiempos modernos, el estudio de la criptografía se fundamenta para asegurar el contenido digital. La criptografía se considera como una rama de las matemáticas y la informática, y se afilia estrechamente con la teoría de la información, seguridad informática e ingeniería.

Por lo tanto existe la necesidad de un sistema y un método para cifrar el contenido digital para que sea seguro e inaccesible al acceso no autorizado.

El documento EP 0949815 describe una técnica de codificación de acuerdo con la porción precaracterizadora de las reivindicaciones independientes adjuntas.

Breve descripción de la invención De acuerdo con la presente invención, se proporciona un método y un dispositivo correspondiente para la codificación de la información visual, un método y un dispositivo correspondiente para la decodificación de la información visual codificada, y un códec y el correspondiente producto de programa de ordenador para codificar y decodificar la información visual como se define en las reivindicaciones independientes adjuntas a las que ahora se hará referencia. Las modalidades de la invención se definen en las reivindicaciones dependientes adjuntas, a las que se debe hacer referencia también ahora.

Con el fin de alcanzar los objetivos y ventajas anteriores, la presente invención cifra el contenido visual es decir, la imagen fija o en movimiento con el fin de no permitir que cualquier persona no autorizada acceda al contenido visual.

De manera favorable, la presente invención conduce al reposicionamiento de los patrones de píxeles de igual tamaño con el fin de ocultar o cifrar la información visual.

Los objetivos o ventajas anteriores se describen en la especificación a fin de aclarar la invención con detalle. Sin embargo, el alcance de la invención anterior no debe restringirse o limitarse por los objetivos o ventajas anteriores.

De acuerdo con la presente invención, la imagen se divide en n número de patrones que tienen cada uno a x b píxeles. Los n patrones de a x b píxeles se mapean sobre una matriz es decir, se posicionan sobre el eje X y el eje Y. Los n patrones se disponen entonces en una forma diferente y nueva por ejemplo, un rectángulo, a la de la forma original de la imagen, pero que tienen el mismo número de patrones o la misma área. Los patrones de píxeles se vuelven a colocar en la nueva forma y una matriz se mapea otra vez para la nueva disposición de los patrones. A continuación se genera una clave que comprende la información de la imagen anterior y cifrada, que se almacena junto con el archivo de imagen fija o en movimiento.

Con el fin de descifrar el contenido visual cifrado o la imagen cifrada, el reproductor lee la clave o el contenido visual cifrado y descifra el contenido visual cifrado o imagen por medio de la información proporcionada por la clave.

Breve descripción de las figuras La descripción detallada se describe con referencia a las figuras acompañantes. En las figuras, el (los) dígito (s) que está (n) más a la izquierda de un número de referencia identifica la figura en la que aparece el primer número de referencia. Se usan los mismos números en todos los dibujos para hacer referencia a características y componentes similares.

La Fig. 1 muestra una representación de hardware de una posible integración del software. La Fig. 2 representa una imagen equirectangular.

La Fig. 3 es un dibujo esquemático que representa el flujo de datos que va a través del códec DIFUSO. La Fig. 4a ilustra el proceso de codificación a través del codificador... [Seguir leyendo]

1. Un método para codificar la información visual que comprende las etapas de:

-dividir la información visual en un número predeterminado de patrones en una matriz; -determinar la posición de cada patrón en la matriz; -cifrar la información visual mediante la reordenación de los patrones en nuevas posiciones en la matriz en una forma predeterminada sobre la matriz, el área de la forma predeterminada que es igual al área de la información visual inicial; y

- generar una clave de cifrado que proporciona nuevas posiciones para cada patrón;

caracterizado porque los patrones en la matriz se reordenan en una forma predeterminada que es diferente a la de la forma original de la información visual.

2. Un método como se reivindica en la reivindicación 1, en donde la información visual se extrae cuadro a cuadro a partir de los datos multimedia que comprenden información de audio mediante el filtrado y la transmisión del audio sin codificación.

