JP2002314938A - ディジタル動画の画像データに対するコピー・プロテクト - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ビデオカメラ若しくは他のサンプリング録画
装置を用いて動画を録画することを失敗させるために、
ディジタル動画内コピー防止パターン（１０２）を表示
する方法及び装置を提供すること。 【解決手段】 コピー防止パターン（１０４）は、例え
ば、１以上のシンボル、ランダム・パターン、ディジタ
ル透かし、又は、テキストメッセージ（１０６）であ
る。このコピー防止パターン（１０４）は、ディジタル
動画の各フレーム内に複数のピクセルを有し、表示され
たピクセル強度は、人間の観測者には見えないがビデオ
カメラを用いて作られたコピーにおいて不快なエイリア
シングを生成するように故意に選択された変調特性を用
いて、時間的周波数において変調される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、概して、ディジタ
ル動画（ディジタル・モーション・ピクチャ）を投影す
る時に、聴衆には見えないがビデオカメラなどの映像取
込装置を用いて行われる動画の読み取りにおいては可視
的な経時変化するコピー防止パターンを表示する装置に
関する。

【０００２】

【従来の技術】映画の著作権侵害行為により、動画産業
は大幅に収入を失っている。上映中にビデオカメラ若し
くはカムコーダ及び類似装置で撮影された違法コピー映
画は、収入損失に対して重大な要因である。このように
著作権侵害された複製品は、その品質に問題があったと
しても「ブラック・マーケット（闇市場）」での（特に
いくつかの海外市場やインターネット上での）広範な流
通が妨げられない。ビデオカメラの画質が向上し、より
小さく、より高性能になったために、違法コピー活動の
脅威が動画プロバイダを益々襲っている。コピーによる
窃盗を完全に除去することは不可能かもしれないが、ポ
ータブル・ビデオカメラ装置を用いて動画をコピーしよ
うとする人を打ちのめすディスプレイ伝達技術を提供す
ることは有益的となり得る。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】例えばコピーを認証す
るために、画像若しくはコピーを識別する手段として識
別可能な印若しくは透かしを元の静止画に設けることが
知られている。例えば、Ｍｉｎｔｚｅｒらによる米国特
許第５，８７５，２４９号、Ｔｅｗｆｉｋらによる米国
特許第６，０３１，９１４号、Ｂａｒｔｏｎによる米国
特許第５，９１２，９７２号、及びＬｅｉｇｈｔｏｎに
よる米国特許第５，９４９，８８５号は、原作者若しく
は所有者の証明として又は画像が変造されていない証拠
として、知覚上可視的でない透かしを画像データへ適用
する方法について開示している。このような方法は画像
データを識別し、妥当性をチェックするが、従来通りの
スキャナやカラープリンタなどによる画像のコピーに対
しては何ら直接的な保護手段を提供しない。対照的に、
Ｂｒａｕｄａｗａｙらによる米国特許第５，５３０，７
５９号は、画像における特定のピクセルについて色度特
性を変えずに輝度特性を変えることによって生成された
可視的なカラー補正透かしを提供することを開示してい
る。しかし、この米国特許第５，５３０，７５９号にお
いて用いられているアプローチは、動画に対して用いら
れる場合、好ましくない。なぜなら、フィルム上の透か
しが継続的に表示され、オーディエンスを不快にし、鑑
賞に悪影響を与えるからである。

【０００４】静止フレーム画像に対する上記例は重要な
問題を示す。すなわち、可視的でない透かしは違法コピ
ーを識別するが、その品質を劣化させない。他方、可視
的な透かしは、注意を反らせ、不快にする可能性があ
る。ビデオ及び動画画像と共に用いると、従来の画像透
かしは更に別の問題も生じさせ得る。例えば、Ｖｙｎｎ
ｅらによる米国特許第５，９６０，０８１号は、動きベ
クトル・データを用いてＭＰＥＧデータに隠し透かしを
適用することを開示している。しかし、この方法は、元
の圧縮データ・ストリームを識別し、認証するが、カム
コーダを用いてコピーされた動画に対する識別は提供し
ない。Ｇｉｒｏｄらによる米国特許第５，８０９，１３
９号、Ｃｏｘによる米国特許第６，０６９，９１４号、
及びＩｓｎａｒｄｉらによる米国特許第６，０３７，９
８４号などの他の特許は、ＭＰＥＧ圧縮ビデオ信号の離
散コサイン変換（ＤＣＴ）係数に対して感知できない透
かしを直接加えることを開示している。このような透か
しが入れられた画像は、後にロスの多い圧縮方法（例え
ばカムコーダによる）を用いて再圧縮されるか、或いは
他の画像処理オペレーションによって修正されると、そ
の透かしはもはや検知不可能になり得る。

【０００５】上記列挙した特許に開示された可視的でな
い透かしを埋め込む方法は、透かしを画像若しくは画像
シーケンスの圧縮ビット・ストリームへ直接加える。他
にも、圧縮データ表現へではなく、画像データ自体へ透
かしを加える方法も存在する。Ｈｏｎｓｉｎｇｅｒらに
よる米国特許第６，０４４，１５６号は、このような方
法の一例であり、ランダム位相キャリアを用いたスペク
トラム拡散技術について開示している。しかしながら、
透かしを埋め込むための方法であるか否かにかかわら
ず、透かしが信頼性のあるものか、すなわちその透かし
を除去若しくは変造し得る様々な「攻撃（ａｔｔａｃｋ
ｓ）」に耐え得るものであるかという懸念は常に存在す
る。所定の透かし方法の基礎構造を故意に狙った攻撃も
あれば、適用されているすかし技術について詳細な知識
を必要とするものもある。しかし、ほとんどの攻撃方法
は高度なものでなく、例えばロスの多い圧縮を用いる、
低域通過フィルタリングを導入する、画像をクロッピン
グするなどの画像に対する一般的な変更を実行するもの
である。このような変更は、表示された動画を取り込む
のにビデオカメラが用いられるときに行われ得る。これ
らの方法は、記録工程中に透かしが除去され得るという
一定の脅威を提供する。

【０００６】上記の透かし方法は、識別、所有権、若し
くは認証をコピーすることに向けられている。しかし、
透かし方法の信頼性が高く、コピー制御管理を提供し、
動画の出所を識別することに成功したとしても、可視的
でない透かしは違法コピーに対する十分な防止とならな
い。

【０００７】透かしの代わりに、信号を修正するか、或
いはあらゆる違法コピーの品質を劣化させる異信号を挿
入することによって作動する、映像若しくは映画表示以
外の技術において用いられるコピー・プロテクト方法も
ある。修正された若しくは挿入された信号は、合法的に
取得された複製製品の再生には影響を与えないが、違法
に作成されたコピーの品質には悪影響を与える。一例と
して、Ｋｏｒｉによる米国特許第５，８８３，９５９号
は、映像のコピーを駄目にするバースト信号の意図的な
修正について開示する。同様に、Ｓａｔｏによる米国特
許第６，０４１，１５８号、及びＲｙａｎによる米国特
許第５，６６３，９２７号は、違法コピーの品質を劣化
させるために予測ビデオ信号を修正することを開示して
いる。この原理の更に別の例として、Ｂｅｄｉｎｉによ
る米国特許第４，６４４，４２２号は、オーディオ録音
のコピーをやめさせるために劣化信号を加えることを開
示している。人間の聴覚の高閾値周波数レンジ以上の周
波数を有するオーディオ信号がレコーディングへ選択的
に挿入される。この挿入された信号は聞いている人には
検知不可能である。しかし、この挿入されたオーディオ
信号はテープ録音ヘッドのバイアス・オシレータの周波
数に悪影響を与えるため、このレコーディングをテープ
上へコピーしようとするあらゆる不正な試みは劣化され
た複製をもたらす。

【０００８】上記コピー・プロテクト方法は、電子コピ
ーの品質を劣化させるために導入される故意に注入され
た信号を用いることを開示している。このような方法
は、テープ若しくは光記録媒体からのデータのコピー・
プロテクトには効果的となり得るが、ビデオカメラを用
いた動画画像のコピーをやめさせることができない。

【０００９】視認性には影響を与えないがコピー品質を
劣化させる信号が挿入される一般的な方法の変形例とし
て、Ｗｒｏｂｌｅｓｋｉによる米国特許第６，０１８，
３７４号は、ビデオ及び動画表示における第二のプロジ
ェクタを使用することを開示している。この第二のプロ
ジェクタは、表示スクリーン上に赤外線（ＩＲ）メッセ
ージを投影するのに用いられる。この赤外線メッセージ
は、例えば、日付／時刻スタンプ、劇場識別テキスト、
若しくは他の情報を含み得る。この赤外線メッセージは
人間の目には見えない。しかし、ビデオカメラはＩＲレ
ンジを含むより広いスペクトル感度を有するため、この
メッセージは表示スクリーンから作られたあらゆるビデ
オカメラ・コピーにおいてはっきりと見える。この技術
は、記録された画像を赤外線画像を「重ねる」ことによ
って歪めるのに用いられ得る。米国特許第６，０１８，
３７４号に開示されている方法は日常的なカムコーダ録
画を駄目にすることはできるが、この方法にはいくつか
の欠点がある。より洗練されたビデオカメラ操作者は、
赤外線光をブロックするフィルタを用いて投影された赤
外線透かしの効果を最小限にすることができる。普通、
ビデオカメラは赤外線に対するシリコン感度を補償する
ために若干の赤外線フィルタリングを行うようになって
いる。赤外光を用いて投影されたテキスト・メッセージ
などの集束透かし画像を用いると、特にその赤外光がフ
レーム座標内に位置することができ、フレーム間で一定
であれば、レタッチ技術を用いて透かしを変造若しくは
除去することができる。米国特許第６，０１８，３７４
号に開示された方法の別の欠点は、赤外光源自体に関連
する。赤外線ランプはかなりの熱を発生し得るため、赤
外線源のみを用いて大面積の表示スクリーン上に透かし
を投影すること若しくは異なる画像をコピーすることは
現実的ではない。

【００１０】動画ディスプレイ及びビデオ・レコーディ
ング規格は、良く知られたフレーム間でのリフレッシュ
・レートを有する。例えば、標準的な動画投影におい
て、各フィルム・フレームは、通常１／２４秒間表示さ
れる。インターレースＮＴＳＣ及びＰＡＬビデオ・レコ
ーディング規格のリフレッシュ・レートは、それぞれ１
／６０秒及び１／５０秒である。可変シャッター・スピ
ードなどのビデオカメラの能力は、ビデオカメラの同期
をフィルム投影に接近させることを可能にするため、劇
場内で撮影された違法な複製を容易にする。このような
コピーの品質を劣化させる試みとして、例えばＭｅａｄ
による米国特許第５，６８０，４５４号に開示されてい
るものがある。この米国特許第５，６８０，４５４号で
は、フレーム・レートに擬似ランダム変動を用い、動画
の連続フレームを通常時からわずかに異なるレートで表
示する。この方法を用いると、通常１／２４秒間である
フレーム表示期間が、例えば１／２３秒間から１／２５
秒間の間でランダムに変化する。このレンジ内でのタイ
ミング・シフトは人間である聴衆には感知し得ないもの
であるが、ビデオカメラを用いて撮影された複製品の画
質を大幅に劣化させる。この米国特許第５，６８０，４
５４号の方法で用いられるようなランダム性は、変化す
る表示周波数に対してビデオカメラが再度同期させるこ
とを防ぐ。このように米国特許第５，６８０，４５４号
の方法はビデオカメラによって作られたコピーの画質を
劣化させ得るが、この方法には限界がある。米国特許第
５，６８０，４５４号の開示において述べられているよ
うに、全体のフレーム・レートは付随するオーディオに
合理的に接近している必要があるため、フレーム・レー
トの可変レンジは制約される。更に、このような方法
は、人間が読むことのできるメッセージを提供するのに
用いられ得る、又は、違法に録画されたフィルムの個々
のコピーを追跡するのに用いられ得るあらゆる種類の空
間パターン若しくは透かしを各フレームに含ませる機構
を提供しない。

【００１１】更に、Ｃｈａｕｍによる米国特許第５，９
５９，７１７号も表示された動画作品のコピー・プロテ
クト方法及び装置について開示している。この米国特許
第５，９５９，７１７号に係る装置は、別個のビデオ・
プロジェクタと共にフィルム・プロジェクタを有する。
このビデオ・プロジェクタは、例えば、人間の閲覧者に
は感知できないがビデオ・カメラを用いて録画すること
はできる識別若しくは警戒メッセージ又はぼかしパター
ンを表示するために用いることができる。別の方法とし
て、このビデオカメラは動画コンテンツ自体の一部を表
示してもよい。フィルム・プロジェクタ・タイミングに
対するビデオ・プロジェクタのタイミングを制御するこ
とによって、ビデオ・カメラを用いると録画できるが閲
覧中の聴衆には感知できないメッセージ若しくはパター
ンを作ることができる。しかし、米国特許第５，９５
９，７１７号に係る方法には欠点もある。特に、この方
法は、動画を複数の部分に分けて配布することを必要と
するため、フィルムの複製及び配布を大幅に複雑にす
る。フィルム・ベースの画像成分用とビデオ・ベースの
画像成分用と別々のプロジェクタが必要とされるため、
システム及びそのオペレーションにコストを複雑性を加
えることになる。特に大規模スクリーン環境に対する画
質は、ビデオ投影に対して最適とならず、両プロジェク
タの相対的配列及び表示面に対する配列は正確に維持さ
れなければならない。

