JPH11146361A

JPH11146361A - 付加情報の重畳伝送方法、付加情報重畳伝送システムおよび重畳付加情報検出装置

Info

Publication number: JPH11146361A
Application number: JP9311874A
Authority: JP
Inventors: Akira Ogino; 晃荻野; Hisayoshi Moriwaki; 久芳森脇; Takashi Kobashi; 貴志小橋; Yuji Kimura; 裕司木村; Nozomi Ikeda; 望池田
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 1997-11-13
Filing date: 1997-11-13
Publication date: 1999-05-28

Abstract

(57)【要約】【課題】情報信号に対し、参照情報と比較することに
より検出可能な付加情報を重畳した場合に、重畳側での
情報信号処理により、付加情報の検出用の参照情報に補
正が必要な場合に対応して、付加情報の検出確率を向上
させる。【解決手段】伝送情報には、付加情報重畳側での所定
の処理に関する情報を含ませるようにする。この所定の
処理に関する情報により、付加情報の検出時に、伝送情
報の送出側において施された処理を予測して、付加情報
検出用の参照情報を補正する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、例えば映像信号
に、その再生画像にできるだけ影響のないように付加情
報を重畳して伝送し、受信側で受信信号から付加情報を
検出して、利用するようにする付加情報の重畳伝送方
法、システム、並びに、重畳付加情報の検出装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】デジタルＶＴＲやＭＤ（ミニディスク）
記録再生装置などのデジタル情報記録装置が普及してお
り、さらには、記録機能を備えたＤＶＤ（デジタルビデ
オディスクあるいはデジタルバーサタイルディスク）装
置も登場するようになってきている。これらのデジタル
情報記録装置においては、主情報信号としてのデジタル
映像信号やデジタルオーディオ信号、さらにはコンピュ
ータ等用のデータに付随して、種々の付加情報信号が記
録可能とされる。

【０００３】この場合、この付加情報信号はデジタル信
号であり、例えばデジタル情報信号のブロック単位のデ
ータに付加されるヘッダ部や、その他のＴＯＣ（Ｔａｂ
ｌｅｏｆＣｏｎｔｅｎｔｓ）のエリアなど、デジタル
情報信号とは領域的に区別されるようなエリアに記録さ
れるものとして、デジタル情報信号に対して付加され
る。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】以上のように、従来の
主情報信号に付加情報を重畳して記録するなどして伝送
するシステムの場合、付加情報信号はヘッダ部などのデ
ジタル情報信号に直接的に重畳するのではなく、間接的
な部分に付加するようにしている。このため、フィルタ
リングや改ざんにより、比較的容易に付加情報信号が欠
落してしまい、記録装置や再生装置で、必要な付加情報
信号を検出することが不可能になる場合を生じる。特
に、付加情報信号として、不正な複製を防止するための
制御情報や、著作権情報などが付加される場合、このよ
うな付加情報信号の欠落のため、当初の目的を達成でき
ない状態を現出しまうことになる。

【０００５】また、上述のような間接的な部分への付加
情報信号の付加の場合には、デジタル情報信号をアナロ
グ信号に変換したときには、主情報信号しか得られない
ため、付加情報信号は欠落してしまうことになる。この
ことは、付加情報信号として上述のような複製防止制御
信号を重畳して、不正なデジタル情報信号の複製が防止
できるような施策が施されていても、アナログ信号に変
換されたときには、もはや複製防止施策は全く意味を成
さなくなってしまう状態になることを意味している。

【０００６】以上のような付加情報信号の欠落の問題点
およびアナログ信号に変換したときの問題点を解決する
付加情報信号の重畳方式として、本出願人は、先に、複
製防止制御信号などの付加情報信号をスペクトラム拡散
し、このスペクトラム拡散した付加情報信号を映像信号
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）。

【０００７】この方式においては、拡散符号として用い
る、例えばＰＮ（ＰｓｅｕｄｏｒａｎｄｏｍＮｏｉｓ
ｅ）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、これを付加情報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などの付加情報信号を、映像信号
には影響を与えることのない広帯域、微小レベルの信号
に変換させる。そして、このスペクトラム拡散された付
加情報信号、すなわち、スペクトラム拡散信号をアナロ
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。

【０００８】この方式においては、複製防止制御信号な
どの付加情報信号は、映像信号と同一時間、同一周波数
内に重畳されるため、例えば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。一方、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などの付加情報信号を
検出して、利用することは可能である。

【０００９】この場合に、上述のように、映像信号に、
付加情報を重畳する場合に、映像信号から付加情報を除
去するわけではないので、前述もしたように、映像信号
の再生画像に影響を与えることのない微小レベルで、付
加情報を映像信号に重畳する必要がある。しかし、微小
レベルとはいっても、付加情報は検出できるレベルであ
る必要はある。

【００１０】以上のようにして、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、この記録装置側において、この複製防止制御
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。

【００１１】ところで、映像信号などの画像情報を、特
にデジタル信号として記録する場合には、複数画素単位
でブロック化し、そのブロック単位で圧縮処理を施すよ
うにする。この圧縮技術としては、ＭＰＥＧ２方式等が
一般に用いられている。このＭＰＥＧ２では、映像信号
は、ブロック単位のＤＣＴ処理により、時間軸領域の信
号から、周波数領域のＤＣＴ係数に変換して圧縮するこ
とと、映像のフレーム（あるいはフィールド、以下同
じ）間相関性を利用して動きを考慮したフレーム間予測
符号化処理によりフレーム間の映像の差分のみを伝送す
るようにしてデータ圧縮することとを併用する。

