CN1147057C

CN1147057C - 在视频信号上叠加附加信号的方法和装置

Info

Publication number: CN1147057C
Application number: CNB981199380A
Authority: CN
Inventors: 池田望; 荻野晃; ־; 森胁久芳; 小桥贵志; 木村裕司
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 1997-08-29
Filing date: 1998-08-29
Publication date: 2004-04-21
Anticipated expiration: 2018-08-29
Also published as: CA2245415A1; KR19990023854A; US6470137B1; CN1222733A; EP0899949A1; JPH1175166A; TW391100B

Abstract

在把扩频的附加信息信号叠加至视频信号的时候，通过利用每小块部分中预定的模式连续地变化扩频的附加信息信号的电平，在再生的图像上可以控制该扩频的附加信息信号对再生图像的可视影响，其中诸如复制防止控制信息和版权信息的附加信息被扩频。

Description

在视频信号上叠加附加信号的方法和装置

技术领域

本发明涉及在视频信号上叠加附加信号的方法和装置。

背景技术

现在正在广泛使用数字信息记录装置，诸如数字录像机或小型盘记录和再生装置，而且已经开发了具有记录功能的数字视盘或数字通用盘。在这些数字信息记录装置中，可以记录与做为主信息信号的一个数字视频信号和一个数字音频信号相关的各种附加信息信号，甚至一个计算机数据。

在这种情况下，这种附加信息信号是一种数字信号并附加至数字信息信号上作为在该区域上的记录的信号，该信号可以从数字信息信号中区域性地识别出来，诸如附加一个标题部分至例如该数字信息信号的块单元中的数据和其它内容表区域等等上。

在为了记录和传输的目的而把附加信息叠加到现在的主信息信号的系统中，在该标题部分，附加信息信号不是直接地叠加至数字信息信号上而是叠加至间接区域。因此，通过滤波或者变换能够容易地去掉附加信息信号，在某种情况中，使得在记录装置或者再生装置中检测必需的附加信息是不可能的。尤其是，当把禁止不正当复制的控制信息和版权信息做为附加信息信号进行叠加的时候，很容易发生这样的事情，即，由于除去了这种附加信息信号而不能达到预定的目标。

另外，如上所述当把附加信息信号叠加到间接区域时，如果把数字信息信号转换成模拟信号，则只能得到主信息信号，同时除去附加信息信号。这意味着如果叠加如上所述的复制防止控制信号做为附加信息信号以便禁止数字信息信号的不正当复制，当这种数字信号转换成模拟信号的时候，就已经丧失了这种复制防止的功能。

做为解决当除去附加信息信号时并且当把数字信号转换成模拟信号时所发生的一些问题的附加信息信号叠加系统，本发明已经提出了一个系统，其中把附加信息信号诸如复制防止控制信进行扩频并且把该扩频的附加信息信号叠加到视频信号上并且利用数字数据或模拟数据来记录该视频信号(美国专利申请No.08175510)。

在这种系统中，以一种较高的周期产生一种伪随机噪声系列码(下面称做PN码)，例如，作为扩展码，并且随后为了进行扩频，将该码与附加信息信号相乘。因此，可以把该附加信号信号诸如窄带而且高电平的复制防止控制信号转换成不会对视频信号产生任何影响的宽带而且非常低电平的信号。这种扩频的附加信息信号，即该扩频信号叠加到用于在记录介质上记录的模拟信号上。在这种情况下，在记录介质上将要记录的视频信号可以是如所需要的模拟信号或者数字信号。

在现有技术的这种系统中，由于附加信息信号诸如复制防止控制信号是以与视频信号同时同频的方式来叠加的，因此对于一个试图进行非法复制的人来说从视频信号中除去叠加的复制防止控制信号是非常困难的。同时，也可以通过反扩频来检测复制防止控制信号，以利用该叠加的附加信息信号。

由于当再生操作时不从视频信号中除去叠加在视频信号上的附加信息，如上所述，必须以一种不会对视频信号的再生的图像产生任何影响的那样低的电平来附加信息叠加至视频信号上。不过，尽管必须以低电平，但要求该附加信息以一种可以检测的电平进行叠加。

如上所述，可以确定地把复制防止控制信号与视频信号一起提供给记录装置一侧并且可以在该记录装置侧检测到该复制防止控制信号以便根据所检测的复制防止控制信号实现可靠的复制控制操作。

