EP1554877A2 - Desembrouillage adaptatif et progressif de flux audio - Google Patents

Desembrouillage adaptatif et progressif de flux audio

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EP1554877A2
EP1554877A2 EP03767935A EP03767935A EP1554877A2 EP 1554877 A2 EP1554877 A2 EP 1554877A2 EP 03767935 A EP03767935 A EP 03767935A EP 03767935 A EP03767935 A EP 03767935A EP 1554877 A2 EP1554877 A2 EP 1554877A2
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
digital audio
recipient
stream
distribution
sequences according
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP03767935A
Other languages
German (de)
English (en)
Inventor
Daniel Lecomte
Daniela Parayre-Mitzova
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Medialive SA
Original Assignee
Medialive SA
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Filing date
Publication date
Application filed by Medialive SA filed Critical Medialive SA
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Withdrawn legal-status Critical Current

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    • H04N21/23—Processing of content or additional data; Elementary server operations; Server middleware
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    • H04N21/23476—Processing of video elementary streams, e.g. splicing of video streams or manipulating encoded video stream scene graphs involving video stream encryption by partially encrypting, e.g. encrypting the ending portion of a movie
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    • H04N21/63—Control signaling related to video distribution between client, server and network components; Network processes for video distribution between server and clients or between remote clients, e.g. transmitting basic layer and enhancement layers over different transmission paths, setting up a peer-to-peer communication via Internet between remote STB's; Communication protocols; Addressing
    • H04N21/631—Multimode Transmission, e.g. transmitting basic layers and enhancement layers of the content over different transmission paths or transmitting with different error corrections, different keys or with different transmission protocols
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    • H04N7/00—Television systems
    • H04N7/16—Analogue secrecy systems; Analogue subscription systems
    • H04N7/167—Systems rendering the television signal unintelligible and subsequently intelligible
    • H04N7/1675—Providing digital key or authorisation information for generation or regeneration of the scrambling sequence

Definitions

  • the present invention relates to the field of processing digital audio streams. It is proposed in the present invention to provide a system for auditory scrambling and recomposing digital audio content.
  • the present invention relates more particularly to a device capable of securely transmitting a set of audio streams of high auditory quality to a music or speech player to be recorded in the memory or on the hard drive of a set-top box connecting the remote transmission network to the audio player, while preserving the auditory quality but avoiding any fraudulent use such as the possibility of making pirated copies of audio programs recorded in the memory or on the hard drive of the set-top box.
  • the invention relates to a method for distributing digital audio sequences according to a nominal stream format consisting of a succession of frames each comprising at least one digital audio block grouping together a certain number of coefficients corresponding to simple audio elements digitally coded in a mode. specified inside the stream concerned and used by all audio decoders capable of playing it in order to be able to decode it correctly.
  • This process includes:
  • Said complementary information is defined as a set consisting of data (for example coefficients describing the original digital stream or extracts from the original stream) and functions (for example, the substitution or permutation function).
  • a function is defined as containing at least one instruction relating data and operators.
  • Said additional digital information describes the operations to be carried out to recover the original flow from the modified flow.
  • the original flow is reconstituted on the recipient equipment from the modified main flow already present or sent in real time to the recipient equipment and additional information sent in real time comprising data and functions executed on the device. using digital routines (set of instructions).
  • Also known from American patent US 5058159 is a method and a system for scrambling and descrambling audio information signals.
  • the audio signals are scrambled by inverting the original frequency spectrum so that the frequency portions which are originally at the bottom in the audio frequency band are moved upwards while the originally portions at the top of the tape are moved down.
  • a pilot tone of known frequency is recorded with audio signals at displaced frequencies. When reproduction, each variation in phase and frequency are sought by the pilot sound, which is used to generate the demodulation signal to reconstruct the original content in frequencies of the audio signals.
  • Multimedia Adaptive Scrambling System a system for scrambling digital samples representing multimedia data (audio and video ), so that the content of these samples is degraded, but recognizable, or otherwise supplied with the required quality.
  • the quality level is linked to an associated signal / noise ratio, and is determined using objective and subjective tests.
  • a given number of Least Significant Bits (LSBs) is scrambled frame by frame, adaptively depending on the dynamics of the possible values.
  • All encryption keys are included in the audio / video stream and used by the decoder to descramble and restore the stream. After descrambling, the encryption key cannot be recovered, since it is itself scrambled by the decoder.
  • the state of the art demonstrates many audio stream protection systems, essentially based on data encryption, by adding encryption keys independent of the content of the audio stream, and which therefore modify the format of the structured stream.
  • a particular and different embodiment is that of the company Coding Technologies, which consists in protecting by scrambling a selected part of the bitstream (the bitstream at the output of the audio encoder is called "bitstream") and not the entire bitstream.
  • Protected areas represent the spectral values of the audio signal, leading to that when decoding without decrypting, the audio stream is distorted and unpleasant to listen to.
  • the present invention intends to remedy the drawbacks of the prior art by proposing an adaptive and progressive descrambling system for the content played according to the profile and the rights of the client.
  • the term “scrambling” is understood to mean the modification of a digital audio stream by appropriate methods so that this stream remains in conformity with the standard or standard with which it has been digitally encoded, while making it audible by an audio player (or player), but altered from the point of view of human auditory perception.
  • the term “descrambling” is understood to mean the process of restitution by appropriate methods of the initial stream, the audio stream restored after the descrambling being identical to the original original audio stream.
  • the original flow is reconstituted on the recipient equipment from the modified main flow already present or sent in real time to the recipient equipment and from the additional information sent in real time comprising data and functions executed. using digital routines (set of instructions). All or part of the additional information is sent according to the client's profile and rights.
  • the quantity of information contained in said sub-part of the additional information is defined as the number of data and / or functions belonging to the additional information sent to the recipient during the connection.
  • the type of information contained in said subpart corresponds to a level of scalability determined according to the profile of the recipient.
  • type the nature of the data and / or functions belonging to the additional information sent to the recipient during the connection.
  • the type of data relates to the habits of the recipient (time of connection, duration of connection, regularity of connection and payments), his environment (lives in a big city, the weather right now ) and its characteristics (age, sex, religion, community).
  • Said additional information is composed of at least functions, which are personalized for each recipient in relation to the connection session.
  • a session is defined from the connection time, the duration, the type of said modified stream listened to and the connected elements (recipients, servers).
