CZ407599A3 - Zařízení, způsob, nosič záznamu a signál s ochranou proti kopírování - Google Patents

Abstract

Současná schémata ochrany proti kopírování digitálního videa spoléhají na vodoznak v pixelech spolu s přítomností ?průkazu" a tak implementují stav ?jednou kopírovatelného" obsahu. Tento průkaz je navržen tak, aby opravňoval vlastníka disku/pásky k vytvoření kopie digitálního obsahu. Zveřejňujeme způsob předávání tohoto průkazu s video signálem poté co byl obsah převeden do analogové oblasti. Tato forma průkazu se nazývá analogový průkaz. Analogový signál může být zaznamenán na starší zařízení, které nevyhovuje schématu ochrany proti kopírování (např. běžné VCR). Analogový průkazje navržen tak, aby se v těchto starších zařízeních automaticky odstranil. Kopie dalších generací jsou vyhovující zařízeními znemožněny. Jsou navrženy tři možné způsoby začleňování průkazního signálu do analogového video signálu

Description

ZAŘÍZENÍ, ZPŮSOB, NOSIČ ZÁZNAMU A SIGNÁL S OCHRANOU PROTI KOPÍROVÁNÍ

Oblast techniky

Vynález se týká zařízení pro začleňování průkazního signálu do analogového video signálu, který byl získán z převodu digitálního video signálu chráněného proti kopírování do analogové oblasti, způsobu pro začleňování průkazního signálu do analogového video signálu, analogového video signálu opatřeného průkazem tak, aby byl odstraněn nebo zdeformován při záznamu analogového video signálu opatřeného průkazem na analogový VCR a následné reprodukci analogového video signálu z něj, ale nezkreslí se normální reprodukce analogového video signálu z tohoto analogového VCR, a také nosiče záznamu opatřeného video signálem s včleněným průkazním signálem.

Dosavadní stav techniky

Schémata ochrany proti kopírování podle předchozího stavu techniky jsou např. Macrovision, ve které je dobře známá metoda ochrany do zatemňovacího intervalu analogového video signálu přidána zvolená vlnová křivka, aby se zabránilo záznamu na analogový VCR a následné reprodukci analogového VCR. V tomto ohledu je proveden odkaz na EP 256 753. Dále je proveden odkaz na EP 328 141, který zveřejňuje to, co se nazývá systém správy sériového kopírování (seriál copy management systém), který umožňuje

0978779 • * · 44« 4444 t 4 4 4 4 «444

444 · » 4 4444 · 4 «4 4 * · 4 «« 4 · · 4 V

444 44 · 4« 44 vytvoření omezeného počtu (n) kopií z originálu nebo z následné kopie. Původní materiál obsahuje hodnotu počtu představující hodnotu n. Při dalším kopírování z originálu nebo z kopie, se snižuje hodnota počtu obsažená v kopírovaném materiálu o jedničku, dokud hodnota počtu nedosáhne nulové hodnoty, která následně zablokuje vytváření dalších kopií.

Navrhovaná specifikace standardu pro nové médium digitálního videa jako například DVD-RAM (DVD = Digital Video/Versatile Disk) a eventuálně také VDR (Video Disc Recorder) bude vybavena mechanismem ochrany proti kopírování. Schémata implementují kromě obvyklého zákaz kopírování nebo volně kopírovatelné, třetí kategorii obsahu kopírovatelné jednou/již nelze kopírovat. Poslední možnost umožňuje spotřebitelům vytvářet jednu kopii obsahu, který je jednou kopírovatelný , např. kvůli vytvoření záložní kopie nebo kvůli časovému reprodukce. Schéma kopírovatelné jednou/již kopírovat se také vyžaduje kvůli shodě s legislativou v některých oblastech světa. Zkopírovaná verze obdrží stav již nelze kopírovat.

posunu nelze

Základní informace o autorských právech jsou neseny včleněním vodotisku do obsahu videa (ve jeho nejzákladnější formě se jedná o jemné změny v jasu předem stanovených pixelů ve video materiálu: neviditelné, avšak přehrávající zařízení je schopné snadno detekovat). Pro každou ze třech kategorií kopírování bude existovat jiný vodotisk. Vodoznak by měl být navržen tak, aby byl robustní vůči mnoha transformacím: tj. vodoznak by měl být stále zjistitelný po základním zpracování obrazu (aperturové filtrování, převod 4:3<-»16:9, NTSCoPAL, změna poměru stran (letterboxing),

• 4 • 4 4 »

4 4 · « · 4 4

4 4 4 digitální -+ analogový -> digitální), ale také po vážných pokusech o narušení. Vodoznak je tajný, je známý pouze tomu, kdo jej začlenil (poskytovatel videomateriálu).

