JP3089495B2 - 映像信号処理装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は映像信号処理装置に関す
るものであり，特に，違法に映像信号を複写（ダビン
グ）することを防止するため，映像信号にパイロット
（アンチパイラシー）信号を重畳する映像信号処理装置
に関する。

【０００２】

【従来の技術】違法な映像信号の複写（ダビング）を禁
止する方法としては，たとえば，民生用ＶＴＲなどにお
いて，記録時にその信号を検出して記録を禁止するため
のパイロット（アンチパイラシー）信号を同期信号部分
に組み込むことが試みられている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら，同期信
号部分にパイロット信号を組み込む方法は同期信号部分
をすげ替えることにより，容易にパイロット信号が解除
されてしまうという問題がある。違法ダビングを防止す
る他の方法としては，映像信号帯域外の高い周波数のパ
イロット信号を映像信号に重畳させる方法も提案されて
いる。この方法は，映像信号の周波数帯域外にパイロッ
ト信号が存在するから，モニタ装置で再生した画像が劣
化するという問題は少ない。しかしながら，簡単な回路
構成のローパスフィルタでパイロット信号が容易に除去
されてしまい，違法ダビングを事実上防止することがで
きないという問題がある。違法ダビングを防止する方法
としてはその他の方法も考えられるが，モニタ装置に通
常の形態で再生させた場合にその再生画像に劣化を惹起
させないで効果的に違法ダビングを防止する有効な方法
はまだ実現されていない。

【０００４】本発明は上述した問題を解決し，本来の再
生映像信号に画質劣化を生じさせず，しかもその解除が
事実上困難なパイロット（アンチパイラシー）信号を映
像信号に重畳する映像信号処理装置を提供することにあ
る。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記問題を解決するた
め、本発明の映像信号処理回路は、映像信号の周波数帯
域内で水平走査周波数に対して周波数インターリーブ関
係にある所定の周波数を有し、所定の範囲内の振幅を有
するパイロット信号を発生するパイロット信号発生回路
と、上記パイロット信号を上記映像信号の画像信号部分
に、複数フィールドごとに重畳するパイロット信号重畳
回路とを有する。

【０００６】

【作用】パイロット信号発生回路は，映像信号周波数帯
域内にあり，水平走査周波数と周波数インターリーブ関
係にある周波数で，しかも，再生映像信号に事実上影響
を及ぼさない振幅のパイロット信号を発生する。パイロ
ット信号重畳回路は上記パイロット信号を輝度信号、色
差信号など実質的な映像信号部分（画像信号部分）に間
欠的，たとえば，複数フィールドごとにに重畳する。再
生画像信号に実質的な影響を及ぼさないパイロット信号
の振幅は重畳される間欠的なタイミングにも依存して決
定されるが，違法ダビングを防止するためパイロット信
号を検出するためなるべく大きい振幅が好ましい。映像
信号に上述した周波数を有し，上述した振幅を有するパ
イロット信号を重畳してもモニタ装置で再生される画像
は事実上劣化しない。一方，上述したパイロット信号が
重畳された映像信号がビデオ記録装置で複写されると
き，ビデオ記録装置に組み込まれた違法ダビング禁止回
路（図示せず）がパイロット信号を検出して記録動作を
禁止する。パイロット信号は映像信号周波数帯域内の周
波数を有し，映像信号に重畳されているから，かりにこ
のようなパイロット信号を除去しようとすると，相当複
雑な回路が必要となり，ダビングは困難である。

【０００７】

【実施例】図１は本発明の映像信号処理装置の１実施例
の構成図を示す。この図は，ソフトビデオ信号発生器１
からビデオテープに記録するとき，パイロット信号発生
回路３で違法ダビングを禁止するパイロット信号（アン
チパイラシー信号）を発生させ，信号重畳回路２でその
パイロット信号を重畳し，記録装置４においてパイロッ
ト信号が重畳された映像信号をビデオテープに記録する
構成図を示す。映像信号は輝度信号Ｙ，第１の色差信号
Ｐ_B および第２の色差信号Ｐ_R からなる。本発明の映像
信号処理装置においては，音声信号は直接関係しないの
で，以下その記述を省略する。また，以下の記述おい
て，映像信号として輝度信号Ｙを例示する。