  • Said additional information is subdivided into at least two sub-parts, each of the sub-parts being able to be distributed by different media, or by the same media. For example, in the case of distribution of additional information by several media, we can ensure more complex management of the rights of recipients.
  • the “profile” of the user is understood to mean a digital file comprising descriptors and information specific to the user, for example his cultural preferences and his social and cultural characteristics, his usage habits such as the frequency of use.
  • audio means, the average duration of listening to a scrambled audio sequence, the frequency of listening to a scrambled sequence, the price that the user is ready to pay or any other behavioral characteristic with regard to exploitation audio clips.
  • This profile is formalized by a digital file or a digital table usable by computer means.
  • the present invention intends to remedy the drawbacks of the prior art by proposing an adaptive and progressive descrambling system for the audio content played according to the profile and the rights of each recipient.
  • an adaptive and progressive descrambling of the content listened to is applied according to the profile and the rights of each user.
  • the server only sends sub-parts of said additional information, which has a structure characterized by “granular scalability” to provide the recipient with more or less confused content according to certain criteria, profiles and rights.
  • granular scalability from the English word "scalability” which characterizes an encoder capable of encoding or a decoder capable of decoding, an ordered set of bit streams so as to produce or reconstruct a multilayer sequence.
  • granularity as the quantity of information capable of being transmitted per layer of a system characterized by any scalability, the system is then also granular.
  • the granularity is relative to the degree of scrambling.
  • the audio stream is completely scrambled, once for all recipients.
  • the server sends all or part of said additional information, so that the flow is more or less scrambled at each of the recipients.
  • the content sent of said additional information and the content played on the client's player depends on each client and the server manages and sends it in real time at the time of listening for each listener.
  • the invention relates in its most general sense to a method of distributing digital audio sequences in the form of a stream comprising data sequences containing digital audio blocks, the method comprising a step of modifying the original stream by modifying a part at less of said data sequences, the modification producing a modified flow in the same nominal format as the original flow, the method comprising a step of transmitting the modified flow and a step of reconstructing the original flow using a decoder, characterized in what the reconstruction is adaptive and progressive based on information from a digital profile of the recipient client.
  • said modification produces a modified main flow and additional information allowing the reconstruction of the original flow by a descrambler, the method comprising a step of transmitting the modified flow, and further comprising a step of transmitting to the equipment receiving a sub-part of said additional modification information, said sub-part being determined as a function of information coming from a digital profile of the recipient.
  • the modified main stream is recorded on the recipient equipment before the transmission of the additional information on the recipient equipment.
  • the modified main stream is saved on a physical medium to be transmitted to the recipient equipment prior to the transmission of additional information on the recipient equipment.
  • the modified main stream and the additional information are transmitted together in real time at the time of listening.
  • the determination of said sub-part is carried out by a granular scalability method, the amount of information contained in said sub-part corresponds to a level of scalability determined according to the profile of the recipient.
  • the type of information contained in said subpart corresponds to a level of scalability determined according to the profile of the recipient.
  • said additional modification information comprises at least one digital routine capable of executing a function.
  • said functions are personalized for each recipient as a function of the connection session.
  • said additional information is subdivided into at least two sub-parts.
  • said sub-parts of the additional information are distributed by different media. According to another variant, said sub-parts of the additional information are distributed by the same medium.
  • the additional information is transmitted on a physical vector.
  • the additional information is transmitted online.
  • said digital sequences comply with a standard or a given standard.
  • at least part of said customer profile is stored on the recipient's equipment.
  • the type of information contained in said subpart is updated according to the behavior of said recipient during connection to the server, or according to his habits, or according to data communicated by a third party.
  • the method comprises a prior step of analog / digital conversion in a structured format, the method being applied to an analog audio signal.
  • the present invention also relates to a system for the distribution of audio sequences
  • a server comprising means for broadcasting a stream modified in accordance with the method described above and a plurality of equipment provided with a descrambling circuit, characterized in that the server further comprises a means of recording the digital profile of each recipient and a means of analyzing the profile of each of the recipients of a modified flow, said means controlling the nature of the additional information transmitted to each of said recipients analyzed.
  • the level (quality, quantity, type) of additional information is determined for each recipient as a function of the state of their profile at the time of listening to the main stream.
  • FIG. 1 illustrates a particular embodiment of the client-server system according to the invention.
  • a digital audio stream is generally made up of sequences made up of blocks or frames, organized according to a specific digital format for each audio coder.
  • Dolby's AC-3 (Advanced Coding) encoder transforms the time-frequency audio signal and the spectral envelope is represented as exponents.
  • a special procedure determines how many bits will be allocated for the representation of mantissas, which are quantified accordingly.
  • the coupling, exponents, bit allocation, mantissas are coded in differential and by modifying very little of these values, one can corrupt the whole block, and thereafter the blocks which follow.
  • the mantissas are coded in absolute, and thus it is enough to modify, substitute or permute values to corrupt the spectral envelope.
  • Our invention may consist, for example, but without limitation, in modifying the value of certain fields, in particular for example the values of exponents and mantissas, for an AC-3 flow, whether for one or more blocks or others. any elements of the stream structured so as to obtain an AC-3 stream which is perfectly compliant but whose hearing quality is degraded, and to store, in additional information, organized in different scalability layers, the information necessary for a decoder to reconstruct parts of the original feed or the entire feed.
  • the server can for example restore only the true values of some of the exhibitors and mantissas, so that the audio stream is more or less muddled , but not the rest of the changed information.
  • the MPEG-AAC MPEG - Advanced Audio Coding
  • TNS Time Noise Shaping
  • LTP Long Time Prediction
  • MDCT Modified Direct Cosine Transform
  • LSP Line Spectral Pairs
  • the non-uniform VQs are designated by their index in predefined tables.
  • the MDCTs are interleaved.
  • the spectral values are modified and the error is passed on to other values, following the interleaving.
  • the spectral values are defined as follows: x [g] [win] [sfb] [bin], where g indicates the group, win the spectral window used, sfb the scale factor and bin the coefficient. For example, you can corrupt the audio stream by substituting the value of [bin] with a calculated or random value.
  • the factor scale is applied to all coefficients in the group and is used to reduce quantization noise.
  • the bitstream elements for the scale factors are global_gain, scale_factor_data, hcod_sf [].
