CN1121036C - 产生包括图像数据和复制条件信息的记录信号的设备 - Google Patents

Abstract

通过转换图像信号产生记录信号并将产生的记录信号输出到外部设备的的设备，该图像信号包括对应于要显示在显示屏上的图像数据，该图像数据包括多个数据片，每个数据片对应于构成图像的多个像素的不同的一个。该设备包括：控制信息片产生装置，用于产生控制信息片，控制信息片包括控制外部设备操作的信息；检测装置，用于当图像显示在显示屏上时，检测与位于图像的外边缘部分的多个像素中的一个像素对应的多个数据片中的一个数据片；放置装置，用于将控制信息片放置在检测到的数据片上；及产生装置，通过转换包括再现控制信息片的图像数据产生记录信号。控制信息片包括控制外部设备操作的信息。

Description

产生包括图像数据和复制条件信息 的记录信号的设备

技术领域

本发明涉及一种用于产生包括图像数据和用于防止图像数据的非法复制的控制信息的记录信号的设备、及按照控制信息进行图像数据的复制的设备、和记录图像数据和控制信息的记录介质。

背景技术

一般来说，在很多情况下通过版权保护电影等的图像数据或图像信息。基本上禁止由版权保护的图像数据的未授权复制。因此，需要一种有效防止图像数据的非法复制的方法。

一般通过下述方法防止基于NTSC(美国国家电视制式委员会)的图像数据的非法复制。具体地说，复制条件信息(下面称为“CCI”)事先嵌入包含对应于垂直消隐时间的图像数据的信号部分中。此CCI包含指明禁止复制图像数据的信息或指明仅允许一次复制图像数据的信息。当复制图像数据时检测到CCI时，能够识别是否能复制该图像数据还是禁止复制。

然而，包含对应于垂直消隐时间的图像数据的信号部分执行称为同步信号的功能。因此，这部分不如图像数据那么重要。这部分经常在诸数字化处理的信号处理中被去除。用于在DVD上记录图像数据的数字化处理中，例如用适合于数字化处理的其它同步信号代替对应于垂直消隐时间的信号部分。

因此，当执行此数字化处理时，丢失嵌入对应于垂直消隐时间的部分中的CCI。结果，不能由CCI有效防止图像数据的复制。

发明内容

因此，本发明的一个目的是提供一种图像记录信号产生设备、图像记录信号记录设备、复制设备和记录介质，它能够防止包括复制控制信息诸如CCI的控制信息的丢失，于是能够防止非法复制。

通过按照本发明的记录信号产生设备来实现上述的目的。记录信号产生设备是通过转换图像信号产生记录信号并且输出产生的记录信号到外部设备的设备。图像信号包括对应于要显示在显示装置的显示屏上的图像的图像数据。该图像数据包括多个数据片，每个数据片对应于构成图像的多个像素中不同像素。该记录信号产生设备包括：控制信息放置装置，用于将控制信息片放置在多个数据片中的一个上，该数据片对应于当图像显示在显示屏上时，位于图像的外边缘部分的多个像素中的一个；和产生装置，通过转换包括再现控制信息片的图像信号，来产生记录信号。该控制信息片包括控制外部设备操作的信息。此外，外部设备例如是信号记录设备、信号发送设备、信号再现设备、复制设备、信号处理设备等。

在此设备中，控制信息片放置在对应于多个像素之一的多个数据片之一上，该多个像素之一当图像显示在显示屏上时位于图像的外边缘。即，控制信息片放置在图像的外边缘部分。这意味着控制信息片包含在图像数据中，换言之，它成为图像部分。

因此，只要图像数据的内容不直接或剧烈变化，就保持控制信息片。因此，如果执行将图像数据的格式转换成不同种并且同时保持图像数据的内容的处理，诸如前述的数字化处理，就保持控制信息片。因此，能够防止控制信息片从图像中移去。

除了此优点外，由于控制信息片放置在图像的外边缘部分，因此，当图像显示在显示屏上时，控制信息片是难以被察觉的或不可见的。例如，当图像显示在通常显示装置的显示屏上时，图像的外边缘部分由屏幕框等隐藏。在此情况下，控制信息片是不可见的。尽管整个图像在另一种类型显示装置中以可见状态显示，但控制信息片位于图像的外边缘部分，这样它难以被察觉。因此，能够防止图像质量的下降。

控制信息片可包括指示是否允许复制记录信号的复制条件信息。因此，复制条件信息总能保持，这样，能够防止图像的非法复制等。

此外，复制保护信息放置装置可加到前述的记录信号产生设备上。复制保护信息放置装置是一种用于在每个对应于不同的多个像素之一的多个数据片上放置多个复制保护信息片的装置，该不同的多个像素之一位于要显示在显示屏的可视区内的图像的部分。例如多个复制保护信息片的每一个是水印。此外，识别在其上放置控制信息片的数据片的信息可放置在复制保护信息片上。因此，授权的再现或复制设备能够按照复制保护信息片正确地检测控制信息片。然而，复制保护的作用可以做的很强，因为未授权的再现或复制设备发现控制信息片是很困难的或几乎不可能。

