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Verfahren
und Vorrichtung zum Zulassen einer direkten Wiedergabe eines analogen
Farbvideosignals und zur Verhinderung einer zufriedenstellenden
Aufzeichnung/Wiedergabe durch einen analogen Videorecorder sowie
kopiergeschützter
Aufzeichnungsträger
Die Erfindung bezieht sich auf einen Kopierschutz von Videosignalen.
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Es
sind Kopierschutzverfahren zur Verhinderung des nichtautorisierten
Kopierens oder des erneuten Aufzeichnens von analogen Videosignalen vorgeschlagen
worden. Derartige Verfahren, die auch als Kopierschutzverarbeitung
bezeichnet werden, wenden generell eines oder beide Prozesse von zwei
gesonderten Prozessen an. Bei einem Kopierschutzverfahren wird die übliche automatische
Verstärkungssteuer-(AGC)-Schaltung
eines analogen Videorecorders dahingehend getäuscht, dass ein Signalpegel
ermittelt wird, der als zu hoch erscheint, wodurch die Verstärkung des
Videosignals, das aufgezeichnet wird, verringert wird. Infolgedessen
ist der Pegel des aufgezeichneten Signals zu niedrig, um wiedergewonnen
zu werden. Ein derartiger AGC-Kopierschutzprozess fügt Impulse,
die als Pseudo-Synchronisier- bzw. Pseudo-Sync-Impulse bezeichnet werden,
in bestimmte Zeilenintervalle des üblichen Vertikal-Austastintervalls
des analogen Videosignals ein.
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10A veranschaulicht schematisch
jene Zeilenintervalle des Vertikal-Austastintervalls, in die die
Pseudo-Synchronisierimpulse eingefügt werden bzw. sind. 10B veranschaulicht eine
Anzahl von Zyklen (beispielsweise fünf Zyklen) derartiger Pseudo-Synchronisierimpulse
bzw. -Sync-Impulse.
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In
typischer Weise ermittelt die AGC-Schaltung eines analogen Videorecorders
vom Verbrauchertyp die Differenz zwischen dem Synchronisiersignal-Spitzenpegel
und dem Referenzpegel des Videosignals im Vertikal-Rustastintervall.
Diese Referenz wird der AGC-Referenzpegel genannt, wie dies in 10C veranschaulicht ist,
und die Differenzen im AGC-Referenzpegel werden zur Veränderung
der Verstärkung
der Aufzeichnungsschaltung herangezogen. Wenn die Pseudo-Sync-Impulse
in diese Zeilenintervalle eingefügt
werden bzw. sind, wie dies in
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10B veranschaulicht ist,
dann erstreckt sich jedoch der AGC-Referenzpegel, der durch die AGC-Schaltung
des Videorecorders ermittelt wird, nunmehr zwischen der negativen
Spitze der Pseudo-Sync-Impulse und der positiven Spitze jener Impulse,
wobei die zuletzt genannten Impulse einen Pegel p oberhalb des erwarteten
Referenzpegels zulassen. Dieser täuschend hohe AGC-Referenzpegel veranlaßt die AGC-Schaltung
des Videorecorders, die Verstärkung
der Aufzeichnungsschaltung zu verringern, wodurch der aufgezeichnete
Pegel des Videosignals auf nahezu Null herabgesetzt wird.
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Während die
Anwendung derartiger Pseudo-Sync-Impulse sich in den meisten Verbraucher-Videorecordern
als wirksam herausgestellt hat, verläßt sich eine Anzahl von Videorecordern
nicht auf die Differenz zwischen der Synchronisiersignalspitze und dem
Referenzpegel des Videosignals in dem Horizontal-Austastintervall,
um die Verstärkung
der Aufzeichnungsschaltungen zu steuern. Beispiele derartiger Videorecorder
umfassen Recorder bzw. Aufzeichnungsgeräte vom Beta-Typ, 8-mm-Videorecorder
und gewisse hochentwickelte VHS-Videorecorder.
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Im
Bemühen,
das nicht autorisierte Kopieren von Farbvideosignalen in derartigen
analogen Videorecordern zu verhindern, ist eine sogenannte Farbstreifen-Kopierschutztechnik
eingeführt
worden. Beim Farbstreifenprozess wird die Phase des üblichen
Farbburstsignals auf einer generellen Wiederholungsbasis invertiert.
So wird beispielsweise das Farbburstsignal in einem Block aus zwei
Zeilenintervallen oder in einem Block aus vier Zeilenintervallen invertiert.
Jedes Bild bzw. Vollbild ist dabei aus einer Anzahl von Blöcken mit
einem Wiederholungsschritt von beispielsweise 20 Zeilen gebildet.
Als Zahlenbeispiel kann die Phase des Farbburstsignals in den Zeilen
22 und 23, 42 und 43, 62 und 63, etc. invertiert sein. Aufgrund
derartiger Phaseninvertierungen wird in dem Fall, dass dieses analoge
Videosignal aufgezeichnet wird, die automatische Phasensteuerschaltung
(APC) der Aufzeichnungsschaltung einem Fehler ausgesetzt. Das resultierende
Videobild, das schließlich
aus dem betreffenden aufgezeichneten Signal wiedergegeben wird,
zeigt störende
Farbstreifen, wie dies in 11 veranschaulicht
ist.
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Da
das Farbburstsignal eines relativ geringen prozentualen Anteils
der Zeilenintervalle die Phaseninvertierung zeigt, wird die PLL-Schaltung
(eine Phasenverriegelungsschaltung) der APC-Schaltung in einem konventionellen
Fernsehempfänger normalerweise
nicht beeinflußt.
