Procédé de retardement temporel de flux de contenus numériques, dispositif, et produit programme d'ordinateur correspondants. 1 DOMAINE DE L'INVENTION

La présente invention se rapporte au domaine de la diffusion de contenus numériques sur des réseaux de communication. Par contenus numériques on entend tout type de contenu multimédia tels que de la vidéo, de l'audio, des données.

La présente invention se rapporte plus particulièrement à un procédé de retardement de la diffusion de flux de contenus numériques, également appelé « flux numérique ». Un tel flux numérique est véhiculé, au sein d'un réseau, par une pluralité de datagrammes (encore appelés paquets).

Il existe de nombreux moyens de réaliser la diffusion de contenus numériques, parmi lesquels les techniques se basant sur les standards issus des consortiums DVB (de l'anglais « Digital Video Broadcast » pour « Diffusion Video Numérique »). D'autres techniques de diffusion peuvent également être employées en utilisant, par exemple, des réseaux fonctionnant à l'aide du protocole IP (de l'anglais « Internet Protocol » pour « Protocole Internet »).

Quel que soit le moyen utilisé, le diffuseur de contenu (opérateur de communication, service de télévision, etc.) peut avoir l'utilité de retarder, d'un temps déterminé, l'émission du flux. Une telle situation se produit par exemple lors de la diffusion d'événements politiques ou sportifs qui ne doivent pas, pour des raisons de sécurité, faire l'objet d'une diffusion en direct. On considère qu'une diffusion est réalisée en direct quand il n'y a pas d'action volontaire visant à décaler dans le temps l'occurrence d'un événement et sa perception par un utilisateur par le biais de son dispositif de restitution de flux.

En effet, selon le type d'équipement de diffusion utilisé, il peut se produire un décalage temporel variable entre l'occurrence d'un événement et sa perception.

Un tel décalage n'est cependant pas volontaire, il peut par exemple être dû au temps de propagation dans l'air. Les décalages volontaires, quant à eux, sont généralement mis en oeuvre au niveau des têtes de réseau. Une tête de réseau peut

être considérée comme un équipement de diffusion maître, à savoir par exemple, une parabole d'émission à destination d'un satellite de diffusion. Une telle parabole de diffusion est présente chez le fournisseur de contenu ou chez un prestataire auquel le fournisseur de contenu fait appel. Cette parabole émet les bouquets de contenus à destination du satellite qui se charge de la diffusion à destination des paraboles des clients du fournisseur. 2 SOLUTIONS DE L'ART ANTERIEUR 2.1 Art antérieur Les techniques de production d'un décalage temporel de l'art antérieur sont pour la plupart mise en œuvre au sein des têtes de réseau, sur la base d'un décalage continu du flux. Les techniques mises en œuvre consistent à stocker, pendant un temps donné, le contenu à décaler, puis à l'émettre avec un décalage temporel donné.

Par exemple, dans le cas de la diffusion d'une émission de télévision, les données composant le flux sont retardées : on stocke les voix, les images animées (vidéo) et les données sous la forme de fichiers indépendants rotatifs avant leur assemblage. Selon des procédés d'assemblage de flux en temps réel, les voix, les images animées et les données sont calées dans le temps avant d'être mixées et encodées pour produire le contenu décalé et émettre ce dernier. D'autres techniques peuvent également être mises en œuvre, comme par exemple un décalage temporel du flux assemblé. Dans ce cas, les trames composant le flux sont enregistrées et diffusées avec le décalage temporel souhaité sur le canal, après avoir subie un ré-encodage en fonction des équipements de réception destinataires. 2.2 Inconvénients de l'art antérieur

Un inconvénient de ces techniques de l'art antérieur est dû à la forte dépendance des techniques de décalage par rapport aux formats de diffusion des flux numériques. En effet, la déclinaison technique de cette fonctionnalité de décalage présente sur des plate-formes existantes repose en général sur l'utilisation de serveurs de VOD (de l'anglais « Video On Demand » pour « Vidéo

à la demande »). Le décalage peut aussi être intégré à des solutions de codage logicielles ou matérielles. Ces solutions dépendent fortement du format d'encapsulation et/ou du format numérique utilisé. Par exemple, le passage de la gestion de contenus MPEG-2 vidéo vers MPEG-4 vidéo entraîne en général la mise en place d'un nouvel équipement. Ainsi, le décalage temporel doit être réalisé sur deux équipements différents.

