ES2212999T3 - Sistema de proteccion contra el copiado en grabadores de cinta magnetica. - Google Patents
Sistema de proteccion contra el copiado en grabadores de cinta magnetica.Info
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Abstract
Método para modificar una señal de programa para proporcionar protección contra copiado de un grabador de cinta magnética, cuyo método comprende las siguientes etapas: - recibir una señal de programa; - analizar la frecuencia de la señal de programa para determinar, como mínimo, una característica dependiente de la frecuencia de la señal de programa; - adaptar selectivamente un tipo deseado de interferencia dependiendo de dicha característica; - generar una señal anticopia por la división compleja: D(j-) = N(j-)/R(j-), en la que D(j-) es la representación de frecuencia-dominio de la señal anticopia deseada a generar; N(j-) es la representación de frecuencia-dominio del tipo de interferencia deseado a producir en la reproducción de una cinta copiada ilegalmente; y R(j-) es la representación de frecuencia-dominio de una respuesta supuesta del grabador de cinta; y convirtiendo D(j-) en el dominio del tiempo; y añadiendo a la señal de programa la señal anticopia para proporcionar una señal de salida; en el que la señal anticopia es tal que produce la interferencia deseada cuando es grabada en un grabador de cinta con un cabezal de escritura de alta frecuencia pero es tal que se puede enmascarar por la señal de programa cuando la señal de salida es reproducida sin ser grabada de este modo.
Description
Sistema de protección contra el copiado en
grabadores de cinta magnética.
La presente invención se refiere a un sistema
para la protección contra el copiado en grabadores de cinta
magnética. La expresión "grabadora de cinta magnética" incluye
en este caso tanto grabadoras de cintas de audio como de vídeo.
Los artistas musicales y otros propietarios de
obras con copyright son objeto frecuentemente de copiado no
autorizado de sus obras. Por ejemplo, mucho material de música y
otros programas de audio existen en la actualidad grabados sobre
discos compactos (CD) y, no obstante, son fácilmente copiados por
utilización de un simple grabador de cinta de cassette de tipo
comercial simple y fácilmente a disposición. Ello también es cierto
para otros formatos de impresión, así como, para material de
programas de emisión, tanto de audio como de vídeo.
Se han hecho intentos de conseguir que no se
puedan copiar grabaciones, tales como las de los discos CD. En
general, estos intentos han comportado la grabación sobre el CD de
un tono adicional que se encuentra fuera de la gama de las
frecuencias audibles, pero que, no obstante, interfiere con la
frecuencia del oscilador de alta frecuencia del cabezal de grabado
de cintas en el grabador de cintas, creando por esta razón
distorsiones en la grabación de la cinta que resultan desagradables
al oído cuando se interpretan. El tono adicional puede ser un tono
de baja frecuencia por debajo de una gama audible o puede ser un
tono de alta frecuencia por encima de la gama audible.
Por ejemplo, la patente
USA-A-4.086.634 describe un sistema
en el que una señal de alta frecuencia por fuera de la gama audible
normal es modulada en frecuencia sobre la señal original a grabar.
Cuando se hace un intento de copiar el material grabado sobre una
cinta magnética, se dice que señales de interferencia detectables,
tales como señales de golpeo y señales de modulación cruzada, se
producen entre la señal de modulación grabada y la señal de
grabación del grabador de cinta, en el que se efectúa el copiado.
Estas señales de interferencia se producirán, por lo menos
parcialmente, dentro de la gama audible e imposibilitarán la
interpretación de la cinta grabada. No obstante, la grabación
original puede ser interpretada nuevamente sin degradación. En dicha
patente USA, la señal superpuesta es aplicada en partes de la señal
original, en las que la señal original tiene, como mínimo, una
magnitud predeterminada. La señal superpuesta varía preferentemente
de forma predeterminada a efectos de efectuar un barrido cíclico
sobre un espectro de frecuencias seleccionado.
La patente USA 5.822.360 da a conocer un sistema
para transportar datos auxiliares en una señal convencional de
audio. Las señales auxiliares están escondidas en la señal de audio
en forma de ruidos con tonalidad ("coloured").
Los datos a transportar son convertidos, en
primer lugar, en una señal de espectro extendido. La señal de audio
primaria es analizada para determinar su forma espectral. La misma
forma espectral es impartida en la señal de espectro extendido, que
a continuación es combinada con la señal primaria de audio a efectos
de transmisión.
