視頻信號輸出裝置和視頻信號輸入裝置的製作方法
2023-06-04 04:18:01
專利名稱：視頻信號輸出裝置和視頻信號輸入裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及視頻信號輸出裝置和視頻信號輸入裝置，尤其是，涉及一種具有對視頻信號進行加擾的功能並輸出該信號的視頻信號輸出裝置，又涉及一種具有對輸入的加擾的視頻信號進行解擾的功能的視頻信號輸入裝置。
近年來，各種所謂的「高清晰度(HD)」系統已經越來越為公眾所知，其中由於增加了比傳統電視系統或採用非隔行(逐行掃描)的方式的掃描線數更多的掃描線數，圖像質量提高了。該HD系統包括各種類型，如採用720掃描線進行逐行掃描的稱作「720P」(逐行)的系統，稱作「1080I(隔行掃描)」的系統，和其它推薦的系統。傳統電視系統如NTSC系統(「525I」)也稱為「標準清晰度(SD)」系統。
即使圖像是由模擬視頻信號組成，由HD系統顯示的圖像的圖像質量也比由SD系統顯示的高。因此，視頻軟體如影片的供應商非常需要通過對採用HD系統播送的視頻軟體進行加擾來保護版權而使觀看者不能錄製該軟體。同樣當記錄在象磁碟和磁帶的介質上的視頻軟體用於銷售時，也希望通過給播放機加上加擾功能來使視頻軟體不能被複製。
為了觀看上述的加擾的並從輸出裝置如廣播接收機或播放機輸出的圖像，觀看者可以準備如一個監視器或其他類似物等，它們具有適合於該加擾的解擾功能。
因此，考慮提供對從符合HD系統的視頻源到輸出裝置的視頻信號進行加擾的功能，例如該輸出裝置可以是廣播接收機或播放裝置。
已經提出了許多對視頻信號進行加擾的方法。例如，一種方法是視頻信號的極性按預定時間在視頻信號的有效屏幕間隔內進行切換。該方法存在一個問題，即當加擾的視頻信號進行解擾時，很難完全使信號恢復到信號加擾時的狀態。因此，在視頻信號解擾後的圖像相對視頻信號加擾前的圖像質量變差了。
與這種方法有關的，已經提出了另一種方法，即如在視頻信號的單位場或單位幀中採用預定的處理過程進行加擾。該方法的一個特性是由於加擾處理系統中的輸出放大器或解擾處理系統中的輸入放大器的增益的變化，解擾後的圖像發生閃爍的可能性增大。
例如，既然由HD系統獲得的圖像的圖像質量比由SD系統獲得的高，那麼象上述的圖像質量變差和閃爍現象會超出在觀看者所需的可容許的圖像質量的範圍。
另外，總的來說，已知的加擾處理的電路布置較複雜，增大了生產成本。
因此，考慮到上述問題，本發明的一個目的是提供一種視頻信號輸出裝置和一個視頻信號輸入裝置，其採用低成本的簡化電路進行加擾和解擾，並且通過消除圖像處理中圖像質量變差使解擾的圖像的圖像質量保持在高水平。
為此，根據本發明的一個方面，通過設置經多個視頻信號線輸出模擬分量視頻信號的視頻信號輸出裝置來達到上述目的，這些視頻信號線與形成模擬分量視頻信號的視頻信號的類型相對應。視頻信號輸出裝置包括一個執行信號線切換的信號線切換裝置，使在多個視頻信號線中至少兩根視頻信號線移位；一個信號線移位模式產生裝置，用於根據預定算法執行處理過程來產生視頻信號線移位模式；和一個控制信號線切換裝置的信號線切換控制裝置，它使根據視頻信號線移位模式的視頻信號線的移位按照經過每一周期的時間進行，每一周期是相應於模擬成分視頻信號的一個水平掃描時間間隔或一個水平掃描時間間隔的n倍(n是一個不小於2的自然數)。
最好，信號線切換控制裝置控制信號線切換裝置按在模擬分量視頻信號的水平消隱期間中的定時執行視頻信號線移位。
視頻信號輸出裝置可以包括一個與視頻信號輸入裝置相互通信的通信裝置，其中模擬分量視頻信號從這個視頻信號輸出裝置輸入到視頻信號輸入裝置，並且信號線移位模式生成裝置可以通過利用通信信息來確定視頻信號線的移位模式，而通信信息通過進行與視頻信號輸入裝置的雙向通信而獲得。
該通信信息可以在其預定的時間間隔內疊加在模擬分量視頻信號上，並且疊加了通信信息的模擬分量視頻信號可以用來進行至少在視頻信號輸出裝置和視頻信號輸入裝置間在相互通信中從視頻輸出裝置到視頻輸入裝置的通信。