D'autres solutions utilisent aussi le système de capture de flux pour les rejouer ensuite. Une telle application nécessite cependant de devoir attendre la fin d'un enregistrement avant de pouvoir rejouer/re-émettre le flux audio/vidéo. Ainsi, la durée du décalage temporel n'est pas librement définissable, puisqu'il est nécessaire d'attendre la fin de l'enregistrement du flux pour pouvoir procéder à son émission en décalé. 3 RESUME DE L'INVENTION

La solution proposée par l'invention permet de pallier ces inconvénients de l'art antérieur, grâce à un procédé de retardement de diffusion d'un flux numérique, ledit flux numérique étant véhiculé par une pluralité de datagrammes comprenant chacun une première adresse de destination de flux de niveau réseau.

Selon l'invention, un tel procédé comprend les étapes suivantes : capture et enregistrement continu desdits datagrammes diffusés au sein d'un espace d'enregistrement temporaire, créant un flux enregistré ; réémission continue desdits datagrammes dudit flux enregistré après un laps de temps prédéterminé.

Ainsi, on réémet le flux numérique, après un laps de temps déterminé, sans qu'il y ait eu de modification du contenu du flux en lui-même. On se préserve donc d'un traitement applicatif complexe qui consiste en un traitement du flux avant de réaliser une nouvelle diffusion de celui-ci avec un retard déterminé, comme cela est le cas avec les techniques de l'art antérieur.

Selon une caractéristique originale, ledit procédé de retardement comprend : - une étape de calcul d'une durée dudit flux enregistré au sein dudit espace

d'enregistrement temporaire ; et en ce que ladite réémission continue desdits datagrammes dudit flux enregistré débute lorsque ladite durée dudit flux enregistré atteint une valeur temporelle prédéterminée. Ainsi, on applique au mieux les caractéristiques de la réception (maintien du débit original et du délai inter-paquets), les paquets re-émis contiennent les mêmes données que ceux non retardés des que le nombre de paquets enregistrés correspond, en fonction des caractéristiques de réception du flux, au temps de décalage déterminé. Selon un mode de réalisation particulier, ledit procédé de retardement comprend en outre une étape de suppression continue, au sein dudit espace d'enregistrement temporaire, desdits datagrammes réémis préalablement enregistrés.

Ainsi, il n'est pas nécessaire de disposer d'un espace d'enregistrement temporaire illimité. En effet, on efface les datagrammes au fur et à mesure de leur émission. Par exemple, pour une durée de retard prédéterminée de 15 minutes et une fréquence d'émission de datagramme de 1000 par seconde avec un poids de

32 octets de données de flux par datagramme seuls 15*60* 1000*32= 28800000 octets (soit environ 28 Mo) seront nécessaires au décalage du flux. De plus, les traitements nécessaires à la suppression d'un datagramme au sein de l'espace de stockage temporaire sont peu gourmands en capacité de calcul. Un tel procédé ne nécessite donc pas une mise en place d'architectures informatiques volumineuses.

Selon une caractéristique particulière, lesdits datagrammes sont réémis avec une deuxième adresse de destination de flux de niveau réseau différente de ladite première adresse de destination de flux.

Ainsi, l'adresse de niveau réseau (donc l'adresse IP de destination) est différente de l'adresse de destination « multicast » initiale. On réémet donc le flux numérique en utilisant une adresse de diffusion différente de celle utilisée pour la diffusion initiale. En conséquence, la réception du flux numérique est possible selon deux modes différents : en temps réel sans décalage temporel ou avec un

décalage temporel. Dans ce mode de réalisation, un utilisateur visualisant un programme de télévision peut ainsi s'absenter pendant une durée déterminée, par exemple 15 minutes, puis changer de chaîne pour continuer à visualiser le programme sans qu'il ait eu à intervenir sur un autre équipement que la télécommande de son récepteur numérique.

