JP3867738B2 - 映像信号伝送方法および重畳情報抽出方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、例えば、記録媒体に記録されている映像信号を再生して、複製を防止する情報とともに伝送し、伝送された映像信号を受信して別の記録媒体に記録するのを制限ないしは禁止する場合のように、映像信号に付加情報を重畳して出力し、これを受信して重畳された付加情報を抽出し、抽出した付加情報を用いて複製防止制御などを可能にする方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ＶＴＲ（ビデオテープレコーダ）が普及し、ＶＴＲで再生が可能な数多くのソフトウエアが提供されるようになってきている。また最近では、デジタルＶＴＲやＤＶＤ（デジタルビデオディスク）の再生装置などが現実のものとなってきており、画質、音質の良い映像、音声を手軽に再生して視聴することができるようになってきている。
【０００３】
しかし、一方で、このように豊富に提供されるようになったソフトウエアが無制限に複製されてしまうおそれがあるという問題があり、従来から種々の複製防止対策が施されている。
【０００４】
例えば、アナログ映像信号についての複製を直接的に禁止する方法ではないが、記録装置としての例えばＶＴＲと、映像を提供するモニタ受像機のＡＧＣ（オート・ゲイン・コントロール）の方式の相違、あるいはＡＰＣ（オート・フェイズ・コントロール）の特性の相違を利用して、実質的に複製を防止する方法がある。
【０００５】
すなわち、例えば、ＶＴＲは、映像信号に挿入された擬似同期信号によりＡＧＣを行い、モニタ受像機は、この擬似同期信号によらないＡＧＣ方式を採用するというように、ＡＧＣの方式の相違を利用する方法が前者の例で、オリジナルの記録媒体にアナログ映像信号を記録するときに、ＡＧＣのための同期信号としてレベルが極端に大きな擬似同期信号を挿入しておき、再生用ＶＴＲから記録用ＶＴＲに供給する映像信号に、ＡＧＣのための同期信号として、このレベルが極端に大きな擬似同期信号を挿入するものである。
【０００６】
また、ＶＴＲでのＡＰＣは、映像信号中のカラーバースト信号に短い時定数で追従するが、モニタ受像機のＡＰＣは、比較的長い時定数で追従するというように、ＡＰＣの特性の相違を利用する方法が後者の例で、オリジナルの記録媒体にアナログ映像信号を記録するときに、映像信号のカラーバースト信号の位相を部分的に反転させておき、再生用ＶＴＲから記録用ＶＴＲに供給する映像信号としてカラーバースト信号の位相が部分的に反転したものを出力するものである。
【０００７】
以上のようにした場合、再生用ＶＴＲからのアナログ映像信号の供給を受けるモニタ受像機においては、擬似同期信号やＡＰＣのために用いられるカラーバースト信号の部分的な位相の反転の影響を受けることなく、正常に映像が再生される。
【０００８】
しかし、再生用ＶＴＲからの上述のように擬似同期信号が挿入された、または、カラーバースト信号の位相反転制御を受けたアナログ映像信号の供給を受けて、これを記録媒体に記録するＶＴＲにおいては、入力信号に基づく利得制御、あるいは位相制御を正常に行うことができず、映像信号を正常に記録することができないようになる。したがって、記録された映像信号を再生しても、視聴可能な正常な映像が再生されることがないようにできる。
【０００９】
このようにアナログ映像信号を扱う場合には、複製を禁止するのではなく、正常に視聴可能な再生映像が得られないようにするものであり、これはいわば消極的な複製防止制御である。
【００１０】
これに対して、デジタル化された情報例えば映像信号を扱う場合には、複製防止符号、あるいは複製の世代制限符号などからなる複製防止制御信号を、デジタルデータとして映像信号に付加して記録媒体に記録しておくことにより、複製を禁止するなどの直接的な複製防止制御を行うようにしている。
【００１１】
図２２は、このデジタル化された情報を扱う場合の複製装置の基本的な構成図であり、デジタル再生装置１１０で再生されたデジタル情報を、デジタル伝送路１０１を通じてデジタル記録装置１２０に送り、複製可能なものは複製を実行し、複製不許可のものは複製を禁止するものである。
【００１２】
デジタル再生装置１１０に装填されている記録媒体１１１には、デジタル主情報に加えて、付加情報としての複製防止制御情報が記録されている。この複製防止制御情報は、複製禁止、複製許可、世代制限などを制御内容として指示するものである。デジタル再生部１１２は、記録媒体１１１から情報を読み出して、デジタル主情報と共に複製防止制御情報を得、これをデジタル伝送路１０１を通じてデジタル記録装置１２０に送る。
【００１３】
デジタル記録装置１２０の複製防止制御信号検出部１２２は、デジタル伝送路１０１を通じて受信した情報から複製防止制御信号を検出し、その制御内容を判別する。そして、この判別結果をデジタル記録部１２１に送る。
【００１４】
デジタル記録部１２１は、複製防止制御信号検出部１２２からの複製防止制御信号の判別結果が、デジタル伝送路１０１を通じて入力されたデジタル情報の記録を許可するものであるときには、前記入力デジタル信号を記録に適したデジタル情報に変換し、記録媒体１２３に書き込んで記録を実行するようにする。一方、複製防止制御信号検出部１２２からの複製防止制御信号の判別結果が、複製禁止であるときには、デジタル記録部１２１は、前記入力デジタル情報の記録処理を行わないようにする。
【００１５】
さらに、複製防止制御信号検出部１２２からの複製防止制御信号の判別結果が、第１世代の複製のみを許可するものであるときには、デジタル記録部１２１は、前記入力デジタル信号を記録に適したデジタル情報に変換し、記録媒体１２３に書き込んで記録を実行すると共に、付加情報としての複製防止制御信号を複製禁止（次世代の複製禁止）を指示するものに変更して、記録媒体１２３に記録するようにする。したがって、複製された記録媒体１２３を用いては、映像信号を複製することはできないようになる。
【００１６】
このように、主情報信号と、付加情報としての複製防止制御信号をデジタル信号として、記録装置に供給するようにする、いわゆるデジタル接続の場合には、伝送されるデジタルデータに複製防止制御信号が含まれるので、この複製防止制御信号を用いて、記録装置において、複製禁止などの複製防止制御を確実に行うことができる。
【００１７】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、図２２のデジタル再生装置が、例えばデジタルＶＴＲの場合には、再生した映像信号および音声信号をモニターするために、主情報信号である映像信号および音声信号のみをＤ／Ａ変換回路１１３を通じてアナログ信号に変換して、通常はモニター受像機が接続されるアナログ出力端子１１４に導出するようにする。
【００１８】
このように、デジタル情報の再生装置であっても、アナログ出力端子１１４に導出されるアナログ信号には、複製防止制御信号は含まれていない。このため、アナログ出力端子１１４にアナログＶＴＲなどが接続されるアナログ接続の場合には、情報信号の複製が可能となってしまう。
【００１９】
そこで、Ｄ／Ａ変換された映像信号や音声信号に、複製防止制御信号を重畳付加することが考えられるが、Ｄ／Ａ変換された映像信号や音声信号を劣化させずに、複製防止制御信号を付加し、記録装置において取り出して複製防止制御に用いることは難しい。
【００２０】
したがって、従来は、アナログ接続の場合には、前述したＶＴＲとモニタ受像機のＡＧＣの方式の相違、あるいはＡＰＣの特性の相違を利用する複製防止方法を用いて、消極的な複製防止を行うようにするしか方法がなかった。
【００２１】
ところが、前述したＶＴＲとモニタ受像機のＡＧＣの方式の相違、あるいはＡＰＣの特性の相違を利用する複製防止制御方法の場合、記録装置側のＡＧＣの方式、ＡＰＣの特性によっては、正常に映像信号の記録が行われてしまい、消極的な複製防止さえも、できない場合が発生する。また、モニタ受像機の再生画像が乱れるなどの問題が生じるおそれもあった。
【００２２】
以上のような問題点を解決し、再生される映像、音声を劣化させることなく、アナログ接続、デジタル接続のいずれの場合にも有効な複製防止制御方式として、本出願人は、先に、複製防止制御信号をスペクトラム拡散し、このスペクトラム拡散した複製防止制御信号をアナログ信号の状態の映像信号に重畳して、映像信号をデジタル記録あるいはアナログ記録する方式を提案している（特願平７−３３９９５９号参照）。
【００２３】
この方式においては、拡散符号として用いるＰＮ（ＰｓｅｕｄｏｒａｎｄｏｍＮｏｉｓｅ）系列の符号（以下、ＰＮ符号という）を十分に早い周期で発生させて、これを複製防止制御信号に対して掛け合わせることによりスペクトラム拡散し、狭帯域、高レベルの複製防止制御信号を、映像信号や音声信号には影響を与えることのない広帯域、低レベルの信号に変換させる。そして、このスペクトラム拡散された複製防止制御信号をアナログ映像信号に重畳して記録媒体に記録するようにする。この場合、記録媒体に記録する映像信号は、アナログ、デジタルのどちらでも可能である。
【００２４】
この方式においては、複製防止制御信号は、スペクトラム拡散されて広帯域、低レベルの信号として映像信号に重畳されるため、違法に複製しようとする者が、重畳された複製防止制御信号を映像信号から取り除くことは難しい。
【００２５】
しかし、逆スペクトラム拡散することにより重畳された複製防止制御信号を検出し、利用することは可能である。したがって、映像信号とともに複製防止制御信号を確実に記録装置側に提供することができると共に、記録装置側において、複製防止制御信号を検出し、検出した複製防止制御信号に応じた複製制御を確実に行うことができる。
【００２６】
ところが、前述のように、複製防止制御信号をスペクトラム拡散して映像信号に重畳する方式の場合、映像信号のノイズ除去システムを用いることにより、スペクトラム拡散された複製防止制御信号が除去されたり、劣化したり、あるいは、付け替えられる場合がある。
【００２７】
例えば、映像信号の画素間、フィールド間、フレーム間の相関性を利用して、映像信号のノイズを除去するノイズ除去システムの場合、隣接する水平走査線間、あるいは、隣接するフィールド間やフレーム間の映像信号どうしで差分を取り、得られた差分をノイズとして除去する。
【００２８】
この場合、スペクトラム拡散されて映像信号に重畳された複製防止制御信号が差分として算出され、前述したように、除去される場合がある。また、除去された場合には、別のスペクトラム拡散された複製防止制御信号に付け替えられるなどのおそれがある。
【００２９】
また、上述したノイズ除去システムが用いられた場合、スペクトラム拡散されて映像信号に重畳された複製防止制御信号の全部ではないが、映像信号に重畳された複製防止制御信号が部分的に除去されるなど複製防止制御信号が劣化する場合がある。この場合には、映像信号に重畳された正確な複製防止制御信号を抽出することができなくなり、複製防止制御信号に応じた複製防止制御ができなくなる。
【００３０】
また、例えば、アスペクト比が１６：９のいわゆる横長のワイドテレビ画像を、アスペクト比が４：３の標準のテレビ画像に変換する場合、あるいはその逆の場合のように、水平方向に、画素データを間引いたり、あるいは補間したりして画面の左右方向の拡大縮小を行うと、間引かれた映像信号に重畳されているスペクトラム拡散されている複製防止制御信号が消滅し、あるいは補間したデータによりスペクトラム拡散された複製防止制御信号が不連続になり、スペクトラム逆拡散により複製防止制御信号が復元できなくなるおそれがある。
【００３１】
また、ＮＴＳＣ方式からＰＡＬ方式に変換する場合あるいはその逆の場合のように、走査線数の異なるテレビジョン方式間の方式変換を行う場合に、水平ライン単位で間引きや補間処理を行うが、この場合にも上述と同様の問題が生じるおそれがある。
【００３２】
また、ＶＴＲでスローモーション再生や倍速再生などの変速再生を行うと、複数フィールド分の映像信号により１フィールド分の映像信号が再合成されるため、この再合成された映像信号においては、スペクトラム拡散された複製防止制御信号が不連続になり、スペクトラム逆拡散により複製防止制御信号が復元できなくなるおそれがある。
【００３３】
また、いわゆるカット編集が行われて、フィールド単位の映像信号が間引かれた場合にも、同様に、カット編集後の映像信号においては、スペクトラム拡散された複製防止制御信号が不連続になり、スペクトラム逆拡散により複製防止制御信号が復元できなくなるおそれがある。
【００３４】
また、従来のスペクトラム拡散では、複製防止制御信号などの付加情報として重畳できる情報量が少ないという問題もある。
【００３５】
この発明は、以上のことにかんがみ、上記問題点を一掃し、スペクトラム拡散されて映像信号に重畳された付加情報を、確実に受信先に提供し、完全な付加情報を取り出すことができると共に、重畳できる付加情報量を多くすることができるようにする方法を提供することを目的とする。
【００３６】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、請求項１の記載の発明による映像信号伝送方法は、
スペクトラム拡散した付加情報を映像信号に重畳して伝送する伝送方法であって、
垂直同期信号に同期して、１垂直周期を発生開始タイミングとして、１水平区間内の区間当たりに複数チップまたは１垂直区間内の区間当たりに複数チップを含む複数個の拡散符号列を発生させる拡散符号生成工程と、
前記拡散符号生成工程で生成された前記複数個の拡散符号列を切り替えると共に、それぞれの前記拡散符号列を、同一データを持つチップが画面単位の時間軸方向である空間方向に整列するように、複数垂直区間に渡って反復させる拡散符号反復工程と、
前記拡散符号反復工程により発生する拡散符号列により、少なくとも前記反復区間の前記各１垂直区間内の区間においては同一内容のデータを持つように付加情報をスペクトラム拡散するスペクトラム拡散工程と、
前記スペクトラム拡散工程により生成されたスペクトラム拡散信号を前記映像信号に重畳する重畳工程とを備え、
前記付加情報が重畳される前記映像信号は、データ圧縮された映像信号がデコードされたものであって、
前記拡散符号反復工程では、前記複数個の拡散符号列を、前記データ圧縮された映像信号の、１フレーム分の映像信号がそのまま符号化されるフレームの検出タイミングに同期して切り替える
ことを特徴とする。
【００３７】
また、請求項２に記載の発明による重畳情報抽出方法は、
垂直同期信号に同期して、１垂直周期を発生開始タイミングとして、１水平区間内の区間当たりに複数チップまたは１垂直区間内の区間当たりに複数チップを含む複数個の拡散符号列を切り替えると共に、それぞれの前記拡散符号列を画面単位の時間軸方向である空間方向に複数垂直区間に渡って反復させた拡散符号列によりスペクトラム拡散を施すことで生成された付加情報が重畳された映像信号から、前記スペクトラム拡散された付加情報を抽出する重畳情報抽出方法であって、
垂直同期信号に同期して、１垂直周期を発生開始タイミングとして、１水平区間内の区間当たりに複数チップまたは１垂直区間内の区間当たりに複数チップを含む逆拡散用の複数個の拡散符号列を発生させる逆拡散符号生成工程と、
前記逆拡散符号生成工程で生成された前記複数個の拡散符号列を切り替えると共に、それぞれの前記拡散符号列を、同一データを持つチップが画面単位の時間軸方向である空間方向に整列するように、複数垂直区間に渡って反復させる逆拡散符号反復工程と、
前記逆拡散符号反復工程により発生する逆拡散用の拡散符号列により、前記映像信号に重畳されたスペクトラム拡散された前記付加情報を逆拡散して抽出するスペクトラム逆拡散工程とを備え、
前記付加情報を抽出する前記映像信号は、データ圧縮された映像信号がデコードされたものであって、
前記複数個の拡散符号列は、前記データ圧縮された映像信号の、１フレーム分の映像信号がそのまま符号化されるフレームの検出タイミングに同期して切り替える
ことを特徴とする。
【００４０】
請求項１に記載の発明による映像信号伝送方法によれば、拡散符号反復工程により反復される複数水平区間においては垂直方向にチップが整列する。したがって、この複数水平区間内で、映像信号の水平ライン単位の相関を利用したノイズ除去が行われても、映像信号に重畳されているスペクトラム拡散信号は、差分として検出されないため、削除されてしまったり、劣化したりすることがない。
【００４１】
また、同様に、アスペクト比の違いによる画面サイズの変換や、テレビジョン方式の違いによる走査線数の変換により、水平ライン単位の間引きや補間が行われても、重畳された付加情報は再現可能な状態で残り、確実に伝送される。
【００４２】
また、拡散符号反復工程により反復される複数垂直区間においては、画面単位の時間軸方向である空間方向（以下、単に時間軸方向という）にスペクトラム拡散信号の同一のデータを持つチップが整列する。したがって、映像信号のフィールド間、フレーム間の相関性を利用したノイズ除去システムが用いられた場合に、フィールド間、フレーム間で差分を取っても、映像信号に重畳されているスペクトラム拡散信号は、差分として検出されないため、削除されたり、劣化することがない。また、変速再生やカット編集が行われても、同様にして、スペクトラム拡散信号は確実に伝送される。
【００４３】
そして、請求項１の発明においては、複数水平区間ごと、または複数垂直区間ごとに異なる拡散符号によりスペクトラム拡散が行われることになるので、その異なる拡散符号を用いて異なる付加情報を重畳することが可能になり、重畳する付加情報量を多くすることが可能である。
【００４４】
そして、この請求項１の発明に対応する請求項３に記載の重畳情報抽出方法によれば、付加情報のスペクトラム拡散時と同様にして、スペクトラム拡散された付加情報が重畳された区間に対応して、逆拡散用の拡散符号が生成される。この逆拡散用の拡散符号が用いられてスペクトラム逆拡散が行われることにより、付加情報がくり返し抽出される。
【００４５】
したがって、前述にもしたように、映像信号の相関性を利用したノイズ除去システムが用いられることにより、スペクトラム拡散された付加情報が除去されたり、劣化するようにされることがなく、また、映像信号の垂直方向の水平ライン単位の補間や間引きが行われた場合にも、映像信号に重畳された付加情報を確実に抽出することができる。
【００４８】
【発明の実施の形態】
以下、図を参照しながらこの発明の実施形態を適用した映像信号伝送方法、重畳情報抽出方法、映像信号出力装置、映像信号受信装置、映像信号記録媒体について説明する。
【００４９】
以下に説明する映像信号出力装置は、ＤＶＤ（デジタルビデオディスク）の記録再生装置（ＤＶＤ装置と以下称する）に適用されたものとして説明する。また、説明を簡単にするため、音声信号系についての説明は省略する。