【００１２】以上のような従来方法は、ディジタル・ピ
クチャに対するコピー阻止及び透かし方法のいつくかを
提供するのに適合し得る。しかし、上記いずれの方法も
上述の理由により全体として満足できるものではない。
現存するコピー・プロテクト若しくは透かし方法はビデ
オカメラを用いて成功裏に録画することを防ぐディジタ
ル動画環境の主要特性をうまく利用していない。

【００１３】ディジタル画像データ内に「受動的な」不
可視ディジタル透かしをエンコードする能力は開発され
てきたが、ディジタル動画データ・コンテンツ内に埋め
込むことが可能であって、ディジタル・プロジェクタ技
術の利点を完全に利用することができるより積極的なコ
ピー阻止技術に対する必要性が存在する。

【００１４】画像エイリアシングは、電子ディスプレイ
若しくは動画の走査ライン若しくはフレーム・リフレッ
シュ・レートと、ビデオカメラのサンプリング・レート
との間の差異から生じる良く知られた効果である。生得
的に、画像エイリアシングは、ディスプレイ・スクリー
ンからのビデオ・カメラ録画の画質にいくつかの制約を
課す。よって、単に走査レート若しくはリフレッシュ・
レートを変えることによって、エイリアシングのレベル
を上げることができることが知られている。例えば、Ｓ
ｉｌｉｃｏｎ Ｌｉｇｈｔ Ｍａｃｈｉｎｅｓ（Ｓｕｎ
ｎｙｖａｌｅ，ＣＡ）製のビデオ・プロジェクタは、取
り込まれた画像に垂直陰線を生成することによって、ビ
デオ・テープに取り込まれたコピーを崩壊させることが
できる高い走査レート及び複雑にセグメント化された走
査シーケンスを用いる。同様の効果は、カムコーダを用
いてコンピュータ・スクリーンから画像を取り込もうと
試みる際にも観測される。これらは、ディスプレイとビ
デオ・カメラ・システムとの間の走査レートの差異の結
果である。しかし、上記技術は、保護については幾分限
定された能力しか提供しない。なぜなら、ビデオ・カメ
ラ装置の走査の同期を合わせることによってこの保護を
無効にすることが実現可能となるからである。更に、単
なる走査レートの差異から生じたエイリアシングは、テ
ープに録画されたコピーにおける警告メッセージ若しく
は他のパターンの表示、又はオリジナル画像の出所を識
別するためのディジタル透かしについて適切な伝達手段
を提供しない。

【００１５】完全にディジタル化された動画システムに
おいて、表示された各ピクセルの内容及びタイミングは
既知であり、フレーム毎に制御することができる。スク
リーン・ピクセルに対する標準的リフレッシュ・レート
は存在し得る（動画フィルム若しくはビデオ・ディスプ
レイに対して用いられる１／２４若しくは１／３０秒の
フレーム・レートに対応する）が、動画表示に対する従
来の「フレーム・ベースの」モデルを変えることに利点
があり得る。スクリーン上に表示された各ピクセルは、
すべてのフレーム内において個々にアドレスすることが
可能であり、そのタイミング特性は必要に応じて修正す
ることができる。しかし、この能力は、コピー阻止パタ
ーンを表示するのには用いられていない。

【００１６】よって、ディジタル・データから投影され
る動画コンテンツ内にコピー阻止パターンを埋め込むこ
とを可能にする方法に対する必要性が明らかに存在する
ことがわかる。このようなパターンは、閲覧者には見え
ないが、ビデオ・カメラを用いて録画可能であることが
最も有益的である。更に、ディジタル動画技術がビデオ
カメラを用いた映画著作権侵害を防ぐために提供するタ
イミング及び個々のスクリーン・ピクセルの内容の制御
に関する機会を用いる方法に対する必要性が存在するこ
とがわかる。

【００１７】

【課題を解決するための手段】以上の念頭に、本発明の
目的は、ピクセル列を有するディジタル動画投影フレー
ム内に、該フレームから選択された複数のピクセルを有
し、人間の閲覧者には見えないがビデオ取込装置を用い
てサンプリング及び表示されると知覚可能となるコピー
防止パターンを表示する方法及び装置を提供することで
ある。好ましい実施形態において、上記パターンは、上
記ビデオ取込装置によって上記ディジタル動画がサンプ
リングされた時に、信号のエイリアシングを最大にする
ように選択された変調レート及び変調方法で変調され
る。

【００１８】本発明の別の目的は、それぞれが各フレー
ム期間中所定の強度で投影されるように割り当てられた
ピクセルの列をそれぞれが有する連続した複数のフレー
ムを有するディジタル動画を表示スクリーン上に投影す
るコピー防止投影装置であって、（ａ）上記フレームの
それぞれのピクセル・パターンを指定することができる
と共に、変調パターンを生成するために変化させること
ができる変調タイミングを用いて、ある変調周波数にお
いて上記パターンを変調することができるパターン生成
器と、（ｂ）前記パターン生成器によって指定された上
記変調パターンを受け入れることができると共に、上記
フレームのそれぞれにおいて、上記変調パターンを上記
表示スクリーン上に投影することができる画像形成アッ
センブリとを有し、上記変調周波数は、ビデオ取込装置
によってサンプリングされた時に表示されたディジタル
動画でエイリアシングするように選択され、上記パター
ン生成器は、更に、上記ピクセル・パターン内の上記各
ピクセルについての可変強度レベルを指定することが可
能であるコピー防止投影装置を提供することである。

【００１９】本発明の特徴は、ビデオ取込装置を用いて
サンプリングされたときに、投影画像のエイリアシング
が得られるように、変調周波数及び変調タイミングを故
意に使用することである。しかし、同時に、変調の効果
は人間の閲覧者には知覚できない。

【００２０】本発明の利点は、投影時にコピー・プロテ
クトを適用し、投影されたディジタル動画の違法コピー
をぼかす装置及び方法を提供することである。

【００２１】本発明の別の利点は、閲覧中の聴衆には知
覚できないコピー防止効果の表示方法を提供することで
ある。

【００２２】本発明の更に別の利点は、閲覧中の聴衆に
知覚できない周波数での投影ピクセルの変調を用いてデ
ィジタル動画投影フレームのディジタル透かしを可能に
することである。

【００２３】本発明の上記及び他の目的、特徴、及び利
点は、本発明の例示的実施形態が図示及び説明された図
面及び以下の詳細な説明を読むことによって、当業者に
は明らかであろう。

【００２４】本明細書は、本発明の主題を特に指摘する
と共にはっきりと請求した請求項によって終了するが、
本発明は添付図面及び以下の説明からより明らかにされ
ると考える。

【００２５】本説明は、特に、本発明に係る装置を構成
する要素、又は該装置とより直接的に協働する要素に関
するものである。具体的に図示若しくは説明されていな
い要素は当業者にはよく知られた様々な形を採り得るこ
とは明らかである。

【００２６】

【発明の実施の形態】本発明は、ディジタル動画表示用
のコピー・プロテクト及び透かしを提供する能力を有す
る方法及び装置を提供する。本発明は、人間の観測者に
は見えないが、ビデオ・カメラ若しくは画像取込のため
にサンプリングを用いる関連する画像取込装置を用いて
取り込まれるとはっきりと感知し得るコピー阻止パター
ンを表示画像の一部として導入することによって、上記
目的を達成する。本発明の現実的な実施について十分に
開示するために、本発明に係る方法及び装置が作動する
具体的範囲について最初に説明する必要がある。

【００２７】（時間変化する刺激に対する人間の視覚の
感度）最初の対象範囲を画する境界は、人間の視覚の点
滅感度である。点滅感度は、時間変化する強度を有する
光源（例えば、ストロボ）を絶え間ないイルミネーショ
ン源として感知することを言う。

【００２８】画像表示サイズ及び順応レベルなどの所定
の閲覧条件下において、所定の時間的周波数で時間変化
する刺激に対して、平均閾値振幅は、該時間変化刺激が
点滅としてもはや感知されないところ（すなわち、点滅
融合閾値）として識別することができる。人間の目のシ
ヌソイド強度振動に対する感度はより高い時間的周波数
において劇的に減少することを示す研究がある。Ｋｅｌ
ｌｙ Ｄ．Ｈ．による「Ｖｉｓｕａｌ Ｒｅｓｐｏｎｓ
ｅｓ ｔｏ Ｔｉｍｅ−ＤｅｐｅｎｄｅｎｔＳｔｉｍｕ
ｌｉ：Ａｍｐｌｉｔｕｄｅ Ｓｅｎｓｉｔｉｖｉｔｙ
Ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔｓ」（Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ
ｔｈｅ Ｏｐｔｉｃａｌ Ｓｏｃｉｅｔｙ ｏｆ Ａｍ
ｅｒｉｃａ、Ｖｏｌｕｍｅ５１、Ｎｏ．４、４２２
頁）、及び、Ｋｅｌｌｙ Ｄ．Ｈ．による「Ｖｉｓｕａ
ｌ Ｒｅｓｐｏｎｓｅｓ ｔｏ Ｔｉｍｅ−Ｄｅｐｅｎ
ｄｅｎｔ Ｓｔｉｍｕｌｉ：ＩＩＩ Ｉｎｄｉｖｉｄｕ
ａｌＶａｒｉａｔｉｏｎｓ」（Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ
ｔｈｅ ＯｐｔｉｃａｌＳｏｃｉｅｔｙ ｏｆ Ａｍｅ
ｒｉｃａ、Ｖｏｌｕｍｅ５２、Ｎｏ．１、８９頁）、参
照。ここで図１を参照する。図１は、時間的周波数の関
数として点滅融合閾値を示す。人間の視覚の点滅に対す
る感度は、１０〜３０サイクル／秒付近で最大化し、ち
ょうど３０サイクル／秒を越えたあたりから急激に減少
し、時間的周波数が増加するほど減少する。カットオフ
周波数を越える時間的周波数に対しては、刺激の振幅に
かかわらず、基本的に点滅は感知されない。このカット
オフ周波数は、通常のディスプレイ・システムにおいて
発生する光順応レベルに対して、およそ５０〜７０Ｈｚ
あたりで発生する。

【００２９】図１に示す点滅感度結果はシヌソイド強度
振動を参照するが、他の種類の時間変化刺激についても
同様の曲線を導くことが可能である。シヌソイドの連続
的に変化する特性とは対照的にはっきりと区別し得る
「ＯＮ」フェーズ及び「ＯＦＦ」フェーズを有する方形
波は特に注目に値する。方形波に対しては、完全な一Ｏ
Ｎ／ＯＦＦサイクルにおけるＯＮ間隔の割合である「負
荷サイクル」を計算することが可能である。通常の負荷
サイクルは５０％である。これは、ＯＮの間隔とＯＦＦ
の間隔とが等しいことを意味する。しかし、一サイクル
内でのＯＮ区間がＯＦＦ区間よりも長くなるように、よ
り長い負荷サイクルを作成することも可能である。加え
て、他の刺激はＯＦＦフェーズ中でも光強度を有するか
もしれないため、該刺激は決して完全には暗くならな
い。一般的に、負荷サイクルが増加するか、及び／若し
くはＯＦＦフェーズ中の強度が増加すると、点滅感度が
減少することが研究から知られている。多くの異なる刺
激に対する感度変化は、該刺激波形の基本周波数成分の
振幅を考慮することによって説明することができると実
証されている。Ｋｅｌｌｙ Ｄ．Ｈ．による「Ｆｌｉｃ
ｋｅｒ Ｆｕｓｉｏｎａｎｄ Ｈａｒｍｏｎｉｃ Ａｎ
ａｌｙｓｉｓ」（Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ ｔｈｅ Ｏｐ
ｔｉｃａｌ Ｓｏｃｉｅｔｙ ｏｆ Ａｍｅｒｉｃａ、
Ｖｏｌｕｍｅ５１、９１７頁、参照。

【００３０】本発明に関連し、動画フレームのシーケン
スが十分に高い時間的周波数で表示されると、人間の観
測者は点滅を検知する代わりにフレーム・シーケンスを
一体化させ、スムーズな動きの画像効果を感知する。し
かし、ビデオ・カメラは人間の視覚と同じ検知メカニズ
ムを用いない。よって、時間変化するイルミネーション
をビデオ・カメラで取り込むことは完全に可能である
が、人間の観測者は絶え間ないイルミネーションしか感
知できない。

【００３１】本発明の目的は、この人間の視覚固有の感
度と、ディジタル動画投影システムの各個別のピクセル
に対してタイミング及び強度レベルを制御する能力とを
利用して、ビデオカメラを用いたディジタル動画の違法
な録画を失敗させる装置及び方法を提供することであ
る。本発明は、肉源では検知できないがビデオ・カメラ
にははっきりと見える時間変化するパターンを連続的に
投影されるディジタル動画フレーム内へ挿入することに
よって作動する。

【００３２】（従来の投影 対 ディジタル動画投影）
別の対象範囲を画する境界は、過去の世紀中にフィルム
を用いて進化してきた動画投影の性質と、ディジタル動
画投影に固有の新しい能力とに関する。ディジタル動画
用の表示プロジェクタによって用いられる動作モード
と、従来の動画フィルムを用いるフィルム・プロジェク
タに対して用いられるモードとを区別することは有益的
である。