另一方面，当视频信号被记录成数字信号时，视频信号被分块成一些像素的单元，而且这种视频信号被压缩成决的单元的形式。因此，这是可以理解的，即给一个块赋值一小块扩频的码以产生扩频的信号并且把该扩频的附加信息叠加至视频信号上。

不过，在这种情况下，当每小块赋值给一个块的叠加的电平，根据扩频的信号的电平“0”和“1”，被设被置成恒定值时，附加信息的叠加电平就会以块的单元的方式进行变化，其可能的结果就是：能够察觉到在块的单元中的图像的分割区域。

发明内容

因此本发明的一个目的是提供一种叠加方法和装置，用于防止叠加的附加信息损伤再生的图像。

本发明的用于把附加信号叠加至视频信号的方法和装置，其特征在于：与视频信号同步地产生一个扩频码，它具有与视频信号的图像的一些预定的像素的周期相应的每小块部分；通过用扩频码对附加信息信号进行扩频产生一个扩频的附加信息信号；通过用在与每小块部分相应的周期之内预定的模式连续地变化扩频的附加信息信号的电平，产生一个电平变化的扩频的附加信息信号；并且，通过把电平变化的扩频的附加信息信号叠加至视频信号，产生一个输出视频信号。

因此，在与一些像素相应的周期中，由此扩频的附加信息信号不是恒定的而是连续变化的，可以把附加信息信号叠加至视频而不会在再生的图像上的这些像素中察觉到分割的区域。

附图说明

通过对目前优选实施例的详细说明，本发明的其它目的以及优点将会更显著，该详细说明将结合下面的附图一起来考虑；

图1是表示应用本发明的附加信息叠加装置的一个优选实施例的一个例子的方框图；

图2A至2C是用于主要说明本发明的附加信息叠加方法的一个优选实施例的图；

图3是示出图1的一部分装置的构造范例的图；

图4A至4F示出用于说明本发明的附加信息叠加方法的一个优选实施例的一个时序图；

图5示出图1的一部分装置的构造范例的图；

图6是示出了图1的一部分装置的构造范例的图；

图7A至7H是表示本发明的附加信息叠加方法的一个优选实施例的重叠图案的一个例子的图；

图8A至8D是用来说明信息信号与扩频信号的叠加电平之间的关系的图；

图9A和9B是表示本发明的附加信息叠加方法的一个优选实施例的另外范例的图。

具体实施方式

下面将结合附图说明本发明的优选实施例。在下面所说明的该优选实施例中，诸如MPEG2系统的压缩系统利用离散余弦变换(DCT变换)把该视频信号当做数字信号进行压缩，并且，经网络来传输该已压缩的视频信号，或者通过将它记录在记录介质中的方法来传输该已压缩的视频信号。

如图2A至2C所示，按每个矩形区域的形式把视频信号的一个帧(或一个)图像格式分成块BL，该矩形区域由例如水平方向上的8个像素和垂直方向上的8个像素组成。按这样一种形式把该附加信息做为扩频信号叠加至视频信号，即给每个块赋值一小块该扩展码。

以这样一种方式把做为附加信息的该扩谱信号叠加至视频信号，即当一小块扩频信号对于视频信号为“0”时，则叠加正电平，同时，当该值为“1”时，则叠加负电平。将要叠加的电平是不固定的，而且以预定的固有模式进行变化的一小块被叠加。

在这种实施例中，为了指导关于该传输的数字视频信号的复制防止控制(duplication preventing control)，该复制防止控制信号做为附加信息被叠加到视频信号。该复制防止控制信号可以是具有例如，只确定第一次发生的复制的复制发生限制的内容的信号，或者可以是信号禁止或确认视频信号的复制，并且这种复制防止控制信号是由一比特或几比特构成的。

另外，该扩频信号叠加在视频信号的亮度信号Y上而非色度信号C上。很自然也可以把该扩频信号叠加到色度信号C上。不过，由于视频信号的色信号，利用例如两个相位轴的单元诸如色差信号来再生色，当该扩频信号叠加到该色信号时，即使该扩频信号的电平很低也会产生可视的色调的变化。因此，不影响色调而把扩频信号叠加到视频信号是非常困难的。因此，在该实施例中，扩频信号只叠加到高密度亮度信号。不过，为了简化起见，亮度信号的Y的色变信号C都不加区别地用视频信号来代表。

