DE69627905T2

DE69627905T2 - Verfahren und Anlage zur Verbesserung des Effektes der Farbsynchronsignalveränderung in einem Fernsehsignal

Info

Publication number: DE69627905T2
Application number: DE69627905T
Authority: DE
Inventors: William J. Wrobleski; Ronald Quan
Original assignee: Macrovision Corp
Current assignee: Rovi Corp
Priority date: 1996-01-16
Filing date: 1996-11-05
Publication date: 2004-05-19
Anticipated expiration: 2016-11-06
Also published as: MY119421A; DE69627555T2; PT1152611E; CN1207850A; DE69619556D1; CA2243280C; RU2160971C2; DE69619556T2; JP3567243B2; ES2169821T3; EP0875116B1; AU7668896A; KR100304040B1; BG102615A; MY127596A; EP1152611B1; AR004417A1; PT875116E; NZ322723A; ES2195975T3

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Bearbeiten eines Videosignals.
Es sind verschiedene Kopierschutztechnologien entwickelt worden, die ein Videosignal so modifizieren, dass ein Kopieren verhindert oder der Unterhaltungswert einer kopierten Videokassette (Wirksamkeit) verringert wird, während dasselbe Signal eine Anzeige auf einem Fernsehempfänger oder einem Fernsehbildschirm mit einem Minimum von, oder keinen, sichtbaren Fehlern erzeugt. Im allgemeinen ist die Wiedergabe einer Aufzeichnung eines solchen Signals nicht möglich oder erzeugt ein Signal, das einen wesentlich verringerten Unterhaltungswert aufweist.
Der Kopierschutz muss von dem Verschlüsseln eines Videosignals unterschieden werden. Das Verschlüsseln eines Videosignals bedeutet, dass es nicht sichtbar ist. Ein verschlüsseltes Signal kann aufzeichnungsfähig sein, jedoch ist, vorausgesetzt, dass es entschlüsselt ist, die Wiedergabe einer solchen Aufzeichnung immer noch unsichtbar.
Ein gut bekanntes Kopierschutzschema für Videosignale ist in der US-A-4,613,603 offenbart, die das Modifizieren eines analogen Videosignals beschreibt, um das Herstellen einer akzeptierbaren Aufzeichnung davon zu verhindern. Genauer ausgedrückt, wird eine Vielzahl von Impulspaaren zu den ansonsten ungenutzten Zeilen eines vertikalen Austastintervalls eines Videosignals hinzugefügt, wobei jedes Impulspaar ein negativer Impuls, dicht gefolgt von einem positiven Impuls, ist. Die Absicht dabei ist, die AGC (automatische Verstärkungsregelung-Schaltungsanordnung) eines VCR (Videokassettenrecorders), der ein solches Signal aufzeichnet, durcheinanderzubringen, so dass das aufgezeichnete Signal wegen des Vorhandenseins eines übermäßig schwarzen Bildes, wenn das aufgezeichnete Signal wiedergegeben wird, unsichtbar ist.
Ein anderes Kopierschutzschema ist in der US-A-4,577,216 offenbart, in dem ein Farbvideosignal modifiziert wird, um das Herstellen von akzeptierbaren Video-Aufzeichnungen zu verhindern. Ein herkömmlicher Fernsehempfänger erzeugt ein normales Farbbild aus dem modifizierten Signal. Das sich aus einer nachfolgenden Videobandaufzeichnung ergebende Farbbild zeigt jedoch Veränderungen in der genauen Übereinstimmung mit dem Originalsignal, die als Bänder oder Streifen des Farbfehlers erscheinen. In der Umgangssprache werden diese Modifikationen als "Farbstreifen^TM – System" oder "Farbstreifen – Prozeß" bezeichnet.
Das Verfahren der US-A-4,631,603 wird allgemein bei der Vervielfältigung von analogen Videokassetten und bei verschiedenen digitalen Übertragungs- und Aufzeichnungs-Wiedergabesystemen, wie zum Beispiel DVD, DVCR (digitaler Videorecorder) und Satellitendiensten, die einen digitalen Set-Top-Decoder verwenden, benutzt. Die Recorder, die in Videokassetten-Vervielfältigungseinrichtungen verwendet werden, sind speziell modifiziert, um ohne eine Abhängigkeit von der AGC-Wirkung zu arbeiten und sie können daher das kopiergeschützte Signal aufzeichnen. Das "Farbstreifen^TM – System" hängt von dem Farbzeitbasis-Aufzeichnungssystem eines Videokassettenrecorders ab. Es ist auf wirtschaftliche Weise nicht möglich, duplizierende Videokassettenrecorder so zu modifizieren, dass sie ein Signal mit "Farbstreifen^TM – System" aufzeichnen, und somit wird dieses System vorwiegend in Übertragungssystemen verwendet, und zwar am Ausgang von DVD-Recordern und DVD-Wiedergabeeinrichtungen und am Ausgang von DVCR-Einrichtungen.
Farbvideosignale beinhalten (sowohl im NTSC- als auch im PAL-System) das, was man als Farb-Burst bezeichnet. Das Farbstreifensystem modifiziert den Farb-Burst. Das Unterdrücken des Farbunterträgersignals an dem TV-Sender erfordert, dass der TV-Empfänger einen Oszillator aufweist (in NTSC einen 3,58 MHz-Oszillator, in PAL einen 4,43 MHz-Oszillator), der während der Demodulation verwendet wird, um das kontinuierliche Farbunterträgersignal wieder einzusetzen und das Farbsignal wieder in seiner ursprünglichen Form zu speichern. Sowohl die Frequenz als auch die Phase dieses wiedereingesetzten Unterträgersignals sind, für die Farbwiederherstellung kritisch. Es ist daher erforderlich, den lokalen 3,58 Mhz- oder 4,43 MHZ-Oszillator so zu synchronisieren, dass seine Frequenz und Phase mit dem Unterträger signal an dem Sender im Gleichlauf sind.
Diese Synchronisation erfolgt durch das Übertragen eines kleinen Abtastwertes des 3,58 MHz-oder 4,43 MHz-Unterträgersignals des Senders während des Intervalls der hinteren Schwarz schulter des horizontalen Austastimpulses. 1A zeigt ein horizontales Austastintervall für ein NTSC-Farb-TV-Signal. Die 1B und 1C zeigen Einzelheiten des Farb-Bursts auf zwei Zeilen des Videosignals. Die Phase des Farb-Bursts auf aufeinanderfolgenden Zeilen im NTSC ist um 180° gegenüber der Phase jedes anderen versetzt. Der horizontale Synchronisationsimpuls, die vordere Schwarzschulter und die Dauer des Austastimpulses sind im wesentlichen dieselben wie für das Schwarz-Weiß-Fernsehen. Bei der Farbfernsehübertragung (sowohl über Rundfunk als auch über Kabel) überlagern sich jedoch 8 bis 10 Zyklen des 3,58 MHz-Unterträgers (bei NTSC), der als Farbsynchronsignal zu verwenden ist, an der hinteren Schwarzschulter. Dieses Farbsynchronsignal wird als "Farb-Burst" oder "Burst" bezeichnet. Die Farb-Burst-Amplitude von Spitze zu Spitze (40 IRE für das NTSC TV, wie es dargestellt ist) ist im allgemeinen dieselbe Amplitude wie die des horizontalen Synchronisationsimpulses.
1B zeigt eine erweiterte Ansicht eines Teils der Wellenform von 1A, die die tatsächlichen Farb-Burst-Zyklen einschließt. Während der Farb-TV-Austastintervalle wird ein solcher Farb-Burst nach jedem horizontalen Synchronisationsimpuls übertragen. Die gleichen Charakteristiken für das horizontale Austastintervall und den Farb-Burst sind in dem PAL-Signal vorhanden. Die Unterschiede zwischen PAL und NTSC werden nachfolgend ausführlicher behandelt.
