在視頻信號上迭加附加信息信號的方法和裝置的製作方法
2023-12-03 12:29:51 3
專利名稱：在視頻信號上迭加附加信息信號的方法和裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及按照儘可能小地對重放的視頻信號產生影響的方式在視頻信號上迭加附加信息信號的方法和裝置。
數字信息記錄裝置，諸如數字VTR(數字磁帶錄象機)和MD(小光碟)記錄/重放裝置正在普及，此外，目前正在開發一種提供記錄功能的DVD(數字視頻光碟或數字萬能光碟)。在這樣一種數字信息記錄裝置上，可以記錄作為主信息信號的數字視頻信號和數字音頻信號，此外，還記錄加入計算機數據中的附加信息信號。
在這種情況下，這種附加信息信號是一種數位訊號，並作為準備記錄在區域上有別於數字信息信號的區域，諸如報頭區域上的信號，加在數字信息信號上，例如，它被加在數字信息信號單元塊中和其他TOC(目錄)區域的數據上。
在現有的通過在其上迭加附加信息來記錄和傳輸主信息信號的系統的情況下，附加信息信號並不直接迭加在報頭區域中的數字信息信號上，而加在間接區域上。因此，很可能相當容易地去除附加信息信號，因為濾波和變更以及由此記錄裝置和重放裝置不再能夠檢測必要的附加信息信號。具體地說，當用於防止不公正的複製的控制信號或版權資訊作為附加信息信號加入時，無法達到第一個目的，因為這樣的附加信息信號被去除了。
另外，正如前面所說明的，當附加的信息信號加在間接的區域上時，若數位訊號轉換成模擬信號，則只能得到主信息信號，附加的信息信號丟失。這意味著，即使試圖採取通過加入防複製控制信號作為附加信息信號來防止主信息信號被不公正地複製的措施，若數位訊號轉換成模擬信號，則防複製措施也就不再有意義了。
作為解決上述附加信息信號被去除，而當數位訊號轉換成模擬信號時所述措施不再有效的問題而採用的附加信息信號加入系統，本發明的申請人提出一種系統，其中諸如防複製控制信號等附加信息信號是頻譜擴展的，這種頻譜擴展的附加信息信號迭加在視頻信號上，然後將這個視頻信號以數字或模擬方式進行記錄(美國專利申請No.08/75510)。
在這種系統中，以足夠快的周期產生用作擴展信號的PN(偽隨機噪聲)碼序列(下稱PN碼)，鑑於要把諸如窄帶高電平的防複製控制信號等附加信息信號轉換成對視頻信號不帶來任何影響的寬帶低電平信號，為達到頻譜擴展的目的將其(PN碼)乘以附加信息信號。這頻譜擴展的附加信息信號，亦即頻譜擴展信號迭加在模擬視頻信號上，以便記錄在記錄介質上。在這種情況下，記錄在記錄介質上的視頻信號可以是模擬信號或數位訊號。
在這種系統中，因為諸如防複製控制信號等附加信息信號是在與視頻信號同一周期上以同一頻率迭加的，所以試圖進行非法複製的人難以，例如，從視頻信號去除迭加的防複製控制信號。另一方面，可以通過逆頻譜擴展的方法檢測和利用迭加的防複製控制信號等附加信息信號。
如上所述，準備迭加在視頻信號上的附加信息的電平必須非常低，以致不影響重放的視頻信號的圖象。但是，還要求以非常低的電平迭加的附加信息具有能夠被檢測出來的電平，必須以為了檢測的目的的儘可能高的電平迭加這種電平。
因此，本發明的一個目的是提供一種在不影響視頻信號重放圖象的情況下以儘可能高的電平把附加信號迭加在視頻信號上的方法和裝置。
在本發明的把附加信息迭加在視頻信號上的方法和裝置中，與視頻信號同步地產生具有與視頻信號的一幅圖象或多個象素的周期對應的片碼段的頻譜擴展碼，通過頻譜擴展碼來對附加信息信號進行頻譜擴展，以產生頻譜擴展的附加信息信號，以此檢測視頻信號圖象的邊緣部分，當檢測到所述邊緣部分時，產生一種電平改變了的頻譜擴展信號，其中把與所述邊緣部分對應的頻譜擴展的附加信息信號部分的電平設置得大於其他部分的電平，而這電平改變了的頻譜擴展附加信息信號迭加在視頻信號上，以產生輸出視頻信號。
視頻信號的邊緣部分大幅度地改變其象素電平，而當把頻譜擴展的附加信息信號迭加在這個具有比其他部分高的電平的邊緣部分上時，這在重放的圖象上並不顯得突出。正如上面所說明的，因為附加信息信號的迭加電平可以升高，所以可以容易地檢測附加信息信號。
迭加電平是根據邊緣部分的電平差來確定的，故可儘可能地防止視頻信號造成的重放圖象的惡化，此外，還可以儘可能地把迭加電平量設置得高些。
