JP3695421B2 - ディジタル映像装置及びディジタル映像信号変換方法 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
この発明は、ディジタル映像信号から、標準テレビジョン信号と、相異なる映像信号方式の映像信号を生成し、フィルタ回路の遅延素子で時間遅れ量を調整して出力し、いずれの映像信号に対しても複製防止のための映像信号修飾を行うよう構成したディジタル映像装置及びディジタル映像信号変換方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来の映像信号方式変換回路では、標準テレビジョン信号方式による映像出力であった。しかしながら、市場によっては、近年の高画質化またはシステム或いは機器の構成及び接続などの要求に対応して、標準テレビジョン信号方式のみならず、例えば、輝度・色差信号或いはRGB信号などの標準テレビジョン信号方式とは相異なる映像信号方式を扱う映像機器が出現している。
【0003】
一方、例えばVTRなどに代表されるような、映像信号を記録再生する装置の普及により、映像ソフトの著作権保護の観点から、例えば、マクロビジョン社の映像信号修飾方法(米国特許第4631603号,第4577216号,第4819098号)による複製防止の方法が知られている。このような映像信号修飾による複製防止は標準テレビジョン信号方式に対して施され、信号方式変換の際に施される場合が多いが、非標準テレビジョン信号については実施された例がない。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
これらのシステムに対応すべく、非標準テレビジョン信号方式に対応した信号方式変換をも行うことが、必要となった。また非標準テレビジョン信号などに対して何ら著作権保護を行わないのは知的所有権保護の点から、明らかに不都合を生じる。そこで、非標準テレビジョン信号方式の映像信号に対しても複製防止の映像信号修飾を施す必要が生じた。
【0005】
この発明の目的は、かかる問題を解消し、第1の映像信号方式によるディジタル映像信号から標準テレビジョン信号方式の映像信号と第2の映像信号方式による映像信号を変換出力し、該何れの映像信号方式の映像信号に対しても、複製防止のための映像信号修飾を施すことができるディジタル映像装置及びディジタル映像信号変換方法を提供することにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】
この発明は、ディジタル輝度信号、第1、第2のディジタル色差信号からなるディジタル映像信号が入力され、このディジタル映像信号を、標準テレビジョン方式の第1のアナログ映像信号または非標準テレビジョン方式の第2のアナログ映像信号に変換して出力するディジタル映像装置であって、
アナログ映像信号の複製を防止するために、アナログ映像信号が供給される映像信号記録再生装置のAGCの誤動作を引き起こすような振幅の信号をディジタル輝度信号に付加することにより、少なくともディジタル輝度信号を修飾する修飾手段と、
第1、第2のディジタル色差信号により、互いに位相が直交する色搬送波をそれぞれ変調してディジタル搬送色信号を形成し、このディジタル搬送色信号と修飾されたディジタル輝度信号とを加算することによりディジタルコンポジット信号を生成するディジタルコンポジット信号生成手段と、
修飾されたディジタル輝度信号と、第1、第2のディジタル色差信号とが供給され、三原色のディジタル映像信号を出力するマトリクス手段と、
ディジタルコンポジット信号生成手段により生成されたディジタルコンポジット信号、または、マトリクス手段により生成された三原色のディジタル映像信号の中の一つの原色ディジタル映像信号が選択的に供給され、アナログコンポジット信号、または、一つの原色アナログ映像信号に変換して出力する第1のDA変換手段と、
マトリクス手段により生成された三原色のディジタル映像信号の中の残りの二つの原色ディジタル映像信号がそれぞれ供給され、二つの原色アナログ映像信号に変換する第2、第3のDA変換手段とを備えており、
標準テレビジョン方式の映像信号を出力する場合には、第1のアナログ映像信号として少なくともアナログコンポジット信号を出力し、