3. Un método como se reivindica en la reivindicación 2, en donde cada cuadro es progresivo para evitar 20 anomalía de compresión.

4. Un dispositivo para la codificación de la información visual que comprende:

-el medio de procesamiento de imagen configurado para extraer y procesar la información de la

información visual cuadro por cuadro; -un lector de patrón (40) para almacenar y convertir cada cuadro que se extrajo en un número predeterminado de patrones sobre una matriz; y -un medio de cifrado (60) acoplado al medio de procesamiento de imagen para cifrar la información visual por el reordenamiento de los patrones en nuevas posiciones en la matriz en una forma predeterminada sobre la matriz, el área de la forma predeterminada que es igual al área de la información visual original, y generar una clave de cifrado simétrica que proporciona las nuevas posiciones para cada patrón;

caracterizado porque el medio de cifrado (60) se configura para reordenar los patrones en una forma 35 predeterminada que es diferente a la de la forma original de la información visual.

5. Un dispositivo como el reivindicado en la reivindicación 4, en donde el medio de procesamiento de la imagen se configura además para:

-generar el cuadro completo mediante el uso de las nuevas posiciones generadas; -almacenar y escribir un número predeterminado de cuadros generados requeridos para la compresión final; y -cifrar la información visual para obtener información codificada.

6. Un dispositivo como el reivindicado en la reivindicación 4, en donde la información visual (20) es un archivo de video o un flujo de video.

7. Un dispositivo como el reivindicado en la reivindicación 4, en donde la información visual (20) es una 50 imagen fija.

8. Un dispositivo como el reivindicado en la reivindicación 4, en donde la información visual (20) es un archivo multimedia al menos comprensible por un API similar a dicho medio de filtrado (25) .

9. Un dispositivo como el reivindicado en la reivindicación 4, en donde dicho formato de patrón se ajusta a un formato de macrobloque.

10. Un dispositivo como el reivindicado en la reivindicación 6, en donde dicho módulo de cifrado (60) genera una clave de cifrado simétrica (65) que proporciona nuevas posiciones para cada patrón extraído en dicho lector de patrones (40) .

11. Un dispositivo como el reivindicado en la reivindicación 4, en donde dicha clave de cifrado (65) se cifra antes de transportarla al dispositivo decodificador.

12. Un dispositivo como el reivindicado en la reivindicación 4, en donde dicha clave de cifrado (65) se incorpora en el dispositivo decodificador como un dispositivo electrónico.

13. Un dispositivo como el reivindicado en la reivindicación 4, en donde dicha clave de cifrado (65) se almacena en los datos de la ROM.

14. Un dispositivo como el reivindicado en la reivindicación 6, en donde la información codificada (100) tiene 15 exactamente el mismo número de patrones que la información visual (20) .

15. Un dispositivo como el reivindicado en la reivindicación 6, en donde el medio de filtrado (25) elimina la información de audio de la información de entrada.

16. Un método para decodificar la información visual codificada, dicho método que comprende las etapas de:

-recibir datos codificados que incluyen la información visual codificada dividida en un número predeterminado de patrones reordenados en nuevas posiciones en una forma predeterminada sobre una matriz, el área de la forma predeterminada que es igual al área de la información visual inicial;

-importar una clave de cifrado que proporciona nuevas posiciones para cada patrón; y -descifrar la información visual codificada mediante la reorganización de los patrones para recrear los datos fuente originales de la información visual mediante el uso de la clave de cifrado;

caracterizado porque los patrones que forman la información visual codificada se disponen en una forma 30 predeterminada que es diferente a la de la forma de la información visual original.