從以下結合附圖對本發明的實施例進行的詳細描述，將明白本發明的其他目的和優點。附圖中圖1是說明在本發明的附加信息迭加方法中在視頻信號上迭加附加信息信號的迭加單元的示意圖；圖2是表示使用本發明的附加信息迭加裝置的最佳實施例的裝置實施例的方框圖；圖3是表示圖1裝置一部分的結構實例的示意圖；圖4是說明本發明附加信息迭加方法的實施例的操作的時間圖；圖5是表示圖1裝置一部分的結構實例的示意圖；圖6是表示圖1裝置一部分的結構實例的示意圖；圖7是說明在本發明的附加信息迭加方法的實施例中迭加電平控制的實例的示意圖；圖8是說明信息信號和頻譜擴展信號迭加電平之間關係的示意圖；圖9是表示設有用本發明迭加方法迭加附加信息的檢測部分的裝置實例的示意圖；圖10是說明在本發明的附加信息迭加方法最佳實施例中迭加電平控制的另一個實例的示意圖；而圖11是說明在本發明的附加信息迭加方法最佳實施例中迭加電平控制的另一個實例的示意圖。
現將參考
本發明的在視頻信號上迭加附加信息的方法和裝置的最佳實施例。
在下面說明的實施例中，本發明應用於一種系統，其中為複製目的而從作為圖象輸出裝置實例的DVD重放裝置向DVD記錄裝置提供模擬輸出視頻信號。亦即，在這個實例中，準備迭加的附加信息是防複製控制信號。
在這個系統中，在所述DVD重放裝置上頻譜擴展防複製控制信息作為輸出信號迭加在模擬輸出視頻信號上，然後把這種輸出信號提供給DVD記錄裝置。在所述DVD記錄裝置上，檢測迭加在從DVD重放裝置提供的模擬輸出視頻信號上的頻譜擴展防複製控制信息，以便根據檢測到輸出信號執行防複製控制。本發明迭加附加信息的方法可以應用於DVD重放裝置中作為附加信息的頻譜擴展信號的迭加過程。
首先，將說明通過頻譜擴展迭加防複製控制信息的DVD重放裝置。
在這個實施例中，如圖1所示，當一幀(或一場)的一幅圖象的視頻信號被分割為，例如，各包括水平方向×垂直方向=8個象素×8個象素的矩形區域的塊BL時，附加信息作為頻譜擴展信號以這樣的方式迭加在視頻信號上，即，把擴展信號的一個片碼分配給一個塊。
當頻譜擴展信號的一個片碼的值為」0」時，迭加，例如，正電平，而當頻譜擴展信號的一個片碼的值為」1」時，作為附加信息的頻譜擴展信號，例如，以負電平的形式迭加在視頻信號上。但是，以一片碼的形式迭加的電平並不是永遠恆定的，而當在所述塊中檢測到邊緣部分時，因為這樣的邊緣部分並不突出，所以，至少通過增大迭加電平來迭加這樣的邊緣部分。
在下面將要說明的實施例中，頻譜擴展信號迭加在視頻信號的亮度信號Y上，而不迭加到彩色信號C上。當然可以把頻譜擴展信號迭加到彩色信號C上。但是，因為視頻信號的彩色信號是利用一對相位軸的元素，例如，諸如色差信號傳輸的，而彩色是用這兩個軸的相位進行重放的，所以，若頻譜擴展信號迭加在彩色信號上，則看起來就好象色調發生了變化，即使信號電平非常低，這樣的變化也相當突出，使得難以在色調不發生任何變化的情況下迭加頻譜擴展信號。因此，在這個實施例中，頻譜擴展信號只迭加在亮度信號上。但是，為了便於說明，在表示視頻信號時不區分亮度信號Y和彩色信號C。
在圖2中，盤100是一種記錄介質，亦即DVD，在這種情況下，其上記錄了數字視頻信號和音頻信號，還記錄了作為附加信息的防複製控制信號。防複製控制信號記錄在盤100最裡的TOC(目錄)區或被稱為目錄的軌道區上，或記錄在不同的區域中記錄視頻信號和音頻信號的軌道上。下面說明的實例相當於後一種情況，而當讀出圖象數據時，也同時讀出防複製控制信號。
防複製控制信號表示不認可或認可複製視頻信號，或對產生複製件的限制，而且為以一位或幾位的信息的形式加入到圖象數據中而被插入。盤100裝入到圖2所示的裝置中，以便響應讀出請求讀出所記錄的信號。
如圖2所示，這個實例的重放裝置包括讀出部分11、解碼部分12、防複製控制信號提取部分13、SS(SS是頻譜擴展的縮寫)防複製控制信號產生部分14、同步分離部分15、PN產生控制部分16、PN產生部分、PN重複部分18、D/A轉換電路19、迭加部分20、邊緣檢測部分21和迭加電平控制部分22。
讀出部分11從通過重放記錄在盤100上的信息而獲得的信號S1提取重放的視頻信號元素S2，然後把這種重放的視頻信號元素S2提供給解碼部分12和防複製控制信號提取部分13。