【００１２】すなわち、例えば特定フレーム数の映像信
号のうちの最初の１フレームは、デジタル映像信号をブ
ロック分割し、その分割ブロックをすべてＤＣＴ処理
し、その処理により得られたＤＣＴ係数をエントルピー
符号化して伝送する。このような符号化をフレーム内符
号化と呼び、フレーム内符号化処理のみを行うフレーム
は、Ｉピクチャと呼ばれる。

【００１３】そして、Ｉピクチャの後の複数フレームの
データは、このＩピクチャのフレームを基準にしてフレ
ーム間予測符号化を行い、フレーム間の差分演算を、動
き補償を伴って行う。ここで、動き補償とは、フレーム
間の差分を取る時に、画像の動きを考慮することで、一
般に動きベクトルを検出することにより行う。動きベク
トルは、ＤＣＴ処理単位であるブロックよりも大きいマ
クロブロックと呼ばれる単位で行われる。そして、前の
フレームのみを考慮して差分をとるＰピクチャと、前後
のフレームを考慮してフレーム間の差分を取るようにす
るＢピクチャとが存在する。これらのＰピクチャ，Ｂピ
クチャの伝送データには、マクロブロック単位で動きベ
クトルの情報が付加され、デコード時に使用される。

【００１４】そして、再生デコード側では、逆ＤＣＴ変
換を行って、ＤＣＴ係数のデータを時間軸領域のデジタ
ル映像信号に戻すとともに、ＰピクチャおよびＢピクチ
ャでは動きベクトルを用いて動き補償を行いながら、デ
コードすべきフレームについて、既にデコードされた前
フレームあるいは前後フレームとの差分から元の映像信
号を復元するようにする。

【００１５】このようなデータ圧縮を伴って伝送される
映像信号にも、前記のスペクトラム拡散された付加情報
を重畳することは勿論可能である。この場合に、通常、
スペクトラム拡散された付加情報は、ＭＰＥＧ２方式に
よる圧縮処理が施される前の映像情報に重畳される。そ
して、伝送情報の受信側で、重畳された付加情報は、デ
コードされて、ＤＣＴ係数から時間軸領域の信号に戻さ
れた後に、検出するようにするのが一般的である。

【００１６】しかしながら、このＭＰＥＧ２方式による
圧縮処理の場合、スペクトラム拡散された付加情報の検
出に当たって、１フレームの映像成分をすべてＤＣＴ圧
縮するＩピクチャでは問題はないが、映像のフレーム間
の画像の動き成分を伝送するＰピクチャやＢピクチャで
は、逆拡散のＰＮ系列が動き補償のために変化してしま
い、付加情報の検出が困難になるという問題がある。

【００１７】この問題を図７を参照しながら説明する。
例えば１ビットの付加情報を、映像信号の同期信号に同
期したＰＮ符号によりスペクトラム拡散し、そのスペク
トラム拡散信号を映像信号に重畳する場合を考える。こ
の場合、ＰＮ符号列は、１フレーム毎にリセットされる
ものとする。そして、例えばＤＣＴ処理単位の１ブロッ
クにＰＮ系列の符号の１チップを割り当てるようにする
場合を考える。

【００１８】このようにした場合、例えば図７（Ａ）に
示す、あるフレームＦＡがイントラフレームとして伝送
される場合、このフレームＦＡの、ブロック単位のデー
タＡ，Ｂ，Ｃ…はフレーム内符号化され、そのブロック
単位のデータに対してスペクトラム拡散された付加情報
のチップＷａ，Ｗｂ，Ｗｃ，…が１チップ毎に重畳され
る。

【００１９】この１フレームＦＡが、ＭＰＥＧデコード
された場合には、図７（Ｂ）に示すように、元のデータ
に付加情報のチップＷａ，Ｗｂ，Ｗｃ，…が重畳された
ものが得られる。したがって、この場合には、スペクト
ラム拡散時のＰＮ符号列とまったく等しいＰＮ符号列が
逆拡散用（付加情報検出用の参照情報）として同期して
発生させることができれば、重畳されている付加情報は
容易に検出できる。

【００２０】しかしながら、前、後のフレームとの差分
を伝送するインターフレーム（ＰピクチャおよびＢピク
チャ）の場合には、デコード処理が以前のデータに対し
て動きベクトルを考慮して差分を加えることによりなさ
れるため、ＰＮ符号列がスペクトラム拡散時のＰＮ符号
列とは異なってしまう。

【００２１】すなわち、図７（Ｃ）に示すように、フレ
ームＦＢがインターフレームであって、フレームＦＡと
の間の予測符号化を行うものである場合を考える。今、
ブロックＡ，Ｂ，Ｃのデータは、動きベクトルＶＣに示
すような画像の動きのために、画面上、図７（Ｂ）のフ
レームＦＢのブロックＡ＊，Ｂ＊，Ｃ＊，…の位置にな
ったとする。

【００２２】この場合、フレームＦＢについての圧縮処
理の際には、例えばブロックＥ，Ｆ，Ｇのデータはフレ
ーム内符号化をし、そのブロックデータに付加情報のチ
ップＷａ，Ｗｂ，Ｗｃ，…が重畳されるが、ブロックＡ
＊，Ｂ＊，Ｃ＊，…は、フレーム間予測により差分（Ａ
＊−Ａ），（Ｂ＊−Ｂ），（Ｃ＊−Ｃ）が演算され、そ
の差分に、付加情報のチップＷｘ，Ｗｙ，Ｗｚ，…が重
畳される。そして、フレーム間予測により求められたデ
ータについては動きベクトルＶＣが付随して伝送され
る。

