СПОСОБ ЗАЩИТЫ ОТ КОПИРОВАНИЯ ДЛЯ ГИБРИДНОЙ ЦИФРОВОЙ ВИДЕОЗАПИСИ НА ПЛЕНКЕ И ДЛЯ НЕЗАЩИЩЕННОГО ИСХОДНОГО МАТЕРИАЛА И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ СПОСОБА Российский патент 1999 года по МПК H04N5/94 G11B20/00 G11B5/86 

Настоящее изобретение относится к способу и устройству защиты от копирования для использования (1) в цифровой видеозаписи, где желательно защищать от копирования и цифровые и аналоговые видеосигналы, связанные с цифровым записывающим или воспроизводящим устройством и (2) для любого видеоматериала, где оригинальный исходный материал не может быть защищен от копирования.

Известны различные устройства защиты от копирования видеосигналов, в частности, раскрытое в патенте США N 4631603, выданном Джону О. Райану 23 декабря 1986 г. и переуступленном фирме "Макровижн", предусматривающее изменение аналогового видеосигнала для предотвращения изготовления с них видеокопий приемлемого качества. Это осуществляется путем добавления множества пар импульсов в неиспользуемые для других целей строки интервала вертикального бланкирования видеосигнала, при этом каждая пара импульсов содержит импульс отрицательной полярности, за которым следует импульс положительной полярности. Это приводит к нарушению работы цепи АРУ (автоматической регулировки усиления) видеомагнитофона, записывающего такой сигнал, и в записываемом видеосигнале появляется чрезвычайно темное изображение при его воспроизведении, что приводит к невозможности его просмотра.

Другое устройство защиты видеоматериалов раскрыто в патенте США N 4914694, выданном 3 апреля 1990 г. Леонарду и переуступленном фирме "Айдак Корп. ". Система "Айдак" увеличивает или уменьшает длину каждого видеополя относительно стандартной длины либо изменяя длительность соответствующих временных интервалов соответствующей горизонтальной строки в каждом поле, сохраняя в то же время неизменным стандартное число строк в кадре, либо изменяя количество интервалов горизонтальных строк, которые образуют кадр, сохраняя неизменной стандартную продолжительность каждого интервала строки.

Эти системы защиты от копирования изменяют видеосигнал, который должен быть записан (например, на видеопленку) или транслирован (например, в защищенных телевизионных программах с оплатой за просмотр) для того, чтобы сделать копирование на обычный видеомагнитофон затрудненным или невозможным. Когда видеопленка, на которой записан защищенный от копирования видеосигнал, воспроизводится на видеомагнитофоне для просмотра, процесс защиты от копирования является, по существу, прозрачным, т.е. он не влияет на просмотр. Однако при любой попытке скопировать видеосигнал, используя второй видеомагнитофон для записи выходного сигнала первого (воспроизводящего) видеомагнитофона, качество изображения ухудшается в определенной степени, зависящей от эффективности конкретной системы защиты от копирования. Эти существующие в настоящее время системы защиты от копирования защищают только аналоговые видеосигналы, которые используются для трансляции и записи с помощью современной бытовой видеотехники.

Известны также цифровые видеомагнитофоны, хотя в настоящее время такие цифровые видеомагнитофоны (которые осуществляют как запись, так и воспроизведение в цифровой форме) из-за своей высокой стоимости имеются лишь на профессиональном рынке. В таких цифровых системах повышенное качество изображения достигается за счет существенного расширения полосы, т.е. в видеокадре должно быть записано значительно больше информации. Для пользователей цифровых видеомагнитофонов их преимущество состоит в том, что до тех пор, пока сигналы записываются и воспроизводятся в цифровой форме, каждая последующая копия в отличие от обычной аналоговой технологии видеозаписи практически не теряет качество изображения. В современных цифровых видеомагнитофонах (не предназначенных для бытовых целей) применяются так называемые стандарты видеозаписи "D-1", "D-2" и "D-3" и они требуют особой видеопленки.

Широко распространено мнение, что вскоре цифровые видеомагнитофоны станут доступны для использования в быту. Для сохранения совместимости с аналоговыми вещательными видеосигналами и аналоговыми видеомагнитофонами, вероятно, что по меньшей мере первые поколения бытовых цифровых видеомагнитофонов будут "гибридными" - цифровыми и аналоговыми системами. Такие системы будут обладать возможностями современных аналоговых кассетных видеомагнитофонов в отношении записи и воспроизведения аналоговых сигналов и одновременно эквивалентными возможностями в отношении цифровых сигналов. Таким образом, эти новые гибридные цифровые видеомагнитофоны будут обладать возможностями внутреннего преобразования входных аналоговых сигналов в цифровые сигналы и записывать эти цифровые сигналы на пленку как поток цифровых данных. При воспроизведении поток цифровых данных с пленки можно будет направлять в виде цифрового сигнала для воспроизведения на цифровом телевизионном приемнике (также еще не выпускающемся в настоящее время), или преобразовывать внутри гибридного видеомагнитофона в обычный аналоговый видеосигнал (например, в стандарте NTSC, используемом в США). Способность системы внутренне преобразовывать принятые аналоговые сигналы в цифровой поток данных будет иметь большое значение, поскольку в настоящее время нет источников цифровых видеопрограмм (как на пленке, так и вещательных), доступных для широкого круга пользователей.

В таких гибридных видеомагнитофонах, вероятно, будет применяться "потребительский" формат цифровой записи, отличающийся от стандартов современных профессиональных систем. Этот потребительский цифровой видеоформат еще не определен. Такие цифровые видеомагнитофоны, вероятно, будут содержать обычный высокочастотный тюнер на входе и высокочастотный модулятор на выходе, которые используются в современных аналоговых кассетных видеомагнитофонах. (Под аналоговыми видеосистемами здесь понимаются системы NTSC, PAL или SECAM). Стандарт на потребительскую цифровую запись, вероятно, будет по существу структурой данных, которая представляет видеосигнал как поток (двоичных) битов данных с соответствующим кодированием для устранения ошибок, а также физическим стандартом на пленку.

