专利名称：接收加密信号的设备和方法及接收加扰数字广播的设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及视频数据通信，其中在广播台和接收机之间传送有限的视频数据重放权利。具体来讲，本发明涉及一种用于接收要记录在记录介质上的一个或多个加密数据信号的设备和方法以及一种用于接收加扰的数字广播信号的设备。
背景技术：
通常视频节目是从广播台通过卫星或电缆通信系统发射到用户。在某些系统中，使用单个的可寻址编码接收机，用户可以发出请求来选择视频节目，而广播台来提供这些节目。一旦接收到随请求的视频节目一起发射的该用户地址，用户的解码器就操作。
这种系统的缺点是用户可以经常记录该请求的视频节目，以便以后的重放。而这种后来的重放没有给广播台或该视频节目的版权所有者交纳合理的费用。另外，该记录的视频节目可被用户分配给其它人，用于其它的重放，而以没有交相应的合理费用。
发明内容
本发明的目的是要提供一种在广播台与用户之间传送有限的重放权利发射数据的系统。
本发明的另一个目的是使用户能够从广播台请求到对所选择的视频节目的特定的有限的重放权利。
本发明的再一个目的是防止用户在不为重放交纳合理的费用的情况下对发射的数据进行重放。
按照本发明提供了一种接收、记录、和重放数据信号的装置。一个接收机接收带有存取控制信号的发射数据信号，存取控制信号用于控制接收以后的数据信号的处理。该处理的数据信号被存贮在第一存贮介质中，而存取控制信号被存贮在第二存贮介质中。当处理数据信号随后从第一存贮介质被重放时，存取控制信号从第二存贮介质中恢复，并被用来控制重放的数据信号的再处理。
具体来讲，按照本发明的一个方面，提供了一种用于接收要记录在记录介质上的一个或多个加密数据信号的设备，该设备包括一接收机，用于接收所述一个或多个加密数据信号；一解密器，连接到所述接收机，用于解密所述一个或多个接收的加密数据信号；以及，一加密器，连接到所述解密器，用于对所述一个或多个解密的数据信号进行再加密，以基于接收到的存取控制信号而产生可重放的再加密的数据信号，该存取控制信号是由向用户授予重放所述数据信号的权利的远程站点产生的。
按照本发明的另一个方面，提供了一种用于接收要记录在记录介质上的一个或多个加密数据信号的方法，包括下列步骤接收所述一个或多个加密数据信号；解密所述一个或多个接收的加密数据信号；以及，对所述一个或多个解密的数据信号进行再加密，以基于接收到的存取控制信号而产生可重放的再加密的数据信号，该存取控制信号是由向用户授予重放所述数据信号的权利的远程站点产生的。
按照本发明的再一个方面，提供了一种用于接收加扰的数字广播信号的设备，该设备包括接收装置，用于接收所述数字广播信号；解扰装置，连接到所述接收装置，用于对所述接收的数据广播信号进行解扰；加密装置，用于对所述解扰的数字广播信号进行加密，以便记录从记录装置再现的数字广播信号。
通过结合附图对本发明的实施例的描述，本发明的上述和其它的目的、特征和优点将变得更清楚，附图中相同的部分用相同的标号表示。
图1是卫星广播系统的示意图，其中应用本发明。
图2是按照本发明的一个实施例的存取控制的广播数字视频信号接收系统的方框图。
图3是按照本发明的另一个实施例的存取控制的广播数字视频信号接收系统的方框图。
图4是按照本发明的再一个实施例的存取控制的广播数字视频信号接收系统的方框图。
图5是按照本发明的再另一个实施例的存取控制的广播数字视频信号接收系统的方框图。
图6是一个流程图，它由图6A及图6B构成，它图示了由图2的控制存取广播数字视频信号接收系统的控制器控制的通信和处理操作。
图7是另一个流程图，它图示了由图2的控制存取广播数字视频信号接收系统的控制器控制的另一个通信和处理操作。
具体实施例方式
图1图示了一个带有按照本发明的控制存取的广播信号接收系统102的卫星广播系统。如下所述的，控制存取的广播信号接收系统102最好是专用于接收和处理数字视频数据。但是，无论怎样，应理解到本系统也可改型以便适合于其它数据或模拟信号，而不脱离本发明的范围。正如所理解的，该系统可容易地实施，以适合其它类型的数据，下面的解释特指控制存取的广播数字视频信号接收系统102。
卫星电视广播系统包括广播台101、控制存取的广播数字视频信号接收系统102、天线103、视频显示器105、通信线106、卫星107。广播台101将视频信号和存取控制的信号广播到控制存取的广播数字视频信号接收系统102，它按照存取控制信号的功能来处理该视频信号。
广播台101通过通信线106、卫星或两者将视频和存取控制信号发射到接收系统102。通信线106是连接在广播台101和接收系统102之间的信号传送介质。通信线最好是常规的电话线。或者，通信线106可以包括其它一些任何传输介质，比如地基广播系统、电缆电视系统、光纤网络等等。
卫星107是一个卫星广播信号中继站，它接收来自广播台101的信号并将该信号中继到天线103。天线103接收来自107的信号并提供该信号给接收系统102。另外，卫星107可由其它一些任何传输介质来替代，比如基地广播系统、电缆电视系统、光纤网络等等。
接收系统102接收由广播台101提供的视频信号和存取控制的信号，并处理(例如解扰、解码和记录)该信号。典型地，视频信号被记录在存贮介质上，随后再重放显示。或者视频信号被存贮在存贮介质上并处理以便基本上同时显示给用户。存取控制的信号被存贮在存贮器中或记录在存贮介质上，它可以是记录视频信号的相同的介质。在优选实施例中，接收系统102适应于接收包括磁带的存贮盒104，在磁带上记录视频和存取控制的信号。或者，存贮盒104包括用于记录视频信号的磁带和用于存贮存取控制信号的一个分离的存贮器，比如存贮器芯片。在其它实施例中，接收系统102适合于接收任何其它一些存贮介质，比如视盘、磁性介质卡、CD盘等等。视频显示器105最好是一个常规显示装置，它连接到用户，并从接收系统102接收视频信号。