Der Grund hierfür liegt
darin, dass die Zeitkonstante einer derartigen PLL-Schaltung und
insbesondere der PLL-Schaltung, die den lokalen Hilfsträger erzeugt,
der zur Demodulation des Farbsignals im Fernsehempfänger herangezogen
wird, eine relativ hohe Zeitkonstante aufweist. Infolgedessen ist
die PLL-Schaltung nicht imstande, den relativ kurzen Burstsignal-Phasenstörungen zu
folgen, wie jenen Phaseninvertierungen, die alle zwei oder alle
vier Zeilen von 20 Zeilen auftreten. Da die APC-Schaltung des analogen
Verbraucher-Videorecorders eine niedrige Zeitkonstante aufweist,
ist eine derartige APC-Schaltung jedoch imstande, diesen Phaseninvertierungen
zu folgen, die als Phasenfehler interpretiert werden und die von dem
Videorecorder dazu herangezogen werden, derartige nicht existierende
Fehler zu korrigieren. Somit führt
die der Videorecorder-APC-Schaltung innewohnende schnelle Ansprechzeit
zur Aufzeichnung von verschlechterten Videosignalen.
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Wenn
die Farbstreifenverarbeitung genutzt wird, um das Videosignal von
Videobändern,
auf denen zuvor aufgezeichnet worden ist, wie von zuvor aufgezeichneten
Bändern,
die kommerziell für
den Verkauf oder die Ausleihe erhältlich sind, aufzuzeichnen,
dann ermöglicht
jedoch die schnelle Ansprechzeit der APC-Schaltung in der Wiedergabeschaltung dem
Videorecorder, derartigen Phaseninvertierungen zu folgen und diese
zu "korrigieren". Folglich zeigt
in dem Fall, dass ein Videoband, auf dem zuvor aufgezeichnet worden
ist und auf dem Farbstreifen-verarbeitete Videosignale aufgezeichnet
sind, wiedergegeben wird, das resultierende Videobild häufig unerwünschte Mängel.
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Diese
Erfindung stellt ein Verfahren bereit, wie dies im Patentanspruch
1 dargelegt ist, indem es eine direkte Wiedergabe eines analogen
Farbvideosignals ermöglicht
und verhindert, dass das betreffende analoge Farbvideosignal durch
einen anlogen Videorecorder zufriedenstellend aufgezeichnet und von
einem solchen analogen Videorecorder zufriedenstellend wiedergegeben
wird. Die Erfindung stellt außerdem
eine Vorrichtung zur Verfügung,
wie dies im Patentanspruch 2 dargelegt ist, sowie einen kopiergeschützten Aufzeichnungsträger, wie
dies im Patentanspruch 3 dargelegt ist.
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Ausführungsformen
der Erfindung können eine
verbesserte Farbstreifen-Verarbeitungstechnik bereitstellen, die
verhindert, dass ein analoges Farbvideosignal zufriedenstellend
kopiert wird, die jedoch gleichwohl von dem betreffenden Farbvideosignal
ein akzeptables Videobild wiederzugeben erlaubt.
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Ausführungsformen
dieser Erfindung können ein
verbessertes Farbstreifen-Verarbeitungsverfahren bzw. eine verbesserte
Farbstreifen-Verarbeitungstechnik bereitstellen, das bzw. die bei
Videobändern,
auf denen zuvor aufgezeichnet worden ist, ohne Einführung von
Mängeln
oder einer Verschlechterung in das von jenen Bändern wiedergegebene Videobild
angewandt werden kann.
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Ausführungsformen
dieser Erfindung können eine
verbesserte Farbstreifen-Verarbeitungstechnik bereitstellen, die
genutzt werden kann, um zu verhindern, dass ein Videoband, auf dem
zuvor aufgezeichnet worden ist, kopiert wird, die es jedoch gleichwohl gestattet,
dass von einem derartigen Videoband, auf dem zuvor aufgezeichnet
worden ist, ein akzeptables Videobild wiederzugeben ist.
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Ausführungsformen
der Erfindung können einen
kopiergeschützten
Aufzeichnungsträger
bereitstellen, der nicht zufriedenstellend kopiert wird, jedoch
ein angemessenes Videobild von sich wiederzugeben gestattet.
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Zumindest
entsprechend Ausführungsformen
dieser Erfindung wird eine Kopierschutztechnik bereitgestellt, bei
der ein Kopierschutzsignal, welches aus einem phasenverschobenen
Farbburstsignal bestimmter Dauer gebildet ist, an einer bestimmten
Stelle des üblichen
Farbburstsignals eines analogen Videosignals eingefügt wird.
Vorzugsweise zeigt das phasenverschobene Farbburstsignal eine Phasenverschiebung
von 90° oder
180° in
Bezug auf die Phase des normalen Farbburstsignals.
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Zumindest
entsprechend Ausführungsformen
dieser Erfindung wird das phasenverschobene Farbburstsignal an einer
Stelle im Burstintervall eingefügt,
die dem normalen Farbburstsignal vorangeht. Vorzugsweise beginnt
die Dauer des phasenverschobenen Farbburstsignals, bevor das Burstintervall
beginnt, und sie endet während
eines Anfangsbereiches des Burstintervalls.
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Bei
anderen Ausführungsformen
dieser Erfindung wird das phasenverschobene Farbburstsignal in das
Burstintervall an einer Stelle eingefügt, die dem normalen Farbburstsignal
folgt. Vorzugsweise beginnt das eingefügte phasenverschobene Farbburstsignal
zu dem Zeitpunkt, zu dem das normale Burstintervall endet. Alternativ
und gemäß einem weiteren
Merkmal beginnt das phasenverschobene Farbburstsignal, bevor das
normale Burstintervall endet, und es endet, nachdem das betreffen de
Burstintervall beendet ist, wie nach einer Anzahl von Burstsignalperioden
nach dem Ende des Burstintervalls.
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Bei
anderen Ausführungsformen
dieser Erfindung geht das phaseninvertierte Farbburstsignal dem
normalen Farbburstsignal voran und folgt diesem.
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Bei
anderen Ausführungsformen
der Erfindung wird das phasenverschobene Farbburstsignal in den
zentralen Bereich des normalen Burstintervalls eingefügt.
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Vorzugsweise
wird bzw. ist die Amplitude eines Teiles des phasenverschobenen
Farbburstsignals in Bezug auf die Amplitude des normalen Farbburstsignals
erhöht.
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Das
phasenverschobene Farbburstsignal wird in einer bestimmten Anzahl
von aufeinanderfolgenden Zeilenintervallen des analogen Farbvideosignals
eingefügt,
wie in zwei oder vier aufeinanderfolgenden Zeilenintervalle, wodurch
ein Block gebildet wird, und diese Blöcke zeigen einen Wiederholungsschritt
in jedem Teilbild oder in abwechselnden Teilbildern jedes Vollbildes
der Videosignale.
