IMPLEMENTAÇÃO DE UM BLOQUEADOR DE CONTEÚDO PARA TV DIGITAL
Gabriel de Souza LEITÃO (1), Vicente Ferreira LUCENA Jr (2)
(1) Universidade Federal do Amazonas, Av. Gen. Rodrigo Octávio Jordão Ramos, 3000, Campus Universitário, CETELI. Bairro Coroado I. CEP 69077-000, 3305-4495, e-mail:
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, (2) UniversidadeFederal do Amazonas, e-mail:
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RESUMO
Este artigo apresenta um software de bloqueio de conteúdo para TV Digital desenvolvido com base na norma NBR15604:2007 da ABNT (Associação Brasileira de Normas Técnicas) que define tanto as características obrigatórias e optativas desses sistemas, assim como os dados mais relevantes a serem utilizados na classificação de conteúdo. O bloqueador codificado utiliza algumas das informações provenientes do TS (Transport Stream) que foram previamente armazenadas em um arquivo no formato XML e se encontram disponíveis para serem acessadas pela aplicação. As informações guardadas são relativas à origem (código do país) e à classificação indicativa (idade e descrição objetiva do conteúdo) do programa a ser exibido e estão presentes em algumas das tabelas do SI (System Information) que possuem informações detalhadas sobre os serviços disponíveis aos usuários e são fornecidas pelas emissoras do sinal de televisão no carrossel de dados. O software apresentado neste artigo possui um sistema de autenticação (nome, senha) que utiliza um teclado virtual e ainda biometria através de leitura da impressão digital, que permite personalizar e automatizar o bloqueio do conteúdo a ser exibido pela televisão. A utilização de um ou outro método de acesso ao sistema fica a critério do telespectador. O desenvolvimento desta aplicação pretende, através do controle de conteúdo, auxiliar de forma mais eficiente os pais ou responsáveis por crianças e adolescentes na formação psicológica e social desses indivíduos.
Palavras-chave: algoritmo, bloqueio de conteúdo, televisão digital.
1. INTRODUÇÃO
Há muitos anos existe na sociedade brasileira uma discussão sobre o que deve ou não ser assistido na televisão por crianças e adolescentes. Aos poucos, essas discussões foram evidenciando a importância de se regulamentar a classificação dos programas de televisão para favorecer uma melhor educação aos indivíduos dessas faixas etárias. Assim, a classificação daquilo que é transmitido nos veículos de comunicação começou a ser exigida por documentos como a Constituição Federal e o Estatuto da Criança e do Adolescente (ECA), baseado nesses documentos o governo passou a determinar portarias que regulam a programação da TV aberta [1].
A tecnologia da televisão analógica, atualmente difundida no Brasil, não possibilita a criação de recursos de interatividade ou de controle apropriado do conteúdo que é recebido através do sinal de TV. Por esse motivo, a exibição dos programas televisivos acabou sendo vinculada às diferentes faixas de horários de acordo com a classificação etária destes programas. Essa foi a maneira que as autoridades civis encontraram de auxiliar os pais no controle do que pode ou não ser visto pelos filhos na televisão [9]. Com o advento da Televisão Digital surgiu a possibilidade de uma maior interação entre os telespectadores e o que é transmitido pelas emissoras. Essa nova realidade abriu caminho para o envio de dados mais específicos acerca da grade de programação e dentre as informações adicionais a serem enviadas, existem as relativas à classificação indicativa dos programas.
Neste artigo são apresentados um referencial teórico, a norma brasileira utilizada e o modo como foi implementado um bloqueador automático e personalizado de conteúdo para TV Digital que pretende auxiliar na classificação e no controle do que é assistido na televisão, a fim de proteger as crianças e adolescentes de conteúdos inadequados para a sua formação humana, psicológica e social.
2. TV DIGITAL E INTERATIVA 2.1. Início da TV Digital
No fim da década de 80, nos Estados Unidos, foram iniciadas pesquisas com a finalidade de definir novos conceitos para os serviços de televisão. Decidiu-se pelo desenvolvimento de um padrão de televisão americano totalmente digital e como fruto dessa iniciativa surgiu o ATSC (Advanced Television Systems Committee) que deu foco à transmissão em alta definição em detrimento ao suporte de serviços de interatividade e mobilidade. Os europeus iniciaram o desenvolvimento de um sistema digital de televisão apenas no ano de 1993, esse sistema ficou conhecido como padrão DVB (Digital Vídeo Broadcasting) e enfatizou principalmente a interatividade. Apenas em 1997, os japoneses começaram a implementar um padrão próprio - que mais tarde seria adotado pelo Brasil - o ISDB (Integrated Services Digital Broadcasting), mas que possui o melhor dos dois padrões anteriores agregando outras funcionalidades como a recepção móvel e portátil [2].