Otro sistema es el que se describe en la patente
USA-A-4.644.422, en la que una señal
de transferencia es añadida a la grabación original, siendo la señal
de transferencia en un ejemplo la salida de un modulador de amplitud
de impulso que se combina con la fuente solamente cuando un
parámetro seleccionado, en especial la frecuencia de la señal fuente
excede una frecuencia umbral especificada.
Se han hecho otras propuestas en la solicitud de
patente Francesa FR-A-2 740 897 y en
la solicitud de patente
USA-A-5.523.853.
En la práctica, ha resultado difícil realizar que
dicho sistema funcione de manera efectiva. Las desventajas del
sistema son substanciales; las señales añadidas tienen que destruir
el material grabado cuando es grabado nuevamente sobre un grabador
de cinta suficientemente para hacer que no puede ser interpretado en
lo que se refiere a la audición, no provocando deterioro perceptible
en la grabación original de alta calidad cuando se vuelve a
interpretar. Todo ello ha sido conseguido utilizando aparatos
reproductores de CD convencionales no adaptados y sin ningún
modificación en los grabadores de cinta comerciales.
Los inventores han descubierto que se presentan
varios problemas con los sistemas actualmente existentes. Por
ejemplo, la proporción señal a ruido (S/N) se puede reducir de
manera perjudicial, debido a la adición de una señal continua
anticopiado. Algunos sistemas pueden tener el efecto de reducir la
gama dinámica de la señal de audio debido a la señal anticopiado.
Para ciertos tipos de señales, algunos sistemas tienen los
resultados de que las grabaciones originales no se reproducen bien,
o que la efectividad de paro y nueva grabación no es suficiente. La
capacidad de reproducción de la grabación puede ser insatisfactoria.
Finalmente, algunos sistemas tienen el efecto de incrementar el
consumo de potencia del aparato reproductor de la grabación original
provocando calentamiento en los transistores de potencia y
altavoces.
Si bien se describe en el contexto de los CD,
problemas similares se presentan por otro material de programación,
tales como grabaciones de vídeo o emisiones de sonido y/o visión. En
el sector de audio, las grabaciones pueden comprender música de
diferentes tipos, voz, canciones y períodos de silencio.
La presente invención queda definida en sus
diferentes aspectos por las reivindicaciones independientes que se
adjuntan, a las que se debe hacer referencia. Las características
ventajosas se definen en las reivindicaciones dependientes.
Una realización preferente de la invención se
describe a continuación a título de ejemplo haciendo referencia a
los dibujos. En esta realización, una señal de audio u otro programa
es modificada para proporcionar protección contra el copiado en
grabadoras de cinta magnética, en este ejemplo, un grabador de cinta
de audio. La señal procedente de una fuente simplificada, y a
continuación sometida a análisis de Fourier para determinar una
característica de la señal dependiente de la frecuencia, a saber, la
amplitud de la señal en una serie de sub-bandas en
la gama audible. La sub-banda que contiene la
componente de mayor magnitud se selecciona en una base adaptativa y
se aplica a un modelo psicosensorial almacenado, que determina la
amplitud máxima de interferencia que se puede enmascarar por la
sub-banda seleccionada. Una señal anticopia es
generada por la división compleja de la interferencia deseada por
una representación almacenada de la respuesta de grabadores de cinta
típicas.
El sistema se puede aplicar a los CD, o a otros
materiales fuente, tales como DAT, transmisiones por satélite o por
cable, radio, material de internet, y reproductores
vídeo-CD, DVD, VCD, y DVC.
La presente invención se describirá a
continuación de manera más detallada, a título de ejemplo, haciendo
referencia a los dibujos, en los cuales:
la figura 1 es un diagrama de un circuito de
bloques de un sistema anticopiado que incorpora la invención;
la figura 2 es una curva que muestra el efecto de
enmascarado de un tono de 1000 Hz;
la figura 3 es un diagrama de flujo que muestra
el funcionamiento del sistema de la figura 1;
la figura 4 muestra la salida del circuito del
cabezal de escritura en un grabador de cinta típico en dos
situaciones, a saber (a) cuando la señal a grabar es cero y (b)
cuando una señal anticopiado se añade a la señal de (a);
la figura 5 muestra en (a) la forma de onda de
una señal de audio grabada y en (b) la forma de onda derivada de la
misma señal cuando se reproduce nuevamente desde una cinta copiada
ilegalmente; y
la figura 6 muestra el espectro de frecuencia de
una señal de audio reproducida nuevamente desde una cinta copiada
ilegalmente.
