DE4134842A1 - Kopierschutzvorrichtung fuer ein in einem videobandaufnahmegeraet verwendetes software-programm - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Kopierschutzvorrichtung zum Schutz einer für ein Videobandaufnahmegerät vorgesehenen Software. Diese Vorrichtung weist eine Schaltung zum Feststellen des Vorliegens oder Fehlens eines Kopierschutzsignals in dem Videobandaufnahmegerät infolge einer illegalen Kopie einer für das Videobandaufnahmegerät vorgesehenen Software während eines Halbbilds des Videosignals auf.

Üblicherweise wird bei einem Videosignal-Aufzeichnungssystem eines Videobandaufnahmegeräts (VTR) beim Durchlauf eines eingegebenen Videosignalgemisches durch ein Tiefpaßfilter ein Leuchtdichtesignal aus dem Videosignalgemisch gewonnen und ein Farbartsignal entfernt.

Durchläuft das Videosignalgemisch das Tiefpaßfilter und wird anschließend die Amplitude des eingegebenen Videosignals moduliert, so wird das Videosignal mit Hilfe einer automatischen Verstärkungsregelungs (AVR)-Schaltung auf eine konstante Amplitude geregelt. Üblicherweise weist bei einem VHS-Videobandaufnahmegerät die AVR eine Amplituden- bzw. Spitzenwert-AVR und eine getastete AVR auf.

Wird ein Signal oberhalb einer vorbestimmten Amplitude eingegeben, so regelt die Amplituden-AVR die Amplitude des Signals auf einen vorbestimmten Wert. Wird andererseits ein Signal unterhalb einer vorbestimmten Amplitude eingegeben, so steuert die getastete AVR die Amplitude auf einen vorbestimmten Wert. Demzufolge entspricht das Synchronsignal einem vorbestimmten Wert, und zwar ungeachtet einer Änderung des Leuchtdichtesignals, das ein Ausgangssignal der AVR darstellt.

Gewöhnlich ist bei einer AVR, die lediglich eine Amplituden-AVR einschließt, der Bildschirm dunkel und das Leuchtdichtesignal reduziert.

Demzufolge besteht der Nachteil, daß der Synchronsignalwert größer als der vorbestimmte Wert ist, um die gesamte Größe des Bildschirms konstant zu halten.

Bei der Amplituden- bzw. Spitzenwert-AVR wird die Amplitude eines Synchronsignals einer Fernsehwelle mit einem konstanten Wert eingegeben, der keine Beziehung zur Helligkeit des Bildschirms hat, wodurch die AVR-Spannung aus der Amplitude gewonnen wird; d. h. die AVR-Spannung beruht auf der Amplitude des Synchronsignals, das keine Beziehung zur Helligkeit des Bildschirms aufweist. Da das Ausgangssignal der AVR groß ist, falls ein großer Rauschimpuls eingegeben wird, wird die Rauschimpulsspannung in einen Kondensator geladen und die Entladezeit wird durch einen Widerstand verlängert.

Demzufolge hat die Amplituden-AVR den Nachteil, daß das große Ausgangssignal der AVR für eine Minute anhält, so daß die Synchronisation instabil ist und der Kontrast abgesenkt wird.

Zur Beseitigung dieses Nachteils findet die getastete AVR Verwendung. Die getastete AVR stellt beispielsweise eine der Regelungen der AVR-Schaltung in einem Fernsehgerät dar. Wird Rauschen oberhalb des Synchronsignals eingegeben, so ist die AVR nur während der Eingabe des Horizontal-Synchronsignals in Betrieb, so daß diese problemlos arbeiten kann.

Da die getastete AVR keine Probleme im Hinblick auf Impulsrauschen bringt und ungeachtet der Helligkeit des Bildschirms stabil arbeitet, wird die getastete AVR in weitem Umfang verwendet. Um das Videobandaufnahmegerät mit der Kopierschutzfunktion ausstatten zu können, ist bei dieser getasteten AVR die Zeitkonstante am AVR-Erfassungsteil einer analogen Einrichtung groß.