2.2. Componentes de um sistema de TV digital
Segundo [3], um sistema de TV digital pode ser dividido em três partes:
1.
Difusor: provê o conteúdo que será transmitido e suporta o serviço de interação com ostelespectadores;
2.
Receptor: responsável pela recepção do conteúdo enviado pelo difusor possibilitando que otelespectador interaja com o sistema;
3.
Meio de difusão: é o canal através do qual ocorre a comunicação entre o difusor e o receptorinteragem (canal de difusão ou canal de retorno).
Figura 1: Componentes de um sistema de TV digital [4]
Na Figura 1 é possível observar a ordem de cada componente do sistema de TV digital interativa.
Desse modo, percebe-se que a difusão é o envio de áudio, vídeo ou dados da parte de um provedor do serviço de difusão para os receptores (utilizados pelos telespectadores). A figura apresenta, ainda, os meios de difusão mais comuns: cabo, radiodifusão e satélite. Se o meio de difusão utilizado for radiodifusão não será possível o canal de retorno por esse mesmo meio, visto que é um processo unidirecional. Neste caso, usa-se outro meio para implementar a interatividade como a linha telefônica. O receptor digital (também chamado de STB – Set-Top Box) descompacta e mostra o conteúdo ao telespectador na televisão [4].
2.3. Difusão de dados, serviços, informações de serviço e identificadores de pacote
A TV Digital possibilitou o envio de qualquer tipo de informação, a única restrição é que a mesma seja digital. Dá-se o nome de datacasting quando essa transmissão de dados está acoplada a um fluxo de vídeo e áudio [3]. Um datacasting pode ser classificado de três modos distintos de acordo com o seu grau de acoplamento [3], [4]:
1.
Fortemente acoplado: ocorre quando os dados são temporalmente acoplados ao áudio e ao vídeo.Uma informação é disponibilizada somente durante a transmissão de um fluxo de vídeo ou áudio específicos.
2.
Fracamente acoplado: os dados relacionam-se ao conteúdo de áudio e vídeo, mas sem estarcompletamente sincronizado. Desse modo o acesso aos dados se torna mais flexível e pode ocorrer no momento em que o telespectador achar mais apropriado.
3.
Desacoplado: nessa classificação o fluxo de dados é completamente independente do fluxo de áudioe vídeo.
Figura 2: Carrossel de Dados.
De acordo com [5] apud [4], no momento em que o difusor envia qualquer conteúdo (dados, áudio e vídeo) para o receptor, ele o faz de forma cíclica e periódica (Figura 2), a esse método chamamos de carrossel que pode ser de dados ou de objetos. O conteúdo codificado e enviado é quem caracteriza um serviço de TV Digital que é enviado através do carrossel de dados e deve estar codificado em MPEG-2.
Quando o provedor difunde esses serviços, o faz de modo multiplexado e atribui um PID (Packet
Identifier) a cada fluxo elementar MPEG-2 que identifica cada pacote. Como o PID é apenas uma numeração
e não possui qualquer informação adicional quanto à natureza do pacote (áudio, vídeo ou dados), é
necessário que o multiplexador agregue um fluxo de dados ao já existente inserindo informações complementares. Essas informações são organizadas em tabelas que descrevem cada serviço (PSI – Program Specific Information) [4].
Figura 3: Tabelas de descrição de serviços [4]
A Figura 3 mostra as tabelas PAT (Program Association Table) e PMT (Program Map Table) vinculadas a um PID proveniente de um fluxo elementar [4]. A PAT indica os valores de PID dos TS (Transport Streams) para cada serviço do multiplexador. Enquanto a PMT identifica e indica a localização das transmissões que compõe cada serviço e da referência de hora do programa (PCR) para cada serviço [6].
Existem ainda alguns descritores do SI (System Information) que são vinculados a essas tabelas e detalham as informações dos serviços das mesmas. O descritor utilizado nesse trabalho é o Parental Rating Descriptor (Descritor de Classificação Indicativa) que se encontra na PMT e será detalhado na Seção 3 (Normatização sobre Classificação Indicativa).
Figura 4: Arquitetura da TV Digital [3]
2.4. Camadas da TV digital
De modo análogo às outras redes de comunicações de dados como o Modelo OSI (Open Systems Interconnection), a arquitetura dos sistemas de TV digital é estruturada em camadas. A Figura 4 representa as camadas e os padrões de televisão digital existentes. As camadas inferiores oferecem suporte às superiores.