【００５０】
［映像信号出力装置の第１の実施の形態］
図１は、この実施の形態の映像信号複製制御システムで用いられる映像信号出力装置（以下、単に出力装置という）１０を説明するための図である。すなわち、出力装置１０は、この第１の実施の形態において、ＤＶＤ装置の再生系に相当する。
【００５１】
図１において、記録媒体１００は、デジタル化された映像信号、音声信号が記録され、かつ、付加情報として複製防止制御信号が記録されたもので、この例ではＤＶＤである。複製防止制御信号は、ディスクの最内外のＴＯＣ（ＴａｂｌｅＯｆ Ｃｏｎｔｅｎｔｓ）やディレクトリと呼ばれるトラックエリアに記録することもできるし、映像データや音声データが記録されるトラックに、記録エリアを別にして挿入記録することもできる。以下に説明する例は、後者の場合の例で、映像データを読み出したときに、複製防止制御信号も同時に読み出される場合である。
【００５２】
また、複製防止制御信号は、第１世代の複製のみは許可するなどのような世代制限を内容とするものでもよいし、映像信号の複製の禁止または許可を示す信号でもよく、１ビットあるいは数ビットで構成されているものとして説明する。
【００５３】
図１に示すように、この実施の形態の出力装置１０は、読み出し部１１、復号化部１２、複製防止制御信号抽出部１３、ＳＳ（ＳＳはスペクトラム拡散の略、以下同じ）複製防止制御信号生成部１４、同期分離部１５、ＰＮ発生制御部１６、ＰＮ発生部１７、ＰＮ反復部１８、加算部１９、Ｄ／Ａ変換回路１９１、１９２を備えている。
【００５４】
読み出し部１１は、記録媒体１００を再生して得られる信号Ｓ１から再生映像信号成分Ｓ２を取り出し、これを復号化部１２および複製防止制御信号抽出部１３に供給する。
【００５５】
復号化部１２は、再生映像信号成分Ｓ２について復号化処理を行い、デジタル映像信号を形成し、これをＤ／Ａ変換回路１９１に供給する。Ｄ／Ａ変換回路１９１は、デジタル映像信号をＤ／Ａ変換して、同期信号を有するアナログ映像信号Ｓ３を形成し、これを同期分離部１５および加算部１９に供給する。
【００５６】
複製防止制御信号抽出部１３は、再生映像信号成分Ｓ２に付加されている複製防止制御信号Ｓ４を抽出し、これをＳＳ複製防止制御信号生成部１４に供給する。
【００５７】
一方、同期分離部１５は、アナログ映像信号Ｓ３から水平同期信号Ｈおよび垂直同期信号Ｖを抜き出して、これをＰＮ発生制御部１６に供給する。
【００５８】
ＰＮ発生制御部１６は、水平同期信号Ｈおよび垂直同期信号Ｖを基準信号として用いて、ＰＮ符号を発生させる区間を示すＰＮ発生イネーブル信号ＥＮや、ＰＮ符号の発生開始タイミングを示すＰＮ符号リセットタイミング信号ＲＥ（以下、リセット信号ＲＥと略称する）や、クロック信号ＣＬＫを生成する。
【００５９】
図２は、この実施の形態のＰＮ発生制御部１６を説明するためのブロック図である。図２に示すように、この実施の形態のＰＮ発生制御部１６は、ＰＮ発生タイミング信号生成部１６１、ＰＬＬからなるＰＮクロック生成部１６２、タイミング信号生成部１６３を備え、ＰＮ発生タイミング信号生成部１６１およびタイミング信号生成部１６３には、同期分離部１５からの水平同期信号Ｈおよび垂直同期信号Ｖが供給され、ＰＮクロック生成部１６２には同期分離部１５からの水平同期信号Ｈが供給される。
【００６０】
ＰＮ発生タイミング信号生成部１６１は、垂直同期信号Ｖを基準信号として用いて、図３（Ａ）に示すような、スペクトラム拡散に用いる拡散用のＰＮ符号列の繰り返し周期を決める垂直周期のリセット信号ＲＥを生成する。この例では、リセット信号ＲＥは、垂直同期信号Ｖの例えば前縁で立ち下がる垂直周期の信号である。
【００６１】
ＰＮ発生タイミング信号生成部１６１は、また、この例の場合には、水平同期信号Ｈ（図３（Ｂ）参照）を基準信号として、ＰＮ発生イネーブル信号ＥＮを生成する。この例では、ＰＮ発生イネーブル信号ＥＮは、Ｎ（Ｎは１以上の整数）水平区間おきの１水平区間だけＰＮ発生部１７からＰＮ符号を発生させるようにする信号として生成される。図３（Ｃ）では、１水平区間おきの１水平区間をＰＮ発生区間とするように発生する。図３（Ｃ）に示すように、このイネーブル信号ＥＮはローアクティブである。
【００６２】
ＰＮクロック生成部１６２は、ＰＬＬを用いて、水平同期信号Ｈに同期するＰＮクロックＰＮＣＬＫを生成する。このＰＮクロックＰＮＣＬＫは、拡散符号のチップ周期を決めるものである。
【００６３】
また、タイミング信号生成部１６３は、垂直同期信号Ｖおよび水平同期信号Ｈに基づいて、この出力装置１０で用いられる各種のタイミング信号を生成する。そして、ＰＮ発生制御部１６において生成されたＰＮ発生イネーブル信号ＥＮ、ＰＮ符号リセット信号ＲＥおよびＰＮクロック信号ＰＮＣＬＫは、ＰＮ発生部１７に供給される。ＰＮ発生イネーブル信号ＥＮおよびＰＮクロック信号ＰＮＣＬＫは、また、ＰＮ反復部１８にも供給される。
【００６４】
ＰＮ発生部１７は、クロック信号ＰＮＣＬＫと、イネーブル信号ＥＮと、ＰＮ符号リセットタイミング信号ＲＥとに応じてＰＮ符号を発生する。すなわち、ＰＮ発生部１７は、リセット信号ＲＥにより、この例では、垂直周期でリセットされ、予め決められた符号パターンのＰＮ符号列ＰＳをその先頭から生成する。そして、ＰＮ発生部１７は、イネーブル信号ＥＮによりＰＮ符号発生可能状態（イネーブル状態）とされるときにのみ、クロック信号ＰＮＣＬＫに応じて、ＰＮ符号列ＰＳを発生する。
【００６５】
この例の場合には、前述もしたように、ＰＮ発生部１７は、イネーブル信号ＥＮがローレベルのときにＰＮ符号を発生可能な状態にされるので、図３（Ｃ）に示すように、１つおきの水平区間でＰＮ符号発生状態となり、クロックＰＮＣＬＫの１クロックごとに１チップの割合でＰＮ符号を発生する。この場合、１垂直区間内では、ＰＮ発生部１７はリセットされないので、前記の１つおきの水平区間では、図３（Ｄ）に示すように、それぞれ異なるＰＮ符号例ＰＮ１１，ＰＮ１２，ＰＮ１３、…が生成される。しかし、ＰＮ発生部１７は、リセット信号ＲＥにより、垂直区間の先頭でリセットされるので、各垂直区間では、同じように、１つおきの水平区間で、それぞれ異なるＰＮ符号例ＰＮ１１，ＰＮ１２，ＰＮ１３、…が生成されることになる。
【００６６】
図４は、ＰＮ発生部１７の構成例を示す図である。この例のＰＮ発生部１７は、１５段のシフトレジスタを構成する１５個のＤフリップフロップＲＥＧ１〜ＲＥＧ１５と、このシフトレジスタの適宜のタップ出力を演算するイクスクルーシブオア回路ＥＸ−ＯＲ１〜ＥＸ−ＯＲ３とからなっている。そして、図４に示すＰＮ発生部１７は、上述したように、イネーブル信号ＥＮ、ＰＮクロック信号ＰＮＣＬＫ、ＰＮ符号リセットタイミング信号ＲＥに基づいて、Ｍ系列のＰＮ符号列ＰＳを発生する。
【００６７】
この例の場合、ＰＮ発生部１７に供給されるクロックＰＮＣＬＫのクロック周波数は、例えば５００ｋＨｚとされ、１垂直区間内の１つおきの水平区間のすべてでＰＮ符号を発生させることで、１垂直区間内に、合計で４０９５チップ分のＰＮ符号列を発生させることができる。
【００６８】
こうして得られたＰＮ発生部１７からのＰＮ符号列ＰＳは、ＰＮ反復部１８に供給され、また、ＰＮ発生制御部１６からのイネーブル信号ＥＮおよびクロックＰＮＣＬＫも、このＰＮ反復部１８に供給される。
【００６９】
図５は、このＰＮ反復部１８の構成例である。すなわち、このＰＮ反復部１８は、スイッチ回路１８１と、１水平区間内に入るＰＮ符号のチップ数分の段数を有するシフトレジスタ１８２とで構成される。そして、スイッチ回路１８１の一方の入力端ａ側に前記ＰＮ符号列ＰＳが供給され、他方の入力端ｂ側に、シフトレジスタ１８２の出力が供給される。
【００７０】
このスイッチ回路１８１の切り換え信号としてイネーブル信号ＥＮが供給されており、イネーブル信号ＥＮがローレベルでＰＮ符号列ＰＳが発生する区間では、スイッチ回路１８１は入力端ａ側に、イネーブル信号ＥＮがハイレベルであるＰＮ符号列ＰＳが発生していない区間では、スイッチ回路１８１は入力端ｂ側に、それぞれ切り換えられる。そして、クロックＰＮＣＬＫは、シフトレジスタ１８２にシフトクロックとして供給される。
【００７１】
したがって、ＰＮ発生部１７で１つおきの水平区間で発生したＰＮ符号列ＰＮ１１，ＰＮ１２，ＰＮ１３…からなるＰＮ符号列ＰＳは、スイッチ回路１８１を通じてシフトレジスタ１８２にそれぞれ転送される。そして、残りの１つおきの水平区間では、ＰＮ発生部１７からのＰＮ符号列ＰＳは途絶えるが、スイッチ回路１８１が入力端ｂ側に切り替わるので、シフトレジスタ１８２は、前の水平区間で取り込んだ１水平区間分のＰＮＰＮ符号列ＰＮ１１，ＰＮ１２，ＰＮ１３…を、それぞれ反復して出力する。
【００７２】
以上のようにして、この例の場合には、ＰＮ反復部１８では、ＰＮ発生部１７で１つおきの水平区間で発生したＰＮ符号列が、それぞれ後続する次の水平区間で繰り返されて、図３（Ｅ）に示すように、前記１水平区間単位のＰＮ符号列ＰＮ１１，ＰＮ１２，ＰＮ１３…が２水平区間で連続する状態のＰＮ符号列ＰＳｒが生成される。このＰＮ反復部１８からのＰＮ符号列ＰＳｒは、ＳＳ複製防止制御信号生成部１４に供給される。
【００７３】
ＳＳ複製防止制御信号生成部１４は、前述した複製防止制御信号抽出部１３によって抽出された複製防止制御信号Ｓ４をＰＮ符号列ＰＳｒを用いてスペクトラム拡散し、映像信号Ｓ３に重畳するスペクトル拡散された複製防止制御信号（以下、ＳＳ複製防止制御信号という）Ｓ５を形成する。
【００７４】
このＳＳ複製防止制御信号生成部１４は、図示しないが、スペクトラム拡散する複製防止制御信号列を生成する複製防止制御信号列生成部と、生成した複製防止制御信号列とＰＮ符号列ＰＳｒとを乗算してスペクトラム拡散する乗算部とを備えている。
【００７５】
複製防止制御信号列生成部は、この例の場合には、ＰＮ符号列ＰＳの発生タイミングに同期する１水平区間で完結、すなわち、ビットの区切りが生じ、かつ、次の反復区間である水平区間も同じビット内容となるように複製防止制御信号列を生成する。このタイミング制御のため、ＳＳ複製防止制御信号生成部１４には、ＰＮ発生制御部１６からのイネーブル信号ＥＮが供給されている。複製防止制御信号列は、１水平区間当たり１ビット〜数ビットの低ビットの信号である。
【００７６】
ＳＳ複製防止制御信号生成部１４において形成されたＳＳ複製防止制御信号Ｓ５は、Ｄ／Ａ変換回路１９２に供給される。Ｄ／Ａ変換回路１９２は、ＳＳ複製防止制御信号Ｓ５をアナログＳＳ複製防止制御信号Ｓ５Ａに変換し、加算部１９に供給する。
【００７７】
加算部１９は、アナログ映像信号Ｓ３に対して、アナログＳＳ複製防止制御信号Ｓ５Ａを重畳し、出力映像信号Ｓ６Ａを形成して、これを出力する。このように加算部１９は、アナログ映像信号Ｓ３に対し、ＰＮ符号列ＰＳｒによりスペクトラム拡散された複製防止制御信号であるＳＳ複製防止制御信号Ｓ５Ａを重畳する重畳手段としての機能を有する。この場合、ＳＳ複製防止制御信号Ｓ５Ａは、映像信号のダイナミックレンジより小さいレベルで重畳される。このように重畳することにより映像信号の劣化がほとんど生じないようにすることができる。
【００７８】
なお、以上の例では、１つおきの１水平区間でＰＮ符号列ＰＮ１１，ＰＮ１２，ＰＮ１３，…を発生させ、それぞれを２水平区間に渡り繰り返すようにした場合であるが、イネーブル信号ＥＮを図３（Ｆ）に示すような３水平周期で１水平区間だけローレベルになる信号として、図３（Ｇ）に示すように、２つおきの１水平区間でＰＮ符号列ＰＮ１１，ＰＮ１２，ＰＮ１３，…を発生させ、それぞれを図３（Ｈ）に示すように、３水平区間に渡り繰り返すようにすることもできる。
【００７９】
以上のようにしてＰＮ符号ＰＳｒを発生させ、このＰＮ符号列ＰＳｒにより、少なくとも水平周期でビットの区切りを発生し、ＰＮ符号ＰＳｒの反復区間中は１水平区間当たりのビット内容が変わらない複製防止制御信号をスペクトラム拡散することにより、ＰＮ符号が反復する複数水平区間では垂直方向に同一データを持つチップが整列し、かつ、画面単位の時間軸方向にも同一データを持つ各チップが整列するスペクトラム拡散信号を生成することができる。
【００８０】
図６は、この例におけるＰＮ反復部１８により発生されるＰＮ符号ＰＳｒの発生状況、すなわち、映像信号に対するＰＮ符号ＰＳｒのマッピングについて説明するための図である。前述にもしたように、この実施例においては、ＰＮ反復部１８からのＰＮ符号列ＰＳｒは、１垂直区間を１周期とし、かつ、複数水平区間は同じ１水平区間分のＰＮ符号列を含むものとなるものである。
【００８１】
図６は、説明の簡単のため、１垂直区間を２分割し、垂直区間の前半の１２８水平区間ではＰＮ符号列ＰＮ１１を繰り返して反復生成し、後半の１２８水平区間ではＰＮ符号列ＰＮ１２を繰り返して反復生成した場合として示してものである。図６の場合では、ＰＮ符号列ＰＮ１１およびＰＮ１２は、それぞれ４チップを含むものとして示している。そして、このＰＮ符号ＰＳｒは、垂直周期のリセット信号によりリセットされるので、すべての垂直区間でまったく同一のマッピング状態となる。
【００８２】
この図６から分かるように、ＰＮ符号が反復する複数水平区間では垂直方向に同一データを持つチップが整列し、かつ、画面単位の時間軸方向にも同一データを持つ各チップが整列する。すなわち、水平方向には、別々のデータを持ったチップが発生するが、垂直方向のＰＮ符号が反復する複数水平区間では同じデータを持ったチップが、また、時間軸方向も同じデータを持ったチップが、繰り返し並ぶことになる。そして、複製防止制御信号は、１水平区間単位の同じＰＮ符号列ＰＮ１１，ＰＮ１２，…のそれぞれに対しては、１水平区間で完結するものとされるので、ＳＳ複製防止制御信号としては、概念的には、図６に示すように、この例の場合、ＰＮ符号が反復する複数水平区間内の垂直方向および時間軸方向に同じチップが形成された４つの平面ができ、合計８つの平面ができる。
【００８３】
したがって、ＰＮ符号列ＰＳｒによりスペクトラム拡散された複製防止制御信号が映像信号に重畳された場合に、前述したように、映像信号の相関性を利用したノイズ除去を行った場合、隣接する水平ライン間、隣接するフィールド間、隣接するフレーム間で差分を取っても、重畳されたＳＳ複製防止制御信号が差分として検出されることがない。
【００８４】
このため、この出力装置１０や、この出力装置１０からの映像信号の供給を受ける後述する記録装置などの装置において、あるいは、出力装置１０とこの出力装置１０からの映像信号の供給を受ける装置との間において、上述のような、映像信号の相関性を利用したノイズ除去や、水平方向あるいは時間軸方向の補間や間引きが行われた場合にも、スペクトラム拡散された複製防止制御信号（ＳＳ複製防止制御信号）を映像信号に重畳して確実に伝送し、後続する装置に提供することができる。
【００８５】
また、複製防止制御信号は、スペクトラム拡散されて映像信号に重畳されるため、映像信号に重畳されるＳＳ複製防止制御信号が、映像信号を劣化させることもなく、また、簡単に映像信号からＳＳ複製防止制御信号が取り除かれることもない。
【００８６】
そして、この実施の形態によれば、複数水平区間ごとに異なるＰＮ符号を用いるので、この異なるＰＮ符号ごとに付加情報のビットを変更することができるので、全体として付加情報としてスペクトラム拡散して重畳して伝送できる情報量が増加するものである。
【００８７】
図７は、複製防止制御信号と、映像信号との関係をスペクトルで示したものである。複製防止制御信号は、これに含まれる情報量は少なく、低ビットレートの信号であり、図７（ａ）に示されるように狭帯域の信号である。これにスペクトラム拡散を施すと、図７（ｂ）に示すような広帯域幅の信号となる。このときに、スペクトラム拡散信号レベルは帯域の拡大比に反比例して小さくなる。
【００８８】
このスペクトラム拡散信号、すなわち、ＳＳ複製防止制御信号Ｓ５Ａを、加算部１９で情報信号に重畳させるのであるが、この場合に、図７（ｃ）に示すように、情報信号としての映像信号のダイナミックレンジより小さいレベルで、ＳＳ複製防止制御信号Ｓ５Ａを重畳させるようにする。このように重畳することにより主情報信号の劣化がほとんど生じないようにすることができる。したがって、上述したように、ＳＳ複製防止制御信号が重畳された映像信号がモニター受像機に供給されて、映像が再生された場合に、ＳＳ複製防止制御信号の影響はほとんどなく、良好な再生映像が得られるものである。
【００８９】
一方、後述するように、記録側でＳＳ複製防止制御信号を検出するために、逆スペクトラム拡散を行うと、図７（ｄ）に示すように、ＳＳ複製防止制御信号が再び狭帯域の信号として復元される。十分な帯域拡散率を与えることにより、逆拡散後の複製防止制御信号の電力が情報信号を上回り、検出可能となる。
【００９０】
この場合、アナログ映像信号に重畳されたＳＳ複製防止制御信号は、アナログ映像信号と同一時間、同一周波数内に重畳されるため、周波数フィルタや単純な情報の置き換えでは削除および修正が不可能である。
【００９１】
したがって、映像信号に重畳されたＳＳ複製防止制御信号が取り除かれることがなく、ＳＳ複製防止制御信号をモニタ受像機や記録装置などの装置に確実に提供することができる。
【００９２】
このように、ＳＳ複製防止制御信号Ｓ５Ａが重畳されたアナログ出力映像信号Ｓ６Ａは、映像を表示するモニタ受像機や、後述する記録装置２０に供給される。
【００９３】
［映像信号記録装置の第１の実施の形態］
次に、前述した出力装置１０からの映像信号Ｓ６Ａの供給を受けて、映像信号を記録する記録装置２０について説明する。
【００９４】
図８は、この実施の形態の映像信号複製制御システムで用いられる映像信号記録装置（以下、単に記録装置という）２０を説明するための図である。すなわち、記録装置２０は、この第１の実施の形態において、ＤＶＤ装置の記録系に相当する。
【００９５】
記録装置２０は、図８に示すように、符号化部２１、書き込み部２２、スペクトラム拡散されて映像信号に重畳された複製防止制御信号を検出する検出部（以下、ＳＳ複製防止制御信号検出部という）２３、複製の許可、禁止などの制御を行う複製制御部２４、同期分離部２５、ＰＮ発生制御部２６、ＰＮ発生部２７、ＰＮ反復部２８、Ａ／Ｄ変換回路２９を備えている。また、記録媒体２００は、記録装置２０により映像信号が書き込まれるＤＶＤである。
【００９６】
出力装置１０から供給された映像信号Ｓ６Ａは、Ａ／Ｄ変換回路２９により、デジタル映像信号Ｓ２１に変換されて、符号化部２１、ＳＳ複製防止制御信号検出部２３、同期分離部２５に供給される。
【００９７】
符号化部２１は、デジタル映像信号Ｓ２１の供給を受けて、映像同期信号を除去したり、デジタル映像信号をデータ圧縮するなどの符号化処理を行って、記録媒体２００へ供給する記録用のデジタル映像信号Ｓ２２を形成し、書き込み部２２に供給する。
【００９８】
