СПОСОБ И УСТРОЙСТВО ПРЕДОТВРАЩЕНИЯ УДОВЛЕТВОРИТЕЛЬНОГО КОПИРОВАНИЯ АНАЛОГОВЫМ ВИДЕОМАГНИТОФОНОМ АНАЛОГОВОГО СИГНАЛА ЦВЕТНОСТИ, ЗАЩИЩЕННАЯ ОТ КОПИРОВАНИЯ СРЕДА С ЗАПИСАННЫМ НА НЕЙ ВИДЕОСИГНАЛОМ ЦВЕТНОСТИ Российский патент 2001 года по МПК H04N5/91 G11B20/02 

Изобретение относится к защите аналогового видеосигнала цветности от удовлетворительного копирования, точнее - к способу модификации обычного интервала пачки импульсов цветности аналогового видеосигнала цветности так, чтобы, когда модифицированный видеосигнал вписывается, а затем воспроизводится, воспроизведенное цветное видеоизображение было несколько ухудшено.

Способы защиты от копирования для предотвращения неавторизованного копирования, или перезаписи, аналоговых видеосигналов хорошо известны. Такие способы, известные как обработка для защиты от копирования, обычно используют один или оба из двух различных способов. В одном способе защиты от копирования обычная схема автоматической регулировки усиления (АРУ) устройства аналоговой видеозаписи (магнитофона) "вводится в заблуждение" при определении уровня сигнала, который она воспринимает как слишком большой, вследствие чего уменьшается усиление записываемого видеосигнала, в результате уровень записанного сигнала является слишком малым для восстановления (воспроизведения). При таком способе защиты от копирования с помощью АРУ вставляются импульсы, так называемые псевдосинхронизирующие импульсы, в заданные строчные интервалы обычного интервала вертикального гашения (луча) аналогового видеосигнала.

Фиг. 10A схематически изображает те строчные интервалы интервала вертикального гашения, в которые вставляются псевдосинхронизирующие импульсы, а фиг. 10B изображает ряд периодов (например, 5 периодов) таких псевдосинхронизирующих импульсов.

Обычно схема АРУ типового аналогового видеомагнитофона для потребителей определяет разность между верхним уровнем синхронизирующего сигнала и опорным уровнем (номинальным уровнем записи) видеосигнала в интервале вертикального гашения. Эта разность известна как опорный уровень АРУ, изображенный на фиг. 10C, а различия в опорном уровне АРУ используются для изменения усиления записывающей схемы. Однако, когда в эти строчные интервалы вставляются псевдосинхронизирующие импульсы, например такие, которые показаны на фиг. 10B, опорный уровень АРУ, определяемый схемой АРУ видеомагнитофона, простирается между вершинами отрицательных псевдосинхронизирующих импульсов и вершинами положительных этих же импульсов, причем последние устанавливают уровень p выше над ожидаемым опорным уровнем. Этот обманчиво высокий опорный уровень АРУ заставляет схему АРУ видеомагнитофона уменьшать усиление схемы записи, посредством этого уменьшая уровень записи видеосигнала практически до нуля.

Хотя использование таких псевдосинхронизирующих импульсов доказало свою эффективность в большинстве потребительских видеомагнитофонах, ряд видеомагнитофонов не полагается на разность между вершиной синхроимпульсов и опорным уровнем видеосигнала в интервале горизонтального гашения для управления усилением схем записи. Примерами таких видеомагнитофонов являются магнитофоны β-типа, 8-мм видеомагнитофоны и некоторые сложные видеомагнитофоны VHS-типа.

Для предотвращения неавторизованного копирования видеосигналов цветности в таких аналоговых видеомагнитофонах были разработаны так называемые способы защиты от копирования полосы цветности. В этом способе фаза обычного сигнала цветовой синхронизации инвертируется регулярно повторяясь. Например, сигнал цветовой синхронизации в блоке из двух строчных интервалов или в блоке из четырех строчных интервалов инвертируется, каждый кадр (фрейм) образуется из ряда блоков, имеющих повторяющийся период, например двадцать строк. В численном примере могут быть инвертированы фазы сигналов цифровой синхронизации в строках 22 и 23, 42 и 43, 62 и 63 и т.д. Из-за такой фазовой инверсии при записи этого аналогового видеосигнала схема автоматической подстройки фазы (АПФ) схемы записи работает с ошибками, получившееся видеоизображение, которое окончательно воспроизводится из этого записанного сигнала, обнаруживает цветовые полосы помехи, такие как изображены на фиг. 11.

Так как относительно малый процент строчных интервалов имеет сигнал цветовой синхронизации с фазовой инверсией, то схема фазовой автоматической подстройки частоты ФАПЧ (PLL) схемы АПФ в обычном телевизионном приемнике обычно воздействию не подвергается. Это происходит потому, что постоянная времени такой схемы PLL, и особенно схемы PLL, которая генерирует локальную поднесущую, используемую для демодуляции сигнала цветности в телевизионном приемнике, имеет относительно большую постоянную времени. Следовательно, схема PLL не может отслеживать относительно короткие фазовые возмущения сигнала синхронизации, например те инверсии фазы, которые имеют место каждые две или четыре из двадцати строк. Но, так как схема АПФ в бытовом аналоговом видеомагнитофоне имеет малую постоянную времени, такая схема АПФ способна отследить эти инверсии фазы, которые интерпретируются как фазовые ошибки и используются видеомагнитофоном для коррекции таких несуществующих ошибок. Следовательно, присущее схеме АПФ видеомагнитофона большое время отклика приводит к записи видеосигналов с ухудшенным качеством.

Однако, когда обработка полосы цветности используется для записи видеосигнала на перезаписанных видеоносителях, например перезаписанные магнитные ленты, которые коммерчески доступны для продажи или проката, то малое время отклика схемы АПФ в схеме воспроизведения делает возможным видеомагнитофону отслеживать и "корректировать" такие инверсии фазы. Следовательно, когда перезаписанные магнитные видеоленты, имеющие записанные на них видеосигналы с обработанной полосой цветности, воспроизводятся, получившееся видеоизображение часто имеет нежелательные дефекты.

Исходя из вышесказанного, задачей настоящего изобретения является создание усовершенствованного способа обработки полосы цветности, который предотвращает аналоговый видеосигнал цветности от удовлетворительного копирования, но тем не менее разрешает приемлемому видеоизображению воспроизводиться с него.