【００２３】そして、デコードに際しては、フレームＦ
ＢのブロックＥ，Ｆ，Ｇのデータは、フレーム内符号化
に対応した圧縮解凍処理がなされて、図７（Ｄ）に示す
ように、元のブロックＥ，Ｆ，Ｇのデータに、付加情報
のチップＷａ，Ｗｂ，Ｗｃがそれぞれ重畳されたデータ
として復元される。また、フレームＦＢのブロックＡ
＊，Ｂ＊，Ｃ＊のデータは、前のフレームＦＡのブロッ
クＡ，Ｂ，Ｃのデータに、圧縮解凍された差分情報が加
算されたものとなる。

【００２４】すなわち、例えばブロックＡ＊のデータに
ついて見ると、そのデコード出力ＤＡ＊は、ＤＡ＊＝Ａ＋Ｗａ＋ΔＡ＋ΔＷ …（１）ただし、ΔＡ＝Ａ−Ａ＊ ΔＷ＝Ｗａ−Ｗｘここで、ΔＷは十分に小さいので、（１）式は、ＤＡ＊≒Ａ＊＋Ｗａとなる。

【００２５】一方、復元されるべき元のデータは、Ａ＊
＋Ｗｘである。このため、このフレーム間予測符号化が
行われたブロックＡ＊，Ｂ＊，Ｃ＊…の付加情報は、本
来のチップデータとは異なってしまうことになる。した
がって、単に、拡散時のＰＮ符号列と、同期を合わせた
同じＰＮ符号列を発生させて、それを逆拡散用として用
いただけでは、ＰピクチャやＢピクチャでの付加情報の
検出が困難になるという問題がある。

【００２６】この発明は、以上のような問題点を解消す
ることができる付加情報の重畳伝送方法、付加情報重畳
伝送システムおよび重畳付加情報検出装置を提供するこ
とを目的とする。

【００２７】

【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の発明による付加情報の重畳伝送方法は、
情報信号に付加情報を重畳し、所定の処理を施した後に
伝送し、この伝送情報の受信側において、前情報信号に
重畳された付加情報を、参照情報と比較することにより
検出するようにする付加情報の重畳伝送方法であって、
前記伝送情報には、前記所定の処理に関する情報を含ま
せるようにすると共に、前記所定の処理に関する情報に
より、前記付加情報の検出時に、前記伝送情報の送出側
において施された処理を予測して、前記参照情報を補正
するようにしたことを特徴とする。

【００２８】この請求項１の発明によれば、付加情報の
重畳後の情報信号についての所定の処理により、付加情
報に影響があったとしても、伝送情報に含まれる前記所
定の処理に関する情報により、付加情報検出用の参照情
報が補正される。したがって、付加情報の検出精度が向
上する。

【００２９】

【発明の実施の形態】以下、図を参照しながら、この発
明の実施の形態について説明する。以下に説明する実施
の形態は、ＭＰＥＧ２方式などのＤＣＴを用いた圧縮方
式により映像信号をデジタル圧縮し、その圧縮映像信号
をネットワークを通じて伝送する、あるいは記録媒体に
記録するなどの方法により伝送する場合である。

【００３０】この実施の形態においては、図２（Ａ）に
示すように、映像信号は、その１フレーム（あるいは１
フィールド）の１画面分を、例えば水平方向×垂直方向
＝８画素×８画素からなる矩形領域毎のブロックＢＬに
分割し、そのブロックＢＬ単位でＤＣＴ処理して圧縮す
るようにする。そして、付加情報はスペクトラム拡散信
号として、拡散符号の１チップが１ブロックＢＬに割り
付けられるようにして、映像信号に重畳する。

【００３１】そして、この実施の形態では、映像信号に
対して、スペクトラム拡散信号の１チップの値が「０」
のときには正の一定レベルを重畳し、「１」のときには
負の一定レベルとして、付加情報としてのスペクトラム
拡散信号を映像信号に重畳するものである。そして、１
チップとして重畳するレベルは、映像信号の再生映像に
対する影響が最小限に押さえられる微小レベルとされ
る。

【００３２】なお、この実施の形態は、付加情報として
複製防止制御信号を重畳するものであり、伝送されたデ
ジタル映像信号についての複製防止制御を行うことがで
きるようにする場合である。この複製防止制御信号は、
例えば第１世代の複製のみは許可するなどの世代制限を
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
で構成されるものである。

【００３３】また、以下の実施の形態では、スペクトラ
ム拡散信号は、映像信号のうちの輝度信号Ｙに重畳さ
れ、色信号Ｃには、重畳しない。色信号Ｃにもスペクト
ラム拡散信号を重畳することも勿論可能である。しか
し、映像信号の色信号の伝送には、例えば色差信号など
の２つの位相軸の成分により行って、これら２軸の位相
により色を再現するようにするため、スペクトラム拡散
信号を色信号に重畳すると、微小レベルであっても、色
相の変化となってしまうので、比較的目立ちやすく、色
相変化に影響なくスペクトラム拡散信号を重畳すること
が困難である。このため、この実施の形態では、輝度信
号にのみスペクトラム拡散信号を重畳するものとする。
ただし、説明の簡単のため、以下の説明においては、輝
度信号Ｙと色信号Ｃとを区別することなく、映像信号と
いう表現を用いる。

【００３４】図３は、この実施の形態の場合の付加情報
の重畳側の装置の例を示すブロック図である。

【００３５】入力されたアナログ映像信号Ｖｉは、Ａ／
Ｄ変換部１１でデジタル信号に変換され、有効画面切り
出し部１２に供給されて、同期信号部分が除去された後
に、ブロック分割部１３に供給される。

【００３６】ブロック分割部１３では、デジタル映像信
号は、図２Ａに示したように、この実施の形態では、水
平×垂直＝８画素×８画素のブロックＢＬ単位に分割さ
れる。そして、このブロック分割部１３からのブロック
単位のデータが、付加情報の重畳部１４に供給される。
そして、後述するように、スペクトラム拡散信号からな
る付加情報が、この重畳部１４に供給されて、スペクト
ラム拡散信号の１チップがブロック単位のデータに丁度
割り当てられるように重畳される。