同期分離部２５は、符号化処理される前のデジタル映像信号Ｓ２１から、水平同期信号Ｈおよび垂直同期信号Ｖを抜き出し、これをＰＮ発生制御部２６に供給する。
【００９９】
この実施の形態において、記録装置２０のＰＮ発生制御部２６は、図２を用いて前述した出力装置１０のＰＮ発生制御部１６と同様に構成されたものである。このため、ここでは、ＰＮ発生制御部２６は、図２に示した構成を有するものとして説明する。
【０１００】
ＰＮ発生制御部２６のＰＮ発生タイミング信号生成部１６１は、垂直同期信号Ｖを基準信号として用い、前述した出力装置１０に対応して、スペクトラム逆拡散に用いる逆拡散用のＰＮ符号列のリセットタイミングを提供するＰＮ符号リセットタイミング信号ＲＥ（以下、単にリセット信号ＲＥという）を生成すると共に、水平同期信号Ｈを基準信号として用いて、前述した出力装置１０でのイネーブル信号ＥＮに対応するイネーブル信号ＥＮを生成する。ここで生成されるリセット信号ＲＥは、前述した出力装置１０のＰＮ発生制御部１６において生成されるＰＮ符号リセットタイミング信号ＲＥと同様の信号であり、映像信号の垂直区間の開始位置に対応するタイミングを提供する。
【０１０１】
ＰＮ発生制御部２６のＰＮクロック生成部１６２は、水平同期信号Ｈに同期するＰＮクロック信号ＰＮＣＬＫを生成する。このクロック信号ＰＮＣＬＫは、前述の出力装置１０において用いられたクロック信号ＰＮＣＬＫに対応する信号である。また、ＰＮ発生制御部２６のタイミング信号生成部１６３は、水平同期信号Ｈに基づいて各種のタイミング信号を生成する。
【０１０２】
ＰＮ発生制御部２６において生成されたリセット信号ＲＥ、イネーブル信号ＥＮ、クロック信号ＰＮＣＬＫは、ＰＮ発生部２７に供給される。また、ＰＮ発生制御部２６からのイネーブル信号ＥＮおよびクロック信号ＰＮＣＬＫは、ＰＮ反復部２８に供給される。
【０１０３】
ＰＮ発生部２７は、図４に示した前述の出力装置１０のＰＮ発生部１７と同様に構成され、また、ＰＮ反復部２８も、図５に示した前述の出力装置１０のＰＮ反復部１８と同様に構成される。したがって、ＰＮ反復部１８からは、前述の出力装置１０におけるスペクトラム拡散のときと全く同様のＰＮ符号列ＰＳｒが得られ、これがＳＳ複製防止制御信号検出部２３に供給される。
【０１０４】
この実施の形態において、ＳＳ複製防止制御信号検出部２３は、ＰＮ符号発生器や乗算回路を備え、スペクトラム逆拡散を行って、映像信号Ｓ２１に重畳されている複製防止制御信号を取り出すスペクトラム逆拡散手段としての機能を有している。
【０１０５】
そして、ＳＳ複製防止制御信号検出部２３は、ＳＳ複製防止制御信号が重畳されている各垂直区間の映像信号に対し、スペクトラム拡散時に用いられたＰＮ符号列と同じＰＮ符号列ＰＳｒである逆拡散用のＰＮ符号列を用いて、スペクトラム逆拡散を行って、映像信号に重畳されている複製防止制御信号を取り出す。取り出された複製防止制御信号Ｓ２３は、複製制御部２５に供給される。
【０１０６】
複製制御部２５は、複製防止制御信号Ｓ２３をデコードして、記録装置２０に供給された映像信号は、複製が禁止されたものか、複製が許可されているものかを判別する。そして、その判別結果に基づいて、書き込み制御信号Ｓ２４を生成し、これを書き込み部２２に供給することにより、映像信号Ｓ２２の書き込みの許可、禁止などの複製防止制御を行う。
【０１０７】
書き込み部２２は、書き込み制御信号Ｓ２４が書き込みを許可するものである場合に、映像信号Ｓ２２の記録媒体２００への書き込みを行ない、書き込み制御信号Ｓ２４が書き込みを禁止するものである場合には、映像信号Ｓ２２を記録媒体２００に書き込まないようにする。
【０１０８】
このように、この実施の形態の記録装置２０は、出力装置１０に対応して、ＳＳ複製防止制御信号が重畳された映像信号に対し、複製防止制御信号のスペクトラム拡散に用いられたＰＮ符号列ＰＳｒと同じＰＮ符号列を用いて逆スペクトラム拡散を行って映像信号に重畳された複製防止制御信号を取り出す。
【０１０９】
そして、この場合、前述したように、出力装置１０から出力された映像信号には、ＰＮ符号が反復された複数水平区間では垂直方向に同一のデータとなると共に、時間軸方向に同一のデータとなるＳＳ複製防止制御信号が重畳されている。このため、前述にもしたように、映像信号の相関性を利用したノイズ除去が行われた場合にも、映像信号に重畳されたＳＳ複製防止制御信号が除去されることがない。また、画像の垂直方向や時間軸方向に、間引きや補間を行った場合にも、映像信号に重畳されたＳＳ複製防止制御信号が損なわれることがない。
【０１１０】
したがって、記録装置への入力の際に、変速再生が行われたり、いわゆるカット編集が行われたとしても、ＳＳ複製防止制御信号が劣化することはなく、ＳＳ複製防止制御信号が示す複製防止制御の制御内容が判別できなくなることはない。すなわち、記録装置２０においては、スペクトラム拡散されて映像信号に重畳されている複製防止制御信号を確実かつ正確に取り出し、取り出した複製防止制御信号に応じた複製防止制御を行うことができる。
【０１１１】
また、上述の第１の実施の形態の場合、出力装置１０、記録装置２０において、映像同期信号、この例では垂直同期信号を基準信号として用いて、ＰＮ符号リセットタイミング信号ＲＥを生成することで、出力装置１０、記録装置２０のそれぞれにおいて、垂直同期信号に対して同じタイミングでＰＮ符号列を生成することができる。
【０１１２】
これにより、記録装置２０においては、例えば、スライディング相関器等を用いて、映像信号に重畳されている複製防止制御信号をスペクトラム拡散しているＰＮ符号列を検出し、同じタイミングで逆拡散用のＰＮ符号列を生成するようにする位相制御を行う必要もないため、逆スペクトラム拡散による複製防止制御信号の抽出を迅速に行うことができる。
【０１１３】
また、前述したように、出力装置１０、記録装置２０においては、水平同期信号を基準信号として用いて、クロック信号ＰＮＣＬＫの周波数を決めるため、出力装置１０、記録装置２０の双方において、同じ周波数のクロック信号を確実に生成することができる。
【０１１４】
［映像信号出力装置の第１の実施の形態の変形例］
［第１の変形例］
上述の例では、ＰＮ発生部１７は、１個のＰＮ発生器で構成したが、ＰＮ発生部１７を複数個のＰＮ発生器で構成し、これら複数個のＰＮ発生器を複数の垂直区間ごとに切り換えることにより、さらに重畳できる付加情報量を増加させることができる。
【０１１５】
図９は、その場合の映像信号に対するＰＮ符号ＰＳｒのマッピング状況を説明するための図である。この図９の例では、時間軸方向の前部の複数垂直区間では、垂直周期でリセットされる１個のＰＮ発生器からのＰＮ符号列ＰＮ１１，ＰＮ１２を、前述したように、複数水平区間に渡って反復させて、垂直方向に、異なる２つのＰＮ符号列ＰＮ１１，ＰＮ１２によりスペクトラム拡散した付加情報を重畳する。また、時間軸方向に後部の複数垂直区間では、他のＰＮ発生器に切り換えて、そのＰＮ発生器からのＰＮ符号列ＰＮ２１，ＰＮ２２を、前述したのと同様にして、複数水平区間に渡って反復させて、これら垂直方向に、異なる２つのＰＮ符号列ＰＮ２１，ＰＮ２２によりスペクトラム拡散した付加情報を重畳する。
【０１１６】
この場合に、複数のＰＮ発生器の切り換えタイミングは、例えば復号化部１２で得られるＩピクチャー（Ｉｎｔｒａ−ｃｏｄｅｄ ｐｉｃｔｕｒｅ）の検出タイミングに同期するようにされる。すなわち、この例の場合、映像信号は予測符号化を用いたＭＰＥＧ方式などによりデータ圧縮されているが、Ｉピクチャーは、予測符号化を使わずに、１フレーム分の映像信号がそのまま符号化されて形成されたもので、動き補償予測が用いられて形成されるＰピクチャー（Ｐｒｅｄｉｃｔｉｖｅ−ｃｏｄｅｄ ｐｉｃｔｕｒｅ）やＢピクチャー（Ｂｉｄｉｒｅｃｔｉｏｎａｌｌｙ−ｃｏｄｅｄ ｐｉｃｔｕｒｅ）だけの場合には、再生画像の劣化が時間方向に伝播されてしまうのを防止するものであり、通常、一定の複数垂直周期で挿入される。
【０１１７】
そこで、このＩピクチャーを復号化部１２で検出したとき、その検出タイミング信号をＰＮ発生制御部１６に送るようにする。そして、ＰＮ発生制御部１６がそのＩピクチャの検出タイミングに応じてＰＮ発生部１７を構成する複数のＰＮ発生器を順次切り換えるようにするものである。
【０１１８】
なお、アナログ映像信号の場合には、複数垂直区間ごとの垂直ブランキング期間内の特定の水平区間にＰＮ発生器の切り換えタイミング情報を挿入しておくようにすることもできる。
【０１１９】
［第２の変形例］
前述の例では、ＰＮ発生部１７は、垂直同期信号Ｖに同期する垂直周期のリセット信号ＲＥによりリセットするようにして、１垂直区間内で複数水平区間ごとをＰＮ符号列の反復区間とするようにしたが、ＰＮ発生部１７のリセット周期を複数垂直周期とすることにより、このリセット周期内で複数垂直区間をＰＮ符号列の反復区間とする時間軸方向に、複数個のＰＮ符号列による付加情報のスペクトラム拡散を行うようにすることができる。この例の場合は、ＰＮ発生部１７は、１個のＰＮ発生器で構成できる。
【０１２０】
この第２の変形例の場合の映像信号に対するＰＮ符号ＰＳｒのマッピング状況を図１０に示す。この例の場合には、前部の複数垂直区間には、そのすべての水平区間でＰＮ符号列１１を反復したものが発生する。そして、後部の複数垂直区間には、そのすべての水平区間でＰＮ符号列１２を反復したものが発生するものとなる。
【０１２１】
［第３変形例］
この第３の変形例の場合のＰＮ発生制御の場合のタイムチャートを図１２に示す。この例の場合には、ＰＮ発生部１７は１個のＰＮ発生器からなるが、そのリセットは、図１２（Ａ）に示すように、前述したＩピクチャーの検出タイミング信号であって、複数垂直区間を１周期とする信号である。
【０１２２】
また、イネーブル信号ＥＮは、垂直同期信号Ｖ（図１２（Ｂ））に基づいて生成される１または複数垂直区間おきの１垂直区間だけローレベル（アクティブ）となる信号（図１２（Ｃ））である。
【０１２３】
そして、ＰＮ発生器に対するＰＮクロックＰＮＣＬＫは、図１２Ｄに示すように、水平同期信号Ｈに同期した水平周期の信号である。なお、このＰＮクロックＰＮＣＬＫは、複数水平周期の信号であってもよい。
【０１２４】
このように構成した場合には、ＰＮ発生部１７からは、図１２（Ｅ）に示すように、１または複数垂直区間おきの１垂直区間において、ＰＮ符号列Ｐ１１，Ｐ１２，…が発生し、ＰＮ反復部１８からは、イネーブル信号ＥＮの周期で決まる複数垂直区間に渡って、前記のＰＮ符号列Ｐ１１，Ｐ１２，…のそれぞれが反復されたＰＮ符号列ＰＳｒが得られる。
【０１２５】
したがって、この第３の変形例の場合の映像信号に対するＰＮ符号ＰＳｒのマッピング状況は図１１に示すようなものとなる。すなわち、この場合には、クロックＰＮＣＬＫの周期である１水平区間あるいは複数水平区間にＰＮ符号の１チップが割り当てられ、複製防止制御信号は、一つのＰＮ符号当たりに１垂直周期で完結するデータとしてスペクトラム拡散される。そして、一つのＰＮ符号列によりスペクトラム拡散された付加情報が複数垂直区間に渡り、反復されたものとなる。
【０１２６】
こうして、複数のＰＮ符号列によりスペクトラム拡散された付加情報が、それぞれ複数垂直区間ごとに、時間軸方向に、配列されたようになる。したがって、付加情報は時間軸方向に情報量を増加させることができる。
【０１２７】
この第３の変形例の場合には、水平方向は同じデータを持つ１チップで構成されることになるので、画面サイズの変更により、画素単位の間引き、補間があったとしても、それに影響されることなく、付加情報を伝送することができる。
【０１２８】
［映像信号出力装置の第２の実施の形態］
図１３は、この発明による映像信号出力装置の第２の実施の形態のブロック図であり、図１の第１の実施の形態と同一部分には、同一符号を付してその説明は省略する。
【０１２９】
第１の実施の形態では、一つのＰＮ発生器からのＰＮ符号列の一部を反復して使用することにより、複数水平区間あるいは複数垂直区間に渡る区間で、同じＰＮ符号を発生するようにしたが、この第２の実施の形態では、複数個のＰＮ発生器を設け、これをＰＮ発生制御しながら、切り換えることにより、前述と同様のスペクトラム拡散を行う。さらに、この第２の実施の形態では、第１の実施の形態では困難な態様であるが、複数個のＰＮ符号を用いることにより実現できる態様もある。
【０１３０】
この第２の実施の形態では、２個のＰＮ発生部３２ａ、３２ｂを設けると共に、これらからのＰＮ符号列ＰＮａおよびＰＮｂを切り換え選択するスイッチ回路３３を設ける。
【０１３１】
そして、同期分離部１５からの水平同期信号Ｈおよび垂直同期信号Ｖは、ＰＮ発生制御部３１に供給される。このＰＮ発生制御部３１は、前記２個のＰＮ発生部３２ａおよび３２ｂのリセット信号ＲＥａ，ＲＥｂ、イネーブル信号ＥＮａ，ＥＮｂ、およびクロック信号ＰＮＣＬＫを生成して、これら２個のＰＮ発生部３２ａおよび３２ｂからのＰＮ符号列ＰＮａおよびＰＮｂの発生を制御すると共に、スイッチ回路３３を切り換える切換制御信号ＳＷを生成する。
【０１３２】
そして、スイッチ回路３３は、切り換え選択して得たＰＮ符号列をＳＳ複製防止制御信号生成部１４に供給し、前述の第１の実施の形態と同様にして、複製防止制御信号抽出部１３からの複製防止制御信号Ｓ４をスペクトラム拡散し、ＳＳ複製防止制御信号Ｓ５を生成する。そして、前述と同様にして、この信号Ｓ５をＤ／Ａ変換器１９２でアナログ信号に変換して加算部１９で映像信号Ｓ３に重畳して、出力信号Ｓ６Ａとして出力する。
【０１３３】
この第２の実施の形態で、図６と同様の映像信号に対するＰＮ符号のマッピングを行うには、図１４に示すような信号を生成して、２個のＰＮ発生部３２ａおよび３２ｂを制御すると共に、スイッチ回路３３を切り換え制御すればよい。
【０１３４】
すなわち、リセット信号ＲＥａおよびＲＥｂは、共に図１４（Ａ）に示すように水平周期の信号として、２個のＰＮ発生部３２ａおよび３２ｂを水平周期でリセットする。イネーブル信号ＥＮａおよびＥＮｂは常時イネーブルの状態とする。そして、切換制御信号ＳＷは、図１４（Ｂ）に示すように、ＰＮ符号列ＰＮａおよびＰＮｂを、それぞれ繰り返す複数水平区間の長さごとに、交互にハイレベルとローレベルの状態が変わる信号とされる。
【０１３５】
これにより、２個のＰＮ発生部３２ａおよび３２ｂは、それぞれ１水平周期のＰＮ符号列ＰＮａおよびＰＮｂを常時発生し、スイッチ回路３３は、これを必要な複数水平区間ごとに交互に取り出して、図１４（Ｃ）に示すような第１の実施の形態の場合と同様のＰＮ符号列を発生させる。したがって、前述の第１の実施の形態の場合とまったく同様にして、図６に示したようなＰＮ符号のマッピングを実現することができる。
【０１３６】
図９の場合のマッピングを行うには、更に２個のＰＮ発生部を追加すればよい。
【０１３７】
また、図１０の場合のマッピングを行うには、図１４（Ｂ）の切換制御信号ＳＷに変わって、複数垂直区間ごとにハイレベルとローレベルとを交互に繰り返す信号とすればよい。
【０１３８】
更に、図１１の場合のマッピング行うには、図１５に示すような信号を生成して、２個のＰＮ発生部３２ａおよび３２ｂを制御すると共に、スイッチ回路３３を切り換え制御すればよい。
【０１３９】
すなわち、リセット信号ＲＥａおよびＲＥｂは、共に図１５（Ａ）に示すように垂直周期の信号として、２個のＰＮ発生部３２ａおよび３２ｂを垂直周期でリセットする。イネーブル信号ＥＮａおよびＥＮｂは常時イネーブルの状態とする。そして、ＰＮクロック信号ＰＮＣＬＫは、図１５（Ｃ）に示すように、水平同期信号Ｈに同期した１水平周期あるいは複数水平周期のクロックとし、切換制御信号ＳＷは、図１５（Ｃ）に示すように、ＰＮ符号列ＰＮａおよびＰＮｂを、それぞれ反復させる複数垂直区間の長さごとに交互にハイレベルとローレベルの状態が変わる信号とされる。
【０１４０】
これにより、２個のＰＮ発生部３２ａおよび３２ｂは、それぞれ１垂直周期のＰＮ符号列ＰＮａおよびＰＮｂを常時発生し、スイッチ回路３３は、これを必要な複数垂直区間ごとに交互に取り出して、図１５（Ｄ）に示すようなＰＮ符号列を発生させる。したがって、前述の第１の実施の形態の場合とまったく同様にして、図１１に示したようなＰＮ符号のマッピングを実現することができる。
【０１４１】
なお、この図１５の場合のＰＮ発生部３２ａおよび３２ｂのリセットは、前述したＩピクチャーの検出タイミングを用いることができる。
【０１４２】
［映像信号記録装置の第２の実施の形態］
図１６は、映像信号出力装置の第２の実施の形態に対応する記録装置の第２の実施の形態のブロック図を示すものである。
【０１４３】
この第２の実施の形態の記録装置４０においても、図８に示した第１の実施の形態の記録装置２０と同一部分には、同一符号を付してその説明は省略する。
【０１４４】
すなわち、この第２の実施の形態では、逆拡散用として２個のＰＮ発生部４２ａ、４２ｂを設けると共に、これらからのＰＮ符号列ＰＮａおよびＰＮｂを切り換え選択するスイッチ回路４３を設ける。
【０１４５】
そして、同期分離部２５からの水平同期信号Ｈおよび垂直同期信号Ｖは、ＰＮ発生制御部４１に供給される。このＰＮ発生制御部４１は、前記２個のＰＮ発生部４２ａおよび４２ｂのリセット信号ＲＥａ，ＲＥｂ、イネーブル信号ＥＮａ，ＥＮｂ、およびクロック信号ＰＮＣＬＫを生成して、これら２個のＰＮ発生部４２ａおよび４２ｂからのＰＮ符号列ＰＮａおよびＰＮｂの発生を制御すると共に、スイッチ回路４３を切り換える切換制御信号ＳＷを生成する。
【０１４６】
このスイッチ回路４３からは、スペクトラム拡散時に用いられたＰＮ符号列と同じＰＮ符号列が得られる。スイッチ回路４３は、このＰＮ符号列をＳＳ複製防止制御信号検出部２３に供給し、前述の第１の実施の形態と同様にして、スペクトル逆拡散により映像信号に重畳されている複製防止制御信号Ｓ２３を復元する。そして、この復元した複製防止制御信号Ｓ２３を複製制御部２４に供給してデコードし、この複製制御部２４からの書き込み制御信号Ｓ２４により書き込み部２２を制御する。
【０１４７】
［第２の実施の形態の場合の変形例］
第２の実施の形態の出力装置３０および記録装置４０を用いた場合には、第１の実施の形態では実現できない映像信号に対するＰＮ符号のマッピングを行うことができる。
【０１４８】
すなわち、図１７（Ａ）に示すように、ＰＮ符号の発生方向が時間軸方向、すなわち、１ないし複数垂直区間当たりに１チップの割合でＰＮ符号を発生させると共に、垂直方向に分割して異なる複数のＰＮ系列のＰＮ発生器からのＰＮ符号を同様に発生させるものである。図１７（Ａ）で、「１、２、３、４…」は、例えばＰＮ発生部３２ａから発生するチップ単位のＰＮ符号列、「５、６、７、８…」は、ＰＮ発生部３２ｂから発生するチップ単位のＰＮ符号列である。
【０１４９】
この図１７（Ａ）のマッピングは、図１８に示すような各種タイミング信号をＰＮ発生制御部３１から発生させればよい。
【０１５０】
