MPEG-21

Felipe Maya

Universidade Federal Fluminense Departamento de Engenharia de Telecomunicações

Niterói – RJ – Brasil

fmay@midiacom.uff.br

Resumo: O padrão MPEG-21 apresenta um ambiente de intercâmbio de conteúdo multimídia, respeitando os direitos autorais e de distribuição, e adequando as capacidades dos usuários em cada momento. Este Padrão tenta dar solução a muitos dos problemas existentes hoje em dia com a distribuição de conteúdo digital, principalmente ilegal, nas redes de dados. O propósito de MPEG-21 é estabelecer um padrão claro para a realização de transações dentro de um mercado digital: acesso, envio, gestão e proteção destes conteúdos de forma integrada, totalmente transparente para o usuário. A vantagem que apresenta MPEG-21 é que em todo momento se tem certeza de quem é o autor de cada uma das partes do objeto digital. Desta forma cada um dos autores pode obter uma compensação econômica cada vez que uma pessoa faz uso de seus trabalhos.

1. Introdução

O futuro onde todo humano da terra é um elemento envolvido potencialmente numa rede, com bilhões de provedores de conteúdo, valor agregado, serviços de provedores, consumidores, revendedores, etc. cria uma grande necessidade de uma infra-estrutura de comercio eletrônico de conteúdo digital cujos mecanismos

transacionais têm que garantir que a informação não seja manipulada sem que uma das partes cumpra com uma serie de requisitos.

Hoje em dia quando utilizamos a Internet é muito raro não fazer download de conteúdos como uma foto, um vídeo, uma canção ou qualquer outro documento digital. À medida que a demanda aumenta, a criação de conteúdo multimídia cresce, e o seu uso tem alcançado um ritmo exponencial. Os provedores de materiais se multiplicam, nascem novos formatos como o MP3, aparecem serviços inovadores quase todos os dias, que têm impulsionado a aceitação do público deste tipo de materiais. As novas tecnologias e a Internet nos dão acesso a muitos meios que hoje em dia qualquer um pode utilizar para obter e visualizar conteúdo multimídia sem restrições.

A propagação das redes de dados tem levado a sociedade da informação a um problema cuja importância não tem deixado de crescer. Trata-se da utilização de conteúdos sujeitos aos direitos do autor, e de cópia de forma ilegal. As capacidades dos computadores pessoais e a existência das redes ponto a ponto (peer-to-peer), fazem com que a distribuição desses tipos de materiais seja extremamente barata, aumentando a gravidade de uma situação que ocorre há algum tempo.

MPEG-21 padroniza o uso de materiais multimídia tentando regularizar esta situação, atualmente descontrolada, que ameaça arruinar todos os produtores de conteúdo.

Dentro de MPEG-21, qualquer pessoa poderá servir e receber indistintamente qualquer conteúdo num dado momento. Se a gente compra uma canção para poder usar no reprodutor MP3, o terminal MPEG-21 deve assegurar que essa canção unicamente possa ser usada nesse reprodutor e que não vai ser enviada para outras pessoas. A Linguagem de Expressão de Direitos pretende proteger os conteúdos e os usuários contra estas infrações e é outro dos grandes pilares da definição de MPEG-21. A existência das redes ponto a ponto (peer-to-peer) põe em perigo, de acordo com as empresas do setor, o desenvolvimento e a produção de conteúdo. Ainda assim, outras fontes sinalizam este tipo de rede como uma possível solução ao problema da pirataria. MPEG-21 encarrega-se de definir uma rede de intercâmbio de conteúdo multimídia. Seu propósito principal é estabelecer, de uma forma clara, quais são os participantes numa transação dentro de um mercado digital. A base fundamental de MPEG-21 é a definição do termo objeto digital. Esses objetos digitais serão as mídias com que se comercializará dentro do mercado estabelecido na rede MPEG-21.

Objetivos

O objetivo geral deste trabalho é dar uma visão geral sobre o padrão MPEG-21, permitindo compreender o seu funcionamento. Na Seção 2 é discutido a visão geral do padrão MPEG-21, como é integrada e a importância de este padrão para oferecer direitos de autoria. A Seção 3 apresenta os conceitos básicos, interatividade entre cada um de suas partes e a formação de um recurso multimidia MPEG-21.