根據本發明的另一方面，提供一種視頻信號輸入裝置，將模擬分量視頻信號從多個視頻信號線外部地輸入到該視頻信號輸入裝置來達到上述目的，這些視頻信號線與形成模擬分量視頻信號的視頻信號類型對應。該視頻信號輸入裝置包括一個進行信號線切換的信號線切換裝置，而使多個視頻信號線中至少兩根視頻信號線移位；一個通過根據預定算法進行處理而產生一個視頻信號線移位模式的信號線移位模式生成裝置；和一個控制信號線切換裝置的信號線切換控制裝置，使得根據視頻信號線移位模式的視頻信號線的移位根據經過每一周期時間進行，其中每一周期相應於模擬分量視頻信號的一個水平掃描時間間隔或是一個水平掃描時間間隔的n倍(n是不小於2的自然數)。
最好，信號線切換控制裝置控制信號線切換裝置在模擬分量視頻信號的水平消隱時間中的定時進行視頻信號線移位。
視頻信號輸入裝置可以包括與一個視頻信號輸入裝置相互通信的通信裝置，其中模擬分量視頻信號從視頻信號輸出裝置輸入到該視頻信號輸入裝置，並且信號線移位模式生成裝置可以利用通信信息來確定視頻信號線的移位模式，該通信信息通過進行與視頻信號輸入裝置的雙向通信而獲得。
該通信信息可以在其預定的時間間隔內疊加在模擬分量視頻信號上，並且疊加了通信信息的模擬分量視頻信號可以用來進行至少在視頻信號輸出裝置和視頻信號輸入裝置間在相互通信中從視頻輸出裝置到視頻輸入裝置的通信。
根據本發明，在恢復的圖像中沒有閃爍發生，這與以場或幀為單位進行的加擾和解擾的情形不同。
根據本發明，在一個水平掃描時間間隔中一個有效屏幕時間間隔中的波形不受加擾和解擾影響。因此本發明防止了加擾後圖像質量下降。
根據本發明，對於加擾系統在輸出裝置和輸入裝置間轉換的情形或在一個錯誤的(不合適的)輸入裝置中轉換的情形中，通過確定加擾和解擾模式可以保持足夠的安全性。輸出裝置能進行授權處理，它判斷是否使用了一個錯誤的輸入裝置，因此在這方面安全性加強了。
根據本發明，消除了對設置一個用於通信的單獨控制線的要求，因此實現了低成本的簡化結構。
圖1A至1H表示根據本發明實施例的視聽系統的方框圖；圖2表示本發明實施例中的機頂盒2的方框圖3表示數字多功能盤播放機的方框圖；圖4表示本發明實施例中的加擾器16的方框圖；圖5表示本發明實施例中的解擾器的方框圖；圖6A至6C表示根據本發明實施例的在一個水平掃描時間間隔中加擾的波形圖；圖7表示在視頻信號中附加信息的插入形式的波形圖；圖8表示在視頻信號中附加信息的插入形式的波形圖；圖9表示由輸出授權裝置進行加擾的過程和由一個輸入授權裝置進行解擾的過程的流程圖。
參照附圖，本發明的實施例以下列順序描述1.系統實例2.輸出裝置實例2-1.機頂盒；2-2.DVD播放機；3.實施例中加擾的概念；4.加擾器5.解擾器6.在加擾模式中處理過程實例。
1.系統實例參照圖1A至1H，下面描述根據本發明實施例的視聽(AV)系統。為了簡化說明，假定每一AV系統由一個輸出裝置和一個輸入裝置構成，其中輸出裝置將視頻信號傳輸到外部，而輸入裝置輸入從輸出裝置輸出的視頻信號。
同樣地假定每個構成AV系統的裝置能處理適用於至少某一種HD系統的視頻信號。相應地，一套實際的輸出和輸入裝置可以適用於大量不同的HD系統並且又適用於預定的SD系統。
在實施例中，當要輸出的視頻信號與HD系統一致時，輸出裝置輸出一個加擾的視頻信號，並且當輸入視頻信號與HD系統一致時，輸入裝置對輸入視頻信號解擾。
換言之，在根據實施例的系統中，要加擾的是與HD系統一致的信號。而與SD系統一致的視頻信號沒有被加擾。
圖1A中所示的系統包括用作輸出裝置的機頂盒(STB)2。該STB 2是一個用於接收如與預定HD系統一致的廣播的集成(integrated)調諧器。如圖1A所示，當由天線接收到的廣播電波輸入到STB 2時，STB 2進行處理，如調諧和解調，並且輸出一個從調諧的廣播發送臺最後獲得的視頻信號。
在圖1A所示的系統中，連接輸出裝置和輸入裝置的視頻信號線8允許模擬分量的視頻信號(亮度(Y)信號和色差(R-Y和B-Y)信號)通過該信號線，其描述如下。當STB 2輸出模擬分量視頻信號時(在下文稱作「HD模擬分量信號」)，STB 2對這個HD模擬分量信號加擾，其中該信號與HD系統一致。
實際上，STB 2可以設計成能輸出一個複合視頻信號，一個數字視頻信號等。