Другой задачей настоящего изобретения является создание усовершенствованного способа обработки полосы цветности, который может быть применим к перезаписанным видеолентам без введения в воспроизводимое с этих лент видеоизображение дефектов или ухудшения.

Другой задачей данного изобретения является создание усовершенствованного способа обработки полосы цветности, который может быть применен для предотвращения перезаписанной видеоленты от копирования, но тем не менее позволяет приемлемому видеоизображению воспроизводиться с такой перезаписанной видеоленты.

Еще одной задачей является создание защищенной от копирования записывающей среды, которая не будет удовлетворительно копироваться, но позволит воспроизводить с нее адекватное видеоизображение.

Различные другие задачи, преимущества и особенности настоящего изобретения будут легко поняты из последующего подробного описания, а новые особенности будут особенно отмечены в прилагаемой формуле изобретения.

В соответствии с изобретением создан способ защиты от копирования, в котором сигнал защиты от копирования, образованный из сдвинутого по фазе сигнала цветовой синхронизации заданной длительности, вставляется в заданное положение обычного сигнала синхронизации цветовой синхронизации аналогового видеосигнала. Предпочтительно, чтобы сдвинутый по фазе сигнал цветовой синхронизации имел сдвиг фазы 90 или 180^o относительно фазы нормального сигнала цветовой синхронизации.

В соответствии с одним аспектом изобретения сдвинутый по фазе сигнал цветовой синхронизации вставляется в интервал синхронизации (пачки импульсов) в том месте, которое предшествует нормальному сигналу цветовой синхронизации. Особенностью данного аспекта является то, что сдвинутый по фазе сигнал цветовой синхронизации начинается до начала интервала синхронизации и заканчивается во время начальной части интервала синхронизации.

Другим аспектом изобретения является то, что сдвинутый по фазе сигнал цветовой синхронизации вставляется в интервал синхронизации в то место, которое следует за нормальным сигналом цветовой синхронизации. Одной особенностью этого аспекта является то, что вставляемый сдвинутый по фазе сигнал цветовой синхронизации начинается в то время, когда нормальный сигнал цветовой синхронизации заканчивается. С другой стороны, другая особенность состоит в том, что сдвинутый по фазе сигнал цветовой синхронизации начинается прежде, чем нормальный интервал синхронизации заканчивается, и заканчивается после того, как закончится этот интервал синхронизации, например несколькими периодами сигнала синхронизации после завершения интервала синхронизации.

Еще одним аспектом изобретения является то, что сигнал цветовой синхронизации с инверсной фазой предшествует и следует за нормальным сигналом цветовой синхронизации.

Еще одним аспектом изобретения является то, что сдвинутый по фазе сигнал цветовой синхронизации вставляется в среднюю часть нормального сигнала цветовой синхронизации.

В соответствии с другой особенностью данного изобретения амплитуда части сдвинутого по фазе сигнала цветовой синхронизации увеличивается относительно амплитуды нормального сигнала цветовой синхронизации.

В соответствии с еще одной особенностью данного изобретения сдвинутый по фазе сигнал цветовой синхронизации вставляется в заданное количество последовательных строчных интервалов аналогового видеосигнала цветности, например в два или четыре последовательных строчных интервала, посредством этого образуя блок, эти блоки имеют повторяющийся шаг (период) в каждом поле или в чередующихся полях каждого фрейма видеосигналов. С другой стороны, блок строчных интервалов, который содержит сдвинутый по фазе сигнал цветовой синхронизации, может быть вставлен только в интервал вертикального гашения видеосигнала.

В соответствии с дополнительным аспектом усовершенствованная записывающая среда является защищенной от копирования с помощью записи на нее информации, которая при воспроизведении вызывает генерирование описанного выше сдвинутого по фазе сигнала синхронизации и вставку его в получаемый видеосигнал.

В дальнейшем изобретение поясняется наилучшими вариантами его воплощения со ссылками на сопровождающие чертежи, на которых:
фиг. 1A и 1B схематически изображают сигнал синхронизации, который записывается и воспроизводится соответственно с помощью известного бытового видеомагнитофона,
фиг. 2A-2D изображают форму сигналов, представляющих собой воплощения настоящего изобретения,
фиг. 3A и 3B изображают форму сигналов, соответствующих сигналу цветовой синхронизации, модифицированному в соответствии с настоящим изобретением, которые записываются и воспроизводятся соответственно с помощью известного бытового видеомагнитофона,
фиг. 4 является блок-схемой устройства, которое реализует настоящее изобретение,
фиг. 5A-5D являются изображениями формы сигналов, которые иллюстрируют различные воплощения настоящего изобретения,
фиг. 6A и 6B являются изображениями формы сигналов, представляющих способ защиты от копирования в соответствии с одним аспектом настоящего изобретения,
фиг. 7A и 7B схематически изображают блоки сигналов защиты от копирования, получаемых в соответствии с воплощением настоящего изобретения,
фиг. 8 схематически изображает положение в нормальном интервале синхронизации сдвинутого по фазе сигнала синхронизации в соответствии с различными воплощениями настоящего изобретения,
фиг. 9 схематически изображает еще одно воплощение способа, при котором сдвинутые по фазе сигналы цветовой синхронизации вставляются в интервал синхронизации защищенного от копирования видеосигнала,
фиг. 10A-10C изображают временные диаграммы, которые схематически представляют известный способ защиты от копирования с использованием обработки АРУ,
фиг. 11 схематически изображает видеоизображение, полученное с помощью защищенного от копирования видеосигнала, который подвергается обработке полосы цветности.

На фиг. 1A изображена форма сигнала части интервала горизонтального гашения каждой строки аналогового сигнала цветности. Как обычно интервал горизонтального гашения включает в себя горизонтальный синхронизирующий импульс h с последующим сигналом a синхронизации, последний включает в себя заданное количество периодов сигнала поднесущей цветности, которое в системе NTSC составляет около 9 периодов с частотой приблизительно 3.58 МГц. Фиг. 1A показывает, что огибающая сигнала синхронизации увеличивается и уменьшается плавно, т. е. ее огибающая не изменяется мгновенно от своего уровня гашения (10 IRE) до своего опорного уровня (30 IRE).