图1是表示在该实施例中附加信号叠加装置的一个范例的一个方框图。

经输入端11输入的一个模拟视频信号Vi送至做为叠加部分的一个电平相加电路12，并且还送至一个同步分离电路18。同步分离电路18从该模拟视频信号Vi中分离出水平同步信号H和垂直同步信号V。随后分离出的水平同步信号H和垂直同步信号V送至定时信号发生部分19。

该定时信号发生部分19把该水平同步信号H和垂直同步信号V做为参考信号并产生一个定时信号以便对数字视频信号进行压缩处理。该定时信号发生部分19也产生后面将要说明的：一个PN发生启动信号EN，标志用于产生PN码做为扩展码以产生扩频信号的部分；一个PN码复位定时信号RE(后面，称为复位信号RE)，标志PN码发生起初定时；以及一个PN时钟信号PNCK。

扩频(下面把扩频简称为SS)复制防止控制信号(SS重复阻止空制信号)是从SS复制防止控制信号产生部分22经叠加电平控制部分23送至电平相加电路12的。在这种情况下，如上所述，按照这样一种方法把该SS复制防止控制信号送至电平相加电路12，即当一小块的电平是“0”时，就加正电平，而当一小块的电平是“1”时，就加负电平即进行减法运算。

另外，如后面将要说明的，每个块BL赋值一小块，并且一小块的叠加电平被定义为预定的固定的模式，并且通过电平相加或电平相减的道理将该扩频信号叠加到模拟视频信号Vi。在该扩频信号中复制防止控制信号被扩频。

当叠加上了扩频复制防止控制信号的视频信号在A/D转换器13中转换成数字信号以后，随后送至块划分部分14，并随后分成如图2A所示的块BL，该决BL由水平方向的8个像素以及垂直方向的8个像素组成的。从该块划分部分14把以块单元形式的数据送至DCT处理部分15。在该DCT处理部分15中，为了DCT算术处理的目的用从定时信号发生部分18中发出的定时信号把该视频信号划分为块单元BL。

来自DCT处理部分15的该算术处理结果送至量化部分16以便进行量化处理。该量化部分16的一个输出经一个运动补偿电路(未示出)送至DCT处理部分15以便对运动部分进行CDT算术运算。

在可变长度编码部分17中，用霍夫曼码对该量化部分16的一个输出进行可度长度编码，并且随后输出以便进行传输，例如，诸如进行记录。

图3是用来说明定时信号发生部分19的一个框图。该定时信号发生部分19装备有：一个PN发生定时信号产生部分191；包括PLL的一个PN时钟产生部分192；以及一个定时信号产生部分193。从同步分离部分18送出的水平同步信号H和垂直同步信号V送至PN发生定时信号产生部分191和定时信号产生部分193，并且同步分离部分18送出的水平同步信号H送至PN时钟产生部分192。

PN发生定时信号产生部分191使用垂直同步信号V做为参考信号来产生一个垂直周期复位信号RE以确定用于扩展处理的PN码流的重复周期，该扩展处理将用于图4A所示的扩频。在这个例子中，复位信号RE是垂直周期信号，它在例如垂直同步信号V的前沿下降。

在这个例子的情况下，PN发生定时信号产生部分191也把水平同步信号H(参见图4B)做为参考信号以产生该PN发生启动信号EN。在该例子中，把该PN发生启动信号EN制造成为使PN发生部20仅从在块BL的垂直方向上行数N的周期中，即只在每N＝8水平段中一个水平段上产生PN码。如图4D所示，该PN发生启动信号EN是低有效信号。

PN时钟产生部分192利用PLL电路来产生PN时钟PNCLKC(参见图4C)，它具有与水平同步信号H相同步的块BL的周期。即，该PN时钟PNCLK是具有与一个块BL的水平方向上的像素数相同的周期的时钟，即在该例子中为8像素的周期。该PN时钟PNCLK决定扩展信号的一小块的周期。

另外，定时信号产生部分193，如上所述，产生数字视频信号，并根据垂直同步信号V和水平同步信号H，产生将在图1装置中压缩处理过程中使用的各种定时信号。来自该定时信号产生部分193的定时信号包括像素单元中的时钟。