Liegt somit ein Kopierschutzsignal vor, so werden der erfaßte Signalpegel und die Entladezeit für lange Zeit beibehalten. Der AVR-Erfassungsteil ändert die Verstärkungsfaktorkennwerte entsprechend dem erfaßten Pegel.

Ist somit der erfaßte Pegel groß, falls das Kopierschutzsignal vorliegt, so wird das Aufzeichnungsschleifensignal kleiner, so daß kein Kopiervorgang durch Verringerung der Größe des von der AVR ausgegebenen Signals durchgeführt werden kann.

Demzufolge weist die getastete AVR den Nachteil auf, daß die AVR-Charakteristik infolge einer Änderung der Zeitkonstanten schlecht ist.

Es ist somit Aufgabe der Erfindung, eine Kopierschutzvorrichtung vorzusehen, mit der eine illegale Kopie einer Software für ein Videobandaufnahmegerät verhindert und die, wo auch immer die Aufzeichnungsschleife des Videobandaufnahmegeräts nach einer Integrationsschaltung angeordnet ist, verwendet werden kann, und zwar sowohl bei digitaler als auch analoger Signalverarbeitungstechnologie.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Patentanspruches 1 gelöst.

Die Erfindung betrifft somit eine Kopierschutzvorrichtung, die einen VTR-Kopfumschaltimpuls und ein Horizontal-Syn­ chronisiersignal verwendet und folgende Bauelemente umfaßt: eine erste Feststelleinrichtung für eine positive Flanke des Kopfumschaltimpulses, eine zweite Feststelleinrichtung für die negative Flanke des Kopfumschaltimpulses, eine Zähleinrichtung, die für eine Zeitdauer von 20 H ab der positiven und der negativen Flanke des Kopfumschaltimpulses zählt, eine Klemmschaltung zum Klemmen eines eingegebenen Bildsignals, eine Auftastimpuls-Erzeugungseinrichtung, die ein Signal, das von der ersten und zweiten Feststelleinrichtung empfangen wird, und das von der Zähleinrichtung ausgegebene Signal empfängt und einen Impuls während der in der Zähleinrichtung gezählten Periode erzeugt, eine Pegelerfassungseinrichtung, die das von der Klemmschaltung ausgegebene Signal sowie das von der Auftastimpuls-Erzeugungseinrichtung ausgegebene Signal empfängt und den jeweiligen Pegel entsprechend dem Vorliegen oder Fehlen eines Kopierschutzsignals erfaßt, eine Erfassungsimpuls-Er­ zeugungseinrichtung, die mit dem Ausgang der Pegelerfassungseinrichtung verbunden ist und eine Rechteckwelle mit Hilfe eines Komparators erzeugt, der die Ausgangswellenform der Pegelerfassungseinrichtung mit einer Bezugsspannung vergleicht, eine Killerimpulssignal-Erzeugungseinrichtung, die das Ausgangssignal der Erfassungsimpuls-Erzeugungseinrichtung sowie das von der ersten und zweiten Feststelleinrichtung abgegebene Signal empfängt und einen Killerimpuls erzeugt, um ein Signal nur während der Periode zu steuern, bei der ein Bildsignal in einem Teilbild vorliegt, und eine Signalunterdrückungseinrichtung, die das Ausgangssignal der Klemmschaltung sowie gleichzeitig das Ausgangssignal der Killerimpulssignal-Erzeugungseinrichtung empfängt und die Ausgabe des Bildsignals steuert.

Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ist Gegenstand des Unteranspruches 2.