V případě, že vodoznak popisuje obsah jako jednou kopírovatelné/již nelze kopírovat, některý další signál ve video proudu by měl udávat, která ze dvou generací: jednou kopírovatelné nebo již nelze kopírovat popisuje základní video. Narozdíl od vodoznaku by se tento signál měl změnit v zařízení spotřebitele při kopírování. Aby se toho dosáhlo, byla navržena různá schémata, zavádějící tzv. koncept průkazu. Průkaz se skládá ze 64 bitů, které udávají, zda je daný disk/páska originální (jednou kopírovatelný), nebo nahrávka originálu (již nelze kopírovat), kterou již nelze kopírovat pomocí zařízení, která dodržují pravidla ochrany proti kopírování. Tyto informace by bylo možné samozřejmě zakódovat jako pouze 1 bit, jako u pravidel správy kopírování SCMS/CGMS, ale to by také velmi usnadnilo narušení piráty. Spíše se volí popsání základního obsahu 64 bity šifrovaně. Číslo 64 je v podstatě určeno úsilím vyžadovaným k průniku šifrovacího algoritmu brutální silou.

Kromě (budoucích) přehrávačů/rekordérů, které dodržují tyto informace o autorských právech, tzv. vyhovujících rekordérů, existuji další ze světa nevyhovujících: stroje upravené hackery, ale také nesmírně široká základna ještě existujících analogových VCR. Protože jeden z požadavků mechanismu ochrany proti kopírování je zpětná slučitelnost, mělo by se umožnit, aby byly VCR (pracujícím podle specifikací formátů jak například VHS, Beta, Video-8, S-VHS, Hi-8 atd.) schopny zaznamenávat jednou kopírovatelný materiál. Po zkopírování chceme, aby byl obsah videa již • · · · « · t · · » · · ·««· * « · · • · · · · »·· * * v· · • · · » * · «·«· ·· · ·· « ·· ·· nelze kopírovat. Vyhovující rekordéry by neměly být schopny vytvořit kopii třetí generace. Proto by měl být průkaz T navržen tak, aby byl automaticky vyjmut těmito existujícími nevyhovujícími rekordéry.

Podstata vynálezu

Cílem je tudíž, aby bylo analogové video zaznamenáno na pásku spolu s průkazem na VCR, který neví nic o ochraně proti kopírování. Během přehrávání pásky by se analogové video mělo znovu objevit, ale průkaz by v něm neměl být přítomný, viz. obr 1.

Je tudíž účelem vynálezu navrhnout více informačních kanálů s nízkou přenosovou rychlostí v analogovém CVBS signálu (Composite Video Blanking/Synchronization) jednoho z podpisů NTSC, PAL nebo SECAM, které budou automaticky odstraněny po záznamu nebo přehrání s použitím analogových VCR spotřebitelské třídy. Bylo by žádoucí, pokud by se průkaz neodstranil do přehrávání, tj. na obrázku 1, aby odstranění nastalo spíše ve VCR(OUT), nežli ve VCR(IN). Jinak nebudou budoucí vyhovující analogové VCR schopny přehrávat pásky již nelze kopírovat: jakmile zjistí vodoznak oznamující jednou kopírovatelné/již nelze kopírovat, interpretují nepřítomnost průkazu jako narušení a přehrávání se zastaví.

Přehled obrázků na výkresech

Vynález bude blíže vysvětlen prostřednictvím konkrétních příkladů provedení znázorněných na výkresech, na — 5 - · · · · »· · · · « *···»« »··· · v * « « * * » « ft · «««» ·· · «· · * · «· kterých představuje obr. 1 myšlenka vynálezu, zejména záznam analogového video signálu opatřeného průkazem na analogové VCR tak, aby po reprodukci nebyl video signál zdeformovaný, ale průkaz zmizel obr. 2 vloženi průkazu ve formě amplitudově modulovaného Y-signálu do analogového video signálu obr. 3 zařízení pro začleňování průkazu do analogového video signálu podle prvního návrhu obr. 4 stopy průkazu na osciloskopu před záznamem na

VCR a po přehrání z tohoto VCR, přičemž průkazy jsou začleňovány podle třetího návrhu obr. 5 zařízení pro začleňování průkazu do analogového video signálu podle třetího návrhu

Příklady provedení vynálezu

Předpokládá se, že analogové video má původ v analogovém výstupu DVD přehrávače, nebo se objevuje na konci vysílacího řetězce.

Povšimněte si, že analogový průkaz nemá nic společného se způsoby, které zabraňují běžným VCR v záznamu analogového videa (jako například existující metody Macrovision). Protože obsah poskytnutý VCR je kopírovatelný pouze jednou, záznam je explicitně povolen. Docíleno má být v* • «·«* « · toho, že budou zmařeny následné pokusy o kopírování vyhovujícími zařízeními.

Kanály pro předávání průkazů se vyznačují dvěma znaky:

(a) doba přenosu (např. řádek 21, řádek 624 atd.) (b) fyzický nosič (např. horizontální synchronizační puls, synchronizační puls barvy atd.).

Tyto dvě položky budou popsány nejdříve.