17. Un dispositivo para la decodificación de la información visual codificada, dicho dispositivo que comprende:

-el medio para recibir datos codificados que incluyen la información visual codificada dividida en un

número predeterminado de patrones reordenados en nuevas posiciones en una forma predeterminada sobre una matriz, el área de la forma predeterminada que es igual al área de la información visual original; -un lector de patrones (120) para analizar y dar formato a la información de patrón de dichos datos (100) en un formato de patrón preestablecido;

-un DEMULTIPLEXOR de macrobloques (130) para descifrar la información visual codificada mediante la reorganización de dicha información de patrón mediante el uso de una clave de cifrado que proporciona nuevas posiciones para cada patrón en una organización de patrón de los datos fuente originales para la información visual; y -un módulo de cifrado inverso (140) para proporcionar la clave de cifrado para la reorganización de 45 dicha información de patrón;

caracterizado porque el DEMULTIPLEXOR de macrobloques (130) se configura para reorganizar los patrones que forman la información visual codificada de una forma predeterminada que es diferente a la de la forma de la información visual original.

18. Un dispositivo como el reivindicado en la reivindicación 17, en donde el dispositivo se configura para evitar que los datos decodificados (160) generados por el dispositivo se almacenen como un archivo multimedia y por lo tanto evitar el acceso no autorizado a datos no cifrados.

19. Un dispositivo como el reivindicado en la reivindicación 17, en donde el dispositivo comprende un filtro (110) para dividir el audio y la información de video.

20. Un dispositivo como el reivindicado en la reivindicación 17, en donde los datos decodificados (160) generados por el dispositivo corresponden a los datos de video del archivo multimedia de entrada.

21. Un dispositivo como el reivindicado en la reivindicación 20, en donde dichos datos de video se envían a un procesador de video (170) .

22. Un dispositivo como el reivindicado en la reivindicación 21, en donde dicho procesador de video (170) 5 maneja la información gráfica para un dispositivo de visualización.

23. Un dispositivo como el reivindicado en la reivindicación 19, en donde la información de audio se envía directamente desde el filtro (110) a un procesador de sonido (180) .

24. Un dispositivo como el reivindicado en la reivindicación 23, en donde dicho procesador de sonido (180) maneja un dispositivo de sonido 25. Un dispositivo como el reivindicado en la reivindicación 19, en donde la información de audio no se procesa y se transmite directamente desde el filtro (110) al medio (150) configurado para conectar y 15 sincronizar la información de audio con la información visual decodificada.

26. Un códec para codificar y decodificar la información visual que comprende:

-el medio de procesamiento de imagen configurado para extraer y procesar la información de la

información visual cuadro por cuadro; -un lector de patrón (40) para almacenar y convertir cada cuadro que se extrajo en un número predeterminado de patrones en una matriz; -un medio de cifrado (60) acoplado al medio de procesamiento de imagen para cifrar la información visual mediante el reordenamiento de los patrones en nuevas posiciones en la matriz en una forma predeterminada sobre la matriz, el área de la forma predeterminada que es igual al área de la información visual original, y para generar una clave de cifrado simétrica que proporciona nuevas posiciones para cada patrón; y -un decodificador para decodificar la información codificada;

caracterizado porque el medio de cifrado se configura para reordenar los patrones en una forma predeterminada que es diferente a la de la forma original de la información visual.

27. Un producto de programa de ordenador para la codificación y decodificación de la información visual que comprende uno o más medios que pueden leerse por computadora configurado para:

- dividir la información visual en un número predeterminado de patrones sobre una matriz; -determinar la posición de cada patrón en la matriz; -cifrar la información visual por la reordenación de los patrones en nuevas posiciones en la matriz en una forma predeterminada sobre la matriz, el área de la forma predeterminada que es igual al área

de la información visual original; y -generar una clave de cifrado que proporciona nuevas posiciones para cada patrón;

caracterizado porque los patrones en la matriz se reordenan en una forma predeterminada que es diferente a la de la forma original de la información visual.

