JP3663789B2

JP3663789B2 - データ保護情報重畳信号及びそれを用いる装置

Info

Publication number: JP3663789B2
Application number: JP33656796A
Authority: JP
Inventors: 坦北浦
Original assignee: Panasonic Corp; Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Corp; Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1996-12-17
Filing date: 1996-12-17
Publication date: 2005-06-22
Anticipated expiration: 2016-12-17
Also published as: JPH10178655A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は画像及び情報記録機器等におけるデ−タ保護（著作権）情報に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
ＶＨＳ等のアナログビデオテープレコーダ（以下アナログＶＴＲと略する）においては、データ（著作権）を保護するために記録されている信号をコピーできないようにコピー制限手段がとられている例がある。たとえばマクロビジョン社が提案する方式では、記録映像信号の垂直ブランキング期間に振幅が正規の映像信号の最大レベルである１００％を越える高さのパルスを重畳しておき、再生信号を別のＶＴＲでダビングによるコピーをしたときに記録側のＶＴＲの自動利得制御（ＡＧＣ）作用によって本来より振幅が小さく記録されてしまうようにしたコピー制限方式などが実用化されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
最近はＤＶＤやＤＶＣといったディジタル記録された画像情報をコンピュータで再生してディスプレイで鑑賞するといった手段において、本来ＮＴＳＣ等の通常のテレビジョン放送方式の信号とは異なる形態の、たとえば走査線数やフレーム周波数が異なる３原色信号（ＲＧＢ）と水平及び垂直同期信号の５種類の信号よりなるディスプレイ駆動用の信号をＮＴＳＣ等の通常のテレビジョン信号に変換するコンバータ装置を用いてＶＨＳ等のＶＴＲ等に記録する事が手軽にできる様になってきている。
【０００４】
この場合、たとえ元のディジタル記録された情報中にデ−タ（著作権）保護情報が含まれていても、ディスプレイ駆動用信号には必要ない上、信号形態が異なるため従来の技術で説明したようなコピー制限方式は使用できないので、著作権保護が完全に行われない、といった課題があった。
【０００５】
また、コンピュータ用のディスプレイ装置では通常のテレビジョン受像機のように映像信号に強力なブランキングをかけたり、オーバースキャンによって映像信号のブランキング期間に重畳されている不要な映像を見せないようにする、といったことを行っていない。そのため前記のマクロビジョン社が提案するようなパルスをブランキング期間に重畳したりするとディスプレイの画面上に不必要な信号が現れてしまうといった課題もあった。
【０００６】
【発明を解決するための手段】