Die Erfindung wird nachstehend anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1A die Position eines Kopierschutzsignals innerhalb eines Teilbildes;

Fig. 1B ein Kopierschutzsignal im Detail;

Fig. 2 ein Blockschaltbild einer Kopierschutzvorrichtung;

Fig. 3A und 3B ein Schalt- bzw. ein Wellenformdiagramm für ein in Fig. 2 gezeigtes Digitalsignal-Verarbeitungsteil;

Fig. 4A ein Schaltdiagramm für eine in Fig. 2 gezeigte Pegelerfassungseinrichtung;

Fig. 4B ein Eingabe-Wellenformdiagramm, das die Beziehung zwischen Vref und der Ausgangswellenform der Pegelerfassungseinrichtung darstellt;

Fig. 5A ein Schaltdiagramm einer in Fig. 2 gezeigten Erfassungsimpuls-Erzeugungseinrichtung;

Fig. 5B die Ausgangswellenform der Erfassungsimpuls-Er­ zeugungseinrichtung;

Fig. 6A und 6B ein Schalt- bzw. ein Wellenformdiagramm für eine Killerimpulssignal-Erzeugungseinrichtung; und

Fig. 7 ein Schaltdiagramm einer Signalunterdrückungseinrichtung.

In Fig. 1A ist die Lage eines Kopierschutzsignals innerhalb eines Feldes (F) bzw. Halbbildes eines Videosignals dargestellt, während Fig. 1B ein üblicherweise verwendetes Kopierschutzsignal verdeutlicht.

In den Fig. 1A und 1B ist ein Zeilen-Horizontal)- Synchronisierimpulssignal einer Periode eines Bild-(Vertikal)- Synchronisierimpulssignals hinzugefügt, da das Zeilen-Syn­ chronisierimpulssignal während der Periode eines Bild-Syn­ chronisierimpulssignals nicht streut. Außerdem ist ein Ausgleichsimpulssignal A bzw. C entsprechend vor bzw. nach dem Bild-Synchronisierimpulssignal B hinzugefügt. Der Buchstabe H verdeutlicht die Zeitdauer für eine Zeilenabtastung, während in Fig. 1A der Buchstabe D die Periode mit dem Kopierschutzsignal kennzeichnet. Die Buchstaben G und G′ begrenzen ein Feld bzw. ein Halbbild, während der Buchstabe E die Bildaustastperiode verdeutlicht.

Die Breite eines Ausgleichsimpulses A bzw. C beträgt 0,04 H, d. h. entspricht der Hälfte eines Zeilen-Synchronisiersignals, während die Zeitdauer des Ausgleichsimpulses 0,5 H beträgt, was einem Halbzeilenabstand entspricht. Demzufolge ergibt 0,5 H multipliziert mit 6 den Wert 3 H, der der Periode eines Ausgleichsimpulssignals entspricht.

Dieser Ausgleichsimpuls ist für ein Zeilensprungverfahren von Bedeutung, wo er als Horizontal-Synchronsignal während eines langen vertikalen Zeilenrücklaufintervalls dient und die horizontale Synchronisation stabilisiert.

Das Kopierschutzsignal enthält drei bis sieben Signale (Fig. 1B) während 3 H bis 7 H von 13 H eines Teilbildbeginns. Diese Signale werden als Kopierschutzsignal bestimmt, das keine illegale Kopie zuläßt. In Fig. 18 kennzeichnet D1 ein Zeilen- Synchronisier-Impulssignal, D2 den Spitzenwert-(Amplituden)- Pegel, D3 eine pseudo-synchronisierende, vordere Schwarzschulter und D5 ein pseudo-synchronisierendes Impulssignal.

Fig. 2 verdeutlicht ein Ausführungsbeispiel einer Kopierschutzvorrichtung.