Поскольку цифровые видеомагнитофоны будут способны осуществлять высококачественное воспроизведение, что в свою очередь станет побудительным мотивом для копирования, важно, чтобы такие видеомагнитофоны для использования в быту проектировались с функцией запрета или затруднения несанкционированного копирования. Например, важно предотвратить использование таких видеомагнитофонов для незаконного тиражирования видеоматериала, защищенного авторским правом, а также предотвратить воспроизведение таких незаконно растиражированных материалов. Существующие в настоящее время технологии защиты от копирования аналоговых видеоматериалов неприменимы при цифровой форме сигнала. Следовательно, имеется потребность в новой системе защиты от копирования, пригодной для использования в таких гибридных цифровых и аналоговых видеомагнитофонах, где материал, записываемый на пленку, представляет собой поток данных. Типичной ситуацией, которую необходимо предотвратить, является использование гибридного видеомагнитофона для копирования выходного сигнала с обычного кассетного видеомагнитофона формата VHS, на котором воспроизводится пленка, имеющая обычную защиту от копирования. Проблема состоит в том, чтобы предотвратить использование новых гибридных аналогово-цифровых видеомагнитофонов для копирования материалов с таких пленок. В противном случае существование таких гибридных видеомагнитофонов явится стимулом к нарушению авторских прав.

Из патента Германии N 4015626, выданном "Мицубиси", известен видеомагнитофон для неподвижного изображения с использованием технологии защиты от копирования, применяемой в системах воспроизведения цифровых аудиопленок (DAT). Однако аналоговый выход этого известного устройства не имеет аналоговой схемы защиты от копирования. Видеозапись рассчитана на неподвижное изображение, и запись движущегося видеоизображения не предусмотрена.

В европейском патенте N 0392612, выданном компании "Н.В. Филипс", раскрыт способ защиты от копирования аудиоматериалов. Однако эта система неприменима к заявленной системе, поскольку в ней используется способ защиты от копирования только аудиоматериалов и не предусмотрена защита от копирования материалов в цифровой форме. Описываемая система является гибридной и применима и к аналоговым, и к видеоматериалам. Любой цифровой механизм видеозаписи и видеовоспроизведения должен будет иметь и цифровые, и аналоговые входы и выходы с соответствующими средствами защиты от копирования.

Сущность изобретения.

Гибридный цифровой и аналоговый магнитофон, записывающий в цифровой форме, обеспечивает защиту от копирования как в цифровом, так и в аналоговом формате. В подаваемом извне аналоговом видеосигнале магнитофон определяет наличие защиты от копирования и в ответ отключает запись. В подаваемом извне цифровом видеосигнале определяются как биты антикопирования, так и биты защиты от серийного копирования для соответственно (1) отключения записи и (2) предотвращения последующего копирования вторым цифровым магнитофоном. При воспроизведении записанного материала в воспроизводимом цифровом видеосигнале определяется наличие битов антикопирования и цифровой воспроизводимый видеосигнал после преобразования в аналоговый сигнал модифицируется в процессе защиты от копирования аналогового видеосигнала.

В другом варианте в аналоговый или цифровой исходный видеоматериал (либо записанный на пленку, либо поступающий от внешнего источника) вводится флаг защиты от копирования. Обнаружение этого флага воспроизводящим устройством приводит к модифицированию воспроизводимого стандартного видеосигнала в процессе защиты от копирования аналогового сигнала. Этот вариант может быть применен для воспроизводящих устройств, где исходный видеоматериал не может быть защищен от копирования, и при воспроизведении записи выдается стандартный (NTSC) видеосигнал.

На фиг. 1 показана блок-схема гибридного цифрового видеомагнитофона, соответствующего настоящему изобретению;
на фиг. 2 - блок-схема другого видеомагнитофона или воспроизводящего устройства согласно второму варианту изобретения.

На фиг. 1 показан гибридный цифроаналоговый видеомагнитофон, соответствующий настоящему изобретению. Каждый блок содержит обычные элементы, которые в настоящее время являются либо коммерчески доступными, либо легко могут быть сконструированы специалистами в данной области на основе следующего описания. Одним возможным исключением является механическая и электронная часть 10 цифрового лентопротяжного устройства (деки), которая является главной подсистемой такого устройства. Выпускаемые в настоящее время профессиональные цифровые видеомагнитофоны содержат такие механические и электронные компоненты, однако они предназначены для записи и воспроизведения материала по действующим стандартам на профессиональную цифровую видеозапись. Цифровая дека 10 может относиться к типу, входящему в такие современные выпускаемые профессиональные системы. Однако, поскольку гибридная система, показанная на фиг. 1, предназначена главным образом (но не исключительно) для бытовых целей, такая система, вероятно, будет содержать другие механические и электронные компоненты цифровой деки, относящиеся к типу, пригодному для массового производства с низкой себестоимостью, и разработанные в соответствии с потребительским форматом (форматами) цифровой видеозаписи, который (которые) еще не установлен.

В любом случае, магнитофон по фиг. 1 может быть выполнен на имеющихся в настоящее время компонентах, включая профессиональные цифровые лентопротяжные устройства, выпускаемые в настоящее время различными компаниями. Пленка, предназначенная для деки 10, имеет форму либо (1) видеокассеты, либо (2) катушки.

Магнитофон по фиг. 1 является гибридным устройством, способным принимать на входном выводе 12 обычный аналоговый видеосигнал, обозначенный позицией "A" и представляющий собой сигнал формата NTSC или другого формата.

Кроме того, на фиг. 1 на стороне "входов" показан входной вывод цифрового видеосигнала 14 для приема цифрового видеосигнала (обозначенного позицией "D") от внешнего источника. Вывод 14 принимает вещательный цифровой видеосигнал, когда в будущем такие сигналы будут широко транслироваться, или сигнал от другого цифрового видеомагнитофона или цифрового воспроизводящего устройства.

Поскольку устройство по фиг. 1 записывает цифровой сигнал, аналоговый видеосигнал, приходящий на вывод 12, преобразуется в нужный цифровой формат аналого-цифровым преобразователем 16. Такие аналого-цифровые преобразователи хорошо известны в видеотехнике и конструктивные детали аналого-цифрового преобразователя 16 определяются свойствами формата (форматов) цифровой записи, совместимого с цифровой декой 10.