この課題を解決するために、本発明はたとえば、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の３原色信号と水平及び垂直同期信号の５種類よりなる、ブラウン管等のディスプレイ上に文字、画像等の情報を表示するためのテレビジョン信号で、そのテレビジョン信号の中の青（Ｂ）信号の、前記水平同期信号に時間的に重ならない位置でさらに前記垂直同期信号の開始位置より後ろでかつ垂直帰線期間内に相当する時間位置に、振幅が負の方向でかつ前記文字、画像等の情報を表示する映像信号の最大絶対値振幅の４３％以下の振幅に設定された著作権保護情報を含んだ信号をｎ回（ｎは正の整数）重畳したテレビジョン信号を発生させ、前記コンバータ装置でそれを検出してコンバータ装置の出力信号にたとえば前記マクロビジョン社の提案するパルスを乗せることで、コピー制限とすることができる手段を提供しようとするものである。
【０００７】
さらには、ＲＧＢ信号以外の、たとえば輝度（Ｙ）、色差Ｕ（Ｒ−Ｙ）、色差Ｖ（Ｂ−Ｙ）といった別の信号形態についても最適な信号重畳方式を提供する。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について説明する。
【０００９】
図１及び図２はパーソナルコンピュータでよく使われている表示画面が６４０画素×４８０ラインのＶＧＡと称するディスプレイ駆動用信号に本発明を適用した第１の実施例で、図１は水平走査期間、図２は垂直走査期間の時間軸で示されている。
【００１０】
前記ＶＧＡ信号はＲ、Ｇ、Ｂの３原色信号と水平及び垂直同期信号の５種のテレビジョン信号より構成されている。図１は垂直ブランキング期間内のうちの１水平走査期間の信号波形を示す図で、１はＲ（赤）信号波形で、２は本来の映像信号がある場合の位置を示す。３は映像信号の最大振幅レベル、通常１００％が０．７Ｖｐ−ｐである。４はＧ（緑）信号波形で、５は本来の映像信号がある場合の位置を示す。６は映像信号の最大振幅レベルで、Ｒ信号と同様に通常１００％が０．７Ｖｐ−ｐである。７はＢ（青）信号波形で、８は本来の映像信号がある場合の位置を示す。９は映像信号の最大振幅レベルで、これもＲ信号と同様に通常１００％が０．７Ｖｐ−ｐである。１０は著作権保護情報で２値のディジタル信号で構成されている。１１は前記著作権保護情報の振幅レベルを示すもので、負方向に４８％のレベルの場合の例で示されている。１２は上記Ｒ、Ｇ、Ｂ信号に対応する水平同期信号波形を示す。１３は１水平走査期間を示す。
【００１１】
図２は垂直走査期間の時間軸で示したもので、１４は図１の１２と同じ水平同期信号で、１５は垂直ブランキング期間を示す。１６は垂直同期信号、１７は１垂直走査期間を示す。１８は前記垂直帰線期間内の著作権保護情報を乗せるライン位置を示したもので、垂直同期信号のスタート位置から垂直帰線期間内にあるラインならどこに、何回乗せてもかまわない。垂直帰線期間は垂直同期信号位置より少し前から始まるが、重畳位置を垂直同期信号以降にするのは、検出するときに垂直同期信号をトリガとするためである。なお、ＶＧＡ信号の規定としての垂直ブランキング期間は４５ラインあるが、通常のディスプレイでは前述のごとく映像信号そのものにブランキングはかけられておらず、それより少し狭い範囲の垂直帰線期間にＣＲＴ上で電子ビームをカットオフするようにブランキングがかけられており、この垂直帰線期間はディスプレイによって一定でないので、本発明による著作権保護情報の重畳期間はいわゆる規定上のブランキング期間の２分の１程度に設定しておく方が安全である。ただし本発明は垂直の帰線期間内への重畳にかかるもので、その重畳位置、重畳回数を規定するものではない。
【００１２】
著作権保護情報は図１の１０に示すごとく本来の映像信号とは反対方向の負方向に重畳されており、振幅は４３％以下が望ましい。
【００１３】