解碼部分12對重放的視頻信號元素S2執行解碼過程以便形成數字視頻信號，並把這種信號提供給D/A轉換電路19。D/A轉換電路19對數字視頻信號執行D/A轉換，以形成具有同步信號的模擬視頻信號S3，然後把這種信號提供給同步分離部分15和迭加部分20。
防複製控制信號提取部分13提取加在重放的視頻信號元素S2上的防複製控制信號S4，然後把這種信號S4提供給頻譜擴展防複製控制信號產生部分14。
另一方面，同步分離部分15從模擬視頻信號S3提取水平同步信號H和垂直同步信號V，然後把這些信號提供給PN產生控制部分16。
PN產生控制部分16利用水平同步信號H和垂直同步信號V作為基準信號，產生表示PN碼產生部分的PN產生啟動信號EN、表示PN碼產生開始定時的PN碼復位定時信號RE(下稱復位信號RE)和時鐘信號PNCLK。
圖3是說明PN碼產生控制部分16的結構實例用的示意圖。如圖3所示，PN產生控制部分16備有PN產生定時信號產生部分161、包括PLL(鎖相環)的PN時鐘產生部分162和定時信號產生部分163。從同步分離部分15把水平同步信號H和垂直同步信號V提供給PN產生定時信號產生部分161和定時信號產生部分163，而從同步分離部分15把水平同步信號H提供給PN時鐘產生部分162。
如圖4A所示，PN產生定時信號產生部分161利用垂直同步信號V作為基準信號，以便產生垂直周期復位信號RE，後者確定準備用於頻譜擴展的擴展用的PN碼流的重複周期。在這個實例中，復位信號RE是，例如，垂直同步信號V前沿處上升的垂直同步信號。
在這個實例中，PN產生定時信號產生部分161還利用水平同步信號H(參見圖4B)作為基準信號產生PN產生啟動信號EN。在這個實例中，PN產生啟動信號EN是以從PN產生部分17產生PN碼的信號的形式產生的，其數目如塊BL垂直方向上的行數N，亦即在這個實例中，每N=8個水平部分(參見圖4D)中的一個水平部分。
如圖4D所示，這種PN產生啟動信號EN是低電平激活的。
PN時鐘產生部分162利用PLL產生PN時鐘PNCLK(參見圖4C)，它與水平同步信號H同步，並具有塊BL的周期。就是說，PN時鐘PNCLK是具有等於一個塊BL在水平方向上象素數目的周期的時鐘信號，亦即在本例中是8個象素的周期的時鐘信號。這種PN時鐘信號PNCLK確定了擴展信號的片碼周期。
另外，定時信號產生部分163根據水平同步信號H和垂直同步信號V產生圖2裝置中的各種定時信號。
在PN產生控制部分16中產生的PN產生啟動信號EN、PN碼復位信號RE和PN時鐘信號PNCLK被提供給PN產生部分17。PN產生啟動信號EN和PN時鐘信號PNCLK還被提供給PN重複部分18。
PN產生部分17根據時鐘信號PNCLK、啟動信號EN和PN碼復位定時信號RE產生PN碼。就是說，PN產生部分17利用復位信號RE、在本實例中按照垂直周期進行復位，以便從其開頭產生預定碼型的PN碼流PS。PN產生部分17僅在由啟動信號EN設定PN碼產生就緒狀態(啟動件)時，才根據時鐘信號PNCLK產生PN碼流PS。
在本實例的情況下，正如上面所說明的，當啟動信號EN處於低電平時，PN產生部分17被設置為產生PN碼的狀態。因此，如圖4D所示，PN碼是在一個塊的垂直方向上的8個水平段中領頭的一個水平段產生的，並且PN碼是以PNCLK時鐘的一個時鐘信號一片碼這樣的速率產生的。在這種情況下，因為PN產生部分17在一個垂直段中是不復位的，所以，不同的PN碼流PN11,PN12,PN13…，如圖4E所示，是在PN產生水平段中產生的。
但是，PN產生部分17是在垂直段的頭部被復位信號RE復位。因此，正如上面所說明的，在每一個垂直段，不同的PN碼流PN11,PN12,PN13…是在每一塊BL的頭部處的一個水平段產生的。
圖5表示PN產生部分17結構的實例。這個實例的PN產生部分17包括構成15級移位寄存器的15個D觸發器REG1至REG15和「異或」電路EX-OR1至EX-OR3，用來計算所述移位寄存器的適當的分接頭輸出。圖5所示PN產生部分17，正如上面說明的，根據啟動信號EN、PN時鐘信號PNCLK和PN碼復位定時信號RE產生M序列PN碼流PS。
把這樣從PN產生部分17獲得的PN碼流PS提供給PN重複部分18，而來自PN產生控制部分16的啟動信號EN和時鐘信號PNCLK也提供給這個PN重複部分18。