在圖1A所示的系統中，一個HD電視接收機(下文稱作「HDTV」)4被用作輸入裝置，該HDTV適用於與STB 2中相同的HD系統，並能顯示圖像。該HDTV 4對加擾的HD模擬分量信號進行解擾，以恢復原始視頻信號，從而顯示圖像。
參照圖1B，STB 2用作輸出裝置，而具有解擾功能的錄像帶(盒式錄像帶)錄像機(VTR)5用作輸入裝置。該VTR 5能對加擾的HD模擬分量信號解擾，並能將解擾的信號記錄在錄像帶上。在此，由VTR 5記錄的方式可以是模擬的或數字的。
參照圖1C，STB 2用作輸出裝置，並且視盤記錄器(VDR)6用作輸入裝置。VDR 6能從一個預定的可記錄盤的記錄介質進行記錄或讀取數據。VDR 6能對輸入的加擾的HD模擬分量信號進行解擾，並且能在記錄介質上記錄解擾的信號。
參照圖1D，HDTV 4用作輸出裝置，並且VTR 5用作輸入裝置。
在圖1D所示的結構中，由天線1接收的調諧的數字廣播能在HDTV 4上顯示。
參照圖1E，HDTV 4用作輸出裝置，VDR 6用作輸入裝置。
參照圖1F，一個數字多功能盤(DVD)播放機3用作輸出裝置，而HDTV4用作輸入裝置。當DVD播放機3播放記錄在DVD上的運動圖像的視頻信號與HD系統一致時，該DVD播放機3能輸出作為加擾的模擬分量信號的信號。
參照圖1G，DVD播放機3用作輸出裝置，而VDR 6用作輸入裝置。
參照圖1H，DVD播放機3用作輸出裝置，而VTR 5用作輸入裝置。
在這個結構中，加擾的HD模擬分量信號，即從DVD播放機3中輸出的信號，輸入到VTR 5，VTR 5能對輸入信號進行解擾，並能在磁帶上記錄解擾的信號。
關於根據本發明的AV系統的實例，可能出現除那些在圖1A至1H所示之外的實施例。
2.輸出裝置的實施例2-1.機頂盒在上述AV系統中的輸出裝置之中，STB 2和DVD播放機3作為典型裝置將在下面描述它們的內部結構。
首先，參照圖2說明STB 2。
STB 2包括一個調諧器11，當天線1接收的廣播電波輸入時，該調諧器11進行調諧。經調諧器11調諧後的來自廣播站的廣播電波被供給一個解調裝置12。解調裝置12進行解調提取數據流。一個糾錯處理裝置13以預定的方法執行糾錯，並且將糾錯後數據輸送給一個運動圖像專家組(MPEG)解碼器14。
在由廣播電波搭載的數據流中，圖像信號由MPEG方法壓縮。MPEG解碼器14輸出根據該MPEG方法解壓縮所獲得的視頻信號數據。
從MPEG解碼器14輸出的視頻信號數據輸送給一個視頻信號處理裝置15。該視頻信號處理裝置15執行各種依賴於如電視系統類型的所需的信號處理。該視頻信號處理裝置15能輸出一個通過轉換視頻信號數據類型而獲得的模擬視頻信號。例如，當視頻信號數據轉換成一個HD模擬分量信號時，該信號經一個加擾器16從一個輸出端子T1輸出。當視頻信號數據轉換成一個SD模擬分量信號時，從輸出端子T2輸出該信號。
視頻信號處理裝置15的下一級是加擾器16。其布置將在下面描述。
2-2.DVD播放機參照圖3簡要描述DVD播放機3的內部結構。為了簡便起見，圖3中，具有與圖2中相同或類似的功能元件的功能電路裝置將不再說明，並採用同一標號表示這些裝置。
參照圖3，在DVD播放機3中的盤播放裝置21從DVD上讀取數據。在此，記錄在DVD上的視頻信號數據用MPEG方法壓縮。因此，讀取的數據由一個MPEG解碼器14解壓縮，並且解壓縮的數據被供給一個視頻信號處理裝置15。
同樣在這種情形下，一視頻信號處理裝置15執行各種依賴於如電視系統類型的所需的信號處理。當視頻信號數據轉換成HD模擬分量信號時，該信號經一個加擾器16從一個輸出端子T1輸出。當視頻信號數據轉換成一個SD模擬分量信號時，從輸出端子T2輸出該信號。
3.實施例中加擾的概念參照圖6A至8，概念地描述實施例中的加擾。
在這些實施例中，加擾的進行示於圖6A到6C。
該HD模擬分量信號由三種分量信號組成，即一個亮度(Y)信號和色差(R-Y和B-Y)信號。R-Y信號和B-Y信號以在一個水平掃描時間間隔中的定時移位，如圖6B和6C所示。在此，在一個水平同步時間間隔(水平消隱期間)內的定時用作R-Y信號和B-Y信號移位的定時。