Un sistema para el grabado de CD de audio, en el
que se incluye una señal anticopiado, es el que se muestra en la
figura 1. El material de audio a grabar sobre el CD es reproducido a
partir de una fuente de material de audio (10) en la que se ha
grabado de manera conveniente, digitalmente en PCM, (modulación en
código de impulsos). Un amplificador (16) está conectado para
recibir la señal de audio desde la fuente y aplicar un valor de
ganancia (K) que está determinado para llevar la amplitud de señal a
una gama deseada. La señal de audio se hace pasar a continuación a
un dispositivo de adición (17), en el que la señal anticopiado es
añadida, y desde allí a una salida (18) que proporciona el flujo o
corriente de datos de audio codificadas.
A efectos de generar la señal anticopiado, se
conecta también a la salida del amplificador (16) un circuito (11)
de transformación rápida de Fourier (FFT) para recibir la señal de
audio amplificada. El circuito de transformación rápida de Fourier
es de tipo conocido y fácilmente disponible, y proporciona una
transformación temporal a frecuencia en la señal. De este modo, la
salida del circuito FFT (11) representa el espectro de frecuencia de
la señal de audio. Como alternativa a un circuito FFT, la
transformación puede ser implementada en software. Otras
transformaciones podían ser utilizadas en lugar del FFT, pero el FFT
es conveniente dado que se tienen a disposición fácilmente
implementaciones del mismo. Conectados a la salida del circuito FFT
se encuentran un circuito (12) que representa un modelo sensorial
psicológico, tal como se describe más adelante, y un circuito (13)
que representa un modelo o modelos de grabación, es decir, modelos
de un grabador de cinta típico de modo general, que se describen
también de manera más detallada más adelante. Las salidas de los
circuitos (12) y (13) se combinan en un circuito (14) para
determinar el nivel de señal y la banda de frecuencia de la señal
anticopiado. Las salidas de amplitud y frecuencia del circuito (14)
son aplicadas a continuación a un generador de señal anticopiado
(15), cuya salida es aplicada a la otra entrada del dispositivo de
adición (17) como señal de interferencia o señal anticopiado. La
señal de salida en (18) consiste, por lo tanto, en la suma de la
señal de audio original con la señal anticopiado. Los circuitos
(12), (13) y (14) han sido descritos en forma de circuitos discretos
pero en la práctica se pueden implementar en software que funciona
en un microprocesador.
De modo amplio, el sistema funciona añadiendo a
la señal de audio una señal anticopiado que es adaptativa y
dependiente, de manera controlable, del contenido de la señal en
cualquier momento determinado. Para ello, analiza, en primer lugar,
la señal de audio para determinar la amplitud de la señal en cada
una de una serie de sub-bandas de frecuencia que
cubren la gama audible. Esto se consigue por el circuito FFT (11). A
continuación, se determina una sub-banda
seleccionada, que por el momento se puede suponer que es la
sub-banda en la que la señal de audio tiene mayor
amplitud. Una vez que esta sub-banda es conocida, es
posible determinar a partir de un modelo sensorial psicológico
almacenado en el circuito (12), lo cual es la amplitud máxima de
señal que se puede añadir a la señal a cualquier frecuencia
determinada sin que sea audible. Un modelo típico es el mostrado en
la figura 2, que se describe más adelante.
Para cada sub-banda se ha
determinado previamente de forma empírica el ruido de interferencia
deseado. Es decir, para cada sub-banda, se ha
determinado una banda de frecuencia de ruido que proporciona una
fuerte interferencia con la señal de audio. Por ejemplo, para la
sub-banda de 7 KHz aproximadamente, la interferencia
subjetivamente más eficaz se encontrará alrededor de 1 KHz. Para
otras sub-bandas, las frecuencias serán distintas.
Por ejemplo, para una sub-banda a una frecuencia
baja de 80 Hz aproximadamente, se podía escoger una frecuencia de
interferencia de 1,5 KHz aproximadamente. Finalmente, como otro
ejemplo, para una sub-banda de 15 KHz
aproximadamente, es decir, una frecuencia relativamente elevada, la
señal de interferencia podía ser, por ejemplo, 3 KHz. De este modo,
se observa que la frecuencia de interferencia puede ser superior o
interior a la sub-banda en cuestión, y que en
general se encontrará en una gama comprendida entre 500 Hz y 5
KHz.