Co se týče výše uvedeného bodu (a): zajistit, aby další informace neviděli diváci, ale současně umožnit levnou implementaci ve spotřebitelských zařízeních, pozornost bude tudíž věnována dvěma možnostem:

i. Jako první možnost by mohl být k umístění průkazu použit interval vertikálního zatemnění. Interval vertikálního zatemnění (VBI) obsahuje řádky 1-23, 311-335 a 623-625 v 50/625 PAL/SECAM a řádky 1-21, 261-283, 523-525 pro 60/525 NTSC. Z těchto jsou řádky 1-10, 311-321, 623-625 (PAL/SECAM) a 1-10, 261-267, 523-525 (NTSC) vyhrazeny pro Časování přijímače (vyrovnání, synchronizace řádků (B-Y)/(R-Y) v SECAM atd.) , takže by neměly být měněny.

V NTSC, není řádek 21 část VBI, ale protože je vyhrazen pro skryté titulky a nikoli pro aktivní video, je výše označena jeho příslušnost k VBI.

ii. Jako druhá možnost, lze k umístění průkazu použít 3% aktivního videa, která obvykle nejsou vykreslována na monitorech spotřebitelské třídy kvůli přeskenování (overscanning).

«

4 4 4 · *

Obě možnosti mají výhody a nevýhody:

Informace nesené ve VBI se vždy nezachovají v zařízení pro převod videa (například PAL->NTSC) které může být přítomno ve vysílacím řetězci pro mezinárodně distribuované programy. Ale v jednom přenosovém standardu je VBI velmi účinný neviditelný kanál, jak ukazují 20 let staré služby jako Teletext (Se zřetelem na to se může zdát výhodné připojit průkaz k programu prostě jako běžnou teletextovou stránku NABTS/WST. To se však jeví jako nešikovné, protože VCR spotřebitelské třídy s Y-šířkou pásma 5 MHz, jako například S-VHS, zaznamenají a reprodukují tento signál beze změny) a titulky a v poslední době technologie Intelu založená na HTML, Intercast. Navíc služby jako Teletext jsou přenášeny asynchronně, tj. je rozhodováno v každém poli jinak, nebo dokonce na každém řádku jinak, zda se má signál vysílat na řádcích VBI. Při použití řádku používá, se vyšle specifická synchronizační posloupnost na začátku aktivního videa tohoto řádku. Pokud vysílající strana chce vyhlásit svá nebo cizí autorská práva k vysílanému obsahu, umožňující ještě další kopii (např. pro účely časového posunu) vyšle příslušný průkaz a musí pouze zdržet přenos určité řádky teletextu o jeden rámec. Řádky 23 (PAL) nebo 22 (NTSC) lze použít k označení režimu 16:9 (WSS v přenosech PAL+); řádky 19 (NTSC) nebo 318 (PAL/SECAM) jsou také požadovány k rušení duchů. Pozornost je nutné věnovat tomu, aby přenášený průkaz nespouštěl žádnou z logiky, která je přidružená k této funkci, a naopak. Může být výhodné použití řádku 23 v PAL pro WSS (a kalibraci trysky?). Nakonec digitální VCR, které ukládají pouze aktivní část videa, automaticky odstraní průkazy ve VBI (D-VCR).

Na druhé straně u 3% přeskenované oblasti lze očekávat, že přežije téměř všechny převody a že bude přenesena » * • · · · · « · · * ♦»····· · t • · · · · · to «« · *ft ·· univerzálně. Nevýhoda použití této části videa je ta, že na některých displejích se mohou tyto řádky posunout do viditelné oblasti (v závislosti na teplotě atd.; také u PCmonitorů pokud se použijí jako TV). Navíc filtrování šumu nebo jiná manipulace s aktivním videem v řetězci vysílání, může také zničit veškeré informace o průkaze v něm obsažené.

Shrnutí:

	+ +	- -
řádky VBI	• Lze snadno integrovat	•	Vysílač musí být
	pro vyhovující		vyhovuj ící:
	vysílač.		musí být začleněn do
			existujících signálů
			TXT, CC, atd.
		•	Může být vymazán v
			řetězci mezinárodního
			vysílání
3 % pře-	• Přežije celý vysílací	•	Snižování šumu/převod
skenování	řetězec		formátu/filtrování
	• V DVD přehrávači není		aktivního videa může
	nutný další hardware		poškodit průkaz v
	navíc	•	této oblasti Mohlo by být na některých monitorech viditelné (např. na podskenovaném monitoru PC)
		•	Neodstraní se v
			digitálním VCR

První návrh je přenášet během VBI nebo 3% přeskenování řádků amplitudově modulovaný Y-signál s kmitočtem nosné přibližně 3-4 MHz a vysokou amplitudu s SS úrovní 50 % * * • ···· * (šedá). Například se zatemňovací úrovní = 0%, bude šipčková bílá = 100 % , synchronizační úroveň - -43 %: má binární 0 amplitudu 80% a 1 amplitudu 100%. To znamená, že špičkové úrovně těchto signálů budou 129% resp. 150%. Příklad průkazu, začleněného tímto způsobem, je ukázán na obrázku 2. Příklad ukazuje začlenění bitové posloupnosti 10110 průkazu do řádku video signálu, AM modulací vysokofrekvenčního Y-signálu o vysoké amplitudě (mimo měřítko). Během záznamu jsou vysoké (prostorové) kmitočty zesíleny ve VCR (tzv. preemfáze), kvůli kompenzaci nežádoucích vlastností magnetické pásky. Aby se omezily kmitočtové odchylky FM modulátoru, který zaznamenává Ysignál, je preemfázovaný signál před zaznamenáním oříznut. Toto oříznutí odstraní všechny informace vysokých amplitud v Y.