Как известно, когда аналоговый видеосигнал цветности записывается на обычном аналоговом видеомагнитофоне, компоненты сигнала цветности, включая сигнал синхронизации, преобразуются с понижением частоты в частотный диапазон ниже частотного диапазона компонентов яркости, а когда записанный видеосигнал цветности воспроизводится, то компоненты видеосигнала цветности, включая сигнал синхронизации, преобразуются обратно в их исходный частотный диапазон. В результате преобразования сигнала синхронизации с понижением частоты и с повышением частоты интервал синхронизации, показанный на фиг. 1A, имеет тенденцию к расширению так, чтобы принять форму сигнала, изображенную на фиг. 1B. Это расширение, называемое здесь как расширение во времени (временной оси), имеет тенденцию "растянуть" интервал синхронизации, посредством этого существенно сокращая расстояние между окончанием горизонтального синхронизирующего импульса и началом сигнала синхронизации. Настоящее изобретение основывается на этом свойстве расширения во времени сигнала синхронизации при преобразовании с понижением частоты и с повышением частоты компонентов сигнала цветности в видеомагнитофоне для придания свойств защиты от копирования и перезаписанному видеосигналу цветности и "живому" видеосигналу цветности (например, сигналу цветности, принятому в реальном времени).

В частности, настоящее изобретение вставляет в интервал синхронизации сдвинутую по фазе "версию" сигнала синхронизации. В одном воплощении сдвинутый по фазе сигнал синхронизации размещается непосредственно после обычного сигнала синхронизации с нормальной (или опорной) фазой так, как изображено заштрихованной областью на фиг. 2B, или непосредственно перед нормальным сигналом синхронизации, как изображено заштрихованной областью на фиг. 2C, или перед и после нормального сигнала синхронизации, как изображено заштрихованной областью на фиг. 2D. Сдвинутый по фазе сигнал синхронизации, который действует как сигнал защиты от копирования, обозначен здесь символом b, если сдвинутый по фазе сигнал синхронизации вставлен после нормального сигнала синхронизации, и символом с, если сдвинутый по фазе сигнал синхронизации вставлен перед нормальным сигналом синхронизации. На фиг. 2A-2D нормальный сигнал синхронизации, т.е. сигнал синхронизации с опорной фазой, идентифицируется символом а. Предположим, что нормальный сигнал синхронизации образуется из 9 периодов сигнала поднесущей цветности, сдвинутый по фазе сигнал синхронизации b образуется из 2 периодов сдвинутой по фазе сигнала поднесущей цветности и сдвинутый по фазе сигнал синхронизации с также образуется из 2 периодов. В одном воплощении сигнал синхронизации не совпадает по фазе на 180^o по отношению к опорному сигналу синхронизации, в другом воплощении сигнал синхронизации не совпадает по фазе на 90^o. Хотя могут использоваться и другие сдвиги фаз, но 180^o и 90^o являются предпочтительными.

Фиг. 2A-2D изображают огибающие сигнала синхронизации, включая вставку в интервал синхронизации сдвинутого по фазе сигнала синхронизации перед его записью. То есть частота поднесущей сигнала цветности, изображенной на фиг. 2A-2D, равна предпочтительно 3.58 МГц. Конечно, сигнал синхронизации и сдвинутый по фазу сигнал синхронизации преобразуются с понижением частоты для записи на аналоговый видеомагнитофон, и когда видеосигнал воспроизводится, эти сигнал синхронизации и сдвинутый по фазе сигнал синхронизации преобразуются с повышением частоты. В результате, как описано применительно к фиг. 1A и 1B, воспроизведенные сигнал синхронизации и сдвинутый по фазе сигнал синхронизации обнаруживают временное расширение.

Фиг. 3A изображает защищенный от копирования сигнал синхронизации перед записью (т.е. перед тем, как сигнал синхронизации преобразуется с понижением частоты), а фиг. 3B изображает огибающую защищенного от копирования сигнала синхронизации после воспроизведения (т.е. после того, как сигнал синхронизации преобразуется с понижением частоты, а затем с повышением частоты). На фиг. 3B видно, что воспроизведенный сдвинутый по фазе сигнал синхронизации b' имеет большую длительность, чем длительность исходного сдвинутого по фазе сигнала синхронизации b, и, аналогично, воспроизведенный сдвинутый по фазе сигнал синхронизации c' имеет длительность, которая превышает длительность исходного сдвинутого по фазе сигнала синхронизации c. Кроме того, из-за расширения во времени воспроизведенные сдвинутые по фазе пакетные сигналы b' и c' "просачиваются" в интервал, изначально занятый исключительно нормальным сигналом синхронизации опорной фазы. Явление "просачивания" имеет тенденцию сжимать длительность сигнала синхронизации с опорной фазой. Тем не менее схема PLL схемы АПФ обычного телевизионного приемника является слишком медленной (т.е. его постоянная времени слишком велика) для того, чтобы зафиксироваться на сдвинутом по фазе сигнале синхронизации. Следовательно, такая схема PLL с относительно большой постоянной времени не может отслеживать сдвинутый по фазе сигнал синхронизации, и вставка сдвинутого по фазе сигнала синхронизации является недостаточной для воздействия на схему PLL обычно телевизионного приемника.

Но из-за малой постоянной времени схемы PLL в видеомагнитофоне такая схема PLL является достаточно быстрой для отслеживания расширенного во времени сдвинутого по фазе сигнала синхронизации, также как и нормального сигнала синхронизации. Следовательно, генератор (гетеродин), включенный в схему PLL, фиксируется на сдвинутом по фазе сигнале синхронизации так, что когда строчный интервал, который содержит сдвинутый по фазе сигнал синхронизации, является демодулированным по цвету, то фаза сигнала цветности отличается от фазы демодулированного сигнала для искажения оттенка этой строки. То есть, полученный сигнал цветности, который является выходным из видеомагнитофона во время преобразования с повышением частоты, вызывает сильно искаженный оттенок для тех строк, которые содержат сдвинутый по фазе сигнал синхронизации.