すなわち、２個のＰＮ発生部３２ａ，３２ｂからは、図１８（Ａ）に示すようなクロックＰＮＣＬＫにより、図１８（Ｂ），（Ｃ）に示すようなＰＮ符号列ＰＮａ，ＰＮｂを順次発生させる。そして、ＰＮ発生制御部３１は、さらに、図１８（Ｄ）に示すように、１／２垂直周期ごとにＰＮ符号列ＰＮａ，ＰＮｂを交互に選択するようにスイッチ回路３３を制御する切換制御信号ＳＷを生成する。これにより、図１８（Ｅ）に示すような、図１７（Ａ）のマッピングとなるＰＮ符号列をスイッチ回路３３から得ることができる。
【０１５１】
次に、図１７（Ｂ）のマッピングの例は、図１８（Ｄ）に示した切換制御信号ＳＷを、１／２水平区間ごとにした場合である。これにより、時間軸方向に発生する２個のＰＮ符号列を、水平方向の別々の区間で複数個、発生させることができる。
【０１５２】
図１７（Ｃ）のマッピングの例は、ＰＮ発生部３２ａ，３２ｂを共に、垂直周期でリセットすると共に、１水平周期あるいは複数水平周期で１チップを発生するようにしておき、これを１／２水平区間ごとにスイッチ回路３３を切り換えるようにすることをより、実現できる。
【０１５３】
さらに、図１９のマッピングの例は、図１７（Ｃ）の例の場合にさらに、２個のＰＮ発生部を追加して、４個のＰＮ発生部を、それぞれ２個づつ、複数垂直区間ごとに切り換えて、前述の２個のＰＮ発生部を用いたＰＮ発生制御を行うことにより実現できる。
【０１５４】
以上説明した、複数のＰＮ発生部を用いた実施の形態の場合には、垂直方向や時間軸方向に限らず、水平方向にもＰＮ符号列を別の区間で発生することができ、より付加情報量を増加させることが可能になる。
【０１５５】
［第３の実施の形態］
この第３の実施の形態は、第１の実施の形態の図６の例の応用例の一つである。ＭＰＥＧ方式に限らず、映像信号をデジタル圧縮する場合には、１画面単位の映像信号を、画面の微小矩形領域に相当する小ブロックに分割するブロック符号化を行う場合が多い。また、ＤＣＴ（離散コサイン変換）を行う場合も多い。
【０１５６】
ところで、ＤＣＴを採用した場合に、アナログ映像信号あるいはデジタル映像信号にスペクトラム拡散した付加情報を重畳したときに、それが高周波信号になると、データとして欠落したり、あるいは劣化してしまうおそれがある。
【０１５７】
この第３の実施の形態は、この点を考慮したものである。すなわち、この第３の実施の形態においては、ＤＣＴを施す前に、このＤＣＴを施す単位となる各１ブロックには、スペクトラム拡散信号の１チップが割り当てられるようにＰＮ符号列をマッピングするようにする。１ブロック以上のブロック、例えば４ブロック分であるマクロブロックが１チップに対応するようにしてもよい。このようにすれば、スペクトラム拡散信号は、ＤＣＴされたときには、そのＤＣ成分（直流成分）に含まれることになり、データとして欠落したり、劣化するのを防止することができる。
【０１５８】
例えば、図２０に示すように、映像信号は、８画素×８画素のブロックＢＫに分割され、そのブロックＢＫ単位にＤＣＴ処理が施される。そこで、例えば、各ブロックＢＫの水平方向に含まれる８画素単位ごとのクロックを、ＰＮクロック信号ＰＮＣＬＫとすると共に、このように水平方向に生成した１水平区間分のＰＮ符号列を、第１の実施の形態で説明したようにして、ブロックＢＫの垂直方向の８水平区間分、反復させるようにする。これにより、１ブロックＢＫには、同一の１チップの情報が入ることになり、前述したように、データとして欠落したり、劣化するのを防止することができる。
【０１５９】
図２１は、この第３の実施の形態の場合の付加情報の重畳回路部の例を示すブロック図である。
【０１６０】
入力端子１００１を通じて入力されたアナログ映像信号は加算回路１００２に供給されると共に同期分離回路１０１０に供給される。同期分離回路１０１０からの水平同期信号および垂直同期信号は、タイミング信号発生部１００８に供給されると共に、図１のＰＮ発生制御部１６に対応するＰＮ発生制御部１０１２に供給される。
【０１６１】
一方、タイミング信号発生部１００８からのブロック化のタイミング信号が、ＰＮ発生制御部１０１２に供給される。このＰＮ発生制御部１０１２からは、ブロックＢＫの水平方向の大きさである８画素ごとのクロック信号ＰＮＣＬＫと、ブロックＢＫの水平方向の大きさである８水平区間のうちの最初の水平区間でローレベルとなるイネーブル信号ＥＮと、垂直周期のリセット信号ＲＥが発生し、ＳＳ複製防止制御信号生成部１０１１に供給される。これらクロック信号ＰＮＣＬＫおよびイネーブル信号ＥＮは、ブロック化タイミング信号に同期していることは言うまでもない。
【０１６２】
ＳＳ複製防止制御信号生成回路１０１１は、図１の例のＰＮ発生部１７およびＰＮ反復部１８および複製防止制御信号生成部１４の部分を備えており、これにおいては、ブロックＢＫの垂直方向の８水平区間内で反復するＰＮ符号列が生成され、これに供給される複製防止制御信号を、前記ＰＮ符号列でスペクトラム拡散して、ＳＳ複製防止制御信号を生成する。そして、生成したＳＳ複製防止制御信号を加算回路１００２に供給する。この場合、図７を用いて説明したように、ＳＳ複製防止制御信号は、映像信号のダイナミックレンジよりも低いレベルで加算回路１００２に供給する。
【０１６３】
加算回路１００２では、映像信号に前記ＳＳ複製防止制御信号が重畳される。そして、このＳＳ複製防止制御信号が重畳された映像信号がＡ／Ｄ変換器１００３でデジタル信号に変換され、ＤＣＴ処理部１００４に供給される。ＤＣＴ処理部１００４では、タイミング信号発生部１００８からのタイミング信号により、映像信号をブロックＢＫ単位に分割し、ＤＣＴ演算処理を行う。
【０１６４】
ＤＣＴ処理部１００４からの演算処理結果は、量子化部１００５に供給されて量子化される。量子化部１００５の出力は、動き補償回路１００６を介してＤＣＴ処理部１００４に供給されて、動き成分のＤＣＴ演算を行うようにする。量子化部１００５の出力は、可変長符号化部１００７でハフマン符号を用いた可変長符号化が行われて、例えば記録や伝送のために出力される。
【０１６５】
こうして伝送された、あるいは記録された圧縮データは、復号化を行ったときには、逆ＤＣＴ演算の際に、直流成分にＳＳ複製防止制御信号が含まれるため、このＳＳ複製防止制御信号はアナログ映像信号に劣化なく重畳されて復元される。したがって、ＳＳ複製防止制御信号は確実に伝送され、複製制御が確実に実施される。
【０１６６】
なお、図２１の例では、ＳＳ複製防止制御信号は、アナログ映像信号に重畳するようにしたが、Ａ／Ｄ変換した後のデジタル映像信号に重畳することも、もちろん可能である。
【０１６７】
［その他の変形例］
前述の実施の形態において、出力装置１０、３０、記録装置２０、４０では、映像信号のすべての区間にＳＳ複製防止制御信号を重畳するようにしたが、垂直ブランキング期間や水平ブランキング期間を除く、有効画面区間のみにＳＳ複製防止制御信号を重畳するようにしてもよい。また、有効画面領域のすべてにＳＳ複製防止制御信号を重畳するようにしなくてもよい。例えば、水平同期信号の前縁から数えて、何クロック目から、数１０クロック分というように、水平同期信号に基づいて細かく設定することもできる。
【０１６８】
また、前述の実施の形態においては、出力装置１０、３０から記録装置２０、４０にはアナログ映像信号が供給されるアナログ接続の場合として説明したが、デジタル接続の場合にもこの発明を適用してもよい。
【０１６９】
すなわち、スペクトラム拡散された複製防止制御信号は、アナログ映像信号に重畳することもできるし、デジタル映像信号に重畳することもできる。
【０１７０】
また、記録装置２０、４０においては、ＳＳ複製防止制御信号検出部に供給する映像信号に対し、予めフィルタリングを行って、スペクトラム拡散された複製防止制御信号が重畳されている低レベル部分の映像信号を取り出し、これをＳＳ複製防止制御信号検出部に供給するようにしてもよい。
【０１７１】
また、前述の実施の形態においては、出力装置、記録装置は、ともにＤＶＤ装置として説明したが、これに限るものではなく、ＶＴＲや、デジタルＶＴＲ、ビデオディスクやビデオＣＤの出力装置、記録装置にこの発明を適用することも可能である。すなわち、アナログＶＴＲなどのアナログ機器およびＤＶＤ装置などのデジタル機器のいずれにもこの発明を適用することができる。
【０１７２】
また、前述の実施の形態においては、記録媒体１００に記録されている映像信号に付加されている複製防止制御信号を抽出して、これをＰＮ符号を用いて、スペクトラム拡散し、記録装置２０、４０に供給する映像信号に重畳するようにしたが、スペクトラム拡散された複製防止制御信号が予め重畳された映像信号が記録された記録媒体を用いるようにしてもよい。
【０１７３】
すなわち、記録媒体に記録する映像信号に対し、例えば、映像同期信号を基準にして、１水平区間内の区間を１周期とし、または、１垂直区間以内の区間を１周期とし、あるいは複数垂直区間内の区間を１周期とする拡散符号により、付加情報をスペクトラム拡散し、このスペクトラム拡散された付加情報を映像信号に重畳する。この場合に、スペクトラム拡散された付加情報は、所定の複数画素ごとに、または、所定の複数水平区間ごとに、あるいは所定の複数垂区間ごとに、異なるデータをもつチップが配列されるように映像信号に重畳されているものである。
【０１７４】
このようにして、スペクトラム拡散された複製防止制御信号が予め重畳された映像信号が記録された記録媒体の場合には、複製防止制御信号の取り出し、ＰＮ符号の生成、スペクトラム拡散、スペクトラム拡散された複製防止制御信号の映像信号への重畳などの処理を出力装置において行う必要はない。すなわち、この場合、出力装置側においては、記録媒体に記録されている映像信号を再生して出力するだけでよい。
【０１７５】
この場合、記録装置側においては、前述した実施の形態の記録装置２０と同様に、映像信号に重畳されているＳＳ複製防止制御信号をスペクトラム拡散しているＰＮ符号列と同じ符号パターンの逆拡散用のＰＮ符号列を、映像信号に対してスペクトラム拡散時と同じタイミングで生成し、これを用いてスペクトラム逆拡散を行うことにより、映像信号に重畳された複製防止制御信号を取り出すことができる。
【０１７６】
このように記録媒体に記録された映像信号にスペクトラム拡散された複製防止制御信号が予め重畳されている場合には、記録装置側にスペクトラム逆拡散して複製防止制御信号を取り出す機能があれば、映像信号に予め重畳されている複製防止制御信号を取り出して有効に複製制御を行うことができる。
【０１７７】
また、出力装置に複製防止制御信号の発生部を設け、出力装置において発生させた複製防止制御信号を、ＰＮ符号列を用いてスペクトラム拡散し、映像信号に重畳して出力するようにしてもよい。
【０１７８】
この場合には、記録媒体にもともと複製防止制御信号が記録されていない場合、あるいは、スペクトラム拡散された複製防止制御信号が重畳されていない場合にも、出力装置において生成され、映像信号に重畳される複製防止制御信号を用いて、記録装置側において複製制御を行うことができる。
【０１７９】
また、前述した実施の形態においては、複製防止制御装置として、ＤＶＤ装置としての出力装置、記録装置の場合として説明いたが、これに限るものではない。例えば、この発明を放送局側のテレビジョン信号の出力装置に適用し、送信するテレビジョン信号にスペクトラム拡散した複製防止制御信号を重畳して送信する場合にも、この発明を適用することができる。そして、受信側においては、逆スペクトラム拡散を行って、映像信号に重畳されている複製防止制御信号列を取り出し、この複製防止制御信号に基づいて映像信号の複製防止制御を行うようにすることができる。
【０１８０】
もちろん、ケーブルテレビのように、ケーブルを介して映像信号を送受する場合の映像の出力装置、受信装置にもこの発明を適用することができる。
【０１８１】
また、前述の形態においては、付加情報として複製防止制御信号を重畳するようにしたが、映像信号に重畳する付加情報は複製防止制御信号に限るものではない。
【０１８２】
例えば、映像信号にその映像信号により再生される映像の著作権者を識別することができる著作権情報をスペクトラム拡散して重畳するようにしてもよい。この場合には、映像信号に重畳された著作権情報を逆スペクトラム拡散することにより取り出して、著作権者等を確認することができるため、著作権侵害の防止に役立つとともに、自己が著作権を有する映像が無断で使用された場合などにおいては、著作権侵害であることを容易に示すことができる。
【０１８３】
そして、前述したように、映像信号の相関性を利用したノイズ除去や、映像信号により形成される水平方向の画素の間引きや補間、あるいは、時間軸方向のフィールド間引きや補間が行われた場合にも、著作権情報が除去されたり、劣化することがないので、確実に取り出して利用することができる。
【０１８４】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明による映像信号伝送方法、重畳情報抽出方法および映像信号記録媒体によれば、映像信号には、水平方向および時間軸方向に同じデータとなるようにされた付加情報がくり返し重畳される。これにより、映像信号の相関性を利用したノイズ除去により、スペクトラム拡散されて映像信号に重畳された付加情報が除去されたり、劣化したりすることがない。
【０１８５】
また、映像信号に対して水平方向の間引きや補間、または時間軸方向の間引きや補間が行われ、映像信号が変化した場合でも、スペクトラム拡散されて映像信号に重畳された付加情報の変更を防止することができる。
【０１８６】
これによりスペクトラム拡散されて映像信号に重畳された付加情報を確実に伝送することができるとともに、受信側においては、受信した映像信号に重畳されているスペクトラム拡散された付加情報を確実に検出することができる。
【０１８７】
そして、この発明によれば、水平方向、垂直方向または時間軸方向に、それぞれ複数のＰＮ符号列を生成して異なるデータを付加情報として重畳することができるので、重畳可能な付加情報量を増加させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明による方法が適用された映像信号出力装置の一実施の形態を説明するためのブロック図である。
【図２】図１に示した映像信号出力装置のＰＮ発生制御部の一例を説明するためのブロック図である。
【図３】図１に示した映像信号出力装置において生成されるＰＮ符号発生タイミング信号の一例を説明するための図である。
【図４】図１に示した映像信号出力装置のＰＮ発生部の一例の構成を説明するための図である。
【図５】図１に示した映像信号出力装置のＰＮ反復部の一例の構成を説明するための図である。
【図６】図１に示した映像信号出力装置において用いられるＰＮ符号の発生状況（マッピング）について説明するための概念図である。
【図７】ＳＳ複製防止制御信号と映像信号の関係をスペクトルで示した図である。
【図８】この発明による方法が適用された映像信号記録装置の一実施の形態を説明するためのブロック図である。
【図９】図１に示した映像信号出力装置を用いて生成されるＰＮ符号の発生状況（マッピング）について説明するための概念図である。
【図１０】図１に示した映像信号出力装置を用いて生成されるＰＮ符号の発生状況（マッピング）について説明するための概念図である。
【図１１】図１に示した映像信号出力装置において用いられるＰＮ符号の発生状況（マッピング）について説明するための概念図である。
【図１２】図１に示した映像信号出力装置のＰＮ発生制御の他の例を説明するためのブロック図である。
【図１３】この発明による方法が適用された映像信号出力装置の他の実施の形態を説明するためのブロック図である。
【図１４】図１３に示した映像信号出力装置において生成されるＰＮ符号発生タイミング信号の一例を説明するための図である。
【図１５】図１３に示した映像信号出力装置において生成されるＰＮ符号発生タイミング信号の他の例を説明するための図である。
【図１６】この発明による方法が適用された映像信号記録装置の他の実施の形態を説明するためのブロック図である。
【図１７】図１３に示した映像信号出力装置において用いられるＰＮ符号の発生状況（マッピング）について説明するための概念図である。
【図１８】図１３に示した映像信号出力装置のＰＮ発生制御の一例を説明するためのブロック図である。
【図１９】図１に示した映像信号出力装置において用いられるＰＮ符号の発生状況（マッピング）について説明するための概念図である。
【図２０】画像圧縮方式によるブロック分割を説明するための図である。
【図２１】圧縮画像データに、この発明を用いてＳＳ複製防止制御信号を重畳する場合の回路の一例のブロック図である。
【図２２】複製防止制御システムの従来の構成を説明するためのブロック図である。
【符号の説明】
１０、３０…映像信号出力装置、１１…読み出し部、１２…復号化部、１３…複製防止制御信号抽出部、１４…ＳＳ複製防止制御信号生成部、１５…同期分離部、１６…ＰＮ発生制御部、１７…ＰＮ発生部、１８…ＰＮ反復部、１９…加算部、２０、４０…映像信号記録装置、２１…符号化部、２２…書き込み部、２３…ＳＳ複製防止制御信号検出部、２４…複製制御部、２５…同期分離部、２６…ＰＮ発生制御部、２７…ＰＮ発生部、２８…ＰＮ反復部、１９１、１９２…Ｄ／Ａ変換回路、２９…Ａ／Ｄ変換回路、１００…再生側記録媒体、２００…記録側記録媒体、３１、４１…ＰＮ発生制御部、３２ａ，３２ｂ，４２ａ，４ｂ…ＰＮ発生部、３３、４３…スイッチ回路
【発明の属する技術分野】
この発明は、例えば、記録媒体に記録されている映像信号を再生して、複製を防止する情報とともに伝送し、伝送された映像信号を受信して別の記録媒体に記録するのを制限ないしは禁止する場合のように、映像信号に付加情報を重畳して出力し、これを受信して重畳された付加情報を抽出し、抽出した付加情報を用いて複製防止制御などを可能にする方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ＶＴＲ（ビデオテープレコーダ）が普及し、ＶＴＲで再生が可能な数多くのソフトウエアが提供されるようになってきている。また最近では、デジタルＶＴＲやＤＶＤ（デジタルビデオディスク）の再生装置などが現実のものとなってきており、画質、音質の良い映像、音声を手軽に再生して視聴することができるようになってきている。
【０００３】
しかし、一方で、このように豊富に提供されるようになったソフトウエアが無制限に複製されてしまうおそれがあるという問題があり、従来から種々の複製防止対策が施されている。
【０００４】
例えば、アナログ映像信号についての複製を直接的に禁止する方法ではないが、記録装置としての例えばＶＴＲと、映像を提供するモニタ受像機のＡＧＣ（オート・ゲイン・コントロール）の方式の相違、あるいはＡＰＣ（オート・フェイズ・コントロール）の特性の相違を利用して、実質的に複製を防止する方法がある。