非標準テレビジョン方式の映像信号を出力する場合には、第2のアナログ映像信号として三原色のアナログ映像信号を出力する
ことを特徴とするディジタル映像装置である。
【0007】
この発明は、ディジタル輝度信号、第1、第2のディジタル色差信号からなるディジタル映像信号が入力され、このディジタル映像信号を、標準テレビジョン方式の第1のアナログ映像信号または非標準テレビジョン方式の第2のアナログ映像信号に変換して出力するディジタル映像信号変換方法であって、
アナログ映像信号の複製を防止するために、アナログ映像信号が供給される映像信号記録再生装置のAGCの誤動作を引き起こすような振幅の信号をディジタル輝度信号に付加することにより、少なくともディジタル輝度信号を修飾する修飾ステップと、
第1、第2のディジタル色差信号により、互いに位相が直交する色搬送波をそれぞれ変調してディジタル搬送色信号を形成し、このディジタル搬送色信号と修飾されたディジタル輝度信号とを加算することによりディジタルコンポジット信号を生成するディジタルコンポジット信号生成ステップと、
修飾されたディジタル輝度信号と、第1、第2のディジタル色差信号とが供給され、三原色のディジタル映像信号を出力するマトリクス演算ステップと、
ディジタルコンポジット信号生成ステップにより生成されたディジタルコンポジット信号、または、マトリクス演算ステップにより生成された三原色のディジタル映像信号の中の一つの原色ディジタル映像信号を、アナログコンポジット信号、または、一つの原色アナログ映像信号に変換して出力する第1のDA変換ステップと、
マトリクスステップにより生成された三原色のディジタル映像信号の中の残りの二つの原色ディジタル映像信号を、二つの原色アナログ映像信号に変換する第2、第3のDA変換ステップとを備えており、
標準テレビジョン方式の映像信号を出力する場合には、第1のアナログ映像信号として少なくともアナログコンポジット信号を出力し、
非標準テレビジョン方式の映像信号を出力する場合には、第2のアナログ映像信号として三原色のアナログ映像信号を出力する
ことを特徴とするディジタル映像信号変換方法である。
【0008】
このようにすることで、最小限の回路構成で、ディジタル映像信号から標準テレビジョン信号方式の映像信号と非標準の映像信号方式による映像信号を変換出力することができ、何れの映像信号方式の映像信号に対しても、複製防止のための映像信号修飾を施すことが可能になる。
【0009】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施例を図面によって説明する。以下の実施例においては、第1の映像信号方式が時系列化されたディジタル輝度信号及び色差信号で、変換される第2の映像信号方式がアナログ信号形式であり、標準のテレビジョン信号は主にNTSC方式である場合で、複製防止の方法としてマクロビジョン方式を用いた場合を例に挙げて説明する。より具体的には、第1の映像信号方式がCCIR−601規格による、ディジタル映像信号ストリームの場合であって、第2の映像信号方式がアナログのYUV信号で、標準のテレビジョン信号はNTSC方式をとる場合を例にこの発明を説明する。標準テレビジョン信号が出力されるときに、輝度・色差信号、コンポジット信号の形態の信号が出力される。
【0010】
図1はこの発明による映像信号変換回路の一実施例を示す構成図であって、1、2、3、7、8、19、20、21、49は信号入力端子、4はクロック発生回路、5は同期信号発生回路、6はマトリックス回路、9、10、11、27はラッチ回路、12は遅延回路、13、14、38、39、40は信号補間回路、15、16、17は信号レベル変換回路、18はマイクロコンピュータ(図示せず)からの指令を受けるシリアル信号回路、22、23、24、28、31、34、36、41、42、50、51、52はセレクタであり、選択信号Sが「1」の場合には入力Bが、選択信号Sが「0」の場合は入力Aが出力Oに出力される、25、26は複数の時間遅延素子等からなる濾波回路、29、30はマルチプライヤー(乗算)回路、32、37、43、44は加算回路、33は複製防止のために映像信号を修飾する信号を発生する複製防止信号発生回路、35は同期信号傾斜発生回路、53、54、55はDA変換回路、56、57、58は出力回路である。図2は、入力端子1または7に入力される、CCIR−601規格によるディジタル映像信号ストリームの信号波形図である。