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Vorzugsweise
wird bzw. ist ein Aufzeichnungsträger dadurch kopiergeschützt, dass
auf ihm eine Information aufgezeichnet wird, die auf ihre Wiedergabe
hin bewirkt, das oben beschriebene phasenverschobene Burstsignal
zu erzeugen und in dem wiedergegebenen Videosignal einzufügen.
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Die
Erfindung wird nunmehr unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen
beispielsweise erläutert,
in denen entsprechende Einzelteile durch gleiche bzw. entsprechende
Bezugszeichen bezeichnet sind.
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1A und 1B veranschaulichen schematisch das Burstsignal,
das durch einen Verbraucher-Videorecorder aufgezeichnet bzw, wiedergegeben
wird.
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2A bis 2D zeigen Signalverläufe gemäß Ausführungsformen der Erfindung.
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3A und 3B veranschaulichen Signalverläufe des
Farbburstsignals, welches gemäß den Ausführungsformen
der vorliegenden Erfindung modifiziert ist und welches durch einen
Verbraucher-Videorecorder aufgezeichnet bzw. wiedergegeben wird.
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4 veranschaulicht in einem
Blockdiagramm eine Vorrichtung gemäß einer Ausführungsform
der Erfindung.
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5A bis 5D zeigen Diagramme von Signalverläufen, die
andere Ausführungsformen
der Erfindung veranschaulichen.
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6A und 6B zeigen Signalverlaufsdiagramme, die
ein Kopierschutzverfahren gemäß einer Ausführungsform
der Erfindung veranschaulichen.
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7A und 7B veranschaulichen schematisch Blöcke von
gemäß einer
Ausführungsform
der Erfindung erzeugten Kopierschutzsignalen.
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8 veranschaulicht schematisch
die Stelle in einem normalen Burstintervall von phasenverschobenen
Burstsignalen gemäß anderen
Ausführungsformen
der Erfindung.
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9 veranschaulicht schematisch
eine noch weitere Ausführungsform,
die die Art und Weise zeigt, in der phasenverschobene Farbburstsignale
in das Burstintervall eines kopiergeschützten Videosignals eingefügt sind.
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10A bis 10C zeigen Zeitdiagramme, die schematisch
ein zuvor vorgeschlagenes Kopierschutzverfahren unter Verwendung
einer AGC-Verarbeitung veranschaulichen.
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11 veranschaulicht schematisch
ein Videobild, welches von einem kopiergeschützten Videosignal erzeugt wird,
das einer Farbstreifenverarbeitung unterzogen worden ist.
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Nunmehr
sei auf 1A Bezug genommen, in
der ein Signalverlauf eines Teiles des Horizontal-Austastintervalls
der jeweiligen Zeile eines analogen Farbsignals veranschaulicht
ist. Wie üblich,
enthält
das Horizontal-Austastintervall den Horizontal-Synchronisierimpuls
h, gefolgt von dem Burstintervall a, wobei das letztgenannte eine
bestimmte Anzahl von Zyklen des Chromfinanz- bzw. Farbhilfsträgers enthält, die
im NTSC-System etwa
neun Zyklen bei einer Frequenz von etwa 3,58 MHz betragen. 1A veranschaulicht, dass
die Hüllkurve
des Burstsignals graduell größer und
kleiner wird, das heißt,
dass sich die Hüllkurve
des betreffenden Burstsignals nicht augenblicklich von ihrem Austastpegel (10 IRE)
zu ihrem Referenzpegel (30 IRE) ändert.
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Wie
bekannt, werden in dem Fall, dass ein analoges Farbvideosignal auf
einem konventionellen analogen Videorecorder aufgezeichnet wird,
die Farbsignalkomponenten, die das Burstsignal umfassen, in ein
Frequenzband unterhalb des Frequenzbandes der Luminanzkomponenten
nach unten umgesetzt bzw. abwärts
konvertiert. Wenn das aufgezeichnete Farbvideosignal wiedergegeben
wird, werden die Farbsignalkomponenten, die das Burstsignal umfassen,
wieder in ihr ursprüngliches
Frequenzband zurück
umgesetzt. Als Ergebnis des Abwärts- und
des Aufwärtskonvertierens
des Burstsignals neigt das Burstintervall, wie es in 1A veranschaulicht ist,
dazu, sich auszudehnen, um den in 1B gezeigten
Signalverlauf zu zeigen. Diese Dehnung, die hier als Zeitachsendehnung
bezeichnet wird, neigt dazu, das Burstintervall zu "strecken", wodurch weitgehend
der Zwischenraum zwischen dem Ende des Horizontal-Synchronisierimpulses
und dem Beginn des Burstsignals elimi niert wird. Die vorliegenden
Ausführungsformen
bauen auf diese dem Burstsignal bei der Abwärts- und Aufwärtskonvertierung
der Farbsignalkomponenten in einem Videorecorder innewohnenden Zeitachsendehnung,
um sowohl einem zuvor aufgezeichneten Farbvideosignal als auch einem "live" Farbvideosignal
(z.B. einem in Echtzeit empfangenen Farbsignal) einen Kopierschutz
zu erteilen.