来自定时信号产生部分19的PN发生启动信号EN，复位信号RE以及PN时钟PNCLK被送至PN发生部分20。

PN发生部分20根据时钟信号PNCLK、启动信号EN以及复位信号RE来产生PN码。即，PN发生部分20由垂直周期复位，在该实施例中，由复位信号RE进行复位从而从开始产生预定码模式的PN码流。当由启动信号EN把PN发生部分20设置成PN码发生准备状态(启动状态)时，根据时钟信号PNCLK，PN发生部分20产生PN码流PS。

在该实施例的情况中，如上所述，由于当启动信号EN是低电平时，把PN发生部分20设置成PN码发生准备状态，如图4D所示，在一块的垂直方向上8个水平段中间的首部一个水平段，把它设置成PN码发生状态。以

在这种情况，由于PN发生部分20在一个垂直段上不复位，因此，在PN发生水平段上如图4E所示产生不同的PN码流PN11、PN12、PN13、…。

不过，由于在垂直段的开头处由复位信号RE复位PN发生段20，因此，如上所述，在每个垂直段中每个块BL的一个首部水平段上产生不同的PN码流PN11、PN12、PN13…。这里，复位信号EN、时钟信号PNCK以及启动信号EN当然与分块的定时信号同步。

图5示出PN发生部分20的一个构成范例。该实施例的PN发生部分20是由形成15个级的移位寄存器的15个触发器REG1至REG15以及用于计算这种移位寄存器的均匀抽头输出的“异或”电路EX-OR1至EX-OR5组成的。如上所述，图5所示的PN发生部分20，根据启动信号EN、PN时钟信号PNCLK以及PN码复位定时信号RE，产生M序列PN码流。

如上所述，从PN发生部分20获得的PN码流PS送至PN重复部分21，并且尽管未示出，来自定时信号发生部分19的启动信号EN以及时钟PNCLK也送至PN重复部分21。

图6是这种PN重复部分21的一个构成范例。即，这种PN重复部分21是由一个切换电路211以及一个移位寄存器212组成的，该移位寄存器具有与进入一水平段的PN码的块的数目同样多的数目的级。PN码流PS送至该切换电路211的一个输入端，移位寄存器212的输出送至该切换电路211的另一个输入端。

启动信号EN是做为该切换电路211的切换信号输入的。因此，在启动信号EN的低电平的段中，使切换电路211切换至一个输入端(PN码流PS端)因而产生了PN码流PS(PN code stream PS)，同时在启动信号EN为高电平的段中使切换电路211切换至另一个输入端(移位寄存器212的输出端)因而不产生PN码流PS。时钟PNCLK是做为移位时钟输入该移位寄存器212。

因此，在每个块BL的首部水平段上产生的由PN码流PN11、PN12、PN13、…。构成的PN码流PS在PN发生部20中分别地转换，以切换电路211至移位寄存器212。在每个块BL的余下的水平段上，一出现从PN发生部分送来的PN码流，而且，切换电路211切换至移位寄存器的输出端。因此，移位寄存器212重复地输出由前面水平段取得的一个水平段的PN码流PN11、PN12、PN13、…。

如上所述，在这种实施例的情况下，由PN发生部分20在每个块的8个水平段中间的一个水平段中间的一个水平段上产生的PN码流被PN重复部分21在随后的水平段分别地重复，从而产生了如图4F所示的PN码流PSr，这里，在每个块BL中，一个水平段的单元中的PN码流PN11、PN12、PN13、…。变得连续起来。即，一小块PN码流PS被赋值给一个块。来自PN重复部分21的PN码流PSr送至SS复制防止控制信号产生部分22。

SS复制防止空制信号产生部分22通过设置的一个乘法部分产生了用于频谱扩展目的SS复制防止控制信号。该乘法部分把送来的复制防止控制信号与来自PN重复部分21的PN码流相乘。在这种情况下，送至这个SS复制防止控制信号产生部分22的复制防止控制信号定义成在一个块BL中至少具有相同的信息比特内容。

SS复制防止控制信号产生部分22把SS复制防止控制信号经叠加电平控制部分23送至电平相加电路23。

在这种情况下，根据SS复制防止控制信号的一小块的值，叠加电平控制部分23输出一个模拟电平，即，当该SS复制防止控制信号的一小块的值为“0”时，为一个正的非常低的电平。或者当该一小块的值为“1”时，输出一个负的非常低的电平。在这种情况下，如上所述，这种正或负的低电平不是稳定的而是变化的从而提供一种在一个块中预置的固定的模式。