圖6表示PN重複部分18的結構實例。就是說，這個PN重複部分18包括開關電路181和級數等於準備輸入到一個水平段的PN碼片碼數目的移位寄存器。把PN碼流PS提供給開關電路182的輸入端a側，而把移位寄存器182的輸出提供給另一個輸入端b側。
提供作為這個開關電路181的開關信號的啟動信號EN，並且，當啟動信號EN處於低電平時，這個開關電路181連接到所述部分中的輸入端a側，並產生PN碼流PS，同時，當啟動信號處於高電平時，開關電路181連接到所述部分中的輸入端b側，不產生PN碼流PS。時鐘信號PNCLK以移位時鐘信號的形式提供給移位寄存器182。
因此，在PN產生部分17的塊BL的頭部處水平段中產生的包括PN碼流PN11,PN12,PN13…的PN碼流PS通過開關電路181傳送給移位寄存器182。在塊BL內其餘的水平段中，一旦來自PN產生部分17的PN碼流PS停止，開關電路就把移位寄存器輸出側s連接到所述輸入端的b側。因此，移位寄存器182便重複地輸出在前一水平段中得到的一個水平段中的PN碼流PN11,PN12,PN13…。
正如上面所說明的，在這個例子中，在PN產生部分17的每一個塊BL的8個水平段中的一個水平段中產生的PN碼流，在PN重複部分18中的下一個水平段中重複，以產生PN碼流PSr，其中以一個水平段為單位的PN碼流PN11,PN12,PN13…，如圖4F所示，在每一個塊BL的8個水平段中連續。也就是說，把PN碼流PS的一片碼分配給一個塊。來自PN重複部分18的PN碼流Psr也提供給頻譜擴展防複製控制信號產生部分14。
頻譜擴展防複製控制信號產生部分14用PN碼流PSr對由上面所說明的防複製控制信號提取部分13所提取的防複製控制信號S4進行頻譜擴展，以形成準備迭加在視頻信號S3上的頻譜擴展防複製控制信號(下稱SS防複製控制信號)S5。
這種SS防複製控制信號產生部分14，儘管並未舉例說明，但備有防複製控制信號流產生部分，用來產生準備頻譜擴展的防複製控制信號流；以及乘法部分，用來為了頻譜擴展的目的而把所產生的防複製控制信號流和PN碼流PSr相乘。
防複製控制信號流產生部分14，在本實例的情況下，產生防複製控制信號流，以便把相同的信息位內容給予至少一個塊垂直部分中的8個水平段。為了進行這種定時控制，來自PN產生控制部分16的啟動信號EN提供給SS防複製控制信號產生部分14。
把在SS防複製控制信號產生部分14中形成的SS防複製控制信號S5提供給迭加電平控制部分22，正如前面所說明的，然後依照片碼的值將其轉變成正或負電平模擬信號，然後將其提供給迭加部分20。
在這種情況下，迭加電平控制部分22當其輸出是模擬電平時，根據SS防複製控制信號的片碼值，當SS防複製控制信號片碼的值為」0」時，如圖7A所示，輸出正的超低電平(絕對值La)信號，而當SS防複製控制信號片碼的值為」1」時，輸出負的超低電平信號(絕對值La)，但是，正如前面所說明的，還是輸出高電平的圖象邊緣部分。
因此，把來自邊緣檢測部分21的邊緣檢測輸出提供給這個迭加電平控制部分22。邊緣檢測部分21對來自D/A轉換器19的模擬視頻信號檢測圖象的邊緣部分。邊緣部分可以用下列方法檢測當用一階和二階微分對視頻信號進行微分，而微分的結果超過預定的閾值時，或者檢測相鄰象素的差值而這個差值超過預定的閾值時，就可以檢測邊緣。
例如，當例如，一個塊BL之內存在細緻部分、由邊緣檢測部分21以一階微分檢測邊緣時，如圖7C所示，可以獲得邊緣檢測輸出。因此，在本實施例的情況下，在這個部分的兩個邊緣上附加信息的迭加電平都增大。
也就是說，當如圖7C所示在其中SS防複製控制信號的片碼值為」0」的塊BL內檢測邊緣時，塊BL中片碼的電平被設置為比圖7D所示邊緣部分的正電平La大的正電平Lb。同樣地，當如圖7C所示在其中SS防複製控制信號的片碼值為」1」的塊BL內檢測邊緣時，所述塊BL中片碼的電平被設置為比圖7E所示邊緣部分的負電平La大的負電平Lb。
正如上面所說明的，把在一個片碼的邊緣部分具有較大電平的SS防複製控制信號提供給迭加部分20。
正如上面所說明的，迭加部分20把模擬SS防複製控制信號迭加在視頻信號S3上，以形成並輸出一種輸出視頻信號。正如上面所說明的，迭加部分20具有把SS防複製控制信號作為已經用PN碼流PSr頻譜擴展了的防複製控制信號迭加在視頻信號S3上的迭加裝置的功能。