MEMORIA 3

DATOS

FUENTE

PROCESADOR 2

DISPOSITIVO

ALMACENA- MIENTO 4

Fig. 1

180 grados

13

360 grados Fig. 2

Línea de Acimut Tope

Horizonte

estándar

paralelo

Línea de Acimut

Inferior

DATOS

PROCESADOR

CODIFICADOR

ARCHIVO O FLUJO DE VIDEO DECODIFICADOR

FUENTE

DE VIDEO

DIFUSO

DIFUSO

CÓDEC DIFUSO

MÓDULO DE CLAVE DE CIFRADO CIFRADO EN METADATOS 60 65

BÚFER DE DATOS

LECTOR

LECTOR DE MULTIPLEXOR DE ESCRITOR

DATOS

MÚLTIPLES CODIFICADOS

EXTRACTOR DE

PATRONES MACROBLOQUES DE CUADROS

FUENTE CUADROS

CUADRO 100

40 50 70

80 FILTRO

FILTRO 30 DIRECTSHOW

DIRECTSHOW 90

DATOS FUENTE

DE SONIDO 26

CÓDEC DIFUSO

Fig. 4a

MÓDULO DE

CLAVE DE CIFRADO

CIFRADO

EN METADATOS

INVERSO

DEMULTIPLEXOR

DATOS

DATOS PROCESADOR

LECTOR DE

DE

CODIFICADOS

CODIFICADOS DE VIDEO

PATRONES

MACROBLOQUES

100 120

160 170

130 FILTRO FILTRO DIRECTSHOW DIRECTSHOW 110 150

DATOS FUENTE

PROCESADOR DE AUDIO

DE SONIDO

CÓDEC DIFUSO

Fig. 4b

16

DISPOSITIVO 1 DISPOSITIVO 2

PLATAFORMA DE CODIFICACIÓN 200

DISPOSITIVO 3

Grupo de Dispositivos A

Fig. 5a

DISPOSITIVO 1

DISPOSITIVO 2

Clave de CifradoA

DISPOSITIVO 3

Grupo de Dispositivos A

DISPOSITIVO 4 PLATAFORMA DE CODIFICACIÓN 200

DISPOSITIVO 5

Clave de Cifrado B

Clave de Cifrado N DISPOSITIVO 6

Grupo de Dispositivos B

DISPOSITIVO n DISPOSITIVO n+1

DISPOSITIVO n+2

Grupo de Dispositivos N

Fig. 5b

patrones X píxeles de ancho 64 patrones

Representación gráfica de la Función de Extracción de PATRÓN aplicada en el LECTOR DE PATRONES 40

LECTOR DE PATRONES 40

Fig. 6b

CUADRO PROGRESIVO de una imagen equirectangular como se usa en el LECTOR EXTACTOR DE CUADRO 30

LECTOR EXTRACTOR DECUADRO 30

Fig. 6a 16 píxeles

píxeles

PATRÓN X Y

Y píxeles de alto

19

POSICIÓN DE LA MATRIZ DIFUSA

POSICIÓN DE LA MATRIZ ORIGINAL

2048 PATRONES

2048 PATRONES

(coord.máx.)

Fig. 6c Fig. 6d

patrones POSICIÓN DE LA MATRIZ NUEVA 320

MULTIPLEXOR DE MACROBLOQUES 50

256 patrones Fig. 6e 32 patrones 8 patrones

MÓDULO DE CIFRADO 60

GENERACIÓN

CLAVE DE CIFRADO

LECTOR DE POSICIÓN DE LA CAMBIADOR DE POSICIÓN DE LA

DE CLAVE

EN METADATOS

POSICIÓN DE PATRÓN MATRIZ NUEVA

PATRONES

MATRIZ ORIGINAL

MULTIPLEXORDE MACROBLOQUES 50

Fig. 7

22

MÓDULO DE CIFRADOINVERSO 140

CLAVE DE CIFRADOEN DECODIFICADOR DE CAMBIADOR DE POSICIÓN DE LA DEMULTIPLEXORDE METADATOS CLAVE POSICIÓN DE PATRÓN MATRIZ ORIGINAL MACROBLOQUES 400 410

420 130

LECTOR DEPATRONES 120

Fig. 8