如图2B和图7A至7H所示，每块的叠加电平模式受到叠加电平控制部分23的控制。如图2C所示，当在DCT转换中，把DC系数位置设置于原点(0，0)时，这种叠加电平模式仅是包括在位置(2，2)处放置的系数AC4中的频率单元。

因此，为了去频谱扩展，在反相DCT转换之前在DCT的数据的状态下，只需提取出系数AC4，就可以从视频信号中检测出做为附加信息的叠加的该SS复制防止控制信号。

在这个实施例的情况中，如图7A至7H示出在叠加电平控制部分23中每块的叠加电平。即，图7A至7H所示的电平分别地变化表示了将要叠加至图7A至7H所示块的每行a、b、c、d、e、f、g、h的每个像素的电平的变化。

叠加电平控制部分23接收定时信号，以便通过没置图7A至7H所示的叠加电平，从而为每个像素确定叠加电平。该定时信号包括从定时信号发生部分19送来的像素时钟以及从PN重复部分21送来的重复定时信号。

图7A至7H示出当叠加正电平时的叠加电平的模式。当叠加负电平时，利用给出负叠加电平方向的相似的模式并且它的频率单元也仅仅包括在DCT系数AC4中。

如前所述，从SS复制防止控制信号产生部分22得到的该扩频信号，随后受到叠加电平控制部分23的控制，从而变成以块BL的单元的形式的如图2A至2C或者如图7A至7H所示的固定的叠加模式。加上视频信号或者从视频信号中除去之后，该附加信号就可以叠加到视频信号上。

因为采用了这种叠加模式，因此，在块之间划分电平处的电平差，与根据该小块值“0”或“1”来把每块的叠加电平设置成负的或者正的固定电平时所获的相比，可以减少1/2，并因此可以降低每块的叠加电平的划分。

如上所述传输或记录的压缩的视频数据，当进行编码时，包括SS复制防止控制信号，在对系数AC4进行反DCT算术运算的时候，它是相对较低的频率系数。因此，这种SS复制防上控制信号叠加到视频信号并且也几乎没有损伤地被再生出来。因此，可以可靠地传输该SS复制防止控制信号以便进行可靠的复制控制。

另外，如上所述，在解码时，在反DCT之前，在级中只需取出系数AC4并且从这种单元中可以检测出该扩频的复制防止控制信号从而保证了可靠的复制防止控制。

对系数AC4所叠加的附加信息的检测意味着对比特流信号所叠加的附加信息的检测，因此也可以防止为了复制而从存储器中读取信号。另外，在这种情况下，由于不必包括反DCT电路，因此它还有一个很大的优点，即，只需使用简化的电路来检测该附加信息。

图8A至8D示出利用频谱来表示的扩频信号与视频信号间的关系。如图8A所示，扩频附加信息信号是一个窄带信号，包括很少信息量并有低的比特率。当对这种信号进行扩频时，得到如图8B所示的宽带信号。在这种情况下，该扩频信号的电平与频带扩展比例相反比例地降低。

然后，在相加部分12中，这种扩频信号叠加至视频信号。在这种情况下，如图8C所示，可以按比诸如视频信号的信息信号的动态范围更低的电平来叠加该扩频信号。通过运用这种叠加方法，几乎不会损伤信息信号诸如视频信号。所以，叠加上该扩频信号的视频信号被送至一个显示器接收机。因此，扩频信号的影响几乎不会在视频信号中出现而且可以获得好的再生图像。

不过，如下面说明的，当进行反扩频以便检测该叠加的扩频信号时，可以再次把扩频信号恢复成如图8D所示的窄带信号。通过给出足够的频带扩展率，超过信息信号的反扩频附加信息信号的能量使得检测本身更加容易。

在这种情况下，由于叠加到信息信号诸如视频信号的附加信息信号是按照与信息信号诸如视频信号同时间同频率的方式进行叠加的。因此，只利用一个频率滤波器或者通过信息的简单代替不能够删除或校正它。

因此，通过把所需的附加信息叠加到用于记录目的的视频信号上，就能够伴随着视频信号等等可靠地传输该附加信息信号诸如如上所述的复制防止控制信号。另外，如上所述，当把以比信息信号诸如视频信号低的信号能量所扩频的附加信息信号叠加到信息信号时，能够使信息信号的损失最小化。