Das Phasenverhältnis des Farb-Bursts und der Farbkomponenten eines NTSC-Signals sind in 1D dargestellt. Das NTSC-Farbsystem arbeitet mit einem Quadratur-Modulationssystem basierend auf einem R-Y- und B-Y- oder einem I- und Q-System. Zur Erleichterung erläutern wir das R-Y- und B-Y-System. Wie aus 1D ersichtlich ist, ist die R-Y-Achse die vertikale Achse, und die B-Y-Achse die horizontale Achse. Es ist so festgelegt, dass sich das Farb-Burst-Signal auf der B-Y-Achse an dem 180°-Punkt in bezug auf einen 0°-Punkt befindet, wie es in 1D dargestellt ist. Der Farbmodulations-Demodulationsprozeß hängt von diesem Phasenverhältnis zwischen den verschiedenen in dem Vektordiagramm von 1D dargestellten Farbkomponenten und dem Bezugs-Unterträger ab, der durch das Farb-Burst-Signal dargestellt wird. Das Farbstreifensystem, auf das vorher Bezug genommen wurde, modifiziert dieses Phasenverhältnis, um ein kopiergeschütztes Signal zu erzeugen, das in der Lage ist, eine Aufzeichnung des Signals zu erzeugen, das seinen Unterhaltungswert verloren hat, während das kopiergeschützte Signal ohne Fehler durch einen TV-Empfänger oder einen Monitor (Wiedergabefähigkeit) angezeigt werden kann.
Das Phasenverhältnis des Farb-Bursts und der Farbkomponenten eines unmodifizierten PAL-Signals ist in 2C dargestelht. Das PAL-Farbsystem arbeitet, ebenso wie das seines NTSC-Gegenstücks mit einem Quadratur-Modulationssystem basierend auf einer U- und einer V-Achse. Wie aus 2C ersichtlich ist, ist die V-Achse die vertikale Achse, und die U-Achse ist die horizontale Achse. Einer der wesentlichen Unterschiede zwischen dem NTSC-Farbsystem und dem PAL-System ist die Vektorpositionierung des Farb-Bursts. Es ist so festgelegt, dass sich das PAL-Farb-Burst-Signal bei +/– 45° von der -U-Achse in bezug auf einen 0°-Punkt befindet, wie es in 2C dargestellt ist. Bei einer abwech selnden Zeilenbasis schaltet das V-Signal 180° in Phase. Der Farb-Burst jeder dieser Achsen schaltet in Synchronisation. Auf den Zeilen mit einem +V-Signal befindet sich der Farb-Burst bei +45° in Bezug auf die U-Achse. Auf den Zeilen mit einem -V-Signal befindet sich der Farb-Burst bei –45° bezüglich der U-Achse. Der Farbmodulations-Demodulationsprozeß hängt von diesem Phasenverhältnis zwischen den verschiedenen in dem Vektordiagramm von 2C dargestellten Farbkomponenten und dem Bezugs-Unterträger ab, der durch das Farb-Burst-Signal dar-0 gestellt wird. Der sogenannte schwingende Burst wird verwendet, um einen PAL-ID-Impuls (Erkennungsimpuls) in dem Demodulationsprozeß zu erzeugen, um den Demodulationsprozeß so zu schalten, dass er auf die zeilenweise Veränderung in dem V-Bereich des Signals reagiert.
In den Ausführungen des Farbstreifenprozesses tritt keine Farb-Burst-Phasen- (Streifen-) -Modifikation in den Videozeilen auf, die während des vertikalen Austastintervalls ein Farb-Burst-Signal aufweisen. Das sind in einem NTSC-Signal die Zeilen 10 bis 21 und in einem PAL-Signal die entsprechenden Zeilen. Das Halten dieser Zeilen in einem modifizierten Zustand hat den Zweck, die Wiedergabefähigkeit des modifizierten Signals zu verbessern. Da diese Zeilen auf der Wiedergabe einer Aufzeichnung nicht sichtbar sind, ist keine verbesserte Wirksamkeit durch Modifizieren dieser Zeilen zu erreichen. Die früheren kommerziellen Ausführungen der Farbstreifenmodifikationen (Modulation der Farb-Burst-Phase) sind in Bändern von vier bis fünf Videozeilen des betrachtbaren TV-Teilbildes aufgetreten, gefolgt von Bändern mit acht bis zehn Zeilen ohne Farbstreifen modulation. Die Positionierung der Bänder ist von Teilbild zu Teilbild feststehend ("stationär"). Der Farbstreifenprozeß hat sich für das Kabelfernsehen als sehr wirksam erwiesen, insbesondere, wenn er mit einem Kopierschutz in Form von zugefügten Impulspaaren kombiniert ist, wie es vorher erläutert wurde.
Bei dem NTSC-TV ist der Beginn des Farb-Bursts durch den Nulldurchgang (positive oder negative Neigung) definiert, der dem ersten Halbzyklus des Unterträgers (Farb-Bursts) vorhergeht, der 50% oder mehr der Farb-Burst-Amplitude beträgt. Es ist so zu verstehen, dass der Farbstreifenprozeß die Phase der Farb-Burst-Zyklen in bezug auf ihre Nennposition (korrekte Position) verschiebt, was in 1B dargestellt ist. Der phasenverschobene Farb-Burst ist in 1D dargestellt. Die Größe der in 1C dargestellten Phasenverschiebung kann bis zu 180° (maximal möglich) betragen.
Ferner kann die Größe der Phasenverschiebung in dem Farbstreifenprozeß von zum Beispiel 20° bis 180° variieren. Je größer die Phasenverschiebung ist, desto größer ist der visuelle Effekt in Form der Farbverschiebung. Bei einem Farbstreifenprozeß für das PAL-TV wird eine etwas größere Phasenverschiebung (zum Beispiel 40° bis 180°) verwendet, um effektiv zu sein.
Bei jedem Kopierschutzsystem besteht die Notwendigkeit, die Wirksamkeit des kopiergeschützten Signals bei der Herstellung einer verschlechterten Kopie gegenüber der Notwendigkeit der nicht sichtbaren Wirkungen bei der Wiedergabe des kopiergeschützten Signals abzugleichen. Bestimmte Fernsehgeräte können jedoch geringfügige Wiedergabefähigkeits-Probleme hervorrufen, wenn ein Signal angezeigt wird, das durch einen Farbstreifenprozeß kopiergeschützt ist. Insbesondere hat es sich gezeigt, dass die Sichtbarkeit des Farbstreifens auf einem Fernsehempfänger in bestimmten "Bild-Bild"-Bereichen des Fernsehbildschirms besonders ausgeprägt ist. Diese Systeme verwenden Analog-Digital-Wandlungs- und Digital-Analog-Wandlungs-Technologien, um das Bild-in-Bild-Merkmal auszuführen, das auf Phasenfehler der Farbstreifentechnologien empfindlich reagieren kann.
Bekannte Kopierschutzschemata, wie zum Beispiel das aus der US-A-4,577,216, sind vorher beschrieben worden. Die DE-A-2924453 ist ein anderes Beispiel eines Schemas, in dem das Burst-Signal phasenverschoben ist, um einen Kopierschutz zu erzielen.
Die vorliegende Erfindung ist darauf gerichtet, eine neue Vorrichtung für das Modifizieren eines Videosignal zur Verfügung zu stellen, um das Erstellen einer akzeptablen Videoaufzeichnung von einem Videosignal zu verhindern.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird eine Vorrichtung zum Modifizieren eines Videosignals zur Verfügung gestellt, um das Erstellen einer akzeptablen Videoaufzeichnung von einem Videosignal zu verhindern, wobei das Videosignal eine Vielzahl von Videozeilen enthält, wobei jede Videozeile einen Farb-Burst mit einer vorbestimmten Dauer und Phase hat, wobei die Vorrichtung aufweist:
einen Burst-Gate-Generator zum Erzeugen eines Burst-Gate-Signals, der mit einer Kopierschutz-Einsetz-Einrichtung gekoppelt ist;
einen Zeilen-Selektor zum Erzeugen eines Zeilen-Zählwertes, um der Kopierschutz-Einsetz-Einrichtung anzuzeigen, welche Zeilen des Videosignals zu modifizieren sind;
einen Unterträger-Prozessor zum Modifizieren von zumindest einem Bereich der vorbestimmten Dauer des Farb-Burst-Signals; und
einen Eingang für das Videosignal, der mit der Kopierschutz-Einsetz-Einrichtung und mit dem Unterträger-Prozessor, dem Burst-Gate-Generator und dem Zeilen-Selektor gekoppelt ist, wodurch ein Videosignal-Eingang modifiziert wird, um ein kopiergeschütztes Videosignal zu erzeugen, so dass das Erstellen einer akzeptablen Videoaufzeichnung des Videosignals verhindert wird.