2. Visão Geral do Padrão MPEG -21

O padrão MPEG-21 apresenta um ambiente de intercâmbio de conteúdo multimídia legítimo, respeitando os direitos autorais e de distribuição, e adequando as capacidades dos usuários em cada momento. Este Padrão tenta solucionar muitos dos problemas existentes hoje em dia com a distribuição de conteúdo digital, principalmente ilegal, nas redes de dados.

O propósito principal do padrão MPEG-21 é estabelecer, de uma forma clara, quais são os participantes numa transação dentro de um mercado digital. A base fundamental de MPEG-21 é a definição do termo objeto digital. Esses objetos digitais serão as mídias com que se comercializará dentro do mercado estabelecido na rede MPEG-21. Alem disso, estabelecer um padrão para a realização de transações dentro de um mercado digital: o acesso, o envio, gestão e proteção destes conteúdos de forma integrada, totalmente transparente para o usuário. Dentro deste ambiente de intercambio de conteúdo, qualquer usuário poderá descarregar materiais multimídia, adequados às capacidades do dispositivo padrão.

A vantagem que apresenta MPEG-21 é que em todo momento se tem certeza de quem é o autor de cada uma das partes do objeto digital. De esta forma cada um dos autores pode obter uma compensação econômica cada vez que uma pessoa faz uso de seus trabalhos.

Dentro de MPEG-21, qualquer usuário poderá prover e receber indistintamente qualquer conteúdo num dado momento. Também se padroniza a forma de intercâmbio de objetos digitais, incluindo as limitações a que poderiam estar submetidos. Se a gente compra uma canção para podê-la usar no reprodutor MP3, o terminal MPEG-21 deve assegurar que essa canção unicamente possa ser usada nesse reprodutor e que não vai ser enviada para outras pessoas. A Linguagem de Expressão de Direitos pretende proteger os conteúdos e aos

usuários contra estas infrações e é outro dos grandes pilares da definição de MPEG-21.

O padrão MPEG-21 está estruturado em partes de acordo com a Figura 1. Um resumo do principal objetivo de cada parte do padrão é dado a seguir.

Figura 1. Esquema geral de MPEG-21

Parte 1: Visão, estratégia e tecnologias. Pretende dar uma visão geral do objetivo de trabalho e dos mecanismos de integração das diferentes partes. Nesta parte se define o desenvolvimento de aplicações que seguem o padrão.

Parte 2: Declaração do Item Digital DID (Digital Item Declaration). O propósito desta parte é descrever os termos abstratos necessários para modelar o conceito de item digital.

Parte 3: Identificação do Item Digital DII (Digital Item Identification). Esta parte identifica de forma única os itens digitais e suas partes, tipos de itens digitais, esquemas de descritores associados, etc.

Parte 4: Proteção e Gestão da propriedade Intelectual IPMP (Intelectual Property Management and Protection). Esta parte inclui a padronização de mecanismos de gestão de direitos sobre o material audiovisual protegido.

Parte 5: Linguagem de Expressão de Direitos REL (Right Expression Linguage). Define uma linguagem processável de forma automática para rodar os processos de controle de propriedade intelectual que possam estar associados aos itens digitais.

Parte 6: Dicionário de Termos de Direitos RDD (Right Data Dictionary). Esta parte é um complemento das partes anteriores. O dicionário com os termos associados à gestão de direitos e suas precisas definições é usado, de maneira que todos os atores do sistema usem a mesma sintaxe e semântica. Alem disso, inclui as especificações dos sistemas de extensão das linguagens e de dicionário.

Parte 7: Adaptação do Item Digital DIA (Digital Item Adaptation). O objetivo da padronização é oferecer acesso transparente aos recursos por parte dos usuários independentemente da rede, seu funcionamento, os terminais e suas características.