【０００５】
すなわち、例えば、ＶＴＲは、映像信号に挿入された擬似同期信号によりＡＧＣを行い、モニタ受像機は、この擬似同期信号によらないＡＧＣ方式を採用するというように、ＡＧＣの方式の相違を利用する方法が前者の例で、オリジナルの記録媒体にアナログ映像信号を記録するときに、ＡＧＣのための同期信号としてレベルが極端に大きな擬似同期信号を挿入しておき、再生用ＶＴＲから記録用ＶＴＲに供給する映像信号に、ＡＧＣのための同期信号として、このレベルが極端に大きな擬似同期信号を挿入するものである。
【０００６】
また、ＶＴＲでのＡＰＣは、映像信号中のカラーバースト信号に短い時定数で追従するが、モニタ受像機のＡＰＣは、比較的長い時定数で追従するというように、ＡＰＣの特性の相違を利用する方法が後者の例で、オリジナルの記録媒体にアナログ映像信号を記録するときに、映像信号のカラーバースト信号の位相を部分的に反転させておき、再生用ＶＴＲから記録用ＶＴＲに供給する映像信号としてカラーバースト信号の位相が部分的に反転したものを出力するものである。
【０００７】
以上のようにした場合、再生用ＶＴＲからのアナログ映像信号の供給を受けるモニタ受像機においては、擬似同期信号やＡＰＣのために用いられるカラーバースト信号の部分的な位相の反転の影響を受けることなく、正常に映像が再生される。
【０００８】
しかし、再生用ＶＴＲからの上述のように擬似同期信号が挿入された、または、カラーバースト信号の位相反転制御を受けたアナログ映像信号の供給を受けて、これを記録媒体に記録するＶＴＲにおいては、入力信号に基づく利得制御、あるいは位相制御を正常に行うことができず、映像信号を正常に記録することができないようになる。したがって、記録された映像信号を再生しても、視聴可能な正常な映像が再生されることがないようにできる。
【０００９】
このようにアナログ映像信号を扱う場合には、複製を禁止するのではなく、正常に視聴可能な再生映像が得られないようにするものであり、これはいわば消極的な複製防止制御である。
【００１０】
これに対して、デジタル化された情報例えば映像信号を扱う場合には、複製防止符号、あるいは複製の世代制限符号などからなる複製防止制御信号を、デジタルデータとして映像信号に付加して記録媒体に記録しておくことにより、複製を禁止するなどの直接的な複製防止制御を行うようにしている。
【００１１】
図２２は、このデジタル化された情報を扱う場合の複製装置の基本的な構成図であり、デジタル再生装置１１０で再生されたデジタル情報を、デジタル伝送路１０１を通じてデジタル記録装置１２０に送り、複製可能なものは複製を実行し、複製不許可のものは複製を禁止するものである。
【００１２】
デジタル再生装置１１０に装填されている記録媒体１１１には、デジタル主情報に加えて、付加情報としての複製防止制御情報が記録されている。この複製防止制御情報は、複製禁止、複製許可、世代制限などを制御内容として指示するものである。デジタル再生部１１２は、記録媒体１１１から情報を読み出して、デジタル主情報と共に複製防止制御情報を得、これをデジタル伝送路１０１を通じてデジタル記録装置１２０に送る。
【００１３】
デジタル記録装置１２０の複製防止制御信号検出部１２２は、デジタル伝送路１０１を通じて受信した情報から複製防止制御信号を検出し、その制御内容を判別する。そして、この判別結果をデジタル記録部１２１に送る。
【００１４】
デジタル記録部１２１は、複製防止制御信号検出部１２２からの複製防止制御信号の判別結果が、デジタル伝送路１０１を通じて入力されたデジタル情報の記録を許可するものであるときには、前記入力デジタル信号を記録に適したデジタル情報に変換し、記録媒体１２３に書き込んで記録を実行するようにする。一方、複製防止制御信号検出部１２２からの複製防止制御信号の判別結果が、複製禁止であるときには、デジタル記録部１２１は、前記入力デジタル情報の記録処理を行わないようにする。
【００１５】
さらに、複製防止制御信号検出部１２２からの複製防止制御信号の判別結果が、第１世代の複製のみを許可するものであるときには、デジタル記録部１２１は、前記入力デジタル信号を記録に適したデジタル情報に変換し、記録媒体１２３に書き込んで記録を実行すると共に、付加情報としての複製防止制御信号を複製禁止（次世代の複製禁止）を指示するものに変更して、記録媒体１２３に記録するようにする。したがって、複製された記録媒体１２３を用いては、映像信号を複製することはできないようになる。
【００１６】
このように、主情報信号と、付加情報としての複製防止制御信号をデジタル信号として、記録装置に供給するようにする、いわゆるデジタル接続の場合には、伝送されるデジタルデータに複製防止制御信号が含まれるので、この複製防止制御信号を用いて、記録装置において、複製禁止などの複製防止制御を確実に行うことができる。
【００１７】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、図２２のデジタル再生装置が、例えばデジタルＶＴＲの場合には、再生した映像信号および音声信号をモニターするために、主情報信号である映像信号および音声信号のみをＤ／Ａ変換回路１１３を通じてアナログ信号に変換して、通常はモニター受像機が接続されるアナログ出力端子１１４に導出するようにする。
【００１８】
このように、デジタル情報の再生装置であっても、アナログ出力端子１１４に導出されるアナログ信号には、複製防止制御信号は含まれていない。このため、アナログ出力端子１１４にアナログＶＴＲなどが接続されるアナログ接続の場合には、情報信号の複製が可能となってしまう。
【００１９】
そこで、Ｄ／Ａ変換された映像信号や音声信号に、複製防止制御信号を重畳付加することが考えられるが、Ｄ／Ａ変換された映像信号や音声信号を劣化させずに、複製防止制御信号を付加し、記録装置において取り出して複製防止制御に用いることは難しい。
【００２０】
したがって、従来は、アナログ接続の場合には、前述したＶＴＲとモニタ受像機のＡＧＣの方式の相違、あるいはＡＰＣの特性の相違を利用する複製防止方法を用いて、消極的な複製防止を行うようにするしか方法がなかった。
【００２１】
ところが、前述したＶＴＲとモニタ受像機のＡＧＣの方式の相違、あるいはＡＰＣの特性の相違を利用する複製防止制御方法の場合、記録装置側のＡＧＣの方式、ＡＰＣの特性によっては、正常に映像信号の記録が行われてしまい、消極的な複製防止さえも、できない場合が発生する。また、モニタ受像機の再生画像が乱れるなどの問題が生じるおそれもあった。
【００２２】
以上のような問題点を解決し、再生される映像、音声を劣化させることなく、アナログ接続、デジタル接続のいずれの場合にも有効な複製防止制御方式として、本出願人は、先に、複製防止制御信号をスペクトラム拡散し、このスペクトラム拡散した複製防止制御信号をアナログ信号の状態の映像信号に重畳して、映像信号をデジタル記録あるいはアナログ記録する方式を提案している（特願平７−３３９９５９号参照）。
【００２３】
この方式においては、拡散符号として用いるＰＮ（ＰｓｅｕｄｏｒａｎｄｏｍＮｏｉｓｅ）系列の符号（以下、ＰＮ符号という）を十分に早い周期で発生させて、これを複製防止制御信号に対して掛け合わせることによりスペクトラム拡散し、狭帯域、高レベルの複製防止制御信号を、映像信号や音声信号には影響を与えることのない広帯域、低レベルの信号に変換させる。そして、このスペクトラム拡散された複製防止制御信号をアナログ映像信号に重畳して記録媒体に記録するようにする。この場合、記録媒体に記録する映像信号は、アナログ、デジタルのどちらでも可能である。
【００２４】
この方式においては、複製防止制御信号は、スペクトラム拡散されて広帯域、低レベルの信号として映像信号に重畳されるため、違法に複製しようとする者が、重畳された複製防止制御信号を映像信号から取り除くことは難しい。
【００２５】
しかし、逆スペクトラム拡散することにより重畳された複製防止制御信号を検出し、利用することは可能である。したがって、映像信号とともに複製防止制御信号を確実に記録装置側に提供することができると共に、記録装置側において、複製防止制御信号を検出し、検出した複製防止制御信号に応じた複製制御を確実に行うことができる。
【００２６】
ところが、前述のように、複製防止制御信号をスペクトラム拡散して映像信号に重畳する方式の場合、映像信号のノイズ除去システムを用いることにより、スペクトラム拡散された複製防止制御信号が除去されたり、劣化したり、あるいは、付け替えられる場合がある。
【００２７】
例えば、映像信号の画素間、フィールド間、フレーム間の相関性を利用して、映像信号のノイズを除去するノイズ除去システムの場合、隣接する水平走査線間、あるいは、隣接するフィールド間やフレーム間の映像信号どうしで差分を取り、得られた差分をノイズとして除去する。
【００２８】
この場合、スペクトラム拡散されて映像信号に重畳された複製防止制御信号が差分として算出され、前述したように、除去される場合がある。また、除去された場合には、別のスペクトラム拡散された複製防止制御信号に付け替えられるなどのおそれがある。
【００２９】
また、上述したノイズ除去システムが用いられた場合、スペクトラム拡散されて映像信号に重畳された複製防止制御信号の全部ではないが、映像信号に重畳された複製防止制御信号が部分的に除去されるなど複製防止制御信号が劣化する場合がある。この場合には、映像信号に重畳された正確な複製防止制御信号を抽出することができなくなり、複製防止制御信号に応じた複製防止制御ができなくなる。
【００３０】
また、例えば、アスペクト比が１６：９のいわゆる横長のワイドテレビ画像を、アスペクト比が４：３の標準のテレビ画像に変換する場合、あるいはその逆の場合のように、水平方向に、画素データを間引いたり、あるいは補間したりして画面の左右方向の拡大縮小を行うと、間引かれた映像信号に重畳されているスペクトラム拡散されている複製防止制御信号が消滅し、あるいは補間したデータによりスペクトラム拡散された複製防止制御信号が不連続になり、スペクトラム逆拡散により複製防止制御信号が復元できなくなるおそれがある。
【００３１】
また、ＮＴＳＣ方式からＰＡＬ方式に変換する場合あるいはその逆の場合のように、走査線数の異なるテレビジョン方式間の方式変換を行う場合に、水平ライン単位で間引きや補間処理を行うが、この場合にも上述と同様の問題が生じるおそれがある。
【００３２】
また、ＶＴＲでスローモーション再生や倍速再生などの変速再生を行うと、複数フィールド分の映像信号により１フィールド分の映像信号が再合成されるため、この再合成された映像信号においては、スペクトラム拡散された複製防止制御信号が不連続になり、スペクトラム逆拡散により複製防止制御信号が復元できなくなるおそれがある。
【００３３】
また、いわゆるカット編集が行われて、フィールド単位の映像信号が間引かれた場合にも、同様に、カット編集後の映像信号においては、スペクトラム拡散された複製防止制御信号が不連続になり、スペクトラム逆拡散により複製防止制御信号が復元できなくなるおそれがある。
【００３４】
また、従来のスペクトラム拡散では、複製防止制御信号などの付加情報として重畳できる情報量が少ないという問題もある。
【００３５】
この発明は、以上のことにかんがみ、上記問題点を一掃し、スペクトラム拡散されて映像信号に重畳された付加情報を、確実に受信先に提供し、完全な付加情報を取り出すことができると共に、重畳できる付加情報量を多くすることができるようにする方法を提供することを目的とする。
【００３６】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、請求項１の記載の発明による映像信号伝送方法は、
スペクトラム拡散した付加情報を映像信号に重畳して伝送する伝送方法であって、
垂直同期信号に同期して、１垂直周期を発生開始タイミングとして、１水平区間内の区間当たりに複数チップまたは１垂直区間内の区間当たりに複数チップを含む複数個の拡散符号列を発生させる拡散符号生成工程と、
前記拡散符号生成工程で生成された前記複数個の拡散符号列を切り替えると共に、それぞれの前記拡散符号列を、同一データを持つチップが画面単位の時間軸方向である空間方向に整列するように、複数垂直区間に渡って反復させる拡散符号反復工程と、
前記拡散符号反復工程により発生する拡散符号列により、少なくとも前記反復区間の前記各１垂直区間内の区間においては同一内容のデータを持つように付加情報をスペクトラム拡散するスペクトラム拡散工程と、
前記スペクトラム拡散工程により生成されたスペクトラム拡散信号を前記映像信号に重畳する重畳工程とを備え、
前記付加情報が重畳される前記映像信号は、データ圧縮された映像信号がデコードされたものであって、
前記拡散符号反復工程では、前記複数個の拡散符号列を、前記データ圧縮された映像信号の、１フレーム分の映像信号がそのまま符号化されるフレームの検出タイミングに同期して切り替える
ことを特徴とする。
【００３７】
また、請求項２に記載の発明による重畳情報抽出方法は、
垂直同期信号に同期して、１垂直周期を発生開始タイミングとして、１水平区間内の区間当たりに複数チップまたは１垂直区間内の区間当たりに複数チップを含む複数個の拡散符号列を切り替えると共に、それぞれの前記拡散符号列を画面単位の時間軸方向である空間方向に複数垂直区間に渡って反復させた拡散符号列によりスペクトラム拡散を施すことで生成された付加情報が重畳された映像信号から、前記スペクトラム拡散された付加情報を抽出する重畳情報抽出方法であって、
垂直同期信号に同期して、１垂直周期を発生開始タイミングとして、１水平区間内の区間当たりに複数チップまたは１垂直区間内の区間当たりに複数チップを含む逆拡散用の複数個の拡散符号列を発生させる逆拡散符号生成工程と、
前記逆拡散符号生成工程で生成された前記複数個の拡散符号列を切り替えると共に、それぞれの前記拡散符号列を、同一データを持つチップが画面単位の時間軸方向である空間方向に整列するように、複数垂直区間に渡って反復させる逆拡散符号反復工程と、
前記逆拡散符号反復工程により発生する逆拡散用の拡散符号列により、前記映像信号に重畳されたスペクトラム拡散された前記付加情報を逆拡散して抽出するスペクトラム逆拡散工程とを備え、
前記付加情報を抽出する前記映像信号は、データ圧縮された映像信号がデコードされたものであって、
前記複数個の拡散符号列は、前記データ圧縮された映像信号の、１フレーム分の映像信号がそのまま符号化されるフレームの検出タイミングに同期して切り替える
ことを特徴とする。
【００４０】
請求項１に記載の発明による映像信号伝送方法によれば、拡散符号反復工程により反復される複数水平区間においては垂直方向にチップが整列する。したがって、この複数水平区間内で、映像信号の水平ライン単位の相関を利用したノイズ除去が行われても、映像信号に重畳されているスペクトラム拡散信号は、差分として検出されないため、削除されてしまったり、劣化したりすることがない。
【００４１】
また、同様に、アスペクト比の違いによる画面サイズの変換や、テレビジョン方式の違いによる走査線数の変換により、水平ライン単位の間引きや補間が行われても、重畳された付加情報は再現可能な状態で残り、確実に伝送される。
【００４２】
また、拡散符号反復工程により反復される複数垂直区間においては、画面単位の時間軸方向である空間方向（以下、単に時間軸方向という）にスペクトラム拡散信号の同一のデータを持つチップが整列する。したがって、映像信号のフィールド間、フレーム間の相関性を利用したノイズ除去システムが用いられた場合に、フィールド間、フレーム間で差分を取っても、映像信号に重畳されているスペクトラム拡散信号は、差分として検出されないため、削除されたり、劣化することがない。また、変速再生やカット編集が行われても、同様にして、スペクトラム拡散信号は確実に伝送される。
【００４３】
そして、請求項１の発明においては、複数水平区間ごと、または複数垂直区間ごとに異なる拡散符号によりスペクトラム拡散が行われることになるので、その異なる拡散符号を用いて異なる付加情報を重畳することが可能になり、重畳する付加情報量を多くすることが可能である。
【００４４】
そして、この請求項１の発明に対応する請求項３に記載の重畳情報抽出方法によれば、付加情報のスペクトラム拡散時と同様にして、スペクトラム拡散された付加情報が重畳された区間に対応して、逆拡散用の拡散符号が生成される。この逆拡散用の拡散符号が用いられてスペクトラム逆拡散が行われることにより、付加情報がくり返し抽出される。
【００４５】
したがって、前述にもしたように、映像信号の相関性を利用したノイズ除去システムが用いられることにより、スペクトラム拡散された付加情報が除去されたり、劣化するようにされることがなく、また、映像信号の垂直方向の水平ライン単位の補間や間引きが行われた場合にも、映像信号に重畳された付加情報を確実に抽出することができる。
【００４８】
【発明の実施の形態】
以下、図を参照しながらこの発明の実施形態を適用した映像信号伝送方法、重畳情報抽出方法、映像信号出力装置、映像信号受信装置、映像信号記録媒体について説明する。
【００４９】
以下に説明する映像信号出力装置は、ＤＶＤ（デジタルビデオディスク）の記録再生装置（ＤＶＤ装置と以下称する）に適用されたものとして説明する。また、説明を簡単にするため、音声信号系についての説明は省略する。
【００５０】
［映像信号出力装置の第１の実施の形態］
図１は、この実施の形態の映像信号複製制御システムで用いられる映像信号出力装置（以下、単に出力装置という）１０を説明するための図である。すなわち、出力装置１０は、この第１の実施の形態において、ＤＶＤ装置の再生系に相当する。
【００５１】
図１において、記録媒体１００は、デジタル化された映像信号、音声信号が記録され、かつ、付加情報として複製防止制御信号が記録されたもので、この例ではＤＶＤである。複製防止制御信号は、ディスクの最内外のＴＯＣ（ＴａｂｌｅＯｆ Ｃｏｎｔｅｎｔｓ）やディレクトリと呼ばれるトラックエリアに記録することもできるし、映像データや音声データが記録されるトラックに、記録エリアを別にして挿入記録することもできる。以下に説明する例は、後者の場合の例で、映像データを読み出したときに、複製防止制御信号も同時に読み出される場合である。
【００５２】
また、複製防止制御信号は、第１世代の複製のみは許可するなどのような世代制限を内容とするものでもよいし、映像信号の複製の禁止または許可を示す信号でもよく、１ビットあるいは数ビットで構成されているものとして説明する。
【００５３】
図１に示すように、この実施の形態の出力装置１０は、読み出し部１１、復号化部１２、複製防止制御信号抽出部１３、ＳＳ（ＳＳはスペクトラム拡散の略、以下同じ）複製防止制御信号生成部１４、同期分離部１５、ＰＮ発生制御部１６、ＰＮ発生部１７、ＰＮ反復部１８、加算部１９、Ｄ／Ａ変換回路１９１、１９２を備えている。