Ausführungen der vorliegenden Erfindung werden hierin nachfolgend in beispielhafter Form unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben, in denen:
1A bis 1C NTSC-Standard-Wellenformen darstellen;
1D ein Vektordiagramm von einem nicht modifizierten NTSC-Signal darstellt;
2A eine Standard-PAL-TV-Wellenform darstellt;
2B und 2C ein Vektordiagramm von einem nicht modifizierten PAL-Signal darstellen;
3A bis 3E Wellenformen darstellen, die verschiedene Versionen von einem geteilten Farb-BurstSystem zeigen;
4A und 4B Wellenformen darstellen, die verschiedene Versionen eines geteilten Vorlauf-Bursts in einem Farbstreifenprozeß zeigen;
5A bis 5E Wellenformen darstellen, die verschiedene Versionen von einem Farbstreifenprozeß zeigen;
6A bis 6C Wellenformen von einem Farbstreifenprozeß unter Verwendung von einem Konzept eines geteilten Bursts ohne ein modifiziertes Burst zeigen;
7 eine Ausführung darstellt, in der die Prozesse, wie sie in 3A bis 3C, 4A und 4B sowie 5A bis 5C beschrieben sind, kombiniert sind;
8A bis 8D Vektordiagramme sind, die eine erste PAL-Ausführung von einem Farbstreifenprozeß zeigen;
9 eine Reihe von Vektordiagrammen darstellt, die eine zweite PAL-Ausführung von einem Farbstreifenprozeß zeigen;
10 eine Wellenform einer Ausführung einer PAL-Version von einem Farbstreifenprozeß zeigt;
11 eine Wellenform zeigt, die eine weitere Ausführung von einem PAL-Farbstreifenprozeß darstellt;
12 eine weitere Ausführung von einem PAL-Farbstreifen- systems zeigt; und
13A und 13B Blockdiagramme von einer Vorrichtung der Erfindung für das Implementieren verschiedener Ausführungen des Farbstreifenprozesses darstellen.
Nachfolgend werden die Verfahren und die Vorrichtungen zum Modifizieren eines Farbvideosignals in der Weise beschrieben, dass ein herkömmlicher Fernsehempfänger ein normales Farbbild, einschließlich eines Bild-in-Bild-Bereiches von dem modifizier- ten Signal erzeugt, wobei eine Videobandaufzeichnung, die von dem modifizierten Signal hergestellt ist, eine störende Farbinterferenz zeigt und dadurch von einer Videobandaufnahme des Signals abhält oder sie behindert.
Es hat sich herausgestellt, dass es nicht erforderlich ist, den gesamten Farbstreifen-Burst zu modifizieren oder zu modulieren. Es wurde ermittelt, dass das Modifizieren oder Modulieren von lediglich einem Bereich von einem Farbstreifen-Burst noch als Kopierschutzsignal für einen normalen Videorecorder wirksam ist. Weiterhin hat es sich herausgestellt, dass ein Reduzieren des Burst-Bereiches, der modifiziert oder moduliert ist, die Wiedergabefähigkeit des kopiergeschützten Signals auf Fernsehempfängern und Monitoren verbessert. Diese Modifikation oder Modulation von nur einem Teilbereich eines bestimmten Farb Burst-Signals wird umgangssprachlich als geteiltes Farb-Burst-Signal bezeichnet. Variationen dieses Konzeptes eines geteilten Farb-Burst-Signals werden nachfolgend beschrieben.
3A bis 3E stellen verschiedene Versionen eines geteilten Farb-Burst-Signals dar, die in der Standardposition eines Farb-Burst-Signals enthalten sind. Diese Standardposition eines Farb-Burst-Signals ist in 1D (für NTSC) sowie in 2B und 2C (für PAL) dargestellt.
3A zeigt einen Farb-Burst mit einer vollständigen Modifikation oder Modulation (die Schraffierung kennzeichnet ein modifiziertes Farb-Burst-Signal). 3C stellt ein Farb-Burst-Signal dar, von dem etwa die Hälfte des ersten Bereiches der normalen Burst-Dauer nicht moduliert ist und der restliche Bereich der normalen Farb-Burst-Dauer eine modifizierte oder modulierte Burst-Phase aufweist, wie es durch die Schraffierung angezeigt wird. Der Betrag der Phasenmodifikation kann so klein sein wie 20° von der normalen Phase und kann bis zu einem Maximum von 80° von der normalen Phase reichen.
Wie vorher festgestellt wurde, kann das Ersetzen nur einen Bereich eines bestimmten Farb-Bursts betreffen. So können zum Beispiel von den standardgemäßen acht bis zehn Zyklen des NTSC-Farb-Bursts die ersten fünf Zyklen, die letzten fünf Zyklen oder jede andere Gruppe von zum Beispiel vier bis sechs Zyklen ersetzt werden. Die ersetzten Zyklen brauchen nicht aufeinanderfolgend zu sein. So können zum Beispiel abwechselnde Zyklen ersetzt werden, die "gute" (korrigierte) Zyklen oder die "schlechte" Zyklen (Farbstreifenzyklen) zurücklassen. Es ist auch möglich, korrigierte Farb-Burst-Zyklen außerhalb ihrer normalen Lokation hinzuzufügen und horizontale Synchronisationsimpulse zu überlagern, da diese von einem Videorecorder erkannt werden.
Es ist zu bemerken, dass das teilweise Ersetzen eines Farb-Bursts ebenfalls auf andere der nachfolgend beschriebenen Ausführungen anwendbar ist.
3B stellt ein Beispiel eines geteilten Farb-Bursts dar, wobei der modifizierte Bereich sich innerhalb eines ersten Bereiches der normalen Farb-Burst-Dauer und der nicht modifi zierte Bereich im späteren Bereich der normalen Burst-Dauer befindet.
3D und 3E zeigen Beispiele, bei denen der nicht modifizierte Farb-Burst und die modifizierten Farb-Burst-Bereiche in Sandwichanordnung innerhalb der normalen Farb-Burstdauer positioniert sind. Somit zeigt 3E eine Anordnung, in der die nicht modifizierten Bereiche sich an den Enden der normalen Burst-Dauer befinden, wobei der modifizierte Bereich in der Mitte liegt. Der Betrag des modifizierten Bereiches gegenüber dem nicht modifizierten Bereich ist so eingestellt, dass eine optimale Ausgewogenheit zwischen Wirksamkeit und Wiedergabefähigkeit vorhanden ist, wie es vorher erläutert wurde.
3D zeigt ein anderes Beispiel, in dem der nicht modifizierte Farb-Burst und die modifizierten Farb-Burst-Bereiche in Sandwichanordnung innerhalb der normalen Farb-Burst-Dauer positioniert sind. In 3D befinden sich die modifizierten oder modulierten Bereiche an den Enden der normalen Burst-Dauer, wobei der nicht modifizierte Bereich in der Mitte liegt. Der Betrag der modifizierten oder modulierten Bereiche gegenüber dem nicht modifizierten oder nicht modulierten Bereich ist so eingestellt, dass eine optimale Ausgewogenheit zwischen Wirksamkeit und Wiedergabefähigkeit vorhanden ist, wie es vorher erläutert wurde.
4A und 4B zeigen Beispiele von dem Farbstreifenprozeß, der umgangssprachlich als geteilter Vorlauf-Burst bezeichnet wird. In dieser Hinsicht ist festgestellt worden, dass die Wiedergabefähigkeit durch Vorlauf vor dem Bereich innerhalb der hinteren Schwarzschulter, in dem der Farb-Burst (modifiziert oder nicht modifiziert) vorhanden sein würde, verbessert sein kann.
4A zeigt eine Basiskombination des Vorlauf-Konzeptes mit einem geteilten Farb-Burst. In diesem speziellen Beispiel erstreckt sich die Burst-Einhüllende nach vorn zu der Rückflanke des horizontalen Synchronisationsimpulses. Wie aus 4A ersichtlich ist, weist der Farb-Burst einen modifizierten oder modulierten Farb-Burst von der Rückflanke des Synchronisations- impulses bis zu einem Bereich der normalen Burst-Dauer und in ihn hinein auf. Der Rest der normalen Burst-Dauer hat einen nicht modifizierten Burst-Bereich.