  • Global-gain represents the first scale factor and the starting point for the following scale factors and are coded in differential compared to the previous one using standard Huffman tables.
  • Our invention can consist for example, but in a nonlimiting way, in modifying for a MPEG-AAC stream the value of certain fields, in particular for example the values of x [g] [win] [sfb] [bin], global_gain, scale_factor_data , the indices of the LSP index_lsp [], or permute the spectral values [w] [x] [y] [z], and that it is for one or several blocks or any other arbitrary elements of the flow structured so as to obtain a flow MPEG-AAC perfectly compliant but whose auditory quality is degraded, and- to store, in additional information, organized in different scalability layers, the information necessary for a decoder to reconstruct parts of the original stream or the entire flux.
  • the server can for example restore only the true values of certain values of global_gain and LSP indices index_lsp [] so that the audio stream is more or less confused , but not the rest of the changed information.
  • FIG. 1 represents a particular preferred embodiment of the client-server system according to the invention.
  • the original stream (101) can be directly in digital form (111) or in analog form (11). In the latter case, the analog stream (11) is converted by an encoder not shown in a digital format (111).
  • the digital audio input stream is passed to an analysis and scrambling system (121) which will generate a modified main stream (122) in MPEG-AAC format, identical to the stream of input (1) outside of which some of the coefficients have been replaced with different values from the original, and is placed in an output buffer (122). Additional information
  • (123) contains information relating to the elements of the audio blocks which have been modified, replaced, substituted or moved, and their value or location in the original stream.
  • the stream in MPEG-AAC format (122) is then transmitted, either in physical form on a CD-ROM, non-volatile memory, DVD, etc., or via a transmission network (4) of the telephone network type, DSL ( Digital Subscriber Line), BLR (Local Radio Loop), DAB (Digital Audio Broadcasting), PSTN (Switched Telephone Network), digital mobiles (GSM, GPRS, UMTS), wireless, cable, satellite, etc., at the viewer's terminal (8 ), and more precisely in its memory or on its hard disk (85).
  • DSL Digital Subscriber Line
  • BLR Land Radio Loop
  • DAB Digital Audio Broadcasting
  • PSTN Switchched Telephone Network
  • GSM Global System for Mobile Communications
  • the recipient (8) makes the request to listen to the audio sequence present in its memory or on its hard disk (85)
  • two possibilities are possible: either the viewer (8) does not have all the rights necessary to listen to the sequence, in this case, the stream MPEG-AAC (122) generated by the scrambling system (121) present in the memory (85) is passed to the synthesis system (87), via a read buffer memory (83), which does not modify it and transmits identically to a conventional MPEG-AAC audio player (81) and its content, hearing degraded by the scrambling system (121), is played on the listening device (6).
  • Either the server decides that the user (8) has the rights to listen to the audio sequence, which can be tested for example using a smart card-based system (82) linked to the synthesis system ( 87).
  • the synthesis system makes a request for audition to the server (12) containing the information necessary (123) for the recovery of the original audio stream (101).
  • the server (12) then sends via telecommunications networks such as analog or digital telephone line, DSL (Digital Subscriber Line) or BLR (Local Radio Loop), via DAB (Digital Audio Broadcasting), RTC (Switched Telephone Network) or via digital mobile telecommunications networks (GSM, GPRS, UMTS) (5) the additional information allowing the reconstruction of the audio stream (123) so that the recipient (8) can store it in a buffer memory (86) .
  • the synthesis system (87) restores, in the scrambled MPEG-AAC stream which it reads in its read buffer (83), the modified fields of which it knows the positions as well as the original values thanks to the content of the additional information read in the buffer memory
  • the amount of information contained in the additional information (123) which is sent to the descrambling system is specific, adaptive and progressive for each recipient and depends on their rights, for example single or multiple use, right to make one or more private copies, delay or anticipation of payment.
  • the level (quality, quantity, type) of the additional information is determined as a function of each recipient, as a function of the state of his profile at the time of the transmission of the complementary flow and at least part of said profile is stored on a recipient equipment. For example, in Figure 1, part of the user's profile is saved on the smart card
  • Another exemplary embodiment is the updating of the recipient's profile, which also depends on the time of connection to the server (referring to behavior), namely whether the client connects regularly (reference to his habits) or updated according to of data retrieved from a consumer database already existing on a server and relating to this client.
  • the server transmits all the additional information to the recipient during the first minutes of listening to the audio sequence, then, over time, transmits less and less additional information to the recipient so as to less and less descramble the main stream, thus giving the recipient the effect that the sound coming out of the headphones or speakers becomes more and more blurred.
  • This functionality may encourage the recipient to purchase the rights for the sequence played as well.
  • Another exemplary embodiment is that all or part of the additional information (123) is transmitted to the recipient on a physical vector such as a memory card or a smart card (82).

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Abstract

La présente invention se rapporte à un procédé de distribution de séquences audio numériques sous forme de flux comportant des séquences de données contenant des blocs audio numériques, le procédé comportant une étape de modification du flux originel par modification d'une partie au moins desdites séquences de données, la modification produisant un flux modifié au même format nominal que le flux originel, le procédé comportant une étape de distribution du flux modifié et une étape de reconstruction à l'aide d'un décodeur, caractérisé en ce que la reconstruction du flux originel est adaptative et progressive en fonction d'informations provenant d'un profil numérique du destinataire. Selon un mode de réalisation particulier, ladite modification produit un flux principal modifié et une information complémentaire permettant la reconstruction du flux originel par un décodeur, le procédé comportant une étape de distribution du flux modifié, et comportant en outre une étape de transmission à l'équipement destinataire d'une sous-partie de ladite information complémentaire de modification, ladite sous-partie étant déterminée en fonction d'informations provenant d'un profil numérique du destinataire. La présente invention se rapporte également à un système pour la mise en oeuvre du procédé.

Description

DESEMBROUIL AGE ADAPTATIF ET PROGRESSIF DE FLUX AUDIO
La présente invention se rapporte au domaine du traitement des flux audio numériques . On se propose dans la présente invention de fournir un système permettant d'embrouiller auditivement et de recomposer un contenu audio numérique.
La présente invention se rapporte plus particulièrement à un dispositif capable de transmettre de façon sécurisée un ensemble de flux audio de haute qualité auditive vers un lecteur (« player ») musical ou de parole pour être enregistré dans la mémoire ou sur le disque dur d'un boîtier décodeur reliant le réseau de télétransmission au player audio, tout en préservant la qualité auditive mais en évitant toute utilisation frauduleuse comme la possibilité de faire des copies pirates de programmes audio enregistrés dans la mémoire ou sur le disque dur du boîtier décodeur.