在這種情況下，至少上面所說明的電平La對應於比其上已經迭加了SS防複製控制信號S5A的視頻信號動態範圍低的電平。電平Lb比電平La高，但當信號S5A迭加在視頻信號上時，被設置成幾乎對視頻信號不產生任何有害作用的值。
圖8示出表明防複製控制信號和視頻信號之間的關係的頻譜。防複製控制信號含有數量較少的信息，而且位速率低，並如圖8A所示是窄帶信號。當這種信號被頻譜擴展時，這種信號變成如圖8(b)所示的寬帶信號。在這種情況下，頻譜擴展信號電平與頻帶的擴展比率成反比地縮小。
這個頻譜擴展信號，亦即SS防複製控制信號在迭加部分20中迭加在信息信號上。在這種情況下，如圖8(c)所示，SS防複製控制信號是以低於作為信息信號的視頻信號的動態範圍的電平迭加的。在這樣迭加SS防複製控制信號的情況下，主信息信號幾乎沒有惡化。因此，正如上面所說明的，當通過向監視器接收機提供迭加了SS防複製控制信號的視頻信號而重放圖象時，SS防複製控制信號的影響幾乎檢測不出來，可以得到良好的重放圖象。
另一方面，正如後面將要說明的，當在記錄側進行逆頻譜擴展以檢測迭加的SS防複製控制信號時，再次把SS防複製控制信號恢復為如圖8(d)所示的窄帶信號。在足夠的頻帶擴展率的情況下，逆擴展之後的防複製控制信號的功率超過信息信號，使其檢測成為可能。
在這種情況下，因為迭加在模擬視頻信號上的SS防複製控制信號，是以相同的時間和相同的頻率迭加在視頻信號上的，所以，這種SS防複製控制信號不可能被頻率濾波器或簡單的信息替代來刪除或糾正。
因此，迭加在視頻信號上的SS防複製控制信號永遠也去除不了，SS防複製控制信號肯定可以提供給諸如記錄裝置等的監視接收機或裝置。也就是說，正如前面說明的，因為防複製控制信號難以改變或去除，所以，肯定可以防止不公正的複製，從而實現複製控制。
另外，在上面的結構中，因為頻譜擴展是利用把垂直同步信號定義為基準信號的垂直同步PN碼流來進行擴展的，所以從視頻信號中檢測這種頻譜擴展的信號所要求的逆頻譜擴展用的PN碼流可以容易地根據與從視頻信號中檢測的與垂直同步信號同步的信號產生。也就是說，不再需要，例如，利用滑動相關器的逆頻譜擴展用的PN碼同步控制。正如所說明的，因為逆擴展用的PN碼流可以容易地產生，所以結合增大邊緣部分的迭加電平，立即執行逆頻譜擴展，就可以把通過快速頻譜擴展迭加在視頻信號上的諸如防複製控制信號等附加信息信號檢測出來。
正如前面所說明的，可以向用於顯示圖象的監視接收機和後面將要說明的記錄裝置20提供上面迭加了SS防複製控制信號的模擬輸出視頻信號。
接著，將要說明接收來自上面所說明的DVD重放裝置的模擬視頻信號，並記錄所述視頻信號的記錄裝置。圖9是用來說明在這種系統中用的視頻信號記錄裝置(下稱記錄裝置)的示意圖。
如圖9所示，記錄裝置備有A/D轉換電路31、編碼部分32、寫入部分33、檢測頻譜擴展後迭加在視頻信號上的防複製控制信號(下稱SS防複製控制信號檢測部分)用的檢測部分34、控制是否認可複製用的複製控制部分35、同步分離部分36、PN產生控制部分37、PN產生部分38和PN重複部分39。另外，記錄介質是用本記錄裝置把視頻信號寫在其上的DVD。
由重放裝置提供的模擬視頻信號Vi用A/D轉換電路31轉換成數字視頻信號S31，然後提供給編碼部分32、SS防複製控制信號檢測部分34和同步分離部分36。
編碼部分32接收數字視頻信號S31，以便通過諸如消除視頻同步信號和數據壓縮等編碼過程形成準備提供給記錄介質200的記錄用數字視頻信號S32，然後把這種數字視頻信號提供給寫入部分33。
同步分離部分36在數字視頻信號S31編碼前從其中取出水平同步信號H和垂直同步信號V，然後將這些同步信號提供給PN產生控制部分37。
在本實施例中，所述記錄裝置的PN產生控制部分37以與上面利用圖3說明的重放裝置的PN產生控制部分16相同的方法構成。因此，這裡以具有圖3所示結構的形式來說明PN產生控制部分37。
PN產生控制部分37的PN產生定時信號產生部分161利用垂直同步信號V作為基準信號，與上面說明的重放裝置對應，來產生PN碼復位定時信號RE(下稱復位信號RE)，用來提供準備用於逆頻譜擴展的逆擴展用PN碼流的復位定時，還利用水平同步信號H作為基準信號來產生與上面說明的重放裝置的啟動信號EN對應的啟動信號EN。這裡產生的復位信號RE是類似於重放裝置的PN產生控制部分16中產生的PN碼復位定時信號RE的信號，用來提供對應於視頻信號垂直部分開始位置的定時。