Suponiendo que la sub-banda a 7
KHz es dominante, el sistema sabe que tiene que generar
interferencia alrededor de 1 KHz. No obstante, añadiendo una señal
de interferencia de 1 KHz a la señal, no se conseguirá una señal de
ruido de 1 KHz, porque el ruido es producido por batido y modulación
cruzada entre la señal de anticopia y la señal de alta frecuencia
aplicada al cabezal de grabación del grabador de cinta. El sistema
tiene que determinar cuál es la forma de señal anticopia a añadir,
de manera que una señal de ruido de la frecuencia deseada, es decir,
1 KHz en este ejemplo, será grabada en la cinta cuando se realice
una grabación de la señal en un grabador de cinta. Esta
determinación se realiza por el circuito (14) con ayuda del modelo o
modelos de grabación contenidos dentro del circuito (13), tal como
se describe más adelante de forma detallada. Una vez que se ha
determinado la señal requerida, en cuanto a amplitud y frecuencia,
estos parámetros son aplicados al circuito (14) al generador de
señal anticopia (15) que proporciona la señal anticopia requerida
para el dispositivo de adición (17).
El modelo sensorial psicológico retenido el
circuito (12) se describe a continuación de manera más detallada
haciendo referencia a la figura 2. La figura 2 es una curva conocida
que muestra la magnitud de interferencia que se puede tolerar en un
humano típico sin percepción sensible, en presencia de un tono de
una frecuencia de 1 KHz y amplitud de 60 dB. Es decir, cuando la
señal insertada es menor que la curva de la figura 2, la señal
insertada será enmascarada por la señal de material adicional, es
decir, el tono de 1 KHz, de manera que un humano que escuche no
puede percibir la señal insertada. Por ejemplo, haciendo referencia
a la figura 2, en la frecuencia de 10 KHz un tono de aproximadamente
20 dB no será oído, y a una frecuencia de 12 KHz un tono de
aproximadamente 40 dB será audible. Estos tonos de 10 y 20 KHz están
enmascarados por el tono de 1 KHz. Dichas curvas son disponibles
para tonos de diferentes frecuencias de enmascarado, y son conocidas
y utilizadas en el campo de la compresión de señales.
El circuito FFT (11) analiza la señal de audio en
una serie de sub-bandas de frecuencia, tal como se
ha mencionado anteriormente. Para conseguirlo, se toma una muestra
de duración predeterminada, que puede ser típicamente de 2 segundos
de duración, pero que convenientemente se encuentra una gama
aproximada de 0,1 segundos hasta 5 ó 10 segundos. La salida de la
FFT es, por lo tanto, una sucesión de valores cada dos segundos que
representan la amplitud de señal en cada sub-banda
durante dicho período de muestra de dos segundos. Existen, de manera
típica, diez sub-bandas extendidas sobre el espectro
de audio en forma aproximadamente logarítmica; no obstante, el
número preciso o separación de las bandas se podrá variar. Una de
estas sub-bandas se puede seleccionar como
sub-banda en la que la señal de audio es de la mayor
magnitud en el período de muestra correspondiente.
El diseñador del presente sistema, durante la
preparación del mismo, para su utilización en cualquier aplicación
determinada, utiliza el modelo sensorial psicológico retenido en el
circuito (12). De manera más correcta, hay tantos modelos del tipo
representado en la figura 2 cuantas sub-bandas
existen. Para cada sub-banda, el diseñador escoge
una gama de frecuencia para el ruido de interferencia que oirá el
oyente de una grabación ilegal. Esta elección se hace empíricamente
en base a la gama de frecuencia en la que el ruido es más sensible y
se puede adaptar al tipo de material de qué consiste la grabación
original. De manera ideal, el diseñador o el sistema por sí mismo
llevarán a cabo pruebas en cuanto al tipo del material para ver qué
frecuencias proporcionan el mejor efecto de enmascarado. De manera
alternativa, se puede utilizar un juego de frecuencias de
interferencia.
Por lo tanto, en funcionamiento, el circuito (12)
determina, a partir de la sub-banda de la señal de
audio que ha sido seleccionada como conteniendo componentes de la
mayor amplitud, aquellas frecuencias que tienen que constituir las
frecuencias de ruido en la señal, según reproducción a partir de un
grabador de cinta. Se apreciará que, en cualquier aplicación
determinada, el circuito (12) podía ser constituido simplemente por
una tabla de consulta, pero al tener una implementación más
compleja, permite que el diseñador varíe el ruido añadido a la
reproducción de cualquier copia ilegal dependiendo de la señal de
audio contenida y otros factores.
Se ha supuesto que la sub-banda
seleccionada está determinada en base a la sub-banda
que contiene componentes de señal de audio de mayor magnitud. No
obstante, en el caso en que hayan dos sub-bandas que
contienen ambas componentes de amplitud muy elevada, es posible que
los modelos sensoriales psicológicos indiquen que un ruido superior
puede ser tolerado con la sub-banda que no es, en
realidad, la sub-banda que contiene los componentes
de mayor magnitud. Por lo tanto, preferentemente la
sub-banda seleccionada para determinar la forma de
la señal anticopiado es la sub-banda que permite una
señal de interferencia de la mayor magnitud posible. Esta puede ser
típicamente la sub-banda que tiene quizás los
segundos componentes de señal más grandes.