【００３７】この重畳部１４からの付加情報が重畳され
たデジタル映像信号は、フレーム間予測符号化処理の差
分演算のための減算部１５を通じてＤＣＴ処理部１６に
供給される。このＤＣＴ処理部１６では、ブロックＢＬ
単位のデータ（フレーム間予測符号化するＰピクチャお
よびＢピクチャではフレーム間差分）について時間軸領
域の信号を周波数領域のＤＣＴ係数に変換するＤＣＴ演
算処理を行う（図２（Ｂ），（Ｃ）参照）。

【００３８】ＤＣＴ処理部１６からの演算処理結果は、
量子化部１７に供給されて量子化される。量子化部１７
の出力は、可変長符号化部１８で例えばハフマン符号を
用いた可変長符号化が行われて、例えば記録などの伝送
のために出力データＤｖとして出力される。

【００３９】また、量子化部１７の出力は、動き補償回
路部２０に供給される。すなわち、量子化部１７の出力
は、逆量子化部２１および逆ＤＣＴ処理部２２により、
元の差分情報に戻され、加算部２３に供給される。この
加算部２３には、スイッチ回路２５からの前フレーム
の、対応するブロックの予測データが供給されて、現フ
レームの予測データが得られる。そして、この加算部２
３の出力データが動き補償予測器２４に供給される。

【００４０】この動き補償予測器２４は、２フレームメ
モリを備え、予測された現フレームのデータと前フレー
ムのデータとから動きベクトルＶＣを検出し、それを伝
送情報として出力すると共に、フレーム間差分を求める
ための前フレームの対応ブロックデータをスイッチ回路
２５に出力する。動きベクトルＶＣは、符号化出力デー
タＤｖと共に、伝送される。

【００４１】スイッチ回路２５は、符号化制御部１９か
らの切り換え制御信号により、フレーム間予測符号化処
理をする場合には端子ａ側に接続されて、動き補償予測
器２４の出力を減算部１５に供給する。

【００４２】また、フレーム内符号化処理をするブロッ
クではスイッチ回路２５は端子ｂ側に切り換えられて、
減算部１５に供給されるデータは零とされる。つまり、
このときは減算部１５では差分演算は行われない。

【００４３】符号化制御部１９は、スイッチ回路２５だ
けでなく、ＤＣＴ処理部１６、量子化部１７、逆量子化
部２１、逆ＤＣＴ処理部２２、動き補償予測器２４など
も制御する。

【００４４】付加情報は次のようにして生成されて、重
畳される。すなわち、入力アナログ映像信号Ｖｉは、同
期分離部３１に供給される。この同期分離部３１は、ア
ナログ映像信号Ｖｉから、水平同期信号Ｈおよび垂直同
期信号Ｖを分離し、分離した水平同期信号Ｈおよび垂直
同期信号Ｖは、タイミング信号発生部３２に供給する。

【００４５】タイミング信号発生部３２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、映
像信号をデジタル化して圧縮処理を施すためのタイミン
グ信号を生成する。タイミング信号発生部３２は、ま
た、後述するように、スペクトラム拡散信号を生成する
ための拡散符号としての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、ＰＮクロッ
ク信号ＰＮＣＬＫを生成する。

【００４６】図４は、この実施の形態のタイミング信号
発生部３２を説明するためのブロック図である。この図
４に示すように、この実施の形態のタイミング信号発生
部３２は、ＰＮ発生タイミング信号生成部３２１、ＰＬ
ＬからなるＰＮクロック生成部３２２、タイミング信号
生成部３２３を備え、ＰＮ発生タイミング信号生成部３
２１およびタイミング信号生成部３２３には、同期分離
部３１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３２２には同期分離部３１
からの水平同期信号Ｈが供給される。

【００４７】ＰＮ発生タイミング信号生成部３２１は、
垂直同期信号Ｖを基準信号として用いて、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。ＰＮ発生タ
イミング信号生成部３２１は、また、ＰＮ発生イネーブ
ル信号ＥＮを生成する。

【００４８】ＰＮクロック生成部３２２は、ＰＬＬ回路
を用いて、水平同期信号Ｈに同期し、かつ、ブロック周
期のＰＮクロックＰＮＣＬＫを生成する。すなわち、Ｐ
ＮクロックＰＮＣＬＫは、１ブロックＢＬ分のデータ毎
の周期、この例では、８×８＝６４画素周期のクロック
信号である。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。

【００４９】また、タイミング信号生成部３２３は、垂
直同期信号Ｖおよび水平同期信号Ｈに基づいて、前述し
たように、この図３の装置において、映像信号のデジタ
ル化および圧縮処理で用いられる各種のタイミング信号
を生成する。このタイミング信号生成部３２３からのタ
イミング信号には画素単位のクロックを含む。

【００５０】タイミング信号発生部３２からのＰＮ発生
イネーブル信号ＥＮおよびリセット信号ＲＥ並びにＰＮ
クロックＰＮＣＬＫは、ＰＮ発生部３３に供給される。

【００５１】ＰＮ発生部３３は、クロック信号ＰＮＣＬ
Ｋと、イネーブル信号ＥＮと、リセット信号ＲＥとに応
じてＰＮ符号を発生する。すなわち、ＰＮ発生部３３
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３
３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。

【００５２】図５は、ＰＮ発生部３３の構成例を示す図
である。この例のＰＮ発生部３３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５に示すＰ
Ｎ発生部３３は、上述したように、イネーブル信号Ｅ
Ｎ、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。