Ein Kopfumschaltimpuls wird einer Feststelleinrichtung 1 für die positive Flanke und einer Feststelleinrichtung 2 für die negative Flanke eingegeben, um die positive bzw. negative Flanke des Kopfumschaltimpulses zu erfassen. Die Impulse eines Horizontal-Synchronisiersignals werden in eine Zähleinrichtung 3 eingegeben und für 20 H ab dem Startpunkt der positiven Flanke bzw. der negativen Flanke des Kopfumschaltimpulses gezählt. Demzufolge wird von einer Auftastimpuls-Er­ zeugungseinrichtung 4 ein als Auftastimpulssignal bezeichnetes Signal erzeugt.

Eine Pegelerfassungseinrichtung 6 erhält das Signal von einer Klemmschaltung 5 und das Signal von der Auftastimpuls-Er­ zeugungseinrichtung 4 und erfaßt dann den jeweiligen Signalpegel entsprechend dem Vorliegen bzw. Fehlen eines Kopierschutzsignals.

Eine Erfassungsimpuls-Erzeugungseinrichtung 7 erhält das Signal von der Pegelerfassungseinrichtung 6 und erzeugt aus der erfaßten Wellenform eine Rechteckwelle, die der Killerimpulssignal-Erzeugungseinrichtung 8 zugeführt wird.

Diese Killerimpulssignal-Erzeugungseinrichtung 8 erhält neben dem Signal von der Erfassungsimpuls-Erzeugungseinrichtung 7 auch ein Signal von der Feststelleinrichtung 1 für die positive Flanke und der Feststelleinrichtung 2 für die negative Flanke und erzeugt einen Impuls h gemäß Fig. 6B zur Steuerung des Signals während der Periode, bei der ein Videosignal im Halbbild vorliegt.

Eine Signalunterdrückungseinrichtung 9 erhält das Ausgangssignal der Klemmschaltung 5 und das Ausgangssignal der Killerimpulssignal-Erzeugungseinrichtung 8, wodurch der Ausgang des Bildsignals gesteuert wird.

Fig. 3A zeigt ein Schaltdiagramm des in Fig. 2 gezeigten Digitalsignal-Verarbeitungsteils 200, während Fig. 3B ein Wellenformdiagramm für dieses Digitalsignal-Verarbeitungsteil 200 verdeutlicht.

Die Klemmschaltung 5, die Pegelerfassungseinrichtung 6, die Erfassungsimpuls-Erzeugungseinrichtung 7 sowie die Signalunterdrückungseinrichtung 9 stellen Komponenten eines Analogsignal-Verarbeitungsteils 100 in Fig. 2 dar.

In den Fig. 3A und 3B hat der erzeugte Auftastimpuls im invertierten Zustand die gleiche Wellenform f, wie in Fig. 38 gezeigt. Der Auftastimpuls wird einer Pegelerfassungseinrichtung 6 zugeführt, so daß die Schaltung nur während der Zeitdauer von 20 H (Bildaustastung), während der das Kopierschutzsignal vorliegt, in Betrieb ist.

Fig. 4A zeigt das Schaltdiagramm der Pegelerfassungseinrichtung 6. Wird der Auftastimpuls f (Fig. 38) in die Pegelerfassungseinrichtung 6 eingegeben, so wird die Schaltung während einer Zeitdauer von 20 H beginnend von der Anstiegsflanke bzw. der Abfallflanke des Impulses a (Fig. 38) in Betrieb gesetzt. Liegt während des Betriebs ein Kopierschutzsignal vor, das an die Basis des Transistors QA3 angelegt wird, so wird, falls das Kopierschutzsignal größer als die Spannung an der Basis eines Transistors QA4 ist, der Transistor QA3 eingeschaltet, so daß gleichfalls der Transistor QA1 und der Transistor QA2 eingeschaltet werden. Demzufolge lädt der Strom des Transistors QA2 den Kondensator CA1 auf, wobei die Wellenform des geladenen Stroms im Kondensator CA1 eine integrale Wellenform ist.