【0011】
まず通常の標準テレビジョン信号を出力する場合について説明する。図1で、入力端子2からシステムの基準となるクロック信号が、入力端子3からシステムの状態を初期化するリセット信号が入力され、クロック信号発生回路4によってシステム各部にクロック信号とリセット信号が供給される(図示せず)。マイクロコンピュータ(図示せず)からは、入力端子19、20、21を介してモード設定信号などがシリアル信号回路に入力され、システム各部のモードを設定する(一部のみ図示)。入力端子1または7から、図2に示される信号が入力される。図2の8ビットモード或いは16ビットモードは入力端子8の信号によって切り換えられ、マトリックス回路6に入力される。
【0012】
マトリックス回路6では、ラッチ回路9、10、11によって、時系列から各々信号Y、Cb、Crを分離され、ラッチ回路10、11の出力は信号補間回路13、14により輝度信号の画素数と同一数に補間される。輝度信号Yは信号補間回路13、14における信号の時間遅延を補正するために、遅延回路12において所定の時間だけ遅延を受ける。遅延回路12及び信号補間回路13、14の出力は信号レベル変換回路により、信号処理に適した信号のレベルに変換されると同時に所定の係数を乗じられることで、YUV信号に変換される。レベル信号変換回路16、17の出力U、Vは、帯域制限のための濾波回路25、26に供給される。
【0013】
ここで、マクロビジョン社の映像信号修飾方法(米国特許第4631603号,第4577216号,第4819098号)による複製防止の方法では、輝度信号にそのパルス高が、映像信号レベルを越え或いはペデスタルレベルと相等しい範囲で変化するパルスを印加し、映像信号記録再生装置のAGCの誤動作を惹起する。更には所定の水平同期信号期間の内、複数の水平同期信号期間のみ色信号処理の基準となる色副搬送波の位相を逆転せしめることで、映像信号記録再生装置の色信号処理回路の誤動作を惹起するなどの方法が採られる。
【0014】
これらを実現するために、複製防止信号発生回路33よりセレクタ22、23、24、28を制御して色信号の修飾を図る。それに応じた遅延を輝度信号に与えるべく、輝度信号はラッチ回路27で遅延される。ラッチ回路27及びセレクタ28の出力はマルチプライヤー回路29、30で色副搬送波発生回路(図示せず)からの余弦波信号cos 、正弦波信号sin と乗ぜられ、加算回路32で加算されて、色信号に変換される。
【0015】
一方、輝度信号Yは同期信号傾斜発生回路35及びセレクタ36により同期信号を付加される。更に、ここで複製防止信号発生回路33からの前述のパルス信号と加算回路37で加算される。こうして複製防止信号により映像信号の修飾が完成する。これらの修飾はマイクロコンピュータ(図示せず)からのモード設定により、付加または解除の設定が可能である。
【0016】
上記のように処理された輝度信号と色信号は信号補間回路38、40により画素補間された後、輝度信号はセレクタ50を経由してDA変換回路53でアナログ信号に変換され、出力端子56に出力される。色信号は加算回路43でオフセット値を加算された後、セレクタ52を経由してDA変換回路55でアナログ信号に変換され、出力端子58から出力される。また輝度信号と色信号はセレクタ41、42を通って、加算回路44に供給され、ここでコンポジット信号となり、セレクタ51を経由してDA変換回路54に入り、アナログ信号に変換された後、出力端子57から出力される。ここで、セレクタ50、51、52はDA変換回路53、54、55のテスト用の信号入力との選択を行うもので、通常使用では常時入力Aが選択される。
【0017】