Por lo tanto, los componentes de ruido deseados
se conocen como amplitud y frecuencia. La frecuencia es seleccionada
dependiendo de la sub-banda que ha sido identificada
como aquella que permite la introducción de la mayor cantidad de
ruido sin ser perceptible cuando se reproduce una grabación legal.
El diseñador o el sistema ha determinado por sí mismo, para cada una
de las sub-bandas posibles seleccionadas, cuáles son
las frecuencias que constituyen la interferencia más efectiva, y la
amplitud puede ser leída en aquel momento de la curva apropiada del
tipo mostrado en la figura 2.
El sistema determina a continuación cuál debe ser
la señal de anticopiado a efectos de producir la interferencia
deseada cuando la señal de audio con la señal anticopiado es grabada
en un grabador de cinta. Para esta finalidad, el circuito (13)
mantiene una representación generalizada de la respuesta de un
grabador de cinta. Ésta se puede generar al tomar varios grabadores
analógicos típicos del tipo con el que se tiene que utilizar el
sistema y aplicando tonos de frecuencia seleccionadas de los mismos,
y observando qué interferencia resulta. Se escoge el tono óptimo que
es más eficaz con la mayor parte de grabadores de cinta. De este
modo, se puede constituir una función de transferencia de respuesta
de frecuencia que posibilita que el sistema pueda trabajar con una
amplia gama de diferentes tipos de grabadores de cinta.
Se supone lo siguiente:
| D(j\omega) | es la representación de Fourier o de dominio de frecuencia de la señal anticopiado deseada para ser ge- |
| nerada por el circuito de la figura 1; | |
| N(j\omega) | es la representación de Fourier o de dominio de frecuencia de la señal de ruido deseada a producir en la |
| reproducción de una cinta copiada ilegalmente; y | |
| R(j\omega) | es la representación de Fourier o de dominio de frecuencia de la respuesta del grabador de cinta; |
| entonces: |
N(j \omega) =
D(j \omega).R(j
\omega)
| Redistribuyendo la ecuación; |
D(j \omega) =
N(j \omega)/R(j
\omega).
Por lo tanto, dado que el ruido deseado y la
respuesta del aparato grabador son ambos conocidos, se puede
determinar la señal anticopia deseada.
Esto se consigue mediante el circuito (14) que
realiza la división compleja que se ha descrito para proporcionar
una representación de la frecuencia y amplitud de la señal
anticopia, que es necesaria para producir la señal de ruido
requerida cuando se reproduce una grabación ilegal. El circuito (14)
proporciona en su salida dos valores representativos,
respectivamente, de la frecuencia y la amplitud de la señal
anticopia. El generador de señal (15) genera la señal anticopia de
acuerdo con estas instrucciones.
Tal como se ha descrito anteriormente, la
distorsión adopta la forma de una señal de interferencia que se
extiende a una parte del espectro, según elección del diseñador del
sistema o del propio sistema. Podía adoptar la forma de una especie
de señal de ruido en blanco, por ejemplo. La forma en la que la
interferencia es generada, no obstante, se presta a la generación de
formas específicas de distorsión. Por ejemplo, la distorsión puede
adoptar la forma de mensaje verbal, tal como, "Ésta es una
grabación ilegal". Para producir distorsión de esta forma, todo
lo que se requiere es convertir la salida del circuito (12) de la
figura 1 en una grabación del mensaje deseado. El circuito (14)
convertirá éste en una señal anticopia que tendrá el efecto de
regenerar el mensaje.