4B zeigt ein anderes Beispiel von einem vorlaufenden geteilten Farb-Burst. In diesem Beispiel beginnt die Farb-Burst-Einhüllende während der Dauer des horizontalen Synchronisationsimpulses und setzt sich in die normale Farb-Burst-Dauer fort. Wie vorher ist das restliche Farb-Burst-Signal innerhalb der normalen Farb-Burst-Dauer ein nicht modifizierter Farb-Burst.
Ein Vorteil des vorlaufenden geteilten Farb-Bursts in dem NTSC-System ist der, dass der Erkennungsbereich des Farb-Burst-Signals in einem Videorecorder dazu neigt, näher an der Rückflanke des horizontalen Synchronisationsimpulses zu liegen, als es bei dem Erkennungsbereich des Farb-Bursts in einem Fernsehempfänger oder Monitor der Fall ist. Somit neigt in dem NTSC-System mit einem vorlaufenden geteilten Farb-Burst ein Videorecorder dazu, auf ein modifiziertes Signal zu verriegeln, während ein Fernsehempfänger dazu neigt, auf ein nicht modifiziertes Signal zu verriegeln.
4A und 4B zeigen das Vorsehen eines vorlaufenden geteilten Farb-Bursts mit der nicht modifizierten oder nicht modulierten Version im letzteren der Bereiche des Vorlauf-Farb-Bursts. Es ist möglich, den vorlaufenden geteilten Farb-Burst mit einer "Sandwich-Anordnung" zu kombinieren, wie sie vorher erläutert wurde.
5A bis 5E zeigen zwei andere Ausführungen des geteilten Farb-Burst-Systems. Wie unter Bezugnahme auf 4A und 4B beschrieben wurde, ist es vorteilhaft, eine sich nach vorne erstreckende Normal-Burst-Einhüllende zu haben. 5D und 5E zeigen weitere Beispiele, in denen die Normal-Burst-Einhüllende sich nach vorne erstreckt und das kann bis zu einem Punkt der Fall sein, der so weit entfernt liegt, die der vordere Schwarzschulterbereich des horizontalen Austastimpulses. Es hat sich auch als vorteilhaft erwiesen, die Normal-Farb-Burst-Einhüllende über die normale Burst-Periode hinaus in Richtung zu dem aktiven Bildbereich auszudehnen. Dieses Ausdehnen über das Normale hinaus ist nur durch den maximalen horizontalen Austast- bereich und den Beginn des normalen Videosignals begrenzt. 5A zeigt einen erweiterten normalen, nicht modifizierten Farb-Burst. 5B zeigt einen erweiterten Farb-Burst, auf dem das Ende des normalen Farb-Bursts gekennzeichnet ist. Die erweiterte Periode kann einen normalen Farb-Burst oder einen modifizierten oder modulierten Farb-Burst aufweisen. 5C zeigt ein Beispiel eines Farbsignals, bei dem der frühere Bereich einen normalen Farb-Burst enthält und der letzte Bereich, der den erweiterten Bereich einschließt, enthält einen modifizierten oder modulierten Farb-Burst. 5D zeigt den umgekehrten Zustand. Der Punkt, an dem das Umschalten zwischen dem modifizierten Farb-Burst und dem nicht modifizierten Farb-Burst erfolgt, ist variabel und kann experimentell bestimmt werden, um eine maximale Ausgewogenheit zwischen Wirksamkeit und Wiedergabefähigkeit zu erreichen, wie es vorher erläutert wurde.
6A bis 6C erläutern Beispiele, bei denen der Farb-Burst modifiziert ist, jedoch kein Bereich des modifizierten Bursts vorhanden ist. Das Konzept des geteilten Farb-Bursts herrscht jedoch vor, wenn die Breite der normalen Farb-Burst-Einhüllende geschmälert ist. Bei dieser Ausführung ist die Anzahl der Zyklen des Farb-Bursts verringert. Wie in 6A bis 6C dargestellt ist, ist der verkürzte Farb-Burst in seiner Position innerhalb des normalen Farb-Burst-Fensters variiert. Auf den Zeilen, die diese Modifikation enthalten, treten Störungen in der Farbübereinstimmung bei einer Aufzeichnung des Signals auf, aber die Wiedergabefähigkeit in einem Fernsehempfänger oder Monitor bleibt erhalten.
Jede der Ausführungen, die unter Bezugnahme auf 3A bis 3E, 4A bis 4B, 5A bis 5E und 6A bis 6C beschrieben ist, ist auf das NTSC-Farbformat und auf das PAL-Farbformat anwendbar.
7 zeigt ein Beispiel einer NTSC-Ausführung, welche Elemente der vorher beschriebenen Ausführungen kombiniert. Die in 7 dargestellte Ausführung bezieht sich auf einen vorlaufenden Schalt-Burst (ASB) und sie weist die Fähigkeit auf, verschiedene Kombinationen der vorher beschriebenen Ausführungen zu programmieren. Die Burst-Einhüllende umfaßt drei Zonen. Die Zone 1 (Burststart) beginnt 4,96 Mikrosekunden nach der Vorder flanke des horizontalen Synchronisationsimpulses. Die Zone 1 endet 1,48 Mikrosekunden nach dem Start des normalen Bursts. Die Zone 2 beginnt und endet am Ende der Zone 1. In der vorliegenden speziellen Ausführung ist an sich keine Zone 2 vorhanden. Die Zone 3 beginnt nach dem Punkt der Zone 2 und erstreckt sich 1,48 Mikrosekunden zum Ende des Bursts hin. Daher hat bei der vorliegenden speziellen Ausführung der Farbburst eine Breite von 4,96 Mikrosekunden. Das Gebiet der Zone 1 enthält den modifizierten (um 180° umgekehrten) Unterträger. In Zone 2 (Dauer Null) und in Zone 3 werden der Normalphasen-Unterträger verwendet.
Wie vorher erläutert, ist die Anzahl der Zeilen, welche den modifizierten oder umgekehrten Unterträger im Farb-Burst-Bereich enthalten, auf Gruppen von Zeilen beschränkt, denen größere Gruppen von Zeilen folgen, die keinen modifizierten oder umgekehrten Unterträger in dem Farb-Burst enthalten. Das vorher erläuterte Ausführungsbeispiel steht in zwei Basisversionen zur Verfügung. Das erste ist als 2-Zeilenversion, und das zweite als 4-Zeilenversion benannt. Tabelle 1a zeigt das Ausführungsbeispiel der Farbstreifen^TM – Messungen für NTSC. Tabelle 1b zeigt beide Zeilenanzahlkonfigurationen. Andere Kombinationen sind möglich. Das Ausführungsbeispiel ist das Ergebnis experimenteller Arbeit zum Ermitteln einer optimalen Mischung von Wiedergabefähigkeit und Wirksamkeit, wie es vorher erläutert wurde.
Tabelle 1a Zusammenfassung von 525/60/NTSC-Messungen
Tabelle 1b Nummern der Zeilen, welche eine Wellenform mit geteiltem Vorlauf-Burst enthalten (NTSC)
Die beschriebenen und abgebildeten Ausführungen sind sowohl für das PAL-System als auch für das NTSC-System anwendbar. Da jedoch das PAL-System den Farb-Burst in geringfügig anderer Weise als das NTSC-System verwendet, werden nachfolgend vier Ausführungen von Farbstreifensystemen beschrieben, die nur für das PAL-System anwendbar sind.