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Die
vorliegenden Ausführungsformen
fügen insbesondere
in das Burstintervall eine phasenverschobene Version des Burstsignals
ein. Bei einer Ausführungsform
wird das phasenverschobene Burstsignal unmittelbar auf das übliche Burstsignal normaler
(oder Referenz)-Phase folgend untergebracht, wie dies in 2B durch den schraffierten Bereich
veranschaulicht ist, oder unmittelbar dem normalen Burstsignal vorangehend,
wie dies durch den schraffierten Bereich in 2C veranschaulicht ist, oder dem normalen
Burstsignal vorangehend und nachfolgend, wie dies durch den schraffierten
Bereich in 2D veranschaulicht
ist. Hier ist das phasenverschobene Burstsignal, welches als Kopierschutzsignal
wirkt, mit dem Bezugszeichen b bezeichnet, wenn das phasenverschobene
Burstsignal dem normalen Burstsignal folgt, und es ist durch das Bezugszeichen
c bezeichnet, wenn das phasenverschobene Burstsignal dem normalen
Burstsignal vorangeht. In
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2A bis 2D zeigen das normale Burstsignal, das
heißt
das die Referenzphase aufweisende bzw. zeigende Burstsignal, das
mit dem Bezugszeichen a bezeichnet ist. Unter der Annahme, dass
das normale Burstsignal aus neun Zyklen des Chrominanz-Hilfsträgers besteht,
ist das phasenverschobene Burstsignal b aus zwei Zyklen des phasenverschobenen
Chrominanz-Hilfsträgers
gebildet, und das phasenverschobene Burstsignal c ist in entsprechender
Weise durch zwei Zyklen gebildet. Bei einer Ausführungsform befindet sich das
phasenverschobene Burstsignal um 180° außer Phase in Bezug auf das
Referenz-Burstsignal, und bei einer anderen Ausführungsform ist das phasenverschobene
Burstsignal um 90° außer Phase.
Obwohl andere Phasenverschiebungen genutzt werden können, werden
die 180°- und 90°-Phasenverschiebungen
bevorzugt.
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2A bis 2D veranschaulichen die Hüllkurven
des Burstsignals, umfassend die Einfügung des phasenverschobenen
Burstsignals in das Burstintervall vor der Aufzeichnung. Dies heißt, dass
die Frequenz des in 2A bis 2D angedeuteten Chrominanz-Hilfsträgers etwa
3,58 MHz beträgt.
Selbstverständlich
werden bzw. sind das Burstsignal und das phasenverschobene Burstsignal
abwärts
konvertiert für
die Aufzeichnung auf dem analogen Videorecorder. Wenn das Videosignal
wiedergegeben wird, werden ein derartiges Burstsignal und das phasenverschobene
Burstsignal aufwärts
konvertiert. Infolgedessen zeigen, wie dies unter Bezugnahme auf
die 1A bis 1B beschrieben worden ist,
das wiedergegebene Burstsignal und das wiedergegebene phasenverschobene
Burstsignal eine Zeitachsendehnung. 3A veranschaulicht
das kopiergeschützte Burstsignal
vor der Aufzeichnung (das heißt
vor der Abwärtskonvertierung
des Burstsignals), und 3B veranschaulicht
die Hüllkurve
des kopiergeschützten Burstsignals
nach der Wiedergabe (das heißt,
nachdem das kopiergeschützte
Burstsignal abwärts-
und dann aufwärts
konvertiert worden ist). Aus 3B ist ersichtlich,
dass das wiedergegebene phasenverschobene Burstsignal b' eine längere Dauer
zeigt als die ursprüngliche
Dauer, die durch das phasenverschobene Burstsignal b eingenommen
wird. In entsprechender Weise zeigt das wiedergegebene phasenverschobene
Burstsignal c' eine
Dauer, welche die ursprüngliche
Dauer des phasenverschobenen Burstsignals c überschreitet. Aufgrund der
Zeitachsendehnung "dringen" die wiedergegebenen
phasenverschobenen Burstsignale b' und c' in das ursprünglich allein von dem normalen
Burstsignal der Referenzphase eingenommene Intervall ein. Dieses Eindring-Phänomen führt zur
Kompression der Referenzphasen-Burstdauer.
Trotzdem ist die PLL-Schaltung der APC-Schaltung des konventionellen
Fernsehempfängers
zu langsam (das heißt
die ihr innewohnende Zeitkonstante ist zu groß), um auf das phasenverschobene
Burstsignal einzurasten. Infolgedessen kann eine solche PLL-Schaltung
mit der relativ hohen Zeitkonstanten dem phasenverschobenen Burstsignal
nicht folgen, und die Einfügung
der phasenverschobenen Burstsignals genügt nicht, um mit der PLL-Schaltung
des konventionellen Fernsehempfängers
eine Störung
hervorzurufen.
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Aufgrund
der niedrigen Zeitkonstante der PLL-Schaltung in dem Videorecorder
ist eine solche PLL-Schaltung schnell genug, um dem in der Zeitachse
gedehnten phasenverschobenen Burstsignal sowie dem normalen Burstsignal
zu folgen. Folglich rastet der in der PLL-Schaltung enthaltene Oszillator auf
das phasenverschobene Burstsignal ein, so dass dann, wenn das Zeilenintervall,
welches das phasenverschobene Burstsignal enthält, hinsichtlich der Farbe
demoduliert wird, die Phase des Farbsignals sich von der Phase des
Demodulationssignals unterscheidet, um den Farbwert bzw. die Farbe
der betreffenden Zeile zu verzerren. Dies heißt, dass das resultierende
Farbsignal, welches von dem Videorecorder während der Aufwärtskonvertierung
abgegeben wird, einen stark verzerrten Farbwert für jene Zeilen
hervorruft, welche das phasenverschobene Burstsignal enthalten.
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Nunmehr
sei auf 4 Bezug genommen,
in der in einem Blockdiagramm eine Vorrichtung dargestellt ist,
die zur Einfügung
d0es phasenverschobenen Burstsignals während einer bestimmten Dauer
in eine bestimmte Stelle des Burstintervalls des Farbvideosignals
verwendet wird. Hier wird das phasenverschobene Burstsignal, das
heißt
das Kopier-Schutzsignal, in das Farbvideosignal eingefügt, welches durch
eine Videosignal-Wiedergabevorrichtung 1 wiedergegeben
wird, obwohl einzusehen sein dürfte, dass
das Kopierschutzsignal in ein "live" Farbvideosignal
eingefügt
werden kann. Beispiele der Videosignal-Wiedergabevorrichtung umfassen
einen digitalen Videorecorder, einen analogen Videorecorder, einen Laser-Plattenspieler,
einen digitalen Videoplattenspieler, ein mit Computererzeugung betriebenes
Videosignal-Spielgerät,
ein CD-ROM-Abspielgerät,
einen Videosignalempfänger
oder dergleichen. Vorzugs weise wird eine digitale Vorrichtung als
oder mit der digitalen Signalwiedergabevorrichtung verwendet, und
es dürfte
einzusehen sein, dass das von der betreffenden Vorrichtung erhaltene
resultierende digitale Videosignal in eine analoge Form konvertiert wird.