【００３３】従来のフィルム投影システムは、一般的
に、表示スクリーン上を照明し、フィルム・フレームを
投影するのに用いられる高輝度アーク燈及びレンズ・ア
ッセンブリを有する。フィルム・フレームは、通常、２
４フレーム／秒で取り込まれるが、これと同じレートの
投影は望ましくない。なぜなら、２４Ｈｚの周波数は前
述の点滅感度の高い領域内に位置するからである。よっ
て、投影されたフィルムの感知できる点滅を低減するた
めに、ダブル・シャッタリングとして知られる技術が用
いられる。ダブル・シャッタリングは、各フレームの投
影中に投影光を２倍に抑える若しくは上げることによっ
て、有効表示レートを４８フレーム／秒に増やす。この
概念を、強度レベルがそれぞれＩ_ｎ及びＩ_ｎ＋１である
連続フレームｎ及びｎ＋１という理想的なケースについ
て、図２に示す。ダブル・シャッタリングは、点滅感度
が２４Ｈｚにおける点滅感度に比べて大幅に低減した、
フィルムを点滅無しで見ることができる周波数にまでプ
レゼンテーション・レートを増やす。ダブル・シャッタ
リングは、更に、新しいフレームがスクリーン上に投影
される前に該新しいフレームを（最初の「ＯＦＦ」時間
中に）定めることによって投影された画像の画質を向上
させることができる点に注意。現実の状況において、
「ＯＮ」期間と「ＯＦＦ」期間との間には有限の移行時
間が存在するため、図２に示す方形波ブロックは例えば
鋸歯状関数によって置き換えられてもよい。

【００３４】従来のフィルム投影システムにおいて、各
フィルム・フレームは、フレームの全範囲にわたってほ
ぼ均一な強度を有する光源によって照らされる。更に、
各フレームは、フィルム・リールから順次投影され、平
均イルミネーション強度は、シャッターによって制御さ
れ、各フレームにつき一定に保たれる。対照的に、ディ
ジタル動画表示プロジェクタは、２次元ピクセル列の各
ピクセルに対して、強度、色、及びリフレッシュ・タイ
ミングなどの複数の特性を制御することができる。ディ
ジタル動画投影を用いた場合、閲覧者に提示される「画
像フレーム」はこの２次元ピクセル列の投影である。

【００３５】ディジタル式に投影された映画において
は、シャッタリングする必要性は無い。投影されたフレ
ームは、規則的な間隔でリフレッシュされると共に、個
々のピクセルから成る。個々のピクセルは、通常は３つ
の主成分色（赤、緑、及び青、略してＲＧＢ）から構成
され、可変強度を有する。このリフレッシュ・レート
は、例えば１／２４秒以上である。図２にピクセル移行
期間として示される新しいピクセル値表示についての移
行時間は、感知し得る点滅アーティファクトが生成され
ないほど十分に短い。図３は、フレームｎ及びｎ＋１に
対してそれぞれ異なる２つの強度値Ｉ_１及びＩ_２を有す
る単一のピクセルに対する典型的なタイミング配列を示
す。

【００３６】動画は、通常、２４フレーム／秒で取り込
まれるため、以下の説明はディジタル動画投影において
用いられる基本レートとして２４Ｈｚフレーム・リフレ
ッシュ・レートを用いる。しかし、実際のリフレッシュ
・レートはこれに限られず、可変性を有する。本発明
は、選択されたあらゆる標準的リフレッシュ・レートへ
順応し得る。前述のように、本発明の目的は、ディジタ
ル動画表示システムの各個別のピクセルにおいてタイミ
ング及び強度レベルを制御する能力を用いて、ビデオカ
メラを用いたディジタル動画の違法な録画を失敗させる
装置及び方法を提供することである。

【００３７】（ビデオ・カメラによる映画コンテンツの
サンプリング）ビデオカメラは、規則的な時間間隔で情
景をサンプリングすることによって作動する。十分に速
い速度でサンプリングすることによって、ビデオカメラ
は、時間的にサンプリングされたデータを人間の視覚に
対して連続的な動きとして知覚させるのに十分な正確さ
で、時間変化する情景を再現することができる。

【００３８】しかしながら、ビデオカメラを用いた動画
サンプリングの問題点は、前述のように、動画ディスプ
レイが真に連続的でない点にある。よって、ビデオカメ
ラを用いて動画を取り込もうとすると、時間変化するサ
ンプリング装置を用いて、時間変化する画像ディスプレ
イをサンプリングするという複雑さを導入することにな
る。直感的に、サンプリング・レートをリフレッシュ・
レートに合わせることによって最も確実に満足できる結
果を得ることができることがわかる。

【００３９】ビデオカメラの取り込み周波数と動画プロ
ジェクタ周波数との間で同期が取られるように取込装置
のサンプリング・レートを調整することは可能である。
しかし、フレーム毎にビデオカメラの取込周波数を動画
プロジェクタ周波数に合わせると、タイミングの違いに
よる画像化異常をほとんど有しない表示された動画の違
法な録画を可能にしてしまう。本発明に係る方法及び装
置は、あらゆるタイプの適切な同期合わせを防止し、よ
って周波数の違いによる干渉を故意に発生させ、ビデオ
カメラを用いて得られる動画のコピーをぼかす若しくは
印を付ける。

【００４０】ビデオカメラについての基準サンプリング
・レートは、計測値の範囲にわたって変化し得る。市場
に出回っているほとんどのビデオカメラについての典型
的なサンプリング・レートは、６０〜１２０Ｈｚの範囲
である。例えば、市場に出回っているビデオカメラ用に
従来から用いられているＮＴＳＣ及びＰＡＬビデオ規格
は、それぞれ５０及び６０フィールド／秒の離散レート
を用いる。任意的に、いわゆるフリッカレス・ビデオカ
メラの一部は、これらベースレートの倍数を用いること
ができ、それぞれ１００若しくは１２０Ｈｚというより
高いサンプリング・レートを可能にする。これらのレー
トは、順に、多くのＴＶ及びＶＣＲにおいて用いられて
いる５０及び６０フィールド／秒の応答レートへ容易に
変換可能である。

【００４１】本発明は、ビデオカメラのサンプリング・
レートがある具体的な値であることを前提とするもので
はなく、非限定的である。しかしながら、記載の都合
上、５０〜１２０Ｈｚの範囲内の標準的な離散サンプリ
ング・レートについて考えるものとする。以下の説明に
おいては、サンプリング・レートをζで表す。

【００４２】以上、人間の視覚の点滅感度の限界、ディ
スプレイのピクセル・リフレッシュ・レート、及びビデ
オカメラ・サンプリング・レートについて概説した。次
に、周波数に関連する現象を分析・描写するのに一般的
に用いられるツール及び技術について説明する。

【００４３】（時間領域及び周波数領域）信号処理技術
においてよく知られているように、時間変化する信号は
時間領域及び周波数領域のいずれかにおいて記載し量子
化することが可能である。周波数領域は、上記２つのう
ちより直感的でない方であることは確かである。しか
し、本発明に係る装置及び方法によって実行される機能
を明確に開示するために、記述的ツール及び周波数領域
表現を用いることは最も説明に役立つ。以下の記載は、
本発明の説明に最も適した上記機能のハイライトであ
る。より詳細な理論的説明は、以下の説明の出所となり
得る上級レベルの学部生向け及び大学院生向けの線形系
のテキストに存在する。以下の説明において用いられる
専門用語は、実質的に、標準的な上級向けテキスト：Ｌ
ｉｎｅａｒ Ｓｙｓｔｅｍｓ，Ｆｏｕｒｉｅｒ Ｔｒａ
ｎｓｆｏｒｍｓ，ａｎｄ Ｏｐｔｉｃｓ（Ｊｏｈｎ Ｗ
ｉｌｅｙ＆ Ｓｏｎｓ（Ｎｅｗ Ｙｏｒｋ）刊、Ｊａｃ
ｋ Ｄ．Ｇａｓｋｉｌｌ著、１９７７８）において用い
られている慣例に従っている。

【００４４】周波数領域表現は、信号「スペクトラム」
と呼ばれることもある。特定の制約内で、時間領域と周
波数領域との間の数学的変換は、フーリエ変換を通じて
達成される。この変換ツールを用いた場合の、時間領域
における関数ｆ（ｔ）と周波数領域における関数Ｆ
（ζ）との間の関係は、

【００４５】

【数１】

【００４６】

【数２】 と表すことができる。

【００４７】ここで、ｆ（ｔ）とＦ（ζ）とはフーリエ
変換ペアと呼ばれる。上記数式から、フーリエ変換は可
逆的であることが分かる。換言すれば、Ｆ（ζ）はｆ
（ｔ）の変形であり、ｆ（ｔ）はＦ（ζ）の変形であ
る。

【００４８】上記２つの領域での作業により導かれる可
逆的関数の対応するペアは複数個存在する。本議論によ
り有益なフーリエ変換ペアの一部を表１に挙げる。

【００４９】

【表１】 ・ｂ、ｃ、及びζは定数である。 ・δ（）は、ディラック・デルタ関数である。 ・ｒｅｃｔ［（ｘ−ｃ／ｂ）］は、ｃ中心にセンタリン
グされた高さ１、幅ｂのレクタンギュラー関数である。 ・

【００５０】

【数３】 ・ｃｏｍｂ（ｘ／ｂ）＝｜ｂ｜。

【００５１】

【数４】 は、ｂによって分けられたデルタ関数の無限列を表す。 ・畳込みは“^＊”で表す。

【００５２】一領域における乗算は、他方領域における
畳込みに相当する。一領域におけるシフトは、他方領域
における線形位相乗算着に相当する（ｅ^{−ｊ２πｂζ}は
位相を表す）。

【００５３】上記表１に挙げた関数は、理想的な数学的
関数である。このような理想化された関数は、現実の測
定条件下ではめったにお目に掛かれない。しかし、この
ような関数は、以下の説明において明らかにされるよう
に、モデリング及び実際の状態の高レベルな評価のため
には有益的である。

【００５４】（変調モデルとしての二乗余弦）前述のよ
うに、本発明は、点滅するパターンに対する人間の目の
感度とビデオカメラの感度との差を利用する。本発明を
明確に記載するために、概念上シンプルな種類の振動モ
デルを考えることが有益的である。このために、本発明
が動画シーケンスにおいて点滅を生じさせるためにいか
に変調関数を用いるかについて示すには、図４に示すよ
うな二乗余弦関数が適切なモデルである。この二乗余弦
波形のピーク値はスクリーン上の最高強度期間に対応
し、谷は最低強度期間に対応する。

【００５５】以下は、「二乗余弦」関数についての時間
領域の数式である。

【００５６】

【数５】 この関数は振動数ζを有し、平均若しくはＤＣレベルは
「ａ」に等しい。ｆ（ｔ）のフーリエ変換は、

【００５７】

【数６】 として計算され得る。

【００５８】図４及び５は、二乗余弦関数について、ｆ
（ｔ）及びそのスペクトラムＦ（ζ）をそれぞれ示す。
便宜上、一定振幅乗算器ａは図から省略する。この関数
ｆ（ｔ）は、映画スクリーン上に強度パターンを表すの
に用いられてもよく、時間に対して正弦波的に変化す
る。図５に示すように、二乗余弦のスペクトラムは３つ
の成分：起点における、デルタ関数によって表されるＤ
Ｃ成分、及び、±ζ_ｍ（図５ではζ_ｍ＝１０Ｈｚ）にお
ける、２つの離散周波数成分、を含む。知覚可能領域
は、範囲±ζ_ｃを有する斜線領域によって図５に示され
る。ここで、ζ_ｃは図１の場合と同様の点滅の可視性に
ついてのカットオフ閾値周波数である。図４及び５の例
が示すように、１０サイクル／秒若しくは１０Ｈｚにお
ける正弦波で近似される点滅周波数は、図４に示すよう
に、十分に知覚可能領域内であるスペクトラム周波数±
ζ_ｍを有する。

【００５９】強度点滅が１０Ｈｚ振動レートで発生する
図４及び５の状態とは対照的に、図６は強度点滅のレー
トが、この例では８０Ｈｚまで、増やされた時に起きる
ことを示す。図６の状態に対して、スペクトラム周波数
±ζ_ｍは知覚可能領域内でないことに注意。図４及び５
の状況下で発生することとは対照的に、この点滅が８０
Ｈｚのレートで発生すると、閲覧者はピクセル強度に点
滅を一切感知できない。図６に関して、スペクトラム周
波数±ζ_ｍを表す左右の側波帯は、知覚可能領域の外側
へ移動している。閲覧者は、一定（すなわちＤＣ）強度
レベルのみ知覚する。

【００６０】図５及び６に示すスペクトラム表示は理想
化されたものである。実際には、実際に測定された変調
信号は、容易に視覚化されるスペクトラムを示さない。
しかし、以下で明らかにするように、図５及び６におい
て与えられている表現は、実際の変調挙動を例証するの
に十分に近い。

【００６１】（サンプリング周波数の考察）前述のよう
に、ビデオカメラは、人間の目とは異なり、画像を周期
的にサンプリングすることによって動作する。このサン
プリングが発生するレート、すなわちサンプリング周波
数は、ビデオカメラが特定の点滅周波数を有する点滅パ
ターンに対してどのように応答するかに影響を与える。
本発明を効果的に利用するためには、ビデオカメラのサ
ンプリング周波数とディスプレイ周波数との相互作用が
考慮されなければならない。

【００６２】時間変化する信号を再現するために、取込
システムは、所定の時間間隔で該信号のサンプルを取得
する。直感的に、サンプルが互いに十分接近していれ
ば、この時間変化する信号関数を高い精度で再現するこ
とができる。シャノン・ホイッタカーのサンプリング理
論は、信号関数を正確に再現するためにサンプルはどの
程度接近していなければならないかを示すことによっ
て、上記記述を定量化する。この理論によれば、ある関
数ｆ（ｔ）が帯域制限されている場合（すなわち、Ｆ
（ζ）の周波数成分が制限された周波数領域