Das Standard-PAL-Farbsignal weist gegenüber dem Standard-NTSC-Signal mehrere wesentliche Unterschiede auf. Einige dieser Unterschiede beziehen sich auf den verwendeten Abtast-Standard. Diese Abtastunterschiede machen eine andere Unterträgerfrequenz erforderlich. Der wesentlichste Unterschied ist jedoch die Verwendung des schwingenden Bursts und die wechselnden Phasenverhältnisse zwischen benachbarten Zeilen in einem Teilbild. 2A stellt ein horizontales Austastintervall für ein PAL-Farbfernsehsignal dar. 2B und 2C zeigen eine Vektordarstel- lung einer Farbbalkensignal-Farb-Burst-Einzelheit in einem PAL-System. Es ist so zu verstehen, dass in der V-Komponente jeder Farbkomponente eine zeilenweise Veränderung von 180° vorhanden ist. Weiterhin ist, wie aus 2C ersichtlich ist, ein entsprechender Phasenwechsel in dem Farb-Burst-Signal von Zeile zu Zeile vorhanden. Die Farbburstkomponente und die Farbkomponenten, die auftreten, wenn der Burst sich an dem +45°-Punkt bezüglich der U-Achse befindet, sind die sogenannten NTSC-Zeilen. Die Farb-Burst-Komponente und die Farbkomponenten, die auftreten, wenn sich der Burst an dem –45°-Punkt bezüglich der U-Achse befindet, sind die sogenannten PAL-Zeilen.
In dem NTSC-System beträgt die Phase des Farb-Bursts 180° zu der 0°-Bezugsphase der Farbsignale. Für ein PAL-Signal hat der Farb-Burst auch den V-Bereich der Unterträgerphase zu erkennen, die während der Übertragung an den abwechselnden Zeilen um 180° umgeschaltet wird. Die Burst-Phase ist daher ebenfalls an den abwechselnden Zeilen umgeschaltet und befindet sich bei 135° an den NTSC-Zeilen und bei 225° an den PAL-Zeilen. Die PAL-Zeilenerkennung an dem Empfänger kann dann durch Phasenerkennung der 180° ± 45° des geschalteten oder des schwingenden Bursts erreicht werden. Wie aus 2B ersichtlich ist, schaltet das Chroma-Signal um die U-Achse so, dass zum Beispiel ein Blau-Signal bei etwa 350° bezüglich zu 0° an der Zeile erscheint, wenn sich der Farb-Burst bei 135° befindet. Ein Blau-Signal befindet sich etwa 10° bezüglich 0° an der Zeile, wenn sich der Farb-Burst bei 225° befindet.
Eine Ausführung verwendet die Vier-Zeilen-Farbstreifengruppe, wie sie vorher erläutert wurde. In einem nicht modifizierten Signal würde die erste Zeile einer solchen Vier-Zeilen-Gruppe einen sogenannten NTSC-Burst-Winkel von 135° haben, wie es in 8A dargestellt ist. Die zweite Zeile der Vier-Zeilen-Gruppe würde einen sogenannten PAL-Burst-Winkel von 225° aufweisen, wie es in 8B dargestellt ist. Dasselbe Muster wiederholt sich in der dritten und vierten Zeile des Vier-Zeilen-Musters. Die restlichen Zeilen folgen demselben Normal muster.
In der Ausführung sind jedoch die Phasenwinkel in dem Vier-Zeilen-Muster modifiziert, wie es durch die gestrichelt dargestellten Zeilen in den 8A bis 8D gekennzeichnet ist. Der sogenannte NTSC-Burst-Winkel von Zeile 1 und 3 hat sich um 90° zu einem Winkel von 45° bewegt. Der sogenannte PAL-Burst-Winkel der Zeilen 3 und 4 hat sich um 90° auf 315° bewegt. Natürlich ist die Erfindung nicht auf eine Vier-Zeilen-Folge beschränkt. Es ist möglich, dass eine Folge von 2, 4, 6, 8 oder mehr Zeilen wirksam wird.
Der Vorteil dieses Kopierschutzverfahrens ist, dass das sogenannte PAL-ID-Impulsmuster, welches durch die ± 45° von der U-Achse erzeugt wird, unverändert bleibt. Der Fernsehempfänger wird durch die Veränderungen der Phasenwinkel bezüglich der V-Achse, wie sie in 8A bis 8D dargestellt sind, nicht beeinflußt. Die Farbzeitbasisverarbeitung in einem aufzeichnenden Videorecorder ist jedoch durch eine solche Abweichung von dem Standardsignal verteilt. Die Abweichungen der vorliegenden Ausführung können Phasenwinkelveränderungen einschließenen, die nicht 90° betragen, solange der PAL ID-Impuls nicht gestört wird.
Eine andere Ausführung, wie sie in den Vektordiagrammen von 9 gezeigt ist, weist eine Ein-Zeilen-Modifikation des Farb-Burst-Signals zwischen Zeilen auf, die das normale Farb- Burst-Signal haben. Durch experimentelles Überprüfen ist ermittelt worden, dass die Wiedergabefähigkeit des modifizierten Signals durch Verwendung von Variationen einer Ein-Zeilen-Version der Signalmodifikation verbessert werden kann. So kann zum Beispiel in einem Fünf-Zeilen-Bereich eines Teilbildes die erste Zeile eine modifizierte NTSC-Zeile sein, gefolgt von einer nicht modifizierten PAL-Zeile, gefolgt von einer modifizierten NTSC-Zeile, gefolgt von einer nicht modifizierten PAL-Zeile und gefolgt von einer anderen modifizierten NTSC-Zeile. Diese Fünf Zeilen-Folge ist durch die letzten fünf Zeilen von 9 dargestellt. Die Fünf-Zeilen-Folge kann auch modifizierte PAL-Zeilen mit nicht modifizierten NTSC-Zeilen aufweisen. Die Zeilenfolge kann auch eine geringere Anzahl von Zeilen als fünf oder eine größere. Anzahl von Zeilen als fünf haben. Es ist ermittelt worden, dass es einen Bedarf für etwa 34 Zeilengruppen von nicht modifizierten Zeilen für die Zwecke der Wiedergabefähigkeit auf TV-Monitoren gibt.
Ein Vorteil dieses Kopierschutzverfahrens ist, dass das sogenannte PAL-ID-Impulsmuster, das durch die ± 45° von der U-Achse erzeugt wird, unverändert bleibt. Der Fernsehempfänger wird durch die Veränderungen der Phasenwinkel bezüglich der V-Achse, wie sie in 8A bis 8D dargestellt sind, nicht beeinflußt. Die Farbzeitbasisverarbeitung in einem aufzeichnenden Videorecorder verursacht jedoch Farbphasenfehler durch eine solche Abweichung von dem Standardsignal. Die Abweichungen der vorliegenden Ausführung können Phasenwinkelveränderungen einschließen, die nicht 90° betragen, solange der PAL-ID-Impuls nicht gestört wird.
Tabelle 2a und 10 zeigen ein Beispiel von Farbstreifenmessungen für PAL. Die Tabelle 2b zeigt zwei Zeilennummer-Konfigurationen. In Tabelle 2a geben die Zeilennummern die erste Zeile einer Zwei-oder Drei-Zeilen-Folge an. Bei der Zwei-Zeilen-Folge sind zwei Zeilen enthalten, die einen modifizierten Farb-Burst enthalten, gefolgt von 32 Zeilen mit einem nicht modifizierten Farb-Burst. Bei der Drei-Zeilen-Folge sind drei Zeilen vorhanden, die einen modifizierten Farb-Burst enthalten, gefolgt von 31 Zeilen mit einem nicht modifizierten Farb-Burst. Andere Kombinationen sind möglich. Das Beispiel wurde experimentell bestimmt, um eine optimale Mischung zwischen Wiedergabefähigkeit und Wirksamkeit zu erzielen.
Tabelle 2a Zusammenfassung von 625/50/PAL-Messungen
Tabelle 2b Nummern der Zeilen, die die Farbstreifen-Burst-Wellenform aufweisen (PAL)
Bemerkungen:

1. Die vorliegende Tabelle verwendet die CCIR 625/50/PAL-Zeilen-Numerierungskonvention. Um die Zeilennummern im "ungeraden Teilbild/L1" bis zum "ungeraden Teilbild L312" zu erhalten, sind von den oben angeführten Zeilennummern 313 zu subtrahieren.
2. Die in der Tabelle angeführten Zeilennummern sind die ersten Zeilen einer 2- oder 3-Zeilen-Version, wie es passend ist.