その理由は、入力信号の振幅は映像増幅回路のダイナッミックレンジ内におさまる必要があるためである。一般に通常のディスプレイではＮＴＳＣテレビジョン信号の様に映像０．７Ｖｐ−ｐ、複合同期信号が負方向に０．３Ｖｐ−ｐで計１．０Ｖｐ−ｐの映像信号を受け付けるように考慮して設計されており、負方向に０．３Ｖｐ−ｐ、すなわち４３％の余裕がある。本発明はこの余裕部分に著作権保護情報を重畳させるものである。また、負方向に重畳する理由は、前述のごとく重畳する期間が垂直帰線期間内であってＣＲＴ上で電子ビームをカットオフするブランキングがかけられているが、そのカットオフの深さにはばらつきがあるため、重畳された信号が画面上に現れないようにするためである。
【００１４】
なお、本発明の第１の実施例はここで説明したＶＧＡ信号だけではなく他のあらゆる種類のＲ、Ｇ、Ｂ、Ｈ、Ｖ信号の５線式、及びＧにコンポッジット同期信号が重畳された３線式に適応可能であることは云うまでもない。
【００１５】
次に他の信号形態の場合についての第２の実施例を説明する。
図３はＹ、Ｕ（Ｒ−Ｙ）、Ｖ（Ｂ−Ｙ）信号の場合を示したもので、垂直時間軸に関しては第２図と共通である。同図において、１９はＹ（輝度）信号波形、２０は本来の映像信号がある場合の位置を示す。２１は映像信号の最大振幅レベル、通常１００％が０．７Ｖｐ−ｐである。２２はＹ信号に重畳された水平同期信号で通常は負の方向に０．３Ｖｐ−ｐ、映像０．７Ｖｐ−ｐに対して４３％となる。
【００１６】
なお、ここでは水平走査期間を示しているので水平同期信号のみを表示しているが、実際には垂直同期信号と組合わさったコンポッジット同期信号となっている。２３は１水平走査期間を示す。２４はＵ（Ｒ−Ｙ）信号波形で、２５は本来の映像信号がある場合の位置を示す。２６は映像信号の最大振幅レベルで、これは色差信号のため正及び負の方向に±５０％すなわち±０．３５Ｖｐ−ｐの最大振幅レベルとなっている。２７はＶ（Ｂ−Ｙ）信号波形で、２８は前記Ｕ信号と同じ本来の映像信号がある場合の位置を示す。２９は映像信号の最大振幅レベルで、これもＵ信号と同様に通常±５０％が±０．３５Ｖｐ−ｐである。３０は図１の１０と同じ著作権保護情報で２値のディジタル信号で構成されている。ＹＵＶ信号のＢ信号に重畳する場合の最大振幅は負方向に５０％すなわち０．３５Ｖｐ−ｐまで全く問題ないが、回路的にＲＧＢ信号の場合と共通性を持たすため０．３Ｖｐ−ｐの４３％としてもかまわない。
【００１７】
図３におけるＹＵＶ信号が入力されたとき、ＣＲＴなどのディスプレイ画面上にはＲＧＢに変換されて表示されるわけであるが、このときＶ信号に重畳された著作権保護情報がディスプレイ画面上への現れ方は、
Ｙ＝０．３Ｒ＋０．５９Ｇ＋０．１１Ｂ
Ｕ＝Ｒ−Ｙ
Ｖ＝Ｂ−Ｙ
より変換した式
Ｒ＝Ｙ＋Ｕ
Ｇ＝Ｙ−０．５１Ｕ−０．１９Ｖ
Ｂ＝Ｙ＋Ｖ
に著作権保護情報
Ｙ＝０、Ｕ＝０、Ｖ＝−５０％
を代入して、
Ｒ＝０、Ｇ＝９．５％、Ｂ＝−５０％
となる。Ｂ信号の−５０％は前述のごとくＣＲＴの電子ビームのカットオフを深くする方向なので全く現れない。Ｇ信号の＋９．５％は正方向であるが帰線期間中にかかっているＣＲＴのブランキングによってカットオフされ、これも画面には現れない。
【００１８】
なお、ＣＲＴのカットオフの深さはＣＲＴの種類によって一定ではなく、正方向に大振幅の信号が乗ると画面に現れてしまう可能性はあるが、本実施例では高々１０％であるので全く問題ない。また、映像増幅回路の負方向のダイナッミクレンジの余裕に対しては、ＲＧＢに変換された後ではすでに著作権保護情報は不要な情報であるので、万が一歪みが生じても全く問題はない。
【００１９】
本実施例は他の係数を持つ色差信号についても適用可能で、たとえばＮＴＳＣの伝送色差信号であるＹＩＱ信号の場合でも、Ｖ（Ｂ−Ｙ）の青色色差信号に最も近いＱ信号に著作権保護情報を重畳することでＹＵＶと全く同じことが言える。
【００２０】