在操作的优选记录模式中，广播台101发射视频信号到卫星107，卫星将该信号中继到天线103，从天线103该视频信号被耦合到系统102。广播台101还通过通信线106发射存取控制信号到接收系统。接收系统102按照存取控制信号的功能处理并记录该视频信号。
在操作的优选重放模式中，该接收系统恢复先前存贮的存取控制信号，并用这些存取控制信号来控制先前记录的视频信号的重放和处理。该视频信号被提供到视频显示器105或其它外围设备(未示出)。
按照本发明的一个选择的卫星电视广播系统包括上述的每个单元，不同的是只包括通信线106和卫星107之一。该选择的系统以不同于上述实施例的方式互连。通过信号传输介质，广播台101发射视频信号和存取控制信号到接收系统102。
在另一个变型中，接收系统102通过一种传输介质发射节目请求、费用信息、或其它信号给广播台101。典型地，通信线106被用于该目的。
在图2中，用系统102A图示了按照本发明的控制存取的广播数字视频信号接收系统的第一个实施例。接收系统102A用于接收、解扰、加密、记录、解密和解码数字视频信号，它包括调谐器20、解扰器21A、加密器22、记录重放部分23A、解密器25、解码器26、存取控制器28A、用户接口30和调制解调器31。
调谐器20接收输入数字视频信号、选择特定的数字视频信号，并提供所选择的信号给解扰器21A。输入数字视频信号最好是由与调谐器20连接的卫星天线103获得的卫星广播数字视频信号。或者输入数字视频信号是从与调谐器20连接的另一个传输介质那里获得的。最好由用户控制调谐器20从不同输入数字视频信号中选择信号。该选择的视频信号包括时间参考信号和日期参考信号。
解扰器21A与调谐器20连接，并对提供给它的加扰数字视频信号进行解扰。如本专业人员熟知的，发射的视频信号通常被信号提供者加密或编码，以防止未授权的视频信号的接收。解扰器21A提供数字视频信号解扰的版本给加密器22。另外，解扰器21A与时钟27连接，以给它提供该接收的时间参考信号和日期信号。
加密器22与解扰器21A、记录/重放部分23A和存取控制器28A连接。当由存取控制器启动时，按照加密关键词，加密器22对由解扰器21A提供的解扰视频信号进行加密，以产生加密的视频信号。该加密的视频信号被提供到记录/重放部分23A以便记录。可是，该加密的视频信号不能由一般的装置显示。可以考虑在加密器22中预先存贮加密关键词，或由存取控制器28A提供关键词，或者在广播台101提供的视频信号或存取控制信号中包括关键词。当存取控制器28A被停止工作时，加密器22将来自解扰器21A的解扰视频信号直接旁路到23A，而不进行加密。
记录/重放部分23A通过记录/重放头24或类似的装置在存贮介质40上记录由加密器22提供的视频信号。通过头24，部件23A也从存贮介质40读取先前记录的视频信号并提供该重放的视频信号给解密器25。部件23最好是一个数据视频磁带记录/重放装置(VCR)，而存贮介质40是视频磁带。但是也可考虑其它类型的存贮介质，比如光盘、磁盘或磁光盘、固态存贮器等等。
解密器25与解码器26连接，当由存取控制器28A启动时，它用于按照加密关键词对由记录/重放部分23A提供的已加密的信号进行解密。可以考虑在解密器25中预先存贮加密关键词，或由存取控制器28A提供关键词，或者在广播台101提供的视频信号或存取控制信号中包括关键词，或者在存贮介质40中存贮关键词，或者在存取状态存贮器中存贮关键词。当被停止工作时，解密器25将来自解扰器23A的解扰视频信号直接旁路到解码器26，而不进行加密。
正如本专业人员都熟知的，视频信号通常被压缩或编码以简化它们在传输介质中的传输。解码器26如此解码数字视频信号，即从存贮介质40重放以产生解码的数字视频信号，它耦合到视频显示器105以便显示。最好解码器26对由MPEG标准编码的数字视频信号解码。
时钟27由分别跟踪时间和日期的时钟装置和日期装置组成，这是本专业的普通技术人员熟知的。时钟27与存取控制器28A连接并向它提供时间信号和日期信号。该时钟27从解扰器21A接收时间参考信号和日期参考信号，并与它们进行同步操作。用户接口30与存取控制器28A连接并向它提供用户输入信号。用户输入信号是作为用户向用户接口提供的输入的功能而被产生的，用户接口可以包括键盘或用户操作的开关。一般用户输入信号包括显示视频信号的命令、记录广播视频信号的命令、授权码、特定视频节目的请求、等等。
调制解调器31与存取控制器28A以及通信线106连接，并简化信号在连接广播台101(图1所示)和存取控制器之间的通信线上的通信。当通信线106是电话线时，调制解调器31是常规的电话线调制解调器。
存取控制器28A还与存取条件存贮器29连接。作为时钟27、用户接口30、调制解调器31、和存取条件存贮器29给存取控制器28A提供的信号的功能，该存取控制器控制加密器22和解密器25的操作。正如下面更详细的讨论，按照应用状态是否充分，该存取控制器启动或停止加密器22和解密器25的操作。存取控制器28A将存取控制信号存贮在存取条件存贮器29中，并从其中恢复存取控制信号。在替换的实施例中，可考虑由存取控制器28A在存取条件存贮器29中存贮存取控制信号和加密器22及解密器25的加密关键词。