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Eine
Videosignal-Wiedergabevorrichtung 1 erzeugt von einem in
diese Vorrichtung geladenen Aufzeichnungsträger ein Leuchtdichte- bzw.
Luminanzsignal Y und ein Farbsignal C als entsprechende Ausgangssignale
an gesonderten Ausgangsanschlüssen.
Die Videosignal-Wiedergabevorrichtung erzeugt außerdem als individuelle Ausgangssignale ein
Horizontal-Synchronisiersignal HD, ein Vertikal-Synchronisiersignal
VD und ein Taktsignal CLK. Das zuletzt genannte Signal stellt ein
Hochfrequenz-Systemtaktsignal dar. Das Taktsignal CLK kann beispielsweise
von einer in der Videosignal-Wiedergabevorrichtung 1 enthaltenen PLL-Schaltung
erzeugt werden, und zwar zum Zwecke der Synchronisierung des Farb-
bzw. Chrominanz-Hilfsträgers.
Die Videosignal-Wiedergabevorrichtung ist außerdem imstande, ein Kopier-Steuersignal
zu erzeugen, welches bestimmt, ob das wiedergegebene Farbvideosignal
modifiziert werden sollte, um ein Kopierschutzsignal einzuschließen (um
beispielsweise das phasenverschobene Burstsignal einzuschließen). In
seiner einfachsten Form kann das Kopier-Steuersignal eine "1" sein, wenn das Farbvideosignal mit
einem Kopierschutzsignal zu modifizieren ist, und es kann eine "0" sein, wenn das Farbvideosignal nicht
so zu modifizieren ist. Das betreffende Signal wird auf eine Kopier-Steuerinformation
hin erzeugt, die auf dem Aufzeichnungsträger aufgezeichnet und somit
von diesem wiedergegeben werden kann.
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Ein
Zeitsteuergenerator 2 ist mit der Videosignal-Wiedergabevorrichtung 1 verbunden,
um die Horizontal- und Vertikal-Synchronisiersignale HD und VD und
außerdem
das Taktsignal CLK aufzunehmen, um die Zeitsteuerimpulse zu erzeugen,
die zur Steuerung der Einfügung
des phasenverschobenen Burstsignals in das Burstintervall des Farbvideosignals
herangezogen wer den. Derartige Zeitsteuerimpulse legen die Dauer
des phasenverschobenen Burstsignals und die Zeit des Auftretens
dieses Signals fest; Letztgenannte dient zur Auswahl der bestimmten
Stelle oder der bestimmten Stellen des Burstintervalls, an der bzw.
an denen das phasenverschobene Burstsignal eingefügt wird.
Derartige Zeitsteuerimpulse werden auch dazu herangezogen, die Phasenverschiebung
(z.B. 90°,
180° oder
ein anderer Wert) des phasenverschobenen Burstsignals zu bestimmen
und zu gewährleisten,
dass die Frequenz des phasenverschobenen Burstsignals identisch
mit der Frequenz des normalen (oder Referenzphasen)-Burstsignals
ist. Der Aufbau des Zeitsteuergenerators 2 zur Erzielung
der vorstehend erwähnten Funktionen
liegt im Rahmen des Könnens
eines Durchschnittsfachmanns.
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Ein
Burstsignalgenerator 3 ist mit dem Zeitsteuergenerator 2 gekoppelt
und spricht auf die durch den Zeitsteuergenerator erzeugten Zeitsteuerimpulse
an, um das phasenverschobene Burstsignal mit einer durch die Zeitsteuerimpulse
bestimmten Dauer, Phase und zeitlichen Lage zu erzeugen. Die Bezeichnung "zeitliche Lage" des phasenverschobenen Burstsignals,
wie sie hier verwendet ist, bedeutet die bestimmte bzw. besondere
Stelle oder die Stellen des Burstintervalls, an denen das phasenverschobene
Burstsignal eingefügt
wird. In diesem Zusammenhang umfassen die Zeitsteuerimpulse einen
Phasensteuerimpuls, der, wie unten in Verbindung mit 5B bis 5D beschrieben wird, die zeitliche Lage des
phasenverschobenen Burstsignals festlegt. Außerdem ist, wie dies in Verbindung
mit 5D beschrieben werden
wird, der Burstsignalgenerator 3 imstande, die Amplitude
eines bestimmten Teiles (oder bestimmter Teile) des phasenverschobenen Burstsignals
zu verändern.
Unter der Annahme, dass die Amplitude des phasenverschobenen Burstsignals gleich
der Amplitude des normalen oder Referenzphasen-Burstsignals ist,
ist der Burstsignalgenerator beispielsweise imstande, die Amplitude
des phasenverschobenen Burstsignals in einem bestimmten Teil dieses
Signals zu vergrößern. Folglich
kann lediglich ein Teil des phasenverschobenen Burstsignals eine höhere Verstärkung als
der Rest des phasenverschobenen Burstsignals aufweisen. Somit können die durch
den Zeitsteuergenerator 2 erzeugten Zeitsteuerimpulse zusätzlich zu
dem Phasensteuerimpuls einen Verstärkungssteuerimpuls enthalten,
der die Verstärkung
des phasenverschobenen Burstsignals steuert.
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Eine
Burstsignal-Unterbringungsschaltung 4 ist mit der Videosignal-Wiedergabevorrichtung 1 und dem
Burstgenerator 3 gekoppelt, und sie ist imstande, das durch
den Burstsignalgenerator erzeugte Kopierschutzsignal in die Farbsignalkomponente
des Videosignals einzufügen.
Die Burstsignal-Unterbringungsschaltung 4 nimmt insbesondere
die Farbsignalkomponente C und das durch die Videosignal-Wiedergabevorrichtung
erzeugte Kopiersteuersignal auf und funktioniert so, um in das Burstintervall der
Farbsignalkomponente das durch den Burstsignalgenerator erzeugte
phasenverschobene Burstsignal in Abhängigkeit vom Zustand des Kopiersteuersignals
einzufügen.