因此，例如，当把一个复制防止控制信号当做附加信息信号叠至视频信号时，由于这种复制防止信号的交变或移动是困难的，因此可以实现能够确保可靠的防止不正当复制的复制防止控制。

另外，在上面的结构中，由于使用垂直周期的PN码流来进行扩频处理，把垂直同步信号做为参考信号，因此，根据与垂直同步信号同步的信号，可以容易地产生用于反扩频过程的PN码流，这种反扩频过程就是需要从视频信号中检测扩频信号。即，逐渐不需要利用一个滑动相关器来对用于反扩频的PN码进行同步控制。如上所述，可以容易地产生用于反扩展的PN码流，可以快速地进行反扩频从而检测附加信息信号诸如快速地扩频并叠加到视频信号上的复制防止控制信号。

在图1的例子中，SS复制防止信号是叠加在模拟视频信号上的，但是经过A/D转换或者块划分以后，当然可以把该SS复制防止控制信号叠加在数字视频信号上。

作为在叠加电平控制部分23中的叠加电平模式，不仅可以是用图2A至2C和图7A至7H来说明的模式，而且还可以是各种各样固定的模式。

例如，如图9A所示，这也是可以的，即：把一个块BL分成四个区域并且可以把对角放置的两个隔开的区域设置成不同的电平。在这种情况下，在整个图像上根据电平变化的亮和暗图形形成了一个检验图形并且因此可以降低在块单元中划分区处变化图形的叠加电平。

在图9A的情况下，频率单元被扩展成DCT系数的一些AC系数，但是，如上所述，在反扩频之前，利用一些AC系数来检测叠加在视频信号上的附加信息也是可能的。

图9B的例子是为了减少块单元中的划分叠加电平模式至所有的块，其中把围绕矩形块BL的像素的叠加电平段设置成相同的并且电平是从外围像素朝着决的中心像素逐渐变化的。

在图9B的情况下，频率单元被扩展成一些DCT系数的一些AC系数，但是，如上所述，在数扩频之前，利用一些系数来检测叠加在视频信号上的附加信息也是可能的。

在上述中，在把一小块赋直给一个块的条件下，把SS附加信息叠加到视频信号，但是，在多于一块例如，把一小块赋值给对应于四块的宏块的条件下，这种叠加过程也是可能的。

另外，进行这样的叠加也是可能的，即：不是把一小块赋值给由水平和垂直两个方向上的一些像素所构成的块，而是赋值给由一个水平方向和一些垂直方向上的一些像素所构成的块。

另外，用于扩频的该扩展码的复位周期可以是许多垂直周期代替一个垂直周期。另外，该扩展码的复位周期可以是一个水平周期或者是许多水平周期。

在上面例子中，根据扩展码的一小块值“0”和“1”来把叠加电平设置成正或负，但是在一个是0电平并且其它是正或负电平的条件下叠加附加信号这也是可以的。在这种情况下，通过考虑正或负电平，如上所述，设置固定模式的叠加电平模式，就可以应用本发明。

在上述中，经过扩频处理叠加的附加信息是复制防止控制信号，但是做为这种附加信息，不仅可以使用复制防止控制信号，而且可以使用有关数字视频信号的信息，例如，用于识别每个场的时间码信息以及版权信息。做为版权信息，例如，可以使用用来识别相关记录装置的一个装置号码。当把这种装置号码叠加至数字视频信号Vi时，可以很容易地找到复制的历史。

另外，在上述中，该扩频信号是叠加在一个模拟视频信号上的，但是当然可以把该扩频信号叠加在一个数字视频信号上，并且自然本发明可以应用于此。

另外，在上述中，利用PN码对附加信息比特进行扩频，但是本发明也可以用于这样的情况，即根据附加信息比特通过叠加不同系列的PN码，检测扩频信号并且然后检测这些PN码。

本发明也可以应用于这样的情况，即，通过确定例如当叠加PN码时就传输“1”或者当不叠加PN码时就传输“0”，来把PN码本身叠加到视频信号上做为扩频信号。

另外，该扩展码并不局限于PN码而且也可以使用其它码诸如Gold码。

另外，当附加信息不是经过扩频来叠加的而是以一种非常低的电平的方式来叠加的时候，也可以应用本发明，其中该非常低的电平不会对以一个像素和一些像素的单元形式再生的图像产生影响。