此外，如果多个数据片的每个是对应于图像的一像素的像素数据，并且如果该像素数据包括表示该像素亮度的亮度值，则控制信息放置装置通过用控制信息片代替它的亮度值，来将控制信息片放置到该像素数据上。在此情况下，最好控制信息放置装置具有：计算装置，用于计算包括在目标数据片之前的数据片(即像素数据)中的第一亮度值和包括在目标数据片之后的数据片中的第二亮度值的平均值，其中控制信息片将放置在目标数据片上；产生装置，用于基于是否允许复制记录信号，通过改变计算平均值来产生控制信息片；和代替装置，用于用产生的控制信息片代替目标数据片的亮度值。这样，基于包括在相邻数据片中的亮度值的平均值，来产生控制信息片，该相邻数据片位于目标数据片的两侧。因此，控制信息片的值接近于这些亮度值。即，尽管控制信息的值基于是否允许复制记录信号而改变，但是控制信息片的值和相邻数据片的亮度值之间的差值是小的。因此，能够以使得它难以被觉察或不可见的方法在图像上放置控制信息片，这样，能够防止图像的下降。

通过按照本发明的信号记录设备，也能实现上述目的。该设备可通过转换图像信号来产生记录信号，并且将产生的记录信号记录到可由用于再现记录信号的外部设备读取的记录介质上。该图像信号包括对应于要显示在显示装置的显示屏上的图像的图像数据。该图像数据包括多个数据片，每个数据片对应于构成图像的多个像素中不同的一个。该信号记录设备包括：控制信息放置装置，用于将控制信息片放置在多个数据片中的一个，该数据片对应于当图像显示在显示屏上时位于图像的外边缘部分的多个像素中的一个；产生装置，用于通过转换包括再现控制信息片的图像信号，来产生记录信号；和记录装置，用于在记录介质上记录产生的记录信号。控制信息片包括控制外部设备操作的信息。因此，包括控制信息的图像数据能够记录在记录介质上。

通过按照本发明的记录介质能够实现上述目的。在此记录介质上，记录准备用于图像再现的再现数据。该再现数据包括对应于要在显示装置的显示屏上显示的图像的图像数据。该图像数据包括多个数据片，每个数据片对应于构成图像的多个像素中不同的一个。此外，该再现数据包括：放置在多个数据片中一个上的复制条件信息片，该数据片对应于当图像显示在显示屏上时位于图像外边缘部分的多个像素之一。复制条件信息片指示是否允许复制图像数据。

在再现数据时，复制条件信息片放置在图像的外边缘部分。因此，只要图像数据的内容不直接或剧烈变化，就可保持复制条件信息片。因此，能够防止复制条件信息片从图像中移去，这样就能够有效防止非法复制。除此优点之外，由于复制条件信息片放置在图像的外边缘区，因此当图像显示在显示屏上时，复制条件信息片是难以觉察或不可见的。因此，能够防止图像质量的下降。

此外，在记录介质中，多个复制保护信息片可加到再现数据中。在这种情况下，复制保护信息片放置在多个数据片上，每个数据片对应于位于要显示在显示屏的可视区内的图像部分的多个像素中不同的一个。此外，这些复制保护信息片包括识别复制条件信息片放置于其上的数据片的信息。因此，当由授权的再现或复制设备从记录介质中读出和再现再现数据时，这样的设备能够正确地检测控制信息片。然而，复制保护的作用能够做的很强，因为对于未授权的再现或复制设备发现控制信息片是很困难或几乎不可能的。此外，最好每个复制保护信息片是水印。

通过按照本发明的复制设备可实现上述目的。此复制设备是用于复制再现数据的设备，这些再现数据准备用外部设备来再现图像。如上所述，该再现数据包括图像数据和复制条件数据片。复制设备包括：提取装置，用于从再现数据中提取复制条件信息片；确定装置，用于基于提取的复制条件信息片确定是否允许复制图像数据；和复制装置，如果确定装置确定允许复制图像数据，则复制再现数据。于是，通过使用此复制设备，能够限制复制再现数据。因此，能够防止非法复制。

此外，在此复制设备中，代替装置可加到复制装置中。代替装置是用指示禁止复制的新复制条件信息片来代替当前放置在包括于图像数据中的数据片上的复制条件信息片的装置。

例如，如果当前复制条件信息指示允许复制，则可以进行再现数据的复制。当实际进行再现数据(例如它被记录到记录介质上)的复制时，存在一种情况，此时需要将此再现数据的复制设定到不允许再复制的状态。为了实现这一点，代替装置用指示禁止复制的新复制条件信息片来代替当前复制条件信息片。

具体地，本发明提供一种通过转换图像信号产生记录信号并且将产生的记录信号输出到外部设备的设备，该图像信号包括对应于要显示在显示装置的显示屏上的图像的图像数据，该图像数据包括多个数据片，每个数据片对应于构成图像的多个像素中的不同的一个，该设备包括：控制信息片产生装置，用于产生控制信息片，控制信息片包括控制外部设备操作的信息；检测装置，用于当图像显示在显示屏上时，检测与位于图像的外边缘部分的多个像素中的一个像素对应的多个数据片中的一个数据片；放置装置，用于将控制信息片放置在检测到的数据片上；以及产生装置，用于通过转换包括控制信息片的图像信号，来产生记录信号。

本发明还提供一种通过转换图像信号产生记录信号并且将产生的记录信号记录在可由用于再现记录信号的外部设备读取的记录介质上的设备，该图像信号包括对应于要显示在显示装置的显示屏上的图像的图像数据，该图像数据包括多个数据片，每个数据片对应于构成图像的多个像素中的不同的一个，该设备包括：控制信息片产生装置，用于产生控制信息片，控制信息片包括控制外部设备操作的信息；检测装置，用于当图像显示在显示屏上时，检测与位于图像的外边缘部分的多个像素中的一个像素对应的多个数据片中的一个数据片；放置装置，用于将控制信息片放置在检测到的数据片上；产生装置，用于通过转换包括控制信息片的图像信号，来产生记录信号；和记录装置，用于在记录介质上记录产生的记录信号。