A arquitetura da TV Digital é dividida em cinco camadas, a saber: Modulação, Transporte,
Compressão, Middleware e Aplicações. Os padrões já desenvolvidos preenchem com seus componentes
típicos essas camadas (seção 2.1), é importante salientar que alguns possuem os mesmos componentes para as mesmas camadas [2]. O bloqueador de conteúdo apresentado neste artigo situa-se na camada de Aplicações.
2.5. JavaTV
A linguagem de programação Java permite o desenvolvimento de aplicações com as mais diversas finalidades, entretanto, a criação dessas aplicações é condicionada a um conjunto de rotinas que normalmente dão suporte a alguns recursos específicos, essas rotinas são as APIs. Como exemplo pode-se citar a API JavaMail utilizada para o envio de e-mails ou a JMF (Java Media Framework) para trabalhar com mídias em Java, entre muitas outras. Assim, para viabilizar a produção de conteúdo para televisão digital interativa existe a API JavaTV, que provê um meio para seleção de serviços, acesso a informações de serviço, controle remoto, acesso aos dados de áudio e de vídeo que são transmitidos [7].
Os pacotes da especificação da API Java TV são [8]:
javax.tv.graphics: possibilita a criação e utilização de componentes AWT no Xlet.
javax.tv.locator: permite acessar dados e recursos endereçados ao receptor de TV digital.
javax.tv.media: define uma extensão para controle e eventos de mídia.
javax.tv.net: proporciona acesso aos datagramas IP transmitidos em um stream de broadcast.
javax.tv.service: fornece mecanismos para acesso da base de dados do service information (SI) e API para seus sub-pacotes.
javax.tv.util: suporta o gerenciamento e a criação de eventos de tempo.
javax.tv.xlet: fornece métodos para o controle do ciclo de vida da Xlet administrados pelo gerenciador de programas.
2.6. XLET
O Xlet é uma aplicação que necessita de controle através de um gerador de interfaces, portanto, existem ferramentas que possibilitam controlar os estados e ações do mesmo. Possui um ciclo de vida com quatro estados: loaded, paused, started e destroyed. Um Xlet deve implementar a interface javax.tv.xlet.xlet, cujos métodos são ativados para sinalizar mudanças de estado na aplicação [2].
Loaded: este estado é disparado uma única vez, indica que a classe foi carregada.
Paused: neste estado ele está pronto para ser iniciado imediatamente.
Started: indica que a aplicação pode ser iniciada.
Destroyed: neste estado a aplicação é destruída, aqui termina o ciclo de vida do Xlet.
Através do Java TV é possível controlar o Xlet, alterando seus estados, iniciando aplicações, interrompendo (pause ), destruindo ou dando continuidade à execução.
3. NORMATIZAÇÃO SOBRE CLASSIFICAÇÃO INDICATIVA
A norma brasileira [1] aborda os pontos essenciais a respeito do controle de acesso ao conteúdo que poderá ser exibido na televisão, definindo desde um conceito de classificação indicativa até os parâmetros e o modo como deve ser implementado o bloqueio. Através desta mesma norma, toma-se conhecimento da obrigatoriedade da implementação d
e dispositivos de bloqueio de programação classificados por idade ou conteúdo. O documento também determina a semântica dos descritores, modo de classificação por idade, descrição de conteúdos e configuração do receptor.Conforme dito na seção 2.3, as informações utilizadas na aplicação de bloqueio deverão ser obtidas a
partir do descritor de classificação indicativa (parental rating descriptor) e este deve estar presente desde o
primeiro ciclo da PMT no carrossel de dados [1]. De acordo com [10], a tabela PMT deve ter um ou mais
ciclos de transmissão por 100ms. Considerando que seja enviado apenas um ciclo, o descritor que
necessitamos estará disponível no mínimo a cada 100ms no TS (desde a primeira transmissão da PMT) e, se
forem enviados dois ciclos, o descritor estará disponível em um intervalo próximo a 50ms.
A semântica para o descritor de classificação indicativa possui obrigatoriamente dois campos [1]:
country_code: é um campo de 24 bits que identifica o país através do código de três caracteres de acordo com a ISO 3166-1 e cada caractere é codificado em oito bits de acordo com a ISO/IEC 8859-15.
rating: é um campo de oito bits que indica a classificação de idade (quatro bits menos significativos) e a descrição objetiva do conteúdo (quatro bits mais significativos).