L'invention concerne un procédé pour la distribution de séquences audio numériques selon un format de flux nominal constitué par une succession de trames comprenant chacune au moins un bloc audio numérique regroupant un certain nombre de coefficients correspondant à des éléments audio simples codés numériquement selon un mode précisé à l'intérieur du flux concerné et utilisé par tous les décodeurs audio capables de le jouer afin de pouvoir le décoder correctement. Ce procédé comporte :
• une étape préparatoire consistant à modifier au moins un desdits coefficients, • une étape de transmission
- d'un flux principal conforme au format nominal, constitué par des trames contenant les blocs modifiés au cours de l'étape préparatoire et - par une voie séparée dudit flux principal d'une information numérique complémentaire permettant de reconstituer le flux originel à partir du calcul, sur l'équipement destinataire, en fonction dudit flux principal et de ladite information complémentaire. On définit ladite information complémentaire en tant qu'un ensemble constitué de données (par exemple des coefficients décrivant le flux numérique originel ou des extraits du flux originel) et de fonctions (par exemple, la fonction substitution ou permutation) . Une fonction est définie comme contenant au moins une instruction mettant en rapport des données et des opérateurs . Ladite information numérique complémentaire décrit les opérations à effectuer pour récupérer le flux originel à partir du flux modifié. La reconstitution du flux originel s'effectue sur l'équipement destinataire à partir du flux principal modifié déjà présent ou envoyé en temps réel sur l'équipement destinataire et de l'information complémentaire envoyée en temps réel comprenant des données et des fonctions exécutées à l'aide de routines (ensemble d'instructions) numériques.
L'art antérieur connaît déjà par la demande de brevet internationale WO 0058963 (Liquid Audio) un système de sécurité pour les lecteurs de musique portables. Des données comme un morceau musical sont sauvegardées en tant que morceau portable sécurisé (SPT : secure portable track) , qui peut être lié à un ou plusieurs lecteurs (« players ») et peut être lié à un moyen de sauvegarde particulier, restreignant ainsi la lecture du SPT à des players spécifiques et assurant que la lecture est seulement effectuée à partir du moyen de sauvegarde original. Le SPT est lié à un player par encryptage de données du SPT en utilisant une clé de sauvegarde qui est unique au player, difficile à changer et est gardée par le lecteur dans des conditions de sécurité strictes. Le SPT est lié à un moyen particulier de sauvegarde en incluant des données identifiant uniquement le moyen de sauvegarde dans une forme résistante à la falsification, c'est-à-dire signée de façon cryptée. On connaît également, par le brevet américain US 4600941 (Sony), un système d' embrouillage pour les signaux audio dans lequel un signal audio est divisé en blocs, chaque bloc étant formé d'une pluralité de trames, la pluralité de trames étant réarrangées sur une base de temps dans un ordre prédéterminé à chaque bloc de façon à être encodées et le signal encodé est ré arrangé sur une base de temps dans un ordre original de façon à être décodé, système dans lequel sont fournis un premier circuit de traitement du signal pour insérer une portion redondante dans une portion entre des trames contiguës et comprimer en temps de base les trames en réponse aux portions redondantes lors de l'encodage, un circuit générant un signal pour insérer un signal de contrôle autre qu'une information audio dans les portions redondantes, un circuit de détection de signal de contrôle pour détecter le signal de contrôle lors du décodage et un deuxième circuit de traitement du signal pour enlever les portions redondantes en synchronisme avec le signal de contrôle détecté et décompressant en temps de base les trames en réponse aux portions redondantes . On connaît également, par le brevet américain US 5058159 (Macrovision corporation) , une méthode et un système pour embrouiller et désembrouiller des signaux d' information audio. Les signaux audio sont embrouillés en inversant le spectre de fréquence original de telle sorte que les portions de fréquence qui sont à l'origine en bas dans la bande de fréquence audio sont déplacées en haut tandis que les portions à l'origine en haut de la bande sont déplacées en bas. Un son pilote d'une fréquence connue est enregistré avec les signaux audio aux fréquences déplacées. Lors de la reproduction, chaque variation en phase et en fréquence sont recherchées par le son pilote, qui est utilisé pour générer le signal de démodulation pour reconstituer le contenu original en fréquences des signaux audio. L'art antérieur connaît également par la demande de brevet internationale WO 99/55089 « Multimedia Adaptive Scrambling System » (« Système Adaptatif d'Embrouillage Multimédia ») un système pour l' embrouillage d'échantillons numériques représentant des données multimédias (audio et vidéo) , de manière à ce que le contenu de ces échantillons soit dégradé, mais reconnaissable, ou sinon fourni avec la qualité requise. Le niveau de qualité est relié à un rapport signal / bruit associé, et est déterminé à l'aide de tests objectifs et subjectifs. Un nombre donné de LSBs («Least Significant Bits», bit de poids le plus faible) est embrouillé trame par trame, de manière adaptative en fonction de la dynamique des valeurs possibles. Toutes les clefs de cryptage sont incluses dans le flux audio/vidéo et utilisées par le décodeur pour désembrouiller et restituer le flux. Après le desembrouillage, la clef de cryptage n'est pas récupérable, car elle est elle-même embrouillée par le décodeur.
L'état de l'art fait preuve de beaucoup de systèmes de protection de flux audio, essentiellement basés sur le cryptage des données, en rajoutant des clefs de cryptage indépendantes du contenu du flux audio, et qui donc modifient le format du flux structuré. Une réalisation particulière et différente, est celle de la société Coding Technologies, qui consiste à protéger par embrouillage une partie sélectionnée du bitstream (on appelle « bitstream » le flux binaire à la sortie de l'encodeur audio) et non pas le bitstream entier. Les parties protégées représentent les valeurs spectrales du signal audio, menant à ce que lors du décodage sans décrypter, le flux audio est distordu et désagréable à l'écoute.
La présente invention entend remédier aux inconvénients de l'art antérieur en proposant un système de desembrouillage adaptatif et progressif du contenu joué en fonction du profil et des droits du client.