附图说明

当联系以下简述的附图阅读时，从下列针对优选实施例的详细描述中将更清楚本发明的实质、实用性和进一步的特征，附图中：

图1A是表示按照本发明实施例的具有嵌入的复制条件信息(CCI)的图像数据的示意图；

图1B是包含图像数据的图像信号的波形的示意图；

图2是按照本发明实施例的切割(cutting)设备的方框图；

图3是切割设备的CCI嵌入装置的方框图；

图4是按照本发明实施例的复制设备的方框图；

图5是按照本发明实施例的复制处理的流程图；

图6是按照本发明实施例的另一CCI嵌入装置的方框图；和

图7是按照本发明实施例的另一复制设备的方框图。

具体实施方式

将参照附图描述本发明的实施例。在下列描述中，本发明适于用于制造DVD压模盘(stamper disk)的切割(cutting)设备和用于复制从DVD再现的图像数据或图像信息的复制设备。

(I)图像的外边缘区

一般来说，用于显示基于NTSC制式的图像的显示单元或显示装置包括CRT(阴极射线管)、PDP(等离子体显示板)等。这种显示单元接收从电视广播台发送的图像信号，例如显示对应于包含在图像信号中的图像数据或图像信息的图像。

图1A是在显示单元上显示的图像区。如图1A所示，在显示单元上再现的图像区是区G。由用户观看显示单元而实际可视识别的图像区是区HR(此区HR对应于显示单元的显示屏幕的可视区)。区HR小于区G，实际一般位于区G的大致中心。区HR的末端和区G的末端之间的距离是R。距离R随显示单元的类型变化。

如上所述，显示单元没有以可视识别方式显示图像的整个区G。具体来说，从图像的外边缘(或外端边缘)向内一预定距离R来设定虚区HR，并且仅区HR内的图像以可视识别方式显示。因此，通过再现，图像的外边缘区E没有以可视识别方式显示。例如，外边缘区E位于显示单元的屏幕框下面，结果，它被屏幕框隐藏。

提供外边缘区的原因是，在对应于垂直消隐时间的同步信号的影响下，图像的外边缘区E中图像的质量经常下降，因此最好隐藏这部分给用户提供较高质量。

按照本发明的实施例的切割设备在图像的外边缘区E中嵌入CCI。尽管如下所述一个CCI嵌入切割设备的外边缘区E中，但多个CCI可以嵌入外边缘区E，如图1A所示。并且，按照本发明实施例的复制设备读取嵌入图像的外边缘区E中的CCI，并且确定是允许复制图像数据还是禁止。

图1 B示出用于在显示单元显示一图像的图像信号，例如NTSC制式的图像信号。此图像信号包含水平同步信号Sh、色同步信号Sb、对应于实际图像的主图像信号Sg等。对应于主图像信号Sg的时间是水平扫描时间Ths，并且给定的主图像信号Sg和下个主图像信号Sg之间的时间是水平消隐时间Thb。

对应于区HR(以可视识别方式显示的图像)的水平扫描时间Ths的部分是时间Thr。这个时间以下叫做“可视显示时间Thr”。此外，对应于图像的外边缘区E的水平扫描时间Ths的部分是时间Tht。这个时间以下叫做“不可视显示时间Tht”。例如由水平扫描时间Ths划分的可视显示时间Thr对于CRT是约90％，对于PDP约97％。

在按照本发明实施例的切割设备中，CCI嵌入对应于不可视显示时间Tht的主图像信号Sg中。这表明CCI嵌入图像的外边缘区E中。具有嵌入CCI的图像信号传送或记录在记录介质中。

II.切割设备

图2示出按照本发明实施例的切割设备1的结构。切割设备1包括：数据产生器2、CCI嵌入装置3、编码器4、激光发生器5、光调制器6、物镜7、主轴电机13、旋转检测器9、旋转伺服电路8、反馈单元12、位置检测器11和反馈伺服电路10。

压模盘SP包括保护层14和玻璃基衬15。切割设备1通过光束B的照射敏化保护层14，由此在保护层形成对应于图像数据等的凹坑。

切割设备1通过下列操作制造压模盘SP。

首先，数据产生器1产生要记录在盘中的数据(图像数据)。该数据可包含音频信息。此外，数据产生器1将此数据转换为基于NTSC制式的模拟信号，并且将此模拟信号作为数据信号Sd输出到CCI嵌入装置3。

然后，CCI嵌入装置3在数据信号Sd中嵌入CCI和水印(复制保护信息或版权信息)，并且作为嵌入的数据信号Sdr输出结果信号。

CCI含有指示禁止复制记录在盘中的图像数据的信息或指示图像数据仅复制一次的信息。

水印是指示记录在DVD中的图像数据是合法生产的信息。在图像区HR中嵌入水印。水印以隐藏在图像后的方式嵌入，这样通过嵌入的水印使得图像质量下降不严重。通常，通过观看图像不能够简单识别以这种方式嵌入的水印。