【００５３】こうして得られたＰＮ発生部３３からのＰ
Ｎ符号列ＰＳは、ＳＳ（この明細書において、ＳＳはス
ペクトラム拡散の略である。以下同じ）付加情報生成部
３４に供給される。ＳＳ付加情報生成部３４は、前述し
た複製防止制御信号と、ＰＮ発生部３３からのＰＮ符号
列ＰＳとを乗算してスペクトラム拡散する乗算部を備
え、ＳＳ付加情報として、ＳＳ複製防止制御信号を生成
する。この場合、このＳＳ付加情報生成部３４に供給さ
れる、あるいはこの生成部３４で発生する複製防止制御
信号は、少なくとも、各１ブロックＢＬ内においては、
同じ情報ビット内容となるようにされている。

【００５４】そして、ＳＳ付加情報生成部３４は、生成
したＳＳ複製防止制御信号を、重畳レベル設定部３５を
通じて重畳部１４に供給する。

【００５５】この場合、重畳レベル設定部３５は、ＳＳ
複製防止制御信号のチップの値に応じたデジタルレベル
であって、ＳＳ複製防止制御信号のチップの値が「０」
のときには正の一定の微小レベルを、「１」のときには
負の一定の微小レベルを、出力するものである。すなわ
ち、図２（Ｂ）で網点を付して示すように、１ブロック
ＢＬ内のすべての画素に均等にチップ値に応じた信号が
重畳されることになる。

【００５６】したがって、重畳部１４からの信号をＤＣ
Ｔ変換したときには、図２（Ｃ）に示すように、重畳さ
れたスペクトラム拡散信号の付加情報成分は、すべてＤ
ＣＴ係数の直流成分である係数ＤＣに集中することにな
る。

【００５７】こうして伝送される映像データは、復号化
を行ったときには、逆ＤＣＴ演算の際に、係数ＤＣにＳ
Ｓ複製防止制御信号が含まれるため、このＳＳ複製防止
制御信号は映像信号にほぼ劣化なく重畳されて復元され
る。周波数の高い成分の場合には、圧縮により、消失し
まうことがあるが、直流成分である係数ＤＣは、必ず、
圧縮信号中に含まれるからである。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。

【００５８】図６は、以上のように微小レベルで重畳さ
れるスペクトラム拡散信号と、映像信号との関係をスペ
クトルで示したものである。スペクトラム拡散される付
加情報信号は、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６（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６（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。

【００５９】このスペクトラム拡散信号を、重畳部１４
で映像信号に重畳させるのであるが、この場合に、図６
（ｃ）に示すように、映像信号などの情報信号のダイナ
ミックレンジより小さいレベルで、スペクトラム拡散信
号を重畳させる。このように重畳することにより映像信
号などの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、スペクトラム拡散信号が重
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、スペクトラム拡散信号の影響はほ
とんどなく、良好な再生映像が得られるものである。

【００６０】しかし、後述するように、重畳されたスペ
クトラム拡散信号を検出するために、スペクトラム逆拡
散を行うと、図６（ｄ）に示すように、スペクトラム拡
散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、逆拡散後の付加情報信号
の電力が情報信号を上回り、検出可能となる。

【００６１】この場合、映像信号等の情報信号に重畳さ
れた付加情報信号は、映像信号等の情報信号と同一時
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。

【００６２】したがって、必要な付加情報信号を映像信
号等に重畳して記録することにより、映像信号等に付随
して、上述のような複製防止制御信号のような付加情報
信号を確実に伝送することができる。しかも、上述の実
施の形態のように、映像信号などの情報信号に比べて低
い信号電力でスペクトラム拡散された付加情報信号を情
報信号に重畳するようにした場合には、情報信号の劣化
を最小にすることができる。

【００６３】したがって、付加情報信号として、例えば
複製防止用信号を映像信号に重畳した場合には、複製防
止用信号の改ざんや除去が上述のように困難であるの
で、不正な複製を確実に防止することができる複製防止
制御が可能になる。

【００６４】また、上述の構成においては、垂直同期信
号を基準信号とした、垂直周期のＰＮ符号列を用いてス
ペクトラム拡散を行うようにしたので、このスペクトラ
ム拡散信号を映像信号から検出する場合に必要となる逆
スペクトラム拡散用のＰＮ符号列は、映像信号から検出
した垂直同期信号に同期した信号に基づき容易に生成す
ることができる。すなわち、例えばスライディング相関
器などを用いた逆拡散のためのＰＮ符号の同期制御は不
要となる。このように、容易に逆拡散用のＰＮ符号列を
生成することができるので、逆スペクトラム拡散を迅速
に実行し、迅速に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などの付加情報信号を検
出することができる。

【００６５】なお、図３の例では、ＳＳ複製防止制御信
号は、デジタル映像信号に重畳するようにしたが、Ａ／
Ｄ変換前のアナログ映像信号に対して、ブロックＢＬ単
位のデータに対応する複数画素に、スペクトラム拡散信
号の１チップが対応するようにして重畳することも、も
ちろん可能である。

【００６６】［付加情報の検出装置部］図１は、以上の
ようにして、ＳＳ付加情報が重畳された圧縮映像信号デ
ータから、付加情報である複製防止制御信号を検出する
装置の実施の形態を示すものである。

【００６７】すなわち、圧縮映像信号データＤｖは、Ｍ
ＰＥＧデコーダ４０に供給されて圧縮解凍され、復号化
される。すなわち、データＤｖは可変長復号化部４１に
供給されて、復号化され、逆量子化部４２に供給され
る。そして、この逆量子化部４２で逆量子化処理される
ことにより、ＤＣＴ係数からなるビットストリームのデ
ータに戻される。この逆量子化部４２からのデータは、
逆ＤＣＴ処理部４３に供給されて、周波数領域のデータ
が元の時間領域のデータに変換される。