3. Die oben angeführten Konfigurationen liegen im Programmbereich Rev. 6.1.

11 stellt eine andere Ausführung für ein PAL-Farbstreifensystem dar. Diese Ausführung schließt das Konzept des geteilten Bursts ein, wobei sich der modifizierte Bereich in dem späteren Bereich einer normalen Farb-Burst-Einhüllenden befindet. Die Phase des modifizierten Gebietes liegt bei 0° oder bei -U bezüglich der mittleren Position der normalen PAL-Burst-Phasensignale. In den vorstehend beschriebenen Ausführungen stört der modifizierte Phasenwinkel nicht den sogenannten PAL-ID-Impuls in dem modifiziertem Gebiet. In der vorliegenden Ausführung wird der PAL-Impuls in dem nicht modifi zierten Bereich aufrechterhalten, während die Farb-Unterträgerphase durch den modifizierten Farb-Burst gestört wird, der einen Phasenwinkel von 180° von dem Durchschnittswert des schwingenden Bursts entfernt (entgegengesetzt) aufweist. Diese Ausführung ist ein wirksames Kopierschutzsystem.
12 stellt ein anderes Beispiel eines PAL-Farbstreifensystems dar. Diese Ausführung beinhaltet das Konzept des geteilten Bursts im späteren Bereich einer normalen Farbburst-Einhüllenden. Der Phasenwinkel des nicht modifizierten Gebietes ist 5 der normale Burst-Phasenwinkel des schwingenden Bursts für die spezielle Zeile. Der modifizierte Bereich hat einen festgelegten Phasenwinkel von 180° von dem Winkel des schwingenden Bursts [∅A oder ∅B] des entgegengesetzten Winkels des schwingenden Bursts [∅B oder ∅A]. So hat zum Beispiel in Zeile 1, wie in 11 dargestellt, das nicht modifizierte Burst-Gebiet den Winkel eines normalen schwingenden Bursts (135°) und das modifizierte Burst-Gebiet hat einen Winkel von 45° (180° von dem 225°-Winkel des schwingenden Bursts der entgegengesetzten Zeile). In Zeile 2 der Folge liegt der nicht modifizierte Burst bei dem i normalen 225°-Winkel. Der modifizierte Bereich hat einen Burst-Phasenwinkel von 335° (180° von dem 135°-Winkel des schwingenden Bursts der entgegengesetzte Zeile).
In den vorherigen Ausführungen hat der modifizierte Phasen winkel den sogenannten PAL-ID-Impuls in dem modifizierten Gebiet nicht gestört. In der vorliegenden Ausführung wird der PAL-Impuls in dem nicht modifizierten Bereich aufrechterhalten, während die Farb-Unterträgerphase durch den modifizierten Farb-Burst gestört wird, der einen Phasenwinkel von 180° von dem Durchschnittswert des schwingenden Bursts entfernt aufweist. Diese Ausführung ist ein wirksames Kopierschutzsystem.
In jeder der vorher beschriebenen Ausführungen, die eine voreilende oder gestreckte Farb-Burst-Einhüllende aufweist, haben die Zeilen mit normalen Farb-Burst-Signalen über die Farb-Einhüllende eine normale Burst-Breite. Die Erfindung ist jedoch nicht auf die Verwendung von normalen Farb-Burst-Breiten beschränkt. Es können Zustände vorhanden sein, in denen alle Zeilen mit einem Farb-Burst-Signal voreilende oder gestreckte Burst-Einhüllende aufweisen, gleich ob der Burst eine Phasenmodifikation aufweist oder nicht.
Es ist weiterhin möglich, die Breite und/oder die Position des horizontalen Synchronisationsimpulses zu modifizieren. Ein Beispiel dafür wäre, den Synchronisationsimpuls um 1 bis 2 Mikrosekunden zu schmälern und den erweiterten Austastbereich mit einem gestreckten Burst zu füllen. Ein anderes Beispiel ist, den horizontalen Synchronisationsimpuls um 1 bis zwei Mikrosekunden zu verbreitern und den erweiterten horizontalen SYnchronisationsimpuls mit einem gestreckten Burst zu füllen. Eine andere Variation ist, die Vorderflanke des horizontalen Synchronisationsimpulses um 1 bis 2 Mikrosekunden zu bewegen und dann die gestreckte hintere Schwarzschulter mit dem modifizierten Farb-Burst zu füllen. Jedes dieser zusätzlichen Beispiele ist dazu ausgestaltet, die Wiedergabefähigkeit zu verbessern, während eine minimale Einwirkung auf die Wirksamkeit des Kopierschutzes erreicht wird.
Heute stehen dem Verbraucher digitale Videobandrecorder und digitale Wiedergabeeinrichtungen zur Verwendung zur Verfügung. Um die Kompatibilität mit analogen Video-Rundfunksignalen und analogen Videobandrecordern aufrechtzuerhalten, sind diese digitalen Videobandrecorder und digitalen Wiedergabeeinrichtungen, die dem Verbraucher zur Verfügung stehen, allgemein "hybride" Digital- und Analogsysteme. Solche Systeme haben die Fähigkeiten von derzeitigen analogen Videokassettenrecordern zum Aufzeichnen und zur Wiedergabe von analogen Signalen, wobei sie auch äquivalente digitale Fähigkeiten aufweisen. Somit können diese neuen hybriden digitalen Bandrecorder analoge Eingangssignale in digitale Signale umwandeln, und sie können die digitalen Signale als einen digitalen Datenstrom auf dem Band oder der Platte aufzeichnen. Während der Wiedergabe steht der digitale Datenstrom von dem Band oder der Platte sowohl als ein digitales Signal für die Anzeige durch einen digitales Fernsehgerät (zur Zeit noch nicht verfügbar) als auch als konventionelles analoges VideoSignal (wie zum Beispiel das in den USA verwendete NTSC-Signal) zur Verfügung. In dieser Hinsicht wandelt der hybride digitale Bandrecorder intern die ankommenden Analogsignale in digitale Signale um und den digitalen Datenstrom in Analogsignale. Die Fähigkeit einer solchen Einrichtung, die empfangenen analogen Signale in einen digitalen Datenstrom umzuwandeln, wird wichtig sein, weil gegenwärtig dem Verbraucher keine Quellen (weder Bänder noch Rundfunk) von digitalem Programm-Material zur Verfügung stehen.
Solche hybriden Videorecorder verwenden ein digitales "Verbraucher"-Aufzeichnungsformat, das von den Standards der gegen wärtig vorhandenen professionellen Digitalsysteme abweicht. Ein solcher digitaler Videorecorder kann einen herkömmlichen "Front-End"-RF-Tuner und auch einen RF-Modulator an der Ausgangsseite aufweisen, wie es bei den herkömmlichen Videorecordern der Fall ist. (Mit analogem Video ist hier NTSC, PAL, SECAM oder YC gemeint). Der digitale Aufzeichnungsstandard für Verbraucher weist im wesentlichen eine Datenstruktur auf, die das Videosignal als einen Strom von (binären) Datenbits, zusammen mit einer geeigneten Fehlerverbergungs-Kodierung und einem physikalischen Bandstandard darstellt.
Da digitale Videobandrecorder und digitale Wiedergabeeinrichtungen eine Reproduktion mit hoher Wiedergabetreue liefern können, die wiederum zum Kopieren anregt, ist es wichtig, solche Recorder für den Verbraucher so zu konstruieren, dass sie ein unbefugtes Kopieren behindern oder davon abhalten. Es ist wichtig, die Verwendung von Recordern für das illegale Duplizieren von urheberrechtlich geschütztem Videomaterial und auch die Wiedergabe von solchem illegal duplizierten Material zu verhindern. Die zur Zeit zur Verfügung stehenden Video-Kopierschutztechniken sind im digitalen Bereich nicht anwendbar, und es besteht daher ein Bedarf nach einem Kopierschutzsystem, das für die Verwendung mit solchen hybriden digitalen und analogen Videobandrecordern, bei denen das auf dem Band aufgezeichnete Material ein digitaler Datenstrom ist, geeignet ist. Eine typische Situation, die zu verhindern ist, ist die Verwendung eines hybriden Videobandrecorders zum Kopieren eines Ausgangssignals von einem herkömmlichen Kopierschutzprozeß, der auf das Signal angewendet wird. Das Problem besteht darin, zu verhindern, dass der neue hybride digital-analoge Videobandrecorder das Material von einem solchen Band kopiert. Ansonsten würde das Existieren solcher hybrider Recorder zur Verletzung des Urheberrechts ermutigen.
Ein Beispiel eines hybriden digitalen Video-Aufzeichnungssystems ist in der US-A-5,315,448 beschrieben.