Selon un mode de mise en œuvre original, ledit procédé comprend une étape de modification de ladite valeur temporelle prédéterminée en fonction d'au moins un indicateur de réception de flux numérique prédéterminé.

Ainsi, il est possible de faire varier la valeur du décalage temporel en fonction de conditions de réception du flux numérique. Dans ce mode de réalisation complémentaire, on peut par exemple allonger le décalage temporel du flux si les conditions de réception de ce flux ne sont pas bonnes afin par exemple de permettre à l'utilisateur de recevoir le flux numérique dans de meilleures conditions que si il l'avait visualisé sans décalage temporel. Selon un mode de réalisation particulier, lesdits datagrammes sont des datagrammes UDP/IP.

L'invention concerne également un dispositif de retardement de diffusion d'un flux numérique, ledit flux numérique étant véhiculé par une pluralité de datagrammes comprenant chacun une première adresse de destination de flux de niveau réseau,

Selon l'invention, un tel dispositif comprend : des moyens de capture et d'enregistrement continu desdits datagrammes diffusés au sein d'un espace d'enregistrement temporaire, créant un flux enregistré ; - des moyens de réémission continue desdits datagrammes dudit flux enregistré après un laps de temps prédéterminé.

Un tel dispositif selon l'invention peut comprendre de manière générale des moyens de mise en œuvre des étapes du procédé de retardement selon l'invention.

Dans un mode de réalisation particulier, ledit dispositif de retardement est mis en œuvre au sein d'une tête de réseau de diffusion.

Dans un mode de réalisation particulier, ledit dispositif de retardement est mis en œuvre au sein d'un terminal de restitution de flux numérique. L'invention concerne également des produits programme d'ordinateur téléchargeable depuis un réseau de communication et/ou stocké sur un support lisible par ordinateur et/ou exécutable par un microprocesseur.

Selon l'invention des tels produits programme d'ordinateur comprennent des instructions de code de programme pour l'exécution du procédé de retardement précédemment décrit. 4 LISTE DES FIGURES

D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront plus clairement à la lecture de la description suivante d'un mode de réalisation préférentiel, donné à titre de simple exemple illustratif et non limitatif, et des dessins annexés, parmi lesquels : la figure 1 présente un diagramme de blocs illustrant la chaine de traitement de diffusion de flux numériques ; la figure 2 illustre la mise en œuvre du procédé de retardement selon l'invention en amont de l'encodage des flux dans la chaîne de traitement présentée en figure 1 ; la figure 3 illustre la mise en œuvre du procédé de retardement selon l'invention en aval de l'encodage des flux dans la chaîne de traitement présentée en figure 1 ; la figure 4 illustre la mise en œuvre du procédé de retardement selon l'invention au sein d'un équipement terminal ; la figure 5 illustre la mise en œuvre du procédé de retardement selon l'invention au sein d'un équipement d'un réseau local domestique ou d'entreprise ; la figure 6 décrit de manière succincte l'architecture matérielle d'un dispositif mettant en œuvre le procédé de retardement selon l'invention ;

la figure 7 décrit le procédé de retardement selon l'invention. 5 DESCRIPTION DETAILLEE DE L'INVENTION

5.1 Rappel du principe de l'invention

L'invention propose donc de réaliser un décalage temporel de flux indépendamment du format du flux numérique. Cette indépendance vis-à-vis du format de flux est rendue possible par l'invention grâce à un stockage temporaire de datagrammes (encore appelés paquets). Ainsi, à la différence des techniques de l'art antérieur, l'invention ne cherche pas à stocker le flux, mais les données servant à transporter ce flux lors de sa diffusion. Cette technique selon l'invention va à contre courant des techniques de l'art antérieur.