PN產生控制部分37的PN時鐘產生部分162產生一個與水平同步信號H同步的PN時鐘信號PNCLK。這種時鐘信號PNCLK相當於在上面說明的重放裝置中用的時鐘PNCLK信號。另外，PN產生控制部分37的定時產生部分163根據水平同步信號H產生各種類型的定時信號。
把在PN產生控制部分37中產生的復位信號RE、啟動信號EN和時鐘信號PNCLK提供給PN產生部分38。另外，把來自PN產生控制部分37的啟動信號EN和時鐘信號PNCLK提供給PN重複部分39。
PN產生部分38用與圖5所示重放裝置中的PN產生部分17類似的方法構造，而PN重複部分39用與圖6所示重放裝置中的PN重複部分18類似的方法構造。因此，也可以得到與上面說明的重放裝置中頻譜擴展用的相同的PN碼流PSr，並且把這種碼流PSr提供給SS防複製控制信號檢測部分34。
在本實施例中，SS防複製控制信號檢測部分34備有PN碼發生器和乘法電路，以便具有作為通過逆頻譜擴展提取迭加在視頻信號S31上的防複製控制信號的逆頻譜擴展裝置的功能。
SS防複製控制信號檢測部分34利用與頻譜擴展時用的PN碼流相同的逆擴展用PN碼流對PSr迭加了SS防複製控制信號的每一個垂直段的視頻信號執行逆頻譜擴展，以便提取迭加在視頻信號上的防複製控制信號。還把所提取的防複製控制信號S34提供給複製控制部分35。
複製控制部分35對防複製控制信號S34進行解碼，以判別出提供給記錄裝置的視頻信號是複製認可還是複製不認可的。根據判別結果，產生寫控制信號，然後將其提供給寫入部分33。這樣，就可以執行諸如視頻信號S32寫認可還是不認可等複製控制。
當寫控制信號S35認可寫操作時，寫入部分33把視頻信號S32寫在記錄介質200上，但是，當寫控制信號S35不認可寫操作時，就不把視頻信號S32寫在記錄介質200上。
正如前面所說明的，本實施例的記錄裝置利用與防複製控制信號頻譜擴展用的PN碼流PSr相同的PN碼流對迭加了SS防複製控制信號的視頻信號進行逆頻譜擴展，以便提取迭加在視頻信號上的防複製控制信號。
在這種情況下，在邊緣部分SS防複製控制信號是以較高的電平迭加在視頻信號上的，在SS防複製控制信號檢測部分34中很容易檢測出防複製控制信號，這樣就能夠通過快速地檢測防複製控制信號而進行適當而快速的複製控制。
利用圖7說明的邊緣部分的迭加電平控制是在這樣一種特殊的情況下進行的，即在一塊中存在邊緣的兩端，但實際上在許多情況下假定一塊中只存在邊緣的一端。
例如，如圖10A所示，當在一個片碼中，亦即在一塊中水平方向上只存在邊緣的一端時，如圖10B所示，可以獲得作為邊緣檢測輸出的一階微分輸出。
對於這種邊緣檢測輸出，如圖10C所示，使用第一迭加電平。也就是說，迭加電平從邊緣檢測位置起增大一個象素，而在隨後的象素位置上，迭加電平減低，然後維持至一塊BL水平方向的最後位置。在這種情況下，邊緣部分象素之後象素位置的迭加電平也可以設置成略高於如圖10C所示的上述La電平的電平。
第二迭加電平設置成較高的電平，例如，如圖10D所示，從邊緣檢測時間開始設置成Lb，但此後這個電平逐漸降低。
另外，第三迭加電平設置成較高的電平，例如，如圖10E所示，從邊緣檢測時間開始設置成Lb，這個電平在一個塊內保持到最後位置。
圖10中示出水平方向上的邊緣，對於垂直方向上的邊緣也可以用相同的方法來控制迭加電平。關於圖10，已經說明了正方向上迭加電平的控制，它也可以應用於負方向迭加電平的控制。
接著，圖11是用來說明邊緣部分SS附加信號迭加電平的其他控制方法的示意圖。這個例子表示在存在邊緣部分的情況下(如圖11A所示)邊緣部分每一片碼的SS附加信息的迭加電平控制，其中電平在一個塊BL內在水平方向上的中間位置變化，而且存在這樣的邊緣部分，其中電平在垂直方向的中間位置發生變化。
在圖11B所示的分布中，當邊緣檢測部分21檢測到邊緣時，迭加電平控制部分22指定高電平，諸如上面所說明的電平Lb，例如，在判斷為邊緣的象素位置上預定的電平作為SS附加信息迭加電平。
在圖11B的分布(1)中，只在水平方向上、在檢測到邊緣的象素位置上、把SS附加信息的迭加電平設定為預定的較高的電平Lb。另外，在圖11B的分布(2)中，在水平方向上和垂直方向上、在檢測到邊緣的象素位置上、把SS附加信息迭加電平設定為電平Lb。