Выходной цифровой поток видеоданных от аналого-цифрового преобразователя 16 подается (через коммутатор 18) на цифровую видеодеку 10. Оператор (или машина), эксплуатирующий магнитофон по фиг. 1, решает, какой именно сигнал он записывает в каждом данном случае - аналоговый входной видеосигнал с вывода 12, или цифровой входной видеосигнал с вывода 14. Коммутатор 18 (автоматический или управляемый вручную) определяет, с какого вывода 12 или 14 видеодека 10 будет получать входной сигнал для записи.

Входной сигнал с коммутатора 18 затем в цифровой форме записывается декой 10 на пленку (не показана). Последующее воспроизведение материала, записанного на пленке декой 10, приводит к появлению цифрового сигнала "D" на выходном выводе 20 деки 10. Затем (если конечный выходной сигнал магнитофона должен быть аналоговым сигналом), цифровой сигнал с вывода 20 подается на цифроаналоговый преобразователь 22, который преобразует цифровой сигнал "D" в аналоговый выходной сигнал "A", который подается на выходной аналоговый вывод 24. Цифроаналоговый преобразователь 22 (как и соответствующий ему преобразователь 16) является обычным преобразователем, конструктивные особенности которого определяются форматом цифровой записи и форматом аналогового выхода. Аналоговый выходной вывод 24 соединен (например) на "выходной" стороне магнитофона с обычным телевизионным приемником.

Магнитофон по фиг. 1 может для удобства оснащаться высокочастотным тюнером (не показан) на входной стороне для извлечения видеоинформации (NTSC или другой) из высокочастотного модулированного (телевизионного) сигнала. Также, на "выходной" стороне магнитофона может устанавливаться высокочастотный модулятор (не показан) для преобразования видеосигнала (NTSC или другой) базовой полосы на соединителе 24 в модулированный высокочастотный (телевизионный) видеосигнал для подачи на антенный вход телевизионного приемника.

Та часть устройства по фиг. 1, которая осуществляет защиту от копирования (при работе с аналоговыми сигналами), поясняется со ссылками на вышеописанную аналоговую цепь, включающую входной вывод 12, преобразователь 16, коммутатор 18, преобразователь 22 и выходной аналоговый вывод 24. Предполагается, что аналоговый видеосигнал (NTSC), поступающий на вывод 12, может быть предварительно защищен от кодирования одним из вышеописанных способов, при которых обычно в конкретные участки видеосигнала добавляются импульсы защиты от копирования или же эти участки модифицируются иным способом. Видеомагнитофон по фиг. 1 предназначен для предотвращения копирования таких материалов с помощью встроенных цепей, т.е. функций, встроенных в магнитофон его изготовителем.

Одна из систем для адаптации видеомагнитофона с целью предотвращения копирования защищенного видеоматериала описана в патенте США N 4.907.093, выданном 6 марта 1990 г. Джону О.Райану и переуступленном фирме "Макровижн корп.". В реферате этого патента содержится следующая информация:
"Видеосигнал модифицируется таким образом, что телевизионный приемник сохраняет способность воспроизводить нормальное цветное изображение, которое видеомагнитофон может обнаружить, но запрещает его запись. К интервалу вертикального бланкирования, после нормального синхронизирующего импульса, добавляется множество упорядоченных пар псевдосинхронизирущих и положительных импульсов. Запрещающая цепь, установленная в видеомагнитофоне, обнаруживает модифицированный сигнал. Это обнаружение может осуществляться путем сравнения разницы напряжений между вершиной псевдосинхронизирующего импульса и положительного импульса относительно нормальной разницы напряжений между вершиной синхронизирующего импульса и задним фронтом интервала бланкирования. Альтернативно, модифицированный сигнал можно обнаружить путем идентификации частоты импульсов на интервале бланкирования... Обнаружение также возможно в форме пикового детектирования видеосигнала и дискретизации этого видеосигнала во время вертикального бланкирования. При наличии модифицированного сигнала генерируется управляющий сигнал, который отключает записывающее устройство. При отсутствии модифицированного сигнала записывающее устройство не блокируется.

Подобный подход используется в части видеомагнитофона по фиг. 1, изображенной на чертеже слева вверху, включающей детектор 26 СЗК (средства защиты от копирования), который аналогичен цепям обнаружения, описанным в различных вариантах патента США N 4.907.093 или, альтернативно, является обнаружителем средства защиты от копирования по патенту США N 4.914.694. Детектор 26 СЗК способен также определять типы средств защиты от серийного копирования и, при их обнаружении, генерировать управляющий сигнал запрета записи на линии 28, который затем отключает (например) аналого-цифровой преобразователь 16.

Отключение преобразователя 16 несколько отличается от способа отключения, описанного в патенте США N 4.907.093 (где нет аналого-цифрового преобразователя) и, по настоящему изобретению, отключаются некоторые другие функции магнитофона. Как описано в патенте США N 4.907.093, в магнитофоне по фиг. 1 можно отключать элемент, иной чем аналого-цифровой преобразователь 16, сигналом отключения записи, сформированным в линии 28. Например, можно отключить цифровую деку 10 или разомкнуть дополнительный переключатель (не показан) на пути прохождения сигнала. Специалистам очевидны другие способы отключения системы записи. В любом случае обнаружение защищенного от копирования сигнала приводит к запрету на запись такого сигнала (здесь детектор 26 СЗК соответствует блоку запрета 22 на фиг. 1 вышеуказанного патента).

В альтернативной ситуации на входной вывод 14 подается цифровой видеосигнал. В этом случае, если входной сигнал защищен от копирования, то обычно такую защиту вводит средство тиражирования пленок, которое устанавливает заранее определенный бит антикопирования в поток цифровых данных, записанный на пленке. Этот бит антикопирования будет расположен, например, в конкретном положении в каждом видеокадре (например, в участке, соответствующем интервалу вертикального бланкирования). Альтернативно, такой бит антикопирования может быть расположен в заранее определенном положении каждой видеостроки или в каком-либо другом положении в видеосигнале; точное положение такого бита антикопирования не имеет особого значения, если оно определяется общепринятым стандартом до изготовления видеомагнитофона по фиг. 1. Таким образом, производитель видеомагнитофона проектирует детектор 32 битов антикопирования (АК) для обнаружения такого бита антикопирования по его известному цифровому адресу.