次にこの発明による、非標準テレビジョン信号を出力する場合の動作について説明する。同じく図1で、入力端子2からシステムの基準となるクロック信号が、入力端子3からシステムの状態を初期化するリセット信号が入力され、クロック信号発生回路4によってシステム各部にクロック信号とリセット信号が供給される(図示せず)。マイクロコンピュータ(図示せず)からは、入力端子19、20、21を介してモード設定信号などがシリアル信号回路に入力され、システム各部のモードを設定する(一部のみ図示)。ここで通常の場合と異なるのは、YUV信号出力を行うべく、制御信号YUVが「1」に設定されることである。入力端子1または7から、図2に示される信号が入力される。図2の8ビットモード或いは16ビットモードは入力端子8の信号によって切り換えられ、マトリックス回路6に入力される。
【0018】
マトリックス回路6では、ラッチ回路9、10、11によって、時系列から各々信号Y、Cb、Crを分離され、ラッチ回路10、11の出力は信号補間回路13、14により輝度信号の画素数と同一数に補間される。輝度信号Yは信号補間回路13、14における信号の時間遅延を補正するために、遅延回路12において所定の時間だけ遅延を受ける。遅延回路12及び信号補間回路13、14の出力は信号レベル変換回路により、信号処理に適した信号のレベルに変換されると同時に所定の係数を乗じられることで、YUV信号に変換される。
【0019】
ここで得られたYUV信号を出力すると、複製防止信号による映像信号修飾ができないばかりか、輝度信号に対する後段での信号処理と色差信号に対する信号処理とが異なるために、輝度信号と色差信号との時間的な整合が崩れることになる。そこで、この発明では、YUV信号出力時には使われない濾波回路25、26の時間遅延素子を用いて、輝度信号と色差信号の時間的整合を確保する。
【0020】
図3に、複数の時間遅延素子から構成される濾波回路25の一構成例を示す。同様に濾波回路26も類似の構成で実現することが可能である。このような濾波回路はディジタルフィルタの一般的な構成例であるので、ここではこの発明に関する動作について説明するにとどめ、本来の濾波回路としての動作の説明は割愛する。同図において、59、60は入力端子、61は出力端子、62、63、64、65、66、67、68、69、70、71は時間遅延素子、72、73、74、75、76、77、78、79、80は加算回路、81、82、83、84、85、86、87、88、89は係数器、90、91はセレクタである。
【0021】
入力端子60から入力された信号は時間遅延素子62などを通ることで時間遅延を受ける。本来は該時間遅延された信号に係数を掛け、加算などすることで、所望の濾波特性を達成する。この発明では、これらの時間遅延素子を遅延回路として用いる。このため、入力端子59に「1」のレベル信号を印加し、セレクタ90、91を切り換えることで、時間遅延素子を直列に接続し直す。その動作は、同図より明らかである。ここでは、仮に10の時間遅延素子を用いた濾波回路において、直列に9段の時間遅延素子を接続した例を挙げて説明したが、システム構成はこれに限られない。即ち、標準テレビジョン信号に対する所望の特性を得るのに、時間遅延素子の数は上記に限らず、また直接に接続する時間遅延素子の数も、また上記に限定するものではなく、標準テレビジョン信号に対して用いられる時間遅延素子の数を越えない範囲であれば良い。このように構成することで、後段の時間遅延量の差異を吸収することができる。
【0022】
再び図1に戻って、マトリックス回路6により得られたYUV信号は、時間遅延を調整する、濾波回路25、26に入力され、後段をも含めた時間遅延量の差を吸収できうるだけの時間遅延を与えられて出力される。該出力は、一方は直接信号補間回路に、他方は複製防止のための映像信号修飾を施した信号とを選択する、セレクタ31に入力される。ここで、複製防止のための映像信号修飾を行わない場合には、濾波回路26の出力が直接出力され、複製防止のための映像信号修飾を行う場合には、濾波回路26、セレクタ28を経由した信号が出力される。セレクタ31の出力は、セレクタ34に入力され、選択されて、セレクタ34の出力となり、信号補間回路40に入力される。輝度信号に関しては、通常の場合と同様なので、説明を省略する。
【0023】
信号補間回路39で、信号補間された信号はセレクタ41で選択され、セレクタ42で選択された、オフセット値と加算回路44で加算され、セレクタ51を介してDA変換回路54に供給され、アナログ信号となって、出力端子57より出力される。また信号補間回路40で信号補間された信号は、加算回路43においてオフセット値と加算され、セレクタ52を介してDA変換回路55に供給され、アナログ信号となって出力端子58より出力される。