如果HD模擬分量信號輸入到一個沒有進行改變的輸入裝置中，其中R-Y信號和B-Y信號象上述一樣發生移位，並且該輸入裝置對這此信號進行處理如顯示或記錄，那麼在一個合適的圖像狀態中顯示或播放是不能進行的。換言之，獲得了加擾的HD模擬分量信號。
在一個水平掃描周期中，在水平同步時間間隔內的定時進行R-Y信號和B-Y信號的移位。因此，為了對加擾結果進行解擾，R-Y信號和B-Y信號也是在一個水平掃描周期中，在水平同步間隔內的定時進行移位。
與從場或幀為單位的時間期間進行的信號移位的情形相比，在這個實施例中，通過在一個水平掃描周期的短間隔內使信號移位，能防止閃爍的發生。通過加擾或解擾使信號在水平同步間隔內的定時移位，防止了在水平同步間隔間的部分視頻信號受信號移位引起的波形變動的影響。換言之，防止加擾前後獲得的圖像質量的變差。
在參照圖6A至6C的說明中，每一個信號移位間隔是一個單位的水平掃描時間間隔。但是，根據本發明，每一個信號移位間隔可以是，如兩個單位的水平掃描間隔或一個較長單位。
圖7和8放大地表示了附加信息插在圖6A至6C所示的豎直消隱間隔中的位置。
圖7表示在豎直消隱期間內在一個預定水平掃描間隔內的波形，其所適用的系統如「720P」和「1080I」。這些系統在水平同步間隔內有三個電平。
插入附加信息之前需要提供一個同步模式，它對應於一個水平掃描間隔，並且提供一個隨實際數據變化的波形作為附加信息。
圖8表示在豎直消隱期間內在一個預定水平掃描間隔內的一個波形，它適用於系統如「525P」和「525I」。這個系統，如「525P」和「525I」，其不同於圖7中所示系統的波形之處在於，它在水平同步間隔中有兩個電平。
同樣在這種情形中，在水平掃描間隔中，在附加信息之前需要有一個同步模式，並且提供一個隨實際數據變化的波形作為附加信息。
在實際中，在豎直消隱期間中的水平掃描間隔上，對附加信息的疊加沒有特別的限制。疊加可以根據實際地定義的標準或類似物來完成。
4.加擾器這些實施例的加擾器16的結構參照圖4在下面進行描述。圖4中所示的結構設置在輸出信道內，該輸出信道是HD模擬分量信號從每一個圖1所示的輸出裝置輸出的輸出信道。如果輸出裝置是STB 2或DVD播放機3，其結構相應於圖2或3所示的加擾器16。
例如HD模擬分量信號從前級的視頻信號處理裝置15輸送到圖4所示的加擾器16。在HD模擬分量信號中，Y信號供給Y輸入端子T21，R-Y信號供給R-Y輸入端子T22，B-Y信號供給B-Y端子T23。Y信號分到一個水平同步信號檢測電路33。
輸入端子T21，T22，T23相應地與開關裝置31中的開關SW1，SW2，和SW3相連。
在開關裝置31中，開關SW1，SW2，和SW3彼此同時打開關閉。開關裝置31的開關操作由授權裝置36控制。
來自開關SW1的Y信號輸入到一個信號組合/分離裝置35。
此時，為了確定m加擾模式的算法，輸出裝置和輸入裝置相互通信，如下所述。為了進行通信，在輸出裝置中，在預定的水平間隔內在Y信號的豎直消隱期間中插入通信信息，如從上參照圖7和8所述。
信號複合/分離裝置35將由授權裝置36產生和輸出的通信信息與Y信號組合在一起。信號複合/分離裝置輸出疊加了通信信息的Y信號，並經輸出端子T11輸出該Y信號到輸入裝置。
Y輸出端子T11，和R-Y信號的R-Y輸出端子T12，B-Y輸出端子T13構成了相應於圖2或3所示的終端T1的一部分，其中R-Y信號的R-Y輸出端子T12和B-Y輸出端子T13將在下面說明。
通信信息經終端T11從輸出裝置到輸入裝置，在Y信號的豎直消隱期間內在預定水平掃描間隔內的定時傳送。信號複合/分離裝置35從Y信號分離出從輸入裝置傳送的通信信息，並輸出分離後的Y信號到授權裝置36。
來自於開關SW2的R-Y信號被分割以輸送到開關裝置32中的開關SW11的端子T31和開關SW12的端子T42。
來自於開關SW3的B-Y信號被分割以輸送到開關裝置32中的開關SW11的端子T32和開關SW12的端子T41。
開關裝置32包括輸入R-Y信號的開關SW11和輸入B-Y信號的開關SW12。開關SW11和SW12相互間操作同時開啟。如當端子T30和端子T31由開關11連接時，終端T40和T41由開關SW12連接起來。同樣的，當開關SW11切換使端子T30和T32相連時，開關SW12同時切換使端子T40和T42相連。