Es wird vorgeschlagen, die Farbstreifentechnik zusammen mit einer anderen Kopierschutztechnik in einen integrierten Schaltkreis einzubetten. Diese andere Kopierschutztechnik kann eine solche sein, wie sie in der US-A-4,631,603 und US-A-4,819,098 beschrieben ist. Der integrierte Schaltkreis schließt einen Digital-Analog-Wandler ein, um den digitalen Videostrom in einen analogen Videostrom umzuwandeln, der in einem NTSC-, PAL- oder YC-Format kodiert ist. Die Kopierschutztechnik wird in der Kodiererstufe zugefügt und mit dem kodierten Ausgang kombiniert. Die in den integrierten Schaltkreisen verwendete Technik ist normalerweise einer aus der Vielzahl der ASICs (spezielle anwendungsorientierte integrierte Schaltkreise), die eine große Anzahl von Gates verwenden, um die gewünschte Kopierschutz-Ausgangswellenform zu erzeugen.
Drei spezifische Anwendungen für eine solche integrierte Schaltung, welche die Kopierschutztechnik einschlieflt, sind digitale Video-Plattenabspieleinrichtungen und Video-Recorder, digitale Video-Kassettenabspielgeräte und Video-Kassetten- recorder und digitale Set-Top-Boxen, die bei den Kabel- und Satelliten-Übertragungstechniken zu den Haus-Geräten zur Anwendung kommen. Für diese spezifischen Anwendungen ist der integrierte Schaltkreis programmierbar, um ein Verändern der Wellenform-Parameter zu gestatten. Bei einem Übertragungssystem werden die Bits zum Verändern der vorgegebenen Werte der Wellenform mit dem Signal übertragen. Bei einem DVD-Abspielgerät oder einem DVD-Aufzeichnungsgerät und bei einem digitalen Videokassettenrecorder sind die Bits in die Platte oder das Kassettenband einbezogen. 13A zeigt ein allgemeines Blockschaltbild eines solchen integrierten Schaltkreises, welcher die hierin beschriebenen Ausführungen implementiert. Eine zweite Ausführung der Vorrichtung ist in 13B dargestellt.
Im allgemeinen weist die Vorrichtung zum Erzeugen der verschiedenen vorher beschriebenen Farbstreifenausführungen einen Unterträger-Prozessor, einen Burst-Gate-Generator und einen Zeilen-Generator auf.
13A stellt ein Beispiel einer Kopierschutzvorrichtung 50 zum Erzeugen eines Farbstreifensignals, wie beschrieben, dar. Die Schaltung 50 hat ein nicht modifiziertes Video-Eingangssignal 52, das ein analoges NTSC- oder PAL-Signal sein kann, oder ein digitaler Datenstrom, der ein Videosignal darstellt, das kopiergeschützt werden soll. Das Eingangssignal wird in eine Kopierschutz-Einsetz-Einrichtung 60, einen Unterträger-Prozessor 54, einen Burst-Gate-Generator 56 und einen Zeilen-Selektor 58 eingegeben. Der Unterträger-Prozessor 54 erkennt das Farb-Burst-Signal in dem Video-Eingangssignal 52 und erzeugt einen 3,58 MHz- oder 4,43 MHz-Unterträger (in Abhängigkeit davon, ob er ein NTSC- oder ein PAL-Signal verarbeitet).
Der Burst-Gate-Generator 56 ist programmiert, um geeignete Gate-Schaltsignale für die Kopierschutz-Einsetz-Einrichtung 60 zu erzeugen, um die Kopierschutz-Einsetz-Einrichtung anzuweisen, einen Normalphasen-Unterträger oder einen Unterträger mit modi fizierter Phase einzusetzen.
Der Zeilen-Selektor 58 ist programmiert, um den Burst-Gate-Generator 56 und die Kopierschutz-Einsetz-Einrichtung 60 anzuweisen, für welche Zeilen ein modifizierter Burst zu erzeugen ist und welche Zeilen das Burst-Signal wiederherzustellen haben, das auf dem Video-Eingangssignal 52 vorhanden ist. Die Vorrichtung 50 kann mit einer geeigneten Schaltung kombiniert werden, um die Pseudo-Synchronisierungs-AGC-Impulspaare zu erzeugen, die in der US-A-4,631,603 beschrieben sind.
13B zeigt eine Vorrichtung 10, um ein Farbstreifensystem, wie es beschrieben ist, zu implementieren. Ein zusammengesetztes Video-Signal 11 wird in einen Eingangsverstärker 12 eingegeben. Der Verstärker 12 stellt den Pegel des Video-Signals auf einen geeigneten wert für die nachfolgenden Elemente des Farbstreifensystems 10.
Ein erster Ausgang des Eingangsverstärkers 12 ist mit einem Synchronisationsseparator 14 gekoppelt. Der Synchronisations separator 14 entfernt die horizontalen und vertikalen Synchronisationssignale aus dem zusammengesetzten Videosignal 11. Die Ausgänge des Synchronisationsseparators 14 sind mit den Eingängen eines Burst-Gate-Generators 16 und mit einem Zeilenzähler 18 gekoppelt. Der Burst-Gate-Generator 16 verwendet die horizontalen und vertikalen Synchronisationsimpulse von dem Synchronisationsseparator 14, um ein Burst-Gate-Signal zu erzeugen. In dem NTSC-Format würde das normale Burst-Gate-Signal 5,3 Mikrosekunden hinter der Vorderflanke des horizontalen Synchronisationsimpulses beginnen und hinter dem Äquivalent von 9 Zyklen des Unterträgers (2,52 Mikrosekunden) enden. Der Burst-Gate-Generator 16 ist programmiert, um ein verbreitertes Burst- Gate-Signal an den Zeilen zu erzeugen, an denen ein voreilendes und/oder gestrecktes Burst-Gate-Signal gewünscht ist. Der Zeilenzähler 18 verwendet die horizontalen und vertikalen Synchronisationsimpulse von dem Synchronisationsseparator 14 und ist programmiert, zu bestimmen, welche Zeilen die Farbstreifeninformation enthalten werden. Der Zeilenzähler 18 legt fest, welche Zeilen ein verbreitertes Burst-Gate-Signal haben werden. In dieser Hinsicht liefert der Ausgang des Zeilenzählers 18 einen Eingang zu dem UND-Gate 22, welcher ein Steuersignal 21 für das Steuern eines Schalters 30 liefert, wie es nachfolgend ausführlicher beschrieben wird. In einer Ausführung beträgt das Verhältnis der Zeilen, die das Farbstreifensignal aufweisen, zu den Zeilen, die kein Farbstreifensignal aufweisen 4/16. Das bedeutet, dass vier Zeilen von zwanzig in jedem Teilbild das Farbstreifensignal aufweisen. Weiterhin ist die Zeilenzählung so ausgestaltet, dass vergleichbare Zeilen in jedem Teilbild das Farbstreifensignal enthalten. Diese Paarbildung der Farbstreifenbereiche erhöht die Sichtbarkeit des Farbstreifens in dem Wiedergabe- oder in dem aufgezeichneten Signal.
Ein erster Ausgang des Burst-Gate-Generators 16 ist mit einem Umkehrgate 20 gekoppelt, das die Bereiche des Farb-Burst-Signals festlegt, welche den Farb-Burst mit umgekehrter Phase enthalten. Das Umkehrgate 20 kann so programmiert werden, dass es die umgekehrte Farb-Burst-Phase -in einem Teil oder in mehreren Teilen des Farb-Burst-Signals bereitstellt, wie es in den verschiedenen Ausführungen vorher dargestellt ist.
Ein zweiter Ausgang des Eingangsverstärkers 12 ist mit einem Chroma-Separator 24 gekoppelt. Der Ausgang des Chroma-Separators 24 weist die Chroma-Information und die Hochfrequenz-Helligkeits-Information in dem Videosignal auf. Da während des Farb-Burst-Bereiches keine Helligkeits-Information vorhanden ist, ist während des Farb-Burst-Bereiches nur die Chroma-Information von dem Ausgang des Chroma-Separators 24 vorhanden. Der Ausgang des Chroma-Separators 24 ist mit einem Burst-Separator 26 gekoppelt.