Obrázek 3 ukazuje provedení zařízení pro včleňování analogového průkazu jak je ukázáno a obrázku 2 v analogovém video signálu. Začleňovaní prvek z obrázku 3 začleňuje analogový průkaz do řádku n video signálu. Datové bity jsou přenášeny při 614 kHz s použitím 50% SS posunu a amplitud 80% a 100%, které znázorňují 0 a 1. To bere v úvahu přibližně 32 bitů/řádek. Řádek Gate VBI line n, je monostabilní multivibrátor, který vysílá puls jakmile na svém vstupu uvidí číslo n.

Druhý návrh je posunout fázi synchronizačního pulsu barvy v předem určeném řádku přes 180°.

Na začátku každého řádku, před aktivní částí řádku, vysílá vysílací člen synchronizační puls barvy: 10 až 12 cyklů kmitočtu podnosné barvy, f_sc, která byla ustálena na 4,433618.75 MHz (pro PAL) nebo 3,579545 MHz (pro NTCS) .

*« » · · · · · 9 t « b * · « t t *··· ♦ · · · fr ··* « * V * » » fr ♦ · » ·» · ·· ·*

Přijímač synchronizuje oscilátor na desce kmitočtem a fází s tímto synchronizačním pulsem a použije jej k dekódování následných U,V (také nazvaných jako R-Υ,Β-Υ) (PAL), nebo I,Q (NTCS) signálů barvy, které byly amplitudově kvadraturně namodulované (PAL/NTSC) na podnosnou barvy.

Při záznamu na magnetickou pásku ve VCR, jsou barevné signály, které modulují podnosnou barvy, posunuty směrem dolů z horní části spektra (kolem f_sc) do nižší části spektra a výstředný kolem f_v - 625 kHz (PAL), 690 kHz (NTSC). Tato čísla se týkají VHS. U systému Beta leží Hi-8 a S-VHS, kmitočty nosné ve stejném rozsahu (mezi 550 a 750 kHz).

Přesněji řečeno: pokud analogový vstup VCR uvidí signál barvy s kmitočtem synchronizačních pulsů barvy fsc' a horizontálním kmitočtem řádků f_H' (přičemž oba nemusí být nutně shodné s kmitočty specifikovanými ve standardu), měl by být kmitočet synchronizačních pulsů barvy na pásce fu=N.f_H', přičemž N je rovno 40 + 1/8 pro VHS a 47 - 1/8 pro 8 mm. Fáze synchronizačních pulsů fu je v závěsu za f_sc'

Výše popsaná procedura se nazývá záznam s barvou vespod. Při přehrávání přeloží elektronika VCR barvy vespod barevný signál z pásky zpět do jeho původního rozsahu okolo f_sc v horní části spektra jeho smícháním v heterodynním směšovači s celkovým kmitočtem = f_5C+fy. Přehrávací f_5C je generována krystalovým oscilátorem a VCO generuje f_Uz který je v závěsu za synchronizačním pulsem barvy přicházejícím z pásky. Existují variace v návrhu tzv. subkonvertoru a hlavního konvertoru, ale existují vždy dva oscilátory, přičemž jeden z nich je stabilní oscilátor založený na krystalu a druhý je v závěsu za (více) kmitočty synchronizačních pulsů.

• · 0 0 0 0 0*0» • 0 0 0000 0 · » 0 ► 0 0 «00 0000 0 0 00 0 • · 0 00 0 0000 >0 0 00 0 «0 00

Nestability v časováni (jitter) v dopravním systému pásky mají katastrofický vliv na fázi podnosné a tudíž na kvalitu barev. Porovnávací smyčky dvou fází, hrubá řídící smyčka a jemná řídící smyčka rychle kompenzují tyto nestability úpravou kmitočtu heterodynního směšovače k vytvoření synchronizačního pulsu, který vychází standardních 4,433618.75 nebo 3,579545 MHz. Povšimněte si, že jakákoli záměrná modulace fáze/kmitočtu synchronizačních pulsů ve vstupním signálu do VCR se ztratí na výstupu tímto zavěšením výstupních synchronizačních pulsů na referenční krystal.

Jemná řídící smyčka jemně upravuje heterodyní směšovací kmitočet fa porovnáváním fázového rozdílu referenčního krystalového oscilátoru a do horní části převedeného synchronizačního pulzu z pásky, zprůměrovaně přes několik řádků.