【００５４】
読み出し部１１は、記録媒体１００を再生して得られる信号Ｓ１から再生映像信号成分Ｓ２を取り出し、これを復号化部１２および複製防止制御信号抽出部１３に供給する。
【００５５】
復号化部１２は、再生映像信号成分Ｓ２について復号化処理を行い、デジタル映像信号を形成し、これをＤ／Ａ変換回路１９１に供給する。Ｄ／Ａ変換回路１９１は、デジタル映像信号をＤ／Ａ変換して、同期信号を有するアナログ映像信号Ｓ３を形成し、これを同期分離部１５および加算部１９に供給する。
【００５６】
複製防止制御信号抽出部１３は、再生映像信号成分Ｓ２に付加されている複製防止制御信号Ｓ４を抽出し、これをＳＳ複製防止制御信号生成部１４に供給する。
【００５７】
一方、同期分離部１５は、アナログ映像信号Ｓ３から水平同期信号Ｈおよび垂直同期信号Ｖを抜き出して、これをＰＮ発生制御部１６に供給する。
【００５８】
ＰＮ発生制御部１６は、水平同期信号Ｈおよび垂直同期信号Ｖを基準信号として用いて、ＰＮ符号を発生させる区間を示すＰＮ発生イネーブル信号ＥＮや、ＰＮ符号の発生開始タイミングを示すＰＮ符号リセットタイミング信号ＲＥ（以下、リセット信号ＲＥと略称する）や、クロック信号ＣＬＫを生成する。
【００５９】
図２は、この実施の形態のＰＮ発生制御部１６を説明するためのブロック図である。図２に示すように、この実施の形態のＰＮ発生制御部１６は、ＰＮ発生タイミング信号生成部１６１、ＰＬＬからなるＰＮクロック生成部１６２、タイミング信号生成部１６３を備え、ＰＮ発生タイミング信号生成部１６１およびタイミング信号生成部１６３には、同期分離部１５からの水平同期信号Ｈおよび垂直同期信号Ｖが供給され、ＰＮクロック生成部１６２には同期分離部１５からの水平同期信号Ｈが供給される。
【００６０】
ＰＮ発生タイミング信号生成部１６１は、垂直同期信号Ｖを基準信号として用いて、図３（Ａ）に示すような、スペクトラム拡散に用いる拡散用のＰＮ符号列の繰り返し周期を決める垂直周期のリセット信号ＲＥを生成する。この例では、リセット信号ＲＥは、垂直同期信号Ｖの例えば前縁で立ち下がる垂直周期の信号である。
【００６１】
ＰＮ発生タイミング信号生成部１６１は、また、この例の場合には、水平同期信号Ｈ（図３（Ｂ）参照）を基準信号として、ＰＮ発生イネーブル信号ＥＮを生成する。この例では、ＰＮ発生イネーブル信号ＥＮは、Ｎ（Ｎは１以上の整数）水平区間おきの１水平区間だけＰＮ発生部１７からＰＮ符号を発生させるようにする信号として生成される。図３（Ｃ）では、１水平区間おきの１水平区間をＰＮ発生区間とするように発生する。図３（Ｃ）に示すように、このイネーブル信号ＥＮはローアクティブである。
【００６２】
ＰＮクロック生成部１６２は、ＰＬＬを用いて、水平同期信号Ｈに同期するＰＮクロックＰＮＣＬＫを生成する。このＰＮクロックＰＮＣＬＫは、拡散符号のチップ周期を決めるものである。
【００６３】
また、タイミング信号生成部１６３は、垂直同期信号Ｖおよび水平同期信号Ｈに基づいて、この出力装置１０で用いられる各種のタイミング信号を生成する。そして、ＰＮ発生制御部１６において生成されたＰＮ発生イネーブル信号ＥＮ、ＰＮ符号リセット信号ＲＥおよびＰＮクロック信号ＰＮＣＬＫは、ＰＮ発生部１７に供給される。ＰＮ発生イネーブル信号ＥＮおよびＰＮクロック信号ＰＮＣＬＫは、また、ＰＮ反復部１８にも供給される。
【００６４】
ＰＮ発生部１７は、クロック信号ＰＮＣＬＫと、イネーブル信号ＥＮと、ＰＮ符号リセットタイミング信号ＲＥとに応じてＰＮ符号を発生する。すなわち、ＰＮ発生部１７は、リセット信号ＲＥにより、この例では、垂直周期でリセットされ、予め決められた符号パターンのＰＮ符号列ＰＳをその先頭から生成する。そして、ＰＮ発生部１７は、イネーブル信号ＥＮによりＰＮ符号発生可能状態（イネーブル状態）とされるときにのみ、クロック信号ＰＮＣＬＫに応じて、ＰＮ符号列ＰＳを発生する。
【００６５】
この例の場合には、前述もしたように、ＰＮ発生部１７は、イネーブル信号ＥＮがローレベルのときにＰＮ符号を発生可能な状態にされるので、図３（Ｃ）に示すように、１つおきの水平区間でＰＮ符号発生状態となり、クロックＰＮＣＬＫの１クロックごとに１チップの割合でＰＮ符号を発生する。この場合、１垂直区間内では、ＰＮ発生部１７はリセットされないので、前記の１つおきの水平区間では、図３（Ｄ）に示すように、それぞれ異なるＰＮ符号例ＰＮ１１，ＰＮ１２，ＰＮ１３、…が生成される。しかし、ＰＮ発生部１７は、リセット信号ＲＥにより、垂直区間の先頭でリセットされるので、各垂直区間では、同じように、１つおきの水平区間で、それぞれ異なるＰＮ符号例ＰＮ１１，ＰＮ１２，ＰＮ１３、…が生成されることになる。
【００６６】
図４は、ＰＮ発生部１７の構成例を示す図である。この例のＰＮ発生部１７は、１５段のシフトレジスタを構成する１５個のＤフリップフロップＲＥＧ１〜ＲＥＧ１５と、このシフトレジスタの適宜のタップ出力を演算するイクスクルーシブオア回路ＥＸ−ＯＲ１〜ＥＸ−ＯＲ３とからなっている。そして、図４に示すＰＮ発生部１７は、上述したように、イネーブル信号ＥＮ、ＰＮクロック信号ＰＮＣＬＫ、ＰＮ符号リセットタイミング信号ＲＥに基づいて、Ｍ系列のＰＮ符号列ＰＳを発生する。
【００６７】
この例の場合、ＰＮ発生部１７に供給されるクロックＰＮＣＬＫのクロック周波数は、例えば５００ｋＨｚとされ、１垂直区間内の１つおきの水平区間のすべてでＰＮ符号を発生させることで、１垂直区間内に、合計で４０９５チップ分のＰＮ符号列を発生させることができる。
【００６８】
こうして得られたＰＮ発生部１７からのＰＮ符号列ＰＳは、ＰＮ反復部１８に供給され、また、ＰＮ発生制御部１６からのイネーブル信号ＥＮおよびクロックＰＮＣＬＫも、このＰＮ反復部１８に供給される。
【００６９】
図５は、このＰＮ反復部１８の構成例である。すなわち、このＰＮ反復部１８は、スイッチ回路１８１と、１水平区間内に入るＰＮ符号のチップ数分の段数を有するシフトレジスタ１８２とで構成される。そして、スイッチ回路１８１の一方の入力端ａ側に前記ＰＮ符号列ＰＳが供給され、他方の入力端ｂ側に、シフトレジスタ１８２の出力が供給される。
【００７０】
このスイッチ回路１８１の切り換え信号としてイネーブル信号ＥＮが供給されており、イネーブル信号ＥＮがローレベルでＰＮ符号列ＰＳが発生する区間では、スイッチ回路１８１は入力端ａ側に、イネーブル信号ＥＮがハイレベルであるＰＮ符号列ＰＳが発生していない区間では、スイッチ回路１８１は入力端ｂ側に、それぞれ切り換えられる。そして、クロックＰＮＣＬＫは、シフトレジスタ１８２にシフトクロックとして供給される。
【００７１】
したがって、ＰＮ発生部１７で１つおきの水平区間で発生したＰＮ符号列ＰＮ１１，ＰＮ１２，ＰＮ１３…からなるＰＮ符号列ＰＳは、スイッチ回路１８１を通じてシフトレジスタ１８２にそれぞれ転送される。そして、残りの１つおきの水平区間では、ＰＮ発生部１７からのＰＮ符号列ＰＳは途絶えるが、スイッチ回路１８１が入力端ｂ側に切り替わるので、シフトレジスタ１８２は、前の水平区間で取り込んだ１水平区間分のＰＮＰＮ符号列ＰＮ１１，ＰＮ１２，ＰＮ１３…を、それぞれ反復して出力する。
【００７２】
以上のようにして、この例の場合には、ＰＮ反復部１８では、ＰＮ発生部１７で１つおきの水平区間で発生したＰＮ符号列が、それぞれ後続する次の水平区間で繰り返されて、図３（Ｅ）に示すように、前記１水平区間単位のＰＮ符号列ＰＮ１１，ＰＮ１２，ＰＮ１３…が２水平区間で連続する状態のＰＮ符号列ＰＳｒが生成される。このＰＮ反復部１８からのＰＮ符号列ＰＳｒは、ＳＳ複製防止制御信号生成部１４に供給される。
【００７３】
ＳＳ複製防止制御信号生成部１４は、前述した複製防止制御信号抽出部１３によって抽出された複製防止制御信号Ｓ４をＰＮ符号列ＰＳｒを用いてスペクトラム拡散し、映像信号Ｓ３に重畳するスペクトル拡散された複製防止制御信号（以下、ＳＳ複製防止制御信号という）Ｓ５を形成する。
【００７４】
このＳＳ複製防止制御信号生成部１４は、図示しないが、スペクトラム拡散する複製防止制御信号列を生成する複製防止制御信号列生成部と、生成した複製防止制御信号列とＰＮ符号列ＰＳｒとを乗算してスペクトラム拡散する乗算部とを備えている。
【００７５】
複製防止制御信号列生成部は、この例の場合には、ＰＮ符号列ＰＳの発生タイミングに同期する１水平区間で完結、すなわち、ビットの区切りが生じ、かつ、次の反復区間である水平区間も同じビット内容となるように複製防止制御信号列を生成する。このタイミング制御のため、ＳＳ複製防止制御信号生成部１４には、ＰＮ発生制御部１６からのイネーブル信号ＥＮが供給されている。複製防止制御信号列は、１水平区間当たり１ビット〜数ビットの低ビットの信号である。
【００７６】
ＳＳ複製防止制御信号生成部１４において形成されたＳＳ複製防止制御信号Ｓ５は、Ｄ／Ａ変換回路１９２に供給される。Ｄ／Ａ変換回路１９２は、ＳＳ複製防止制御信号Ｓ５をアナログＳＳ複製防止制御信号Ｓ５Ａに変換し、加算部１９に供給する。
【００７７】
加算部１９は、アナログ映像信号Ｓ３に対して、アナログＳＳ複製防止制御信号Ｓ５Ａを重畳し、出力映像信号Ｓ６Ａを形成して、これを出力する。このように加算部１９は、アナログ映像信号Ｓ３に対し、ＰＮ符号列ＰＳｒによりスペクトラム拡散された複製防止制御信号であるＳＳ複製防止制御信号Ｓ５Ａを重畳する重畳手段としての機能を有する。この場合、ＳＳ複製防止制御信号Ｓ５Ａは、映像信号のダイナミックレンジより小さいレベルで重畳される。このように重畳することにより映像信号の劣化がほとんど生じないようにすることができる。
【００７８】
なお、以上の例では、１つおきの１水平区間でＰＮ符号列ＰＮ１１，ＰＮ１２，ＰＮ１３，…を発生させ、それぞれを２水平区間に渡り繰り返すようにした場合であるが、イネーブル信号ＥＮを図３（Ｆ）に示すような３水平周期で１水平区間だけローレベルになる信号として、図３（Ｇ）に示すように、２つおきの１水平区間でＰＮ符号列ＰＮ１１，ＰＮ１２，ＰＮ１３，…を発生させ、それぞれを図３（Ｈ）に示すように、３水平区間に渡り繰り返すようにすることもできる。
【００７９】
以上のようにしてＰＮ符号ＰＳｒを発生させ、このＰＮ符号列ＰＳｒにより、少なくとも水平周期でビットの区切りを発生し、ＰＮ符号ＰＳｒの反復区間中は１水平区間当たりのビット内容が変わらない複製防止制御信号をスペクトラム拡散することにより、ＰＮ符号が反復する複数水平区間では垂直方向に同一データを持つチップが整列し、かつ、画面単位の時間軸方向にも同一データを持つ各チップが整列するスペクトラム拡散信号を生成することができる。
【００８０】
図６は、この例におけるＰＮ反復部１８により発生されるＰＮ符号ＰＳｒの発生状況、すなわち、映像信号に対するＰＮ符号ＰＳｒのマッピングについて説明するための図である。前述にもしたように、この実施例においては、ＰＮ反復部１８からのＰＮ符号列ＰＳｒは、１垂直区間を１周期とし、かつ、複数水平区間は同じ１水平区間分のＰＮ符号列を含むものとなるものである。
【００８１】
図６は、説明の簡単のため、１垂直区間を２分割し、垂直区間の前半の１２８水平区間ではＰＮ符号列ＰＮ１１を繰り返して反復生成し、後半の１２８水平区間ではＰＮ符号列ＰＮ１２を繰り返して反復生成した場合として示してものである。図６の場合では、ＰＮ符号列ＰＮ１１およびＰＮ１２は、それぞれ４チップを含むものとして示している。そして、このＰＮ符号ＰＳｒは、垂直周期のリセット信号によりリセットされるので、すべての垂直区間でまったく同一のマッピング状態となる。
【００８２】
この図６から分かるように、ＰＮ符号が反復する複数水平区間では垂直方向に同一データを持つチップが整列し、かつ、画面単位の時間軸方向にも同一データを持つ各チップが整列する。すなわち、水平方向には、別々のデータを持ったチップが発生するが、垂直方向のＰＮ符号が反復する複数水平区間では同じデータを持ったチップが、また、時間軸方向も同じデータを持ったチップが、繰り返し並ぶことになる。そして、複製防止制御信号は、１水平区間単位の同じＰＮ符号列ＰＮ１１，ＰＮ１２，…のそれぞれに対しては、１水平区間で完結するものとされるので、ＳＳ複製防止制御信号としては、概念的には、図６に示すように、この例の場合、ＰＮ符号が反復する複数水平区間内の垂直方向および時間軸方向に同じチップが形成された４つの平面ができ、合計８つの平面ができる。
【００８３】
したがって、ＰＮ符号列ＰＳｒによりスペクトラム拡散された複製防止制御信号が映像信号に重畳された場合に、前述したように、映像信号の相関性を利用したノイズ除去を行った場合、隣接する水平ライン間、隣接するフィールド間、隣接するフレーム間で差分を取っても、重畳されたＳＳ複製防止制御信号が差分として検出されることがない。
【００８４】
このため、この出力装置１０や、この出力装置１０からの映像信号の供給を受ける後述する記録装置などの装置において、あるいは、出力装置１０とこの出力装置１０からの映像信号の供給を受ける装置との間において、上述のような、映像信号の相関性を利用したノイズ除去や、水平方向あるいは時間軸方向の補間や間引きが行われた場合にも、スペクトラム拡散された複製防止制御信号（ＳＳ複製防止制御信号）を映像信号に重畳して確実に伝送し、後続する装置に提供することができる。
【００８５】
また、複製防止制御信号は、スペクトラム拡散されて映像信号に重畳されるため、映像信号に重畳されるＳＳ複製防止制御信号が、映像信号を劣化させることもなく、また、簡単に映像信号からＳＳ複製防止制御信号が取り除かれることもない。
【００８６】
そして、この実施の形態によれば、複数水平区間ごとに異なるＰＮ符号を用いるので、この異なるＰＮ符号ごとに付加情報のビットを変更することができるので、全体として付加情報としてスペクトラム拡散して重畳して伝送できる情報量が増加するものである。
【００８７】
図７は、複製防止制御信号と、映像信号との関係をスペクトルで示したものである。複製防止制御信号は、これに含まれる情報量は少なく、低ビットレートの信号であり、図７（ａ）に示されるように狭帯域の信号である。これにスペクトラム拡散を施すと、図７（ｂ）に示すような広帯域幅の信号となる。このときに、スペクトラム拡散信号レベルは帯域の拡大比に反比例して小さくなる。
【００８８】
このスペクトラム拡散信号、すなわち、ＳＳ複製防止制御信号Ｓ５Ａを、加算部１９で情報信号に重畳させるのであるが、この場合に、図７（ｃ）に示すように、情報信号としての映像信号のダイナミックレンジより小さいレベルで、ＳＳ複製防止制御信号Ｓ５Ａを重畳させるようにする。このように重畳することにより主情報信号の劣化がほとんど生じないようにすることができる。したがって、上述したように、ＳＳ複製防止制御信号が重畳された映像信号がモニター受像機に供給されて、映像が再生された場合に、ＳＳ複製防止制御信号の影響はほとんどなく、良好な再生映像が得られるものである。
【００８９】
一方、後述するように、記録側でＳＳ複製防止制御信号を検出するために、逆スペクトラム拡散を行うと、図７（ｄ）に示すように、ＳＳ複製防止制御信号が再び狭帯域の信号として復元される。十分な帯域拡散率を与えることにより、逆拡散後の複製防止制御信号の電力が情報信号を上回り、検出可能となる。
【００９０】
この場合、アナログ映像信号に重畳されたＳＳ複製防止制御信号は、アナログ映像信号と同一時間、同一周波数内に重畳されるため、周波数フィルタや単純な情報の置き換えでは削除および修正が不可能である。
【００９１】
したがって、映像信号に重畳されたＳＳ複製防止制御信号が取り除かれることがなく、ＳＳ複製防止制御信号をモニタ受像機や記録装置などの装置に確実に提供することができる。
【００９２】
このように、ＳＳ複製防止制御信号Ｓ５Ａが重畳されたアナログ出力映像信号Ｓ６Ａは、映像を表示するモニタ受像機や、後述する記録装置２０に供給される。
【００９３】
［映像信号記録装置の第１の実施の形態］
次に、前述した出力装置１０からの映像信号Ｓ６Ａの供給を受けて、映像信号を記録する記録装置２０について説明する。
【００９４】
図８は、この実施の形態の映像信号複製制御システムで用いられる映像信号記録装置（以下、単に記録装置という）２０を説明するための図である。すなわち、記録装置２０は、この第１の実施の形態において、ＤＶＤ装置の記録系に相当する。
【００９５】
記録装置２０は、図８に示すように、符号化部２１、書き込み部２２、スペクトラム拡散されて映像信号に重畳された複製防止制御信号を検出する検出部（以下、ＳＳ複製防止制御信号検出部という）２３、複製の許可、禁止などの制御を行う複製制御部２４、同期分離部２５、ＰＮ発生制御部２６、ＰＮ発生部２７、ＰＮ反復部２８、Ａ／Ｄ変換回路２９を備えている。また、記録媒体２００は、記録装置２０により映像信号が書き込まれるＤＶＤである。
【００９６】
出力装置１０から供給された映像信号Ｓ６Ａは、Ａ／Ｄ変換回路２９により、デジタル映像信号Ｓ２１に変換されて、符号化部２１、ＳＳ複製防止制御信号検出部２３、同期分離部２５に供給される。
【００９７】
符号化部２１は、デジタル映像信号Ｓ２１の供給を受けて、映像同期信号を除去したり、デジタル映像信号をデータ圧縮するなどの符号化処理を行って、記録媒体２００へ供給する記録用のデジタル映像信号Ｓ２２を形成し、書き込み部２２に供給する。
【００９８】
同期分離部２５は、符号化処理される前のデジタル映像信号Ｓ２１から、水平同期信号Ｈおよび垂直同期信号Ｖを抜き出し、これをＰＮ発生制御部２６に供給する。
【００９９】
この実施の形態において、記録装置２０のＰＮ発生制御部２６は、図２を用いて前述した出力装置１０のＰＮ発生制御部１６と同様に構成されたものである。このため、ここでは、ＰＮ発生制御部２６は、図２に示した構成を有するものとして説明する。
【０１００】
ＰＮ発生制御部２６のＰＮ発生タイミング信号生成部１６１は、垂直同期信号Ｖを基準信号として用い、前述した出力装置１０に対応して、スペクトラム逆拡散に用いる逆拡散用のＰＮ符号列のリセットタイミングを提供するＰＮ符号リセットタイミング信号ＲＥ（以下、単にリセット信号ＲＥという）を生成すると共に、水平同期信号Ｈを基準信号として用いて、前述した出力装置１０でのイネーブル信号ＥＮに対応するイネーブル信号ＥＮを生成する。ここで生成されるリセット信号ＲＥは、前述した出力装置１０のＰＮ発生制御部１６において生成されるＰＮ符号リセットタイミング信号ＲＥと同様の信号であり、映像信号の垂直区間の開始位置に対応するタイミングを提供する。
【０１０１】
ＰＮ発生制御部２６のＰＮクロック生成部１６２は、水平同期信号Ｈに同期するＰＮクロック信号ＰＮＣＬＫを生成する。このクロック信号ＰＮＣＬＫは、前述の出力装置１０において用いられたクロック信号ＰＮＣＬＫに対応する信号である。また、ＰＮ発生制御部２６のタイミング信号生成部１６３は、水平同期信号Ｈに基づいて各種のタイミング信号を生成する。
【０１０２】