Parte 8: Software de referência. Esta é uma parte crucial em todos os sistemas MPEG. Proporciona um software de referência para que os desenvolvedores de aplicações possam validar o comportamento de seu software comparando-o.

Parte 9: Formato do arquivo. Um item digital pode ser uma coleção de informação complexa. Pode ter elementos de vídeo e áudio, fixo ou em movimento, pode conter descritores, informação sob o item digital, etc. Pode ainda conter informação textual como uma expressão XML ou dados binários, como um objeto MPEG-4. É necessário um formato de arquivo para conter itens digitais que contemple toda esta diversidade e possa oferecer acesso a cada parte de forma independente.

Parte 10: Processamento do item digital. Sistematiza todas as operações susceptíveis que um item digital pode realizar para que seja exibido em um terminal MPEG-21.

Parte 11: Métodos de avaliação para as tecnologias de associação persistente. A associação consiste no ligação entre os recursos e seus descritores, e tem que garantir que seja persistente no tempo.

Parte 12: Padrão de comprovação para a transmissão de recursos. A API (Application Program Interface) vai fornecer a comprovação de funcionamento das

ferramentas de emissão de itens digitais, especialmente para emissão/recepção em tempo real.

A próxima seção aborda mais detalhadamente os conceitos mais importantes do padrão.

3. Conceitos Básicos do Padrão MPEG-21

O MPEG-21 está baseado na definição de uma unidade básica de conteúdo com a que se realizam operações: o objeto digital. Definir o que é um objeto digital não é uma tarefa trivial. Arquivos de vídeo, áudio, texto, objetos sintéticos podem ser objetos digitais, cada qual com propriedades diferentes. Também é necessário saber quais foram as intenções do autor na hora de criar um conteúdo. Porá exemplo, em uma ferramenta que apresente uma página web em diferentes idiomas, existe a ambigüidade de se o propósito do autor foi considerar o objeto formado por todas as páginas de diferentes idiomas, ou se cada uma delas deve ser tratada como um objeto digital independente, ou ainda que o objeto seja a ferramenta que criou as páginas. Dado que as várias opções podem ser transferidas dentro da rede MPEG-21 como objetos digitais, deve ser trabalho do autor especificar o que é o objeto na hora de criá-lo. A ferramenta para solucionar esta ambigüidade é a declaração do objeto digital. Seu objetivo é definir uma série de termos abstratos que servem para expressar que é um objeto digital, entendendo este como a representação digital da realização de um trabalho – DID - Digital Item Declaration. A declaração do objeto digital está baseada na utilização de um modelo, que deve ser flexível e geral. O modelo não define uma linguagem em particular, simplesmente é uma ajuda para prover um conjunto abstrato de termos e conceitos que se pode usar para definir um esquema ou realizar uma equivalência entre diferentes esquemas com o fim de realizar comparações.

Para trabalhar com objetos digitais é necessário identificar cada um destes de maneira única. Também se deve identificar qual é o dono da propriedade intelectual associada a um objeto determinado, qual é o esquema de descrição que se está empregando e que restrições têm associadas – DII – Digital Item Identification. MPEG-21, tal qual MPEG-7, não tem intenção de reinventar a roda. A filosofia de seu trabalho é empregar tecnologias que estejam funcionando e tenham demonstrado uma utilidade para serem empregadas como parte do padrão. Seguindo esta filosofia, permite que qualquer identificador com forma de URI (Uniform Resource Identifier) possa ser empregado como identificador para um objeto digital. A especificação assim mesmo proporciona a possibilidade de ter sistemas de registro de identificadores através de autoridades de registro. Também é considerado o caso em que usuários diferentes usam esquemas de

identificação distintos para identificar seus conteúdos, empregando o mecanismo de espaços de nomes XML como solução.

Na Figura 2, pode-se observar como um álbum de música e suas partes podem ser identificados com o esquema DII (Digital Item Identification).