Hrubá řídící smyčka reaguje rychle na velké fázové rozdíly. K porozumění její činnosti je nutné vědět, že ve VHS a jeho následnících, je fáze barevné podnosné a tudíž synchronizační puls tak jak byl zaznamenán hlavou A (jedna ze dvou nahrávacích hlav přítomných ve VCR) v předstihu o 90°, každý horizontální řádek; u systému PAL toto nastává navíc kromě standardní změny synchronizačních pulsů ±135 ⁰. U hlavy B (druhá záznamová hlava ve VCR) se nezavádí žádné fáze navíc. To se provádí kvůli snížení přeslechu sytosti barvy mezi vedlejšími stopami. Mělo by se zde poznamenat, že v systému 8-mm jsou role hlav A a B vyměněny.

Nyní, při přehrávání, jakmile komparátor v hrubé řídící smyčce v synchronizačních obvodech barvy zaznamená velký fázový rozdíl, může odpovědět dvěma způsoby: fázový rozdíl # · ♦ t 0 · « · · · » · · · »00 * 9 ··♦« · 0 0 9 9 * 9 9 0 0 0 0 0 » «· · «0 00 je veliký, protože (a) nastala veliká chyba; v tom případě vypne hrubá řídící smyčka synchronizační signál a signál barvy pro daný řádek.

(b) oscilátor je ve špatné fázi ze skupiny skoků 0°-»90^o-»180°-»270^o-»0°; v tom případě posunuje hrubá řídící smyčka oscilátor na desce o fy v krocích 180° (nebo někdy 90°), dokud nenastane závěs. To se nazývá přepínač-4(p,

K přenosu 0, je třeba posunout synchronizační puls o 180 ⁰ na pevném řádku n (například n=l8). K přenosu 1 , je nutné posunout synchronizační puls o 180 ° na řádku n+1. Tato 0 nebo 1 je detekována změřením fáze synchronizačního pulsu na řádku n+1. Existují dva způsoby, kterými jsou tyto informace při přehrávání deformovány:

1. Hrubá řídící smyčka uvidí 180° f_sc-chyba fáze a odpoví posunutím heterodynního kmitočtu f_c o 90° nebo 180°.

2. I když hrubá řídící smyčka nebude vůbec reagovat, v každém VCR je přítomen hřebenový filtr barvy, který snižuje přeslech mezi vedlejšími stopami. Tento 2H hřebenový filtr vytváří průměr řádku n a n-2 (pro PAL; pro NTSC: 1H, průměr řádků n a n-1) . Pokud je synchronizační puls na řádku n o 180 ⁰ napřed, bude průměr 0 se synchronizačním pulsem na řádku n-2.

Tímto způsobem lze přenášet jeden nebo dva 2 bity na rámec. Počet bitů je omezen, protože hrubé řídící smyčce trvá několik řádků, (typicky 5-8) než se obnoví a samozřejmě tato obnova se musí provést před přenosem video řádků, které jsou zobrazitelné na obrazovce.

Následující tabulka ukazuje, jak bude vypadat amplituda A a fáze φ synchronizačního pulsu na řádku n+1 po přehrání

	- 13 -	* * 9 * 0 0 »00 ·· 0	V 0 0 9 0 9 0 9 0 0 909» 9 «90 99 0	* · 9 0 0 · 0 9 * *9 * * · « 9 00 0»
na VCR s	odpovídáj ící	hrubou	řídící	smyčkou	a bez
odpovídáj ící	hrubé řídící	smyčky.

Vyslaný bit

přepínač 4φ posunut o 180°

přepínač

4φ nereaguje

2H hřeb.

1H hřeb.

Žádný hřeb.

2H hřeb.

1H hřeb.

Žádný hřeb.

A

φ

A

Φ

A

φ

A

φ

A

φ

A

φ

0

0

-

0

-

Ao

180 0

0

-

0

-

A

180 0

π 1 it

0

-

A

180°

Ao

180 0

Ao

0 0

0

-

0

0 °

0

A

0

Výše uvedená tabulka ukazuje posun amplitudy a fáze synchronizačních pulsů na řádku n+ 1 po přenosu bitu 0 nebo 1, po záznamu a přehrání bitů analogovým VCR s různými konfiguracemi PLL. V této tabulce je A_o normální amplituda synchronizačního pulsu (přibližně 43 % ). Poslední sloupec (chorobný případ} ukazuje, co se naměří na řádku n+1 bez průchodu VCR (tj. přímo na výstupu například DVD přehrávače). Povšimněte si, že při přehrávání nemohou být v žádné z konfigurací VCR spolehlivě detekovány jak 0, tak

II 2 ¹¹

Příklad: vyslání 0 do VCR s 1H hřebenovým filtrem a přepínačem 4φ, který postupuje v krocích po 180 °. Kvůli 0, bude synchronizační puls na řádku n o 180 ⁰ napřed a synchronizační puls na řádku n+1 bude o 0° napřed. Při přehrávání, posune přepínač 4φ synchronizační puls na řádek n+1 o 180° po zjištění špatného synchronizačního pulsu na řádku n. Pak hřebenový filtr 1H toto zprůměruje s řádkem (n+1)-1 = n, který byl již o 180 ⁰ napřed, takže výsledek je synchronizační puls s normální amplitudou a fázovým • 4 · 4 • 4 4 · 4

4 4 4444 4 4 «44 4

4

4 4

4 · • 4 4

4 4

4· posunem 180 °.