開關SW11的輸出端的端子T30與R-Y輸出端子T12相連。開關SW12的輸出端的端子T40與B-Y輸出端子T13相連。
當開關裝置31(開關SW1，SW2和SW3)接通時，端子30和31通過開關SW11相連，端子T40和T41由開關SW12相連，從端子T22輸入的R-Y信號從R-Y輸出端子T12輸出，並且從端子T23輸入的B-Y信號從B-Y輸出端子T13輸出。換言之，R-Y信號和B-Y信號是正常輸出。
當端子T30和T32由開關SW11連接起來，端子T40和T42由開關SW12連接起來時，從端子T22輸入的R-Y信號由B-Y輸出端子T13輸出，並且從端子T23輸入的B-Y信號由R-Y輸出端子T12輸出。
換言之，關於要從端子T1輸出的HD模擬分量信號，R-Y和B-Y信號線發生移位。
水平同步信號的檢測電路33檢測來自輸入的Y信號的水平同步信號，並將該檢測信號隨檢測定時輸送給定時(timing)控制電路34。
基於水平同步信號的檢測定時和授權裝置36(下面說明)產生的加擾模式，時間控制電路34根據加擾模式，通過使用水平同步間隔作為切換定時，參照圖6所示，在各水平掃描間隔的為單位內控制開關裝置32內的開關SW11和SW12的切換，其中檢測定時是從水平同步信號檢測電路33輸入的。根據授權裝置36產生的加擾模式，R-Y信號和B-Y信號發生移位。換言之，HD模擬成分信號被加擾。
實際上授權裝置36包括，例如一個微處理器或類似物，由此裝置36能進行各種處理，並且產生如下所述的加擾模式。當授權裝置36與輸入裝置相通信並且沒有獲得授權結果時，授權裝置36控制開關31斷開開關SW1，SW2和SW3。換言之，當授權裝置36判定輸入裝置不具有適用於本實施例中的加擾的解碼功能時，就中斷HD模擬分量信號的輸出。
以後將描述授權裝置36的工作過程。
5.解擾器參照圖5下面說明每一實施例中的輸入裝置中的解擾器的結構。解擾器設置在圖1中所示的每一個輸入裝置中的HD模擬分量信號的輸入級。
在從輸出裝置輸入的HD模擬分量信號中，Y信號供給一個Y輸入端子T51，R-Y信號供給一個R-Y輸入端子T52，B-Y信號供給一個B-Y輸入端子T53。
供給Y輸入端子T51的Y信號被輸送到一個信號組合/分離裝置42。
信號組合/分離裝置42的結構類似於信號組合/分離裝置35的結構。信號組合/分離裝置42分離出在來自於輸出裝置的Y信號上疊加的通信信息(作為附加信息)，並輸送這個信息到一個授權裝置43。同樣信號組合/分離裝置42利用如一個在垂直消隱期間中的預定的水平掃描間隔，將從授權裝置43輸出的通信信息經Y信號使用的信道傳送到輸出裝置。
由信號組合/分離裝置42從中分離出來自於輸出裝置的通信信息的Y信號被傳送到Y輸出端子T81。來自於信號組合/分離裝置42的Y信號被分割並還傳送到水平同步信號檢測電路44。
輸入到R-Y輸入端子T52的R-Y信號被分割而使它們能傳送到開關裝置41內的開關SW21的端子T61和開關SW22的端子T72。
輸入到B-Y輸入端子T53的B-Y信號被分割而使它們能傳送到開關裝置41內的開關SW22的端子T62和開關SW22的端子T71。
開關裝置41包括從中輸入R-Y信號和B-Y信號的開關SW21和SW22。
在開關41中，開關SW21和SW22相互工作同時開啟。當端子T60和T61由開關SW21連接時，端子T70和T71由開關SW22連接在一起。當開關SW21切換使端子T60和T62連接時，開關SW22同時切換使端子T70和T72連接。
端子T60，即開關SW21的輸出端，與一個R-Y輸出端子T82相連。終端T70，即開關SW22的輸出端，與一個B-Y輸出端子T83相連。
當開關SW21連接端子T60和T61，並且端子T70和T71由開關SW22相連時，由R-Y輸入端子T52輸入的R-Y信號從R-Y輸出端子82輸出，並且，從B-Y輸入終T53輸入的B-Y信號從B-Y輸出端子T83輸出。換言之，輸入的R-Y和B-Y信號與輸出的R-Y和B-Y信號一致。