A continuación se describirá, con referencia al
diagrama de flujo de la figura 3, una implementación de software del
sistema, tal como se ha representado por los bloques (12), (13) y
(149 de la figura 1. La rutina empieza en (40) y en la etapa (42) se
determina la entrada máxima. Esto puede ser parte de la operación
que determina el valor de ganancia K del amplificador (16) de la
figura 1. Cada período de muestra o sector de muestra es tomada
separadamente, poseyendo el primer período de muestra un número de
serie N que se hace igual a uno. En la etapa (44), se toma el FFT
para este período de muestra de dos segundos, para proporcionar la
distribución de energía espectral. En la etapa (46), se selecciona
la sub-banda de máxima energía, y, en la etapa (48),
se hace la comprobación para determinar que la
sub-banda seleccionada es adecuada para el modelo
psicosensorial. Puede ser, por ejemplo, que no se dispone de ninguna
curva del tipo mostrado en la figura 2 para dicha
sub-banda. Si este es el caso, la rutina vuelve a la
etapa (46) y selecciona la sub-banda siguiente. A
continuación la rutina se desplaza a la etapa (50) en la que el
modelo psicosensorial es inspeccionado y se hace la determinación de
la frecuencia y amplitud deseadas de la señal de ruido o señal de
degradación. En la etapa (52), se lleva a cabo la comprobación para
asegurar que esta elección es adecuada para el modelo de impresión,
es decir, que el modelo de impresión puede producir el ruido deseado
en esta frecuencia. En caso contrario, la rutina vuelve a la etapa
(50). Suponiendo que todo funciona adecuadamente, en la etapa (54),
se determina la banda crítica para el ruido de reproducción deseado
de la manera que se ha indicado anteriormente, y, en la etapa (56),
se toma y presenta el contenido de este ruido en formato de
frecuencia-dominio. La siguiente etapa (58) calcula
la señal anticopia requerida teniendo en cuenta la respuesta
supuesta del grabador de cinta, y, en la etapa (60), se genera la
señal anticopia resultante con variación en el tiempo. Ésta es
insertada a continuación en la señal de audio en la etapa (62). La
rutina comprueba finalmente si ésta es la última muestra a procesar
y con la suposición de que no lo es vuelve a la etapa (44). El
número de muestra N es implementado en uno en la etapa (66). Si es
la muestra final, la rutina termina en la etapa (68).
Se observará que si se hacen las suposiciones de
que (i) una vez se ha encontrado la sub-banda de
máxima amplitud de la señal de audio, entonces cada vez que dicha
sub-banda es encontrada para ser la máxima se tiene
que insertar la misma señal de ruido, y (ii) el modelo de grabación
retenido en circuito (13) no varía, entonces el sistema puede ser
notablemente simplificado dado que los elementos (12), (13) y (14)
pueden ser substituidos todos ellos por una única tabla de consulta.
No obstante, se puede obtener una mayor flexibilidad cambiando la
señal anticopia, de manera que se puede variar el contenido del
ruido.
La efectividad del sistema mostrado se ilustrará
a continuación con referencia a las figuras 4 a 6. La figura 4
muestra en (a) una forma de onda de salida del circuito del cabezal
de escritura de un grabador de cinta cuando la señal de audio
grabada es cero. La componente del oscilador de proliferación se
aprecia claramente. En (b) se muestra la correspondiente forma de
onda cuando se utiliza una señal anticopia suministrada por el
sistema de la figura 1. Se aprecia que la forma de onda (b) es muy
diferente de la forma de onda (a), y está distorsionada de manera
muy significativa.
La figura 5 muestra dos trazados de osciloscopio.
El trazado (a) muestra la forma de onda de una señal de audio
grabada, tal como una señal procedente de un CD. La traza en (b)
muestra la forma de onda de reproducción de una cinta copiada
ilegalmente. También, en este caso es evidente que un material
original ha sido distorsionado fuertemente.
Finalmente, la figura 6 muestra el espectro de la
señal de audio reproducida a partir de una copia ilegal. En este
caso, la componente predominante de la señal de audio original es de
80 Hz, exactamente en el extremo izquierdo de la figura. No
obstante, existe adicionalmente un segundo impulso en el espectro,
producido como resultado de la señal anticopia, aproximadamente en
1,5 KHz. Esto es lo que se marca como X en la figura 6.
La invención ha sido descrita a modo de ejemplo,
pero se observará que se pueden realizar muchas modificaciones en el
sistema que se ha mostrado. Por ejemplo, si bien la invención ha
sido descrita en el contexto de grabaciones de audio, los principios
pueden ser utilizados en relación con otras señales de programa,
tales como señales de vídeo, señales multimedia, y señales de sonido
de emisión de radio y/o de visión. Los principios pueden ser
utilizados de forma análoga a los componentes de imagen de dichas
señales, en vez de hacerlo a los componentes de audio. Igual que el
caso, la señal de programa original incluye una señal anticopia que
es dependiente de forma adaptativa de la característica dependiente
de frecuencia del material de programa.