なお、本実施例の図１及び図３に示した著作権保護情報は説明のためわかりやすい形に表現してあるが、実際の信号形態は２値のディジタル信号でも多値のディジタル信号でも、あるいはアナログ信号でも良く、何らかの著作権保護情報を含んでいるものであれば適用できる。また本実施例で説明した著作権保護情報は、ＲＧＢやＹＵＶなどのディスプレイ駆動用の信号をＮＴＳＣ等の通常のテレビジョン信号に変換するコンバータなどに前記マクロビジョン社の提案するコピー禁止信号をや、別の形態の著作権保護情報を発生させて重畳させるトリガ信号として用いても良いし、前記、本発明による著作権保護情報を重畳した信号を入力とする記録器機に対して記録の禁止を伝える情報としても適用できる。さらに本実施例に示した信号を発生して重畳するコンピュータ装置及び情報蓄積装置に適用可能である。
【００２１】
次に本実施例の信号発生装置の構成図を図４示して説明する。３１はコンピュータ装置などに含まれるディスプレイ表示用信号発生装置、３２はＲ、Ｇ、Ｂ及び水平、垂直同期信号出力、３３は著作権保護情報信号発生装置で、前記信号出力３２の内水平、垂直同期信号よりタイミングを取って図１及び図２に示した位置で発生する。３４は著作権保護情報信号出力、３５は前記信号をＢ信号に重畳する加算回路、３６はディスプレイ駆動用信号出力、３７はディスプレイ装置を示す。
【００２２】
なお、ディスプレイ駆動用信号が、Ｇ信号にコンポッジット同期信号が重畳された３種よりなるものであれば、保護信号発生装置３３はＧ信号に含まれるコンポッジット同期信号よりタイミングを取ることになる。またＹ、Ｕ、Ｖ信号やＹ、Ｉ、Ｑ信号の場合は同期信号はＹ信号より得、重畳する著作権保護情報はＶまたはＱ信号となる外は同様の構成である。さらに本発明による信号を出力するコンピュータ装置や情報蓄積装置についても通常のコンピュータ構成装置や情報再生装置に図４と同じ手段を含む構成とすることで実現可能である。
【００２３】
図５は本発明による著作権保護情報を含んだテレビジョン信号を入力とし、ＮＴＳＣ等の通常のテレビジョン信号に変換する信号変換装置の構成例を説明する図である。
【００２４】
図５において３８は本発明による著作権保護情報を含んだテレビジョン信号入力端子、３９は前記入力信号から著作権保護情報を検出し抽出する回路、４０は前記抽出回路３９の第１の出力信号で、入力信号と同じかまたは前記著作権保護情報が削除されたテレビジョン信号信号で、削除するかどうかは次段の回路の設計上の都合で決まりどちらでも良い。４１はテレビジョン信号変換装置で、走査線数、フレーム周波数等を変換してＮＴＳＣ・ＰＡＬ等の通常のテレビジョン信号に変換する。４２は変換されたテレビジョン信号、４３は後述する例えばマクロビジョン社が提案するＡＧＣ機能を妨害するパルス等で構成されたコピー制限信号を重畳する加算回路、４４は信号出力端子である。４５は前記抽出回路３９の第２の出力信号で、入力信号より抽出された本発明による著作権保護情報信号、４６はこれに基づき前記説明のコピー制限信号発生装置、４７はそのコピー制限信号で、前記加算回路４３に入力される。
【００２５】
なお、本発明による著作権保護情報を重畳したテレビジョン信号を入力とするビデオテープレコーダ等のテレビジョン信号記録装置では、図５の入力信号から検出し抽出された著作権保護情報４５を用いて記録動作を中止するように制御するようにすることが可能である。
【００２６】
また、著作権保護情報は、半導体メモリ、フロッピディスク、ハードディスク等の記録媒体に記憶されて使用されることもある。