Затем, например, если детектор 32 бита антикопирования обнаруживает, что бит антикопирования установлен на высокий уровень, например, имеет значение "1", этот факт интерпретируется как команда на запрет копирования связанного с ним видеоматериала. После этого детектор 32 бита антикопирования 32 выдает управляющий сигнал на запрет записи по линии 36, который управляет работой переключателя 38. В этом случае сигнал запрета записи в линии 36 открывает переключатель 38, предотвращая передачу цифрового видеосигнала с вывода 14 на коммутатор 18. Таким образом, бит антикопирования выполняет свою задачу предотвращения копирования защищаемого видеоматериала, подаваемого на вход видеомагнитофона через входной вывод 14.

Альтернативно, пользователь видеомагнитофона по фиг. 1 может воспроизводить материал с пленки, на которой заранее сделана запись. В этом случае проблема заключается в том, чтобы предотвратить или запретить последующую несанкционированную запись воспроизводимого материала. Такая последующая несанкционированная запись не представляет проблемы, если материал, воспроизводимый с пленки на цифровой деке 10, подается (в цифровой форме) с выходного вывода 20 на выходной цифровой видеосоединитель 42, поскольку в этом случае цифровой выходной видеосигнал мог бы быть записан только на другой цифровой видеомагнитофон, который, предположительно, также оснащен детектором 32 бита антикопирования и связанными с ним цепями.

Однако гибридный видеомагнитофон по фиг. 1 создает дополнительную проблему, подавая аналоговый выходной видеосигнал на вывод 24. Присутствие бита антикопирования в цифровом потоке данных на соединителе 20 не оказывает влияния (будучи удаленным или проигнорированным при цифроаналоговом преобразовании) на аналоговый выходной сигнал на выводе 24. Поэтому в верхней правой части фиг. 1 показан детектор 46 бита антикопирования (АК), включенный в выходную аналоговую цепь. Детектор 46 бита АК аналогичен детектору 32 бита антикопирования, работающего в цифровом участке для обнаружения бита антикопирования в его заранее определенном положении. В ответ на обнаружение бита антикопирования детектор 46 бита АК посылает разрешающий сигнал по линии 52 на генератор 50 сигналов процесса антикопировання (ПАК).

Один вариант генератора 50 сигналов ПАК показан на фиг. 2 патента США N 4.631.603 и генерирует аналоговый видеосигнал антикопирования. Генератор 50 сигналов ПАК затем суммирует этот аналоговый сигнал антикопирования с выходным сигналом цифроаналогового преобразователя 22, который преобразовал цифровой сигнал, выходящий с цифровой деки 10 в аналоговый (например, NTSC) сигнал. Альтернативно, генератор 50 сигналов ПАК представляет собой генератор, показанный на фиг. 1 патента США N 4.914.694, и предназначен для модификации "источника телевизионного сигнала". Таким образом, аналоговый (NTSC) видеосигнал на выходном выводе 24 представляет собой аналоговый видеосигнал, модифицированный по процессу аналоговой защиты от копирования. Это предотвращает изготовление видеозаписей приемлемого качества на существующих аналоговых кассетных видеомагнитофонах, используя сигнал, воспроизведенный с заранее записанной пленки.

На фиг. 1 также показан детектор 54 бита SCP3 (serial copy protection scheme) линия 58 и сумматор 60 бита АК. В области цифровой аудиозаписи хорошо известна система управления серийным копированием (serial copy management system, SCMS), предназначенная для предотвращения (при определенных обстоятельствах) копирования цифровых аудиозаписей с помощью выпускаемых промышленностью цифровых магнитофонов (DAT, digital audio tape). Система SCMS была разработана совместно производителями цифровых аудиомагнитофонов и изготовителями цифровых аудиозаписей для ограничения копирования такого материала только в цифровой форме. Система SCMS описана, например, в патенте США N 5.144.658. По существу система SCMS периодически добавляет к цифровой записанной аудиопрограмме, подлежащей защите от копирования (обычно - материалы, защищенные авторскими правами), специальный контрольный бит. В обычных цифровых воспроизводящих аудиоустройствах, например, проигрывателях компакт-дисков, которые выдают и цифровой, и аналоговый выходные сигналы, аналоговый выходной сигнал не защищен от копирования, т.е. контрольный бит или его аналоговый эквивалент в нем не присутствуют. Следовательно, контрольный бит, так сказать, отбрасывается в процессе цифроаналогового преобразования. Таким образом, имеется возможность изготовить любое количество поколений копий, соединив аналоговый выход проигрывателя компакт-дисков с аналоговым аудиомагнитофоном.

Однако цифровой выходной сигнал проигрывателя компакт-дисков имеет бит (биты) SCMS, установленные устройством тиражирования записанного аудиоматериала на высокий уровень. Цифровой аудиомагнитофон, получающий такой цифровой выходной сигнал, обнаруживает бит (биты) SCMS и, если он определит, например, что один из этих битов в конкретном положении переведен на высокий уровень, этот цифровой магнитофон осуществит запись такого материала (т.е. выполнит цифровую запись) и в процессе такой записи (например) внутренне увеличивает этот один бит вторым битом во втором положении. Таким образом, имеется возможность позднее воспроизводить запись с этой пленки и иметь выходной цифровой или аналоговый сигнал приемлемого качества. Однако при попытке осуществить запись с помощью другого цифрового магнитофона, второй цифровой магнитофон ищет положения обоих битов и, если он обнаружит второй бит, он не будет копировать такую запись. Таким образом пользователю разрешено серийно сделать одну копию конкретной исходной записи в цифровой форме. Очевидно, что такая система легко может быть адаптирована для серийного изготовлении двух, трех, четырех или сколь угодно большого числа копий; такая система предназначена для ограничения серийного копирования определенным числом копий - в случае SCMS обычно количество копий равно одной.