Фиг. 4 изображает блок-схему устройства, используемого для вставки в заданное положение интервала синхронизации видеосигнала цветности сдвинутого по фазе сигнала синхронизации заданной длительности. Здесь сдвинутый по фазе сигнал синхронизации, т.е. сигнал защиты от копирования, вставляется в видеосигнал цветности, который воспроизводится устройством 1 воспроизведения видеосигнала, хотя очевидно, что сигнал защиты от копирования может быть вставлен в "живой" видеосигнал цветности. Примеры устройства воспроизведения видеосигнала включают в себя цифровой видеомагнитофон, аналоговый видеомагнитофон, проигрыватель лазерных дисков, цифровой проигрыватель видеодисков, проигрыватель генерируемого компьютером видеосигнала, проигрыватель CD-ROM, приемник видеосигнала и т.п. Предпочтительно и в соответствии с наилучшим вариантом воплощения данного изобретения цифровая аппаратура используется в качестве или вместе с устройством воспроизведения видеосигнала, а результирующий цифровой сигнал, полученный из него, преобразуется в аналоговую форму.

Устройство 1 воспроизведения видеосигнала генерирует с загруженной в него записывающей среды сигнал яркости Y и сигнал C цветности в качестве соответствующих выходных сигналов на раздельные выходные выводы. Устройство воспроизведения видеосигнала генерирует также в качестве отдельных выходных сигналов сигнал HD горизонтальной синхронизации, сигнал VD вертикальной синхронизации и сигнал синхронизации CLK, последний образует высокочастотный сигнал системных часов. Например, сигнал синхронизации CLK может генерироваться схемой PLL, включенной в устройство 1 воспроизведения видеосигнала для синхронизации сигнала поднесущей цветности. Устройство воспроизведения видеосигнала также приспособлено для генерирования сигнала управления копированием, который определяет, должен ли воспроизведенный видеосигнал цветности быть модифицирован для того, чтобы включить сигнал защиты от копирования (например, сдвинутый по фазе сигнал синхронизации). В своем простейшем виде сигнал управления копированием может быть равен "1", когда видеосигнал цветности должен быть модифицирован сигналом защиты от копирования, и "0", когда видеосигнал цветности не должен быть модифицирован, и генерируется в соответствии с информацией управления копированием, которая может быть записана и, таким образом, воспроизведена с записывающей среды.

Синхронизирующий генератор 2 присоединяется к устройству 1 воспроизведения видеосигнала для приема горизонтального HD и вертикального VD сигналов синхронизации, а также сигнала синхронизации CLK для генерации синхронизирующих управляющих импульсов, которые используются для управления вставкой сдвинутого по фазе сигнала синхронизации в интервал синхронизации видеосигнала цветности. Такие синхронизирующие управляющие импульсы устанавливают длительность сдвинутого по фазе сигнала синхронизации и время его появления, последнее служит для выбора заданного положения или положений интервала синхронизации, в который вставляется сдвинутый по фазе сигнал синхронизации. Такие импульсы управления синхронизацией используются также для определения сдвига фазы (например, 90^o, 180^o или какой-нибудь другой) сдвинутого по фазе сигнала синхронизации, и предполагается, что частота сдвинутого по фазе сигнала синхронизации идентична частоте нормального (или с опорной фазой) сигнала синхронизации. Конструкция синхронизирующего генератора 2 для достижения вышеупомянутых функций для специалистов очевидна.

Генератор 3 сигнала синхронизации подсоединяется к синхронизирующему генератору 2 и соответствует импульсам управления синхронизацией, генерируемым синхронизирующим генератором для генерации сдвинутого по фазе сигнала синхронизации с длительностью, фазой и синхронизацией, определяемыми импульсами управления синхронизацией. Используемый здесь термин "синхронизация" сдвинутого по фазе сигнала синхронизации предназначен для обозначения положения или положений интервала синхронизации, в который вставляется сдвинутый по фазе сигнал синхронизации. В этом отношении импульсы управления синхронизацией включают в себя импульс управления фазой, который, как описано ниже применительно к фиг. 5B-5D, устанавливает синхронизацию сдвинутого по фазе сигнала синхронизации. Как будет также описано ниже для фиг. 5D, генератор 3 сигнала синхронизации приспособлен для изменения амплитуды заданной части (или частей) сдвинутого по фазе сигнала синхронизации. Например, принимая, что амплитуда сдвинутого по фазе сигнала синхронизации равна амплитуде нормального, или с опорной фазой, сигнала синхронизации, генератор сигнала синхронизации приспособлен для увеличения амплитуды сдвинутого по фазе сигнала синхронизации в заданной его части. Следовательно, только часть сдвинутого по фазе сигнала синхронизации может иметь большее усиление, чем оставшийся сдвинутый по фазе сигнал синхронизации. Таким образом, импульсы управления синхронизацией, генерируемые синхронизирующим генератором 2, могут включать дополнительно к импульсу управления фазой импульс управления усилением, который управляет усилением сдвинутого по фазе сигнала синхронизации.

Схема 4 размещения сигнала синхронизации соединена с устройством 1 воспроизведения видеосигнала и с генератором 3 пакета и приспособлена для вставки сигнала защиты от копирования, производимого генератором сигнала синхронизации, в компонент сигнала цветности видеосигнала. Более точно, схема 4 размещения сигнала синхронизации принимает компонент С сигнала цветности и сигнал управления копированием, производимый устройством воспроизведения видеосигнала, и работает так, чтобы вставлять в интервал синхронизации компонента сигнала цветности сдвинутый по фазе сигнал синхронизации, производимый генератором сигнала синхронизации в зависимости от состояния сигнала синхронизации. В описанном выше примере, если сигнал управления копированием равен "1", то схема 4 размещения сигнала синхронизации вставляет сдвинутый по фазе сигнал синхронизации, производимый генератором 3 сигнала синхронизации, в интервал синхронизации сигнала C цветности. С другой стороны, если сигнал управления копированием равен "0", то схема размещения сигнала синхронизации не вставляет сдвинутый по фазе сигнал синхронизации в интервал синхронизации.