Bei dem oben diskutierten Beispiel fügt die Burstsignal-Unterbringungsschaltung 4 in dem
Fall, dass das Kopiersteuersignal eine "1" ist, das
durch den Burstsignalgenerator 3 erzeugte phasenverschobene
Burstsignal in das Burstintervall des Farbsignals C ein. Wenn demgegenüber das
Kopiersteuersignal eine "0" ist, fügt die Burstsignal-Unterbringungsschaltung
das phasenverschobene Burstsignal nicht in das Burstintervall ein.
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Ein
Y/C-Mischer 5 ist mit der Videosignal-Wiedergabevorrichtung 1 und
mit der Burstsignal-Unterbringungsschaltung 4 gekoppelt,
um die Luminanzkomponente Y und das Farbsignal C zu mischen, wobei
das zuletzt genannte Signal durch das Kopierschutzsignal modifiziert
worden ist, um ein kopiergeschütztes
Farbvideosignalgemisch an seinem Ausgangsanschluß 7 zu erzeugen. Der
Ausgangsanschluß 7 kann
mit einem Videorecorder und/oder einem Monitor verbunden sein. Falls
das Farbvideosignal einem Monitor zugeführt wird, dürfte einzusehen sein, dass
das betreffende Farbvideosignal in geeigneter Weise als Videobild
ohne merkliche Verzerrung oder Verschlechterung an gezeigt werden
kann. Falls ein analoger Videorecorder mit dem Ausgangsanschluß 7 verbunden
ist, erfährt
das modifizierte Farbvideosignal eine Abwärtskonvertierung und dann eine
Aufwärtskonvertierung
bezüglich
des Farbsignals C, was zu der Zeitachsendehnung des modifizierten
Burstintervalls führt
(wie in 3B veranschaulicht);
wenn das wiedergegebene Farbvideosignal angezeigt wird, werden als
Ergebnis nennenswerte Verzerrungen und eine Verschlechterung vorhanden
sein, womit die Akzeptanz des kopiergeschützten Videosignals durch einen
Betrachter vereitelt ist.
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Das
durch die Videosignal-Wiedergabevorrichtung 1 wiedergegebene
Luminanzsignal Y und das durch die Burstsignal-Unterbringungsschaltung 4 erzeugte
kopiergeschützte
Farbsignal C werden einem Anschlußblock 6 zugeleitet,
der das sogenannte S-Ausgangssignal bildet. Das S-Ausgangssignal
enthält
getrennte Luminanz- und Chrominanzsignale, die an den S-Eingang
einer Videoanzeigeeinrichtung hoher Qualität abgegeben werden können. Obwohl das
Farbsignal C mit dem Kopierschutzsignal modifiziert worden ist,
wie dies zuvor beschrieben worden ist, wird das daraus angezeigte
Farbvideobild gleichwohl keine merkliche Verschlechterung zeigen;
falls die Farbsignale am S-Ausgang des Anschlußblocks 6 jedoch durch
einen Videorecorder vom Verbrauchertyp aufgezeichnet und anschließend wiedergegeben
werden, wird das von dem wiedergegebenen Videosignal angezeigte
resultierende Bild nicht zufriedenstellend sein.
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5A bis 5D veranschaulichen die Signale, die
in dem Horizontal-Austastintervall des Farbvideosignals als Ergebnis
der Arbeitsweise der in 4 dargestellten
Vorrichtung bereitgestellt werden. 5A zeigt
einen Signalverlauf, der das "normale" Horizontal-Austastintervalls
veranschaulicht, wobei das Horizontal-Synchronisiersignal h veranschaulicht ist,
welches von dem Burstsignal a gefolgt wird, wobei letzteres in dem
Farbsignal C vorgesehen ist, das an die Burstsignal- Unterbringungsschaltung 4 von der
Videosignal-Wiedergabevorrichtung 1 abgegeben wird.
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5B veranschaulicht den Phasensteuerimpuls,
der in den Zeitsteuerimpulsen enthalten ist, die durch den Zeitsteuergenerator 2 erzeugt
werden. Es ist ersichtlich, dass der Burstsignalgenerator 3 auf den
Phasensteuerimpuls anspricht, um das phasenverschobene Burstsignal
b zu der Zeit zu erzeugen, die dem Referenzphasen-Burstsignal folgt.
Die Burstsignal-Unterbringungsschaltung 4 fügt das durch
den Burstsignalgenerator 3 erzeugte phasenverschobene Burstsignal
in das Burstintervall ein, was zu dem modifizierten Burstintervall
führt,
wie es in 5B gezeigt
ist.
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5C veranschaulicht zwei
Phasensteuerimpulse, die in den Zeitsteuerimpulsen enthalten sind,
wobei der Burstgenerator 3 zwei Zeitperioden von phasenverschobenen
Burstsignalen b und c erzeugt. Die Burstsignal-Unterbringungsschaltung 4 fügt die phasenverschobenen
Burstsignale b und c in das Burstintervall ein, und die Dauer des
Referenzphasen-Burstsignals ist, wie aus 5C zu ersehen ist, komprimiert.
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5D veranschaulicht einen
Phasensteuerimpuls entsprechend jenem, wie er in 5B veranschaulicht ist, und darüber hinaus
veranschaulicht diese Figur den Verstärkungssteuerimpuls, der in den
Zeitsteuerimpulsen enthalten sein kann, die dem Burstsignalgenerator 3 zugeführt werden.
Wie oben erläutert,
spricht der Burstsignalgenerator auf den Verstärkungssteuerimpuls an, um die
Verstärkung oder
den Amplitudenpegel eines Teiles des phasenverschobenen Burstsignals
zu erhöhen,
wie dies dargestellt ist. Es dürfte
einzusehen sein, dass die Breite des Verstärkungssteuerimpulses die Breite
desjenigen Teiles des phasenverschobenen Burstsignals bestimmt,
dessen Verstärkung
erhöht
wird bzw. ist. Die Burstsignal-Unterbringungsschaltung 4 fügt in das
Burstintervall das durch den Burstsignalgenerator 3 erzeugte,
in der Verstärkung
eingestellte phasenverschobene Burstsignal ein, was zu dem modi fizierten
Burstintervall führt,
wie es in 5D veranschaulicht
ist.