【００２７】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、本来コンピュータ等のディスプレイを駆動するためのＮＴＳＣ等通常のテレビジョン信号とは異なる形態のテレビジョン信号に著作権保護情報を前記ディスプレイの画面に影響が無いように重畳することができ、今後ディジタルビデオディスクなどで記録された映画などをパーソナルコンピュータで鑑賞するときその信号が著作権保護の元にあることを伝達する事で著作権を保護することが可能となり、映像及びコンピュータ機器製造者やコンテンツ制作者にとって安心して製品の提供ができるという顕著な効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施例によるテレビジョン信号波形で水平走査期間を示す図
【図２】図１のテレビジョン信号を垂直帰線期間の時間軸で示した水平、垂直同期信号波形と本発明によるデータ保護情報を重畳する位置を示す図
【図３】本発明の第２の実施例によるテレビジョン信号波形で水平走査期間を示す図
【図４】本発明による信号発生装置の構成図
【図５】本発明による信号変換装置の構成図
【符号の説明】
１Ｒ（赤）信号
２Ｒ信号の本来の映像信号がある場合の位置
３Ｒの映像信号の１００％レベル
４Ｇ（緑）信号
５Ｇ信号の本来の映像信号がある場合の位置
６Ｇの映像信号の１００％レベル
７Ｂ（青）信号
８Ｂ信号の本来の映像信号がある場合の位置
９Ｂの映像信号の１００％レベル
１０本発明による著作権保護情報重畳信号
１１本発明による著作権保護情報の振幅レベル
１２水平同期信号
１３水平走査期間
１４水平同期信号
１５ディスプレイの垂直帰線期間
１６垂直同期信号
１７垂直走査期間
１８著作権保護情報重畳期間
１９Ｙ信号
２０Ｙ信号の本来の映像信号がある場合の位置
２１Ｙの映像信号の１００％レベル
２２同期信号
２３水平走査期間
２４Ｕ信号
２５Ｕ信号の本来の映像信号がある場合の位置
２６Ｕの映像信号の１００％レベル
２７Ｖ信号
２８Ｖ信号の本来の映像信号がある場合の位置
２９Ｖの映像信号の１００％レベル
３０本発明による著作権保護情報重畳信号
３１ディスプレイ表示用信号発生装置
３２Ｒ、Ｇ、Ｂ及び水平、垂直同期信号出力
３３著作権保護情報信号発生装置
３４著作権保護情報信号出力
３５加算回路
３６ディスプレイ駆動用信号出力
３７ディスプレイ装置
３８テレビジョン信号入力端子
３９入力信号から著作権保護情報を検出し抽出する回路
４０抽出回路第１の出力信号
４１テレビジョン信号変換装置
４２変換されたテレビジョン信号
４３コピー制限信号を重畳する加算回路
４４信号出力端子
４５抽出回路第２の出力信号
４６コピー制限信号発生装置
４７コピー制限信号

Claims

赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の３原色信号と水平及び垂直同期信号の５種類よりなる、ブラウン管等のディスプレイ上に文字、画像等の情報を表示するためのテレビジョン信号であって、前記テレビジョン信号の中の青（Ｂ）信号の、前記水平同期信号に時間的に重ならない位置でさらに前記垂直同期信号の開始位置より後ろでかつ垂直帰線期間内に相当する時間位置に、振幅が負の方向でかつ前記文字、画像等の情報を表示する映像信号の最大絶対値振幅の４３％以下の振幅に設定されたデ−タ保護情報をｎ回（ｎは正の整数）重畳したテレビジョン信号を発生することを特徴とする信号発生装置。
赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の３原色信号でかつ前記緑（Ｇ）信号に水平及び垂直同期信号が重畳された３種類よりなる、ブラウン管等のディスプレイ上に文字、画像等の情報を表示するためのテレビジョン信号であって、前記テレビジョン信号の中の青（Ｂ）信号の、前記水平同期信号に時間的に重ならない位置でさらに前記垂直同期信号の開始位置より後ろでかつ垂直帰線期間内に相当する時間位置に、振幅が負の方向で、かつ前記文字、画像等の情報を表示する映像信号の最大絶対値振幅の４３％以下の振幅に設定されたデ−タ保護情報をｎ回（ｎは正の整数）重畳したテレビジョン信号を発生することを特徴とする信号発生装置。