Смеситель 5 сигналов Y/C соединен с устройством 1 воспроизведения видеосигнала и со схемой 4 размещения сигнала синхронизации для смешивания компонентов яркости Y и сигнала C цветности, причем последний модифицирован сигналом защиты от копирования для выдачи составного защищенного от копирования видеосигнала цветности на его вывод 7. Вывод 7 может быть подсоединен к видеомагнитофону и/или к монитору. Если он подсоединен к монитору, то видеосигнал цветности может быть соответственно отображен в качестве видеоизображения без заметного искажения или ухудшения. Если аналоговый видеомагнитофон подсоединен к выводу 7, то модифицированный видеосигнал цветности подвергается преобразованию с понижением частоты, а затем - преобразованию с повышением частоты сигнала C цветности, приводя к расширению во времени модифицированного интервала синхронизации (как изображено на фиг. 3B), и когда воспроизведенный видеосигнал цветности отображается, то будут присутствовать значительные искажения и ухудшения качества, таким образом ухудшена для зрителя приемлемость защищенного от копирования видеосигнала.

Сигнал Y яркости, полученный устройством 1 воспроизведения видеосигнала, и защищенный от копирования видеосигнал C, полученный устройством 4 размещения сигнала синхронизации, поступают на оконечный блок 6, который содержит так называемый S-выход. Как известно, S-выход включает в себя отдельные сигналы яркости и цветности, которые могут быть поданы на S-вход видеодисплея высокого качества. Тем не менее, даже хотя сигнал C цветности модифицирован сигналом защиты от копирования, как описано выше, цветное видеоизображение, полученное из него, не обнаруживает заметного искажения, но если сигналы цветности на S-выходе оконечного блока 6 записаны и последовательно воспроизводятся видеомагнитофоном бытового типа, получившееся изображение, которое получается из записанного видеосигнала, будет неудовлетворительным.

Фиг. 5A-5D изображают сигналы, вставляемые в интервал горизонтального гашения видеосигнала цветности, в качестве результата работы устройства, изображенного на фиг. 4. Фиг. 5A является изображением формы сигнала, которая показывает "нормальный" интервал горизонтального гашения и горизонтальный синхронизирующий интервал h, за которым следует сигнал синхронизации a, причем последний вставляется в сигнал С цветности, подаваемый на схему 4 размещения сигнала синхронизации устройством 1 воспроизведения видеосигнала.

Фиг. 5B изображает импульс управления фазой, включенный в импульсы управления синхронизацией, генерируемый синхронизирующим генератором 2, и видно, что генератор 3 сигнала синхронизации "отвечает" на импульс управления фазой для генерации сдвинутого по фазе сигнала синхронизации b во время синхронизирующего импульса, который следует за сигналом синхронизации с опорной фазой. Схема 4 размещения сигнала синхронизации вставляет сдвинутый по фазе сигнал синхронизации, генерируемый генератором 3 сигнала синхронизации, в интервал синхронизации, приводя к модифицированному интервалу синхронизации, показанному на фиг. 5B.

Фиг. 5C изображает два импульса управления фазой, включенных в импульсы управления синхронизацией, посредством которых генератор 3 сигнала синхронизации генерирует два сдвинутых по фазе пакетных сигнала b и c. Схема 4 размещения сигнала синхронизации вставляет сдвинутые по фазе сигналы b и c синхронизации в интервал синхронизации, и как видно из фиг. 5C, длительность сигнала синхронизации с опорной фазой сокращается.

Фиг. 5D изображает импульс управления фазой, аналогичный показанному на фиг. 5B, и, к тому же, изображает импульс управления усилением, который может быть включен в импульсы управления синхронизацией, подаваемые на генератор 3 сигнала синхронизации. Как описывалось выше, генератор сигнала синхронизации отвечает на импульс управления усилением для увеличения усиления так, как показано. Ширина импульса управления усилением определяет ширину той части сдвинутого по фазе сигнала синхронизации, чье усиление увеличивается. Схема 4 размещения сигнала синхронизации вставляет в интервал синхронизации регулируемый по усилению сдвинутый по фазе сигнал синхронизации, генерируемый генератором 3 сигнала синхронизации, приводя к модифицированному интервалу синхронизации, изображенному на фиг. 5D.

Фиг. 6A и 6В предназначены для пояснения реализации одного воплощения настоящего изобретения. Фиг. 6A изображает форму сигнала соответствующих частей интервала горизонтального гашения со следующими обозначениями синхронизации: t₁-t₂ является обычным интервалом синхронизации, t₅-t₁ относится к предшествующему интервалу синхронизации, т.к. он расположен непосредственно перед обычным интервалом синхронизации t₁-t₂, t₁-t₃ относится к началу интервала синхронизации, а t₄-t₂ относится к окончанию интервала синхронизации. Следует отметить, что t₃-t₄ меньше, чем нормальный интервал синхронизации, это имеет место из-за того, что сдвинутый по фазе сигнал синхронизации b и c "просачивается" в нормальный интервал синхронизации. Наконец, t₂-t₆ относится к оконечному интервалу, т.к. он следует сразу за окончанием и замыкает нормальный интервал синхронизации.

Фиг. 6B изображает множество последовательных горизонтальных строчных интервалов, например четыре строчных интервала, в которых сигнал защиты от копирования по настоящему изобретению, т.е. сдвинутый по фазе первый сигнал, вставляется в интервал синхронизации видеосигнала цветности. Можно видеть, что точные положения сдвинутого по фазе сигнала цветовой синхронизации в интервале синхронизации в каждой строке слабо изменяются от строки к строке. Конечно, заштрихованные области, изображенные на фиг. 6A и 6B, представляют собой те части интервала синхронизации, в которые вставляется сдвинутый по фазе сигнал синхронизации. В одном воплощении строчные интервалы видеосигнала, которые содержат сдвинутый по фазе сигнал синхронизации, т.е. те строчные интервалы, которые подвергаются защите от копирования, включаются в интервал вертикального гашения луча. В других описываемых воплощениях строчные интервалы, включенные в часть отображения видеоизображения, содержат сигнал защиты от копирования (т.е. сдвинутый по фазе сигнал синхронизации).

В воплощении, в котором сигнал защиты от копирования расположен в тех строчных интервалах, которые отображаются на видеоизображении, предпочтительно генерировать образец защищенных от копирования строк. Сдвинутый по фазе сигнал синхронизации вставляется в заданное количество последовательных строчных интервалов видеосигнала, например в два или, с другой стороны, в четыре последовательных строчных интервала, образуя блок. Одно поле видеосигнала образовано из множества блоков, имеющих повторяющийся период. Например, последовательные блоки могут быть отделены 20 немодифицированными строчными интервалами или 30 немодифицированными строчными интервалами, или 40 немодифицированными строчными интервалами и т.д. В качестве другого примера последовательные блоки могут быть разделены 100 немодифицированными строчными интервалами.