Автор настоящего изобретения определил, что подобная система ограничения серийного копирования полезна и в области цифровой видеозаписи. В случае настоящего изобретения стандарт на такую систему ограничения серийного копирования еще не определен, однако здесь он обозначается родовым наименованием "Схема защиты от серийного копирования" (SCPS), которая реализована в детекторе 54 бита SCPS. SCPS концептуально подобна SCMS, однако относится к области видеозаписи. Детектор 54 бита SCPS определяет, присутствует ли бит (биты) схемы защиты от серийного копирования в цифровом видеосигнале на выводе 14. Если, например, обнаруживается первый бит SCPS, то в линии 58 генерируется разрешающий сигнал, который управляет сумматором 60 битов антикопирования, который добавляет (или переводит на высокий уровень) второй (фактически антикопирующий) бит в его заранее определенном положении в цифровом потоке. Такой бит (биты) SCPS могут размещаться, например, в эквиваленте неиспользуемых строк в интервале вертикального бланкирования. Затем видеосигнал поступает на переключатель 38 и после этого на цифровую деку 10 через коммутатор 18. Такой цифровой сигнал с установленным (на высокий уровень) битом антикопирования подается через вывод 20 для последующего воспроизведения на выходной вывод 42 цифрового видеосигнала.

Поставщики видеоматериалов (например, организации, занимающиеся коммерческим тиражированием пленок, вещательные организации или системы кабельного телевидения) могут выбрать вариант, запрещающий копирование их материалов (т. е. не использовать SCPS). В этом случае такие поставщики должны в своем оригинальном материале установить (на высокий уровень) второй бит антикопирования. Альтернативно, при необходимости полностью защитить материал от копирования можно задать положение дополнительного бита антикопирования (независимо от бита SCPS) и этот дополнительный бит антикопирования также будет обнаруживаться детекторами 32, 46, которые в ответ будут соответственно запрещать запись или создавать аналоговую защиту от копирования.

Альтернативно, детектор 46 битов антикопирования может определять любой из битов SCPS и в ответ включать генератор 50 сигналов ПАК для защиты от копирования аналогового выходного сигнала на выводе 24.

При последующем использовании этого выходного сигнала с вывода 42 цифрового видеосигнала (например, при записи этого выходного сигнала вторым видеомагнитофоном, относящимся к типу, показанному на фиг. 1) копирование этого материала будет невозможно, поскольку детектор 32 второго магнитофона обнаружит установленный бит антикопирования.

Таким образом, устройство по фиг. 1 учитывает все возможности защиты от копирования как в цифровой, так и в аналоговой формах. Можно сказать, что на входной стороне можно обнаруживать обычные сигналы аналоговой защиты от копирования различных известных типов. На входной стороне также предусматривается цифровая система защиты от копирования, включая ограничение серийного копирования. На выходной стороне предусмотрена защита от копирования на аналоговый выход воспроизводимого материала, который был записан в цифровой форме. Конструкция цепей детекторов 32, 46 антикопирования, детектора 54 бита SCPS и сумматора 60 бита АК зависят от характеристик будущих протоколов (форматов) цифровой видеозаписи, но при знании таких форматов эти цепи легко могут быть изготовлены лицами, обладающими обычным опытом в данной области. Такие протоколы будут доведены до сведения как изготовителей цифровых видеомагнитофонов, так и до поставщиков цифровых видеопрограмм.

В другом варианте детектор 26 ПАК вместо обнаружения сигнала антикопирования, как описано в вышеупомянутом патенте США N 4.907.093, реагирует непосредственно на аналоговый сигнал защиты от копирования. Это достигается, например, введением цепи автоматической регулировки усиления (АРУ) для уменьшения уровня (амплитуды) видеосигнала так, чтобы копия имела неприемлемое для просмотра качество. Вероятнее всего аналого-цифровой преобразователь 16 будет по необходимости включать в себя цепь АРУ и эту цепь легко можно приспособить так, чтобы она была особенно чувствительна к сигналам защиты от копирования, которые влияли бы на видеоуровни.

Следует также понимать, что устройство по фиг. 1 может не быть устройством записи и воспроизведения. Оно альтернативно может быть только воспроизводящим устройством и содержать только воспроизводящую деку 10 и цепи, расположенные на фиг. 1 справа от нее, обходясь без цепей ввода, показанных на чертеже слева от нее. В этом случае выходные цепи идентичны цепям, показанным вверху и внизу справа на фиг. 1, и реагируют на бит антикопирования, присутствующий в заранее записанном цифровом материале, воспроизводимом на деке 10. Кроме того, в еще одном варианте цифровую магнитофонную деку 10 может заменять проигрыватель оптических (цифровых) дисков. Таким образом, цепи, показанные вверху справа на фиг. 1, применимы к устройствам, осуществляющим только воспроизведение для предотвращения записи цифрового видеоматериала защищенного от копирования с аналогового выходного вывода 24.

Другой вариант предназначен для использования с цифровым или аналоговым видеоматериалом, который по техническим или иным причинам в своей оригинальной форме не защищен от копирования и который при воспроизведении дает стандартный (например, NTSC) видеосигнал. Примером такого устройства является так называемый "лазерный диск", который используется для распространения заранее записанных видеоматериалов и предназначен для воспроизведения на проигрывателях лазерных дисков. По техническим причинам вышеописанные схемы защиты от копирования по патентам США N 4.631.603 и N 4.914.694 несовместимы с лазерными дисками, поскольку включение таких схем защиты от копирования в лазерный диск приводит к возникновению проблем воспроизведения.

Таким образом, необходима схема защиты от копирования для предотвращения несанкционированной записи материала, воспроизводимого с лазерного диска. Это достигается за счет изготовления в иных отношениях обычных проигрывателей лазерных дисков в соответствии с настоящим изобретением с дополнительными устройствами, включая (1) детектор флага антикопирования и (2) генератор сигнала ПАК, оперативно соединенный с детектором флага антикопирования. Видеоматериал, записанный на лазерном диске, получает флаг антикопирования. Этот флаг антикопирования обычно является сигналом конкретного уровня в заранее определенной строке интервала вертикального бланкирования в видеоматериале (на лазерных дисках записывается аналоговый, а не цифровой видеоматериал).