【００６３】

【数７】 内に含まれる場合）、ｆ（ｔ）を完全に再現するために
は、

【００６４】

【数８】 の間隔でｆ（ｔ）をサンプリングすればよい。この理論
はナイキスト理論と呼ばれる場合もあり、

【００６５】

【数９】 はナイキスト周波数と呼ばれる。数学的に、ある関数を
時間領域及び周波数領域においてサンプリングすること
は以下のように表すことができる。

【００６６】

【数１０】

【００６７】

【数１１】 ここで、ｔ_ｓはサンプリング間隔であり、ζ_ｓ＝１／ｔ
_ｓはサンプリング周波数であり、“^＊”は畳込みを示
す。基礎を成す概念の理解を容易にするために、以下の
記載においては、理想化された「幅０の」サンプリング
関数：｜１／ｔ_ｓ｜．ｃｏｍｂ（ｔ／ｔ_ｓ）が用いられ
る。実際には、有限幅のレクタンギュラー関数がサンプ
リングに用いられる。このようなサンプリング関数の派
生問題について以下説明する。

【００６８】上記数式によれば、関数ｆ（ｔ）のサンプ
リングは、周波数軸に沿って、間隔ζ_ｓでそのスペクト
ラムＦ（ζ）の反復をもたらす。Ｆ（ζ）の反復はｆ_ｓ
（ｔ）のスペクトラム次数と呼ばれ、Ｆ（ζ−ｎζ_ｓ）
はｎ次のスペクトラム次数として知られている。初期分
析用の第一の端的な近似として、ｆ（ｔ）が二乗余弦関
数となるように選択される場合、サンプリングされた関
数及びそのスペクトラムは以下の形を採る。

【００６９】

【数１２】

【００７０】

【数１３】 図７及び８は、サンプリング周波数ζ_ｓ＝８０Ｈｚの場
合のｆ_ｓ（ｔ）及びＦ _ｓ（ζ）をそれぞれ示す。一定乗
算器は、便宜上、再び省略される。図８においては、高
いサンプリング・レートのために、０次以外のすべての
スペクトラム次数が点滅可視領域の外側にあることに注
意。対照的に、図９は、より低いレート：ζ_ｓ＝３０Ｈ
ｚでサンプリングされた同じ二乗余弦関数のスペクトラ
ムを示す。このより低いサンプリング・レートを用いる
ことによって、±１次の周波数成分の一部が点滅可視領
域内へ移動したことは明らかである。次いで、ｆ（ｔ）
をζ_ｓ＝３０Ｈｚで時間的にサンプリングしたバージョ
ンが表示され、人間の観測者によって閲覧された場合、
１０Ｈｚの該二乗余弦固有の点滅に加えて、無関係な周
波数アーティファクト（すなわち点滅）が観測される。

【００７１】振動数及びサンプリング周波数が図９に示
すように相互作用する場合、例えば時間的低域通過フィ
ルタを用いる、などのビデオカメラ録画における周波数
アーティファクトを最小化するために採られるいくつか
の救済工程が存在し得る。

【００７２】（エイリアシング）本発明の目的が周波数
ファーティファクトを生じさせることであることを思い
出すと、低域通過フィルタを用いることによって修復さ
え得ない信号エイリアシングを生じさせることが望まし
いことが分かる。エイリアシングは、しばしば、高周波
成分を含むサンプリングされた画像の表示において視覚
的アーティファクト（エイリアシングからもたらされる
よく知られた例は、往復若しくは移動ホイールが初期の
動きと逆方向へ回転するように見える効果である）の原
因となる。

【００７３】サンプリング・レートζ_ｓがナイキスト周
波数より低い場合、より高次の高周波からの成分は０次
成分と重なる。この現象は、エイリアシングとして知ら
れている。これは、図８、９、及び１０を順に調べるこ
とによって、容易に視覚化することができる。図８にお
いて、基本若しくは「０次」周波数成分のみが知覚可能
領域内にある。＋１次及び−１次の成分はいずれも閲覧
者にとって知覚可能ではない。図８から図９へ移り、サ
ンプリング周波数ζ_ｓの変化の影響を説明する。図９
は、サンプリング周波数を減らすことにより、なぜ（破
線で示す）より低い次数の周波数成分を起点へ向かって
進ませ、知覚可能領域内へ入れることができるのかを示
す。図９において、今度は＋１次及び−１次からの成分
は知覚可能領域内にある。

【００７４】図１０は、二乗余弦強度パターンが振動数
５０Ｈｚを有する例を示す。これは、±５０Ｈｚにおけ
る周波数成分をもたらす。前述のように、この振動数ζ
_ｍは可視閾値に近いため、目は容易にはこのパターンの
点滅を知覚することはない。ここで、表示されたパター
ンがサンプリング・レートζ_ｓ＝３０Ｈｚを有するカム
レコーダによって取り込まれた場合、今度はより高次の
高周波からのエイリアスされた成分は知覚可能領域内に
収まり、閲覧画像を劣化させる。図１０には存在する±
１次の高周波のみを示す。±２次のスペクトラムもいく
つかの追加的周波数アーティファクトを知覚可能領域内
へ導入することは明らかである。しかし、簡明性のた
め、これらの次数については図を混乱させないために図
示しない。

【００７５】図１０に示すように、より高次の成分が０
次の周波数成分と重なる場合にはいつでも、エイリアシ
ングが発生する。前述のように、図９に示す状態では、
時間的低域通過フィルタを基本次数の周波数成分のみを
分離するために採用することができる。しかし、図１０
に示すようなエイリアシングはフィルタリング技術を用
いた端的な修正を許さないことに注意。

【００７６】この点、本発明によって用いられるような
エイリアシングはビデオカメラによって実行されるよう
な離散間隔にわたるサンプリングの結果として発生する
ことを再度強調しておく。人間の目は、これと同じよう
に動画画像を「サンプリング」したりはしない。このよ
うに、図１０に示すエイリアシングの効果は、ビデオカ
メラによるサンプリング時にのみ発生し、人間の閲覧者
は、表示された動画事態を見ている時にこのようなエイ
リアシング効果を一切感知しない。

【００７７】上記説明は、理想化された理論上の見通し
から、振動数とサンプリング周波数との相互作用に着目
したものである。この相互作用の原理を念頭に入れ、本
発明を実施する方法について理解するためのフレームワ
ークを提供するために、実際のサンプリング状態のより
現実的な態様についていくつか説明することが有益的で
ある。

【００７８】（有限サンプリング期間の効果）スペクト
ラム周波数及びエイリアシングについての上記説明は、
振動数及びサンプリング周波数の相互作用を端的に示す
最初の近似として、位相的な「幅０の」櫛形サンプリン
グ関数｜１／ｔ_ｓ｜ｃｏｍｂ（ｔ／ｔ_ｓ）を用いた。こ
の櫛形関数は、ディジタル信号処理分野の当業者にはよ
く知られている。しかし、実際には、サンプリング関数
は有限の積分時間長を有する。本開示において、これを
「有限サンプリング区間」と呼ぶ。

【００７９】いくつかの有限幅を有する現実的な関数の
良好な近似は、固定感覚ｔ_ｓで関数ｆ（ｔ）をサンプリ
ングするのに用いられる幅（すなわち区間長）「ｄ」の
レクタンギュラー関数である。この場合、サンプリング
された時間変化関数は以下の形を採る。

【００８０】

【数１４】 すなわち、サンプリング関数のｆ（ｔ）倍と等価であ
る。これに対応するスペクトラム等価物は以下の形を採
る。

【００８１】

【数１５】 ここで、周波数領域における結果は、再び、ζ_ｓ間隔で
反復されるＦ（ζ）関数の列として解釈され得る。しか
し、上記式（１０）に示すように、各ｎ次のスペクトラ
ムの振幅は、一定値によって、すなわちζ＝ｄｎζ_ｓに
おいて評価されるｓｉｎｃ（）関数によって、減衰され
る。よって、±１次の振幅は、ｓｉｎｃ（ｄζ_ｓ）によ
って減衰され、±２次の振幅はｓｉｎｃ（２ｄζ_ｓ）に
よって減衰され、・・・等等。ｄ＜＜ｔ_ｓの場合、すな
わちレクタンギュラーサンプリング関数の幅がサンプリ
ング間隔よりも大幅に小さい場合、ｓｉｎｃ（）関数に
よる減衰は最初の数個のスペクトラム次数に対しては無
視し得ることは明らかである。しかし、ｄの値がＴ_ｓに
匹敵するようになると、０次以外のすべての次数のスペ
クトラムがｓｉｎｃ（）包絡線によって決定される減衰
を受ける。この現象の副産物は、それらが点滅可視領域
に収まる場合、より高次のスペクトラム次数の可視性を
低減させる。

【００８２】（有限長の時間変化関数）ここで図４及び
５に戻って参照すると、関数ｆ（ｔ）は負の無限大から
正の無限大にわたる二乗余弦として表されている。実際
には、あらゆる時間変化関数ｆ（ｔ）は、ある有限な時
間間隔に制限されなければならない。動画の場合、この
有限時間間隔は映画の一部若しくは全上演時間長さに相
当する。この切り捨ては、対象区間について、ｆ（ｔ）
にレクタンギュラー関数を乗じることによって数学的に
表すことができる。ここで、区間（すなわち、長方形の
幅）は、Ｄ＝ｎｔ _ｆとなるように選択される。ここで、
ｎは通常は１より大きい整数であり、ｔ_ｆは通常は１本
の映画フィルムの長さで表される任意の時間間隔であ
る。次いで、有限時間変化関数ｆ_ｆ（ｔ）及びそのスペ
クトラムＦ_ｆ（ζ）は、以下のように表すことができ
る。

【００８３】

【数１６】

【００８４】

【数１７】 ここで、ζ_Ｄ＝１／Ｄである。

【００８５】２ζ_Ｄは、ｓｉｎｃ（）関数のメインロー
ブの幅であることに注意。このメインローブは、ｓｉｎ
ｃ（）のエネルギ（すなわち、エリア）の大部分を占め
る。上記数式を調べることにより、ｓｉｎｃ（）のスペ
クトラム幅がＦ（ζ）のスペクトラム幅に比べて小さい
場合（これは、レクランギュラー関数の幅Ｄが大きいこ
とを意味する）、ｓｉｎｃ（）関数はデルタ関数として
効果的に機能することが明らかになる。例えば、図５に
示す二乗余弦強度パターンのスペクトラムは、デルタ関
数の代わりに狭いｓｉｎｃ（）関数を含み得る。この場
合、±ζｍにおける純粋なスペクトラム成分は、ｓｉｎ
ｃ（）関数の形状を有する±ζｍにおける広げられた成
分によって置き換えられる。図１１ａは、１０サイクル
を含む（すなわち、ζ_Ｄ＝１０ζ_ｍ）ように切り捨てら
れた二乗余弦関数についてこの広がり効果を示す。図１
１ｂは、５サイクルを含む（すなわち、ζ_Ｄ＝５ζ_ｍ）
ように切り捨てられた二乗余弦関数についてこの広がり
効果を示す。

【００８６】ζ_ＤがＦ（ζ）のスペクトラム範囲に匹敵
するようになる（すなわち、

【００８７】

【数１８】 ）と、スペクトラム成分は重なる。これは、これまでの
ところ開発された概念と衝突するものではないが、スペ
クトラム・プロットの視覚化を幾分難しくする。本発明
の実際の実施において、目標画像シーケンスは、通常、
大量のフレームを含み、スペクトラムを広げる効果はほ
とんど無い。

【００８８】（現実的な強度関数）上記記述は、モデル
として二乗余弦関数を用い、ピクセル変調、周波数サン
プリング、及びエイリアシングの基礎を成す基本概念に
ついて、すべて周波数領域の観点から説明したものであ
る。本開示の次の部分では、より現実的な時間変化ピク
セル強度関数ｆ（ｔ）について考える。図１３を参照す
る。図１３には、ｎ個の連続画像フレームにわたって、
ピクセルの強度関数の例が示されている（ピクセル移行
時間は、フレーム区間に比べて小さいとみなし、図示し
ない）。

【００８９】図１３に表した例について、ｔｆはフレー
ム区間であり、パラメータａ_０，ａ _１，．．．，ａ_ｎは
各レクタンギュラー関数の高さ（すなわち、フレーム
０，１，．．．ｎの各区間についての強度関数の振幅）
を示すのに用いられる。数学的に、レクタンギュラー関
数のこの行列は、以下のように表してもよい。

【００９０】

【数１９】

【００９１】

【数２０】

【００９２】

【数２１】 式１３及び１４は、数学的に等価である。時間変化関数
ｆ（ｔ）を幅ｔ_ｆのレクタンギュラー関数で重み付け及
びシフトされた一連のデルタ関数の畳込みとして表す式
１４を検査することが洞察を得ることができる。ピクチ
ャのディジタル投影において、各デルタ関数は一フレー
ム区間についてのピクセル強度値を表すことができる。
ｒｅｃｔ（）関数を用いた畳込みは、各デルタ関数の値
をそのフレーム区間ｔ_ｆにわたって効果的に拡散させる
（すなわち、補間する）。このように記述されるｒｅｃ
ｔ（）関数は、補間若しくは拡散関数であると考えるこ
とができる。この記述は、投影された映画ピクセルを表
すのにレクタンギュラー拡散関数を用いる。本分析の妥
当性に妥協することなく、長方形に代わって、他の形式
の拡散関数が用いられることも可能であることは重要で
あり要注意。式（１５）は、最も一般的な形での投影さ
れたフレーム・ピクセルを記述する。