В другом примере вместо формирования множества блоков, имеющих повторяющийся период только в одном поле видеосигнала, во фрейм видеосигнала могут быть вставлены множество блоков, имеющих вышеупомянутый повторяющийся период. Конечно, в этом случае "блок" образуется из двух или четырех последовательных строчных интервалов, в которые вставляется сдвинутый по фазе сигнал синхронизации.

Из фиг. 6B видно, что сдвинутый по фазе сигнал синхронизации может быть вставлен в интервал синхронизации в одно или более следующих положений: t₅-t₃, t₄-t₂, t₂-t₆ и t₄-t₆. Конечно, из-за преобразования с понижением и с повышением частоты сигнала синхронизации и сдвинутого по фазе сигнала синхронизации, когда защищенный от копирования видеосигнал цветности записывается и воспроизводится так, как описано выше, сдвинутый по фазе сигнал синхронизации "просачивается" в сигнал синхронизации с опорной фазой и дополнительно имеет расширение во времени, посредством этого расширяя возможность для схемы PLL обычного телевизионного приемника отслеживать возмущения фазы сигнала синхронизации, приводя к значительным дефектам и ухудшениям в воспроизводимом видеоизображении.

Выбор количества последовательных строчных интервалов, которые содержат сигнал защиты от копирования (т.е. сдвинутый по фазе сигнал синхронизации) в соответствии с настоящим изобретением, зависит, в частности, от чувствительности обычных телевизионных приемников для привязки к сигналу синхронизации со сдвигом фазы, который не обнаруживает расширение во времени. Например, если защищенный от копирования видеосигнал является "живым" сигналом или перезаписанным сигналом, то четыре (или более) последовательных строчных интервала могут включать сдвинутый по фазе сигнал синхронизации, если схема PLL телевизионных приемников имеет большую постоянную времени, и меньшее количество последовательных строчных интервалов могут содержать сдвинутый по фазе сигнал синхронизации, если постоянная времени мала.

Фиг. 7A и 7B схематически изображают те поля фрейма, которые содержат защищенный от копирования видеосигнал, изображенный на фиг. 6B. Видно, что каждое поле или чередующиеся поля могут содержать ряд строк, имеющих сдвинутый по фазе сигнал синхронизации. С другой стороны, сигнал защиты от копирования может быть вставлен в интервал синхронизации заданного количества строк в каждом другом фрейме. Далее, те строки, которые содержат сигнал защиты от копирования, могут иметь так называемую решетчатую форму.

Фиг. 8 схематически изображает различные конфигурации, в которых может быть вставлен в интервал синхронизации сдвинутый по фазе сигнал синхронизации. Каждая заштрихованная область предназначена для идентификации сдвинутого по фазе сигнала синхронизации. В реальном воплощении могут быть приняты одна или более конфигураций. Видно, что сдвинутый по фазе сигнал синхронизации может иметь различные длительности, как изображено на фиг. 8 обозначениями e, i, j, k и l. Следовательно, сдвинутый по фазе сигнал синхронизации с длительностью e может быть расположен после интервала синхронизации, и видно, что начинается, когда нормальный интервал синхронизации заканчивается и заканчивает ряд периодов (например, 2 периода поднесущей) после него. Сдвинутый по фазе сигнал синхронизации вставлен в конец интервала синхронизации t₄-t₂ и видно, что следует за сдвинутым по фазе сигналом синхронизации с опорной фазой. Сдвинутый по фазе сигнал синхронизации j расположен в центральной части интервала синхронизации и ему предшествует и следует за ним сигнал синхронизации с опорной фазой. Сдвинутый по фазе сигнал синхронизации к вставляется в вначале интервала синхронизации t₁-t₃ и просто предшествует сигналу синхронизации с опорной фазой. Сдвинутый по фазе сигнал синхронизации 1 расположен в начальном интервале t₅-t₁, а также в начале интервала синхронизации t₁-t₃ и видно, что он начинается до начала интервала синхронизации и заканчивается в интервале синхронизации, но прежде, чем начинается сигнал синхронизации с опорной фазой. Так как схемы, применяемые в аналоговых видеомагнитофонах бытового типа, могут отличаться от одного производителя к другому и от одной модели к другой, когда используются различные комбинации сдвинутого по фазе сигнала синхронизации, изображенного на фиг. 8, успех защиты видеомагнитофона от удовлетворительного копирования защищенного от копирования видеосигнала является фактически гарантированным. С другой стороны, различные строчные интервалы защищенного от копирования видеосигнала могут содержать различные интервалы сдвинутых по фазе пакетных сигналов, изображенных на фиг. 8. Например, одна строка может содержать сдвинутый по фазе сигнал синхронизации e, другая может содержать сдвинутый по фазе сигнал синхронизации i, другая может содержать сдвинутый по фазе сигнал синхронизации j и т.д.

Возможно, что в отображаемом видеоизображении, воспроизведенном с "живого" или перезаписанного защищенного от копирования видеосигнала, на границе между строчным интервалом, который содержит сдвинутый по фазе сигнал синхронизации e, и следующим за ним строчным интервалом, который не содержит сдвинутый по фазе сигнал синхронизации, может присутствовать мерцание. Например, если блок из 4 последовательных строк содержит сдвинутый по фазе сигнал синхронизации e, такое мерцание может присутствовать. Чтобы избежать этого, длительность сдвинутого по фазе сигнала синхронизации постепенно увеличивается от строки к строке в начальной части блока и постепенно уменьшается от строки к строке в конечной части блока, что схематически изображено на фиг. 9. Здесь часть m сдвинутого по фазе сигнала синхронизации представляет собой плавное увеличение в его длительности, т.е. постепенное увеличение длительности сдвинутого по фазе сигнала синхронизации e, а часть n представляет собой плавное уменьшение длительности сдвинутого по фазе сигнала синхронизации.