當端子T60和T62由開關SW21連接，端子T70和T72由開關SW22連接時，從R-Y輸入端子T52輸入的R-Y信號從B-Y輸出端子T83輸出，並且從B-Y輸入端子輸入的B-Y信號從R-Y輸出端子T82輸出。在這個情形中，R-Y信號線和B-Y信號線移位。
水平同步信號檢測電路44檢測來自於輸入Y信號的水平同步信號，並輸送該檢測到的信號到一個定時控制電路45。
基於水平同步信號的檢測定時和一個由授權裝置43(將在下面說明)產生的加擾模式，定時控制電路45以水平掃描間隔為單位根據解擾模式控制開關裝置41中的開關SW21和SW22的切換，其中該檢測定時由水平同步信號檢測電路44輸入。根據授權裝置43產生的解擾模式移位R-Y信號和B-Y信號。
由授權裝置43的操作而產生的解擾模式與授權裝置36在輸出裝置中產生的加擾模式相對應，這在上面已經說明過。
換言之，當提供加擾的模擬分量信號(其中R-Y信號線和B-Y信號線已移位)時，如上所述地控制開關裝置41的切換，由此使R-Y信號和B-Y信號在加擾時產生的移位能恢復，這樣使信號回到各原始線。
授權裝置43還包括一個微處理器或類似物，與圖4所示的授權裝置36相似，由此產生如下所述的解擾模式。
結合授權裝置36的操作下面將描述授權裝置43的工作過程。
6.加擾模式中的處理操作的例子圖9表示輸出裝置中的授權裝置36和輸入裝置中的授權裝置43的工作流程，當執行加擾和解擾時需要執行它們。
輸出裝置中的授權裝置36在下文稱作「輸出授權裝置」，而輸入裝置中的授權裝置43在下文稱作「輸入授權裝置」。
圖9所示的處理進程是生成加擾模式和解擾模式的算法。該流程是用於一個場周期的，並且在每一場周期重複執行。這個流程總的分成垂直消隱期間中執行的處理進程和有效屏幕期間中執行的連續處理進程。垂直消隱期間中的處理進程包括第一階段，第二階段和第三階段。輸出授權裝置和輸入授權裝置間的相互通信使用Y信號的信道來完成，如上所述。具體地，當通信信息從輸出授權裝置傳送到輸入授權裝置時，通信信息在Y信號的垂直消隱期間中的水平間隔中疊加。
在處理P1中，在垂直消隱期間中第一階段中，產生隨機數Rr並且由輸入授權裝置作為通信信息傳送到輸出授權裝置。
當隨機數Rr輸入到輸出授權裝置時，在處理P2中產生隨機數Rt並傳送到輸入授權裝置。
當隨機數Rt輸入到輸入授權裝置時，輸入授權裝置產生一個授權密鑰Ka，該授權密鑰Ka是利用輸入的隨機數Rt和其本身產生的隨機數Rr在處理P3中生成的。
授權密鑰Ka由下面的表達式獲得Ka＝g(Rt，Rr)(1)在處理P4中，輸出授權裝置利用隨機數Rr和Rt生成授權密鑰Ka。
上述流程是第一階段。換言之，在第一階段中，授權密鑰Ka即輸出授權裝置和輸入授權裝置的共用秘密，是使用隨機數Rt和Rr產生。當作為後續處理進行通信時，授權密鑰Ka用來對作為通信信息的數據加密。
在第二階段中，在處理P5，輸入授權裝置再次生成隨機數Sr。在處理P6中，預先分配給輸入授權裝置一單位ID(Unit ID)，並且隨機數Sr用授權密鑰Ka加密，並且加密的信息傳送到輸出授權裝置。
此時，在處理P7中，輸出授權裝置生成隨機數St。在處理P8中，隨機數St用授權密鑰Ka加密，並且加密的信息傳送到輸入授權裝置。
當加密的隨機數St輸入到輸入授權裝置，用授權密鑰Ka解密，由此獲得隨機數St的真實值。此後，在處理P9中代碼Ar利用隨機數St、在處理P5產生的隨機數Sr和單位ID生成。
代碼Ar由下列表達式獲得Ar＝(單位ID，St，Sr) (2)在此，對表達式的函數形式沒有特別的限制。
在處理P10中，輸入授權裝置對代碼Ar加密，並輸出該加密的代碼到輸出授權裝置。
當加密的代碼輸入到輸出授權裝置時，輸出授權裝置對輸入代碼解碼，並獲得真值。執行授權處理階段作為處理P11。
在處理P11中，利用在處理P7中生成的隨機數St，由進程P6所傳送的單位ID和隨機數Sr生成代碼At。
由下列表達式獲得AtAt＝h(單位ID，St，Sr)(3)在這個階段，輸出授權裝置獲得如上所述的生成的代碼At和在進程P10中的從輸入授權裝置傳送的代碼Ar。
相應地，輸出授權裝置將代碼At和Ar相比較。