Флаг антикопирования (соответствующий биту антикопирования по фиг. 1) обнаруживается детектором флага антикопирования в проигрывателе лазерных дисков и в ответ генератор сигналов ПАК модифицирует аналоговый выходной сигнал проигрывателя лазерных дисков в соответствии с обычным процессом защиты от копирования аналоговых сигналов. Это предотвращает использование выходного аналогового сигнала, выводимого с лазерного диска, для записи на видеопленку.

Аналогично можно модифицировать недавно разработанные видеомагнитофоны системы "WVHS" для записи телевизионных сигналов высокого разрешения в формате "Wide VHS". WVHS является видеоформатом, отличающимся от стандартного видеоформата (NTSC, PAL или SECAM). В этом случае модифицированный видеомагнитофон WVHS обнаруживает флаг антикопирования в воспроизводимом на этом видеомагнитофоне материале и в ответ модифицирует воспроизводимый стандартный видеосигнал (например, NTSC), используя обычный процесс защиты от копирования аналоговых видеоматериалов.

Этот вариант показан на фиг. 2, где приведена блок-схема только воспроизводящего устройства (например, проигрывателя лазерных дисков) или устройства, имеющего функции и записи и воспроизведения (например, видеомагнитофона WVHS), адаптированного в соответствии с настоящим изобретением.

Устройство, имеющее только функцию воспроизведения, содержит обычные воспроизводящие механику/электронику 72, детектор 74 флага антикопирования и генератор 50 сигнала ПАК. Обнаружение детектором 74 флага антикопирования в воспроизводимом на механике/электронике 72 стандартном (например, NTSC) видеосигнале приводит к появлению "разрешающего" сигнала в линии 86, который подается на генератор 50 сигнала ПАК так, что сигнал ПАК в линии 88 подмешивается к видеовыходу NTSC на соединителе 80 или модифицирует его. Второй выходной сигнал в линии 88 является другим типом видеосигнала, например, HDTV (high definition TV телевидение высокой четкости, ТВВЧ) или WVHS, для которых обычный процесс защиты от копирования непригоден. Таким образом, видеосигнал в линии 88 модификации не подвергается.

Для записывающего и воспроизводящего устройства (например, видеомагнитофон WVHS) также предусматривается входной вывод видеосигнала 84. Если во входном видеосигнале на выводе 84 имеется флаг защиты от копирования и этот флаг сохраняется после записи механическими и электронными узлами 72, то этот флаг обнаруживается детектором 74 флага защиты от копирования при воспроизведении и это активирует генератор 50 сигнала ПАК, как описано выше, для защиты от копирования воспроизводимого видеосигнала NTSC на соединителе 80. (Наличие флага защиты от копирования при воспроизведении зависит от конкретного формата входного видеосигнала и конструкции механической электронной части 72). Подобным же образом воспроизведение заранее записанного видеоматериала, имеющего флаг защиты от копирования, приводит к активации генератора 50 сигнала ПАК.

Вышеприведенное описание является чисто иллюстративным и не ограничивает возможность введения дальнейших модификаций, очевидных для специалистов, обладающих обычным опытом в данной области в свете настоящего описания. Следует понимать, что хотя в настоящее время бытовые цифровые видеозаписывающие устройства еще не выпускаются, имеются профессиональные системы и вышеописанные устройство и способ легко применимы к таким выпускаемым в настоящее время цифровым видеомагнитофонам.

Изобретение относится к вычислительной технике. Его использование в системах записи и воспроизведения видеоматериалов позволяет обеспечить защиту от копирования любого видеоматериала. Устройство для воспроизведения видеоматериала, записанного в цифровой форме на носителе записи, реализующее соответствующий способ, содержит механизм перемещения носителя записи, подключенный к нему цифровой выходной вывод, цифроаналоговый преобразователь и аналоговый выходной вывод. Технический результат достигается благодаря тому, что устройство снабжено детектором сигнала для обнаружения информации о запрете от копирования в цифровом видеосигнале и генератором сигнала для генерирования аналогового сигнала защиты от копирования в ответ на обнаруженную информацию о защите от копирования и для модификации выходного аналогового видеосигнала с помощью генерированного аналогового сигнала защиты от копирования, при этом цифроаналоговый преобразователь подключен к механизму перемещения носителя записи. 9 с. и 38 з.п.ф-лы, 2 ил.