存取控制信号指明施加在所选择数字视频信号的视频成分的重放上的状态。这些状态描述用户可以或不可以重放所选择的视频信号的环境。作为存取控制信号的功能，由解扰器21A恢复的所选择的视频信号在记录和以后重放再处理之前被处理。根据具体条件和环境，可使用户完全不能获取所选择的数字视频信号，或对该信号进行有限的存取，或对该信号完全的存取。如此的条件可包括下述的一个或多个，但不限制于此(1)从广播台101预先接收付费信号，(2)具体视频信号可以重放或显示次数的数量限制，(3)视频信号重放或显示的时间限制，和(4)预先接收用户授权码。存取控制信号最好还包括简单的缺省值。
在图2中还图示了存贮盒104A，它包括存取条件存贮器29和存贮介质40。存贮盒104A作为一个整体可与接收系统102A连接或断开。存取条件存贮器29存贮指示条件的存取信号，如果有的话，这些条件施加到视频信号在存贮介质40上的重放和/或记录上。最好存取条件存贮器29是一个集成电路RAM，它集成到存贮盒104A中，但与存贮介质40独立，并与存取控制器28A电连接，这里建议如此。存贮介质40由存贮头24在其上存贮记录的信号，最好是可拆卸的。
下面将描述图2所示的控制存取的广播数字视频信号接收系统102A的操作。该实施例一个重要的特征是按与记录在介质40或从介质40上重放的视频信号相应的存取控制信号被存贮在存取条件存贮器29中。作为存贮在存取条件存贮器29中的存取控制信号和/或从调制解调器31接收的存取控制信号的一个或多个功能存取控制器28A控制加密器22和解密器25的操作。在这种方式下，视频信号的加密被控制，以防止视频信号的未授权的重放。
本发明的构造与在广播台101和接收系统102A之间进行信号传送的许多不同系列兼容。下面将详细描述在本发明的不同操作模式下实施的有用的信号传送系列的例子。通过这些操作模式，可以确保视频节目在广播台和消费者之间传送以便记录，但是消费者能够显示该节目的权限会被受到限制。
在第一个按需播放的视频(Video on demand)模式中，用户向用户接口30输入特定视频节目的请求。用户接口30传送该请求到存取控制器28A，然后，它将该用户的请求通过调制解调器31和通信线106传输到广播台101。广播台发射该请求的视频节目到卫星107它将视频节目中继到天线103，再提供代表该节目的该视频到调谐器20。可以期望几个视频信号都耦合到调谐器20，而由它选择包括该请求的视频节目的特定视频信号并提供这些选择的视频信号到解扰器21A。该解扰器对这些广播视频信号进行解扰并提供视频信号解扰的版本到加密器22。解扰器21A也提供与视频节目一起传输的时间参考信号和日期参考信号到时钟27。
另外，广播台101通过通信线106和调制解调器31给存取控制器28A传送存取控制信号，以在存取条件存贮器29中存贮。该存取控制信号用于按照请求的视频节目的使用来确定条件或限制。一般，用户可向广播者购买或租用特定的视频节目。在购买的预先付费方式中，用户为视频节目付费，然后请求广播台发射节目到该用户的视频接收系统。广播台101发射该请求的节目和指明该视频节目可以无条件地记录和重放的存取控制信号(完全存取FULL ACCESS)。存取控制器28A将该FULL ACCESS信号存贮到存取条件存贮器29中，以关闭加密器22。从而，该视频节目的解扰的视频信号由解扰器21A通过加密器22提供到记录/重放部分23A，而无加密，在此解扰的、未加密的视频信号被记录在存贮介质40上。
在之后付费购买方式中，其中用户在用户的接收系统中接收视频节目之后再选择对某个视频节目进行付费，广播台101发射该特定的视频节目到接收系统102A，其中带有指明该视频节目不能重放的存取控制信号(NOREPRO)。存取控制器28A将该NO REPRO存贮在存取状态存贮器29中，并启动加密器22，使它按照加密关键词及由解扰器21A提供的视频节目的已解扰的视频信号进行加密。加密器22提供加密的视频信号到记录/重放部分23A，在此加密的视频信号被存贮在存贮介质40上。
以可考虑用户以后再从广播者购买该视频节目。只要付费，广播台101就发射存取控制信号到存取控制器28A以指明该记录的视频节目可以重放(REPRO OK)，该REPRO信号替代原先存贮在存贮器29中的NO REPRO信号。当该加密的视频信号从存贮介质40随后被重放时，它们被加到解密器25，解密器25由存贮的REPRO OK信号启动以解密该重放的视频信号。
在购买的第二付费方式中，类似于预先付费方式，在传输该选择的节目之前，用户对它先付费，但广播台首先发射该选择的节目和NO REPRO信号到接收系统102A。存取控制器使加密器22加密该视频节目的视频信号，加密的信号被记录在存贮介质40上，而在存取存贮器29中存贮了NO REPRO信号。一旦完成了视频节目的传送，广播台101发射REPRO OK信号；存取控制器28A用REPRO OK信号替代存贮的NO REPRO信号。因此，该视频节目以加密形式记录，但该用户可以重放和解密该节目的次数有限。该第二付费方式使视频记录的优点是可以在具有兼容解密能力的设备中重放。
或者，用户可以购买重放视频节目某些次(N)的权利。因此该用户“租用”该视频节目以重放N次。在一个模式中，用户输入请求到用户接口30以租用视频节目来重放N次。用户接口30发射该请求到存取控制器28A，存取控制器28A将该请求通过调制解调器31和通信线106送到广播台101。广播台101发射该请求的视频节目和指明该视频节目只能重放N次(REPRO NTIMES)的存取控制信号。该视频节目由调谐器20接收并被提供到解扰器21A，它对视频节目进行解扰并提供解扰的视频信号到加密器22。由存取控制器启动的加密器加密该解扰的视频信号，并提供加密的信号到记录/重放部分23A以在存贮介质40上记录。