Claims (27)
1. Método para modificar una señal de programa
para proporcionar protección contra copiado de un grabador de cinta
magnética, cuyo método comprende las siguientes etapas:
- recibir una señal de programa;
- analizar la frecuencia de la señal de programa para determinar, como mínimo, una característica dependiente de la frecuencia de la señal de programa;
- adaptar selectivamente un tipo deseado de interferencia dependiendo de dicha característica;
- generar una señal anticopia por la división compleja:
D(j \omega) =
N(j \omega)/R(j
\omega),
- en la que D(j\omega) es la representación de frecuencia-dominio de la señal anticopia deseada a del tipo de interferencia deseado a producir en la reproducción de una cinta copiada ilegalmente; y R(j\omega) es la representación de frecuencia-dominio de una respuesta supuesta del grabador de cinta; y convirtiendo D(j\omega) en el dominio del tiempo; y añadiendo a la señal de programa la señal anticopia para proporcionar una señal de salida;
en el que la señal anticopia es tal que produce
la interferencia deseada cuando es grabada en un grabador de cinta
con un cabezal de escritura de alta frecuencia pero es tal que se
puede enmascarar por la señal de programa cuando la señal de salida
es reproducida sin ser grabada de este modo.
2. Método, según la reivindicación 1, en el que
la etapa de análisis de frecuencia comprende el análisis de la
amplitud de los componentes de señal de programa en cada una de una
serie de sub-bandas.
3. Método, según cualquiera de las
reivindicaciones anteriores, en el que la etapa de análisis de
frecuencia comprende la selección del componente de frecuencia de
mayor magnitud.
4. Método, según cualquiera de las
reivindicaciones anteriores, en el que la etapa de análisis de
frecuencia comprende la selección del componente de frecuencia que
enmascara la interferencia de la magnitud máxima.
5. Método, según cualquiera de las
reivindicaciones anteriores, en el que la etapa de análisis de
frecuencia comprende el análisis de la señal de programa mediante
una transformación de Fourier.
6. Método, según cualquiera de las
reivindicaciones anteriores, en el que la etapa de análisis de
frecuencia comprende el análisis de la señal de programa en una
sucesión de períodos de muestra.
7. Método, según cualquiera de las
reivindicaciones anteriores, en el que los períodos de muestra tiene
una duración de 0,1 segundos hasta 10 segundos.
8. Método, según cualquiera de las
reivindicaciones anteriores, en el que la etapa de selección
adaptativa comprende la selección de la interferencia que es
enmascarada por una componente de la señal de programa de acuerdo
con un modelo psicosensorial.
9. Método, según cualquiera las reivindicaciones
2 ó 3, en el que la etapa de selección adaptativa comprende la
determinación de la frecuencia de la interferencia deseada
dependiendo de dicha característica.
10. Método, según la reivindicación 9, en el que
dicha característica es la componente de frecuencia seleccionada de
la señal de programa.
11. Método, según las reivindicaciones 9 ó 10, en
el que la etapa de selección adaptativa comprende la determinación
de la amplitud de la interferencia deseada dependiendo de dicha
característica.
12. Método, según cualquiera de las
reivindicaciones anteriores, en el que la etapa de selección
adaptativa comprende la selección de un mensaje verbal para formar
la interferencia.
13. Método, según cualquiera de las
reivindicaciones anteriores, en el que la señal de programa
comprende una señal de audio.
14. Método de modificación de una señal de
programa para proporcionar protección contra el copiado de un
grabador de cinta magnética, cuyo método comprende las siguientes
etapas:
- recibir una señal de programa;
- analizar por frecuencia la amplitud de los componentes de señal de programa de cada una de una serie de sub-bandas;
- seleccionar de forma adaptativa la componente de frecuencia que puede enmascarar la interferencia que es de la magnitud más grande;
- seleccionar adaptativamente un tipo de interferencia deseado dependiendo de la componente de frecuencia seleccionada;
- generar una señal anticopia dependiendo del tipo de interferencia deseado y de la respuesta supuesta del grabador de cinta; y añadir a la señal de programa la señal anticopia para proporcionar una señal de salida;
en el que la señal anticopia es tal que produce
la interferencia deseada cuando es grabada en un grabador de cinta
con un cabezal de escritura de alta frecuencia, pero es tal que es
enmascarada por la señal del programa cuando la señal de salida es
reproducida sin ser grabada de este modo.