水印含有：(i)记录对应于数据信号Sd的图像数据的记录介质(在本实施例中DVD)类型的信息，(ii)指示发送图像数据的记录介质的类型的信息(在记录于盘中的数据由广播发送的情况下，使用的介质，诸如有线电视系统或卫星广播系统)，(iii)关于复制记录在盘中的数据的信息(即，指示是否能够复制、仅能够复制一次、或禁止复制的信息)，(iv)指示图像数据版权拥有者的名字的信息，和(v)指示CCI位于图像中的位置的信息。

编码器4通过诸如交织和8至16转换来处理嵌入的数据信号Sdr，由此，产生记录数据信号Sr。在处理中，编码器4通过重新增加一同步信号来移去对应于垂直消隐时间的嵌入的数据信号Sdr的部分，产生记录数据信号Sr。

激光发生器5向压模盘SP输出一光束B，以便形成凹坑。光调制器6使用记录数据信号Sr调制从激光发生器5输出的光束B的强度。然后，物镜7将调制的光束B会聚到压模盘SP的保护层14上。

同时，主轴电机13旋转压模盘SP，并且旋转检测器9检测压模盘SP的旋转速度。基于如此检测的旋转速度，旋转伺服电路8通过伺服来控制压模盘SP的旋转。反馈单元12按照压模盘SP的旋转径向移动主轴电机13及压模盘SP，以便形成在压模盘SP上排列的由凹坑链构成的螺旋轨道。在此处理中，位置检测器11检测反馈单元12的位置。反馈伺服电路10基于检测的反馈单元12的位置，通过伺服来控制反馈单元12的移动。

前述操作的结果，切割设备1通过在压模盘SP的保护层14上形成由对应于记录数据信号Sr的凹坑构成的螺旋轨道，来制造压模盘SP。该压模盘SP用作用于制造DVD的切割模具。

之后，通过使用压模盘SP，来执行用于模制树脂、形成反射膜层、并形成保护膜层的称作拷贝的处理。这样，大量生产具有对应于记录数据信号Sr的凹坑的拷贝盘DVD。

在图3中示出CCI嵌入装置3的结构。在图3中，CCI嵌入装置3包括：A/D(模拟/数字)转换器20、延迟装置21、同步装置22、计数器23、计数器24、色同步信号检测器25、时钟产生器26、位置检测电路27、位置检测电路28、切换器29、切换器30、和CPU31。

预先确定CCI嵌入图像数据中的位置和水印嵌入图像数据中的位置。指示这些嵌入位置的位置信息分别存储在位置检测器27、28中的存储器(未示出)中。鉴于CCI嵌入装置3在数据信号Sd中嵌入CCI和水印，存储在位置检测器27、28中的位置信息实际上表示CCI和水印嵌入数据信号Sd中的位置。

CCI嵌入装置3通过下述操作在图像数据中嵌入CCI和水印。

首先，当使用来自数据产生器2的数据信号Sd时，A/D转换器20将数据信号Sd转换成数字信号，并且将它作为数字数据信号Sdd输出到延迟装置21。

色同步信号检测器25检测包含在数据信号Sd中的色同步信号Sb，并且将其输出到时钟产生器26。时钟产生器26基于色同步信号Sb产生时钟信号Sclk，它用作控制整个CCI嵌入装置3的参考时钟。此时钟信号Sclk输出到计数器23、24和CCI嵌入装置3的其它元件。

同步装置22从数据信号Sd中提取水平同步信号，并且将其作为水平同步信号Sh输出到计数器23。同步装置22从数据信号Sd中提取垂直同步信号，并且将其作为垂直同步信号Sv输出到计数器24中。

计数器23对从输入给定的水平同步信号Sh的时间点到输入下一个水平同步信号Sh的时间点期间内所输入的时钟信号Sclk的脉冲计数，将计数值作为计数信号Sch输出到位置检测电路27、28。

计数器24对从输入给定的垂直同步信号Sv的时间点到输入下一个垂直同步信号Sv的时间点期间内所输入的时钟信号Sclk的脉冲计数，将计数值作为计数信号Scv输出到位置检测电路27、28。

位置检测电路27基于计数信号Sch、计数信号Scv和存储器(未示出)中的位置信息，来产生指示要嵌入水印的位置的位置信号Ssw1，并且将其输出到切换器29。例如假定水印嵌入图像区HR中的4个位置。4个位置信号Ssw1以预定的时序输出4次，同时与图像数据相关的信号通过切换器29。

位置检测电路28基于计数信号Sch、计数信号Scv和存储器(未示出)中的位置信息，来产生指示CCI要嵌入处的位置的位置信号Ssw2，并且将其输出到切换器30和CPU31。例如假定如上所述水印嵌入图像区HR中的4个位置。然后，CCI能够被嵌入图像的外边缘区E中的16个位置之一。为了做到这一点，位置信号Ssw2以预定时序输出。

延迟装置21将数字数据信号Sdd延迟在计数器23、24和位置检测电路27、28中进行处理所需的时间，并且将延迟的数字数据信号Sdd输出到切换器29的一个输入端和CPU31。

CPU31产生指示水印内容的版权信息信号Swm，并且将其输出到切换器29的另一输入端。在此处理中，假定如上所述水印嵌入区HR中的四个位置，四个类型的版权信息信号Swm以预定的时序分别输出到切换器29。

这些水印的每四个构成对应于上述(i)到(v)之一的信息。具体地说，这些信息每个作为四个分离的水印嵌入。

例如指示CCI嵌入位置的信息记录在嵌入水印的像素数据(对应于图像的每个像素的数据)的第四最低有效位中。通过组合嵌入水印的四个像素数据的第四最低有效位得到的四-位数据表示一个CCI嵌入的位置。例如假定四个水印嵌入区HR中。由于指示一个CCI被嵌入的位置的信息是四-位数据，因此排列在外边缘区E中的16个位置之一可被指定为CCI嵌入的位置。