Dans la présente invention, on entend sous le terme « embrouillage » la modification d'un flux audio numérique par des méthodes appropriées de manière à ce que ce flux reste conforme à la norme ou au standard avec lequel il a été encodé numériquement, tout en le rendant audible par un lecteur audio (ou player) , mais altéré du point de vue de la perception auditive humaine.
Dans la présente invention, on entend sous le terme « desembrouillage » le processus de restitution par des méthodes appropriées du flux initial, le flux audio restitué après le desembrouillage étant identique au flux audio originel initial. La reconstitution du flux originel s'effectue sur l'équipement destinataire à partir du flux principal modifié déjà présent ou envoyé en temps réel sur l'équipement destinataire et à partir de l'information complémentaire envoyée en temps réel comprenant des données et des fonctions exécutées à l' aide de routines (ensemble d'instructions) numériques. La totalité ou une sous-partie de l'information complémentaire est envoyée en fonction du profil et des droits du client.
On définit comme quantité d'informations contenues dans ladite sous-partie de l'information complémentaire le nombre de données et/ou des fonctions appartenant à l'information complémentaire envoyée au destinataire pendant la connexion.
Le type des informations contenues dans ladite sous- partie correspond à un niveau de scalabilité déterminé en fonction du profil du destinataire. On définit comme type, la nature des données et/ou fonctions appartenant à l'information complémentaire envoyée au destinataire pendant la connexion. Par exemple, le type de données est relatif aux habitudes du destinataire (heure de connexion, durée de la connexion, régularité de la connexion et des paiements) , de son environnement (habite une grande ville, le temps qu'il fait en ce moment) et à ses caractéristiques (âge, sexe, religion, communauté) .
Ladite information complémentaire est composée au moins de fonctions, qui sont personnalisées pour chaque destinataire par rapport à la session de connexion. On définit une session à partir de l'heure de connexion, la durée, le type dudit flux modifié écouté et les éléments connectés (destinataires, serveurs) . Ladite information complémentaire est subdivisée en au moins deux sous-parties, chacune des sous-parties pouvant être distribuée par différents médias, ou par le même média. Par exemple, dans le cas de distribution de l'information complémentaire par plusieurs médias, on peut assurer une gestion plus complexe des droits des destinataires.
On entend par « profil » de l'utilisateur, un fichier numérique comprenant des descripteurs et informations spécifiques à l'utilisateur, par exemple ses préférences culturelles et ses caractéristiques sociales et culturelles, ses habitudes d'utilisation telles que la périodicité de l'utilisation des moyens audio, la durée moyenne de l'écoute d'une séquence audio embrouillée, la fréquence d'écoute d'une séquence embrouillée, le prix que l'utilisateur est prêt à payer ou toute autre caractéristique comportementale au regard de l'exploitation de séquences audio. Ce profil se formalise par un fichier numérique ou une table numérique exploitable par des moyens informatiques.
Beaucoup de systèmes d' embrouillage ont un effet immédiat, c'est-à-dire que, soit le flux initial est totalement embrouillé, soit le flux initial n'est pas du tout embrouillé, et de même pour les systèmes de desembrouillage du contenu audio . Avec des systèmes rigides de ce type, il est difficile de satisfaire les exigences des systèmes client-serveur multi-utilisateurs, multi- applications et multi-services c'est-à-dire d'adapter les services en fonction des différents utilisateurs et de leurs droits.
La présente invention entend remédier aux inconvénients de l'art antérieur en proposant un système de desembrouillage adaptatif et progressif du contenu audio joué en fonction du profil et des droits de chaque destinataire.
Dans la présente invention, on applique un desembrouillage adaptatif et progressif du contenu écouté en fonction du profil et des droits de chaque utilisateur. Le serveur envoie uniquement des sous-parties de ladite information complémentaire, qui a une structure se caractérisant par une « scalabilité granulaire » pour fournir au destinataire un contenu plus ou moins embrouillé en fonction de certains critères, profils et droits. On définit la notion de « scalabilité » à partir du mot anglais « scalability » qui caractérise un encodeur capable d' encoder ou un décodeur capable de décoder, un ensemble ordonné de flux binaires de façon à produire ou reconstituer une séquence multi couches. On définit la granularite comme la quantité d'informations susceptible d'être transmise par couche d'un système caractérisé par une scalabilité quelconque, le système est alors aussi granulaire. La granularite est relative au degré d'embrouillage. Le flux audio est complètement embrouillé, une seule fois pour tous les destinataires. Ensuite, le serveur envoie tout ou partie de ladite information complémentaire, de manière à ce que le flux soit joué plus ou moins brouillé chez chacun des destinataires. Le contenu envoyé de ladite information complémentaire et le contenu joué sur le player du client sont fonction de chaque client et le serveur gère et effectue l'envoi en temps réel au moment de l'écoute pour chaque auditeur .
L'invention concerne dans son acception la plus générale un procédé de distribution de séquences audio numériques sous forme de flux comportant des séquences de données contenant des blocs audio numériques, le procédé comportant une étape de modification du flux originel par modification d'une partie au moins desdites séquences de données, la modification produisant un flux modifié au même format nominal que le flux originel, le procédé comportant une étape de transmission du flux modifié et une étape de reconstruction du flux originel à l'aide d'un décodeur, caractérisé en ce que la reconstruction est adaptative et progressive en fonction d'informations provenant d'un profil numérique du client destinataire.
De préférence, ladite modification produit un flux principal modifié et une information complémentaire permettant la reconstruction du flux originel par un désembrouilleur, le procédé comportant une étape de transmission du flux modifié, et comportant en outre une étape de transmission à l'équipement destinataire d'une sous-partie de ladite information complémentaire de modification, ladite sous-partie étant déterminée en fonction d'informations provenant d'un profil numérique du destinataire.
Selon une variante, le flux principal modifié est enregistré sur l'équipement destinataire préalablement à la transmission de l'information complémentaire sur l'équipement destinataire.
Selon une variante, le flux principal modifié est enregistré sur un support physique pour être transmis à l'équipement destinataire préalablement à la transmission de l'information complémentaire sur l'équipement destinataire.
Selon une autre variante, le flux principal modifié et l'information complémentaire sont transmis ensemble en temps réel au moment de l'écoute.
Avantageusement, la détermination de ladite sous- partie est réalisée par une méthode de scalabilité granulaire, la quantité d'informations contenues dans ladite sous-partie correspond à un niveau de scalabilité déterminé en fonction du profil du destinataire.