另外，在圖11C的分布中，迭加電平控制部分22以固定的圖案在從檢測到邊緣的象素開始一個或多個象素的相鄰象素的位置增大SS附加信息的迭加電平。在這種情況下，有兩種迭加電平固定圖案。在一種圖案中，迭加電平逐漸降低，而在另一種圖案中，如圖10D或10E所示，迭加電平維持在恆定的電平。圖11C表示只在水平方向上進行邊緣檢測的例子，但對於垂直方向，也可以實現迭加電平控制。
接著，在圖11D的分布中，當檢測到邊緣時，邊緣檢測部分21，例如，用二階微分，檢測所述檢測電平，亦即，邊緣兩側的兩個象素的差值DF。迭加電平控制部分22根據檢測到的差值DF的振幅而確定SS附加信息的待增大的迭加電平。也就是說，例如，用下列公式確定迭加電平L。
L=DF×k(式中k是所需要的係數)在圖11D的分布中，附加信號只在邊緣部分象素位置上以確定的迭加電平迭加。在這種情況下，準備增大的迭加電平的最大值是以前確定的，並且這樣確定迭加電平、使其不超過這樣的最大值。
圖11E表示把圖11C和11D的分布組合起來的分布。在這種情況下，在從檢測到邊緣的象素開始一個或多個象素的相鄰象素位置，以固定的圖案增大SS附加信息迭加電平。但是，迭加電平值是根據邊緣部分的差值DF確定的。在這種情況下，預先確定準備增大的迭加電平最大值，因此這樣確定迭加電平、使其不超過這個最大值。
在這個實例中，SS附加信息這樣迭加在視頻信號上，使得擴展信號的一個片碼以塊為單元對應。但是，自然也可以以一個象素為單位、與擴展碼的一個片碼對應地迭加附加信息。在這種情況下，可以用以下迭加電平控制方法儘可能地增大迭加電平，即在邊緣部分的象素位置上增大SS附加信息迭加電平或在邊緣部分象素位置上或附近的象素位置上增大SS附加信息迭加電平。
另外，還可以為了迭加的目的而把一個片碼指定給僅在水平方向或垂直方向一個方向上由多個象素組成的塊，而不是指定給既在水平方向又在垂直方向兩個方向上由多個象素組成的塊。
另外，頻譜擴展用的擴展碼復位周期可以是多個垂直周期，而不是一個垂直周期。此外，擴展碼的復位周期可以是一個水平周期，或多個水平周期。
此外，在上面的實例中，依據擴展碼的所述片碼的值為」0」或」1」而把迭加電平設置為正或負，但也可以通過把一個保持為零電平，而把另一個設為正或負電平來迭加附加信息。在這種情況下，可以通過進行關於正負電平的迭加電平控制來應用本發明。
此外，在上面的說明中，頻譜擴展之後準備迭加的附加信息信號是防複製控制信號。作為這種附加信息信號，不僅可以使用防複製控制信號，而且可以使用與數字視頻信號有關的信息，例如，識別每一場用的時間碼信息和版權資訊。作為版權資訊可以使用，例如，識別相關記錄裝置用的裝置號。當這個裝置號迭加並記錄在數字視頻信號Vi上時，就很容易查出複製的歷史。
另外，在上面的說明中，頻譜擴展信號是迭加在模擬視頻信號上的，但是，自然也可以把頻譜擴展後的信號迭加在數字視頻信號上。在這種情況下，自然可以應用本發明。
此外，在上述說明中，通過PN碼來對附加信息位進行頻譜擴展，但是，本發明自然可以用於以下情況通過隨附加信息位而疊加不同系列的PN碼來檢測頻譜擴展信號、從而檢測這些PN碼。
此外，本發明還可以應用於這樣一種情況，即通過確定在迭加PN碼時發送」1」，而在不迭加PN碼時發送」0」，把PN碼本身作為頻譜擴展信號迭加在視頻信號上。
另外，擴展信號不限於PN碼，也可以使用戈爾德碼或其他碼。
此外，本發明還可以應用於這樣一種情況，即附加信號不通過頻譜擴展來施加，而是把附加信號以超低電平來迭加，以便不影響重放的圖象，此外，附加信號以一個或多個象素為單位迭加。
在上面的說明中，本發明已應用於記錄/重放系統，但是，本發明也可以應用於這樣的情況，即附加信息迭加在視頻信號上，然後通過各種類型的傳輸介質，例如，射頻信號、電(光)纜和紅外光束進行傳輸。
正如上面所說明的，按照本發明，附加信息在邊緣部分和在接近邊緣部分的區域以高於其他部分的電平迭加在視頻信號上。這樣，附加信息可以容易地檢測出來，而附加信息對重放圖象的影響又減到最小。
權利要求
1．一種把附加信息信號迭加在視頻信號上的方法，其特徵在於包括以下步驟與視頻信號同步產生具有與所述視頻信號的圖象的一個或多個象素的周期對應的片碼段的頻譜擴展碼；用所述頻譜擴展碼對附加信息信號進行頻譜擴展，產生頻譜擴展的附加信息信號；檢測所述視頻信號圖象的邊緣部分；當檢測到所述邊緣部分時，產生一種電平改變了的頻譜擴展信號，其中設定與所述邊緣部分對應的頻譜擴展的附加信息信號部分的電平大於其他部分的電平；以及通過把所述電平改變了的頻譜擴展附加信息信號迭加在所述視頻信號上來產生輸出視頻信號。