在另一个租用模式中，其中用户需要租用特定视频节目一段时期，广播系统提供指定时期的存取控制信号，在该时期中授权该请求的视频节目可以重放。例如用户可以请求租用一特定视频节目几天(D)。接收系统102A发射该请求通过通信线到广播台101。广播台按照D的功能计算重放权利停止的日期Y，并发射该请求的视频节目和指明允许重放到日期Y的的存取控制信号(REPRO UNTIL DATE Y)。该存取控制信号由接收系统102A接收并被存贮在存取状态存贮器29中。存取控制器启动加密器22的操作；并如上所述，该请求的视频节目被接收，由调谐器20选择、解扰、加密、并以加密形式记录。随后，该加密的视频信号被重放、解密(只要是在日期Y之前进行重放)和显示。
作为另一个例子，用户可以租用一特定视频节目几个小时(H)。接收系统102A发射该请求通过通信线106到广播台101，广播台按照H的功能来计算重放权利停止的时间T，并发射该请求的视频节目和指明允许重放到时间T的存取控制信号(REPRO UNTIL TIME T)。接收的存取控制信号被存贮在存取状态存贮器29中；由存取控制器28A启动加密器22的操作。如上所述，该请求的视频节目被接收、选择、解扰、加密、并以加密存贮。
当然，还有许多不同的租用表达方式。前面所表达的仅仅只是例子以帮助解释本发明，但并不限制于此。其它可使用的租用方式的例子包括在未来某些小时或某些天、或一段时间内重放视频节目。
购买的预先付费和后期付费方法，每个视频节目的租用用户可以先付或后付。当租用是先付费时，广播台101发射请求的节目和说明租用方式的存取控制信号到接收系统102A，如上所述，接收系统处理该视频节目(即选择性地加密该视频信号)和存贮该存取控制信号。
相反，当租用是后付费时，广播台101发射该请求的节目和NOREPRO信号到接收系统102A，如上所述，它加密和记录该视频节目并存贮该NOREPRO信号。一旦适当付费，广播台101发射说明租用方式的存贮控制信号到接收系统，接收系统用新发射的存取控制信号来替代存取状态存贮器29中的NO REPRO信号。
在另一个变形中，用户在“预视”操作模式中可以重放该视频节目的某些片断。在该“预视”中，用户可以观看该请求的视频节目的选定部分，而后再决定是否购买或租用整个视频节目。在该预视模式的一个图解实施例中，相应预视片断的存取控制信号是REPRO OK，而相应整个视频节目的存取控制信号是NO REPRO信号。
在第二个按需播放视频模式中，用户向广播者请求在较后的时间比如明天来发射视频节目。例如该视频节目可以是由用户选择的一个或多个视频节目或由广播者选择的一些视频节目。在后一种情况下，可考虑用户最初选择一种特定视频节目或选择由特定视频节目提供者提供的视频节目。
对该视频节目的“滞后”传输的请求由用户输入到用户接口30。用户接口30发射该请求到存取控制器28A，存取控制器28A通过调制解调器31和通信线106将该用户的请求传送到广播台101。
在一段时间后，广播台101发射该请求的视频节目到卫星107，它以将该视频节目中继到天线103。该视频节目的传输最好选择在广播者休息(off-the-air)时，或广播视频信号低收视率的时期。天线103接收该视频节目并提供该视频信号到调谐器20，由此包括该请求的视频节目的特定视频信号被提供到解扰器21A，它然后交该视频信号的解扰版本提供到加密器22。
在该模式中，广播台101也通过通信线106和调制解调器31发射两个存取控制信号到存取控制器28A。一个存取控制信号指明在某天Y删除该视频节目(ERASE ON DATE Y)，而另一个存取控制信号是NO REPRO信号。存取控制器28A在存取条件存贮器29中存贮该ERASEON DATE信号和NOREPRO信号。当加密器22被启动时，它提供加密的视频信号给记录/重放部分23A以在存贮介质40上记录。
因此，在日期Y之前，用户从存贮在存贮介质40上的该请求的视频节目中选择一个视频节目并对该选择的节目付特定租用模式的租金。一旦付费，广播台101就发射指明适当租用状态的存取控制信号给存取控制器28A，它用该信号来替代存贮器29原先存贮的NOREPRO信号。但是，ERASE ONDATE Y信号还保留在存取状态存贮器29中。
下面将描述接收系统102A操作的视频信号重放模式。当用户输入指令到用户接口30时该操作启动以重放预先存贮在存贮盒104A中的视频节目。用户接口发射该指令到存取控制器28A，它恢复存贮在存贮盒的存取条件存贮器29中的存取控制信号。解密器25的操作按照恢复的该特定存取控制信号的功能来控制。
例如，如果该恢复的信号是FULL ACCESS信号，则存取控制器28A不启动解密器25。记录/重放部分23A从存贮介质40恢复视频信号并提供该重放的视频信号到解密器25，它将该视频信号直通到解码器26。如上所述，重放的视频信号是未加密的，而解码器26解码该视频信号并提供解码的视频信号到视频显示器105。
如果从存取条件存贮器29恢复的是NO REPRO信号，则存取控制器28A不启动解密器25。但是，不象FULL ACCESS信号的情况，存贮在存贮介质40上的视频信号被加密。但是，记录/重放部分23A重放加密的视频信号，它是被加到解密器25的，以直通到解码器26而不加密。该解码器对该加密的视频信号进行解码以产生解码但加密的视频信号，再送到显示器105。结果，该视频显示器完全不能显示该视频信号或者只能显示原始视频节目的失真的版本。
按照另一个变形，存取控制器28A可从存取条件存贮器29恢复REPROOK信号以启动解密器25的操作。记录/重放部分23A重放存贮在存贮介质40上的加密的视频信号并提供该加密的信号到解密器25，它解密该视频信号并提供不加密的视频信号到解码器26。解码器解码该视频信号并提供所产生的解码、已解密的视频信号到视频显示器105以进行显示。因为该视频信号是未编码和解密的，所以视频显示器105显示的重放视频节目没有失真。