Le principe général de l'invention repose sur l'enregistrement temporaire des données de transport de flux. Par exemple, après avoir été encodées, les données de flux sont émises par le biais d'un réseau de communication. Pour réaliser cette émission, le flux est généralement découpé en datagrammes (ou paquets) qui sont ensuite émis vers des équipements destinataires.

L'invention permet le décalage temporel d'une ou plusieurs sources audiovisuelles numérisées (audio, vidéo et/ou données) et transportées via des protocoles qui utilisent le principe d'adresses de réception de niveau réseau (par exemple « UDP/IP » (de l'anglais « User Datagram Protocol » pour « Protocole de Datagramme Utilisateur »). Le décalage comporte au moins deux phases (figure 7) : capture et stockage (10) au sein d'un espace prévu à cet effet (1011) des informations circulant sur le réseau sous forme de paquets (datagrammes)

1000 ; - ré-émission (11) des informations sous la forme de paquets 1040 éventuellement avec une adresse de destination différente après l'application d'un retard temporel.

La phase de capture ne s'arrête pas pour laisser la place à la phase de réémission.

L'invention offre ainsi, à un opérateur de réseau ou à un fournisseur de services, une solution de décalage temporel indépendamment du flux numérique, puisque l'invention ne traite que des datagrammes de transport.

La solution reposant sur la capture de datagrammes disponibles sur un réseau, la partie donnée des paquets n'est pas modifiée, peu importe donc le type et le format de ces données, audio, vidéo, données brutes, MPEG-2 ou MPEG-4 par exemple pour la vidéo. L'invention offre ainsi le support de tout type de contenu.

De même, le format d'encapsulation des flux est transparent pour l'invention. Il est par exemple tout à fait envisageable d'utiliser l'invention pour retarder un multiplex de chaînes transportés dans le format d'encapsulation MPEG-2 TS lui même transporté sur un réseau IP.

L'invention permet donc d'appliquer un décalage temporel à des contenus à n'importe quel format, dans la mesure où l'invention n'opère qu'au niveau transport et réseau.

L'implémentation de l'invention nécessite essentiellement de la ressource Processeur en faible quantité et une capacité de stockage (cette capacité est directement proportionnelle à la durée maximum du délai temporel à appliquer).

Par la suite, on présente notamment le cas d'une mise en œuvre du procédé de retardement de la diffusion d'un flux numérique appliqué à un réseau IP en utilisant le protocole UDP. Il est clair cependant que l'invention ne se limite pas à cette application particulière, mais peut également être mise en œuvre dans de nombreux autres domaines, et notamment dans tout type de réseau de diffusion fonctionnant sur la base du transport de données sous la forme de datagrammes et plus généralement dans tous les cas où les avantages procurés par l'invention sont intéressants.

5.2 Description d'un mode de réalisation

On présente dans ce mode de réalisation, la mise en œuvre de procédé de retardement dans le cadre d'une plate-forme type tête de réseau pour la télévision mobile ou la télévision numérique domestique sur réseau IP (IPTV), les contenus

audiovisuels sont en général servis suivant la chaîne de traitement suivante (et telle qu'illustrée en figure 1) : capture (101) de signaux numériques ou analogique 100 et émission sous la forme de paquets 1010 ; - codage ou transcodage (102) du signal source 100 pour qu'il soit adapté au mode de diffusion ; mise à disposition du signal (103) via un serveur de type « streaming » (de l'anglais « diffusion en continu ») auquel le dispositif de codage 102 transmet ses informations sous la forme de paquets 1020 et sur lequel les terminaux peuvent se connecter.

Cette chaîne permet donc d'offrir un service de télévision « Live » adaptée à des terminaux, l'adaptation se faisant essentiellement dans la brique de « (Trans)codage 102». Offrir ce même service décalé dans le temps peut être réalisé de plusieurs façons. Selon l'invention, on utilise le retardement temporel de paquets UDP/IP.

Cela pré-suppose que les différents éléments constitutifs de la chaîne décrite communiquent entre eux via des connexions UDP/IP pour la diffusion du contenu.