【００６８】この逆ＤＣＴ処理部４３からのデータは、
フレーム内符号化されたデータの場合には、復元された
元のデータであり、フレーム間予測符号化されたデータ
の場合には、動き補償付きのフレーム間差分である。こ
の逆ＤＣＴ処理部４３の出力データは加算部４４を通じ
て動き補償処理部４５に供給される。

【００６９】この動き補償処理部４５は、可変長復号化
部４１における入力デジタル圧縮データ中のヘッダ情報
に含まれる符号化に関する情報に応じて、処理すべきデ
ータがフレーム内符号化されたデータの場合には、逆Ｄ
ＣＴ処理部４３からのデータをそのまま出力すると共
に、内蔵する予測メモリに蓄える。そして、動き補償処
理部４５は、処理すべきデータがフレーム間予測符号化
されたデータであって、逆ＤＣＴ処理部４３から差分情
報が出力される場合には、予測メモリに記憶されている
データの中から、動きベクトル検出部４６で検出された
動きベクトルＶＣを用いて、前記差分情報に加算して元
のデータを復元すべきデータを抽出し、それを加算部４
４に供給する。

【００７０】こうして、動き補償処理部４５からは、復
元されたデジタル映像信号が得られる。この復元された
デジタル映像信号には、スペクトラム拡散された付加情
報が重畳されている。ただし、図７を用いて説明したよ
うに、フレーム間予測符号化されたものが圧縮解凍さ
れ、復号化されたデータ部分では、ＰＮ符号系列が、付
加情報重畳側とは異なってしまっている。

【００７１】重畳されている付加情報を検出するため
に、ＭＰＥＧデコーダ４０の出力データは、付加情報検
出部としての逆拡散部５１に供給される。そして、重畳
側のＰＮ符号と同期するＰＮ符号列が供給されて、逆拡
散が施され、重畳されている付加情報が検出される。検
出された付加情報は、付加情報判定部５２に供給され
て、付加情報のビットが判定される。

【００７２】ところで、前述したように、逆拡散用のＰ
Ｎ符号列は、重畳側のＰＮ符号列とまったく同一のもの
であると、上述したフレーム間予測符号化のためのＰＮ
符号系列の変化に対応できず、付加情報の検出確率が低
くなる。

【００７３】この実施の形態では、動きベクトルを用い
て、参照情報としての逆拡散用のＰＮ符号列を補正し
て、動きベクトルを用いたフレーム間予測符号化に対す
るデコーダ処理に対応するようにする。

【００７４】逆拡散用のＰＮ符号列は、次のようにし
て、重畳側に対して、同期して発生する。すなわち、圧
縮映像信号データＤｖは、同期タイミング抽出部６１に
供給されて、同期タイミング信号が生成される。この同
期タイミング信号は、ブロック同期タイミング信号やフ
レーム単位のデータの同期タイミング信号を含む。この
同期タイミング抽出部６１からの同期タイミング信号
は、タイミング信号生成部６２に供給され、これにおい
て、圧縮を解凍するために使用するクロックなどのタイ
ミング信号や、逆拡散用の拡散符号を発生させるための
タイミング信号が生成される。

【００７５】逆拡散用の拡散符号は、ＰＮ発生部６３か
ら発生する。このＰＮ発生部６３は、前述した図４に示
したＰＮ発生部とまったく同一の構成を有するものであ
る。そして、タイミング信号生成部６２は、同期タイミ
ング抽出部６１からの同期タイミング信号に基づいて、
ＳＳ付加情報の重畳側で用いられたタイミング信号と同
期するリセット信号ＲＥ、イネーブル信号ＥＮ、クロッ
ク信号ＰＮＣＬＫを生成し、それらをＰＮ発生部６３に
供給する。

【００７６】したがって、ＰＮ発生部６３からは、重畳
側のＰＮ符号列と同期するＰＮ符号列が発生する。この
ＰＮ発生部６３からのＰＮ符号列は、バッファメモリ６
４を通じて逆拡散部５１に供給される。このバッファメ
モリ６４は、ＭＰＥＧデコーダ４０でのデコード処理で
の遅延分の補償と、逆拡散部５１に供給するＰＮ符号列
の補正を行うためのものである。

【００７７】一方、入力データ中の動きベクトルが、動
きベクトル検出部６５で検出され、参照情報動き補正部
６６に供給される。参照情報動き補正部６６は、検出さ
れた動きベクトルに応じてバッファメモリ６４から読み
出すＰＮ符号列の補正を行うようにする。

【００７８】この実施の形態の場合、ＰＮ発生部６３か
らのＰＮ符号列は、映像信号の垂直同期信号に同期した
垂直周期の繰り返し符号列である。バッファメモリ６４
は、フィールドメモリあるいはフレームメモリの構成と
され、それにデジタル映像データの分割ブロックに対応
したＰＮ符号列が書き込まれる。

【００７９】そして、参照情報動き補正部６６は、検出
された動きベクトルに応じて、当該ブロックデータに対
して、バッファメモリ６４から、いずれのチップを読み
出すかを決定することによりＰＮ符号列の補正を行う。

【００８０】例えば、図７に示した例の場合には、フレ
ームＦＢのブロックＡ＊，Ｂ＊，Ｃ＊のデータ部分につ
いては、ＰＮ発生部６３からのそのままのＰＮ符号列の
場合には、チップＷｘ，Ｗｙ，Ｗｚとなるのを、検出し
た動きベクトルＶＣ（図７（Ｃ）参照）に基づいて、チ
ップＷｘ，Ｗｙ，Ｗｚの代わりに、チップＷａ，Ｗｂ，
Ｗｃをバッファメモリ６４から読み出すように補正す
る。