Figure 2. Exemplo: Metadados e Identificadores de um álbum musical no MPEG-

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Um outro objetivo de MPEG-21 é resguardar os direitos de autor e de cópia para poder estabelecer um mercado digital em que os produtores de conteúdos possam confiar, e que suas obras não possam ser utilizadas sem a devida autorização ou o correspondente pagamento. Para isto, existe uma parte do padrão denominado gestão e proteção da propriedade intelectual - IPMP - Intelectual Property Management and Protection. Mesmo com algumas soluções já desenvolvidas nomercado, existem problemas para sua utilização. Pode-se citar o caso em que os dispositivos criados por diferentes fabricantes são incompatíveis entre si. Em MPEG-21 se decidiu começar um novo sistema de controle mais interoperável. A padronização inclui os sistemas para receber informação de localizações remotas, intercambiar mensagens entre ferramentas de gestão de propriedade intelectual e entre as ferramentas e os terminais. Outro mecanismo que se inclui na gestão e proteção da propriedade intelectual é a integração das ferramentas com a Linguagem de Expressão de Direitos - REL.

A Linguagem de Expressão de Direitos – REL tem dois objetivos. Em primeiro lugar, simplificar a compreensão das licenças de recursos digitais em sua publicação, distribuição e consumo. Por outra parte, tenta fornecer mecanismos flexíveis e interoperáveis para conseguir a gestão da propriedade intelectual de forma eficiente e totalmente transparente ao usuário. O modelo utilizado por esta

linguagem (ilustrado na Figra 3) consta de quatro entidades básicas, relacionadas entre si:

1. Principal: A quem pertence o recurso. 2. Direitos: Especificados na cláusula 3. Recurso: A que está relacionado o direito. 4. Condição: Que deve cumprir-se antes que se possa executar o direito.

Figura 3. REL Data Model

Normalmente os direitos especificam ações que podem ser realizadas pelo principal com um determinado conteúdo. As condições simples habitualmente indicam um intervalo de tempo durante o qual o principal pode exercitar um direito de um determinado recurso. Condições mais elaboradas podem incluir a existência de determinados pré-requisitos, como um pagamento, para obter um direito. Com a aplicação destas cláusulas pretende-se proteger os conteúdos de uma utilização incorreta. Quando um usuário acessa um recurso, é verificado se cumpre todas as condições para executar cada uma das ações ou direitos que possuem. Tal como MPEG-4 e MPEG-7, MPEG-21 usa XML como ferramenta para definir partes do padrão. A Linguagem de Expressão de Direitos é baseada em XML. Como complemento da linguagem de expressão de direitos, REL usa o Dicionário de Termos de Direitos – RDD – Right Data Dictionary. Este se compõe de um conjunto claro, consistente e estruturado de termos que suportam a Linguagem. Com as referências determinadas pode ser habilitado um método simples para desenvolver cláusulas de uso que acompanham os conteúdos. Com a padronização de termos e entidades, facilita-se tanto a redação de condições como a compreensão e aceitação das mesmas.

A Linguagem REL consiste de licenças e privilégios outorgados com permissões específicas para que os usuários desenvolvam atividades sob os recursos.

A sintaxe de direitos, que tecnicamente também é parte da descrição do conteúdo, é um conjunto de termos para especificar regras em relação ao uso de um conteúdo.

As linguagens de expressão de direitos requer a utilização de termos extremamente precisos (semântica) com o fim de criar expressões precisas e inequívocas. Ainda assim, desde há muito tempo se reconhece que a linguagem natural e a linguagem dos computadores são duas coisas bem distintas. A linguagem cotidiana dista da precisão habitual de um computador, e a sociedade está construída sob a base de que é essencial interpretar as dicas da linguagem. Por sua parte, os computadores não podem atuar em um contexto impreciso. Enfrentados com uma expressão ambígua, os computadores não funcionaram corretamente ou o farão de uma forma ilógica. Por este motivo, é preciso criar uma série de termos para sua utilização específica numa linguagem de expressão de direitos. Estes termos constituem a base do dicionário de termos de direitos (RDD). Um RDD define:

?? Termos para suportar clara, consistente e de forma estruturada o REL. ?? Especificação de uma metodo logia e estrutura de dicionário. ?? Como as definições legais são mapeadas a partir de outras autoridades. ?? Suporte de mapeamento e transformação de metadados desde uma

terminologia de uma autoridade a outra, de forma automatizada ou parcialmente automatizada.