Selon une variante, le type d'informations contenues dans ladite sous-partie correspond à un niveau de scalabilité déterminé en fonction du profil du destinataire.
Selon un mode de mise en œuvre particulier, ladite information complémentaire de modification comprend au moins une routine numérique apte à exécuter une fonction.
De préférence, lesdites fonctions sont personnalisées pour chaque destinataire en fonction de la session de connexion . Avantageusement, ladite information complémentaire est subdivisée en au moins deux sous-parties.
Selon une variante, lesdites sous-parties de l'information complémentaire sont distribuées par différents médias. Selon une autre variante, lesdites sous-parties de l'information complémentaire sont distribuées par le même média .
Selon un mode de mise en œuvre particulier, l'information complémentaire est transmise sur un vecteur physique.
Selon une variante, l'information complémentaire est transmise en ligne.
Avantageusement, lesdites séquences numériques sont conformes à une norme ou à un standard donné . De préférence, une partie au moins dudit profil client est stocké sur un équipement du destinataire.
Avantageusement, le type des informations contenues dans ladite sous-partie est mis à jour en fonction du comportement dudit destinataire pendant la connexion au serveur, ou en fonction de ses habitudes, ou en fonction de données communiquées par un tiers.
Selon une variante, le procédé comporte une étape préalable de conversion analogique/numérique sous un format structuré, le procédé étant appliqué à un signal audio analogique.
La présente invention se rapporte également à un système pour la distribution de séquences audio comportant un serveur comprenant des moyens pour diffuser un flux modifié conformément au procédé décrit précédemment et une pluralité d' équipements munis d' un circuit de desembrouillage, caractérisé en ce que le serveur comprend en outre un moyen d' enregistrement du profil numérique de chaque destinataire et un moyen d'analyse du profil de chacun des destinataires d'un flux modifié, ledit moyen commandant la nature de l'information complémentaire transmise à chacun desdits destinataires analysés.
Selon une variante, le niveau (qualité, quantité, type) d'information complémentaire est déterminé pour chaque destinataire en fonction de l'état de son profil au moment de l'écoute du flux principal.
On comprendra mieux l'invention à l'aide de la description, faite ci-après à titre purement explicatif, d'un mode de réalisation de l'invention, en référence à la figure annexée : la figure 1 illustre un mode de réalisation particulier du système client-serveur conforme à 1' invention. Un flux audio numérique est généralement constitué de séquences constituées de blocs ou de trames, organisés selon un format numérique spécifique pour chaque codeur audio. Le codeur AC-3 (Advanced Coding) de Dolby, effectue la transformation du signal audio temps - fréquence et l'enveloppe spectrale est représentée sous forme d'exposants. Une procédure spéciale détermine combien de bits vont être alloués pour la représentation des mantisses, qui sont quantifiées en conséquence. Connaissant la disposition de ces éléments dans le bitstream constitué de plusieurs blocs audio contenant des informations sur le dithering (traitement numérique dont le but est d' obtenir une meilleure approximation d'un signal audio numérique en ajoutant un signal aléatoire de faible amplitude), le couplage, les exposants, l'allocation des bits, les mantisses. Les valeurs des exposants sont codées en différentiel et en modifiant très peu de ces valeurs, on peut corrompre le bloc entier, et par la suite les blocs qui suivent. Les mantisses sont codées en absolu, et ainsi il suffit de modifier, substituer ou permuter des valeurs pour corrompre l'enveloppe spectrale.
Notre invention peut consister par exemple, mais de façon non limitative, à modifier pour un flux AC-3 la valeur de certains champs, notamment par exemple les valeurs des exposants et des mantisses, et cela que ce soit pour un ou plusieurs blocs ou autres éléments quelconques du flux structuré de façon à obtenir un flux AC-3 parfaitement conforme mais dont la qualité auditive est dégradée, et de stocker, dans une information complémentaire, organisée en différentes couches de scalabilité, les informations nécessaires à un décodeur pour reconstituer des parties du flux d'origine ou l'intégralité du flux. Lorsque le serveur décide de ne pas désembrouiller totalement le flux à écouter pour un destinataire donné ou lorsque les droits d'un utilisateur ne sont pas suffisants pour que le serveur lui envoie l' intégralité de l' information complémentaire, le serveur peut par exemple restituer uniquement les vraies valeurs de certains des exposants et mantisses, de manière à ce que le flux audio soit plus ou moins desembrouille, mais pas le reste des informations modifiées.
Un autre exemple, le codeur MPEG-AAC (MPEG - Advanced Audio Coding) est basé sur les transformations temps- fréquences et génère des paramètres de mise à l'échelle et de quantification, les paramètres du TNS (Time Noise Shaping) et les paramètres de prédiction LTP (Long Time Prédiction) . Modifier ces valeurs produit également des effets de perturbation auditive. Par exemple, les vecteurs de coefficients MDCT (Modified Direct Cosine Transform) sont aplatis par division avec l'enveloppe spectrale LPC (transformée en LSP (Line Spectral Pairs) et envoyée au décodeur sous forme d'indices). Les vecteurs de pondération sont divisés en sous-vecteurs, qui sont soumis à une quantification vectorielle pondérée, les index résultants sont envoyés également au décodeur. Dans le cas d'une quantification vectorielle des MDCT, les VQ (Vecteurs de Quantification) non uniformes sont désignés par leur index dans des tableaux prédéfinis. Avant d'être quantifiés vectoriellement, les MDCT sont entrelacés. En modifiant l'index du vecteur de quantification, ou les indices LSP, on modifie les valeurs spectrales et on répercute l'erreur sur d'autres valeurs, suite à l'entrelacement.