ＰＮ発生制御部２６において生成されたリセット信号ＲＥ、イネーブル信号ＥＮ、クロック信号ＰＮＣＬＫは、ＰＮ発生部２７に供給される。また、ＰＮ発生制御部２６からのイネーブル信号ＥＮおよびクロック信号ＰＮＣＬＫは、ＰＮ反復部２８に供給される。
【０１０３】
ＰＮ発生部２７は、図４に示した前述の出力装置１０のＰＮ発生部１７と同様に構成され、また、ＰＮ反復部２８も、図５に示した前述の出力装置１０のＰＮ反復部１８と同様に構成される。したがって、ＰＮ反復部１８からは、前述の出力装置１０におけるスペクトラム拡散のときと全く同様のＰＮ符号列ＰＳｒが得られ、これがＳＳ複製防止制御信号検出部２３に供給される。
【０１０４】
この実施の形態において、ＳＳ複製防止制御信号検出部２３は、ＰＮ符号発生器や乗算回路を備え、スペクトラム逆拡散を行って、映像信号Ｓ２１に重畳されている複製防止制御信号を取り出すスペクトラム逆拡散手段としての機能を有している。
【０１０５】
そして、ＳＳ複製防止制御信号検出部２３は、ＳＳ複製防止制御信号が重畳されている各垂直区間の映像信号に対し、スペクトラム拡散時に用いられたＰＮ符号列と同じＰＮ符号列ＰＳｒである逆拡散用のＰＮ符号列を用いて、スペクトラム逆拡散を行って、映像信号に重畳されている複製防止制御信号を取り出す。取り出された複製防止制御信号Ｓ２３は、複製制御部２５に供給される。
【０１０６】
複製制御部２５は、複製防止制御信号Ｓ２３をデコードして、記録装置２０に供給された映像信号は、複製が禁止されたものか、複製が許可されているものかを判別する。そして、その判別結果に基づいて、書き込み制御信号Ｓ２４を生成し、これを書き込み部２２に供給することにより、映像信号Ｓ２２の書き込みの許可、禁止などの複製防止制御を行う。
【０１０７】
書き込み部２２は、書き込み制御信号Ｓ２４が書き込みを許可するものである場合に、映像信号Ｓ２２の記録媒体２００への書き込みを行ない、書き込み制御信号Ｓ２４が書き込みを禁止するものである場合には、映像信号Ｓ２２を記録媒体２００に書き込まないようにする。
【０１０８】
このように、この実施の形態の記録装置２０は、出力装置１０に対応して、ＳＳ複製防止制御信号が重畳された映像信号に対し、複製防止制御信号のスペクトラム拡散に用いられたＰＮ符号列ＰＳｒと同じＰＮ符号列を用いて逆スペクトラム拡散を行って映像信号に重畳された複製防止制御信号を取り出す。
【０１０９】
そして、この場合、前述したように、出力装置１０から出力された映像信号には、ＰＮ符号が反復された複数水平区間では垂直方向に同一のデータとなると共に、時間軸方向に同一のデータとなるＳＳ複製防止制御信号が重畳されている。このため、前述にもしたように、映像信号の相関性を利用したノイズ除去が行われた場合にも、映像信号に重畳されたＳＳ複製防止制御信号が除去されることがない。また、画像の垂直方向や時間軸方向に、間引きや補間を行った場合にも、映像信号に重畳されたＳＳ複製防止制御信号が損なわれることがない。
【０１１０】
したがって、記録装置への入力の際に、変速再生が行われたり、いわゆるカット編集が行われたとしても、ＳＳ複製防止制御信号が劣化することはなく、ＳＳ複製防止制御信号が示す複製防止制御の制御内容が判別できなくなることはない。すなわち、記録装置２０においては、スペクトラム拡散されて映像信号に重畳されている複製防止制御信号を確実かつ正確に取り出し、取り出した複製防止制御信号に応じた複製防止制御を行うことができる。
【０１１１】
また、上述の第１の実施の形態の場合、出力装置１０、記録装置２０において、映像同期信号、この例では垂直同期信号を基準信号として用いて、ＰＮ符号リセットタイミング信号ＲＥを生成することで、出力装置１０、記録装置２０のそれぞれにおいて、垂直同期信号に対して同じタイミングでＰＮ符号列を生成することができる。
【０１１２】
これにより、記録装置２０においては、例えば、スライディング相関器等を用いて、映像信号に重畳されている複製防止制御信号をスペクトラム拡散しているＰＮ符号列を検出し、同じタイミングで逆拡散用のＰＮ符号列を生成するようにする位相制御を行う必要もないため、逆スペクトラム拡散による複製防止制御信号の抽出を迅速に行うことができる。
【０１１３】
また、前述したように、出力装置１０、記録装置２０においては、水平同期信号を基準信号として用いて、クロック信号ＰＮＣＬＫの周波数を決めるため、出力装置１０、記録装置２０の双方において、同じ周波数のクロック信号を確実に生成することができる。
【０１１４】
［映像信号出力装置の第１の実施の形態の変形例］
［第１の変形例］
上述の例では、ＰＮ発生部１７は、１個のＰＮ発生器で構成したが、ＰＮ発生部１７を複数個のＰＮ発生器で構成し、これら複数個のＰＮ発生器を複数の垂直区間ごとに切り換えることにより、さらに重畳できる付加情報量を増加させることができる。
【０１１５】
図９は、その場合の映像信号に対するＰＮ符号ＰＳｒのマッピング状況を説明するための図である。この図９の例では、時間軸方向の前部の複数垂直区間では、垂直周期でリセットされる１個のＰＮ発生器からのＰＮ符号列ＰＮ１１，ＰＮ１２を、前述したように、複数水平区間に渡って反復させて、垂直方向に、異なる２つのＰＮ符号列ＰＮ１１，ＰＮ１２によりスペクトラム拡散した付加情報を重畳する。また、時間軸方向に後部の複数垂直区間では、他のＰＮ発生器に切り換えて、そのＰＮ発生器からのＰＮ符号列ＰＮ２１，ＰＮ２２を、前述したのと同様にして、複数水平区間に渡って反復させて、これら垂直方向に、異なる２つのＰＮ符号列ＰＮ２１，ＰＮ２２によりスペクトラム拡散した付加情報を重畳する。
【０１１６】
この場合に、複数のＰＮ発生器の切り換えタイミングは、例えば復号化部１２で得られるＩピクチャー（Ｉｎｔｒａ−ｃｏｄｅｄ ｐｉｃｔｕｒｅ）の検出タイミングに同期するようにされる。すなわち、この例の場合、映像信号は予測符号化を用いたＭＰＥＧ方式などによりデータ圧縮されているが、Ｉピクチャーは、予測符号化を使わずに、１フレーム分の映像信号がそのまま符号化されて形成されたもので、動き補償予測が用いられて形成されるＰピクチャー（Ｐｒｅｄｉｃｔｉｖｅ−ｃｏｄｅｄ ｐｉｃｔｕｒｅ）やＢピクチャー（Ｂｉｄｉｒｅｃｔｉｏｎａｌｌｙ−ｃｏｄｅｄ ｐｉｃｔｕｒｅ）だけの場合には、再生画像の劣化が時間方向に伝播されてしまうのを防止するものであり、通常、一定の複数垂直周期で挿入される。
【０１１７】
そこで、このＩピクチャーを復号化部１２で検出したとき、その検出タイミング信号をＰＮ発生制御部１６に送るようにする。そして、ＰＮ発生制御部１６がそのＩピクチャの検出タイミングに応じてＰＮ発生部１７を構成する複数のＰＮ発生器を順次切り換えるようにするものである。
【０１１８】
なお、アナログ映像信号の場合には、複数垂直区間ごとの垂直ブランキング期間内の特定の水平区間にＰＮ発生器の切り換えタイミング情報を挿入しておくようにすることもできる。
【０１１９】
［第２の変形例］
前述の例では、ＰＮ発生部１７は、垂直同期信号Ｖに同期する垂直周期のリセット信号ＲＥによりリセットするようにして、１垂直区間内で複数水平区間ごとをＰＮ符号列の反復区間とするようにしたが、ＰＮ発生部１７のリセット周期を複数垂直周期とすることにより、このリセット周期内で複数垂直区間をＰＮ符号列の反復区間とする時間軸方向に、複数個のＰＮ符号列による付加情報のスペクトラム拡散を行うようにすることができる。この例の場合は、ＰＮ発生部１７は、１個のＰＮ発生器で構成できる。
【０１２０】
この第２の変形例の場合の映像信号に対するＰＮ符号ＰＳｒのマッピング状況を図１０に示す。この例の場合には、前部の複数垂直区間には、そのすべての水平区間でＰＮ符号列１１を反復したものが発生する。そして、後部の複数垂直区間には、そのすべての水平区間でＰＮ符号列１２を反復したものが発生するものとなる。
【０１２１】
［第３変形例］
この第３の変形例の場合のＰＮ発生制御の場合のタイムチャートを図１２に示す。この例の場合には、ＰＮ発生部１７は１個のＰＮ発生器からなるが、そのリセットは、図１２（Ａ）に示すように、前述したＩピクチャーの検出タイミング信号であって、複数垂直区間を１周期とする信号である。
【０１２２】
また、イネーブル信号ＥＮは、垂直同期信号Ｖ（図１２（Ｂ））に基づいて生成される１または複数垂直区間おきの１垂直区間だけローレベル（アクティブ）となる信号（図１２（Ｃ））である。
【０１２３】
そして、ＰＮ発生器に対するＰＮクロックＰＮＣＬＫは、図１２Ｄに示すように、水平同期信号Ｈに同期した水平周期の信号である。なお、このＰＮクロックＰＮＣＬＫは、複数水平周期の信号であってもよい。
【０１２４】
このように構成した場合には、ＰＮ発生部１７からは、図１２（Ｅ）に示すように、１または複数垂直区間おきの１垂直区間において、ＰＮ符号列Ｐ１１，Ｐ１２，…が発生し、ＰＮ反復部１８からは、イネーブル信号ＥＮの周期で決まる複数垂直区間に渡って、前記のＰＮ符号列Ｐ１１，Ｐ１２，…のそれぞれが反復されたＰＮ符号列ＰＳｒが得られる。
【０１２５】
したがって、この第３の変形例の場合の映像信号に対するＰＮ符号ＰＳｒのマッピング状況は図１１に示すようなものとなる。すなわち、この場合には、クロックＰＮＣＬＫの周期である１水平区間あるいは複数水平区間にＰＮ符号の１チップが割り当てられ、複製防止制御信号は、一つのＰＮ符号当たりに１垂直周期で完結するデータとしてスペクトラム拡散される。そして、一つのＰＮ符号列によりスペクトラム拡散された付加情報が複数垂直区間に渡り、反復されたものとなる。
【０１２６】
こうして、複数のＰＮ符号列によりスペクトラム拡散された付加情報が、それぞれ複数垂直区間ごとに、時間軸方向に、配列されたようになる。したがって、付加情報は時間軸方向に情報量を増加させることができる。
【０１２７】
この第３の変形例の場合には、水平方向は同じデータを持つ１チップで構成されることになるので、画面サイズの変更により、画素単位の間引き、補間があったとしても、それに影響されることなく、付加情報を伝送することができる。
【０１２８】
［映像信号出力装置の第２の実施の形態］
図１３は、この発明による映像信号出力装置の第２の実施の形態のブロック図であり、図１の第１の実施の形態と同一部分には、同一符号を付してその説明は省略する。
【０１２９】
第１の実施の形態では、一つのＰＮ発生器からのＰＮ符号列の一部を反復して使用することにより、複数水平区間あるいは複数垂直区間に渡る区間で、同じＰＮ符号を発生するようにしたが、この第２の実施の形態では、複数個のＰＮ発生器を設け、これをＰＮ発生制御しながら、切り換えることにより、前述と同様のスペクトラム拡散を行う。さらに、この第２の実施の形態では、第１の実施の形態では困難な態様であるが、複数個のＰＮ符号を用いることにより実現できる態様もある。
【０１３０】
この第２の実施の形態では、２個のＰＮ発生部３２ａ、３２ｂを設けると共に、これらからのＰＮ符号列ＰＮａおよびＰＮｂを切り換え選択するスイッチ回路３３を設ける。
【０１３１】
そして、同期分離部１５からの水平同期信号Ｈおよび垂直同期信号Ｖは、ＰＮ発生制御部３１に供給される。このＰＮ発生制御部３１は、前記２個のＰＮ発生部３２ａおよび３２ｂのリセット信号ＲＥａ，ＲＥｂ、イネーブル信号ＥＮａ，ＥＮｂ、およびクロック信号ＰＮＣＬＫを生成して、これら２個のＰＮ発生部３２ａおよび３２ｂからのＰＮ符号列ＰＮａおよびＰＮｂの発生を制御すると共に、スイッチ回路３３を切り換える切換制御信号ＳＷを生成する。
【０１３２】
そして、スイッチ回路３３は、切り換え選択して得たＰＮ符号列をＳＳ複製防止制御信号生成部１４に供給し、前述の第１の実施の形態と同様にして、複製防止制御信号抽出部１３からの複製防止制御信号Ｓ４をスペクトラム拡散し、ＳＳ複製防止制御信号Ｓ５を生成する。そして、前述と同様にして、この信号Ｓ５をＤ／Ａ変換器１９２でアナログ信号に変換して加算部１９で映像信号Ｓ３に重畳して、出力信号Ｓ６Ａとして出力する。
【０１３３】
この第２の実施の形態で、図６と同様の映像信号に対するＰＮ符号のマッピングを行うには、図１４に示すような信号を生成して、２個のＰＮ発生部３２ａおよび３２ｂを制御すると共に、スイッチ回路３３を切り換え制御すればよい。
【０１３４】
すなわち、リセット信号ＲＥａおよびＲＥｂは、共に図１４（Ａ）に示すように水平周期の信号として、２個のＰＮ発生部３２ａおよび３２ｂを水平周期でリセットする。イネーブル信号ＥＮａおよびＥＮｂは常時イネーブルの状態とする。そして、切換制御信号ＳＷは、図１４（Ｂ）に示すように、ＰＮ符号列ＰＮａおよびＰＮｂを、それぞれ繰り返す複数水平区間の長さごとに、交互にハイレベルとローレベルの状態が変わる信号とされる。
【０１３５】
これにより、２個のＰＮ発生部３２ａおよび３２ｂは、それぞれ１水平周期のＰＮ符号列ＰＮａおよびＰＮｂを常時発生し、スイッチ回路３３は、これを必要な複数水平区間ごとに交互に取り出して、図１４（Ｃ）に示すような第１の実施の形態の場合と同様のＰＮ符号列を発生させる。したがって、前述の第１の実施の形態の場合とまったく同様にして、図６に示したようなＰＮ符号のマッピングを実現することができる。
【０１３６】
図９の場合のマッピングを行うには、更に２個のＰＮ発生部を追加すればよい。
【０１３７】
また、図１０の場合のマッピングを行うには、図１４（Ｂ）の切換制御信号ＳＷに変わって、複数垂直区間ごとにハイレベルとローレベルとを交互に繰り返す信号とすればよい。
【０１３８】
更に、図１１の場合のマッピング行うには、図１５に示すような信号を生成して、２個のＰＮ発生部３２ａおよび３２ｂを制御すると共に、スイッチ回路３３を切り換え制御すればよい。
【０１３９】
すなわち、リセット信号ＲＥａおよびＲＥｂは、共に図１５（Ａ）に示すように垂直周期の信号として、２個のＰＮ発生部３２ａおよび３２ｂを垂直周期でリセットする。イネーブル信号ＥＮａおよびＥＮｂは常時イネーブルの状態とする。そして、ＰＮクロック信号ＰＮＣＬＫは、図１５（Ｃ）に示すように、水平同期信号Ｈに同期した１水平周期あるいは複数水平周期のクロックとし、切換制御信号ＳＷは、図１５（Ｃ）に示すように、ＰＮ符号列ＰＮａおよびＰＮｂを、それぞれ反復させる複数垂直区間の長さごとに交互にハイレベルとローレベルの状態が変わる信号とされる。
【０１４０】
これにより、２個のＰＮ発生部３２ａおよび３２ｂは、それぞれ１垂直周期のＰＮ符号列ＰＮａおよびＰＮｂを常時発生し、スイッチ回路３３は、これを必要な複数垂直区間ごとに交互に取り出して、図１５（Ｄ）に示すようなＰＮ符号列を発生させる。したがって、前述の第１の実施の形態の場合とまったく同様にして、図１１に示したようなＰＮ符号のマッピングを実現することができる。
【０１４１】
なお、この図１５の場合のＰＮ発生部３２ａおよび３２ｂのリセットは、前述したＩピクチャーの検出タイミングを用いることができる。
【０１４２】
［映像信号記録装置の第２の実施の形態］
図１６は、映像信号出力装置の第２の実施の形態に対応する記録装置の第２の実施の形態のブロック図を示すものである。
【０１４３】
この第２の実施の形態の記録装置４０においても、図８に示した第１の実施の形態の記録装置２０と同一部分には、同一符号を付してその説明は省略する。
【０１４４】
すなわち、この第２の実施の形態では、逆拡散用として２個のＰＮ発生部４２ａ、４２ｂを設けると共に、これらからのＰＮ符号列ＰＮａおよびＰＮｂを切り換え選択するスイッチ回路４３を設ける。
【０１４５】
そして、同期分離部２５からの水平同期信号Ｈおよび垂直同期信号Ｖは、ＰＮ発生制御部４１に供給される。このＰＮ発生制御部４１は、前記２個のＰＮ発生部４２ａおよび４２ｂのリセット信号ＲＥａ，ＲＥｂ、イネーブル信号ＥＮａ，ＥＮｂ、およびクロック信号ＰＮＣＬＫを生成して、これら２個のＰＮ発生部４２ａおよび４２ｂからのＰＮ符号列ＰＮａおよびＰＮｂの発生を制御すると共に、スイッチ回路４３を切り換える切換制御信号ＳＷを生成する。
【０１４６】
このスイッチ回路４３からは、スペクトラム拡散時に用いられたＰＮ符号列と同じＰＮ符号列が得られる。スイッチ回路４３は、このＰＮ符号列をＳＳ複製防止制御信号検出部２３に供給し、前述の第１の実施の形態と同様にして、スペクトル逆拡散により映像信号に重畳されている複製防止制御信号Ｓ２３を復元する。そして、この復元した複製防止制御信号Ｓ２３を複製制御部２４に供給してデコードし、この複製制御部２４からの書き込み制御信号Ｓ２４により書き込み部２２を制御する。
【０１４７】
［第２の実施の形態の場合の変形例］
第２の実施の形態の出力装置３０および記録装置４０を用いた場合には、第１の実施の形態では実現できない映像信号に対するＰＮ符号のマッピングを行うことができる。
【０１４８】
すなわち、図１７（Ａ）に示すように、ＰＮ符号の発生方向が時間軸方向、すなわち、１ないし複数垂直区間当たりに１チップの割合でＰＮ符号を発生させると共に、垂直方向に分割して異なる複数のＰＮ系列のＰＮ発生器からのＰＮ符号を同様に発生させるものである。図１７（Ａ）で、「１、２、３、４…」は、例えばＰＮ発生部３２ａから発生するチップ単位のＰＮ符号列、「５、６、７、８…」は、ＰＮ発生部３２ｂから発生するチップ単位のＰＮ符号列である。
【０１４９】
この図１７（Ａ）のマッピングは、図１８に示すような各種タイミング信号をＰＮ発生制御部３１から発生させればよい。
【０１５０】
すなわち、２個のＰＮ発生部３２ａ，３２ｂからは、図１８（Ａ）に示すようなクロックＰＮＣＬＫにより、図１８（Ｂ），（Ｃ）に示すようなＰＮ符号列ＰＮａ，ＰＮｂを順次発生させる。そして、ＰＮ発生制御部３１は、さらに、図１８（Ｄ）に示すように、１／２垂直周期ごとにＰＮ符号列ＰＮａ，ＰＮｂを交互に選択するようにスイッチ回路３３を制御する切換制御信号ＳＷを生成する。これにより、図１８（Ｅ）に示すような、図１７（Ａ）のマッピングとなるＰＮ符号列をスイッチ回路３３から得ることができる。
【０１５１】
次に、図１７（Ｂ）のマッピングの例は、図１８（Ｄ）に示した切換制御信号ＳＷを、１／２水平区間ごとにした場合である。これにより、時間軸方向に発生する２個のＰＮ符号列を、水平方向の別々の区間で複数個、発生させることができる。
【０１５２】
図１７（Ｃ）のマッピングの例は、ＰＮ発生部３２ａ，３２ｂを共に、垂直周期でリセットすると共に、１水平周期あるいは複数水平周期で１チップを発生するようにしておき、これを１／２水平区間ごとにスイッチ回路３３を切り換えるようにすることをより、実現できる。
【０１５３】
さらに、図１９のマッピングの例は、図１７（Ｃ）の例の場合にさらに、２個のＰＮ発生部を追加して、４個のＰＮ発生部を、それぞれ２個づつ、複数垂直区間ごとに切り換えて、前述の２個のＰＮ発生部を用いたＰＮ発生制御を行うことにより実現できる。
【０１５４】
以上説明した、複数のＰＮ発生部を用いた実施の形態の場合には、垂直方向や時間軸方向に限らず、水平方向にもＰＮ符号列を別の区間で発生することができ、より付加情報量を増加させることが可能になる。