按照其它另一个变形，当存取控制器28A从存取条件存贮器29恢复REPRO N TIMES信号时，存取控制器28A确定数N是否大于预定阈值(比如0)。如果该数不大于该阈值，则存取控制器28A关闭解密器25的操作，并且存贮的视频信号的重放按照NO REPRO信号情况处理。在另一方面，如果数N大于该阈值，则存取控制器28A启动解密器25，而存贮的视频信号按照REPRO OK信号的情况进行处理。
在从存贮介质40重放该视频信号之后，如果数N大于该阈值，存取控制器28A从值N中减去1，以产生一个新的N值并利用该新N值写入新的REPRO N TIMES信号到存取条件存贮器29中，在此，原先存贮的REPRO NTIMES信号被新REPEO N TIMES信号替代。按照该过程，存贮在介质40中的、与REPRO N TIMES信号对应的特定视频信号只能重放由数N代表的次数。因此存贮在存取条件存贮器29中的值N反映了该特定视频信号可被允许的剩余次数。由于存取条件存贮器是与存贮介质40是同一个存贮盒104A中，并且视频信号在存贮介质上被加密，则即使该盒被装到另一个接收系统中该视频信号也只能被重放N次，至少在新的存取信号被存贮之前是这样。
如上所述，视频节目只被租用一段时间，存取控制器28A从存取条件存贮器29恢复相应的存取控制信号并从时钟27接收时钟信号和日期信号。时钟信号和日期信号与恢复的存取控制信号相比较，如果由存取控制信号代表的特定状态满足了，重放即被允许，然后解密器25被启动，并按REPRO OK情况来进行存贮的视频信号的重放。可是，如果由存取控制信号代表的状态不满足，该该视频信号的重放是不允许的，那么解密器关闭，并且按照NOREPRO信号所述的情况来处理该存贮的视频信号的重放。
例如，当存取控制器28A从存取状态存贮器29恢复REPRO UNTILDATEY信号时，它将从时钟27来的该数据信号与日期Y相比较。如果从时钟27来的数据早于日期Y，则存取控制器启动解密器25的操作以解密重放的、加密的视频信号。在类似的方式中，当存取控制器从存取条件存贮中恢复REPRO UNTIL TIME T信号时，它将由时钟27提供的时间信号与时间T相比较。如果由时间信号指明的时间先于时间T，则按照REPRO OK信号所描述的方式来处理该存贮的视频信号的重放。
在类似的方式中，当存取控制器28A从存取条件存贮器29恢复ERASEON DATE Y信号时，它将从时钟27来的该日期信号与日期Y相比较。如果由时钟27指明的日期与日期Y相同或超过了，则存取控制器控制记录/重放部分23A来删除存贮在存贮介质40上的该视频信号。在存取控制器28A和记录/重放部分23A之间可以提供一个合适的控制通道。
接收系统102A另一个实施例还包括解扰器21A和存取控制器28A之间的连接。在此由广播台101发射的加扰存取控制信号和视频信号被提供到解扰器21A并由它解扰，并由此加到存取控制器。在该改型的实施例中，视频信号按上所述记录和重放，加密器22和解密器25以所讨论的同样方式按照恢复的存取控制信号被选择性地启动和不启动。
正如本专业中普通技术人员所理解的，上述用户已对该视频节目付费的每个信号重放模式都可达到基本上与广播视频信号的记录同时。在这种操作模式中，记录/重放部分23A具有记录该处理的广播视频信号并提供该视频信号到解密器25的双重功能。由存取控制器28A控制的解密器25按照被存贮在存取控制存贮器29中的存取控制信号的功能来解密该视频信号，解码器26解码该结果的视频信号以在视频显示器105上立即显示。
图3图示了按照本发明的控制存取的广播数字视频信号接收系统102B的另一个实施例。接收系统102B不同于上述接收系统102A之处在于接收系统102B将存取控制信号和视频信号存贮在存贮盒的同一存贮介质40中。
记录/重放部分23B通过头24在存贮盒104B中的存贮介质40上记录由加密器22提供的视频信号和由存取控制器28B提供的存取控制信号；并从存贮介质读取原先记录的视频信号和原先启示的存取控制信号。该重放的视频信号被提供到解密器25，而该重放的存取控制信号从记录/重放部分被提供到存取控制器28B。如前，记录/重放部分23B是数字视频磁带记录/重放装置(VTR)，存贮介质40是录象带；尽管该存贮介质可以是磁盘、光盘、磁光盘、固态装置、或其它可记录的介质。将该存取控制信号存贮在存贮介质的一个或多个子码区域内也是可以的。
当解密器25由存取控制器28B启动时，它按照加密关键词对由记录/重放部分23B重放的加密信号进行解密。该加密关键词也可预先存贮在解密器中或由存取控制器28B提供给它，或者包括由广播台101提供的在视频信号或存取控制信号中，或者存贮在存贮介质40中并从中读出。当关闭时，解密器25将视频信号从记录/重放部分23B直通到解码器26，而不解密该信号。
按照由时钟27、用户接口30、调制解调器31和记录/重放部分23B提供到存取控制器28B的信号的功能，存取控制器控制加密器22和解密器25的操作，如前所述。具体说，根据应用条件是否满足，存取控制器启动或关闭加密器22和解密器25的操作。
上述接收系统102A中的每个信号传送序列，包括其变形都可在接系统102B的类似操作模式中使用。那么将理解到接收系统102B的操作模式与接收系统102A的操作模式相同，下面进行解释。除了在存贮介质40上通过记录/重放部分23B存贮存取控制信号外，存取控制器23B的功能与存取控制器28A的方式相同，它是在分离的存取状态存贮器中存贮。除了部分23B还在存贮介质40上存贮存取控制信号并从其上重放存取控制信号外，记录/重放部分23B的功能与部分23A一样。该重放的存取控制信号从记录/重放部分23B被提供到存取控制器28B。