Un autre exemple, dans le bitstream, les valeurs spectrales sont définies de la manière suivante : x [g] [win] [sfb] [bin] , où g indique le groupe, win la fenêtre spectrale utilisée, sfb le facteur d'échelle et bin le coefficient. Par exemple, on peut corrompre le flux audio en substituant la valeur de [bin] par une valeur calculée ou aléatoire. Pour chaque groupe, le facteur d'échelle est appliqué à tous les coefficients du groupe et sert à réduire le bruit de quantification. Les éléments du bitstream pour les facteurs d'échelles sont global_gain, scale_factor_data , hcod_sf[]. Global-gain représente le premier facteur d'échelle et le point de départ pour les facteurs d'échelle qui suivent et sont codés en différentiel par rapport au précédent à l'aide de tables de Huffman standards. Si on modifie la valeur global_gain directement, ou en la remplaçant par une valeur aléatoire ou calculée, tous les facteurs d'échelle qui suivront seront corrompus et le signal audio sera endommagé. On peut effectuer cette modification pour un, plusieurs groupes, ou pour tous. Dans le cas où les valeurs spectrales sont encodées par quadruplets [w] [x] [y] [z] (par ordre fréquentiel croissant), on peut effectuer une permutation de deux valeurs et fausser la composition spectrale, et donc fausser l'indication hcod [sect_cb[g] [i] [w] [x] [y] [z] ]] étant le code de Huffman pour ces quatre valeurs de la section i du groupe g.
Notre invention peut consister par exemple, mais de façon non limitative, à modifier pour un flux MPEG- AAC la valeur de certains champs, notamment par exemple les valeurs de x[g] [win] [sfb] [bin], global_gain, scale_factor_data, les indices des LSP index_lsp[], ou permuter les valeurs spectrales [w] [x] [y] [z], et cela que ce soit pour un ou plusieurs blocs ou autres éléments quelconques du flux structuré de façon à obtenir un flux MPEG-AAC parfaitement conforme mais dont la qualité auditive est dégradée, et- de stocker, dans une information complémentaire, organisée en différentes couches de scalabilité, les informations nécessaires à un décodeur pour reconstituer des parties du flux d'origine ou l'intégralité du flux. Lorsque le serveur décide de ne pas désembrouiller totalement le flux à écouter pour un destinataire donné ou lorsque les droits d'un utilisateur ne sont pas suffisants pour que le serveur lui envoie l'intégralité de l'information complémentaire, le serveur peut par exemple restituer uniquement les vraies valeurs de certaines valeurs de global_gain et des indices LSP index_lsp[] de manière à ce que le flux audio soit plus ou moins embrouillé, mais pas le reste des informations modifiées.
Sur le dessin en annexe, la figure 1 représente un mode de réalisation préféré particulier du système client- serveur conforme à l'invention. Le flux d'origine (101) peut être directement sous forme numérique (111) ou sous forme analogique (11) . Dans ce dernier cas, le flux analogique (11) est converti par un codeur non représenté en un format numérique (111) . Dans la suite du texte, nous noterons (1) le flux numérique audio d'entrée. Le flux MPEG-AAC que l'on souhaite sécuriser (1) est passé à un système d'analyse et d' embrouillage (121) qui va générer un flux principal modifié (122) au format MPEG- AAC, identique au flux d'entrée (1) en dehors de ce que certains des coefficients ont été remplacés par des valeurs différentes de celles d'origine, et est placé dans une mémoire tampon de sortie (122). L'information complémentaire
(123) , de format quelconque, contient des informations relatives aux éléments des blocs audio qui ont été modifiés, remplacés, substitués ou déplacés, et leur valeur ou emplacement dans le flux original.
Le flux au format MPEG-AAC (122) est ensuite transmis, soit sous forme physique sur un CD-ROM, une mémoire non volatile, DVD, etc., soit via un réseau de transmission (4) de type réseau téléphonique, DSL (Digital Subscriber Line) , BLR (Boucle Locale Radio) , DAB (Digital Audio Broadcasting) , RTC (Réseau Téléphonique Commuté) , mobiles numériques (GSM, GPRS, UMTS) , hertzien, câble, satellite, etc, au terminal du spectateur (8) , et plus précisément dans sa mémoire ou sur son disque dur (85) . Lorsque le destinataire (8) fait la demande d'écoute de la séquence audio présente dans sa mémoire ou sur son disque dur (85) , deux éventualités sont possibles : soit le spectateur (8) ne possède pas tous les droits nécessaires pour écouter la séquence, dans ce cas, le flux MPEG-AAC (122) généré par le système d' embrouillage (121) présent dans la mémoire (85) est passé au système de synthèse (87), via une mémoire tampon de lecture (83), qui ne le modifie pas et le transmet à l'identique à un lecteur audio MPEG-AAC classique (81) et son contenu, dégradé auditivement par le système d' embrouillage (121), est joué sur le dispositif d'écoute (6) .
Soit le serveur décide que l'utilisateur (8) possède les droits pour écouter la séquence audio, ce qui peut être testé par exemple à l'aide d'un système à base de carte à puce (82) lié au système de synthèse (87) . Dans ce cas, le système de synthèse fait une demande d'audition au serveur (12) contenant l'information nécessaire (123) à la récupération du flux audio original (101) . Le serveur (12) envoie alors via des réseaux de télécommunications type ligne téléphonique analogique ou numérique, DSL (Digital Subscriber Line) ou BLR (Boucle Locale Radio) , via des réseaux DAB (Digital Audio Broadcasting) , RTC (Réseau Téléphonique Commuté) ou via des réseaux de télécommunications mobiles numériques (GSM, GPRS, UMTS) (5) l'information complémentaire permettant la reconstitution du flux audio (123) de façon à ce que le destinataire (8) puisse le stocker dans une mémoire tampon (86) . Le système de synthèse (87) procède alors à la restauration, dans le flux MPEG-AAC brouillé qu'il lit dans sa mémoire tampon de lecture (83) , des champs modifiés dont il connaît les positions ainsi que les valeurs d'origine grâce au contenu de l'information complémentaire lue dans la mémoire tampon
(86) de desembrouillage de l' audio. La quantité d'informations contenue dans l'information complémentaire (123) qui est envoyée au système de desembrouillage est spécifique, adaptative et progressive pour chaque destinataire et dépend de ses droits, par exemple utilisation unique ou multiple, droit de faire une ou plusieurs copies privées, retard ou anticipation de paiement.
Le niveau (qualité, quantité, type) de l'information complémentaire est déterminé en fonction de chaque destinataire, en fonction de l'état de son profil au moment de la transmission du flux complémentaire et une partie au moins dudit profil est stockée sur un équipement destinataire. Par exemple, sur la figure 1, une partie du profil de l'utilisateur est enregistrée sur la carte à puce
(82) liée au système de synthèse (87) , comme par exemple la fréquence des connexions ou la régularité des paiements. Le reste du profil peut se trouver sur le serveur, comme par exemple le genre de musique ou clips audio que le spectateur préfère .