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Bezugnehmend
nunmehr auf die 6A und 6B erfolgt eine Erläuterung
bezüglich
der Implementierung einer Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung. 6A veranschaulicht
den Signalverlauf der betreffenden Bereiche des Horizontal-Austastintervalls
mit den folgenden Zeitangaben: t1-t2 ist das konventionelle Burstintervall;
t5-t1 wird als Vorburstintervall
bezeichnet, da es unmittelbar vor dem konventionellen Burstintervall
t1-t2 liegt. t1-t3 wird als der
Beginn des Burstintervalls bezeichnet; t4-t2 wird als das Ende des Burstintervalls bezeichnet.
Es sei darauf hingewiesen, dass t3-t4 kürzer
ist als das normale Burstintervall; dies tritt mit Rücksicht
darauf auf, dass das phasenverschobene Burstsignal b und c in das normale
Burstintervall "eindringt". Schließlich wird t2-t6 als Nachburstintervall
bezeichnet, da es dem normalen Burstintervall unmittelbar folgt
und außerhalb
dieses Intervalls liegt.
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6B veranschaulicht eine
Vielzahl von aufeinanderfolgenden Horizontal-Zeilenintervallen, beispielsweise
vier Zeilenintervalle, in denen das Kopierschutzsignal, das ist
das phasenverschobene erste Signal, in das Burstintervall des Farbvideosignals
eingefügt
ist. Es ist ersichtlich, dass die genauen Stellen des phasenverschobenen
Farbburstsignals in dem Burstintervall in jeder Zeile sich etwas
von Zeile zu Zeile ändern.
Selbstverständlich
stellen die in 6A und 6B dargestellten schraffierten
Bereiche jene Bereiche des Burstintervalls dar, in die das phasenverschobene
Burstsignal eingefügt
ist. Bei einer Ausführungsform
sind die Zeilenintervalle des Videosignals, die das phasenverschobene
Burstsignal enthalten, das sind jene Zeilenintervalle, die dem Kopierschutz
unterzogen sind, in dem Vertikal-Austastintervall enthalten. Bei
anderen zu beschreibenden Ausführungsformen
enthalten die in dem Anzeigebereich des Videobildes enthaltenden
Zeilen intervalle das Kopierschutzsignal (das ist das phasenverschobene
Burstsignal).
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Bei
der Ausführungsform,
bei der das Kopierschutzsignal in jenen Zeilenintervallen liegt,
die in dem Videobild angezeigt werden, wird bevorzugt, ein Muster
von kopiergeschützten
Zeilen zu erzeugen. Hier wird bzw. ist das phasenverschobene Burstsignal
in einer bestimmten Anzahl von aufeinanderfolgenden Zeilenintervallen
des Videosignals eingefügt, beispielsweise
in zwei aufeinanderfolgenden Zeilenintervalle oder alternativ in
vier aufeinanderfolgende Zeilenintervalle, wodurch ein Block gebildet
ist. Ein Teilbild des Videosignals ist aus einer Vielzahl von einem
Wiederholungsschritt zeigenden Blöcken gebildet. So können aufeinanderfolgende
Blöcke
beispielsweise durch 20 nicht modifizierte Zeilenintervalle oder
durch 30 nicht modifizierte Zeilenintervalle oder durch 40 nicht
modifizierte Zeilenintervalle, etc. getrennt sein. Gemäß einem
weiteren Beispiel können
aufeinanderfolgende Blöcke
durch 100 nicht modifizierte Zeilenintervalle getrennt sein.
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Bei
einem weiteren Beispiel kann anstelle der Bildung einer Vielzahl
von Blöcken,
die einen Wiederholungsschritt in lediglich einem Teilbild des Videosignals
zeigen, eine Vielzahl von Blöcken,
die den zuvor erwähnten
Wiederholungsschritt zeigen, in einem Bild bzw. Vollbild des Videosignals
vorgesehen sein. Selbstverständlich
ist bei dieser Alternativen ein "Block" aus zwei oder vier
aufeinanderfolgenden Zeilenintervallen gebildet, in die das phasenverschobene
Burstsignal eingefügt
worden ist.
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Aus 6B ist ersichtlich, dass
das phasenverschobene Burstsignal in das Burstintervall an einer
oder mehreren der folgenden Stellen eingefügt sein kann: t5-t3, t4-t2,
t2-t6 und t4-t6. Aufgrund der
Abwärts-
und Aufwärtskonvertierungsverarbeitung
des Burstsignals und des phasenverschobenen Burstsignals in dem
Fall, dass das kopiergeschützte
Farbvi deosignal aufgezeichnet und wiedergegeben wird, wie dies oben
erläutert
worden ist, "dringt" selbstverständlich das
phasenverschobene Burstsignal in das Referenzphasen-Burstsignal
ein und zeigt zusätzlich eine
Zeitachsendehnung, wodurch die Gelegenheit für die PLL-Schaltung des konventionellen
Fernsehempfängers
vergrößert wird,
an Phasenstörungen des
Burstsignals zu folgen, was zu signifikanten Fehlern und Verschlechterungen
im wiedergegebenen Videobild führt.
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Die
Auswahl der Anzahl aufeinanderfolgender Zeilenintervalle, die das
Kopierschutzsignal (das ist das phasenverschobene Burstsignal) enthalten, hängt zum
Teil von der Empfänglichkeit
konventioneller Fernsehempfänger
ab, sich auf das Phasenverschiebungs-Burstsignal einzurasten, das
keine Zeitachsendehnung zeigt. Falls ein kopiergeschütztes Videosignal
ein "Live"-Signal oder ein
zuvor aufgezeichnetes Signal ist, können beispielsweise vier (oder
mehr) aufeinanderfolgende Zeilenintervalle das phasenverschobene
Burstsignal enthalten, wenn die PLL-Schaltung der Fernsehempfänger eine
hohe Zeitkonstante zuläßt, und
eine geringere Anzahl an aufeinanderfolgenden Zeilenintervallen
kann das phasenverschobene Burstsignal enthalten, falls die Zeitkonstante
niedriger ist.