Хотя настоящее изобретение было показано и описано со ссылкой на предпочтительные воплощения, специалистами могут быть сделаны различные изменения и модификации без отрыва от смысла и формы изобретения. Некоторые из этих изменений обсуждаются и предлагаются выше. К тому же, хотя генератор 3 интервала синхронизации и схема 4 размещения пакета (фиг. 4) вставляют сдвинутый по фазе сигнал синхронизации в интервал синхронизации, очевидно, что сигнал синхронизации с опорной фазой может быть сам по себе модулирован для достижения того же эффекта. То есть с помощью фазовой модуляции фаза заданной части сигнала синхронизации может быть изменена.

Это предназначено для того, чтобы прилагаемая формула изобретения интерпретировалась как включающая в себя те воплощения, которые особенно описаны в ней, также как и все эквивалентные им, некоторые из которых описаны выше, а также другие, которые очевидны для специалистов.

Изобретение относится к области видеотехники, в частности к устройствам и способам предотвращения нелицензионного копирования аналоговых видеосигналов. Его использование позволяет получить технический результат в виде предотвращения создания удовлетворительных нелицензионных копий аналогового сигнала цветности с носителя. Технический результат достигается благодаря тому, что в заданное положение обычного интервала синхронизации аналогового сигнала цветности вставляется сдвинутый по фазе сигнал цветовой синхронизации заданной продолжительности. Заданное положение может предшествовать нормальному цветовому сигналу синхронизации, может следовать после нормального цветового сигнала синхронизации или может быть расположено в середине интервала синхронизации. 3 с. и 44 з.п. ф-лы, 11 ил.