Cette brique de retardement, qui met en œuvre le procédé de retardement, peut être insérée dans la chaîne à plusieurs endroits, soit en amont du codage soit en aval. Le choix de l'insertion dépend de l'architecture globale de la plate-forme.

Cette brique permet le retardement de flux 'unitaires' (on associe le terme unitaire à un service audiovisuel ou chaîne TV, c'est-à-dire une composante vidéo et une ou plusieurs composantes audio) comme de flux multiplexes (c'est-à-dire un ensemble de services audiovisuels). Les deux schémas suivants (figure 2 et figure 3), en lien avec le schéma de la figure 1, montrent deux cas de mise en place de l'invention (brique « Retardement ») sur une tête de réseau.

Dans une première variante de ce mode de réalisation (figure 2), le procédé de retardement selon l'invention est mis en œuvre (104) en amont du codage des flux. Ainsi le retard est appliqué dès que la capture (101) du signal 100 a eu lieu.

Les paquets retardés 1040 sont émis à destination du dispositif de transcodage 102. Une telle mise en œuvre permet de retarder un flux quelque soit son mode de diffusion ultérieur. En effet, le flux est retardé en début de chaîne et réémis au bout d'un temps déterminé ce qui permet à l'unité de transcodage 102 de réaliser le codage du flux retardé vers différents serveur de streaming 103 avec le même décalage temporel quelque soit le nombre de serveurs de streaming destinataire.

Dans une deuxième variante de ce mode de réalisation (figure 3), le dispositif mettant en œuvre le procédé de décalage temporel (104) est situé en aval du dispositif de codage (102). Les paquets 1020 contiennent donc aussi un flux numérique, décalé dans le temps, ce qui permet de ne pas avoir à ré-encoder le flux initial plusieurs fois. Dans ce mode de réalisation, le flux temps réel (issu du transit des paquets 1020) et le flux retardé (par l'intermédiaire des paquets 1040) sont mis à disposition d'un utilisateur sur le serveur de streaming.

Dans une autre variante, le procédé selon l'invention (104) peut, en plus du décalage temporel, effectuer une modification de l'adresse de destination des datagrammes retardés. Ainsi, il est possible d'émettre un même flux sur deux canaux différents : un canal principal diffusant le flux en temps réel et un canal secondaire recevant le flux décalé. Ces deux canaux possèdent des adresses de destination différentes ce qui rend le passage de l'un à l'autre plus simple tant en terme applicatif, qu'en terme d'usage pour un utilisateur final.

En effet, la modification de l'adresse de destination, même si elle n'est pas obligatoire permet aux applications clientes chargées de la restitution des flux de procéder à un changement de flux à restituer de manière simplifiée :il leur suffit simplement de modifier l'adresse de destination des paquets émis. Par modification d'adresse on entend bien sûr tant la modification de l'adresse en tant que telle ou bien du port au niveau de cette adresse IP.

5.3 Autres caractéristiques optionnelles et avantages On présente, en relation avec la figure 4, un mode de réalisation de l'invention dans le cadre d'une implémentation au sein d'un récepteur de télévision numérique (mobile ou fixe). Le procédé de retardement crée alors un

ensemble de flux supplémentaires (composés de un ou de plusieurs services audiovisuels (audio, vidéo et/ou données)).

Un terminal de réception (40) est connecté à un réseau de diffusion de flux numérique. Un tel flux (100) est acheminé sous la forme de datagrammes (paquets) 1000 vers un dispositif de réception 401 situé au sein du terminal 40. Ce dispositif de réception transfère les datagrammes 1000 au dispositif de présentation/codage 402 pour restitution du flux numérique. Il transmet également les datagrammes 1000 au dispositif mettant en œuvre le procédé de retardement selon l'invention 404. La mise en œuvre du procédé de retardement s'accompagne d'un changement d'adresse de destination, notamment du port de destination.