Třetí návrh je založen na vztahu, který normálně existuje mezi řádkovým kmitočtem f_H a kmitočtem podnosné f_3C. Na určitém řádku ve VBI nebo v přeskenované oblasti 3 % je signál přenášen s přibližně stejným kmitočtem jako je kmitočet podnosné barvy f_sc, která je fázově modulovaná bity průkazu. To znamená, že 0 a 1 odpovídají dvěma barvám, například při 0° a 90° v U-V prostoru. Kmitočet průkazního signálu by měl být velmi blízký (284-1/4)f_H +25 Hz(PAL) nebo (455/2) x f_H (NTSC). Je však třeba vzít v úvahu následující pravidla:

Pro PAL:

(a) tento průkazní signál se přenáší pouze během sudých rámců, nikoli během lichých rámců a (b) průkazní signál je invertován každý 2., 6., 10., atd.

rám.

Pro NTSC (a) tento průkazní signál se přenáší během všech rámců a (b) průkazní signál je invertován každý 2., 4., 6., atd.

rámec.

Inverze průkazního signálu odpovídá přiřazení dvou nových barev k 0 a 1, které jsou posunuty o 180° napřed. Následkem skutečnosti, že průkazní signál je zavěšen na f_H, má průkazní signál pevnou fázi s vzhledem k horizontálnímu synchronizačnímu pulsu na daném řádku: tj. na osciloskopu, který používá tento horizontální synchronizační puls jako spoušť, je průkazní signál nehybný. Pokud by se neprovedla inverze v kroku b, průkazní signál by se objevil spolu se svou o 180 ⁰ posunutou verzí, kvůli soudělnému vztahu mezi f_sc a f_H (u standardu PAL, po dvou rámcích podnosná barvy na stejném řádku shromáždila fázový posuv 180 zatímco u standardu NTSC, po jednom rámci podnosná barvy na stejném • »

- - » - V · · * »»·· ···· • · 4 4 4 4444 » « 4 » ₉ • · 4 *44 *4·· ·· 4 44 · «4 44 řádku shromáždila fázový posuv 180 °) . Průkazní signál je detekován zprůmerováním tohoto řádku přes více rámců.

Tento průkazní signál se po záznamu odstraní následovně: kmitočet, na kterém je průkaz fázově namodulován je v podstatě podnosná barvy. VCR interpretuje průkazní signál jako posloupnost. Během přehrávání zavěsí VCR tento signál barvy na referenční krystalový oscilátor na f_sc. Horizontální kmitočet řádků f_H je vsak nestabilní kvůli kolísání rychlosti mechaniky transportního systému pásky. Tudíž při přehrávání průkazní signál již nenese žádný pevný vztah co se týče fáze vůči f_H a pokud se sečte přes několik rámců, bude průměr 0.

Obrázek 4 ukazuje stopy na osciloskopu průkazu před záznamem na VCR a po přehrání z tohoto VCR. Na obrázku 4 je modulační parametr 1 +45 °, 0 -45 °. Nahoře: před záznam na VCR; dole: po přehrání z tohoto VCR. Vertikální přerušované čáry udávají hranice bitů: místa, kde fáze nosné může být změněna k zakódování bitu. Z obrázku nahoře je jasné, že všechny stopy klesají až na vrcholy jiných, zatímco na obrázku dole nosná kolísá vpřed a vzad, a vymizí zprůmerováním.

Obrázek 5 ukazuje provedení zařízení pro začleňování průkazu podle třetího návrhu do analogového video signálu. Se začleňovací jednotkou podle obrázku 5 jsou datové bity přenášeny při 614 kHz s použitím 0 ° a 180 ⁰ ke znázornění 0 a 1. To počítá s přibližně 32 bity/řádek. Blok +2 na obrázku 5 je pro NTSC, a měl by se změnit v blok +4 pro PAL. Blok Gate VBI line n na obrázku 5, je monostabilní multivibrátor, který vyšle puls, jakmile se na jeho vstupu objeví číslo n.

• · * · *· · ··»· » · » 4 · 4 44·« 4 4 4 4 4 • · · 4 4 4 k · t · ·· · ·· · ·· «4

K přenosu průkazu podle druhého a třetího návrhu se doporučuje nastavit signál Y jasu následujícího řádku na nulu. Pokud signál jasu na řádku není nula, není to na překážku metodám, ale nastavení signálu jasu na nulu pouze zamaskuje jakékoli potenciální rušení.

Níže uvedené tabulky shrnují a uvádějí výhody a nevýhody zde popsaných tří návrhů.