在上面说明中，本发明应用于记录和再生系统，但是也可以应用在为了利用各种传输介质，例如电磁波、电缆以及红外光束进行传输需要把附加信息叠加到视频信号的情况。

如上所述，根据本发明，当在视频信号的一些像素的单元中叠加非常低电平附加信息时，能够以在再生的图像中尽可能地减少叠加模式的影响的方式来叠加这样的附加信息，并且能够容易地检测该附加信息。

Claims

1.一种把附加信息信号叠加至视频信号的方法，包括以下步骤：

与视频信号同步地产生一个扩频码，它具有与所述视频信号的图像的一些预定的像素的周期相应的每个小块部分；

通过用所述扩频码对附加信息信号进行扩频产生一个扩频的附加信息信号；

通过用在与每个小块部分相应的周期之内预定的模式连续地变化所说的扩频的附加信息信号的电平，产生一个电平变化的扩频的附加信息信号；以及

通过把所述电平变化的扩频的附加信息信号叠加至所述视频信号，产生一个输出视频信号。

2.如权科要求1所述的把附加信息信号叠加至视频信号的方法，其特征在于，在所述周期中所述扩频的附加信息信号的电平被连续地变化为一个正或负值。

3.如权利要求2所述的把附加信息信号叠加至视频信号的方法，其特征在于，在所述周期中针对所述预定的一个像素或者几个像素，连续地变化所述扩频的附加信息信号的电平。

4.如权科要求1所述的把附加信息信号叠加至视频信号的方法，其特征在于，通过向所述视频信号的一些预定的水平段重复地产生同样的扩展码，形成其每一个是由一些在垂直方向上排列的同样的小块构成的多个块。

5.如权科要求4所述的把附加信息信号叠加至视频信号的方法，其特征在于，在一些所述块的每个块中，用在水平和垂直方向上预定的模式，连续地变化述扩频的附加信息信号的电平。

6.如权科要求4所述的把附加信息信号叠加至视频信号的方法，其特征在于，所述视频信号是数字视频信号并且经过以一些块的每个块的方式进行离散余弦变换而压缩的，并且用于变化一些所述块中的所述附加信息信号的电平的所述预定的模式仅仅是包括在一些所述块中的一个或一些离散余弦系数的一个频率单元。

7.一种用于将附加信号叠加到视频信号的装置，该装置包括：

扩频码产生装置，用于与视频信号同步地产生一个扩频码，该扩频码具有与所述视频信号的图像的一些预定的像素的周期相应的每个小块部分；

扩频装置，用于通过用所述扩频码对附加信息信号进行扩频产生一个扩频的附加信息信号；

电平控制装置，用于通过用在与每个小块部分相应的周期内预定的模式，连续地变化所述的扩频的附加信息信号的电平，产生一个电平变化的扩频的附加信息信号；以及

信号叠加装置，用于通过把所述电平变化的扩频的附加信息信号叠加至所述视频信号，产生一个输出视频信号。

8.如权利求7所述的用于把附加信息信号叠加至视频信号的装置，其特征在于，所述电平控制装置连续地变化所述周期中所述扩频的附加信息信号的电平为一个正或负值。

9.如权利要求7所述的用于把附加信息信号叠加至视频信号的装置，其特征在于，所述电平控制装置在所述周期中针对所述预定的一个像素或者每几个像素，连续地变化所述扩频的附加信息信号的电平。

10.如权利要求7所述的用于把附加信息信号叠加至视频信号的装置，其特征在于，所述扩频码产生装置向所述视频信号的一些预定的水平段重复地产生同样的扩展码，形成了其每一个是由一些在垂直方向上排列的同样的小块构成的一些块。

11.如权利要求10所述的用于把附加信息信号叠加至视频信号的装置，其特征在于，在一些所述块的每个块中，用在水平和垂直方向上预定的模式，连续地变化所述扩频的附加信息信号的电平。

12.如权利要求10所述的用于把附加信息信号叠加至视频信号的装置，其特征在于，还包括一个压缩装置，用于通过以一些块的每个块的方式进行离散余弦变换来压缩所述视频信号，并且用于变化一些所述块中的所述附加信息信号的电平的所述的预定的模式，仅仅是包括在一些所述块中的一个或一些离散余弦变换系数的一个频率单元。