Der Burst-Separator 26 weist ebenfalls einen Burst-Gate-Eingang von dem Burst-Gate-Generator 16 auf. Der Ausgang des Burst-Separators 26 enthält nur das Farb-Burst-Signal, das durch den Chroma-Separator 24 und den Burst-Separator 26 aus dem Eingangs- signal 11 gefunden wurde.
Das Farb-Burst-Signal von dem Burst-Separator 26 ist mit einem Unterträger-Oszillator 40 gekoppelt, um ein Unterträger-Signal zu erzeugen, das mit dem ankommenden Burst-Signal (3,58 MHz bei NTSC und 4,43 MHz bei PAL) synchron ist. Der Ausgang des Unterträger-Oszillators 40 ist mit einem Burst-Generator 42 gekoppelt. Der Burst-Generator 42 empfängt auch ein Burst-Gate-Signal von dem Burst-Gate-Generator 16. Die Breite des von dem Burst-Generator 42 erzeugten Burst-Signals wird durch den Burst-Gate-Generator 16 bestimmt. Durch Kombination von Burst-Gates an Zeilen, die keine Modifikation aufweisen und von gleicher Breite sind, und von Zeilen mit Burst-Modifikation und unterschiedlicher Breite kann diese variiert werden. Diese Variationen werden durch eine Kombination des Burst-Gate- Generators 16 und des Zeilenzählers 18 bestimmt.
Der Ausgang des Burst-Generators 42 ist mit einem Phasenschieber 28 gekoppelt. Der Ausgang des Burst-Generators 26 wird dem ersten Eingang eines Schalters 30 zugeleitet. In dem NTSC System beträgt die Phasenverschiebung allgemein 180°. In dem PAL-Format kann der Phasenschieber 28 einen Eingang von dem Zeilenzähler 18 haben, um die Phasenumkehreinrichtung anzuweisen, verschiedene Phasenmodifikationen an verschiedenen Zeilen zu erzeugen, wie es vorher erläutert wurde. Allgemein beträgt die Phasenmodifikation bei PAL +90° auf einigen Zeilen und –90° auf anderen Zeilen. Der Ausgang des Phasenschiebers 28 ist mit einem zweiten Eingang des Schalters 30 gekoppelt. Das Umkehrgate 20 und der Zeilenzähler 18 sind mit dem UND-Gate 22 gekoppelt, um ein Steuersignal 21 zu erzeugen. Wenn das UND-Gate 22 ein Signal erzeugt, das keine Burst-Phasenmodifikation anfordert, stellt das Steuersignal 21 den Schalter 30 in eine Position, dass der normale Farb-Burst durchgelassen wird. Wenn das UND-Gate 22 ein Signal erzeugt, das eine Farb-Burst-Phasenmodifikation fordert, bewirkt das Steuersignal 21, dass der Schalter 30 den umgekehrten Farb-Burst durchläßt. Der Ausgang des Schalters 30 kann mit einem ersten Eingang der Burst-Einsetz-Einrichtung 34 gekoppelt sein. Allgemein wird jedoch der Ausgang des Schalters 30 einer Einrichtung zur Formgestaltung der Burst-Einhüllenden 38 zugeleitet, wie es dargestellt ist.
Ein dritter Ausgang des Eingangsverstärkers 12, der das verarbeitete Eingangssignal enthält, ist mit einem Eingang einer Burst-Austasteinrichtung 32 versehen. Ein anderer Ausgang des Burst-Gate-Generators 16 ist mit der Burst-Austasteinrichtung 32 gekoppelt. Die Burst-Austasteinrichtung 32 tastet alle Farb Burst-Informationen aus dem Videosignal 13 unter Verwendung des Burst-Gate-Signals von dem Burst-Gate-Generator 16 aus. Der Ausgang der Burst-Austasteinrichtung 32, der das Videosignal 15 enthält, ist der Eingang zu der Burst-Einsetz-Einrichtung 34. Wie vorher erläutert wurde, weist das Videosignal 15 keine Farb Burst-Information auf. Der Ausgang des Schalters 30 enthält den Farbstreifen-Farb-Burst, der durch eine Kombination der Elemente 24, 26, 28, 12, 14, 16, 18, 20, 22 und 30 erzeugt wird.
Bei der experimentellen Prüfung wurde festgestellt, dass die Wirksamkeit und die Wiedergabefähigkeit des modifizierten Signals durch die Gestalt der Farb-Burst-Wellenform beeinflußt wird. Daher ist der Ausgang des Schalters 30 mit der Einrichtung zur Formgestaltung der Burst-Einhüllenden 38 gekoppelt, die die Anstiegszeit und die Abfallzeit der Farb-Burst-Wellenform steuert. Der Ausgang der Einrichtung zur Formgestaltung der Burst-Einhüllenden 38 ist mit der Burst-Einsetz-Einrichtung 34 gekoppelt. Die Burst-Einsetz-Einrichtung 34 setzt den Farbstreifen-Farb-Burst in das Videosignal 15 ein, das keine Farb-Burst-Information enthält, um ein zusammengesetztes Videosignal zu erzeugen, das einen verbesserten Farbstreifen-Farb-Burst und seine zugehörige zusammengesetzte Video-Information enthält.
Der Ausgang der Burst-Einsetz-Einrichtung 34 ist mit einem Ausgangsverstärker 36 gekoppelt. Der Ausgangsverstärker 36 stellt die geeignete Signalverarbeitung zur Verfügung, um ein zusammengesetztes Videosignal 19 mit den korrekten Pegeln und Ausgangsimpedanzen für die Verwendung in einem Videosignal zu erzeugen.
Ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Verhindern der Erstellung einer akzeptablen Videoaufzeichnung von einem Videosignal, wie hier beschrieben und dargestellt, ist in der EP 0875116 beschrieben und beansprucht, aus der die vorliegende Anmeldung abgeteilt ist.
Es ist zu erkennen, dass Modifikationen und Variationen der beschriebenen und dargestellten Ausführungen im Rahmen des Schutzumfangs der beigefügten Ansprüche durchgeführt werden können.

Claims

Vorrichtung zum Modifizieren eines Videosignals, um das Erstellen einer akzeptablen Videoaufzeichnung von einem Videosignal zu verhindern, wobei das Videosignal eine Vielzahl von Videozeilen enthält, wobei jede Videozeile einen Farb-Burst mit einer vorbestimmten Dauer und Phase hat, wobei die Vorrichtung aufweist: einen Burst-Gate-Generator (56) zum Erzeugen eines Burst-Gate-Signals, der mit einer Kopierschutz-Einsetz-Einrichtung (60) gekoppelt ist; einen Zeilen-Selektor (58) zum Erzeugen eines Zeilen-Zählwertes, um der Kopierschutz-Einsetz-Einrichtung (60) anzuzeigen, welche Zeilen des Videosignals zu modifizieren sind; einen Unterträger-Prozessor (54) zum Modifizieren von zumindest einem Bereich der vorbestimmten Dauer des Farb-Burst-Signals, wie der Kopierschutz-Einsetz-Einrichtung (60) durch den Burst-Gate-Generator (56) angezeigt ist; und einen Eingang (52) für das Videosignal, der mit der Kopierschutz-Einsetz-Einrichtung und mit dem Unterträger-Prozessor (54), dem Burst-Gate-Generator (56) und dem Zeilen-Selektor (58) gekoppelt ist, wodurch ein Videosignal-Eingang modifiziert wird, um ein kopiergeschütztes Videosignal zu erzeugen, so dass das Erstellen einer akzeptablen Videoaufzeichnung des Videosignals verhindert wird.
Vorrichtung nach Anspruch 1, bei der der Unterträger-Prozessor (54) das Farb-Burst-Signal in einem Videosignal erfasst, das dem Eingang (52) zugeführt wird, und einen Unterträger erzeugt.
Vorrichtung nach Anspruch 2, bei der der Burst-Gate-Generator (56) dazu ausgestaltet ist, um geeignete Gate-Signale zu erzeugen, um die Kopierschutz-Einsetz- Einrichtung (60) zu instruieren, einen Unterträger mit normaler Phase oder einen Unterträger mit modifizierter Phase einzusetzen.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der das Videosignal ein NTSC-Videosignal ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei der das Videosignal ein PAL-Videosignal ist.