如果判斷結果是代碼At＝Ar，授權建立。授權的建立意味著輸入裝置是一個具有適用於輸出裝置的解擾功能的正確的裝置。
相反地，授權不能建立意味著懷疑輸入裝置是一個錯誤的不具有適用於輸出裝置的解擾功能的裝置。
在這種情形中，例如，在輸出和輸入裝置中授權密鑰Ka彼此不同。這樣，在第二階段的一個進程中(進程P5至進程P11)，出現以下問題，例如加密的信息不能解碼。結果，在進程P11中的代碼At和Ar間的比較結果不一致。
上述流程是第二階段。當授權不能建立作為進程P11判斷的結果而事實上獲得時，輸出授權裝置(授權裝置36)控制已經是連通的開關裝置31(開關SW1，SW2，和SW3)斷開。換言之，停止了HD模擬分量信號向輸入裝置的輸出。控制輸出授權裝置使之不能執行其後的處理。
當授權不能建立時，可能輸出利用適當生成的加擾模式加擾的HD模擬分量信號。但是只有通過停止HD模擬分量信號的輸出才能獲得較高的安全效果。
當授權在處理P11獲得時，執行第三階段中的處理。
在第三階段中的處理P12中，隨機數Ut由輸出授權裝置產生。在處理P13，授權密鑰Ka用來給隨機數Ut加密，並將加密的隨機數Ut傳送到輸入授權裝置。
當輸入隨機數Ut到輸入授權裝置時，在處理P14，輸入授權裝置產生隨機數Ur。在處理P15中，利用授權密鑰Ka給隨機數Ur加密，並將加密的隨機數Ur傳送到輸出授權裝置。
當加密的隨機數Ur輸入到輸出授權裝置時，執行處理P16。在處理P16中，利用加密的隨機數Ur和處理P12中產生的隨機數Ut，加擾模式Sp由下列表達式生成Sp＝f(Ut，Ur) (4)在輸入授權裝置中，在處理P17中，產生一種加擾模式Sp。為此，利用在處理P14中產生的隨機數Ur和對從輸出授權裝置輸入的加密的隨機數Ut進行解碼而獲得的真實值，輸入授權裝置對表達式(4)進行求解。
上述第三階段結束。
如上所述，在第一至第三階段中的流程是在垂直消隱期間進行的。從上述說明可以理解到，在垂直消隱期間中執行的處理中，輸出授權裝置是通過輸出授權裝置和輸入授權裝置間的相互通信而進行授權許可的，並且當獲得授權時，輸出授權裝置和輸入授權裝置執行處理直到加擾模式Sp產生的處理。
當第三階段結束時，在一個場中的有效屏幕期間中的處理階段開始。在輸出授權裝置中，在處理P18中，根據在處理P16產生的加擾模式Sp對HD模擬分量信號進行加擾處理。
此時，輸出授權裝置(授權裝置36)將加擾模式Sp傳送到定時控制裝置34。定時控制裝置34根據從水平同步信號檢測電路33輸出的檢測到的水平同步信號和與加擾模式Sp相符的信號移位模式，來控制開關裝置31的開關SW11和SW12的切換。因此，在一個場期間中的有效屏幕場中的信號根據加擾模式Sp進行加擾。
為了在一個場中有效屏幕期間中處理，輸入授權裝置在處理P19中進行解擾。
此時，輸入授權裝置(授權裝置43)給定時控制裝置45提供加擾模式Sp。根據從水平同步信號檢測電路44輸出的檢測的水平同步信號和與加擾模式Sp相符的解擾的信號移位模式，定時控制裝置45控制開關裝置32的開關SW11和SW12的切換，而使R-Y信號和B-Y信號能在水平同步間隔內的定時移位。由此，在一個場中有效屏幕期間中的信號根據加擾模式Sp進行解擾。
在此，當輸入裝置是一個具有適用於輸出裝置的加擾功能的正確的裝置時，由輸出授權裝置產生的加擾模式Sp和由輸入授權裝置產生的加擾模式Sp必須是相同，這是由於這兩種模式是根據表達式(4)獲得的。這樣，在這種情形中，在輸入授權裝置中，執行適當的加擾，並且原始的HD模擬分量信號得以恢復。
如果輸入授權裝置是一個錯誤的裝置，並且在該錯誤裝置中採用一些有效的結構，那麼在第二階段不是沒有可能建立授權。但是，在這種情形下，由於第三階段使用了與加密的隨機數相通信並且加擾模式Sp利用一個預定的函數(表達式(4))產生，所以加擾模式Sp在檢測錯誤輸入授權裝置時是不相同的，這種可能性較大。在這種情形中，輸入授權裝置不能執行合適的解擾。因此，只獲得了象原始HD模擬分量信號的變形的波形(deshaped waveform)。