Während der Zeitdauer, bei der das Kopierschutzsignal vorliegt, d. h. während einer Zeitdauer von 20 H, berechnet vom jeweiligen Teilbildstartpunkt, befinden sich ein Transistor QA6 sowie ein Transistor QA10 im AUS-Zustand, während diese außerhalb der genannten Zeitdauer in Sättigung sind.

Fig. 5A zeigt ein Schaltdiagramm der Erfassungsimpuls-Er­ zeugungseinrichtung 7. Wie aus Fig. 5A ersichtlich, steht eine Spannungsquelle Vcc über einen Widerstand RB1 mit dem Emitter eines Transistors QB1 und über einen Widerstand RB2 mit dem Emitter eines Transistors QB2 in Verbindung. Der Kollektor des Transistors QB1 ist über eine Konstantstromquelle IB1 mit Erde verbunden. Die Basis des Transistors QB2 ist mit der Basis und dem Kollektor des Transistors QB1 und der Kollektor des Transistors QB2 ist mit einem Komparator bzw. Vergleicher verbunden, der aus zwei Transistoren QB3 und QB4 besteht. Die Basis des Transistors QB3 ist mit einer Bezugsspannung Vref vorgespannt. Der Kollektor des Transistors QB3 steht über einen Widerstand RB3 mit Erde in Verbindung und der Kollektor des Transistors QB4 ist gleichfalls mit Erde verbunden.

Während des Betriebs dieser Schaltung vergleicht der die Transistoren QB3 und QB4 aufweisende Komparator den Pegel der Ausgangssignalwellenform der Pegelerfassungseinrichtung 6 mit dem Pegel der Bezugsspannung Vref.

Ist somit der Pegel der Bezugsspannung Vref niedriger als der Pegel der von der Pegelerfassungseinrichtung 6 ausgegebenen Signalwellenform, so wird der Transistor QB3 eingeschaltet, wodurch der Kollektorstrom durch den Widerstand RB3 fließt. Somit wird in der Schaltung die Spannung ICB2 · RB3 hinzugefügt. Ist im Gegensatz zum vorliegenden Fall der Pegel der von der Pegelerfassungseinrichtung 6 ausgegebenen Signalwellenform größer als der Pegel der Bezugsspannung Vref, so fließt überhaupt kein Strom durch den Widerstand RB3. Demzufolge nimmt die Ausgangswellenform immer ein niedrigpegeligen Zustand ein.

Liegt das Kopierschutzsignal vor, das der Basis des Transistors QA3 zugeführt wird, so stellt die Ausgangssignalwellenform, die durch die Vorspannung der konstanten Bezugsspannung Vref erzeugt wird, eine Rechteckwelle gemäß Fig. 5B dar.

Fig. 6A zeigt ein Schaltbild sowie ein Wellenformdiagramm für die Killerimpulssignal-Erzeugungseinrichtung 8. Das Erfassungsimpulssignal g von der Erfassungsimpuls-Er­ zeugungseinrichtung 7 wird mit Hilfe eines Inverters INb1 invertiert und an die Takt-(CK)-Anschlußklemme eines RS-Flip- Flops 10 angelegt. Ferner werden die Signale c und d über ein NAND-Gatter 11 der Rücksetz-(RESET)-Anschlußklemme des RS-Flip- Flops 10 angelegt. Wie aus Fig. 6B ersichtlich, wird bei der Abfallflanke des Signals g ein Killersignal an der Anschlußklemme Q ausgegeben.