与结合图2所讨论的改型实施例类似，接收系统102B的一个改型实施例还包括在解扰器21A和存取控制器28B之间的连接，因此由广播台101发射的加扰的存取控制信号和视频信号一起被解扰并提供到存取控制器。当然，存取控制器28B以与上述所讨论的方式相同的方式来使用这些存取控制信号。
图4图示了按照本发明的控制存取的广播数字视频信号接收系统的另一个实施例。接收系统102C适用于接收、解扰、解码、记录和重放数字视频信号，并类似于图2的上述接收系统102A。正如在接收系统102A中，接收系统102C在存贮盒104A的存取条件存贮器29中存贮存取控制信号，而该视频信号被存贮在该存贮盒的存贮介质40上。
图4不同于图2之处在于接收系统102C的解扰器21C与存取控制器28C、记录/重放部分23A、和解码器26连接；而加密器22和解密器25不作为分离的电路提供。当解扰器由存取控制器28C启动时，它解扰由调谐器20提供的视频信号并提供该数字视频信号的未加扰版本给记录/重放部分23A。而且，当由存取控制器启动时，解扰器21C解扰由记录/重放部分23A提供的视频信号并提供未加扰的数字视频信号版本给解码器26。当由存取控制器28C禁止时，解扰器21C将加扰的视频信号从调谐器20直通到部分23A，而不加密，还将由记录/重放部分提供的视频信号直通到解码器26，而不解密。加扰的视频信号可以被记录但它们不能以加扰形式显示。
将理解到存取控制器28C的功能与存取控制器28A的功能大体类似，除了解扰器21C是按照存取控制信号控制的，而不是由加密器22和解密器25控制。
在上述的那些操作步骤中，存取控制器28A启动加密器22、存取控制器28C关闭解扰器21C以将加扰的信号直接旁路到记录/重放部分；而存取控制器28A关闭加密器22，存取控制器28C启动解扰器21C以提供解扰的信号到记录/重放部分。可是，在该操作步骤中，存取控制器启动解密器25、存取控制器28C类似地启动解扰器21C以解扰由记录/重放部分重放的信号。其中存取控制器28A关闭解扰器25、存取控制器28C类似地关闭解扰器21C以交由记录/重放部分重放的信号直通到解码器26。
在接收系统102C的一个变形实施例中，由广播台101发射的存取控制信号与视频信号一起通过天线103接收并由调谐器20提供到解扰器21C以进行解扰并加到存取控制器28C。
图5图示了按照本发明的控制存取的广播数字视频信号接收系统102D的另外一个实施例。接收系统102D看上去是接收系统102C和接收系统102B(图3)部分的组合。与接收系统102B类似，接收系统102D在存贮盒104B的同一存贮介质40中存贮存取控制信号和视频信号。记录/重放部分23B提供重放的视频信号到解扰器21C并提供重放的存取控制信号到存取控制器28D。
除下面的例外，将理解到接收系统102D的操作模式与接收系统102C的操作模式基本类似。存取控制器28D的功能与存取控制器28C的功能相同，除了存取控制信号被存贮在存贮介质40中而不是在分离的存取条件存贮器中之外。记录/重放部分23B的功能与部分23A相同，除了部分23B还在存贮介质40上记录存取控制信号并从其上重放存取控制信号。该重放的存取控制信号从记录/重放部分23B提供到存取控制器28D。
与结合图4所讨论的变形实施例类似，由广播台101随视频信号一起发射的存取控制信号通过天线103接收并由调谐器20提供到解扰器21C以进行解扰；而该解扰的存取控制信号被提供到存取控制器28D。可看出存取控制器28D从记录/重放部分23B接收存取控制信号或者从调制解调器31或解扰器21C或从两者接收存取控制信号。
图6是图2中接收系统102A的优选操作模式的流程图，由存取控制器28A的控制，其中用户从广播者那获得有限或无限的权利(按需要)来重放视频节目。通过在接口30处输入请求，用户开始该过程。该过程在步骤S60开始，其中控制器28A使得调制解调器31与广播台101连接。
存取控制器28A通过调制解调器31和通信线106发射识别信息到广播台101，它根据用户表检查该识别信息并确定该用户是否认购了该广播台的服务，如问询步骤S61所表示的。如果该用户不是订户，该广播台就在步骤S62中断与系统102A的连接。
如果该用户是订户，问询S61的回答是肯定的，并进行S63，它调查该用户以确定是否购买了该视频节目。如果该用户输入肯定的回答到用户接口30，则操作进行到问询S64。否则操作进入到问询S65。
在问询S64中，广播台101确定用户是否对该视频节目预先付费了，如果没有，将进一步询问用户以确定是否此时将付费。如果该视频节目的价钱事先已经付了或正要付，则过程进行步骤S66。否则，处理进入步骤S67。
在步骤S66，广播台101通过卫星发射该视频节目到天线103并通过通信线106和调制解调器31发射FULL ACCESS信号到存取控制器28A。存取控制器28A关闭加密器22、允许该视频节目以未加密形式记录在存贮介质40上，该存取控制也将FULL ACCESS信号存贮在存取条件存贮器29中。
在步骤S67，广播台101通过卫星发射该视频节目到天线并通过通信线106和调制解调器31发射NO REPRO信号到存取控制器28A。该存取控制器启动加密器22，使得该视频节目被加密然后以加密形式记录在存贮介质40上，而该NO REPRO信号被存贮在存取条件存贮器29中。