Uma das restrições que se tem é de que não é permitido bloquear conteúdos cujo campo
“country_code” não corresponda a “BRA”, ou seja, “0100 0010 0101 0010 0100 0001”. Para obtenção do nome do país, inicialmente é feita uma conversão dos valores em binário para hexadecimal. Então, utiliza-se a ISO/IEC 8859-15:1999 para conversão da sigla dos países em três caracteres, esse sigla obedece a ISO 3166-1 alpha3 que possui informações do nome completo de cada país. As Figuras 5a e 5b apresentam os valores esperados nos oito bits do campo rating.
Figura 5a:Classificação por idade [1] Figura 5b: Descrição objetiva do conteúdo [1]
4. IMPLEMENTAÇÃO DO BLOQUEADOR
O software apresentado neste artigo utiliza um sistema de contas de usuário. Nesse sistema, as informações sobre as restrições de classificação indicativa de cada usuário são comparadas ao conteúdo do descritor de processos do serviço solicitado para ser exibido na televisão.
4.1. Sobre os perfis de usuários
As contas de todos os usuários estão armazenadas em um arquivo no formato XML (Figura 6). Esse arquivo possui informações pessoais do usuário tais como: nome, idade, tipo, senha, tipo_bloqueio, conteudo e id (número de identificação). Os campos nome, senha e id são utilizados para possibilitar o acesso à televisão, este último é um dos responsáveis pela integração com a interface de login por impressão digital (será exposta na seção 4.2). Os campos idade, tipo_bloqueio e conteudo auxiliam na classificação do conteúdo a ser exibido (seção 4.4), onde o tipo_bloqueio informa se o usuário é restrito com relação apenas à idade ou à idade e conteúdo. Caso a restrição seja por idade e conteúdo o campo conteudo informará o tipo de conteúdo que não poderá ser exibido.
Existem dois tipos de perfil: usuário Administrador e usuário Restrito. O perfil de Administrador
tem acesso total aos recursos de gerenciamento do sistema de bloqueio de conteúdo, isso significa que pode
criar novos perfis, editar, excluir ou exibir perfis existentes (Figura 7a). O perfil de usuário Restrito permite
assistir à televisão conforme as restrições de bloqueio existentes no próprio perfil (caso o usuário tente
acessar o Menu irá visualizar a Tela de Logoff). Inicialmente, o receptor vem configurado com um usuário
Administrador padrão e a partir dele os outros perfis podem ser criados ou modificados, entretanto, se o
usuário não deseja utilizar o sistema de “Bloqueio de conteúdo” deve manter inalterada a configuração do
usuário padrão.
Figura 6: Exemplo dos campos no arquivo XML com informações dos usuários
Conforme apresentado na seção 3, a norma brasileira propõe dois tipos de bloqueio: “por idade” ou
“por idade e conteúdo”, mas obriga o fabricante a implementar apenas uma delas (ficando a escolha a critério do mesmo). No bloqueador apresentado neste artigo foram codificadas as duas opções, e caso o tipo de bloqueio escolhido seja “por idade e conteúdo” uma nova opção surgirá requisitando o tipo de conteúdo a ser bloqueado (Figura 7b).
Figura 7a: Menu do Administrador Figura 7b: Tipo de Conteúdo
4.2. Acesso diferenciado à Televisão
Para realizar o bloqueio de modo personalizado é necessário que a televisão reconheça quem está assistindo, por esse motivo, inicialmente se pensou em utilizar métodos de detecção e reconhecimento de padrões em imagens e, a partir deles, determinar a idade das pessoas que estariam assistindo televisão para então bloquear o conteúdo levando em consideração a menor idade estimada. Entretanto, apenas esse módulo de processamento digital de imagens seria um projeto a parte e optou-se por utilizar outros dois tipos de acesso ao sistema:
1. Através do nome de perfil e senha;
2. Através de impressão digital.
Caso o modo de login escolhido seja o primeiro, o usuário entrará com informações de nome e senha através de um teclado virtual (Figura 8a). Caso seja utilizada a segunda forma, será necessário manusear o leitor de impressão digital. O código foi implementado de modo a possibilitar que um tipo de acesso não exclua o outro, assim o usuário pode escolher o que achar mais adequado ao momento. Foi também adicionada à Tela de Login (Figura 8a) a saída de uma câmera que representa a proposta inicial do sistema de identificação de usuários (detecção de faces).