Un autre exemple de réalisation est la mise à jour du profil du destinataire, qui dépend également du temps de connexion au serveur (référant au comportement) , à savoir si le client se connecte régulièrement (référence à ses habitudes) ou mise à jour en fonction de données récupérées auprès d'une base de données consommateurs déjà existante sur un serveur et relatives à ce client.
Un autre exemple de réalisation est que le serveur transmet toute l' information complémentaire au destinataire pendant les premières minutes d'écoute de la séquence audio, puis, au fil du temps, transmet de moins en moins d' information complémentaire au destinataire de façon à désembrouiller de moins en moins le flux principal, donnant ainsi l'effet au destinataire que le son sortant du casque ou des haut-parleurs devient de plus en plus brouillé. Cette fonctionnalité peut inciter le destinataire à acheter ainsi les droits pour la séquence jouée.
Un autre exemple de réalisation est que tout ou partie de l'information complémentaire (123) est transmise au destinataire sur un vecteur physique comme une carte à mémoire ou une carte à puce (82) .

Claims

REVENDICATIONS
1. Procédé de distribution de séquences audio numériques sous forme de flux comportant des séquences de données contenant des blocs audio numériques, le procédé comportant une étape de modification du flux originel par modification d'une partie au moins desdites séquences de données, la modification produisant un flux modifié au même format nominal que le flux originel, le procédé comportant une étape de transmission du flux modifié et une étape de reconstruction à l'aide d'un décodeur, caractérisé en ce que la reconstruction du flux originel est adaptative et progressive en fonction d'informations provenant d'un profil numérique du destinataire.
2. Procédé de distribution de séquences audio numériques selon la revendication 1, caractérisé en ce que ladite modification produit un flux principal modifié et une information complémentaire permettant la reconstruction du flux originel par un décodeur, le procédé comportant une étape de transmission du flux modifié, et comportant en outre une étape de transmission à l'équipement destinataire d'une sous-partie de ladite information complémentaire de modification, ladite sous-partie étant déterminé en fonction d'informations provenant d'un profil numérique du destinataire.
3. Procédé pour la distribution de séquences audio numériques selon la revendication 2, caractérisé en ce que le flux principal modifié est enregistré ou disponible sur l'équipement destinataire préalablement à la transmission de l'information complémentaire sur l'équipement destinataire.
4. Procédé pour la distribution de séquences audio numériques selon la revendication 2, caractérisé en ce que, le flux principal modifié est enregistré sur un support physique pour être transmis à l'équipement destinataire préalablement à la transmission de l'information complémentaire sur l'équipement destinataire.
5. Procédé pour la distribution de séquences audio numériques selon la revendication 2, caractérisé en ce que le flux principal modifié et l'information complémentaire sont transmis ensemble en temps réel.
6. Procédé pour la distribution de séquences audio numériques selon l'une au moins des revendications 2 à 5, caractérisé en ce que la détermination de ladite sous-partie est réalisée par une méthode de scalabilité granulaire.
7. Procédé pour la distribution de séquences audio numériques selon l'une au moins des revendications 2 à 6, caractérisé en ce que la quantité d'informations contenues dans ladite sous-partie correspond à un niveau de scalabilité déterminé en fonction du profil du destinataire.
8. Procédé pour la distribution de séquences audio numériques selon l'une au moins des revendications 2 à 6, caractérisé en ce que le type d'informations contenues dans ladite sous-partie correspond à un niveau de scalabilité déterminé en fonction du profil du destinataire.
9. Procédé pour la distribution de séquences audio numériques selon l'une quelconque des revendications 2 à 8, précédentes caractérisé en ce que ladite information complémentaire de modification comprend au moins une routine numérique apte à exécuter une fonction .
10. Procédé pour la distribution de séquences audio numériques selon la revendication 9, caractérisé en ce que lesdites fonctions transmises à chaque destinataire sont personnalisées pour chaque destinataire en fonction de la session.
11. Procédé pour la distribution de séquences audio numériques selon l'une quelconque des revendications 2 à 10, précédentes caractérisé en ce que ladite information complémentaire est subdivisée en au moins deux sous-parties.
12. Procédé pour la distribution de séquences audio numériques selon la revendication 11, caractérisé en ce que lesdites sous-parties de l'information complémentaire sont distribuées par différents médias.
13. Procédé pour la distribution de séquences audio numériques selon la revendication 11, caractérisé en ce que lesdites sous-parties de l'information complémentaire sont distribuées par le même média.
14. Procédé pour la distribution de séquences audio numériques selon l'une au moins des revendications 2 à 13, caractérisé en ce que tout ou partie de l'information complémentaire est transmise sur un vecteur physique.
15. Procédé pour la distribution de séquences audio numériques selon l'une au moins des revendications 2 à 13, caractérisé en ce que l'information complémentaire est transmise en ligne.
16. Procédé pour la distribution de séquences audio numériques selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que lesdits blocs audio numériques sont conformes à une norme audio numérique ou à un standard donné .
17. Procédé pour la distribution de séquences audio numériques selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'une partie au moins dudit profil utilisateur est stocké sur un équipement du destinataire.
18. Procédé pour la distribution de séquences audio numériques selon l'une quelconque des revendications 2 à 16, caractérisé en ce que le type d' informations contenues dans ladite sous-partie est mis à jour en fonction du comportement dudit destinataire pendant la connexion au serveur, ou en fonction de ses habitudes ou en fonction de données communiquées par un tiers.
19. Procédé pour la distribution de séquences audio numériques selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comporte une étape préalable de conversion analogique/numérique sous un format structuré, le procédé étant appliqué à un signal audio analogique.
20. Système pour la distribution de séquences audio numériques comportant un serveur comprenant des moyens pour diffuser un flux modifié conformément à la revendication 1, et une pluralité d'équipements munis d'un circuit de desembrouillage, caractérisé en ce que le serveur comprend en outre un moyen d'enregistrement du profil numérique de chaque destinataire et un moyen d' analyse du profil de chacun des destinataires d'un flux modifié, ledit moyen commandant la nature de l'information complémentaire transmise à chacun desdits destinataires analysés.
21. Système pour la distribution de séquences audio numériques selon la revendication 20, caractérisé en ce que le niveau (qualité, quantité, type) de l'information complémentaire est déterminé pour chaque destinataire en fonction de l'état de son profil au moment de l'écoute du flux principal.
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