1. Способ предотвращения удовлетворительного копирования аналоговым видеомагнитофоном аналогового видеосигнала цветности, включающего в себя сигнал цветовой синхронизации с опорной фазой, который расположен в интервале синхронизации в соответствующих строчных интервалах, отличающийся тем, что состоит из этапов, в соответствии с которыми генерируют сдвинутый по фазе сигнал цветовой синхронизации и вставляют сдвинутый по фазе сигнал цветовой синхронизации в заданное положение с заданной длительностью в интервале синхронизации. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что заданное положение предшествует сигналу цветовой синхронизации с опорной фазой. 3. Способ по п.2, отличающийся тем, что заданная длительность начинается перед началом интервала синхронизации, а заканчивается в интервале синхронизации. 4. Способ по п.1, отличающийся тем, что заданное положение следует за сигналом цветовой синхронизации с опорной фазой. 5. Способ по п.4, отличающийся тем, что заданная длительность начинается, когда интервал синхронизации заканчивается. 6. Способ по п.4, отличающийся тем, что заданная длительность начинается прежде, чем интервал синхронизации заканчивается, и заканчивается спустя несколько периодов сигнала синхронизации после того, как интервал синхронизации заканчивается. 7. Способ по п.1, отличающийся тем, что заданное положение и предшествует, и следует за сигналом цветовой синхронизации с опорной фазой. 8. Способ по п.1, отличающийся тем, что заданное положение находится в центральной части интервала синхронизации. 9. Способ по п.1, отличающийся тем, что сдвинутый по фазе сигнал цветовой синхронизации имеет амплитуду, в основном равную амплитуде сигнала цветовой синхронизации с опорной фазой, и дополнительно содержит этап изменения амплитуды только части сдвинутого по фазе сигнала цветовой синхронизации. 10. Способ по п.9, отличающийся тем, что амплитуда только части сдвинутого по фазе сигнала цветовой синхронизации увеличена. 11. Способ по п.1, отличающийся тем, что сдвинутый по фазе сигнал цветовой синхронизации вставляют в заданное количество последовательных строчных интервалов аналогового видеосигнала цветности, посредством этого образуя блок строчных интервалов, и образуют заданное поле аналогового видеосигнала цветности из множества блоков, имеющих повторяющийся период. 12. Способ по п.1, отличающийся тем, что сдвинутый по фазе сигнал цветовой синхронизации вставляют в заданное количество последовательных строчных интервалов аналогового видеосигнала цветности, посредством этого образуя блок строчных интервалов, а фрейм аналогового видеосигнала цветности образуют из множества блоков, имеющих повторяющийся период. 13. Способ по п.1, отличающийся тем, что аналоговый видеосигнал цветности включает в себя интервал вертикального гашения, а сдвинутый по фазе сигнал цветовой синхронизации вставляют в строчные интервалы интервала вертикального гашения. 14. Способ по п.4, отличающийся тем, что сдвинутый по фазе сигнал цветовой синхронизации вставляют в заданное количество строчных интервалов, составляющих блок, и заданную длительность постепенно увеличивают от строки к строке в тех строках, которые образуют начальную часть указанного блока, и постепенно уменьшают от строки к строке в тех строках, которые образуют конечную часть блока. 15. Способ по п.1, отличающийся тем, что сдвинутый по фазе сигнал цветовой синхронизации имеет фазу, сдвинутую на 180° относительно опорной фазы. 16. Способ по п. 1, отличающийся тем, что указанный сдвинутый по фазе сигнал цветовой синхронизации имеет фазу, сдвинутую на 90° относительно указанной опорной фазы. 17. Устройство предотвращения удовлетворительного копирования аналоговым видеомагнитофоном аналогового видеосигнала цветности, включающего в себя сигнал цветовой синхронизации с опорной фазой, который расположен в интервале синхронизации в соответствующих строчных интервалах, отличающееся тем, что содержит средство генерирования защиты копии для генерирования сдвинутого по фазе сигнала цветовой синхронизации и средство для вставки сдвинутого по фазе сигнала цветовой синхронизации в заданное положение с заданной длительностью интервала синхронизации. 18. Устройство по п.17, отличающееся тем, что заданное положение предшествует сигналу цветовой синхронизации с опорной фазой. 19. Устройство по п.18, отличающееся тем, что указанная заданная длительность начинается перед началом указанного интервала синхронизации, а заканчивается в указанном интервале синхронизации. 20. Устройство по п.17, отличающееся тем, что заданное положение следует за сигналом цветовой синхронизации с опорной фазой. 21. Устройство по п.17, отличающееся тем, что заданная длительность начинается, когда интервал синхронизации заканчивается. 22. Устройство по п.20, отличающееся тем, что заданная длительность начинается прежде, чем интервал синхронизации заканчивается, и заканчивается спустя несколько периодов сигнала синхронизации после того, как интервал синхронизации заканчивается. 23. Устройство по п. 17, отличающееся тем, что заданное положение и предшествует, и следует за сигналом цветовой синхронизации с опорной фазой. 24. Устройство по п.17, отличающееся тем, что заданное положение находится в центральной части интервала синхронизации. 25. Устройство по п.17, отличающееся тем, что сдвинутый по фазе сигнал цветовой синхронизации имеет амплитуду, в основном равную амплитуде сигнала цветовой синхронизации с опорной фазой, а средство генерирования защиты копии выполнено с возможностью изменения амплитуды только части сдвинутого по фазе сигнала цветовой синхронизации. 26. Устройство по п.25, отличающееся тем, что средство генерирования защиты копии выполнено с возможностью увеличения амплитуды только части сдвинутого по фазе сигнала цветовой синхронизации. 27. Устройство по п.17, отличающееся тем, что средство вставки выполнено с возможностью вставлять сдвинутый по фазе сигнал цветовой синхронизации в заданное количество последовательных строчных интервалов аналогового видеосигнала цветности, посредством этого образуя блок строчных интервалов, и образовать заданное поле аналогового видеосигнала цветности из множества блоков, имеющих повторяющийся период. 28. Устройство по п.17, отличающееся тем, что средство вставки выполнено с возможностью вставлять сдвинутый по фазе сигнал цветовой синхронизации в заданное количество последовательных строчных интервалов аналогового видеосигнала цветности, посредством этого образуя блок строчных интервалов, и образовать фрейм аналогового видеосигнала цветности из множества блоков, имеющих повторяющийся период. 29. Устройство по п. 17, отличающееся тем, что аналоговый видеосигнал цветности включает в себя интервал вертикального гашения, и тем, что средство вставки выполнено с возможностью вставлять сдвинутый по фазе сигнал цветовой синхронизации в заданные строчные интервалы интервала вертикального гашения. 30. Устройство по п.20, отличающееся тем, что средство вставки выполнено с возможностью вставлять сдвинутый по фазе сигнал цветовой синхронизации в заданное количество строчных интервалов, составляющих блок, и постепенно увеличивать заданную длительность от строки к строке в тех строках, которые образуют начальную часть указанного блока, и постепенно уменьшать заданную длительность от строки к строке в тех строках, которые образуют конечную часть указанного блока. 31. Устройство по п.17, отличающееся тем, что сдвинутый по фазе сигнал цветовой синхронизации имеет фазу, сдвинутую на 180^o относительно опорной фазы. 32. Устройство по п.17, отличающееся тем, что сдвинутый по фазе сигнал цветовой синхронизации имеет фазу, сдвинутую на 90° относительно опорной фазы. 33. Защищенная от копирования среда с записанным на ней видеосигналом цветности, который неудовлетворительно копируется аналоговым видеомагнитофоном, отличающаяся тем, что видеосигнал цветности включает в себя сигнал управления копированием и, когда восстанавливается для аналоговой записи, включает в себя сигнал цветовой синхронизации с опорной фазой, расположенный в интервале синхронизации в соответствующих строчных интервалах, в которые при воспроизведении вставляется сдвинутый по фазе сигнал цветовой синхронизации заданной длительности в соответствии с сигналом управления копированием. 34. Среда по п.33, отличающаяся тем, что заданное положение предшествует сигналу цветовой синхронизации с опорной фазой. 35. Среда по п.34, отличающаяся тем, что заданная длительность начинается перед началом интервала синхронизации, а заканчивается в интервале синхронизации. 36. Среда по п.33, отличающаяся тем, что заданное положение следует за сигналом цветовой синхронизации с опорной фазой. 37. Среда по п.36, отличающаяся тем, что заданная длительность начинается, когда интервал синхронизации заканчивается. 38. Среда по п.36, отличающаяся тем, что заданная длительность начинается прежде, чем интервал синхронизации заканчивается, и заканчивается спустя несколько периодов сигналов синхронизации после того, как интервал синхронизации заканчивается. 39. Среда по п.33, отличающаяся тем, что заданное положение и предшествует, и следует за сигналом цветовой синхронизации с опорной фазой. 40. Среда по п.33, отличающаяся тем, что заданное положение находится в центральной части интервала синхронизации. 41. Среда по п.32, отличающаяся тем, что сдвинутый по фазе сигнал цветовой синхронизации имеет амплитуду, в основном равную амплитуде сигнала цветовой синхронизации с опорной фазой, а амплитуда только части сдвинутого по фазе сигнала цветовой синхронизации имеет увеличенную амплитуду. 42. Среда по п.33, отличающаяся тем, что сдвинутый по фазе сигнал цветовой синхронизации вставлен в заданное количество последовательных строчных интервалов воспроизведенного видеосигнала цветности, посредством этого образуя блок строчных интервалов, и образует заданное поле воспроизведенного видеосигнала цветности из множества блоков, имеющих повторяющийся период. 43. Среда по п.33, отличающаяся тем, что сдвинутый по фазе сигнал цветовой синхронизации вставлен в заданное количество последовательных строчных интервалов воспроизведенного видеосигнала цветности, посредством этого образуя блок строчных интервалов, и образуется фрейм воспроизведенного видеосигнала цветности из множества блоков, имеющих повторяющийся период. 44. Среда по п.33, отличающаяся тем, что воспроизведенный видеосигнал цветности включает в себя интервал вертикального гашения, а сдвинутый по фазе сигнал цветовой синхронизации вставлен в заданные строчные интервалы интервала вертикального гашения. 45. Среда по п.36, отличающаяся тем, что сдвинутый по фазе сигнал цветовой синхронизации вставлен в заданное количество строчных интервалов, составляющих блок, а заданная длительность постепенно увеличивается от строки к строке в тех строках, которые образуют начальную часть блока, и постепенно уменьшается от строки к строке в тех строках, которые образуют конечную часть блока. 46. Среда по п.33, отличающаяся тем, что сдвинутый по фазе сигнал цветовой синхронизации имеет фазу, сдвинутую на 180° относительно опорной фазы. 47. Среда по п.33, отличающаяся тем, что сдвинутый по фазе сигнал цветовой синхронизации имеет фазу, сдвинутую на 90^o относительно опорной фазы.