【0024】
ここで、輝度信号と色差信号の時間遅延量の差異について簡単に説明する。図1から明らかなように、輝度信号と色差信号の処理の差は、主にセレクタ或いは加算回路を経ているかいなかであり、夫々の構成要素における時間遅延量は高々数クロックないしは10数クロック程度である。一方、標準テレビジョン信号に対する濾波回路の特性は、画質に直接影響することもあって、一般的に輝度信号と色差信号の時間遅延量の差異に比較して、それ以上の時間遅延素子を必要とする。
【0025】
以上述べてきたように、この発明によれば、時系列化されたディジタル輝度信号及び色差信号の第1の映像信号方式の映像信号から、標準テレビジョン信号と非標準テレビジョン信号としてYUV信号を、なんらの時間遅延素子を追加すること無く出力することができ、何れの映像信号出力に対しても、複製防止の映像信号修飾を施すことができる。
【0026】
次に、図4を用いて、この発明の第2の実施例について説明する。第2の実施例においても、第1の実施例と同様、第1の映像信号方式がCCIR−601規格による、ディジタル映像信号ストリームの場合であって、第2の映像信号方式がアナログのYUV信号で、標準のテレビジョン信号はNTSC方式をとる場合を例に挙げて説明する。標準テレビジョン信号が出力されるときに、輝度・色差信号、コンポジット信号の形態の信号が出力される。
【0027】
ここで、第1の実施例と第2の実施例との差異は、第2のマトリックス回路45によって、RGB信号をも選択出力可能とし、このRGB信号に対しても、複製防止の映像信号修飾を施すことを可能にした点にある。YUV信号からRGB信号を生成する方法は周知であるので、ここでの説明は割愛する。
【0028】
以上述べてきたように、この発明によれば、時系列化されたディジタル輝度信号及び色差信号の第1の映像信号方式の映像信号から、標準テレビジョン信号と非標準テレビジョン信号としてRGB信号を、なんらの時間遅延素子を追加すること無く出力することができ、何れの映像信号出力に対しても、複製防止の映像信号修飾を施すことができる。
【0029】
以上の実施例では、第1の映像信号方式が時系列化されたディジタル輝度信号及び色差信号であり、第2の映像信号方式をアナログ信号形式で、標準テレビジョン信号方式がNTSC方式である場合で、複製防止の方法としてマクロビジョン方式を用いる場合の例について述べてきたが、この発明はこれに限らず、映像信号形式は上記実施例から適宜変更が可能であり、この発明は有効である。また上記実施例では、複製防止のための映像信号修飾方式として、マクロビジョン方式を例に挙げて説明したが、この発明はこれに限らず、他の映像信号修飾による方式を用いた場合においても、その有効性は減殺されない。
【0030】
【発明の効果】
この発明は、最小限の回路構成で、ディジタル映像信号から標準テレビジョン信号方式の映像信号と非標準の映像信号方式による映像信号を変換出力することができ、何れの映像信号方式の映像信号に対しても、複製防止のための映像信号修飾を施すことが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明による信号方式変換回路の第1の実施例を示すブロック図である。
【図2】この発明の実施例において入力される信号を説明する信号波形図である。
【図3】この発明で用いられた、複数の時間遅延素子からなる濾波回路の一構成例を示すブロック図である。
【図4】この発明による信号方式変換回路の第2の実施例を示すブロック図である。
【符号の説明】
6 マトリックス回路
25、26 濾波回路
Claims (6)
- ディジタル輝度信号、第1、第2のディジタル色差信号からなるディジタル映像信号が入力され、このディジタル映像信号を、標準テレビジョン方式の第1のアナログ映像信号または非標準テレビジョン方式の第2のアナログ映像信号に変換して出力するディジタル映像装置であって、
上記アナログ映像信号の複製を防止するために、上記アナログ映像信号が供給される映像信号記録再生装置のAGCの誤動作を引き起こすような振幅の信号を上記ディジタル輝度信号に付加することにより、少なくとも上記ディジタル輝度信号を修飾する修飾手段と、