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7A und 7B veranschaulichen schematisch jene
Teilbilder eines Vollbildes, die das kopiergeschützte Videosignal enthalten,
wie dies in 6B veranschaulicht
ist. Es ist ersichtlich, dass jedes Teilbild oder dass abwechselnde
Teilbilder eine Anzahl von Zeilen enthalten können, in denen das phasenverschobene
Burstsignal vorhanden ist. Alternativ kann das Kopierschutzsignal
in das Burstintervall einer bestimmten Anzahl von Zeilen in jedem
zweiten Vollbild eingefügt
sein. Weiterhin können
jene Zeilen, die das Kopierschutzsignal enthalten, eine sogenannte
Gitterform aufweisen.
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8 veranschaulicht schematisch
unterschiedliche Konfigurationen, bei denen das phasenverschobene
Burstsignal in das Burstintervall eingefügt sein kann. Jeder schraffierte
Be reich dient der Identifizierung des phasenverschobenen Burstsignals.
Bei einer tatsächlichen
Implementierung können
ein oder mehrere der Konfigurationen angenommen werden. Es ist ersichtlich,
dass dann das phasenverschobene Burstsignal unterschiedliche Zeitspannen
aufweisen kann, wie dies in 8 durch
die Bezugszeichen e, i, j, k und 1 angedeutet ist. Folglich kann
das phasenverschobene Burstsignal der Dauer e in dem Nachburstintervall
liegen, und es zeigt sich, dass es beginnt, wenn das normale Burstintervall
endet, und eine Anzahl von Zyklen, (z.B. zwei Zyklen des Hilfsträgers) danach
endet. Das phasenverschobene Burstsignal i ist im bzw. am Ende des
Burstintervalls t4-t2 vorgesehen,
und es ist ersichtlich, dass es dem Referenzphasen-Burstsignal folgt.
Die phasenverschobenen Burstsignale e und i können kombiniert sein. Das phasenverschobene
Burstsignal j liegt in einem mittleren Teil des Burstintervalls,
und das Referenzphasen-Burstsignal geht ihm voraus und folgt ihm
nach. Das phasenverschobene Burstsignal k ist am Anfang des Burstintervalls
t1-t3 vorgesehen
und geht einfach dem Referenzphasen-Burstsignal voran. Das phasenverschobene
Burstsignal 1 liegt in dem Vorburstintervall t5-t1 und außerdem
am Anfang des Burstintervalls t1-t3, und es ist ersichtlich, dass es anfängt, bevor
das Burstintervall beginnt, und aufhört in dem Burstintervall, jedoch
bevor das Referenzphasen-Burstsignal beginnt. Da die in analogen
Videobandrecordern vom Verbrauchertyp verwendete Schaltung von Hersteller
zu Hersteller sowie von Modell zu Modell differieren kann, ist in
dem Fall, dass unterschiedliche Kombinationen des phasenverschobenen
Burstsignals, wie in 8 gezeigt, verwendet
werden, der Erfolg hinsichtlich der Veränderung eines zufriedenstellenden
Kopierens des kopiergeschützten
Videosignals durch den Videorecorder tatsächlich gewährleistet. Alternativ können verschiedene
Zeilenintervalle des kopiergeschützten
Videosignals unterschiedliche phasenverschobene Burstsignale enthalten,
wie dies in 8 veranschaulicht
ist. So kann beispielsweise eine Zeile das phasenverschobene Burstsignal
e enthalten, während
eine andere Zeile des phasenverschobene Burstsignal i enthalten
kann, und eine weitere Zeile kann das phasenverschobene Burstsignal
j enthalten, und so weiter.
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Es
ist möglich,
dass in dem wiedergegebenen bzw. angezeigten Videobild, welches
von einem kopiergeschützten "Live"-Videosignal oder
von einem zuvor aufgezeichneten kopiergeschützten Videosignal wiedergegeben
wird, in bzw. an der Grenze zwischen dem Zeilenintervall, welches
das phasenverschobene Burstsignal e enthält, und dem nächstfolgenden
Zeilenintervall, welches kein phasenverschobenes Burstsignal enthält, Flimmern
vorhanden sein kann. Falls ein Block aus beispielsweise vier aufeinanderfolgenden
Zeilen das phasenverschobene Burstsignal e enthält, kann ein derartiges Flimmern vorhanden
sein. Um diese Möglichkeit
zu vermeiden, wird die Dauer des phasenverschobenen Burstsignals
allmählich
von Zeile zu Zeile im Anfangsteil des Blockes erhöht und von
Zeile zu Zeile im Endbereich des Blockes allmählich verringert, wie dies
schematisch in 9 angedeutet
ist. Hier stellt der Bereich bzw. Teil m des phasenverschobenen
Burstsignals die allmähliche
Zunahme in der Dauer des betreffenden Signals dar, das heißt eine
allmähliche
Zunahme in der Dauer des phasenverschobenen Burstsignals e, und
ein Bereich n stellt die allmähliche
Abnahme in der Dauer des phasenverschobenen Burstsignals dar.
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Während die
vorliegende Erfindung insbesondere unter Bezugnahme auf die bevorzugten Ausführungsformen
veranschaulicht und beschrieben worden ist, dürfte für den Durchschnittsfachmann
ohne weiteres ersichtlich sein, dass verschiedene Änderungen
und Modifikationen ohne Abweichung vom Erfindungsgedanken vorgenommen
werden können.
Einige dieser Änderungen
sind oben erläutert
und vorgeschlagen worden. Obwohl der Burstsignalgenerator 3 und
die Burstsignal-Unterbringungsschaltung 4 (4) das phasenverschobene Burstsignal
in das Burstintervall einfügen,
dürfte überdies
ersichtlich sein, dass das Referenzphasen-Burstsignal selbst phasenmoduliert
sein kann, um denselben Effekt zu erzielen. Dies heißt, dass durch
Phasenmodulation die Phase bestimmter Teile des Burstsignals verändert werden
kann.
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Es
ist beabsichtigt, dass die beigefügten Patentansprüche als
jene Ausführungsformen,
die hier speziell beschrieben worden sind, sowie deren sämtliche Äquivalente
enthaltend interpretiert werden, von denen einige oben beschrieben
worden sind und von denen andere für den Durchschnittsfachmann
ersichtlich sind.