此外，CPU 31产生指示CCI内容的CCI信号Scci，并且将其输出到切换器30的一个输入端。在处理中，CPU 31以下列方式产生CCI。

首先，CPU 31计算包含在CCI要嵌入的位置处所存在的像素数据之前的像素数据中的亮度值和包含在CCI要嵌入的位置处所存在的像素数据之后的像素数据中的亮度值的平均值。然后，当嵌入指示禁止复制图像数据的CCI时，CPU 31将平均值作为CCI信号Scci直接输出。另一方面，在指示仅允许复制图像数据一次的CCI的情况下，CPU 31将平均值加一预定偏移值作为CCI信号Scci输出。

切换器29正常是在允许数字数据信号Sdd通过的状态，仅当输出位置信号Ssw1时，才转到允许版权信息信号Swm通过的状态。结果，以由位置信号Ssw1指定的时序，产生嵌入数据信号Sdm，其中版权信息信号Swm嵌入数字数据信号Sdd中。嵌入数据信号Sdw输出到切换器30的另一输入端。

切换器30正常是在允许嵌入数据信号Sdm通过的状态，仅当输出位置信号Ssw2时，才转到允许CCI信号Scci通过的状态。结果，以由位置信号Ssw2指定的定时，产生嵌入数据信号Sdr，其中CCI信号Scci嵌入在嵌入数据信号Sdw中。此嵌入数据信号Sdr输出到编码器4。

之后，编码器4、激光发生器5等以这样一种方式操作，即包括嵌入水印和CCI的图像数据的数据信号记录在压模盘SP中。

III.复制设备

图4示出按照本发明实施例的复制设备C。通过利用由切割设备1制造的压模盘SP大量生产DVD。然后，在卫星广播或有线电视广播电台再现DVD。如情况可以是这样，从DVD得到的再现信号通过卫星广播系统的广播介质或有线电视广播系统的发送介质作为NTSC制式的模拟数字信号，发送到复制设备C。复制设备C然后基于包含在接收的模拟数据信号中的水印和CCI，确定该模拟数据信号是否能够被复制。在能够复制模拟信号的情况下，特定的模拟数据信号复制到另外的记录介质。

如图4所示，具有上述功能的复制设备C包括：A/D转换器40；延迟装置41、52、53；同步装置42；计数器43、44；同步信号检测器45；时钟产生器46；位置检测器47、48；锁存器49、50；CPU 51；加法器54；除法器55；切换器56；和记录器57。

如上所述，预先确定CCI和水印嵌入图像数据中的位置。指示这些位置的位置信息存储在包含于位置检测电路47、48中的存储器(未示出)中。鉴于复制设备C复制模拟数据信号，这些位置信息实际分别指示CCI和水印嵌入模拟数据信号中的位置。

复制设备C以下列方式操作。首先，当从DVD再现的并且通过广播介质或发送介质接收的模拟数据信号Sa输入到复制设备C时，A/D转换器40将模拟数据信号Sa转换成数字信号，并且输出数字数据信号Sad到延迟装置41。

色同步信号检测器45检测模拟数据信号Sa中的色同步信号Sb，并且将其输出到时钟产生器46。时钟产生器46基于色同步信号Sb产生用作控制复制设备C的参考时钟的时钟信号Sclk，并且将其输出到计数器23、24、延迟装置52、53和复制设备C的其它部件。

同步装置42从模拟数据信号Sa中提取水平同步信号，并且将其作为水平同步信号Sh输出到计数器43。此外，同步装置42从模拟数据信号Sa中提取垂直同步信号，并且将其作为垂直同步信号Sv输出到计数器44中。

计数器43在从当输入给定的水平同步信号Sh时的时间点到当输入下一个水平同步信号Sh时的时间点期间内对向其输入的时钟信号Sclk的脉冲计数，并且将计数值作为计数信号Sch输出到位置检测电路47、48。

计数器44在从当输入给定的垂直同步信号Sv时的时间点到当输入下一个垂直同步信号Sv时的时间点期间内对向其输入的时钟信号Sclk的脉冲计数，并且将计数值作为计数信号Scv输出到位置检测电路47、48。

位置检测电路47基于计数信号Sch、计数信号Scv和存储在未示出的存储器中的位置信息，产生指示嵌入水印的位置的位置信号Spw，并且将其输出到锁存器49的复位端。在水印分布嵌入在区HR中的四个位置处的情况下，例如，在当对应于图像数据的信号输入到锁存器49时的期间，位置信号Spw以预定时序输出4次。

位置检测电路48基于计数信号Sch、计数信号Scv和存储在未示出的存储器中的位置信息，产生指示嵌入CCI的位置的位置信号Spc，并且将其输出到锁存器50的复位端和CPU 51。例如，位置信号Spc以对应于CCI嵌入的位置的预定时序输出。

延迟装置41将数字数据信号Sad分别延迟在计数器43、44和位置检测电路47、48中处理所需的时间，并且将产生的信号输出到锁存器49、50、延迟装置52及加法器54的输入端。