【０００８】図２にパイロット信号発生回路３で発生さ
れるパイロット信号の周波数特性を示し，図３にそのパ
イロット信号の映像信号への重畳タイミングを示し，図
４に図３のパイロット信号の拡大図を示し，図５にパイ
ロット信号の振幅特性を示す。パイロット信号発生回路
３で発生されるパイロット信号の周波数はパイロット周
波数ｆ_P である。このパイロット周波数ｆ_P は水平同期
を規定する水平走査周波数ｆ_H に対して下記式−１に基
づく周波数インターリーブ関係にある。 ｆ_P ＝（Ｎ＋１／２）ｆ_H （１） Ｎはパイロット信号発生回路３内の分周回路（図示せ
ず）の分周率である。図２に示した例はＮ＝２とした場
合である。このＮは任意に設定することができる。この
ようなパイロット信号は全フィールドに重畳されるので
はなく，複数フィールドごと，図３に示した例では，５
フィールドごと１フィールドだけ映像信号に重畳され
る。特に，映像信号の信号領域，たとえば，輝度信号Ｙ
について，３値同期信号に続く，水平ブランキング期間
内の実質的な輝度信号成分にパイロット信号が重畳され
る。すなわち，同期信号部分には重畳せず，同期信号部
分にパイロット信号を重畳することによる同期信号の乱
れは生じない。

【０００９】図３および図４に示すように，パイロット
信号の重畳（実質的な信号成分への重畳）は，ある強度
（振幅）で，映像信号を画像再生するモニタ装置を監視
する人間の目の積分効果の残らない時間Ｔ_ONだけ重畳
し，目の積分効果がリセットされる間隔Ｔ_OFF その重畳
は禁止される。このように_, デューティを変化させこと
により目に対する等価強度を低下させている。オン時間
（重畳時間）Ｔ_onを短くすれば，後述するモニタ装置に
おける再生画像におけるパイロット信号の影響は少なく
なる。これらの時間Ｔ_ON，Ｔ_OFF は画面処理タイミング
_, 信号同期などの条件を考慮して，たとえば，Ｔ_ON＝１
フィールド，Ｔ_OFF ＝５フィールドとする。

【００１０】図５にパイロット信号の振幅特性を示す。
図６は上述のようにパイロット信号が映像信号に重畳さ
れて記録装置４で記録されたビデオテープをビデオ再生
装置５で再生して，モニタ装置７で見たり，さらにビデ
オ記録装置６でダビングする場合の構成を示す。まず，
ビデオ再生装置５で再生されたビデオテープの内容が正
常に再生されてモニタ装置７で監視されるとき，パイロ
ット信号の振幅の大きさがモニタ装置７における再生画
像にいかに影響を及ぼすかについて考察する。図５の曲
線ＣＶ１は連続して各フィールドにパイロット信号を輝
度信号Ｙに重畳しモニタ装置７に画像を再生したときに
その画像を人間が観察したときに振幅７００ｍＶの輝度
信号Ｙに影響を及ぼさないパイロット信号の振幅の上限
をプロットした曲線を示す。曲線ＣＶ２は，Ｍ＝３０フ
ィールドごとにパイロット信号を輝度信号Ｙに重畳しモ
ニタ装置７に再生された画像を人間が観察したときに輝
度信号Ｙに影響を及ぼさないパイロット信号の振幅の上
限をプロットした曲線を示す。輝度信号Ｙそのものの振
幅によっても，その重畳されるパイロット信号の振幅の
大きさによる再生画像への影響度は大きく変化するが，
連続的にパイロット信号を重畳した場合とＭフィールド
ごとに間欠的にパイロット信号を重畳した場合とではそ
の影響度は大きく異なる。間欠的にパイロット信号を重
畳するときは大きい振幅のパイロット信号を重畳しても
モニタ装置７における再生画像の影響は少ない。

【００１１】大きい振幅のパイロット信号の重畳は，記
録時にパイロット信号を検出するとき，その検出を容易
にし，さらにもしパイロット信号を強制的に解除しよう
とするとき映像信号の劣化を大きくするから，なるべく
振幅は大きい方が好ましい。間欠的にパイロット信号を
重畳するとその振幅を大きくすることができるから，本
発明においては，上述したように間欠的にパイロット信
号を映像信号に重畳するようにしている。モニタ装置７
における再生画像に実質的に劣化を生じさせないパイロ
ット信号の最大振幅は，この例では，挿入レベルが小さ
い時，第１のレベルＬＶＬ１以下の振幅となる。したが
って，Ｍフィールドの値にもよるが，本実施例では輝度
信号Ｙに重畳するパイロット信号の振幅を２０〜３０ｍ
Ｖ程度の範囲に設定している。このように，周波数ｆ_H
と周波数インターリーブ関係にあり，上記振幅範囲内に
あるパイロット信号を映像信号に重畳してもモニタ装置
７における再生画像には事実上影響がでない。