	Médium	Agresor	Metoda
1	AM nosné = 4MHz v prostoru Y při vysoké amplitudě (např. 0=l,2V; 1=1,34V)	Preemfáze + omezovači obvod	R-IN
2	Modulace fáze synchronizačního pulsu barvy	0°/90o/180o/270° rotující přepínač 4φ a/nebo hřebenový filtr	R/D (?) - OUT
3	ΡΞΚ fsc + inverze na následujících rámcích	Kolísání v rychlosti transportu mechanické pásky, tj. fH	R/D(?)- OUT

kde R znamená odstraněno a D znamená zdeformováno

		++	—
1	Vysoký kmitočet a Luma vysoké hlasitosti	• Jednoduché/levné • Pracuje se SECAM • Vysoká přenosová rychlost	• Odřezávání může být závislé na zařízení
2	PSK synchronizační puls	• Nepřežije MPEG/D-VCR, i v případě že je v 3% přeskenované	• Při přehrávání může být komp. fáze příliš pomalá a

• · · · ···· • · · ···· · ·* · » · · « · ····· · · ·· · ··· ·* · * · * ·· · ·» · ·

		oblasti aktivního videa	zanechávat aktivující verzi průkazu • Nižší přenosová rychlost • Může způsobit chyby barev ve starším zařízení (bez rychlé obnovy fáze) • problém CH-1/ CH-2 • V systému SECAM chybí synchronizační puls barvy
3	PSK fsc+ inverze na následujících rámcích	• Vysoká přenosová rychlost	• Nemusí fungovat v systému SECAM • Zprůměrování přes rámce může být nákladné (paměti, atd.) • Přežije D-VCR

Co se týče bezpečnosti, je třeba poznamenat následující. Průkaz by mohl být piráty přimíchán do analogového signálu po přehrání. Tomu by se mohlo zabránit uvedením průkazu do vztahu se specifickými vlastnostmi aktivního videa rámce, ve kterém je začleněn. Při přehrávání je analogové video poškozeno (například se oříznou vysokofrekvenční barvy, ale funguje také ztráta Y18 rozlišení), a nelegálně vložený průkaz by již neodpovídal základnímu videu.

Požadavky na analogový průkaz lze nyní shrnout následovně. Průkazy by neměly být rozpoznatelné vyhovujícími DVD rekordéry po kroku záznamu a následném kroku reprodukce na/z analogového VCR, jako například uvedeného na obrázku 1. Průkaz může být předán nečitelný z VCR (IN) (během záznamu) nebo ve VCR (OUT) (během přehrávání) . Dále může být průkaz úplně odstraněn nebo zcela zkreslen (např. kmitočtově posunut). Podle výhodnosti:

	VCR(IN)	VCR(OUT)
Odstraněn (R)	-	+ +
Deformován (D)	—	+

Úplné odstranění přebíjí deformaci, aby se hackerům ztížila ruční obnova průkazu. Odstranění ve VCR(OUT) spíše než ve VCR(IN) se upřednostňuje, protože vyhovující DVDrekordér nebo budoucí VCR nepřehraje (jinak legální) pouze jednou kopírovatelný materiál bez průkazu.

Průkaz se skládá ze 64 bitů, které by se měly přenášet přibližně jednou za 10 sekund. Kvůli analogové povaze kanálu by se mělo používat ECC a to zdvojnásobí počet bitů na 128.

Mělo by být obtížné (kryptograficky/výpočetně) znovu vložit průkaz do analogového videa.

• 9 · 9 • · 9 · » • · 9··· * 9 • · 9 9

9 w v *9 9

9 ·

9 9 ·· 9

Přenos průkazu v analogovém videu by mělo vyžadovat co nejméně hardwaru kromě toho, který je již přítomen kvůli převodu z MPEG na CVBS.

Claims (16)

1. PATENTOVÉ NÁROKY

   1. Zařízení pro včleňování průkazního signálu do jednoho nebo více řádků analogového video signálu, přičemž zařízení se vyznačuje tím, že obsahuje

   - první vstupní prostředky pro příjem analogového video signálu druhé vstupní prostředky pro příjem průkazního signálu prostředky pro začleňování průkazního signálu do jednoho nebo více řádků video signálu, vyznačující se tím, že prostředky pro začleňování jsou přizpůsobeny k začleňování průkazního signálu přidáním amplitudově modulovaného signálu s předem určeným kmitočtem nosné v jednom nebo více řádcích, přičemž bit v průkazním signálu první binární hodnoty je znázorněn první předem definovanou amplitudou v amplitudově modulovaném signálu, bit v průkazním signálu druhé binární hodnoty je znázorněn druhou předem definovanou amplitudou v amplitudově modulovaném signálu.
2. 2. Zařízení podle nároku 1, vyznačující se tím, že předem určený kmitočet nosné má hodnotu mezi 3 a 4 MHz.
3. 3. Zařízení podle nároku 1 nebo 2, vyznačující se tím, že první předem stanovená amplituda je podstatně rovna 200 % špička-špička a druhá předem stanovená amplituda je podstatně rovna 160 % špička-špička, kde 100 % špičkašpička je ekvivalentní s velikostí hodnoty mezi zatemňovací