本發明的實施例已經描述了提到的HD模擬分量信號。但是，在本發明中，要進行加擾的和解擾的信號可以是如SD模擬分量信號。換言之，本發明可以運用於任一種有多種模擬分量信號的視頻信號的電視系統。而且，移位的信號不限於色差信號，而是可以是如亮度信號和色差信號的組合，選擇哪種信號是任意的。另外，可以採用一種用至少三種移位信號進行加擾的結構。本發明除了可以採用如由亮度信號和色差信號組成的模擬分量信號外，還可採用由紅，綠和藍信號組成的模擬分量信號。
權利要求
1.一種經由多條視頻信號線輸出模擬分量視頻信號的視頻信號輸出裝置，該視頻信號線與形成所述的模擬分量視頻信號的視頻信號類型相對應，所述視頻信號輸出裝置包括進行信號線切換的信號線切換裝置，從而所述多條視頻信號線中的至少兩條視頻信號線發生移位；通過根據預定算法進行處理產生視頻信號線移位模式的信號線移位模式生成裝置；控制所述視頻信號線切換裝置的信號線切換控制裝置，使得基於視頻信號線移位模式的視頻信號線移位根據經過每一周期的時間進行，該每一周期相應於所述模擬分量視頻信號的一個水平掃描時間間隔或是一個水平掃描時間間隔的n倍(n是一個不小於2的自然數)。
2.根據權利要求1所述的視頻信號的輸出裝置，其特徵在於所述信號線切換控制裝置控制所述信號線切換裝置，以進行視頻信號線在所述模擬分量視頻信號的水平消隱期間中的定時發生移位。
3.根據權利要求1所述的視頻信號的輸出裝置，其特徵在於還包括與一個視頻信號輸入裝置相互通信的一通信裝置，其中模擬分量視頻信號從所述視頻信號輸出裝置輸出並輸入到所述的視頻信號輸入裝置，和其中通過使用由與所述視頻信號輸入裝置雙向通信獲得的通信信息，所述信號線移位模式生成裝置確定視頻信號線的移位模式。
4.根據權利要求3所述的視頻信號輸出裝置，其特徵在於所述通信信息在其預定的時間間隔中疊加到所述的模擬分量視頻信號上，並且該疊加了通信信息的模擬分量視頻信號被用於在所述視頻信號的輸出裝置和所述視頻信號的輸入裝置間在相互通信中至少進行從所述視頻信號的輸出裝置到所述視頻信號的輸入裝置的通信。
5.一種視頻信號輸入裝置，其中模擬分量視頻信號從多條視頻信號線外部地輸入到該視頻信號輸入裝置，該視頻信號線與形成所述的模擬分量視頻信號的視頻信號類型相對應，所述視頻信號輸入裝置包括進行信號線切換的信號線切換裝置，使得多條視頻信號線中的至少兩條視頻信號線發生移位；通過根據預定算法進行處理以產生視頻信號線移位模式的信號線移位模式生成裝置；用於控制所述視頻信號線切換裝置的信號線切換控制裝置，使得基於視頻信號線移位模式的視頻信號線移位根據經過每一周期的時間進行，該每一周期相應於所述模擬分量視頻信號的一個水平掃描時間間隔或是一個水平掃描時間間隔的n倍(n是一個不小於2的自然數)。
6.根據權利要求5所述的視頻信號的輸入裝置，其特徵在於所述信號線切換控制裝置控制所述信號線切換裝置，以進行視頻信號線在所述模擬分量視頻信號的水平消隱期間中的定時發生移位。
7.根據權利要求5所述的視頻信號的輸入裝置，其特徵在於還包括與一個視頻信號輸入裝置相互通信的一通信裝置，其中模擬分量視頻信號從所述視頻信號輸出裝置輸出並輸入到所述的視頻信號輸入裝置，和其中通過使用由與所述視頻信號輸入裝置雙向通信獲得的通信信息，所述信號線移位模式生成裝置確定視頻信號線的移位模式。
8.根據權利要求7所述的視頻信號的輸入裝置，其特徵在於所述通信信息在其預定的時間間隔中疊加到所述的模擬分量視頻信號上，並且該疊加了通信信息的模擬分量視頻信號被用於在所述視頻信號的輸出裝置和所述視頻信號的輸入裝置間在相互通信中至少進行從所述視頻信號的輸出裝置到所述視頻信號的輸入裝置的通信。
全文摘要
一種視頻信號的輸出裝置進行加擾和一種視頻信號的輸入裝置進行解擾。進行加擾和解擾,以使信號線在每一周期移位,該每一周期相當於一個水平掃描時間間隔或一個水平掃描時間間隔的n倍(n是一個不小於2的自然數)。各信號線在模擬分量視頻信號的水平消隱期間中的定時移位。當輸出裝置和輸入裝置內的相互通信的結果是建立起授權時,加擾和解擾模式都根據在相互通信中彼此獲得的信息得到確定。
文檔編號H04N7/169GK1275032SQ0012020
公開日2000年11月29日 申請日期2000年5月14日 優先權日1999年5月14日
發明者郡照彥 申請人:索尼公司