2．按照權利要求1的把附加信息信號迭加在視頻信號上的方法，其特徵在於在所述頻譜擴展碼的片碼對應於所述視頻信號圖象的多個象素時，在與包括所述頻譜擴展的附加信息信號的所述邊緣部分的多個象素對應的片碼中，在不產生使圖象惡化的程度上，設定所述頻譜擴展的附加信息信號的電平高於其他部分的電平。
3．按照權利要求2的把附加信息信號迭加在視頻信號上的方法，其特徵在於在所述頻譜擴展的附加信息信號中，設定其電平高於其他部分的部分的電平為恆定的電平。
4．按照權利要求2的把附加信息信號迭加在視頻信號上的方法，其特徵在於在所述頻譜擴展的附加信息信號中，其電平高於其他部分的部分的電平逐漸降低。
5．按照權利要求2的把附加信息信號迭加在視頻信號上的方法，其特徵在於在所述頻譜擴展的附加信息信號中，其電平高於其他部分的部分的電平，相對於所述邊緣部分的一個象素逐步上升。
6．按照權利要求1的把附加信息信號迭加在視頻信號上的方法，其特徵在於通過把對所述視頻信號進行微分而獲得的微分電平與預定的電平作比較來檢測所述視頻信號圖象的所述邊緣部分。
7．按照權利要求1的把附加信息信號迭加在視頻信號上的方法，其特徵在於根據對所述視頻信號進行微分而獲得的微分電平來確定所述頻譜擴展附加信息信號中其電平高於其他部分的部分的電平。
8．一種把附加信息信號迭加在視頻信號上的裝置，其特徵在於包括頻譜擴展碼產生裝置，用來與視頻信號同步地產生具有與所述視頻信號圖象的一個或多個象素的周期對應的片碼段的頻譜擴展碼；頻譜擴展裝置，用來以來自所述頻譜擴展碼產生裝置的所述頻譜擴展碼對附加信息信號進行頻譜擴展，產生頻譜擴展的附加信息信號；邊緣檢測裝置，用來檢測所述視頻信號圖象的邊緣部分；電平控制裝置，用來響應來自所述邊緣檢測裝置的檢測輸出信號，產生電平控制頻譜擴展附加信息信號，其中所述頻譜擴展的附加信息信號的一部分的電平高於其他部分的電平；以及信號迭加部分，用來通過把來自所述電平改變裝置的所述電平控制的頻譜擴展附加信息信號迭加在所述視頻信號上而產生輸出視頻信號。
9．按照權利要求8的把附加信息信號迭加在視頻信號上的裝置，其特徵在於當所述頻譜擴展碼的片碼段對應於所述視頻信號圖象的多個象素時，在所述頻譜擴展的附加信息信號的包括邊緣部分的與多個象素對應的片碼段內，所述電平控制裝置設定所述頻譜擴展的附加信息信號的一部分的電平高於其他部分的電平，但高出的程度以不使圖象惡化為限。
10．按照權利要求9的把附加信息信號迭加在視頻信號上的裝置，其特徵在於所述電平控制裝置使所述頻譜擴展附加信息信號中的電平高於其他部分的一部分的電平保持不變。
11．按照權利要求9的把附加信息信號迭加在視頻信號上的裝置，其特徵在於所述電平控制裝置使所述頻譜擴展附加信息中電平高於其他部分的一部分的電平逐漸降低。
12．按照權利要求9的把附加信息信號迭加在視頻信號上的裝置，其特徵在於所述電平控制裝置使所述頻譜擴展附加信息信號中電平高於其他部分的一部分的電平，相對於所述邊緣部分的一個象素逐步上升。
13．按照權利要求8的把附加信息迭加在視頻信號上的裝置，其特徵在於所述邊緣檢測裝置通過把對所述視頻信號進行微分而獲得的微分電平與預定的電平作比較來檢測所述視頻信號圖象的所述邊緣部分。
14．按照權利要求8的把附加信息信號迭加在視頻信號上的裝置，其特徵在於所述電平控制裝置根據對所述視頻信號進行微分而獲得的微分電平來確定所述頻譜擴展附加信息信號中其電平高於其他部分的部分的電平。
全文摘要
在把通過對諸如防複製控制信號和版權資訊等的附加信息信號進行頻譜擴展而獲得的頻譜擴展的附加信息信號迭加在視頻信號時,檢測視頻信號影象的邊緣部分,以便在與邊緣部分對應的部分,設定頻譜擴展的附加信息信號的一部分的電平高於其他部分,以便把這樣的附加信息信號迭加在視頻信號上。這樣,附加信息信號就可以容易地檢測出來,而又不使重放的影象惡化。
文檔編號H04N7/081GK1212535SQ9811852
公開日1999年3月31日 申請日期1998年8月28日 優先權日1997年8月29日
發明者池田望, 荻野晃 申請人:索尼公司