【００９３】式（１５）からのｆ（ｔ）のフーリエ変換
は、一般的に、以下のように記載されてもよい。

【００９４】

【数２２】 この特定のケースにおいては、

【００９５】

【数２３】 となる。ここで、ζ_ｆ＝１／ｔ_ｆであり、Ｈ（ζ）は補
間関数ｈ（ｔ）のフーリエ変換である。例えば、図１３
の例の場合、ｒｅｃｔ（）関数のフーリエ変換は、上記
数域（１６ｂ）で表されるように、ｓｉｎｃ（）関数で
ある。角括弧の項は、実部及び虚部を両方含む一連の重
み付けされた線形位相関数である。Ｆ（ζ）のスペクト
ラム・プロットを作成するために、角括弧の項の振幅が
計算されなければならない。これは、ｓｉｎｃ（）関数
が乗じられた複雑な数学的振幅項Ａ（ζ）をもたらす。

【００９６】

【数２４】 線形系解析分野ではよく知られているように、科学ソフ
トウェア・パッケージを用いることによって、数値的に
若しくは抽象的に、Ａ（ζ）を評価することが可能であ
る。図１４は、ｎ＝９であり、ｔ_ｆ＝１／２４であり、
更にａ_ｎが（ａ _０，ａ_１，ａ_２，ａ_３，ａ_４，ａ_５，ａ
_６，ａ_７，ａ_８，ａ_９）＝（１，０．７，０．８，０．
７，０．６，０．４，０．５，０．３，０．４，０．
２）となるように任意に選択された係数である場合の｜
Ｆ（ζ）｜のプロットを示す。図１４のプロットは、こ
の信号のスペクトラムがほぼ±２４Ｈｚ内に制限された
帯域であるが、該信号のエネルギはおよそ±１２ヘルツ
を超えると無視し得るようになることを示す。

【００９７】本発明の目的のために、式１７における｜
Ｆ（ζ）｜の正確な形を知っている必要はない。なぜな
ら、この量はｎやａ_ｎなどの可変パラメータに依存する
からである。その代わりに、Ｆ（ζ）の一般的特性のい
くつかについて検査することが有益的である。注意すべ
きポイントの１つは、Ａ（ζ）がζの異なる値において
評価される場合、Ａ（ζ）の最高値はζ＝０において
（すなわち、Ａ（０）＝ａ_０＋ａ_１＋．．．＋ａ_ｎ）得
られる。よって、Ａ（ζ）の１つの特性は、その最高値
が起点（すなわち、ＤＣ値）において発生することであ
る。この特性は、Ａ（ζ）は、ｓｉｎｃ（）が乗ぜら
れ、｜Ｆ（ζ）｜のスペクトラムの広がりをｓｉｎ
ｃ（）関数の最初の数個のサイドローブ内に制限すると
いう事実を加える。換言すれば、Ａ（ζ）の正確な形に
かかわらず、Ｆ（ζ）のスペクトラム・プロットは制限
された帯域であり、ｓｉｎｃ（）包絡線に追従する（よ
り一般的に言えば、拡散関数ｈ（ｔ）のフーリエ変換の
包絡線に追従する）。このｓｉｎｃ（）包絡線は、図１
４に破線で示される。

【００９８】（投影ピクセルの変調）ここに開示される
周波数の相互作用を用いることによって、人間の閲覧者
には知覚できないが、ビデオカメラによるコピーを劣化
させる点滅パターンを導入するために採用され得る変調
方法はいくつか考えられる。点滅効果を加える基本概念
を、図３に（点滅無しで）表されるピクセルについて図
１２に示す。ここで、１／２４秒のフレーム間隔は、更
に、８つのセグメントへ再分割される。このセグメント
は、点滅のオン／オフ間隔を提供するのに用いられる。

【００９９】図１２の例に示すように、平均ピクセル強
度は、いかなる変調方法が用いられた場合でも維持され
なければならないことは重要であり要注意。例えば、図
１２のタイミング構造を用いると、ピクセルは、図３に
対して比較される際、トータル時間のうちの１／２の
間、オンである。これは、５０％付加サイクルを表す。
同じ平均強度をピクセルに対して提供するために、オン
時間中のピクセル強度は２倍にされなければならない。

【０１００】図１２に示すパルス幅変調（ＰＷＭ）技術
は、人間の目の知覚可能範囲外に９６Ｈｚの点滅周波数
を与える。しかし、このようなＰＷＭ変調されたピクセ
ルは、通常のビデオカメラによって録画され、閲覧され
る際には点滅して見える。

【０１０１】図１２において、理想化された方形波変調
方法が用いられる。より一般的に言えば、変調関数ｍ
（ｔ）につき、変調された時間変化信号は、

【０１０２】

【数２５】 と表すことができる。

【０１０３】図１３の時間変化関数について、レクタン
ギュラー補間関数を用いると、

【０１０４】

【数２６】 となる。

【０１０５】実際には、ｍ（ｔ）は、（前述の二乗余弦
などの）シヌソイド関数でもよく、（図１２に示すよう
な）５０％負荷サイクルを有する方形波行列でもよく、
他の時間変化関数であってもよい。解析を簡素化するた
めに、二乗余弦変調関数が用いられる。この変調関数
は、図１２に破線で示される。この変調された時間変化
関数は、次いで、

【０１０６】

【数２７】 となる。

【０１０７】この信号のフーリエ変換は、

【０１０８】

【数２８】 となる。

【０１０９】この変調されたスペクトラムＦ（ζ）は、
式１７で与えられる未変調信号スペクトラムＦ（ζ）の
３つのレプリカから成る。３つのレプリカのうちの１つ
は起点に位置し、元のスペクトラムの半分の振幅を有す
る他の２つはそれぞれ±ζ_ｍの周りにセンタリングされ
る。従来の線形系解析の専門用語において、Ｆ（ζ）、
Ｆ（ζ−ζ_ｍ）、及びＦ（ζ＋ζ_ｍ）は、それぞれ主帯
域、右側波帯、及び左側波帯と呼ばれる場合もある。ｎ
＝９であり、ｔ_ｆ＝１／２４であり、ｔ_ｍ＝１／４８で
あり、更にａ_ｎが（ａ_０，ａ_１，ａ_２，ａ_３，ａ_４，ａ
_５，ａ_６，ａ_７，ａ_８，ａ_９）＝（１，０．７，０．
８，０．７，０．６，０．４，０．５，０．３，０．
４，０．２）となる係数である場合のＦｍ（ζ）のプロ
ットを図１５に示す。

【０１１０】変調が無い場合、信号スペクトラムのみが
第一項Ｆ（ζ）を含むことに注意。事実上、この系内へ
変調を導入することによって、我々は、成分Ｆ（ζ±ζ
_ｍ）を加えることによってもとの信号の帯域幅を広げる
（すなわち、スペクトラム拡散）ことができるという利
点が得られる。再度強調するが、十分に高い変調周波数
ζ_ｍが選択された場合、左右の側波帯は観測者には見え
ない。しかし、変調周波数とビデオカメラのサンプリン
グ周波数ζ_ｓとの相互作用により、ビデオカメラによる
複製品において知覚可能なエイリアス信号がもたらされ
る。

【０１１１】（投影ピクセルのサンプリング）上記理論
的記載の要約及び総括として、現実的な例について、サ
ンプリングされた未変調信号のスペクトラム特性を説明
し、これらをサンプリングされた変調信号のスペクトラ
ム特性と比較することは有益的である。

【０１１２】前述のように、未変調信号ｆ（ｔ）がｔｓ
間隔（ｔ_ｓ＜ｔ_ｆ）でサンプリングされた場合、スペク
トラム次数がスペクトラム・プロットに現れる。図１６
を参照する。図１６は、図１３の時間変化関数につい
て、１８０Ｈｚのサンプリング周波数を用いた場合を示
している。数学的に、サンプリングされた未変調信号の
フーリエ変換は、

【０１１３】

【数２９】 と書くことができる。

【０１１４】未変調信号の代わりに、正弦波的に変調さ
れたピクセル値がレートζ_ｓ＝１／ｔ_ｓでサンプリング
される（例えば、ビデオカメラのように）場合、スペク
トラムはより広いスペクトラム次数を含む。これを、１
８０Ｈｚのサンプリング周波数、及び４６ヘルツの変調
周波数を用いて、図１７に示す。数学的に、正弦波的に
変調されサンプリングされた信号のスペクトラムは、

【０１１５】

【数３０】 によって表すことができる。

【０１１６】基本次数は、式２３の第二列上の項によっ
て与えられる。±１次は第三列上に現れ、等等。ナイキ
スト理論によると、エイリアシングを生成するために、
このサンプリング周波数は該信号の帯域幅の２倍より小
さくなければならない。Ｆ（ζ）の拡散スペクトラムＷ
を考慮すると、この基準はζ_ｓ＜２（ζ_ｍ＋Ｗ／２）と
なる。

【０１１７】上記導かれた数式においては、強度、変
調、及び一般的な形の補間関数をそれぞれｆ（ｔ）、ｍ
（ｔ）、及びｈ（ｔ）で表していることに注意。これに
より、上記数式をフレーム及びピクセルのディジタル投
影において遭遇し得るあらゆるタイプの現実の関数へ適
用することができる。加えて、変調周波数ζ_ｍ、サンプ
リング周波数ζ_ｓ、及び帯域幅_Ｗなどのパラメータ表現
の量は、上記概説した基礎となる概念を用いて端的に操
作することができる。

【０１１８】よって、ディジタル動画投影においてエイ
リアシング効果を故意に生じさせる実際の用途におい
て、最大のエイリアシングのために最良の条件を決定す
るためには、上記開発された線形系及びフーリエ解析ツ
ールを用いて、ｆ（ｔ）、ｍ（ｔ）、ｈ（ｔ）、及び他
の変数の最良の近似を採用することで十分である。

【０１１９】（テーブル及び計算の例）本発明の方法及
び装置を詳細に説明するために、ビデオカメラを用いて
ディジタル動画を録画する際にエイリアシング効果を故
意に生じさせるために考慮されなければならない上記変
数のリストアップしたサマリを提供することが有益的で
ある。上記記述において採用される命名規則を用い、以
下のパラメータが考慮されなければならない。

【０１２０】（ａ）サンプリング周波数ζｓ。このパラ
メータは、何らのコピー・プロテクト方法若しくは装置
の管理下に無い。本発明に係る方法は、表示された動画
のコピーを作ろうと試みる際にビデオカメラによって用
いられるであろうサンプリング周波数についていくつか
の仮定をすることによって効果的に実行される。市場で
入手可能なビデオカメラによって幅広く用いられている
標準的なサンプリング・レートは、例えば、１／５０秒
（ＮＴＳＣ規格レート）、１／６０秒（ＰＡＬ規格レー
ト）、及び、１／１００秒及び１／１２０秒などのいわ
ゆる「点滅の無い」速度などである。他のレートも可能
である。本発明に係る方法は、画像エイリアシングが、
最も幅広く用いられているサンプリング周波数において
も、標準的でないサンプリング・レートが利用されてい
る場合にも現れるように採用される。

【０１２１】（ｂ）未変調信号の帯域幅Ｗ、又は、本願
を通じて正負いずれかの周波数領域におけるスペクトラ
ム範囲を示すのに時折用いられる一方側の帯域幅Ｗ／
２。上限として、未変調信号の帯域幅は表示されるフレ
ーム・レートである。前述のように、このフレーム・レ
ートの見込値は２４Ｈｚである。しかし、本発明は、他
のフレーム・レートと共にも用いられ得る。なお、本開
示において、「未変調」信号とは、図１３に示すような
連続的なピクセル強度のことである。実際の帯域幅の値
は本発明によって制御されない。代わりに、Ｗはフレー
ム・レート及びフレーム毎の情景コンテンツに依存す
る。よって、フレーム・レート以下の帯域幅の実際の限
界は本発明に対しては申し分ない。

【０１２２】（ｃ）変調周波数ζ_ｍ。このパラメータ
は、パラメータ（ａ）及び（ｂ）、並びに投影システム
の強度限界によって課せられる現実的制約を考慮して、
本発明を用いることによって、制御される。あらゆる個
別のピクセル又はピクセル群について、変調周波数ζ_ｍ
は、変調信号の有効帯域幅がビデオカメラを用いてサン
プリングされた際にエイリアシングが知覚可能となるよ
うに選択される。

【０１２３】本発明に係る方法は、裸眼では見えないが
ビデオカメラでサンプリングされるとエイリアシングを
生じさせる変調周波数を慎重に選択することを含む。

【０１２４】図１４に関して述べたように、有限サンプ
リング区間を用いる結果として、より高次のスペクトラ
ム成分が減衰する。このため、第一次（±１次）スペク
トラム成分が本発明のエイリアシング効果を作ると考え
ることが最も現実的であると一般的には考えられる。第
二次スペクトラム成分が可視的なエイリアシングを生じ
させるのに十分なエネルギを有する場合もある。

【０１２５】表２乃至５に示す例を参照する。そこに
は、変調信号帯域幅に対して変化するサンプリング周波
数の「点滅無し」条件（すなわち、ζ_ｓ＝１２０Ｈｚ）
を用いて、様々な変調周波数に対するスペクトラム拡散
値が示されている。

【０１２６】

【表２】

【０１２７】

【表３】

【０１２８】

【表４】

【０１２９】

【表５】 上記説明から、変調周波数ζ_ｍ、及び、−（ζ_ｍ＋Ｗ／
２）〜（ζ_ｍ＋Ｗ／２）の範囲の帯域幅Ｗを有する０次
の変調信号のスペクトラム拡散について再び考える。下
記表６は、異なるスペクトラム次数に対するスペクトラ
ム拡散値をまとめたものである。図１５の例において、
ζ_ｍ＝４８Ｈｚであり、Ｗ／２＝２４であるため、０時
成分のスペクトラム拡散は、表６によると、−６０〜＋
６０Ｈｚである。