如果没有购买该视频节目，对问询S63的回答是否定的，过程进入问询S65，其中调查用户以确定该视频节目是否被租用来观看(N)次。如果用户将肯定的回答输入到用户接口30，则数N被输入，过程进入问询S69。否则，过程进入问询S68。
在问询S69，广播台101确定用户是否付了观看该视频节目N次的费用，如果没有，进一步询问用户以确定此时是否付费。如果观看该视频节目N次的费用事先已经付了或正要付，则过程进入步骤S71，否则过程进入步骤S72。
在步骤S71，广播台101通过卫星发射该视频节目到天线103并通过通信线106和调制解调器31发射REPRO N TIMES信号到存取控制器28A。该存取控制器28A启动加密器22，使得该视频节目被加密然后被记录在存贮介质40上；而该REPRO N TIMES信号被存贮在存取状态存贮器29中。
在步骤S72，广播台101通过卫星发射该视频信号到天线103并通过通信线106和调解调器31发射NO REPRO信号到存取控制器28A。该存取控制器启动加密器22，使得该视频节目被加密然后被记录在存贮介质40上；而该NO REPRO信号被存贮在存取条件存贮器29中。
如果没有租用该视频节目N次，则问询S65的回答是否定的，过程进入问询S68，其中调查用户以确定是否视频节目被租用直到日期Y。如果用户输入肯定的回答到用户接口30，则日期Y被输入，过程进入问询S70。否则，过程回到步骤S62，如上所述。
在问询S70中，广播台101确定用户是否已经付了租用该视频节目直到日期Y的费用，如果没有，进一步询问以确定是否此时付费。如果租用期间的费用已经付了或正要付，则过程进入步骤S73。否则，过程进入步骤S72，如上所述。
在步骤S73中，广播台101通过卫星发射该视频节目到天线103并通过通信线106和调制解调器31发射REPRO UNTIL DATE Y信号到存取控制器28A。该存取控制器启动加密器22，使得该视频节目被加密然后以加密记录在存贮介质40中。存取控制器28A还在存取条件存贮器29中存贮该REPROUNTIL DATE Y信号。
图7是图2中接收系统102A的优选操作模式的流程图，其中用户要重放选择的、原先记录的视频节目。通过在用户接口30处提供要重放预先记录的视频节目的请求，用户可开始该过程，该过程在步骤S80开始，其中存取控制器28A从存取条件存贮器29恢复对应于所选择视频节目的存取控制信号。过程进入问询S81，在此存取控制器确定存取控制信号是否为NO REPRO信号。如果是，过程进入步骤S86；否则过程进入问询S82。
在步骤S86，存取控制器28A使得调制解调器31与广播台101连接并发射识别信息和节目信息到广播台。过程然后进入问询S88，它询问该用户以确定此时是否完全购买该视频节目。如果付了该视频节目的费用，则过程进入步骤S93。否则，过程进入问询S89。
在步骤S93，广播台101通过通信线106和调制解调器31发射REPROOK信号到存取控制器28A，它在存取条件存贮器29中存贮该REPRO OK信号，以替代该NO REPRO信号，而过程进入步骤S97。在步骤S97，存取控制器启动解密器25；从存贮介质40重放的所选择的视频节目由解密器25解密、由解码器26解码、并被提供到视频显示器105以显示。
如果恢复的存取控制信号不是NO REPRO信号，根据给问询S81的否定回答，问询S82确定该存取控制信号是否是REPRO N TIMES信号。如果是，过程进入步骤S94。否则，过程进入问询S83。在步骤S94，存取控制器28A将N减1，算作紧跟的单次重放。另外，该REPRON-1 TIMES信号被存贮在存取条件存贮器29中，替代先前存贮在其中的存取控制信号，而过程进入步骤S97，以重放和解密该视频信号，如上所述。
如果恢复的存取控制信号不是REPRO N TIMES信号，则进行问询S83以确定是否存取控制信号为REPEO UNTIL DATEY信号。如果是，过程进入问询S87。否则，过程进入问询S84。问询S87将表示当前日期的、由时钟27提供的数据信号与日期比较。如果当前日期先于时期Y，则过程进入到步骤S97，如上所述。否则过程进入步骤S90，在此，存取控制器28A确定应用条件不满足并因此不授权重放视频信号。此后存取控制器中断与广播台101的连接。
如果恢复的存取控制信号既不是NO REPRO又不是REPRO NTIMES也不是REPRO UNTIL DATE Y信号，问询S84确定是否存取控制信号为REPRO OK信号。如果是，过程进入步骤S97，如上所述。否则，过程进到问询S85，在此，存取控制器28A确定是否存取控制信号为FULL ACCESS信号。如果是，过程进入步骤S96。否则，过程进入步骤S92。
在步骤S92，存取控制器28A确定没有识别到存取条件存贮器29中的特定存取控制信号，如果是如此的话。没有可识别的存取控制信号，就不授权视频信号的重放。存取控制器28A中断与广播台101的连接。应该理解到步骤S92可以用另外的存取控制信号定义来提供进一步的处理和变换存取控制信号。
在步骤S96中，存取控制器28A关闭解密器25，记录/重放部分23A从存贮介质40重放该选择的视频节目。该重放的视频节目直接旁路解密器25以由解码器26解码，并被提供到视频显示器105以显示。
如果恢复的存取控制信号是NO REPRO信号且完全购买价格没有付，问询S88的回答是否定的，过程进到问询S89，它询问用户以确定是否将付观看该视频节目N次的费用，如果观看该视频节目N次的费用付了，则广播台101通过通信线106和调制解调器31发射REPRON TIMES信号到存取控制器28A，过程进入步骤S94，如上所述。否则，过程进入问询S91，它询问用户以确定是否将付租用该视频节目直到日期Y的费用。如果这种费用已经付了，则过程进入步骤S95。否则，过程进入步骤S90，如上所述。