?? Dicionário como um modelo lógico e de contexto. A sintaxe de direitos só pode ser utilizada quando os termos estiverem bem definidos mediante uma semântica subjacente. A semântica proporciona o significado exato dos verbos e termos utilizados em qualquer linguagem ou, de fato, a sintaxe dos direitos. O objetivo das normas de semântica neste campo é permitir o intercâmbio de conteúdo entre domínios utilizando diferentes normas e sistemas de linguagens de direitos. Portanto, as normas semânticas podem tornar-se elementos importantes para a interoperabilidade entre aplicações DRM (Digital Rights Management). A provisão de informação sob eventos tem um papel principal nas aplicações de comércio eletrônico relacionadas ao conteúdo. Em cada procedimento de uma transação típica de e-mail se gera um evento. Por exemplo, a compra de uma canção inclui fazer o pedido, enviar, escutar e pagar, gera os eventos descritos na Figura 4.

Figura 4. Exemplo da relação de um evento

A multiplicidade de dispositivos leva o MPEG-21 a procurar a máxima transparência para os usuários na hora de acessar a rede. O objetivo principal dos terminais e as redes de comunicações é alcançar um acesso transparente ao conteúdo multimídia avançado e distribuído, isolando os usuários da ins talação, gestão e implementação dos sistemas.

A adaptação dos conteúdos passa pela adequação dos objetos digitais às capacidades disponíveis para cada usuário em cada momento.

DRM não especifica de maneira direta quais devem ser os métodos de adaptação, unicamente os descritores e os mecanismos, independentes de formatos digitais particulares, que proporcionam suporte à adaptação de objetos digitais em termos de recursos, descritores e/ou gestão da qualidade do serviço. A especificação dos métodos de adaptação definida em DIA (Digital Item Adaptation) oferece aceso transparente para a distribuição de conteúdo de multimídia.

Figura 5. Interação de DIA

A Figura 5 descreve como um conteúdo multimídia passa por as camadas de rede (IP), de transporte (TCP, UDP), de aplicação (HTTP, RTSP, RTP), uma sub-camada de aplicação onde é processada as informações MPEG-21 (IPMP, DIA, etc) e os conteúdos multimídia (MPEG-2, MPEG-4), para finalmente uma camada de aplicação de usuário. DIA possibilita a formação de uma comunidade de usuários ad-hoc no qual concordam ou contratam qualidade, confiabilidade, flexibilidade, diversidade para garantir a experiência do usuário.

Figura 6. Esquema de funcionamento de DIA na rede

O esquema de funcionamento de DIA na rede da Figura 6 descreve um sistema cliente/servidor MPEG-21 distribuído com elementos de serviço de um provedor de itens digitais DIA, uma base de dados de descrições de conteúdos multimídia, uma base de dados de usuários e um servidor de fluxo. Após que um usuário é autenticado (User enviroment database), são identificados e declarados todos os itens (Digital item provider) e a descrição de direitos sobre a mídia solicitada (Mídia description database) para estabelecer o fluxo de informação ao cliente (Streaming Server).

Figura 7. DIA relacionado com as outras partes de MPEG-21 A interação de DIA com as outras partes de MPG-21, pode ser vista na Figura 7 e consiste de um motor de adaptação de itens digitais (DIA Engine) integrado por um motor de adaptação de recursos e um motor de adaptação de descrições. No motor DIA, são entregues os recursos conformados como um DI (Digital Item) com a seqüência de operações na ordem DID, DII, IPMP/REL, DIA.

DIA oferece uma formatação de alto nível em forma de descrições de sintaxes de bits, BSD (Bit Syntax Description) de um recurso multimídia binário, uma linguagem XML chamado BSDL (Bit Syntax Language) para desenhar formatos bitstream específicos particulares de multimídia, um esquema genérico habilitado

para construir recursos de formatos independentes da gramática bitstream.gBS (generic Bit Syntax). Alem disso, na especificação DIA estão descritos uma série de elementos sintéticos com conhecimentos prévios de metadados (Metadata Adaptation Hint) que é usada para reduzir a complexidade dos processos de adaptação dentro dum item digital. A Figura 8, esquematiza a implementação destes elementos sintéticos com a formatação de alto nível.