1. Устройство для воспроизведения видеоматериала, записанного в цифровой форме на носителе записи, содержащее механизм перемещения носителя записи, цифровой выходной вывод, подключенный к механизму перемещения носителя записи и предназначенный для выдачи цифрового видеосигнала с механизма перемещения носителя записи, цифроаналоговый преобразователь, предназначенный для получения выходного аналогового видеосигнала, аналоговый выходной вывод для выдачи выходного аналогового видеосигнала цифроаналогового преобразователя, отличающееся тем, что устройство снабжено детектором сигнала для обнаружения информации о запрете от копирования в цифровом видеосигнале и генератором сигнала для генерирования аналогового сигналы защиты от копирования в ответ на обнаруженную информацию о защите от копирования и для модификации выходного аналогового видеосигнала с помощью генерированного аналогового сигнала защиты от копирования, при этом цифроаналоговый преобразователь подключен к механизму перемещения носителя записи. 2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что информация о защите от копирования представляет собой по меньшей мере один бит в заранее определенном положении в цифровом видеосигнале. 3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что генерируемый сигнал содержит пару импульсов, вводимую по меньшей мере в некоторые интервалы бланкирования выходного аналогового видеосигнала, при этом каждая пара импульсов содержит положительный импульс и отрицательный импульс. 4. Устройство по п.1, отличающееся тем, что носителем записи является магнитная лента. 5. Устройство по п.1, отличающееся тем, что носителем записи является оптический диск. 6. Устройство по п.1, отличающееся тем, что генерируемый сигнал содержит импульсы, введенные в интервалы бланкирования выходного аналогового видеосигнала. 7. Устройство по п.1, отличающееся тем, что генерируемый сигнал включает изменения продолжительностей времени интервалов горизонтальных строк в выходном аналоговом видеосигнале. 8. Устройство по п.1, отличающееся тем, что генерируемый сигнал включает изменение числа интервалов горизонтальных строк на видеокадр. 9. Устройство по п.2, отличающееся тем, что упомянутый один бит содержится в каждом поле цифрового видеосигнала. 10. Устройство по п.1, отличающееся тем, что механизм перемещения носителя записи представляет собой механизм записи/воспроизведения, причем устройство также содержит цифровой входной вывод для приема цифрового входного видеосигнала от внешнего источника, средство для подачи цифрового входного видеосигнала на упомянутой механизм записи/воспроизведения для записи цифрового входного видеосигнала на носителе записи, второй детектор сигнала для обнаружения информации о защите от копирования, присутствующей в цифровом входном видеосигнале, средство для запрета записи в ответ на обнаружение информации о защите от копирования, присутствующей в цифровом входном видеосигнале, третий детектор сигнала для обнаружения информации о защите от серийного копирования, присутствующей в цифровом входном видеосигнале, и генератор сигнала для генерирования цифрового сигнала защиты от копирования в ответ на обнаруженную информацию о защите от серийного копирования и для введения генерируемого цифрового сигнала защиты от копирования в цифровой входной видеосигнал. 11. Устройство по п.10, отличающееся тем, что также содержит тюнер для получения цифрового входного видеосигнала из модулированного радиочастотного сигнала. 12. Устройство по п.10, отличающееся тем, что содержит аналоговый входной вывод для приема аналогового входного видеосигнала, аналого-цифровой преобразователь для преобразования аналогового входного видеосигнала в преобразованный цифровой видеосигнал, средство для подачи преобразованного цифрового видеосигнала на упомянутый механизм записи/воспроизведения и детектор аналогового сигнала для обнаружения аналогового сигнала защиты от копирования, присутствующего в аналоговом входном видеосигнале, и для запрета в ответ на это записи аналогового входного видеосигнала. 13. Устройство по п.12, отличающееся тем, что средство для подачи цифрового входного видеосигнала и средство для подачи преобразованного цифрового видеосигнала включены в переключатель для подачи одного из указанных видеосигналов на механизм записи/воспроизведения в зависимости от соединения, установленного этим переключателем. 14. Устройство по п.12, отличающееся тем, что детектор аналогового сигнала содержит цепь автоматической регулировки усиления, реагирующую на аналоговый сигнал защиты от копирования. 15. Устройство по п.12, отличающееся тем, что детектор аналогового сигнала содержит цепь, реагирующую на аналоговый сигнал зашиты от копирования. 16. Устройство по п.12, отличающееся тем, что детектор аналогового сигнала содержит средство для обнаружения аналогового сигнала защиты от копирования и для генерирования в ответ на это сигнала, запрещающего запись. 17. Устройство по п.10, отличающееся тем, что второй детектор сигнала предназначен для обнаружения по меньшей мере одного бита в заранее определенном положении в цифровом входном видеосигнале. 18. Устройство для воспроизведения видеоинформации, записанной на носителе записи в цифровой форме с участками защиты от копирования в упомянутой видеоинформации, содержащее механизм перемещения носителя записи и выдачи цифрового видеосигнала, представляющего записанную видеоинформацию, и цифроаналоговый преобразователь для преобразования цифрового видеосигнала в аналоговый видеосигнал, отличающееся тем, что устройство снабжено средством для введения в аналоговый видеосигнал сигнала защиты от копирования в ответ на обнаружение участков защиты от копирования. 19. Способ запрета копирования видеоматериала, записанного на носителе записи в цифровой форме с информацией о защите от копирования в упомянутом видеоматериале, заключающийся в том, что воспроизводят видеоматериал с носителя цифровой записи, обнаруживают информацию о защите от копирования в воспроизводимом видеоматериале и преобразуют воспроизведенный видеоматериал из выходного цифрового видеосигнала в выходной аналоговый видеосигнал, отличающийся тем, что в ответ на обнаруженную информацию о защите от копирования генерируют аналоговый сигнал защиты от копирования и модифицируют выходной аналоговый сигнал с помощью генерируемого аналогового сигнала защиты от копирования. 20. Способ по п.19, отличающийся тем, что аналоговый сигнал защиты от копирования является видеосигналом. 21. Способ по п.20, отличающийся тем, что информация о защите от копирования представляет собой по меньшей мере один бит в заранее определенном положении в цифровом сигнале. 22. Способ по п.20, отличающийся тем, что генерируемый аналоговый сигнал защиты от копирования содержит пару импульсов, вводимых по меньшей мере в некоторые интервалы бланкирования аналогового видеосигнала, при этом каждая пара импульсов содержит положительный импульс и отрицательный импульс. 23. Способ по п.19, отличающийся тем, что носитель записи представляет собой магнитную ленту. 24. Способ по п.19, отличающийся тем, что носитель записи представляет собой оптический диск. 25. Способ по п.20, отличающийся тем, что генерируемый аналоговый сигнал защиты от копирования включает изменения продолжительностей времени интервалов горизонтальных строк в аналоговом видеосигнале. 26. Способ по п.19, отличающийся тем, что генерируемый сигнал включает изменения числа интервалов горизонтальных строк на видеокадр. 