【０１５５】
［第３の実施の形態］
この第３の実施の形態は、第１の実施の形態の図６の例の応用例の一つである。ＭＰＥＧ方式に限らず、映像信号をデジタル圧縮する場合には、１画面単位の映像信号を、画面の微小矩形領域に相当する小ブロックに分割するブロック符号化を行う場合が多い。また、ＤＣＴ（離散コサイン変換）を行う場合も多い。
【０１５６】
ところで、ＤＣＴを採用した場合に、アナログ映像信号あるいはデジタル映像信号にスペクトラム拡散した付加情報を重畳したときに、それが高周波信号になると、データとして欠落したり、あるいは劣化してしまうおそれがある。
【０１５７】
この第３の実施の形態は、この点を考慮したものである。すなわち、この第３の実施の形態においては、ＤＣＴを施す前に、このＤＣＴを施す単位となる各１ブロックには、スペクトラム拡散信号の１チップが割り当てられるようにＰＮ符号列をマッピングするようにする。１ブロック以上のブロック、例えば４ブロック分であるマクロブロックが１チップに対応するようにしてもよい。このようにすれば、スペクトラム拡散信号は、ＤＣＴされたときには、そのＤＣ成分（直流成分）に含まれることになり、データとして欠落したり、劣化するのを防止することができる。
【０１５８】
例えば、図２０に示すように、映像信号は、８画素×８画素のブロックＢＫに分割され、そのブロックＢＫ単位にＤＣＴ処理が施される。そこで、例えば、各ブロックＢＫの水平方向に含まれる８画素単位ごとのクロックを、ＰＮクロック信号ＰＮＣＬＫとすると共に、このように水平方向に生成した１水平区間分のＰＮ符号列を、第１の実施の形態で説明したようにして、ブロックＢＫの垂直方向の８水平区間分、反復させるようにする。これにより、１ブロックＢＫには、同一の１チップの情報が入ることになり、前述したように、データとして欠落したり、劣化するのを防止することができる。
【０１５９】
図２１は、この第３の実施の形態の場合の付加情報の重畳回路部の例を示すブロック図である。
【０１６０】
入力端子１００１を通じて入力されたアナログ映像信号は加算回路１００２に供給されると共に同期分離回路１０１０に供給される。同期分離回路１０１０からの水平同期信号および垂直同期信号は、タイミング信号発生部１００８に供給されると共に、図１のＰＮ発生制御部１６に対応するＰＮ発生制御部１０１２に供給される。
【０１６１】
一方、タイミング信号発生部１００８からのブロック化のタイミング信号が、ＰＮ発生制御部１０１２に供給される。このＰＮ発生制御部１０１２からは、ブロックＢＫの水平方向の大きさである８画素ごとのクロック信号ＰＮＣＬＫと、ブロックＢＫの水平方向の大きさである８水平区間のうちの最初の水平区間でローレベルとなるイネーブル信号ＥＮと、垂直周期のリセット信号ＲＥが発生し、ＳＳ複製防止制御信号生成部１０１１に供給される。これらクロック信号ＰＮＣＬＫおよびイネーブル信号ＥＮは、ブロック化タイミング信号に同期していることは言うまでもない。
【０１６２】
ＳＳ複製防止制御信号生成回路１０１１は、図１の例のＰＮ発生部１７およびＰＮ反復部１８および複製防止制御信号生成部１４の部分を備えており、これにおいては、ブロックＢＫの垂直方向の８水平区間内で反復するＰＮ符号列が生成され、これに供給される複製防止制御信号を、前記ＰＮ符号列でスペクトラム拡散して、ＳＳ複製防止制御信号を生成する。そして、生成したＳＳ複製防止制御信号を加算回路１００２に供給する。この場合、図７を用いて説明したように、ＳＳ複製防止制御信号は、映像信号のダイナミックレンジよりも低いレベルで加算回路１００２に供給する。
【０１６３】
加算回路１００２では、映像信号に前記ＳＳ複製防止制御信号が重畳される。そして、このＳＳ複製防止制御信号が重畳された映像信号がＡ／Ｄ変換器１００３でデジタル信号に変換され、ＤＣＴ処理部１００４に供給される。ＤＣＴ処理部１００４では、タイミング信号発生部１００８からのタイミング信号により、映像信号をブロックＢＫ単位に分割し、ＤＣＴ演算処理を行う。
【０１６４】
ＤＣＴ処理部１００４からの演算処理結果は、量子化部１００５に供給されて量子化される。量子化部１００５の出力は、動き補償回路１００６を介してＤＣＴ処理部１００４に供給されて、動き成分のＤＣＴ演算を行うようにする。量子化部１００５の出力は、可変長符号化部１００７でハフマン符号を用いた可変長符号化が行われて、例えば記録や伝送のために出力される。
【０１６５】
こうして伝送された、あるいは記録された圧縮データは、復号化を行ったときには、逆ＤＣＴ演算の際に、直流成分にＳＳ複製防止制御信号が含まれるため、このＳＳ複製防止制御信号はアナログ映像信号に劣化なく重畳されて復元される。したがって、ＳＳ複製防止制御信号は確実に伝送され、複製制御が確実に実施される。
【０１６６】
なお、図２１の例では、ＳＳ複製防止制御信号は、アナログ映像信号に重畳するようにしたが、Ａ／Ｄ変換した後のデジタル映像信号に重畳することも、もちろん可能である。
【０１６７】
［その他の変形例］
前述の実施の形態において、出力装置１０、３０、記録装置２０、４０では、映像信号のすべての区間にＳＳ複製防止制御信号を重畳するようにしたが、垂直ブランキング期間や水平ブランキング期間を除く、有効画面区間のみにＳＳ複製防止制御信号を重畳するようにしてもよい。また、有効画面領域のすべてにＳＳ複製防止制御信号を重畳するようにしなくてもよい。例えば、水平同期信号の前縁から数えて、何クロック目から、数１０クロック分というように、水平同期信号に基づいて細かく設定することもできる。
【０１６８】
また、前述の実施の形態においては、出力装置１０、３０から記録装置２０、４０にはアナログ映像信号が供給されるアナログ接続の場合として説明したが、デジタル接続の場合にもこの発明を適用してもよい。
【０１６９】
すなわち、スペクトラム拡散された複製防止制御信号は、アナログ映像信号に重畳することもできるし、デジタル映像信号に重畳することもできる。
【０１７０】
また、記録装置２０、４０においては、ＳＳ複製防止制御信号検出部に供給する映像信号に対し、予めフィルタリングを行って、スペクトラム拡散された複製防止制御信号が重畳されている低レベル部分の映像信号を取り出し、これをＳＳ複製防止制御信号検出部に供給するようにしてもよい。
【０１７１】
また、前述の実施の形態においては、出力装置、記録装置は、ともにＤＶＤ装置として説明したが、これに限るものではなく、ＶＴＲや、デジタルＶＴＲ、ビデオディスクやビデオＣＤの出力装置、記録装置にこの発明を適用することも可能である。すなわち、アナログＶＴＲなどのアナログ機器およびＤＶＤ装置などのデジタル機器のいずれにもこの発明を適用することができる。
【０１７２】
また、前述の実施の形態においては、記録媒体１００に記録されている映像信号に付加されている複製防止制御信号を抽出して、これをＰＮ符号を用いて、スペクトラム拡散し、記録装置２０、４０に供給する映像信号に重畳するようにしたが、スペクトラム拡散された複製防止制御信号が予め重畳された映像信号が記録された記録媒体を用いるようにしてもよい。
【０１７３】
すなわち、記録媒体に記録する映像信号に対し、例えば、映像同期信号を基準にして、１水平区間内の区間を１周期とし、または、１垂直区間以内の区間を１周期とし、あるいは複数垂直区間内の区間を１周期とする拡散符号により、付加情報をスペクトラム拡散し、このスペクトラム拡散された付加情報を映像信号に重畳する。この場合に、スペクトラム拡散された付加情報は、所定の複数画素ごとに、または、所定の複数水平区間ごとに、あるいは所定の複数垂区間ごとに、異なるデータをもつチップが配列されるように映像信号に重畳されているものである。
【０１７４】
このようにして、スペクトラム拡散された複製防止制御信号が予め重畳された映像信号が記録された記録媒体の場合には、複製防止制御信号の取り出し、ＰＮ符号の生成、スペクトラム拡散、スペクトラム拡散された複製防止制御信号の映像信号への重畳などの処理を出力装置において行う必要はない。すなわち、この場合、出力装置側においては、記録媒体に記録されている映像信号を再生して出力するだけでよい。
【０１７５】
この場合、記録装置側においては、前述した実施の形態の記録装置２０と同様に、映像信号に重畳されているＳＳ複製防止制御信号をスペクトラム拡散しているＰＮ符号列と同じ符号パターンの逆拡散用のＰＮ符号列を、映像信号に対してスペクトラム拡散時と同じタイミングで生成し、これを用いてスペクトラム逆拡散を行うことにより、映像信号に重畳された複製防止制御信号を取り出すことができる。
【０１７６】
このように記録媒体に記録された映像信号にスペクトラム拡散された複製防止制御信号が予め重畳されている場合には、記録装置側にスペクトラム逆拡散して複製防止制御信号を取り出す機能があれば、映像信号に予め重畳されている複製防止制御信号を取り出して有効に複製制御を行うことができる。
【０１７７】
また、出力装置に複製防止制御信号の発生部を設け、出力装置において発生させた複製防止制御信号を、ＰＮ符号列を用いてスペクトラム拡散し、映像信号に重畳して出力するようにしてもよい。
【０１７８】
この場合には、記録媒体にもともと複製防止制御信号が記録されていない場合、あるいは、スペクトラム拡散された複製防止制御信号が重畳されていない場合にも、出力装置において生成され、映像信号に重畳される複製防止制御信号を用いて、記録装置側において複製制御を行うことができる。
【０１７９】
また、前述した実施の形態においては、複製防止制御装置として、ＤＶＤ装置としての出力装置、記録装置の場合として説明いたが、これに限るものではない。例えば、この発明を放送局側のテレビジョン信号の出力装置に適用し、送信するテレビジョン信号にスペクトラム拡散した複製防止制御信号を重畳して送信する場合にも、この発明を適用することができる。そして、受信側においては、逆スペクトラム拡散を行って、映像信号に重畳されている複製防止制御信号列を取り出し、この複製防止制御信号に基づいて映像信号の複製防止制御を行うようにすることができる。
【０１８０】
もちろん、ケーブルテレビのように、ケーブルを介して映像信号を送受する場合の映像の出力装置、受信装置にもこの発明を適用することができる。
【０１８１】
また、前述の形態においては、付加情報として複製防止制御信号を重畳するようにしたが、映像信号に重畳する付加情報は複製防止制御信号に限るものではない。
【０１８２】
例えば、映像信号にその映像信号により再生される映像の著作権者を識別することができる著作権情報をスペクトラム拡散して重畳するようにしてもよい。この場合には、映像信号に重畳された著作権情報を逆スペクトラム拡散することにより取り出して、著作権者等を確認することができるため、著作権侵害の防止に役立つとともに、自己が著作権を有する映像が無断で使用された場合などにおいては、著作権侵害であることを容易に示すことができる。
【０１８３】
そして、前述したように、映像信号の相関性を利用したノイズ除去や、映像信号により形成される水平方向の画素の間引きや補間、あるいは、時間軸方向のフィールド間引きや補間が行われた場合にも、著作権情報が除去されたり、劣化することがないので、確実に取り出して利用することができる。
【０１８４】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明による映像信号伝送方法、重畳情報抽出方法および映像信号記録媒体によれば、映像信号には、水平方向および時間軸方向に同じデータとなるようにされた付加情報がくり返し重畳される。これにより、映像信号の相関性を利用したノイズ除去により、スペクトラム拡散されて映像信号に重畳された付加情報が除去されたり、劣化したりすることがない。
【０１８５】
また、映像信号に対して水平方向の間引きや補間、または時間軸方向の間引きや補間が行われ、映像信号が変化した場合でも、スペクトラム拡散されて映像信号に重畳された付加情報の変更を防止することができる。
【０１８６】
これによりスペクトラム拡散されて映像信号に重畳された付加情報を確実に伝送することができるとともに、受信側においては、受信した映像信号に重畳されているスペクトラム拡散された付加情報を確実に検出することができる。
【０１８７】
そして、この発明によれば、水平方向、垂直方向または時間軸方向に、それぞれ複数のＰＮ符号列を生成して異なるデータを付加情報として重畳することができるので、重畳可能な付加情報量を増加させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明による方法が適用された映像信号出力装置の一実施の形態を説明するためのブロック図である。
【図２】図１に示した映像信号出力装置のＰＮ発生制御部の一例を説明するためのブロック図である。
【図３】図１に示した映像信号出力装置において生成されるＰＮ符号発生タイミング信号の一例を説明するための図である。
【図４】図１に示した映像信号出力装置のＰＮ発生部の一例の構成を説明するための図である。
【図５】図１に示した映像信号出力装置のＰＮ反復部の一例の構成を説明するための図である。
【図６】図１に示した映像信号出力装置において用いられるＰＮ符号の発生状況（マッピング）について説明するための概念図である。
【図７】ＳＳ複製防止制御信号と映像信号の関係をスペクトルで示した図である。
【図８】この発明による方法が適用された映像信号記録装置の一実施の形態を説明するためのブロック図である。
【図９】図１に示した映像信号出力装置を用いて生成されるＰＮ符号の発生状況（マッピング）について説明するための概念図である。
【図１０】図１に示した映像信号出力装置を用いて生成されるＰＮ符号の発生状況（マッピング）について説明するための概念図である。
【図１１】図１に示した映像信号出力装置において用いられるＰＮ符号の発生状況（マッピング）について説明するための概念図である。
【図１２】図１に示した映像信号出力装置のＰＮ発生制御の他の例を説明するためのブロック図である。
【図１３】この発明による方法が適用された映像信号出力装置の他の実施の形態を説明するためのブロック図である。
【図１４】図１３に示した映像信号出力装置において生成されるＰＮ符号発生タイミング信号の一例を説明するための図である。
【図１５】図１３に示した映像信号出力装置において生成されるＰＮ符号発生タイミング信号の他の例を説明するための図である。
【図１６】この発明による方法が適用された映像信号記録装置の他の実施の形態を説明するためのブロック図である。
【図１７】図１３に示した映像信号出力装置において用いられるＰＮ符号の発生状況（マッピング）について説明するための概念図である。
【図１８】図１３に示した映像信号出力装置のＰＮ発生制御の一例を説明するためのブロック図である。
【図１９】図１に示した映像信号出力装置において用いられるＰＮ符号の発生状況（マッピング）について説明するための概念図である。
【図２０】画像圧縮方式によるブロック分割を説明するための図である。
【図２１】圧縮画像データに、この発明を用いてＳＳ複製防止制御信号を重畳する場合の回路の一例のブロック図である。
【図２２】複製防止制御システムの従来の構成を説明するためのブロック図である。
【符号の説明】
１０、３０…映像信号出力装置、１１…読み出し部、１２…復号化部、１３…複製防止制御信号抽出部、１４…ＳＳ複製防止制御信号生成部、１５…同期分離部、１６…ＰＮ発生制御部、１７…ＰＮ発生部、１８…ＰＮ反復部、１９…加算部、２０、４０…映像信号記録装置、２１…符号化部、２２…書き込み部、２３…ＳＳ複製防止制御信号検出部、２４…複製制御部、２５…同期分離部、２６…ＰＮ発生制御部、２７…ＰＮ発生部、２８…ＰＮ反復部、１９１、１９２…Ｄ／Ａ変換回路、２９…Ａ／Ｄ変換回路、１００…再生側記録媒体、２００…記録側記録媒体、３１、４１…ＰＮ発生制御部、３２ａ，３２ｂ，４２ａ，４ｂ…ＰＮ発生部、３３、４３…スイッチ回路
Claims (2)
- スペクトラム拡散した付加情報を映像信号に重畳して伝送する伝送方法であって、
垂直同期信号に同期して、１垂直周期を発生開始タイミングとして、１水平区間内の区間当たりに複数チップまたは１垂直区間内の区間当たりに複数チップを含む複数個の拡散符号列を発生させる拡散符号生成工程と、
前記拡散符号生成工程で生成された前記複数個の拡散符号列を切り替えると共に、それぞれの前記拡散符号列を、同一データを持つチップが画面単位の時間軸方向である空間方向に整列するように、複数垂直区間に渡って反復させる拡散符号反復工程と、
前記拡散符号反復工程により発生する拡散符号列により、少なくとも前記反復区間の前記各１垂直区間内の区間においては同一内容のデータを持つように付加情報をスペクトラム拡散するスペクトラム拡散工程と、
前記スペクトラム拡散工程により生成されたスペクトラム拡散信号を前記映像信号に重畳する重畳工程とを備え、
前記付加情報が重畳される前記映像信号は、データ圧縮された映像信号がデコードされたものであって、
前記拡散符号反復工程では、前記複数個の拡散符号列を、前記データ圧縮された映像信号の、１フレーム分の映像信号がそのまま符号化されるフレームの検出タイミングに同期して切り替える
ことを特徴とする映像信号伝送方法。 - 垂直同期信号に同期して、１垂直周期を発生開始タイミングとして、１水平区間内の区間当たりに複数チップまたは１垂直区間内の区間当たりに複数チップを含む複数個の拡散符号列を切り替えると共に、それぞれの前記拡散符号列を画面単位の時間軸方向である空間方向に複数垂直区間に渡って反復させた拡散符号列によりスペクトラム拡散を施すことで生成された付加情報が重畳された映像信号から、前記スペクトラム拡散された付加情報を抽出する重畳情報抽出方法であって、
垂直同期信号に同期して、１垂直周期を発生開始タイミングとして、１水平区間内の区間当たりに複数チップまたは１垂直区間内の区間当たりに複数チップを含む逆拡散用の複数個の拡散符号列を発生させる逆拡散符号生成工程と、
前記逆拡散符号生成工程で生成された前記複数個の拡散符号列を切り替えると共に、それぞれの前記拡散符号列を、同一データを持つチップが画面単位の時間軸方向である空間方向に整列するように、複数垂直区間に渡って反復させる逆拡散符号反復工程と、
前記逆拡散符号反復工程により発生する逆拡散用の拡散符号列により、前記映像信号に重畳されたスペクトラム拡散された前記付加情報を逆拡散して抽出するスペクトラム逆拡散工程とを備え、
前記付加情報を抽出する前記映像信号は、データ圧縮された映像信号がデコードされたものであって、
前記複数個の拡散符号列は、前記データ圧縮された映像信号の、１フレーム分の映像信号がそのまま符号化されるフレームの検出タイミングに同期して切り替える
ことを特徴とする重畳情報抽出方法。
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