Figura 8. Adaptabilidade de multimídia

Um formato de arquivo MPEG-21 deve ser capaz de guardar todos os itens digitais, em outras palavras, todos os componentes de um DI (Digital Item) num simples arquivo. Um Item Digital MPEG-21 pode ser uma coleção complexa de informação. Tanto as mídias dinâmicas (imagem, vídeo) podem ser incluídas, como também informação sobre os Itens Digitais, metadados, etc. Isto inclui dados textuais (ex. XML) e dados binários (ex. MPEG-4).

4. Conclusões

A situação atual da pirataria de conteúdo audiovisual parece realmente insustentável. As perdas multimilionárias que dizem sofrer as indústrias do entretenimento são um problema mais extenso do que pode parecer a princípio. Não existe uma legislação para este tipo de atividades, por isso fica evidentea necessidade de buscar medidas para evitá-las.

O padrão MPEG-21 tenta apresentar uma série de soluções para este e outros problemas. Ainda assim o cenário de aplicação não está muito claro. Introduzir em nossas vidas terminais MPEG-21 suficientemente seguros para evitar a pirataria passa por modificar todos os terminais com os que atualmente acessamos estes conteúdos, o que provavelmente acabaria num grande problema de aspecto sócio-econômico e cultural. De forma tradicional, o mais perigoso destes meios tem sido, e parece que seguirá sendo, o computador pessoal. As capacidades que este nos proporciona e a facilidade para desenvolver software, o fazem uma ferramenta difícil de controlar na hora de trabalhar com informação sensível. Pensar no correto funcionamento de clientes MPEG-21 neste âmbito fica difícil, dados os antecedentes da pirataria tanto de conteúdo como de software. Outro possível cenário para a implementação de MPEG-21 é a utilização de aplicações em um ambiente de confiança. Os modelos destes ambientes seguros implicam fechar as aplicações e os sistemas operacionais para que os usuários não sejam capazes de utilizar aplicações maliciosas. Porém isso diminui a possibilidade de uma competência livre no setor também. O sucesso do padrão MPEG-21 depende da disponibilidade do software de referencia e o planejamento de usar os programas desenvolvidos.

5. Referências Bibliográficas

1. Distribuited Multimedia Database Technologies. Aut. Harald Kosch. Ed. Harald Kosch. 2004. ISBN 0-8493-1854-8

2. Comité permanente de derecho de autor y derechos conexos, Evolución Reciente en el campo de la gestión de los derechos digitales. Aut. Sr. Jeffrey P. Cunard, Debevoise. 4 de mayo de 2004

3. MPEG-21: Distribución de contenidos en un mercado digital. Aut. Pablo Barrera González. 23 de agosto de 2004

[ 1 ] Grupo MPEG: http://www.chiariglione.org/mpeg/index.htm [ 2 ] MPEG-21: http://www.chiariglione.org/mpeg/standards/mpeg-21/mpeg-21.htm

[ 3 ] Linguagem de Expressão de Direitos: http://xml.coverpages.org/mpegRights.html

[ 4 ] Working draft, Linguagem de Expressão de Direitos: http://xml.coverpages.org/MPEG-21-REL-WD-200212.pdf

[ 5 ] Patentes de software: http://www.w3.org/Consortium/Patent-Policy-20030520.html [ 6 ] Software livre e as patentes: http://www.gnu.org/philosophy/right-to-read.html [ 7 ] Estudos do copyright: http://www.copyright.gov/reports/studies/dmca_report.html [ 8 ] Software de referencia: http://www.enikos.com/mpeg21.shtml [ 9 ] Repositórios futuros: http://mpeg.nist.gov/cvsweb/MPEG-21/ [ 10 ] Repositórios temporários: http://www.titr.uow.edu.au/cgi-bin/mpeg-ref-sw.pl