【００１２】つぎにこのようなパイロット信号が重畳さ
れたビデオテープを違法にダビングすることが禁止され
ることについて述べる。図６のビデオ記録装置６内に
は，パイロット信号検出回路６１，システム制御回路６
２および記録処理回路６３が設けられている。記録処理
回路６３は従来の回路と同様，再生映像信号を新たなビ
デオテープに記録する回路である。パイロット信号検出
回路６１は上述したパイロット信号を検出し，システム
制御回路６２はその検出信号に基づいて記録処理回路６
３に記録を禁止させるダビング禁止信号ＳＴＯＰを出力
する。記録処理回路６３はダビング禁止信号ＳＴＯＰを
入力したら記録動作を停止するように構成されている。

【００１３】図７にパイロット信号検出回路６１の回路
構成を示す。パイロット信号検出回路６１は，１Ｈ遅延
回路６１１と信号加算回路６１２とで構成されるくし形
フィルタ，上述した周波数ｆ_H とインターリーブ関係に
あるパイロット周波数ｆ_P を通過させる特性を有するバ
ンドパスフィルタ（ＢＰＦ）６１３，検波器６１４を有
している。以上に述べた回路構成で，ビデオ再生装置５
で再生された映像信号Ｓ６０に重畳されたパイロット信
号が検出される。パイロット信号検出回路６１には，さ
らに，第１の積分回路６１５，第１の識別回路（ディス
クリミネータ）６１６，第２の遅延回路６１７，第２の
積分回路６１８，第２の識別回路６１９，第３の遅延回
路６２０，第３の積分回路６２１，第３の識別回路６２
２，第４の遅延回路６２３，第４の積分回路６２４，第
４の識別回路６２５を有する。第１の積分回路６１５に
は第１のゲートパルスＧＰ０が印加され，このゲートパ
ルスＧＰ０は順次，第２の遅延回路６１７〜第４の遅延
回路６２３で１フィールド当たりの時間ごと遅延されて
いく。

【００１４】図８を参照して図７のパイロット信号検出
回路６１の動作を述べる。検波回路６１４で検出された
パイロット信号Ｓ６１４はもともとも再生画像信号に対
する影響がないように，輝度信号Ｙの最大振幅の５％以
下と低い。したがって，検波回路６１４で検出されたパ
イロット信号を積分回路である時間にわたって積分して
その値が識別回路で所定のしきい値を越えることが検出
されたら，システム制御回路６２にパイロット検出信号
Ｓ６１を出力する。図８に示した例ではパイロット信号
は４フィールドごとに挿入されている。ゲートパルスＧ
Ｐは各フィールドに対応して出力され，対応する積分回
路をそのフィールドの間動作させる。パイロット信号検
出回路６１にとって，どのフィールドにパルス信号が重
畳されているか不明である。したがって，４フィールド
全部について，各フィールドごと積分回路６１５，６１
８，６２１，６２４においてパイロット信号の積分が行
われ，識別回路６１６，６１９，６２２，６２５におい
て積分出力のレベル判定を行う。各積分回路，たとえ
ば，積分回路６１５の出力Ｓ６１５は図８に示すように
充放電特性を有する。この積分信号が所定のしきい値Ｌ
_THを越えたら，ＯＲゲート６２６を介してパイロット信
号検出信号Ｓ６１が出力される。

【００１５】システム制御回路６２はパイロット信号検
出信号Ｓ６１に応答してダビング禁止信号ＳＴＯＰを記
録処理回路６３に出力する。これにより，記録処理回路
６３における記録停止される。パイロット信号は間欠的
ではあるが継続的に重畳されているから，一旦，パイロ
ット信号検出回路６１において，パイロット信号が検出
されると，継続してパイロット信号検出信号Ｓ６１が出
力され続き，ビデオテープへの記録は継続して禁止され
る。