【０１３０】１次スペクトラムによるエイリアシング
は、以下の式が満たされるとすぐに始まる。

【０１３１】

【数３１】 この不等式をζ_ｍについて解くと、該変調周波数につい
ての下限が得られる。

【０１３２】

【数３２】 エイリアシングは、以下の条件が満たされるまで続く。

【０１３３】

【数３３】 不等式（２６）をζ_ｍについて解くと、該変調周波数に
ついての上限が得られる。よって、変調周波数が１次エ
イリアシングを生成する条件は、

【０１３４】

【数３４】 と表すことができる。

【０１３５】同様の計算は、他の次数に対するエイリア
シングを生成し得る変調周波数の範囲を決定するために
も実行され得る。表７は、表６のスペクトラム拡散値を
用いて、最初の数次についての結果をまとめたものであ
る。

【０１３６】

【表６】

【０１３７】

【表７】 表７にまとめたエイリアシング条件は、可視的なエイリ
アシングに対して必要条件ではあるが十分条件ではな
い。必要十分条件を得るためには、各スペクトラム次数
内での実際の周波数拡散をより綿密に見る必要がある。
これは、変調信号のスペクトラム範囲全体（すなわち、
±（ζ_ｍ＋Ｗ／２））がスペクトラム成分を伴っている
可能性は低いためである。この点について説明するため
に、図１４及び１５さ再び参照する。Ｗ／２及びζ_ｍが
それぞれ１２及び４８Ｈｚに選択された場合、図１５の
変調信号は、当然、前述のように±（ζｍ＋Ｗ／２）＝
±６０Ｈｚの帯域幅を有する。しかし、図から明らかな
ように、このスペクトラムのエネルギは±６０Ｈｚの帯
域内に均一に分布していない。事実、エネルギのほとん
どは３つの周波数０、＋４８、及び−４８Ｈｚの周りに
のみ集まっている。よって、この信号がサンプリングさ
れると、主帯域、及びより高次の左側波帯及び右側波帯
の周りの成分のみが強いエイリアシング効果を作るほど
十分なエネルギを有する。実際のシステム設計において
は、かなりのエネルギ量を有するスペクトラム部分（す
なわち、主帯域、左側波帯、及び右側波帯）によってエ
イリアシングが生じるように注意されなければならな
い。

【０１３８】表２乃至５は、変調周波数ζ_ｍの異なる値
に対するスペクトラム拡散計算を提供する。各表のエン
トリは、サンプリングされた変調信号に対する１次及び
２次のスペクトラムの主、左、及び右帯域のスペクトラ
ム拡散を示す。例えば、表２において、Ｗ／２＝３０、
ζ_ｍ＝１２０、及びζ_ｍ＝５０Ｈｚを有する信号につい
ての＋１次の左側波帯のスペクトラム拡散は、４０〜１
００Ｈｚと計算される。対応する負のスペクトラム次数
についての結果は、該エントリの符号を逆にすることに
よって得られる。更に、エイリアシングはこれらより高
次のスペクトラム拡散が±４０Ｈｚの周波数レンジ内の
どこかに収まった場合のみ可視的となることに注意。

【０１３９】上記の端的な計算を用いると、任意数の変
調周波数ζ_ｍにわたって、所定のサンプリング周波数ζ
_ｍ及び帯域幅についての任意数の表を導くことができ
る。表２乃至５は、それぞれ、異なるＷ／２の推定値、
すなわちＷ／２＝３０、２４、１２、５、に対する周波
数拡散値をそれぞれ表にしたものであることは重要であ
り要注意。別の方法として、目標フレーム内に投影され
たピクセルの強度値は正確にわかっている場合、Ｗ／２
の正確な値は、時間変化関数のフーリエ変換を検査する
ことによって得られる。エイリアシングを生じさせる適
切な変調周波数の選択は、上記表の検査によって達成さ
れ得る。

【０１４０】表２は、一方の帯域幅Ｗ／２が３０Ｈｚ
で、サンプリング周波数ζ_ｓが１２０Ｈｚで、変調周波
数が５０〜２１０Ｈｚである場合の１次及び２次のスペ
クトラム次数に対するスペクトラム拡散値を列挙してい
る。

【０１４１】表３は、一方の帯域幅Ｗ／２が２４Ｈｚ
で、サンプリング周波数ζ_ｓが１２０Ｈｚで、変調周波
数が５０〜２１０Ｈｚである場合の１次及び２次のスペ
クトラム次数に対するスペクトラム拡散値を列挙してい
る。

【０１４２】表４は、一方の帯域幅Ｗが１２Ｈｚで、サ
ンプリング周波数ζ_ｓが１２０Ｈｚで、変調周波数が５
０〜２１０Ｈｚである場合の１次及び２次のスペクトラ
ム次数に対するスペクトラム拡散値を列挙している。

【０１４３】表５は、一方の帯域幅Ｗが５Ｈｚで、サン
プリング周波数ζ_ｓが１２０Ｈｚで、変調周波数が５０
〜２１０Ｈｚである場合の１次及び２次のスペクトラム
次数に対するスペクトラム拡散値を列挙している。

【０１４４】所定の状態下での適切な変調周波数ζ_ｍを
見つけるために、好ましいアプローチは、最悪の状況を
考えることである。特に考えるべき要因は帯域幅であ
る。狭い帯域幅は最悪の状態である。なぜなら、狭い帯
域信号を用いてエイリアシングを生じさせるのはより難
しいからである。一方の帯域幅Ｗ／２に対する値５を有
する表５は、表２乃至５の中で最悪の状態を表す。表５
からの一例を用いると、可視レンジ内の周波数における
エイリアシングは、７０〜１６５Ｈｚの変調周波数ζ_ｍ
を用いて、生じさせることができる。最適な値は、上記
レンジの真ん中に現れる。例えば、変調周波数ζ_ｍとし
て１１０Ｈｚを用いると、１次の左側波帯は、およそ１
０Ｈｚの周りに集約される。これにより、帯域幅がいか
に狭いかにかかわらず、はっきりと可視的なエイリアシ
ング状態が作られる。この１１０Ｈｚ周波数付近の他の
変調周波数ζ_ｍの値もエイリアシングを生じさせる候補
となり得る。

【０１４５】負のスペクトラム次数（−１次、−２次）
は表２乃至５にはリストアップされていないことに注
意。しかし、これらの値もリストアップされた各スペク
トラム値について符号を変えることによって簡単に表す
ことができる。

【０１４６】簡単な算術的計算は、すべて、表２乃至５
の連続した行に存在する値を取得することが必要とされ
る。表２乃至５における１次及び２次のスペクトラム次
数について、主帯域の場所はサンプリング周波数ζによ
って決定される。サンプリング周波数は１２０Ｈｚであ
るため、１次のスペクトラム主帯域は、１２０Ｈｚ（ζ
_ｓ）周りに集約される。２次のスペクトラム主帯域は２
４０Ｈｚ（２ζｓ）周りに集約される。主帯域及び左右
の側波帯域の自／至は、帯域幅Ｗによって設定される。
この帯域幅Ｗは表２乃至５それぞれについて異なる。左
右の側波帯は、以下の簡単な計算を用いて、集約され
る。 （主帯域の中心）−（変調周波数ζ_ｍ）＝（左帯域の中心） ・・・式（２８） （主帯域の中心）＋（変調周波数ζ_ｍ）＝（右帯域の中心） ・・・式（２９） 前述のエイリアシングの分析は、シヌソイド変調周波数
を用いた最もシンプルなケースを前提としていたことに
注意。実際には、次のセクションで述べるように、異な
るタイプの変調信号波形を採用することが有効である。

【０１４７】（好適な実施の形態の方法）本発明は、表
示されたピクセル強度がビデオカムコーダに記録される
ときに、不都合なパターンが生成されるようなやり方
で、表示されたピクセル強度を時間的に変調する。より
詳細には、表示されている映画の監視員が画質における
低下を見ることがないように、表示されたピクセル強度
が変調される。しかし、表示されている映画をカムコー
ダで取得する試みも、カムコーダのコピーが続けてビュ
ーされるときに、容易に見ることができるエイリアスさ
れた時間的な周波数成分が生じる。

【０１４８】本発明によれば、個々のピクセル又はピク
セルのグループは、様々なやり方で変調され、ビデオコ
ピーに特定の空間パターンを生成し、ビデオの著作権侵
害者がパターンにより生成される品質低下を回避するの
を防止する。本発明の鍵となる態様は、１）時間的な変
調を受けるピクセルの空間的な配置、２）時間的な変調
信号波形、及び３）時間的な（１つ又は複数の）変調周
波数である。これらの態様のそれぞれを以下に説明す
る。

【０１４９】図１８を参照して、ここでは、ディジタル
動画像の任意のフレーム１００が表されている。フレー
ム１００は、シーンの内容を表示するピクセル１０２の
アレイを備えている。シーンの内容を色で表示するため
に、それぞれ個々のピクセル１０２は、赤のピクセル１
０２Ｒ、緑のピクセル１０２Ｇ、及び青のピクセル１０
２Ｂを実際には備えている。

【０１５０】赤、緑及び青の色のピクセルは、視覚的に
オーバラップしており、画像形成分野において公知の色
表現技法を使用して強度が変化される。しかし、記載を
簡単にするために、ここでは一般化のために、１つの、
一般的なピクセル１０２が使用される。ここで提供され
る記載は、必要な場合にのみ、個々のＲＧＢ色成分を言
及する。

【０１５１】図１８に示すように、フレーム１００内の
ピクセル１０２の空間パターン１０４は、本発明の方法
を使用して、変調のために識別することができる。ディ
ジタル動画の表示の間、１つ以上のパターン１０４を選
択して変調するための様々な選択が存在する。パターン
１０４の成分を特定するための選択オプション機能の中
で主要なものには、以下に示す結合を含めて、以下のよ
うなものである。

【０１５２】（１ａ）パターン１０４のランダムな配
置。好適な実施の形態では、ピクセル１０２のランダム
な選択が使用されて、ディジタル動画のビデオカメラコ
ピーを不明瞭にするために最適なパターン１０４を生成
する。パターン１０４は、それぞれのフレーム１００又
はｎ個のフレームのそれぞれについて変化することがで
きる。一定に変化するランダムな変調パターン１０４の
使用により、時間的なフィルタの使用、又は画質が低下
されたビデオコピーからの許容可能な画像を再作成する
ための他の画像処理技法の使用が除かれる。

【０１５３】（１ｂ）テキストメッセージとしてのパタ
ーン１０４の配置。別の好適な実施の形態では、パター
ン１０４は、図１９に示されるようなテキスト及び記号
を備える「ビットマップ」として使用することができ
る。メッセージ１０６は、投影装置が配置される劇場の
名前を表示するメッセージのようなものとして、それぞ
れのフレーム１００について同じにすることができる
が、同時に、メッセージ１０６の一部をｎフレーム毎に
変化させ、日付及び時間のような時間変化する情報を表
示することができる。また、メッセージ１０６は、「Ｉ
ＬＬＥＧＡＬ ＣＯＰＹ」（違法コピー）又は「ＳＴＯ
ＬＥＮ」（盗品）のような簡単なメッセージ、又は報酬
通知又は違法コピーの反響についての他のインセンティ
ブのようなより詳細なメッセージを表示することができ
る。

【０１５４】（１ｃ）動画の一部として可能性のある絵
画画像としてのパターン１０４の配置。パターン１０４
は、情報を不明確にすること、又は情報を提供すること
が意図される画像として具現化される。動画技術は、情
報的なパターン１０４又は悩ませるパターン１０４を生
成するために使用される。

【０１５５】（１ｄ）透かしメッセージとしてのパター
ン１０４の配置。透かしパターン１０４は、フレーム１
００の様々な部分内に複数の変調されたピクセル１０２
を備えることができる。たとえば、アルゴリズムは、ど
のピクセル１０２がディジタルォータマークを作成する
ために使用されるかを判定して、透かしに空間的な分散
を割り当てるために使用することができる。ピクセル１
０２の選択について使用されるアルゴリズムと共に、暗
号化手法を使用して、透かし情報を確実に符号化するこ
とができる。透かしパターン１０４内に含まれているメ
ッセージを回復するために、透かし埋め込みアルゴリズ
ムに従い内容を解読するために、復号化の鍵が必要とさ
れる。

【０１５６】（１ｅ）全体のフレーム１００が、パター
ン１０４として考慮される。ある種の実現では、典型的
にはピクセル１０２のそれぞれについて同じ変調周波数
により、フレーム１００内のそれぞれのピクセル１０２
を変調することは有効である。しかし、かかる方法が使
用される場合には、周期的又はランダムに変調周波数を
変えて、ビデオカメラのタイミングと変調周波数との同
期を防止することが好ましい。

【０１５７】パターン１０４の選択についての上記技術
は、全てが本発明の範囲内であり使用可能なより可能性
のある技術である。ここでは、選択されたパターン１０
４内の個々のピクセルの変調を抑制する実用的な制限が
存在する。これは、ピクセルの強度を変調する処理は、
所与のピーク強度値についてより低い平均強度になるた
めである。たとえば、ピクセル１０２が非常に明るく表
示される値に対応する場合、ピクセル１０２を変調する
ことは不可能である。これは、ピクセル１０２について
の平均強度を維持するために必要とされるピーク強度
が、プロジェクタ強度を越えるためである。したがっ
て、ピーク強度の必要条件が適した他の近傍のピクセル
１０２又はフレーム１００の他の領域を変調することが
必要となる。

【０１５８】したがって、画像フレームにおけるピクセ
ルは、ピーク強度基準に従い分析され、該基準に適した
ピクセルは、時間的な変調を受けるパターンを更に決定
する。この基準は、ある輝度レベルを超えないピクセル
となる場合がある。さらに、誘導されるフリッカが平均
よりも高い変調周波数で知覚することができるシーン内
において、あるタイプのシーン内容又は位置が存在す
る。これは、表示されたフレームの他の領域に対して変
調を適用することを有する場合がある。