輝度Ｙ、色差Ｕ（Ｒ−Ｙ）、色差Ｖ（Ｂ−Ｙ）の３つの信号でかつ前記輝度Ｙ信号に水平及び垂直同期信号が重畳された３種類よりなる、ブラウン管等のディスプレイ上に文字、画像等の情報を表示するためのテレビジョン信号であって、前記テレビジョン信号の中の色差Ｖ（Ｂ−Ｙ）信号の、前記水平同期信号に時間的に重ならない位置でさらに前記垂直同期信号の開始位置より後ろでかつ垂直帰線期間内に相当する時間位置に、振幅が負の方向で、かつ前記文字、画像等の情報を表示する映像信号の最大絶対値振幅の５０％以下の振幅に設定されたデ−タ保護情報をｎ回（ｎは正の整数）重畳したテレビジョン信号を発生することを特徴とする信号発生装置。
輝度Ｙ、色差Ｉ、色差Ｑ（Ｉ、ＱはＮＴＳＣ方式テレビジョン信号の色差信号）の３つの信号でかつ前記輝度Ｙ信号に水平（Ｈ）及び垂直（Ｖ）同期信号が重畳された３種類よりなる、ブラウン管等のディスプレイ上に文字、画像等の情報を表示するためのテレビジョン信号であって、前記テレビジョン信号の中の色差Ｑ信号の、前記水平同期信号に時間的に重ならない位置でさらに前記垂直同期信号の開始位置より後ろでかつ垂直帰線期間内に相当する時間位置に、振幅が負の方向で、かつ前記文字、画像等の情報を表示する映像信号の最大絶対値振幅の５０％以下の振幅に設定されたデ−タ保護情報をｎ回（ｎは正の整数）重畳したテレビジョン信号を発生することを特徴とする信号発生装置。
ブラウン管等のディスプレイ上に文字、画像等のカラー情報を表示するための複数映像信号と同期信号より構成されるテレビジョン信号であって、前記複数の映像信号の内で最も視覚的に目立ちにくい色成分を主として伝送する映像信号の、水平同期信号に時間的に重ならない、本来ディスプレイ画面上に表示するための映像信号が乗る位置でさらに前記垂直同期信号の開始位置より後ろでかつ垂直帰線期間内に相当する時間位置に、正方向の映像信号と合わせたときの合計の振幅の絶対値がディスプレイの入力ダイナミックレンジ以内になるように振幅を設定したデ−タ保護情報を振幅が負の方向にｎ回（ｎは正の整数）重畳したテレビジョン信号を発生することを特徴とする信号発生装置。
請求項１または請求項２または請求項３または請求項４または請求項５で発生せられたテレビジョン信号を入力し、前記請求項の第１のデ−タ保護情報より得られる情報に基づく第２のデ−タ保護情報を重畳したＮＴＳＣ方式コンポッジット信号またはＮＴＳＣ方式の輝度信号と搬送色信号の２つのテレビジョン信号を出力することを特徴とする信号変換装置。
請求項１または請求項２または請求項３または請求項４または請求項５で発生せられたテレビジョン信号が入力されたとき、前記請求項のデ−タ保護情報に基づいて前記入力信号の記録を禁止または制限する様に機能するテレビジョン信号記録装置。
入力された情報を加工してディスプレイに表示するときに、前記入力された情報にデ−タ保護情報が含まれているときは、ディスプレイを駆動するテレビジョン信号として請求項１または請求項２または請求項３または請求項４または請求項５に記載の信号を発生することを特徴とするコンピュータ装置。
蓄積された情報を読み出し、加工してディスプレイに表示するときに、前記蓄積された情報にデ−タ保護情報が含まれているときは、ディスプレイを駆動するテレビジョン信号あるいは通常の出力映像信号として、請求項１または請求項２または請求項３または請求項４または請求項５に記載の信号を発生することを特徴とする情報蓄積装置。
請求項１または請求項２または請求項３または請求項４または請求項５に記載されたテレビジョン信号。
請求項１０のテレビジョン信号を用いる装置。