锁存器49从数字数据信号Sad中以由位置信号Spw指定的时序读出水印，并且将版权信息信号Swm输出到CPU 51。

锁存器50从数字数据信号Sad中以由位置信号Spc指定的时序读出CCI，并且将指示其内容的CCI信号Scci输出到CPU 51。

为了执行示于图5的处理，CPU 51基于位置信号Spc、版权信息信号Swm和CCI信号Scci，输出控制信号Sc到切换器56。

延迟装置52通过参照时钟信号Sclk将数字数据信号Sad延迟一个时钟来产生延迟信号Sd11，并且将延迟信号Sd11输出到延迟装置53和切换器56的一个输入端。

延迟装置53通过参照时钟信号Sclk将延迟信号Sd11延迟一个时钟来产生延迟信号Sd12，并且将延迟信号Sd12输出到加法器54。

加法器54通过将延迟信号Sd12与数字数据信号Sad相加来产生和信号Sadd，并且将和信号Sadd输出到除法器55。

除法器55通过将和信号Sadd除以“2”产生商信号Sdv，并且将商信号Sdv输出到切换器56的另一端。

延迟装置52、53，加法器54和除法器55具有在由复制设备C复制的图像数据中嵌入一新CCI的功能。在通过广播介质或发送介质由复制设备接收的嵌入模拟数据信号Sad中的CCI指示该图像数据仅能复制一次的情况下，这些装置重新嵌入指示禁止复制图像数据的CCI。具体地说，计算在包含于刚好在嵌入新CCI的像素数据之前的像素数据中的亮度值和包含于紧随嵌入新CCI的像素数据之后的像素数据中的亮度值之间的平均值。并且将计算的平均值输出到切换器56。结果，由复制设备C复制的图像数据构成不能再被复制的图像数据。切换器56然后基于控制信号Sc在延迟信号Sd11和商信号SdV之间切换，并且将此信号之一作为记录数据信号Srr输出到记录器57。

记录数据信号Srr仅在包含于原始模拟数据信号Sad中的CCI指示该图像数据仅能复制一次的情况下，才从切换器56输出。在这种情况下，上述指示禁止复制的新CCI(即商信号Sdv)作为记录数据信号Srr以预定时序输出，以嵌入新CCI。

相应地，当记录数据信号Srr输出时，记录器57在记录介质(诸如录像带或可写入光盘)中记录记录数据信号Srr。

现在，将参照附图5解释由复制设备C执行的复制处理。此复制处理主要由CPU 51执行。

如图5所示，CPU 51基于版权信息信号Swn从数字数据信号中检测水印(步骤S1)。

然后，CPU 51确定是否检测到水印(步骤S2)。在没有检测到水印的情况下，CPU 51输出控制信号Sc到切换器56，以复制数字数据Sad。响应于此，切换器56操作以将延迟信号Sd11输出到记录器57。结果，延迟信号Sd11作为记录数据信号Srr输出到记录器57中。记录区57然后在记录介质中记录记录数据信号Srr(步骤S9)。用这种方法，其中没有水印嵌入的图像数据指示允许复制操作。因此，这种图像数据能够进行复制没有任何限制。

另一方面，在检测到水印的情况下，CPU 51确定如此检测的水印的内容(步骤S3)。

首先，CPU 51确定水印是否指示仅能复制一次(步骤S4)。在没有识别到指示仅能复制一次的水印情况下，CPU 51控制确定水印指示是禁止复制或是不禁止(步骤S6)。另一方面，在识别出指示禁止复制的水印的情况下，CPU 51输出控制信号Sc到切换器56，由此控制切换器56并且关闭记录数据信号Srr的输出。这样，结束复制过程。结果，不复制禁止复制的图像数据。

在既没有指示仅能进行一次复制的水印也没有指示禁止复制的水印被识别出的情况下，CPU 51执行步骤S9，并且由此执行复制操作。

另一方面，在步骤S4中，在识别出指示仅能复制一次的水印的情况下，CPU 51基于CCI信号Scci从数字数据信号Sad中检测CCI(步骤S5)。

CPU 51确定所检测的CCI的内容(步骤S7)。具体地说，CPU 51确定是否通过嵌入CCI将偏移加到亮度的平均值。在加入了偏移的情况下，CPU 51识别图像数据仅能复制一次。然后CPU 51将CCI改变到从除法器56输出的商信号Sdv(新CCI)(步骤S8)，并且执行复制图像数据的处理(步骤S9)。

在步骤S8和S9中，CPU 51基于指示包括在位置信号Spc和版权信息信号Swm(水印)中的位置的位置信息，识别嵌入图像数据中的CCI输出到记录器57的时刻。然后，CPU 51在此时刻将切换器56从延迟信号Sd11切换到商信号Sdv。结果，新CCI(商信号Sdv)加到图像数据中或嵌入图像数据中的CCI由新CCI(商信号Sdv)代替。此图像数据作为记录数据信号Srr输出到记录器57中。结果，复制图像数据，其中指示图像数据仅能复制一次的CCI改变成指示禁止复制图像数据的CCI。

另一方面，当在步骤S7中没有加入偏移量的情况下，CPU 51识别出禁止复制图像数据。然后，CPU 51控制切换器56并且关闭记录数据信号Srr。结果，不复制图像数据。于是结束复制过程。

如上所述，由于CCI嵌入图像的外边缘区E中，因此，即使在图像处理期间执行用于移去对应于垂直消隐时间的信号的处理，也不能擦除CCI。甚至在执行用于为了在DVD中记录图像数据而产生记录数据信号Sr的处理的情况下，CCI能原样保留，于是能够精确执行使用CCI的复制限制。以这种方式，可有效防止非法复制。