27. Способ по п.21, отличающийся тем, что упомянутый один бит находится в каждом поле цифрового видеосигнала. 28. Способ по п.19, отличающийся тем, что дополнительно принимают цифровой входной сигнал от внешнего источника, записывают цифровой входной сигнал на носитель записи, обнаруживают информацию о защите от копирования, присутствующую в цифровом входном сигнале, запрещают запись в ответ на обнаружение информации о защите от копирования, присутствующей в цифровом входном сигнале, обнаруживают информацию о защите от серийного копирования, присутствующую в цифровом входном сигнале, генерируют цифровой сигнал защиты от копирования в ответ на обнаруженную информацию о защите от серийного копирования и вводят цифровой сигнал защиты от копирования в цифровой входной сигнал. 29. Способ по п.28, отличающийся тем, что цифровой входной сигнал является видеосигналом. 30. Способ по п.29, отличающийся тем, что цифровой входной сигнал получают из радиочастотного сигнала. 31. Способ по п.28, отличающийся тем, что дополнительно принимают аналоговый входной сигнал, преобразуют аналоговый входной сигнал в преобразованный цифровой сигнал и обнаруживают аналоговый сигнал защиты от копирования, присутствующий в аналоговом входном сигнале, и в ответ запрещают запись аналогового входного сигнала. 32. Способ по п.31, отличающийся тем, что дополнительно обеспечивают переключатель для приема цифрового входного сигнала и преобразованного цифрового сигнала и записывают один или другой сигнал в зависимости от соединения, установленного переключателем. 33. Способ по п.31, отличающийся тем, что при обнаружении аналогового сигнала используют цепь автоматической регулировки усиления, непосредственно реагирующую на аналоговый сигнал защиты от копирования. 34. Способ по п.31, отличающийся тем, что при обнаружении аналогового сигнала используют цепь, непосредственно реагирующую на аналоговый сигнал защиты от копирования. 35. Способ по п.31, отличающийся тем, что при обнаружении аналогового сигнала обнаруживают сигнал защиты от копирования и генерируют в ответ сигнал запрета записи. 36. Способ по п.28, отличающийся тем, что информация о защите от серийного копирования содержит по меньшей мере один бит в заранее определенном положении в цифровом входном сигнале. 37. Способ по п.28, отличающийся тем, что дополнительно включает запрет записи в ответ на обнаруженную информацию о защите от серийного копирования. 38. Способ запрета копирования видеоматериала, записанного на носителе записи в цифровой форме с участками, содержащими информацию о защите от копирования в упомянутом видеоматериале, заключающийся в том, что воспроизводят с носителя записи видеоматериал, обнаруживают участки с информацией о защите от копирования в воспроизводимом видеоматериале и преобразуют воспроизводимый видеоматериал из выходного цифрового видеосигнала в выходной аналоговый видеосигнал, отличающийся тем, что в ответ на обнаружение участков с информацией защиты от копирования генерируют аналоговый сигнал защиты от копирования и модифицируют выходной аналоговый сигнал аналоговым сигналом защиты от копирования. 39. Способ защиты от копирования видеосигнала, сформированного потоком битов цифровых данных, при этом в способе используют детектор битов защиты от серийного копирования, отличающийся тем, что устанавливают первый бит защиты от серийного копирования на заранее определенное значение, при этом первый бит защиты от серийного копирования занимает заранее определенное положение в потоке данных, определяют значение первого бита защиты от серийного копирования при приеме видеосигнала в детекторе битов защиты от серийного копирования, устанавливают второй бит защиты от серийного копирования на заранее определенное значение при определении того, что значение первого бита защиты от серийного копирования соответствует заранее определенному значению, при этом второй бит защиты от серийного копирования занимает положение в потоке данных, которое связано с первым битом защиты от серийного копирования, обнаруживают второй бит защиты от серийного копирования и запрещают запись видеосигнала при обнаружении второго бита защиты от серийного копирования. 40. Способ по п.39, отличающийся тем, что устанавливают множество первых и вторых битов защиты от серийного копирования, периодически появляющихся в потоке данных. 41. Цифровой видеомагнитофон, содержащий механизм цифровой видеозаписи и входной вывод для приема цифрового видеосигнала, отличающийся тем, что содержит механизм цифровой видеозаписи, входной вывод для приема цифрового видеосигнала, первый детектор сигнала для обнаружения информации о защите от копирования, присутствующей в цифровом видеосигнале, средство для запрета записи цифрового видеосигнала в ответ на обнаружение информации о защите от копирования, второй детектор сигнала для обнаружения информации о защите от серийного копирования, присутствующей в цифровом видеосигнале, и генератор сигнала для генерирования цифрового сигнала защиты от копирования в ответ на обнаруженную информацию о защите от серийного копирования и для ввода генерируемого цифрового сигнала защиты от копирования в цифровой сигнал. 42. Устройство по п.41, отличающееся тем, что первый детектор сигнала предназначен для обнаружения по меньшей мере одного бита в заранее определенном положении в цифровом видеосигнале, а второй детектор сигнала предназначен для обнаружения по меньшей мере одного бита в положении, связанном с положением первого бита. 43. Устройство для воспроизведения видеоматериала, записанного в цифровом виде на носителе записи, содержащее механизм воспроизведения с носителя записи и получения аналогового видеосигнала воспроизведения, отличающееся тем, что в него введены детектор для обнаружения флага защиты от копирования в воспроизводимом сигнале и генератор сигнала для генерирования сигнала антикопирования в ответ на обнаружение флага защиты от копирования и для модифицирования аналогового видеосигнала воспроизведения с помощью генерируемого сигнала. 44. Устройство по п.43, отличающееся тем, что флаг защиты от копирования представляет собой заданный уровень сигнала в интервале бланкирования аналогового видеосигнала воспроизведения. 45. Устройство по п.43, отличающееся тем, что упомянутый механизм воспроизведения с носителя записи выполнен с возможностью записи входного аналогового видеосигнала, а флаг защиты от записи представляет собой заранее определенный уровень сигнала в интервале бланкирования входного аналогового видеосигнала. 46. Способ защиты от копирования записанного аналогового видеоматериала, в котором воспроизводят записанный видеоматериал как аналоговый видеосигнал, отличающийся тем, что обеспечивают флаг в заранее определенном положении в записанном видеоматериале, обнаруживают флаг в воспроизводимом аналоговом видеосигнале и при обнаружении флага модифицируют воспроизводимый аналоговый видеосигнал в соответствии с процедурой защиты от копирования. 47. Способ защиты от копирования записанного аналогового видеоматериала, подлежащего записи, в котором принимают и записывают аналоговый видеосигнал, отличающийся тем, что обеспечивают флаг в заранее определенном положении в аналоговом видеосигнале, обнаруживают флаг в записанном аналоговом видеосигнале при его воспроизведении и в ответ на обнаружение флага модифицируют аналоговый видеосигнал в соответствии с аналоговой процедурой защиты от копирования.