【００８１】検出された動きベクトルが零（あるいは動
きベクトルなし）の場合には、元のＰＮ符号列の順序の
ままのチップデータを読み出すようにする。

【００８２】以上のように、逆拡散用のＰＮ符号列を補
正すれば、逆拡散用のＰＮ符号列による逆拡散部５１で
の付加情報の検出確率が向上し、付加情報を容易に検出
することができるようになる。

【００８３】以上のようにして検出され、判定された付
加情報としての複製防止制御信号により、この実施の形
態では、デジタル圧縮映像データについての複製が可能
であるか否かを検出することができる。例えば、複製禁
止であれば、ＭＰＥＧデコーダ４０からデータを出力せ
ずに廃棄してしまう等の処理を行うようにすることがで
きる。

【００８４】そして、この実施の形態の場合には、参照
情報としての逆拡散用ＰＮ符号列の補正のためには、動
きベクトル検出部６５および参照情報動き補正部６６を
設ければよく、付加情報検出装置としての構成がそれほ
ど複雑にならないというメリットがある。

【００８５】なお、以上の説明では、ＳＳ付加情報は、
１ブロックに１チップを対応させて映像信号に重畳する
ようにしたが、１ブロック以上の複数ブロック毎に１チ
ップを割り当ててもよく、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重畳してもよ
い。また、１ブロック以下、例えば１画素ごとに１チッ
プを割り当てて重畳するようにしてもよい。

【００８６】また、水平および垂直の両方向の複数画素
からなるブロックではなく、水平方向または垂直方向の
一方向の複数画素からなるブロック毎に、あるいは、複
数ブロック毎に１チップを割り当てて重畳するようにす
ることもできる。

【００８７】また、スペクトラム拡散のための拡散符号
のリセット周期は、１垂直周期ではなく、複数垂直周期
であってもよい。さらに、拡散符号のリセット周期は、
１水平周期または複数水平周期であってもよい。

【００８８】また、上述の例では、拡散符号のチップの
「０」「１」に応じて、重畳レベルを正、負に設定する
ようにしたが、一方が零レベルで、他方が正または負の
レベルとして重畳するようにしてもよい。

【００８９】また、上述の説明では、スペクトラム拡散
して重畳する付加情報信号は、複製防止制御信号の場合
であったが、この付加情報信号としては、複製防止制御
信号に限らず、例えばデジタル映像信号に関連する情
報、例えば各フィールドを識別するためのタイムコード
情報、著作権情報などとすることもできる。著作権情報
としては、例えば当該記録装置を特定する装置番号を用
いることができる。この装置番号がデジタル映像信号Ｖ
ｉに重畳して記録されていれば、複製された履歴を追跡
することが容易にできるものである。

【００９０】また、上述の説明では、デジタル映像信号
にスペクトラム拡散信号を重畳する場合として説明した
が、アナログ映像信号にスペクトラム拡散信号を重畳す
るようにすることも、もちろん可能であり、その場合に
も、この発明は適用できることは言うまでもない。

【００９１】また、上述の説明では、付加情報ビットを
ＰＮ符号によりスペクトラム拡散するようにしたが、付
加情報ビットに応じて系列の異なるＰＮ符号を重畳し、
それらのＰＮ符号を検出することにより、スペクトラム
拡散信号を検出する場合にももちろん適用できる。

【００９２】また、例えば、ＰＮ符号を重畳した場合に
は「１」、重畳しない場合には「０」をそれぞれ伝送し
たものとすると言うように定めて、スペクトラム拡散信
号としてＰＮ符号そのものを映像信号に重畳する場合に
も、この発明は適用可能である。

【００９３】また、拡散符号としては、ＰＮ符号に限ら
れるものではなく、ゴールド符号など、その他の符号を
用いることもできることは言うまでもない。

【００９４】なお、以上の実施の形態では、付加情報を
重畳する対象は、映像情報としたが、付加情報を重畳す
る対象は、映像情報に限らないことはいうまでもない。

【００９５】また、以上の実施の形態では、付加情報を
スペクトラム拡散信号として情報信号に重畳するように
したが、付加情報としては、これを、重畳する情報信号
に与える影響をできるだけ排除する状態で重畳し、参照
情報を用いて重畳された付加情報を検出することができ
る場合であれば、この発明は適用可能である。

【００９６】また、この発明による方法および装置は、
上述したような記録再生システムではなく、種々の伝送
媒体、例えば電波、ケーブル、赤外線などにより、情報
信号を伝送する場合のいずれにも適用可能である。

【００９７】

【発明の効果】以上説明したように、この発明によれ
ば、映像信号などの情報信号に、参照情報と比較するこ
とにより検出可能な付加情報を重畳した場合に、重畳側
での情報信号処理により、付加情報の検出用の参照情報
に補正が必要な場合に対応して、付加情報の検出確率を
向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明による付加情報の重畳伝送方法の実施
の形態が適用された付加情報検出装置の例を示すブロッ
ク図である。