Ainsi, dans ce mode de réalisation, le diffuseur de flux n'encombre pas le réseau de diffusion avec deux flux identiques et l'utilisateur dispose toujours du décalage temporel. On réalise donc une forte économie de bande passante au niveau du réseau de diffusion. Dans le cadre de la mise en place de l'invention sur un équipement réseau situé chez un particulier ou une entreprise (type 'Box' modem/routeur, présenté en relation avec la figure 5), le procédé selon l'invention crée un ensemble de flux supplémentaires (composés d'un plusieurs services audiovisuels (audio, vidéo et/ou données)). Le fournisseur initial du service n'encombre donc pas le réseau avec des flux supplémentaires décalés dans le temps, l'utilisateur n'utilise pas non plus sa bande passante descendante pour accéder à un service du même type en VOD.

Un terminal de réception (40) est connecté à un réseau de diffusion de flux numérique. Un tel flux (100) est acheminé au sous la forme de datagrammes (paquets) 1000 vers un dispositif de réception 401 situé au sein du terminal 40. Ce dispositif de réception transfère les datagrammes 1000 au dispositif de mise à disposition 403 pour restitution du flux numérique. Il transmet également les datagrammes 1000 au dispositif mettant en œuvre le procédé de retardement selon l'invention 404. La mise en œuvre du procédé de retardement s'accompagne d'un changement d'adresse de destination.

Dans un mode de réalisation complémentaire indépendant de l'équipement mettant en œuvre le procédé, il est possible de faire varier la valeur du décalage temporel en fonction de conditions de réception du flux numérique. Dans ce mode de réalisation complémentaire, on peut par exemple allonger le décalage temporel du flux si les conditions de réception de ce flux ne sont pas bonnes afin par exemple de permettre à l'utilisateur de recevoir le flux numérique dans de meilleures conditions que si il l'avait visualisé sans décalage temporel, en temps réel.

Dans un mode de réalisation complémentaire plutôt orienté tête de réseau, le procédé peut être utilisé pour réaliser des fonctions de fourniture de contenu à la demande en ré-émettant les contenus enregistrés avec un retard choisi par un utilisateur donné ou un groupe d'utilisateurs.

Dans un mode de réalisation complémentaire plutôt orienté tête de réseau, la diffusion de méta-données sur IP suivant cette méthode permettra de créer de serveur de données de sauvegarde en mode carousel à très faible coût quelques soient les protocoles utilisés comme par exemple un serveur ESG (« Electronic

Service Guide » pour « Guide de Service Electronique ») utilisant le protocole

FLUTE (de l'anglais « File Delivery over Unidirectional Transport » pour

« Délivrance de fichier par voie de transport unidirectionnelle ») sur une tête de réseau DVB-H (de l'anglais « Digital Video Broadcast Handheld » pour

« Diffusion Vidéo Numérique pour Equipements Portables »).

Notons aussi qu'il est possible de cascader le procédé pour réaliser des retards temporels différents, cette solution permet d'optimiser la capacité de stockage ; en effet si l'on prend l'exemple de la génération de flux de deux flux retardés, l'un de 30 minutes, l'autre de 60 minutes, il est préférable de 'stocker' deux fois 30 minutes qu'une fois 1 heure et une fois 30 minutes.

5.4 Architecture simplifiée du dispositif de retardement selon l'invention

On présente, en relation avec la figure 6, une architecture simplifiée d'un dispositif de retardement selon l'invention.

II comprend une mémoire 61, et une unité de traitement 60 équipée d'un microprocesseur, qui est piloté par un programme d'ordinateur (ou application) 62. L'unité de traitement 60 reçoit en entrée, via un module d'interface d'entrée réseau 63 : - des ensembles de datagrammes en provenance du réseau de diffusion 64a ; des paramètres de configuration 34b.

Ces informations sont traitées par le microprocesseur, selon les instructions du programme 62, pour : émettre les datagrammes de diffusion des flux numériques 66 d'obtention selon les paramètres donnés ;

Ces paquets sont transmis via un module d'interface de sortie réseau 65 à destination des dispositifs qui en ont la charge.