【００１６】上述したパイロット信号を除去して違法に
ダビングしようとすると，図６のパイロット信号検出回
路６１および記録処理回路６３の前段で，パイロット信
号成分を除去しなければならない。パイロット信号の除
去は，図７に示した１Ｈ遅延回路６１１，信号加算回路
６１２，および，バンドパスフィルタ６１３からなるフ
ィルタ回路を必要とする。このフィルタ回路は構成が複
雑であり価格が高くなるから，違法ダビングは高くつく
ことになる。通常，パイロット信号は輝度信号Ｙ，第１
の色差信号Ｐ_B ，第２の色差信号Ｐ_R に重畳されている
から，そのような複雑なフィルタ回路は３系統必要とな
り，一層，フィルタ回路は高価格となる。また，違法ダ
ビングをさらに困難にさせるため，輝度信号Ｙ，第１の
色差信号Ｐ_B ，第２の色差信号Ｐ_R ではパイロット周波
数ｆ_P を異ならせる。これにより，異なる通過周波数特
性を有するバンドパスフィルタが必要になり，事実上，
違法ダビングはできなくなる。また，そのような違法ダ
ビングを可能にするフィルタ回路を用いたとしても，本
発明におけるパイロット信号は映像信号の周波数帯域内
の，周波数ｆ_H とインターリーブ関係にある周波数をパ
イロット周波数ｆ_P として選定しているから，映像信号
そのものが劣化することになり，違法ダビングをしたビ
デオテープの信号品質は非常に低下する。

【００１７】本発明の実施に際しては，上述した実施例
に限定されず，種々の実施態様をとることができる。た
とえば，第１実施例として示した周波数ｆ_Hと周波数イ
ンターリーブ関係にあるパイロット周波数ｆ_P を有する
パイロット信号の映像信号への重畳は，輝度信号Ｙにだ
け重畳してもよく，第１の色差信号Ｐ_B および第２の色
差信号Ｐ_R に輝度信号Ｙと同様に重畳してもよい。上述
した間欠的なパイロット信号の重畳タイミング，振幅
は，上述した方法にしたがって任意にすることができ
る。

【００１８】

【発明の効果】以上述べたように，本発明のパイロット
信号重畳方法によれば，モニタ装置で再現される画像に
事実上の劣化を生じさせず，違法ダビングを事実上困難
にする。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の映像信号処理装置の第１実施例構成図
である。

【図２】図１のパイロット信号発生回路で発生されるパ
イロット信号の周波数特性図である。

【図３】図１のパイロット信号発生回路で発生され映像
信号に重畳されるパイロット信号の重畳タイミング図で
ある。

【図４】図３のパイロット信号の詳細図である。

【図５】図４におけるパイロット信号の振幅特性を示す
図である。

【図６】本発明の映像信号処理装置の第２実施例の構成
図である。

【図７】図２のパイロット信号検出回路図である。

【図８】図７のパイロット信号検出回路の動作を示す信
号波形図である。

【符号の説明】

１・・ソフトビデオ信号発生器 ２・・信号重畳回路 ３・・パイロット信号発生回路 ４・・記録装置 ５・・ビデオ再生装置 ６・・ビデオ記録装置 ７・・モニタ装置 ６１・・パイロット信号検出回路 ６２・・システム制御回路 ６３・・記録処理回路

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 斉藤 勲 東京都品川区北品川６丁目７番35号 ソ ニー株式会社内 (56)参考文献 特開 平１−108894（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−137899（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H04N 5/91 - 5/956 H04N 9/79 - 9/898

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】映像信号の周波数帯域内で水平走査周波数
   に対して周波数インターリーブ関係にある所定の周波数
   を有し，所定の範囲内の振幅を有するパイロット信号を
   発生するパイロット信号発生回路と， 上記パイロット信号を上記映像信号の実質的な画像信号
   部分に，複数フィールドごとに重畳するパイロット信号
   重畳回路とを有することを特徴とする映像信号処理回
   路。
2. 【請求項２】上記パイロット信号発生回路は、複数フィ
   ールドごとに重畳する当該パイロット信号の振幅を、重
   畳するフィールドごとの数の大きさに応じて高くする、 請求項１記載の映像信号処理回路。
3. 【請求項３】上記映像信号の実質的な画像信号は、輝度
   信号、第１の色差信号および第２の色差信号からなり、 上記パイロット信号発生回路は、少なくとも上記輝度信
   号に対するパイロット信号を生成し、 上記パイロット信号重畳回路は、上記輝度信号部分に上
   記生成されたパイロット信号を上記複数フィールドごと
   に間欠的に重畳する、 請求項１または２記載の映像信号処理回路。
4. 【請求項４】上記パイロット信号発生回路は、上記輝度
   信号、上記第１の色差信号および上記第２の色差信号に
   ついてそれぞれ、水平走査周波数に対して異なる周波数
   インターリーブ関係にある所定の周波数を有し、重畳す
   るこれらの信号の振幅に対して所定の範囲内の振幅を有
   するパイロット信号を発生し、 上記パイロット信号重畳回路は、上記輝度信号、上記第
   １の色差信号および上記第２の色差信号それぞれの部分
   に上記それぞれ生成されたパイロット信号を上記複数フ
   ィールドごとに重畳する、 請求項３記載の映像信号処理回路。