   0978779 • · · · ♦ 0·0

   0 0 0 000 ·0· • · • * * * • ·

   0 0000 0 0 0 0 ·

   0 0 0 · •00* 0 ·0 *

   0 0* *

   00 00 úrovní a špičkovou bílou v signálu jasu.
4. 4. Zařízení pro začleňování průkazního signálu do jednoho nebo více řádků analogového video signálu, přičemž zařízení obsahuje

   - první vstupní prostředky pro příjem analogového video signálu, druhé vstupní prostředky pro příjem průkazního signálu prostředky pro začleňování průkazního signálu do jednoho nebo více řádků video signálu, vyznačující se tím, že prostředky pro začleňování jsou přizpůsobeny k začlenění průkazního signálu změnou fáze synchronizačních pulsů barvy v jednom ze dvou následujících řádků ve video signálu, přičemž bit v průkazním signálu první binární hodnoty je znázorněn synchronizačním pulsem barvy v prvním ze dvou následujících řádků ve video signálu, který je měněn ve fázi, přičemž bit v průkazním signálu druhé binární hodnoty je znázorněný synchronizačním pulsem barvy ve druhém ze dvou následujících řádků ve video signálu, který je změněn ve fázi.
5. 5. Zařízení podle nároku 4, vyznačující se tím, že prostředky pro začleňování jsou přizpůsobeny ke změně fáze synchronizačního pulsu barvy o 180°.
6. 6. Zařízení pro začleňování průkazního signálu do jednoho nebo více řádků analogového video signálu, přičemž zařízení obsahuje

   - první vstupní prostředky pro příjem analogového video signálu druhé vstupní prostředky pro příjem průkazního signálu prostředky pro začleňování průkazního signálu do

   4 4 4 ♦ · · ♦ 4 4 • 4 4 ·♦ · • 4 4 » 4 4 4 • 4 4444 • 44 ·· 4

   4 4 4

   4 «·

   4 4 4 4

   4 4 4

   44 44 jednoho nebo více řádku video signálu, vyznačující se tím, že prostředky pro začleňování jsou přizpůsobeny k začleňování průkazního signálu přidáním předem určeného kmitočtu nosné, který je fázově modulovaný bity v průkazním signálu v jednom nebo více řádcích analogového video signálu, přičemž bit průkazního signálu první binární hodnoty je znázorněn kmitočtem nosné, která je fázově modulovaná prvním fázovým úhlem, bít průkazního signálu druhé binární hodnoty znázorněný kmitočtem nosné, která je fázově modulovaná druhým fázovým úhlem.

   7. Zařízení podle nároku 6, vyznačující se tím, že předem stanovený kmitočet nosné je podstatně roven kmitočtu podnosné barvy. 8. Zařízení podle nároků 6 nebo 7, vyznačující

   se tím, že první fázový úhel se podstatně rovná 0° a druhý fázový úhel se podstatně rovná 90°.
7. 9. Zařízení podle nároku 6, 7 nebo 8, vyznačující se tím, že prostředky pro začleňování jsou přizpůsobeny k přidávání průkazního signálu do jednoho nebo více řádků pouze sudých rámců ve video signálu.
8. 10. Zařízení podle nároku 6, 7 nebo 8, vyznačující se tím, že prostředky pro začleňování jsou přizpůsobeny k invertování průkazního signálu včleněného v každém m-tém rámci ve video signálu, kde m je celé číslo rovné 2.
9. 11. Zařízení podle nároku 6, 7 nebo 8, vyznačující se tím, že prostředky pro začleňování jsou přizpůsobeny k invertování průkazního signálu » · · · • · · · • · · * • · · · ·· ·· » · » · · ♦ • · · · · · · • · · * · *··« * • · · * · ·· · ·· · začleněného v (2 + m) -tém rámu video signálu, kde m číslo rovné 0, 4, 8, 12, ......
10. 12. Zařízení podle kteréhokoli z předcházejících nároků, vyznačující se tím, že jeden nebo více řádků jsou řádky začleněné ve vertikálních zatemňovacích intervalech video signálu.
11. 13. Zařízení podle kteréhokoli z nároků 1 až 11, vyznačující se tím, že jeden nebo více řádků jsou řádky v přeskenované části aktivních řádků ve video signálu.
12. 14. Zařízení podle kteréhokoli z předcházejících nároků, vyznačující se tím, že dále obsahuje zapisovací prostředky pro zápis video signálu se začleněným průkazním signálem na nosič záznamu.
13. 15. Způsob začleňování průkazního signálu do jednoho nebo více řádků analogového video signálu, prováděný v zařízení podle nároku 1, 4 nebo 6.
14. 16. Způsob podle nároku 15, vyznačující se tím, že dále obsahuje krok záznamu video signálu se začleněným průkazním signálem na nosič záznamu.
15. 17. Nosič záznamu získaný způsobem podle nároku 16, který má na sobě zaznamenaný video signál se začleněným průkazním signálem.

    je celé • · · · · · <

    • · · · · · · · I · t • · · > · » ·«·* « · · « · • ♦ · · · 4 I · · · «· · ·« t «· ««
16. 18. Analogový video signál získaný způsobem podle nároku 15, který má v sobě začleněný průkazní signál.