还有，由于CCI嵌入图像的外边缘区E中，图像质量的下降最小化。正常地，外边缘区E不能由用户可视识别。因此，图像质量基本上没由嵌入CCI引起下降。此外，即使外边缘区E由用户可视识别，但通过嵌入CCI基本上仍没有引起图像质量下降，这是因为图像的外边缘区与图像的中央区相比，既不重要也不突出。

此外，能够发送嵌入图像中的CCI，而不需使用除了图像处理电路之外的其它电路。

另外，鉴于水印嵌入区HR中，并且包含指示CCI嵌入位置的位置信息，因此复制设备C能够精确掌握CCI嵌入的位置。

而且，由于使用多个像素数据的亮度的平均值描述了CCI，因此能够实现嵌入CCI的处理，同时将图像数据的图像质量下降最小化。

还有，由于当在其它记录介质中复制记录数据信号Srr时不需要增加或重写版权信息，因此能简化复制设备C的结构。

此外，在上述的切割设备1中，CCI仅在外边缘区E中的一点上嵌入CCI。然而，不同的CCI能嵌入在不大于16个点的多个点上。用此方法，能够更有效防止为了窃取进行的对CCI的去除。还有，甚至在由于噪声而丢失某些CCI的情况下，其它的CCI仍能够保持图像数据中的复制信息。

此外，不仅CCI而且其它控制切割设备1或复制设备C的操作的信息能够嵌入到图像的外边缘区E中。例如，如果根据由其提供给设备的数据信号Sd的介质的类型，而需要改变切割设备1或复制设备C的操作，则指示数据信号Sd是通过卫星广播系统还是有线电视系统提供的信息嵌入在外边缘区E中。

此外，本发明不限于上述情况，其中通过使用包含在刚好在CCI嵌入的位置处存在的像素数据之前的像素数据中的亮度值和包含在紧随CCI嵌入的位置处存在的像素数据之后的像素数据中的亮度值来产生CCI。例如，可通过使用包含在两个或三个垂直相邻像素数据中的亮度，来交替产生CCI。

前述实施例的描述参照了CCI嵌入装置3包括在切割设备1中的结构。然而，本发明不限于此结构。例如，CCI嵌入装置3另外可以包括在复制设备中。在这种情况下，通过CCI嵌入装置3将版权信息和CCI嵌入在复制的图像信号中。对于已经复制的图像信号，基于嵌入的CCI和版权信息来管理复制过程。

此外，在示于图4的复制设备C中，不用输入延迟信号Sd12到切换器56的一个输入端，而是将加有预定偏移值的商信号Sdv输入到同一个输入端，其中用原始商信号Sdv代替该信号，并且输出到记录器57。

此外，示于图4的复制设备C可以置于切割设备中，基于带有嵌入的版权信息和CCI的外部数据信号，可以产生带有嵌入的新CCI的记录数据信号，其中信号记录在压模盘上，由此生产DVD。

前述关于按照第一实施例的复制设备C的描述参照了复制通过广播介质诸如卫星广播系统或发送介质诸如有线电视系统输入的模拟数据信号Sa的情况。除了这种应用，还可以有这种结构，其中从由切割设备1生产的DVD中再现的图像信号(具有嵌入的版权信息和CCI的图像信号)输入到复制设备C，并且由复制设备C复制。

IV.CCI嵌入装置的另一形式

图6示出按照本发明实施例的另一CCI嵌入装置3’的结构。在上述切割设备1中，CCI嵌入装置3可用CCI嵌入装置3’代替。在图6中，用相同的标号分别表示类似于示于图3的CCI嵌入装置3的相应部件，并且不再进一步描述。

用上述的CCI嵌入装置3，来计算亮度的平均值，此平均值或具有加入偏移量量的相同平均值用作CCI，相反，用CCI嵌入装置3’，一预置的固定值用作CCI。

例如，固定值“00001000”用作指示仅能复制一次的CCI，固定值“00001×××”用作指示禁止复制的CCI。此时×表示任意值。当嵌入CCI时，这些固定值之一从CPU 31’输出到切换器30。

在固定值用作CCI的情况下，不需要平均亮度值的计算。并且，不需将数字数据信号Sdd和位置信号Ssw2提供到CCI嵌入装置3’的CPU 31’。因此，能够简化CCI嵌入装置3’的电路结构。

V·复制设备的另一形式

图7示出按照本发明实施例的另一个复制设备C’的结构。在图7中，类似于示于图4的复制设备C中的对应部件分别用相同的标号表示，并且不再描述。

在上述的复制设备C中，当在要复制的图像数据中嵌入新CCI时，亮度的平均值用作新CCI。相反，复制设备C’使用预定的固定值作为新CCI。

由于这个原因，复制设备C’包括CCI产生器60，它代替了图4中的延迟装置52、53、加法器54和除法器55。CCI产生器60输出含有指示禁止复制的CCI(例如固定值“00001 ×××”)的CCI信号Scci’。此CCI信号Scci’输入到切换器56的一个输入端，同时数字数据信号Sad直接输入到切换器56的另一输入端。切换器56在当CCI嵌入在数字数据信号Sad中的时刻转到CCI信号Scci’，并且输出记录数据信号Srr。结果，嵌入CCI。在此情况下，锁存器50将从数字数据信号Sad检测到的CCI信号Scci’提供到CPU 51。使用固定值作为CCI的复制设备C’避免了平均亮度值的计算，于是简化了电路结构。