上記第1、第2のディジタル色差信号により、互いに位相が直交する色搬送波をそれぞれ変調してディジタル搬送色信号を形成し、このディジタル搬送色信号と上記修飾されたディジタル輝度信号とを加算することによりディジタルコンポジット信号を生成するディジタルコンポジット信号生成手段と、
上記修飾されたディジタル輝度信号と、上記第1、第2のディジタル色差信号とが供給され、三原色のディジタル映像信号を出力するマトリクス手段と、
上記ディジタルコンポジット信号生成手段により生成された上記ディジタルコンポジット信号、または、上記マトリクス手段により生成された上記三原色のディジタル映像信号の中の一つの原色ディジタル映像信号が選択的に供給され、アナログコンポジット信号、または、一つの原色アナログ映像信号に変換して出力する第1のDA変換手段と、
上記マトリクス手段により生成された上記三原色のディジタル映像信号の中の残りの二つの原色ディジタル映像信号がそれぞれ供給され、二つの原色アナログ映像信号に変換する第2、第3のDA変換手段とを備えており、
上記標準テレビジョン方式の映像信号を出力する場合には、上記第1のアナログ映像信号として少なくとも上記アナログコンポジット信号を出力し、
上記非標準テレビジョン方式の映像信号を出力する場合には、上記第2のアナログ映像信号として三原色のアナログ映像信号を出力する
ことを特徴とするディジタル映像装置。 - 上記修飾手段は、複製防止用制御信号に応じて、上記ディジタル輝度信号の修飾を行うか否かを切り換えることができるようにしたことを特徴とする請求項1に記載のディジタル映像装置。
- 上記修飾手段は、上記ディジタル搬送色信号も修飾するようにしたことを特徴とする請求項1に記載のディジタル映像装置。
- ディジタル輝度信号、第1、第2のディジタル色差信号からなるディジタル映像信号が入力され、このディジタル映像信号を、標準テレビジョン方式の第1のアナログ映像信号または非標準テレビジョン方式の第2のアナログ映像信号に変換して出力するディジタル映像信号変換方法であって、
上記アナログ映像信号の複製を防止するために、上記アナログ映像信号が供給される映像信号記録再生装置のAGCの誤動作を引き起こすような振幅の信号を上記ディジタル輝度信号に付加することにより、少なくとも上記ディジタル輝度信号を修飾する修飾ステップと、
上記第1、第2のディジタル色差信号により、互いに位相が直交する色搬送波をそれぞれ変調してディジタル搬送色信号を形成し、このディジタル搬送色信号と上記修飾されたディジタル輝度信号とを加算することによりディジタルコンポジット信号を生成するディジタルコンポジット信号生成ステップと、
上記修飾されたディジタル輝度信号と、上記第1、第2のディジタル色差信号とが供給され、三原色のディジタル映像信号を出力するマトリクス演算ステップと、
上記ディジタルコンポジット信号生成ステップにより生成された上記ディジタルコンポジット信号、または、上記マトリクス演算ステップにより生成された上記三原色のディジタル映像信号の中の一つの原色ディジタル映像信号を、アナログコンポジット信号、または、一つの原色アナログ映像信号に変換して出力する第1のDA変換ステップと、
上記マトリクスステップにより生成された上記三原色のディジタル映像信号の中の残りの二つの原色ディジタル映像信号を、二つの原色アナログ映像信号に変換する第2、第3のDA変換ステップとを備えており、
上記標準テレビジョン方式の映像信号を出力する場合には、上記第1のアナログ映像信号として少なくとも上記アナログコンポジット信号を出力し、
上記非標準テレビジョン方式の映像信号を出力する場合には、上記第2のアナログ映像信号として三原色のアナログ映像信号を出力する
ことを特徴とするディジタル映像信号変換方法。 - 上記修飾ステップは、複製防止用制御信号に応じて、上記ディジタル輝度信号の修飾を行うか否かを選択できるようにしたことを特徴とする請求項4に記載のディジタル映像信号変換方法。
- 上記修飾ステップは、上記ディジタル搬送色も修飾するようにしたことを特徴とする請求項4に記載のディジタル映像信号変換方法。
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