在步骤S95，广播台101通过通信线106和调制解调器31发射REPROUNTIL DATE Y信号到存取控制器28A，它在存取条件存贮器29中存贮该REPRO UNTIL DATE Y信号，以替代NO REPRO信号，过程进入到步骤S97，如上所述。
本专业的普通技术人员容易理解到对图6和图7的流程图所做的改型以控制图3、4和5所示的控制存取的广播视频信号的操作。但是为了简洁，就不对这种改型的流程图进行描述。
尽管已经对本发明的实施例和其变形进行了详细描述，还应理解到本发明并不限制于这些优选实施例和变形中，本专业中的技术人员在不脱离由附带权利要求所定义的本发明的范围和精神下，可做出其它的修改和变形。例如，可以考虑用按照本发明的一种装置来处理广播视频节目，以给用户显示，但不对该视频节目进行预先或同时的记录。
权利要求
1.一种用于接收要记录在记录介质上的一个或多个加密数据信号的设备，包括一接收机，用于接收所述一个或多个加密数据信号；一解密器，连接到所述接收机，用于解密所述一个或多个接收的加密数据信号；以及一加密器，连接到所述解密器，用于对所述一个或多个解密的数据信号进行再加密，以基于接收到的存取控制信号而产生可重放的再加密的数据信号，该存取控制信号是由向用户授予重放所述数据信号的权利的远程站点产生的。
2.按照权利要求1所述的设备，还包括一重放装置，用于重放所述一个或多个加密数据信号。
3.按照权利要求1所述的设备，其中，所述一个或多个加密的数据信号被记录在所述记录介质上。
4.按照权利要求3所述的设备，还包括一重放装置，用于从所述记录介质重放所述一个或多个加密的数据信号；第二解密器，用于解密所述重放的一个或多个再加密的数据信号；和一播放装置，用于播放所述解密的一个或多个再加密的数据信号。
5.按照权利要求4所述的设备，其中，所述重放装置按照由所述用于接收加密的数据信号的设备所接收的指令，来从所述记录介质中重放所述一个或多个再加密的数据信号。
6.一种用于接收要记录在记录介质上的一个或多个加密数据信号的方法，包括下列步骤接收所述一个或多个加密数据信号；解密所述一个或多个接收的加密数据信号；以及对所述一个或多个解密的数据信号进行再加密，以基于接收到的存取控制信号而产生可重放的再加密的数据信号，该存取控制信号是由向用户授予重放所述数据信号的权利的远程站点产生的。
7.按照权利要求6所述的方法，还包括步骤重放所述一个或多个再加密的数据信号；及解密所述重放的一个或多个再加密的数据信号。
8.按照权利要求6所述的方法，还包括步骤将所述再加密的数据信号记录在所述记录介质上。
9.按照权利要求8所述的方法，还包括步骤重放所述一个或多个再加密的数据信号；解密所述重放的一个或多个再加密的数据信号；和播放所述解密的一个或多个再加密的数据信号。
10.按照权利要求9所述的方法，其中，从所述记录介质中重放所述再加密的数据信号是在接收到指示这种重放的指令时进行的。
11.一种用于接收加扰的数字广播信号的设备，该设备包括接收装置，用于接收所述数字广播信号；解扰装置，连接到所述接收装置，用于对所述接收的数据广播信号进行解扰；加密装置，用于对所述解扰的数字广播信号进行加密，以便记录从记录装置再现的数字广播信号。
12.按照权利要求11所述的设备，其中，所述广播信号包括一个存取控制信号，所述加密装置是响应于所述存取控制信号而被控制的。
13.按照权利要求12所述的设备，其中，所述存取控制信号记录在所述记录介质上。
14.按照权利要求11、12和13中的任何一个权利要求所述的设备，还包括一个时钟装置，用于跟踪天数时间和日历日期；其中，所述广播信号包括一个时间参考信号和日期参考信号，对所述时钟装置的控制使得该时钟装置的操作与所述时间参考信号和日期参考信号同步。
15.按照权利要求11、12、13和14中的任何一个权利要求所述的设备，其中，所述广播信号是视频数据信号。
16.按照权利要求12-15中的任何一个权利要求所述的设备，其中，所述接收装置进行操作，以便从一个广播站接收所述广播信号和所述存取控制信号。
17.按照权利要求11-16中的任何一个权利要求所述的设备，其中，所述接收装置包括一个调谐器。
18.按照权利要求12-17中的任何一个权利要求所述的设备，其中，所述接收装置包括一个调制解调器，用于接收所述存取控制信号。
19.按照权利要求12-18中的任何一个权利要求所述的设备，其中，所述接收装置包括一个用户接口，用于接收用于用户的所述存取控制信号。
20.按照权利要求11-19中的任何一个权利要求所述的设备，其中，所述记录介质是一个视频磁带。
21.按照权利要求11-20中的任何一个权利要求所述的设备，还包括控制装置，可被操作用来按照所述存取控制信号的功能来控制加密装置和解密装置。
22.按照权利要求12-21中的任何一个权利要求所述的设备，其中，所述广播信号存贮在所述记录介质中，并且，所述存取控制信号存贮在分离的存贮介质中。
23.按照权利要求22所述的设备，其中，所述分离的存贮介质是集成电路存贮器。
24.按照权利要求12-21中的任何一个权利要求所述的设备，其中，所述广播信号和所述存取控制信号都存贮在共用的记录介质上。
全文摘要
一种从广播台向接收机传送对数据有限重放权利的装置和方法。由广播台发射指明有限重放权利的信号,接收机将它与数据一起存贮。接收机按照该权利信号的功能来重放和处理该数据。
文档编号H04N9/804GK1390042SQ0212040
公开日2003年1月8日 申请日期1995年7月8日 优先权日1994年7月8日
发明者冢本纯一, 后藤晃一, 福岛慎一 申请人:索尼公司