在通过类似于使用CCI的方法，在图像数据中嵌入指示用于输入数据信号Sd的介质(卫星广播系统或有线电视系统)的信息的情况下，增加固定值类型的数目。例如，固定值“00001×××”用于指示由卫星广播提供的图像。并且，“00011×××”用作指示从DVD提供的图像的固定值。

Claims (20)

1、一种通过转换图像信号产生记录信号并且将产生的记录信号输出到外部设备的设备(1)，该图像信号包括对应于要显示在显示装置的显示屏上的图像的图像数据，该图像数据包括多个数据片，每个数据片对应于构成图像的多个像素中的不同的一个，其特征在于该设备(1)包括：

控制信息片产生装置(31，31’)，用于产生控制信息片，控制信息片包括控制外部设备操作的信息；

检测装置(22-28)，用于当图像显示在显示屏上时，检测与位于图像的外边缘部分的多个像素中的一个像素对应的多个数据片中的一个数据片；

放置装置(29，30)，用于将控制信息片放置在检测到的数据片上；以及

产生装置(4)，用于通过转换包括控制信息片的图像信号，来产生记录信号。

2、如权利要求1所述的设备，其中该图像的外边缘部分是位于显示屏的可视区外的部分。

3、如权利要求1所述的设备，其中该图像的外边缘部分是由显示装置的屏幕框隐藏的部分。

4、如权利要求1所述的设备，其中该图像的外边缘部分是位于显示屏的可视区内的外边缘部分的部分。

5、如权利要求1所述的设备，其中该控制信息片包括指示是否允许复制记录信号的复制条件信息。

6、如权利要求1所述的设备，其中该多个数据片中的每个是对应于图像的像素的像素数据。

7、如权利要求1所述的设备，还包括复制保护信息放置装置(29，30)，用于将多个复制保护信息片放置在多个数据片上，每个数据片对应于位于要显示在显示屏的可视区内的图像一部分的多个像素中不同的一个，该多个复制保护信息片包括用于识别控制信息片置于其上的数据片的信息。

8、如权利要求7所述的设备，其中该多个复制保护信息片中的每个是一水印。

9、如权利要求1所述的设备，其中该多个数据片中的每个是对应于图像的像素的像素数据，该像素数据包括表示像素亮度的亮度值，并且该控制信息放置装置用控制信息片代替亮度值。

10、如权利要求9所述的设备，其中所述控制信息片产生装置(31，31’)还包括：

计算装置，用于计算包括在目标数据片之前的数据片中的第一亮度值和包括在目标数据片之后的数据片中的第二亮度值的平均值，其中该控制信息片将放置在该目标数据片上；和

代替装置，用于用该控制信息片来代替目标数据片的亮度值，

并且其中，控制信息片产生装置(31，31’)根据是否允许复制该记录信号通过改变所述的计算平均值来产生控制信息片。

11、一种通过转换图像信号产生记录信号并且将产生的记录信号记录在可由用于再现记录信号的外部设备读取的记录介质(SP)上的设备(1)，该图像信号包括对应于要显示在显示装置的显示屏上的图像的图像数据，该图像数据包括多个数据片，每个数据片对应于构成图像的多个像素中的不同的一个，其特征在于该设备(1)包括：

控制信息片产生装置(31，31’)，用于产生控制信息片，控制信息片包括控制外部设备操作的信息；

检测装置(22-28)，用于当图像显示在显示屏上时，检测与位于图像的外边缘部分的多个像素中的一个像素对应的多个数据片中的一个数据片；

放置装置(29，30)，用于将控制信息片放置在检测到的数据片上；

产生装置(4)，用于通过转换包括控制信息片的图像信号，来产生记录信号；和

记录装置(5，6，7，10，11)，用于在记录介质(SP)上记录产生的记录信号。

12、如权利要求11所述的设备，其中该图像的外边缘部分是位于显示屏的可视区外的部分。

13、如权利要求11所述的设备，其中该图像的外边缘部分是由显示装置的屏幕框隐藏的部分。

14、如权利要求11所述的设备，其中该图像的外边缘部分是位于显示屏的可视区内的外边缘部分的部分。

15、如权利要求11所述的设备，其中该控制信息片包括指示是否允许复制记录信号的复制条件信息。

16、如权利要求11所述的设备，其中该多个数据片中的每个是对应于图像的像素的像素数据。

17、如权利要求11所述的设备，还包括复制保护信息放置装置(29，30)，用于将多个复制保护信息片放置在多个数据片上，每个数据片对应于位于要显示在显示屏的可视区内的图像一部分的多个像素中不同的一个，该多个复制保护信息片包括用于识别控制信息片置于其上的数据片的信息。

18、如权利要求17所述的设备，其中该多个复制保护信息片中的每个是一水印。

19、如权利要求11所述的设备，其中该多个数据片中的每个是对应于图像的像素的像素数据，该像素数据包括表示像素亮度的亮度值，并且该控制信息放置装置用控制信息片代替亮度值。

20、如权利要求19所述的设备，其中所述控制信息片产生装置(31，31’)还包括：

计算装置，用于计算包括在目标数据片之前的数据片中的第一亮度值和包括在目标数据片之后的数据片中的第二亮度值的平均值，其中该控制信息片将放置在该目标数据片上；和

代替装置，用于用该控制信息片来代替目标数据片的亮度值，

并且其中，控制信息片产生装置(31，31’)根据是否允许复制该记录信号通过改变所述的计算平均值来产生控制信息片。

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