15. Aparato para modificar la señal de programa
para proporcionar protección contra el copiado en un grabador de
cinta magnética, cuyo aparato comprende:
- medios (16) para recibir una señal de programa;
- medios (11) de análisis de frecuencia acoplados a los medios receptores para análisis de frecuencia de la señal de programa para determinar, como mínimo, una característica dependiente de la frecuencia de la señal de programa;
- medios (14) de selección adaptativa acoplados a los medios de análisis de frecuencia para seleccionar de forma adaptativa un tipo de interferencia deseado dependiendo de dicha característica;
- medios de generación (15) para formar una señal anticopia por la división compleja:
D(j \omega) =
N(j \omega)/R(j
\omega),
- en la que D(j\omega) es la representación de frecuencia-dominio de la señal anticopia que se desea generar; N(j\omega) es la representación de frecuencia-dominio del tipo de interferencias que se desea producir en la reproducción de una cinta copiada ilegalmente; y R(j\omega) es la representación de frecuencia-dominio de una respuesta supuesta del grabador de cinta; y para convertir D(j\omega) al dominio de tiempo; y
- medios de combinación (17) acoplados a los medios generadores para añadir a la señal de programa una señal anticopia que depende del tipo de interferencia deseado para proporcionar una señal de salida;
en el que los medios de combinación añaden una
señal anticopia para producir la interferencia deseada cuando se
efectúa la grabación en un grabador de cinta con un cabezal de
escritura de alta frecuencia, pero tal que queda enmascarado por la
señal de programa cuando la señal de salida es reproducida sin ser
grabada.
16. Aparato, según la reivindicación 15, en el
que los medios (11) de análisis de frecuencia comprenden medios para
analizar la amplitud de los componentes de la señal de programa en
cada una de una serie de sub-bandas.
17. Aparato, según las reivindicaciones 15 ó 16,
en el que los medios (11) de análisis de frecuencia comprenden
medios para seleccionar el componentes de frecuencia de la mayor
magnitud.
18. Aparato, según cualquiera de las
reivindicaciones 15 a 17, en el que los medios (11) de análisis de
frecuencia comprenden medios para seleccionar la componente de
frecuencia que enmascara la interferencia de mayor magnitud.
19. Aparato, según cualquiera de las
reivindicaciones 15 a 18, en el que los medios (11) de análisis de
frecuencia comprenden medios para analizar la señal de programa
mediante una transformación de Fourier.
20. Aparato, según cualquiera de las
reivindicaciones 15 a 19, en el que los medios (11) de análisis de
frecuencia comprenden medios para analizar la señal de programa a lo
largo de la sucesión de períodos de muestra.
21. Aparato, según la reivindicación 20, en el
que los períodos de muestra tiene una duración de 0,1 segundos hasta
10 segundos.
22. Aparato, según cualquiera de las
reivindicaciones 15 a 21, en el que los medios (14) de selección
adaptativa comprenden medios para seleccionar interferencia que es
enmascarada por una componente de la señal de programa de acuerdo
con el modelo psicosensorial (12).
\newpage
23. Aparato, según cualquiera de las
reivindicaciones 17 a 18, en el que los medios (14) de selección
adaptativa comprenden medios para determinar la frecuencia de la
interferencia deseada dependiendo de dicha característica.
24. Aparato, según cualquiera de la
reivindicación 23, en el que dicha característica es el componente
de frecuencia seleccionada de la señal de programa.
25. Aparato, según cualquiera de las
reivindicaciones 23 ó 24, en el que los medios de selección
adaptativa comprenden medios para determinar la amplitud de la
interferencia deseada dependiendo de dicha característica.
26. Aparato, según cualquiera de las
reivindicaciones 15 a 25, en el que los medios (14) de selección
adaptativa comprenden medios para seleccionar un mensaje verbal para
formar la interferencia.
27. Aparato para modificar una señal de programa
para proporcionar protección contra copiado en un grabador de cinta
magnética, cuyo aparato comprende:
- medios (16) para recibir una señal de programa;
- medios (11) de análisis de frecuencia acoplados a los medios de recepción para analizar por frecuencia la amplitud de los componentes de la señal de programa en cada una de una serie de sub-bandas;
- medios (14) de selección adaptativa acoplados a los medios de análisis por frecuencia para seleccionar de forma adaptativa la componente de frecuencia que puede enmascarar la interferencia de mayor magnitud y para seleccionar de forma adaptativa un tipo de interferencia deseado dependiendo de la componente de frecuencia seleccionada;
- medios generadores (15), acoplados a los medios de selección adaptativa, para generar una señal anticopia dependiendo del tipo de interferencia deseado y la respuesta supuesta de un grabador de cinta; y
- medios de combinación (17), acoplados a los medios de generación, para añadir a la señal de programa una señal anticopia que depende del tipo de interferencia deseado para proporcionar una señal de salida;
en el que los medios de combinación añaden una
señal anticopia tal que produce la interferencia deseada cuando se
graba en un grabador de cinta con un cabezal de escritura de alta
frecuencia pero tal que queda enmascarada por la señal de programa
cuando la señal de salida es reproducida sin haber sido grabada de
este modo.
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