Fig. 7 zeigt ein Schaltdiagramm der in Fig. 2 gezeigten Signalunterdrückungseinrichtung 9. Ein Transistor QC1 sowie ein Transistor QC2 sind mit dem jeweiligen Kollektor mit der Spannungsquelle Vcc verbunden, während der Emitter des Transistors QC1 über eine Gleichstromquelle IC1 mit Erde und gleichzeitig mit der Basis des Transistors QC2 verbunden ist. Das Ausgangssignal der Klemmschaltung 5 wird der Basis des Transistors QC1 angelegt. Der Kollektor eines Transistors QC3 steht mit dem Emitter des Transistors QC1 und der Basis des Transistors QC2 über einen Widerstand RC2 in Verbindung, während die Basis des Transistors QC3 über einen Widerstand RC1 das Killersignal empfängt. Der Emitter des Transistors QC3 ist mit Erde verbunden. Demzufolge wird die Ausgangsgröße des Bildsignals entsprechend dem über den Widerstand RC1 zugeführten Killersignal bestimmt. Liegt ein Kopierschutzsignal vor, so wird das Bildsignal in der in Fig. 2 gezeigten Signalunterdrückungseinrichtung 9 ausgetastet bzw. unterdrückt, d. h. am Ausgang der Signalunterdrückungseinrichtung 9 liegt kein Bildsignal vor, so daß lediglich ein konstanter Gleichstrom am Ausgang abgegeben wird.

Wie vorstehend erwähnt, kann die Erfindung leicht bei einem Videobandaufnahmegerät Anwendung finden, so daß eine verbesserte Kopierschutzvorrichtung mit AVR-Funktion vorgesehen wird.

Liegt somit ein Kopierschutzsignal vor, so wird durch dieses ein Aufnahmesignal unterbunden, wodurch eine illegale Kopie einer für das Videobandaufnahmegerät vorgesehenen Software verhindert werden kann.

Claims (2)

1. Kopierschutzvorrichtung für ein Videobandaufnahmegerät, die einen Kopfumschaltimpuls und ein Horizontal- Synchronisiersignal verwendet, gekennzeichnet durch

• - eine erste Feststelleinrichtung (1) für eine positive Flanke des Kopfumschaltimpulses,
• - eine zweite Feststelleinrichtung (2) für die negative Flanke des Kopfumschaltimpulses,
• - eine Zähleinrichtung (3), die für eine Zeitdauer von 20 H ab der positiven und der negativen Flanke des Kopfumschaltimpulses zählt,
• - eine Klemmschaltung (5) zum Klemmen eines eingegebenen Bildsignals,
• - eine Auftastimpuls-Erzeugungseinrichtung (4), die ein Signal, das von der ersten und zweiten Feststelleinrichtung (1 und 2) empfangen wird, und das von der Zähleinrichtung (3) ausgegebene Signal empfängt und einen Impuls während der in der Zähleinrichtung (3) gezählten Periode erzeugt,
• - eine Pegelerfassungseinrichtung (6), die das von der Klemmschaltung (5) ausgegebene Signal sowie das von der Auftastimpuls-Erzeugungseinrichtung (4) ausgegebene Signal empfängt und den jeweiligen Pegel entsprechend dem Vorliegen oder Fehlen eines Kopierschutzsignals erfaßt,
• - eine Erfassungsimpuls-Erzeugungseinrichtung (7), die mit dem Ausgang der Pegelerfassungseinrichtung (6) verbunden ist und eine Rechteckwelle mit Hilfe eines Komparators erzeugt, der die Ausgangswellenform der Pegelerfassungseinrichtung (6) mit einer Bezugsspannung (Vref) vergleicht,
• - eine Killerimpulssignal-Erzeugungseinrichtung (8), die das Ausgangssignal der Erfassungsimpuls- Erzeugungseinrichtung (7) sowie das von der ersten und zweiten Feststelleinrichtung (1, 2) abgegebene Signal empfängt und einen Killerimpuls erzeugt, um ein Signal nur während der Periode zu steuern, bei der ein Bildsignal in einem Teilbild vorliegt und
• - eine Signalunterdrückungseinrichtung (9), die das Ausgangssignal der Klemmschaltung (5) sowie gleichzeitig das Ausgangssignal der Killerimpulssignal- Erzeugungseinrichtung (8) empfängt und die Ausgabe des Bildsignals steuert.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Vergleicher einen ersten und einen zweiten Transistor (QB3 und QB4) aufweist.