O leitor utilizado na implementação deste projeto foi o “Leitor de Impressão Digital
Fingerprint Reader” (Figura 8b) da Microsoft
que possui interfaces de desenvolvimento para auxiliar na criação de aplicações para o mesmo. Foi codificado um programa em Visual Basic (a partir de exemplos disponibilizados pelo fabricante) para fazer o cadastro e o reconhecimento da impressão digital dos usuários do sistema. O aplicativo funciona em dois modos:
1. Inserção da digital;
2. Identificação da digital.
Se for escolhido o modo de inserção então a digital lida é armazenada em um banco de dados Access (mdb) e organizada numericamente através do campo ID que, conforme visto na seção 4.1, está relacionado ao campo id do arquivo XML que contém as informações de perfil dos usuários. Caso o modo seja de identificação, o aplicativo verifica se a digital já está cadastrada no Banco de digitais e grava um novo arquivo XML com informações de data, acesso, nome e senha.
O campo data armazena o dia e o horário (levando em consideração os segundos) em que a digital foi lida. O campo acesso pode conter o valor “CONCEDIDO” se a digital estiver presente no Banco de digitais ou “NEGADO”, caso contrário. O software faz uma varredura no arquivo de perfil de usuários da TV e quando o campo ID do Banco de digitais coincidir com o campo id desse arquivo obtém as informações de nome e senha. Caso a Tela de Login esteja sendo visualizada na televisão, essas informações preencherão de forma automática os campos <Nome> e <Senha> e a televisão será iniciada automaticamente para o modo de seleção de canal. As configurações de bloqueio do usuário já estarão carregadas.
4.3. Sobre as informações de classificação indicativas obtidas do SI
O ideal seria que os dados sobre classificação etária fossem extraídos diretamente do TS, entretanto, a difusora de sinal que esteve disponível apresentou problemas e seu uso teve que ser descartado. Por esse motivo, a solução proposta foi simular as informações provenientes no TS, foi então necessário buscar nas normas técnicas como seriam disponibilizadas as informações do SI de um sistema de TV Digital. Após a identificação nas normas internacionais dos campos e tabelas necessários foi utilizado [1] e [10] para solucionar o problema, pois, pensou-se que seria mais adequado seguir o padrão do Sistema Brasileiro de Televisão. Após quase dois meses de pesquisa obteve-se como resultado um arquivo XML (Figura 9) com os principais campos utilizados na classificação etária (cod_pais e rating) e que deveriam ser acessados através da API do Java TV (javax.tv.service) caso houvesse um sinal real.
O campo cod_pais corresponde ao campo contry_code (seção 3) que informa o país do programa e, conforme mencionado na Seção 3, caso o valor desse campo seja diferente de “BRA” (Brasil) o programa não pode sofrer bloqueio. O campo rating possui as informações de classificação indicativa de idade e conteúdo do programa.
Figura 8a: Tela de Login Figura 8b: Leitor de impressão Digital
Figura 9: Exemplo de Arquivo XML com informações do TS
4.4. Sobre o Bloqueio do Conteúdo
A norma brasileira prevê dois tipos de bloqueio: “bloqueio por idade” ou “bloqueio por idade e conteúdo” e afirma que é facultado ao fabricante a escolha de qual dessas alternativas de bloqueio irá disponibilizar no receptor. No sistema apresentado neste artigo, foram implementados as duas opções da norma, pois assim o usuário final é quem poderá escolher a alternativa que mais lhe convém.
Conforme antecipado na seção 4.2, depois de efetuado o login por parte de um dos usuários cadastrados, o receptor ficará esperando que um canal seja selecionado. Dependendo do conteúdo a ser exibido no canal selecionado e das configurações de perfil do usuário, ocorrerá ou não o bloqueio do conteúdo.
No bloqueio por “idade”, o Set-top-Box compara a informação obtida a partir do campo rating (bits b0 a b3) com as informações do perfil do usuário, se a idade do usuário for menor que a da classificação indicativa, então o conteúdo será bloqueado (Figura 10).
T ip o d e b lo q u e io
= “ idade” ?
B loqueio = “ Idade e C onteúdo” ?
A cla ssif ica çã o é m a io r q u e a I d a d e ?
C o n t e ú d o p o ssu i va lo r d e B lo q u e io ? S im
S im
S im
S im
N ã o
N ã o N ã o
C a p t u r a o s 4 b it s L S B
C a p t u r a o s 4 b it s M S B
B lo q u e ia o co n t e ú d o
B lo q u e ia o co n t e ú d o
L ib e r a o co n t e ú d o
L ib e r a o co n t e ú d o
Figura 10: Algoritmo do bloqueio de conteúdo