【０１５９】これらの制限の幾つかは、時間的な変調に
ついて適切なモードを選択することにより、本発明に向
けることができる。好適な実施の形態では、変調信号波
形は、エイリアシングの分析において前に記載されたよ
うに正弦波である。正弦波関数は、周波数側波帯のスペ
クトル範囲を最小にし、これにより、側波帯を所望の周
波数位置に配置することができる。しかし、多くの投影
システムは、純粋な正弦波に従いピクセル強度を変調す
ることができない。このため、別の好適な実施の形態
は、方形波又はのこぎり刃の変調信号波形を使用して、
正弦波波形を近似する。方形波の変調波形を使用した好
適な実施の形態では、５０％の負荷サイクルが使用され
て、非変調信号と同じ平均強度を維持するためにピーク
ピクセル強度を倍にすることを必要とする。

【０１６０】さらに、別の好適な実施の形態では、所望
の平均強度を維持するために必要とされるピークピクセ
ル強度を低減するために、方形波は、ＯＦＦ期間の間に
完全に暗くならない。これは、表示装置が制限された最
大強度を有するときに、より多くのピクセルが変調され
ることを潜在的に可能にする。結果的に生じるエイリア
シングされた成分は、完全なＯＮ／ＯＦＦ変調と同様に
深刻である。変調波形の別な有効な変形は、５０％以上
の負荷サイクルを使用することであり、これにより、同
じ平均強度維持するために必要とされるピーク強度を低
減させる。他の可能な変調波形は、全てが本発明の範囲
内で使用することができる。

【０１６１】延長波形信号の基本的な形状に加えて、本
発明の部分としてパターン１０４についての多数の時間
的な変調のオプション機能が存在する。これら時間的な
変調オプション機能は、以下の結合を含めて、以下のよ
うなものである。

【０１６２】（２ａ）単一の変調周波数を使用する。好
適な実施の形態では、１つの変調周波数が使用されて、
パターン１０４を備えるピクセルを変調する。ビデオカ
メラ記録装置と使用される変調レートとを同期するため
の試みを失敗させるために、周期的又はランダムに変調
周波数を変えることは有効である。

【０１６３】（２ｂ）複数の変調周波数を使用する。別
の好適な実施の形態では、図２０において示されるよう
に、フレーム１００の２つ以上の領域１０８において、
２つ以上の変調周波数が使用される。フレーム１００内
で異なる変調周波数を使用することにより、異なるサン
プリングレートを有するビデオカメラは、最大の範囲で
同時に作用される。１つのサンプリングレートで動作す
る１つのカメラであっても、異なる領域で２つ以上の変
調周波数を使用することは、異なるレートでちらつかせ
るパターンを導入することになり、このちらつきが非常
に問題である。同じフレーム内で複数の変調周波数が使
用されるとき、ビデオカメラ記録装置と全ての変調レー
トを同時に同期することが極端に難しい。しかし、ビデ
オカメラと使用される変調レートとを同期させる試みを
さらに失敗させるために、周期的又はランダムに変調周
波数を変えることは有効である。

【０１６４】（２ｃ）パターン１０４におけるピクセル
１０２Ｒ、１０２Ｇ、１０２Ｂの変調。本発明の範囲内
で、それぞれのＲ，Ｇ及びＢ色平面におけるピクセル
は、互いに独立に又は同期して変調することができる。
たとえば、１つ又は別の色平面内のみの画素を変調し
て、装置設計を簡単にすることは有効である。

【０１６５】（２ｄ）ディジタル透かしの形式としての
周波数変調技術の使用。ビデオカメラコピーを不明確に
することに加えて、パターン１０４の変調を使用して、
情報信号を符号化することができる。変調周波数におけ
る変化は、送出されたフィルムコピー数、及び関連する
情報数を識別して、透かしのコピーについて、並びに、
投影の位置、時間及び日付のような情報についての符号
化技法として使用される。

【０１６６】（２ｅ）パルス幅変調の使用。周波数変調
技法に関するこの変形は、ピクセル１０２の負荷サイク
ルの操作を使用している。ピクセル１０２の変調につい
て必要とされる強度レベルが、５０％の負荷サイクル変
調について必要とされるときに、プロジェクタが２Ｘで
達成することができない場合に、パルス幅変調は特に有
効である。この技術を使用して、それぞれの変調ピクセ
ル１０２について、強度が保持されなければならない。

【０１６７】（２ｆ）振幅変調の使用。この変調技法
は、ディジタルシネマについて固有の能力を使用して、
レンジにわたりそれぞれのピクセル１０２の強度を制御
する。振幅変調スキームは、変動可能な強度値の系列内
において、透かしの符号化を可能にする。

【０１６８】また、方法（２ａ）〜（２ｆ）のうちのい
ずれかを結合又は代替して、本発明の範囲内で、ディジ
タル透かしのための混成変調スキームを実現することは
実施可能である。

【０１６９】パターン１０４（方法（１ａ）〜（１
ｅ））、時間的な変調波及びモード（方法（２ａ）〜
（２ｆ））の空間的な配置について選択が一旦なされる
と、特定の変調周波数を選択することが必要である。一
般的に、合理的な設計のアプローチは、サンプリング信
号の１次側波帯のうちの１つが、約１０〜３０Ｈｚの周
波数レンジに中心化されるように変調周波数を選択する
ことである。これは、図１に示されるような人間の視覚
システムのピーク感度レンジにあるサンプリング信号に
おいてエイリアシング成分を生じる。式（２８）及び
（２９）から、この設計アプローチが以下の式を満足す
ることと等価であることがわかる。１０Ｈｚ≦｜サンプ
リング周波数ζ_ｓ−変調周波数ζ_ｍ｜≦３０Ｈｚ （３
０）たとえば、特定のカムコーダのサンプリング周波数
ζ_ｓが１２０Ｈｚである場合、１００Ｈｚ又は１４０Ｈ
ｚのいずれかの変調周波数が２０Ｈｚで１次側波帯の中
心を配置し、したがって、サンプリング信号において、
強いエイリアシング成分が生じる。多くのカムコーダ
は、６０Ｈｚ又は１２０Ｈｚのいずれかのサンプリング
周波数を使用しているので、９０Ｈｚでの変調周波数の
選択は、いずれかのサンプリング周波数について、３０
Ｈｚでエイリアシング成分を生じる。

【０１７０】このようにして、１つの変調周波数は、使
用される特定のカムコーダに関わらずに、所望の作用を
生成することができる。しかし、方法（２ａ）〜（２
ｂ）で記載されたように、１フレーム内の異なる領域に
ついて、又は複数のフレームにわたる所与の領域につい
て、異なる変調周波数を使用して、ビデオの著作権侵害
者により大きな抑制を適用することは有効である。

【０１７１】たとえば、１つのフレーム１００内の異な
る領域を使用して、８０Ｈｚ及び１００Ｈｚの変調周波
数を使用することは、サンプリング周波数が６０Ｈｚで
あるか１２０Ｈｚであるかに関わらず、２０Ｈｚ又は４
０Ｈｚでエイリアシング成分が生じる。このようにし
て、コムコーダビデオにおいて２０Ｈｚでエイリアシン
グ成分が常に存在し、該成分は、ピークフリッカ感度の
近くにあり、これにより、非常に問題のあるパターンを
生成する。

【０１７２】他の用途では、エイリアシング成分を非常
に低い一時的な周波数、たとえば１０よりも小さな周波
数に移動するような変調周波数を選択することが望まし
い。緩やかに変動するパターンの視覚的な外観は、突然
変動するパターンと同様に、視覚的に問題となりえな
い。しかし、パターン１０４がテキストメッセージを表
す場合、緩やかに変動するパターンは、より容易に理解
される。

【０１７３】最後に、周期的又はランダムに変調周波数
を変化させて、ビデオ記録装置の同期を防止するとき、
好適な周波数からの変化量は、極端に大きい必要はな
い。±５Ｈｚのような小さな変化であっても、連続的な
同期を防止するに十分である。

【０１７４】（本方法の実現のためのステップの概要）
本発明の方法を実現するための基本的なステップは、以
下のようなものである。 １．使用されるパターン１０４を識別する。上記した選
択（１ａ）〜（１ｅ）又はパターン１０４についての他
の技法の幾つかを使用して、パターン１０４を表示する
ための方法を決定する。この決定は、大きな部分におい
て、本発明が適用される目的に依存する。たとえば、本
発明の好適なモードにおけるものとして、コピーされた
映画コンテンツを最大限に不明確することを目標とする
とき、パターン１０４をランダムに変えることが有効で
ある。

【０１７５】２．時間的な変調について適切なモードを
選択する。上記した選択（２ａ）〜（２ｆ）は、本発明
の実現に利用可能な時間的な変調のための好適な選択を
提供する。

【０１７６】３．適切な変調周波数を選択する。適切な
変調周波数は、上述した技法、及び表２−５を生成する
ために使用される技法を使用して識別することができ
る。記載されたように、最良の選択は、エイリアシング
についての１次周波数を一般に選択することである。し
かし、２次エリアシングが有効である用途も存在する。

【０１７７】図２１では、コピー防止パターンの実現の
ための一般的なフロー図が示されている。フレーム選択
ステップ２００では、コピー防止パターンの実現のため
に、ｎ個の連続するフレーム１００が選択される。つぎ
に、パターン選択ステップ２０２では、コピー防止パタ
ーン１０４内の特定のピクセル１０２の位置が選択され
る。

【０１７８】上述したように、変調のためのピクセル１
０２は、ランダムで単に選択してもよいし、又はテキス
ト又は暗号化メッセージ１０２を備えていてもよい。ピ
クセル値計算ステップ２０４では、（コピー防止パター
ン１０４を構成し、ｎフレーム１００全体にまたがる）
選択されたピクセル１０２の強度値が計算される。

【０１７９】この計算は、個々のＲ，Ｇ及びＢ値の計算
を伴うか、又は平均、混成輝度又は色度の測定の計算を
含んでいてもよい。検出ステップ２０６では、投影シス
テムの出力強度特性／制限は、選択されたピクセル１０
２が変調されて投影されるのを防止する。投影が不可能
である場合、新たなピクセル１０２が選択されなければ
ならない。帯域幅計算ステップ２０８では、選択された
ピクセル強度パターン（ｎ個のフレーム全体にまたが
る）の帯域幅が計算及び／又は評価される。

【０１８０】上述したように、この帯域幅は、フレーム
１００の投影レートよりも小さいが、その正確な値は、
映画コンテンツに依存する（すなわち、選択されたフレ
ーム１００の数、及び選択されたフレーム１００内のピ
クセル強度値）。フレーム１００の数、及び選択された
ピクセル１０２の強度値は、正確に既知であるので、帯
域幅の計算は、選択されたピクセル１０２のフーリエ変
換を行い、そのスペクトルを調べることにより実行され
る。しかし、このプロセスは、かなりの量の計算を必要
とするので、帯域幅の簡単な推定が使用される場合があ
る（たとえば、非常に控えめな推定についてＷ／２〜５
Ｈｚである）。

【０１８１】次のステップは、サンプリング周波数選択
ステップ２１０である。サンプリング周波数は、各種標
準的なサンプリングレート（たとえば、５０，６０，１
００，１２０Ｈｚ等）のうちの１つを選択することがで
きる。フレーム１００の第１のセットｎ_１についてある
サンプリング周波数を選択し、フレーム１００の第２の
セットｎ_２について異なるサンプリング周波数を選択す
ることも可能である。

【０１８２】代替的に、上記と結合して、フレーム１０
０内の異なる領域１０８について異なるサンプリングレ
ートを使用して、計算を実行してもよい。このようにし
て、コピー防止パターン１０４は、より広い範囲のカム
コーダに作用することができる。変調選択ステップ２１
２では、上記（２ａ）〜（２ｅ）で概略されるような、
適切な変調スキーム（又はそれらの結合）は、適切な変
調周波数で使用され、選択されたサンプリングレートに
ついてのエイリアシングを生成する。

【０１８３】この技法の効率を広くするために、変調ス
キームのレンジ及び周波数は、ピクセル１０２の同じセ
ットに作用するために使用されるが、「ｎ個」のフレー
ム１００の異なるセットに作用するためには使用されな
い。最終的に、適切な変調スキーム及び周波数が一旦選
択されると、変調ステップ２１４において画像形成アセ
ンブリ１６に必要な情報が供給され、ピクセル１０２の
投影に作用する。

【０１８４】（好適な実施の形態の装置）図２２を参照
して、本発明の好適な実施の形態を実現するための構成
要素の配置によるコピー防止投影装置１０のブロック図
が示されている。それぞれのフレーム１００を投影する
ための画像データは、圧縮形式で典型的には提供されて
投影サイトに転送されるか、又は記憶メディアに提供さ
れる。いずれの場合であっても、圧縮された画像データ
は、伸張回路１２に入力される。

【０１８５】伸張回路１２は、フレーム１００のデータ
を伸張して、このデータをディスプレイ・ロジック・ア
センブリ１４に提供する。ディスプレイ ロジック アセ
ンブリ１４は、フレーム１００についての画像データを
画素アレイフォーマットにフォーマットし、必要な色補
正、画像のリサイズ（拡大・縮小）及び関連する機能を
提供する。

【０１８６】次いで、このデータは、表示スクリーン２
０への表示のために画像形成アセンブリ１６に通過され
る。ディジタル動画投影技術における通常の技術を有す
る者には、伸張、表示系列及びここに記載する装置１０
の各構成要素は精通しており、異なるタイプの構成要素
を使用して実施してもよい。

【０１８７】パターンデータ及び制御信号は、パターン
１０４を生成して変調するために、パターン生成器／変
調器１８に提供される。パターンデータ及び制御パラメ
ータは、多数のソースから提供することができる。たと
えば、パターンデータ及び制御パラメータは、動画供給
者により提供することができ、圧縮された画像データと
一緒に提供される。この配置は、動画供給者をコピー防
止のためのパターン１０４の生成の制御下にする。

【０１８８】他の極端な場合では、コピー防止は、投影
サイト自身の領域においてのみにすることができる。か
かるケースでは、パターンデータ及び制御パラメータ
は、図２２におけるボックスで示される任意のパターン
ロジック回路２２により提供することができ、又は投影
サイトに提供されなければならない映画の既知の特徴に
基づいて、投影時に急いで生成することもできる。他の
可能性として、映画供給者による制御と投影サイトによ
る制御とを結合することも含んでいる。

【０１８９】目的は、変調周波数及び強度変動データと
同様に、ピクセル１０２の位置を提供することである。
方法（１ａ）〜（１ｅ）及び方法（２ａ）〜（２ｆ）に
ついて上述したように、平文又は暗号化情報は、特定の
位置、周波数及びピクセル１０２の変調のための強度デ
ータの選択により送出することができる。

【０１９０】顕著なことに、パターン生成器／変調器１
８のアセンブリは、フレーム１００にいて存在する画素
１０２に割り当てられるこの位置、周波数及び変調のた
めの強度データを提供する。すなわち、パターン生成器
／変調器１８のアセンブリは、フレーム１００について
のシーン内容に関連する「新たな」ピクセル１０２を提
供しない。代わりに、パターン生成器／変調器１８のア
センブリは、ディスプレイ・ロジック・アセンブリ１４
から送出されるシーン内容を操作するために、画像形成
アセンブリ１６に送出される制御信号として考慮するこ
とができる。

【０１９１】パターン生成器／変調器１８のアセンブリ
は、ディスプレイ・ロジック・アセンブリ１４、及び投
影のために画像形成アセンブリ１６に送出されるパター
ン１０４内のピクセル１０２について変調情報を提供す
る。

【０１９２】なお、画像形成アセンブリ１６、伸張回路
１２、ディスプレイ・ロジック・アセンブリ１４及びパ
ターン生成器／変調器１８のアセンブリは、好適な実施
の形態においてプロジェクタ１０の一部とすることがで
き、個別のコンピュータ又は他のプロセッサで実行する
構成要素のような個別の構成要素とすることができる。

【０１９３】画像形成アセンブリ１６は、表示スクリー
ン２０へのフレーム１００の系列の投影について、多数
の表示技術のうちのいずれか１つを使用してもよい。好
適な実施の形態では、画像形成アセンブリ１６は、透過
性のある液晶表示装置（ＬＣＤ）の空間光変調器及びフ
レーム１００の投影のための支持要素を備えている。パ
ターン１０４のデータは、それぞれの色についてＬＣＤ
内の個々の画素を変調するために使用してもよい。ある
いは、個別のＬＣＤは、パターン１０４の変調のために
使用してもよい。他のタイプの変調器は、たとえば、デ
ィジタルマイクロミラー装置（ＤＭＤ）又は反射型ＬＣ
Ｄを含めて代替的に使用してもよい。

【０１９４】（変調を適用するための代替的な技術）本
発明の装置は、パターン１０４に変調を適用するため
に、多数の異なる技術のうちのいずれかを使用すること
ができる。図２３を参照して、フレーム１００における
それぞれの画素１０２の投影を取り入れた信号経路が示
されている。変調を適用するための方法は、以下のステ
ップを含んでいる。

【０１９５】（ａ）ディジタル制御回路での変調。好適
な実施の形態では、それぞれのフレーム１００における
ピクセル１０２のアレイの生成のために使用されるディ
ジタル制御回路内で、ディジタル信号３０に変調が適用
される。この方法によれば、それぞれのフレーム１００
におけるピクセル１０２に対応するディジタル値は、変
調スキームに従い変調される。図２３では、“ＡＮＤ”
処理がディジタル領域で即座に実現されるように、５０
％の負荷サイクルの方形波変調の例が示されている。

【０１９６】（ｂ）アナログ変調。アナログ変調は、た
とえば、パターン１０４内の画素１０２について使用さ
れる光源の強度を制御するアナログ信号３２の変調のた
めの幾つかの方法を使用して可能である。アナログ変調
技術は、ディジタル技術の部分とは異なり、連続時間で
のアナログ信号を操作する。しかし、変調の類似の概念
をディジタル領域からアナログ領域に引き継ぐことがで
きる。

【０１９７】（ｃ）光学的変調。光学的変調は、シャッ
ター付け、マスクキング、又は制御画素の放出のよう
な、投影光学系３４の技術を使用して実現することがで
きる。光学的変調は、マスキング又はフィルタリング技
術を使用して、表示スクリーン２０でと同様に、画像形
成アセンブリ１６内で適用することができる。図２３を
参照して、光変調マスク２１６は、たとえば、投影光学
系の前、又は表示スクリーンの上部のいずれかで使用す
ることができ、投影された画素位置を選択的に走査する
ことができる。電気制御の伝送特性を有する液晶表示装
置を使用して、かかる空間光変調マスクを構築してもよ
い。かかるマスクの異なる領域の不透明さは、適用され
る電気信号をマスクの該当領域に変えることにより制御
してもよい。上述したように、変調は、フレーム１００
のそれぞれの色成分について異なるように適用すること
ができる。

【０１９８】（代替的な実施の形態）図２４を参照し
て、コピー防止投影装置１０についての代替的な実施の
形態が示されている。ここでは、画像形成アセンブリ１
６が表示スクリーン２０に投影していない。代わりに、
画像形成アセンブリ１６は、放出性のディスプレイパネ
ル２４と通信する。放出性のディスプレイパネル２４
は、たとえば、大規模なスポーツ施設で広く使用されて
いるディスプレイパネルに類似して、ＬＥＤアレイ２６
を備えるパネル構成であってもよい。このタイプのディ
スプレイパネル２４を使用して、画像形成アセンブリ１
６は、赤、緑及び青のＬＥＤ２８Ｒ，２８Ｇ及び２９Ｂ
のそれぞれを直接制御する。

【０１９９】本発明は、その好適な実施の形態を特に参
照して記載された。当業者であれば、様々な変形がなさ
れてもよく、本発明の範囲から逸脱することなしに、好
適な実施の形態における構成要素を等価な構成により置
き換えてもよいことを理解されるであろう。たとえば、
コピー防止パターン１０４は、多数のピクセル１０２の
配置を備えて、メッセージ１０６又はフレーム１００内
のいずれかの領域１０８を形成してもよい。コピー防止
パターン１０４は、記録を混乱させるか、又はディジタ
ルォータマーキング或いはその両者を提供することを主
に提供することができる。本発明は、たとえば、マイク
ロミラー技術又はライトバルブアレイのようなディジタ
ル動画プロジェクタ及び表示スクリーン装置といった多
数の可能な機器構成に適用可能である。

【０２００】したがって、提供されるものは、ディジタ
ル動画についてのコピー防止投影装置、及びビデオカメ
ラを使用して画像の記録をさせないために、表示される
動画フレーム内のピクセルに変調を適用するための方法
である。

【０２０１】

【発明の効果】よって、本発明によれば、ピクセル列を
有するディジタル動画投影フレーム内に、人間の閲覧者
には見えないがビデオ取込装置を用いてサンプリング及
び表示されると知覚可能となるコピー防止パターンを表
示する方法及び装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】点滅に対する人間の目の相対感度を示すグラフ
である。

【図２】従来のフィルム投影を伴うダブル・シャッタリ
ングに対して用いられるタイミング配列を示すグラフで
ある。

【図３】ディジタル・モーション・ピクチャ投影におけ
る単一のピクセルに対するタイミング配列を示すグラフ
である。

【図４】振動数１０Ｈｚを有する二乗余弦の時間領域表
現を示すグラフである。

【図５】１０Ｈｚで点滅する可視信号の周波数領域表現
を示すグラフである。

【図６】８０Ｈｚで振動する信号の周波数領域表現を示
すグラフである。

【図７】１０Ｈｚで振動し、８０Ｈｚでサンプリングさ
れる関数の時間領域表現を示すグラフである。

【図８】図７のサンプル関数の周波数領域表現を示すグ
ラフである。

【図９】３０Ｈｚでサンプリングされた図７の関数の周
波数領域表現を示すグラフである。

【図１０】サンプル振動関数についてのエイリアシング
状態の周波数領域表現を示すグラフである。

【図１１ａ】１０サイクルのみ含むように先が切り捨て
られたシヌソイド振動関数の周波数領域表現を示すグラ
フである。

【図１１ｂ】５サイクルのみ含むように先が切り捨てら
れたシヌソイド振動関数の周波数領域表現を示すグラフ
である。

【図１２】導入された点滅の一ピクセルに対する効果の
時間領域表現を示すグラフである。

【図１３】ディジタル・モーション・ピクチャのｎ個の
連続フレームについてのピクセル強度値の変化を示すグ
ラフである。

【図１４】図１３のピクセル強度値の変化の周波数領域
表現を示すグラフである。

【図１５】変調された図１３の強度値の周波数領域表現
を示すグラフである。

【図１６】変調されていないがサンプリングはされた図
１３の時間変化関数の周波数領域表現を示すグラフであ
る。

【図１７】変調及びサンプリングされた図１３の時間変
化関数の周波数領域表現を示すグラフである。

【図１８】パターンを有するディジタル・モーション・
ピクチャ・フレームを示す平面図である。

【図１９】パターンとしてメッセージを有するディジタ
ル・モーション・ピクチャ・フレームを示す平面図であ
る。

【図２０】パターン変調用に規定された複数の領域を有
するディジタル・モーション・ピクチャ・フレームを示
す平面図である。

【図２１】本発明に係る方法のために採られた決定プロ
セスを示すフローチャートである。

【図２２】本発明に係るコピー阻止投影装置の主要構成
要素を示す概略ブロック図である。

【図２３】ディジタル投影システム用の信号変換パスを
示すブロック図である。

【図２４】本発明に係るコピー阻止投影装置の別の実施
形態の主要構成要素を示す概略ブロック図である。

【符号の説明】

１０ プロジェクタ １２ 伸張回路 １４ ディスプレイ・ロジック・アセンブリ １６ 画像形成アセンブリ １８ パターン生成器／変調器 ２０ 表示スクリーン ２２ パターンロジック回路 ２４ ディスプレイパネル ２８Ｒ 赤ＬＥＤ ２８Ｇ 緑ＬＥＤ ２８Ｂ 青ＬＥＤ ３０ ディジタル信号 ３２ アナログ信号 ３４ 投影光学系 １００ フレーム １０２ ピクセル １０４ パターン １０６ メッセージ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ポール ダブリュ ジョーンズ アメリカ合衆国 ニューヨーク 14428 チャーチヴィル リード・ロード 644 Ｆターム(参考） 5C052 AA01 AB03 DD04 5C053 FA13 LA06 5D044 AB07 DE50 EF05 GK12 GK17 HL11

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 それぞれが各フレーム内で所定の強度で
   表示されるように割り当てられたピクセルの列をそれぞ
   れが有する連続した複数の画像フレームを表示するコピ
   ー防止表示装置であって、 （ａ） 前記フレームのそれぞれのピクセル・パターン
   を指定する制御信号を提供することができるパターン生
   成器／変調器アッセンブリと、 （ｂ） 前記パターン生成器／変調器アッセンブリから
   前記制御信号を受け入れることができると共に、前記制
   御信号に応じて前記フレームのそれぞれにおいて表示さ
   れるピクセル強度を変更することができる画像形成アッ
   センブリとを有し、 前記制御信号は、前記ピクセル・パターンの時間的変調
   を指定し、 前記時間的変調は、人間の観測者には感知できないが、
   同時に、前記フレームがビデオ取込装置によって取り込
   まれるとエイリアシングによる不快なアーティファクト
   を生成するように選択されることを特徴とするコピー防
   止表示装置。
2. 【請求項２】 それぞれがピクセル列を有する連続した
   複数の画像フレームとして、該フレームから選択された
   複数のピクセルを有するコピー防止パターンを表示する
   方法であって、 前記パターンを時間的に変調する工程を有し、 前記時間的変調は、人間の観測者には感知できないが、
   同時に、前記フレームがビデオ取込装置によって取り込
   まれるとエイリアシングによる不快なアーティファクト
   を生成するように選択されることを特徴とするコピー防
   止パターン表示方法。
3. 【請求項３】 ディジタル動画フレームのシーケンスが
   ビデオ取込装置を用いてサンプリングされた際にエイリ
   アシングを生じさせることが意図され、該ディジタル動
   画フレーム内の選択されたピクセル・パターンへ適用さ
   れる変調周波数候補を識別する方法であって、 （ａ） 複数の連続フレームを選択し、 （ｂ） 前記選択されたピクセル・パターン内の各ピク
   セルについて強度値を取得し、 （ｃ） 変調信号波形に対する負荷サイクルによって条
   件付けられた、前記選択されたピクセル・パターン内の
   各ピクセルに対する変調強度値を計算し、 （ｄ） 前記選択されたピクセル・パターン内の前記ピ
   クセルに対する帯域幅を計算し、 （ｅ） 目標サンプリング周波数を選択し、 （ｆ） １次若しくは２次の側波帯を可視変調に対する
   所定の閾値の範囲内収めることに基づいて選択された前
   記変調周波数候補を、前記目標サンプリング周波数及び
   前記可視変調に対する所定の閾値に基づいて計算する、
   ことを特徴とする識別方法。