【図２】この発明による付加情報の重畳方法の実施の形
態の主要な説明のための図である。

【図３】この発明による付加情報の重畳伝送方法の実施
の形態が適用された付加情報重畳側の装置の例を示すブ
ロック図である。

【図４】図１の装置の一部の構成例を示す図である。

【図５】図１の装置の一部の構成例を示す図である。

【図６】情報信号と、スペクトラム拡散信号の重畳レベ
ルとの関係を説明するための図である。

【図７】付加情報の重畳側における所定の処理により、
付加情報検出用の参照情報を補正する必要性の例を説明
するための図である。

【符号の説明】

１１…Ａ／Ｄ変換器、１２…有効画面切り出し部、１３
…ブロック分割部、１４…重畳部、１５…減算部、１６
…ＤＣＴ処理部、１７…量子化部、１８…可変長符号化
部、１９…符号化制御部、２０…動き補償回路、２４…
動き補償予測器、３１…同期分離部、３２…タイミング
信号発生部、３３…ＰＮ発生部、３４…ＳＳ付加情報生
成部、３５…重畳レベル設定部、４０…ＭＰＥＧデコー
ダ、４５…動き補償処理部、５１…逆拡散部、５２…付
加情報判定部、６３…ＰＮ発生部、６４…バッファメモ
リ、６５…動きベクトル検出部、６６…参照情報動き補
正部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者木村裕司東京都品川区北品川６丁目７番35号ソニー株式会社内 (72)発明者池田望東京都品川区北品川６丁目７番35号ソニー株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】情報信号に付加情報を重畳し、所定の処理
を施した後に伝送し、この伝送情報の受信側において、
前記情報信号に重畳された付加情報を、参照情報と比較
することにより検出するようにする付加情報の重畳伝送
方法であって、前記伝送情報には、前記所定の処理に関する情報を含ま
せるようにすると共に、前記所定の処理に関する情報により、前記付加情報の検
出時に、前記伝送情報の送出側において施された処理を
予測して、前記参照情報を補正するようにしたことを特
徴とする付加情報の重畳伝送方法。
【請求項２】前記情報信号は映像信号であり、前記付加情報が重畳された情報信号に施される処理は、
映像情報のフレームまたはフィールド単位に、前記フレ
ームまたはフィールド間の映像の動きを考慮した圧縮処
理であり、前記所定の処理に関する情報は、前記フレームまたはフ
ィールド間の映像の動きに関する情報であり、前記参照情報は、前記フレームまたはフィールド間の映
像の動きに関する情報に基づいて、補正することを特徴
とする請求項１に記載の付加情報の重畳伝送方法。
【請求項３】前記情報信号に重畳される前記付加情報
は、前記映像信号の同期信号に同期して生成された拡散
符号によるスペクトラム拡散信号であり、前記参照情報は、前記映像信号の同期信号に同期するス
ペクトラム逆拡散用の符号列であり、前記フレームまたはフィールド間の映像の動きに関する
情報により、前記スペクトラム逆拡散用の符号列が補正
制御されるようにされることを特徴とする請求項２に記
載の付加情報の重畳伝送方法。
【請求項４】前記付加情報は、前記映像情報の複製防止
に関する情報であることを特徴とする請求項２または請
求項３に記載の付加情報の重畳伝送方法。
【請求項５】情報信号に付加情報を重畳し、所定の処理
を施した後に送出する情報出力装置と、前記情報出力装置からの前記付加情報が重畳された情報
信号を受信し、この情報信号に重畳された前記付加情報
を、参照情報と比較することにより検出するようにする
付加情報検出装置とからなる付加情報重畳伝送システム
であって、前記情報出力装置は、前記送出する情報に、前記所定の
処理に関する情報を含ませる手段を備え、前記付加情報検出装置は、前記所定の処理に関する情報
により、前記付加情報の検出時に、前記伝送情報の送出
側において施された処理を予測して、前記参照情報を補
正する補正手段を備えることを特徴とする付加情報重畳
伝送システム。
【請求項６】前記情報信号は、映像信号であり、前記情報出力装置において、前記付加情報が重畳された
情報信号に施される処理は、映像情報のフレームまたは
フィールド単位に、前記フレームまたはフィールド間の
映像の動き成分をも用いる圧縮処理であると共に、前記
所定の処理に関する情報は、前記フレームまたはフィー
ルド間の映像の動きに関する情報であり、前記付加情報検出装置の前記補正手段は、前記参照情報
を、前記フレームまたはフィールド間の映像の動きに関
する情報に基づいて補正する手段であることを特徴とす
る請求項５に記載の付加情報重畳伝送システム。
【請求項７】前記情報信号に重畳される前記付加情報
は、前記映像信号の同期信号に同期して生成された拡散
符号によるスペクトラム拡散信号であり、前記参照情報は、前記映像信号の同期信号に同期するス
ペクトラム逆拡散用の符号列であり、前記フレームまたはフィールド間の映像の動きに関する
情報により、前記スペクトラム逆拡散用の符号列が補正
制御されるようにされることを特徴とする請求項６に記
載の付加情報重畳伝送システム。
【請求項８】前記付加情報は、前記映像情報の複製防止
に関する情報であることを特徴とする請求項６または請
求項７に記載の付加情報重畳伝送システム。
【請求項９】情報出力装置からの付加情報が重畳された
情報信号を受信し、この情報信号に重畳された前記付加
情報を、参照情報と比較することにより検出するように
する重畳付加情報検出装置であって、前記情報出力装置からの情報に含まれる前記情報出力装
置での所定の処理に関する情報により、前記付加情報の
検出時に、前記伝送情報の送出側において施された処理
を予測して、前記参照情報を補正する補正手段を備える
ことを特徴とする重畳付加情報検出装置。
【請求項１０】前記情報信号は、映像信号であり、前記情報出力装置において、前記付加情報が重畳された
情報信号に施される処理は、映像情報のフレームまたは
フィールド単位に、前記フレームまたはフィールド間の
映像の動きを考慮した圧縮処理であると共に、前記所定
の処理に関する情報は、前記フレームまたはフィールド
間の映像の動きに関する情報であり、前記補正手段は、前記参照情報を、前記フレームまたは
フィールド間の映像の動きに関する情報により、補正す
る手段であることを特徴とする請求項９に記載の重畳付
加情報検出装置。
【請求項１１】前記情報信号に重畳される前記付加情報
は、前記映像信号の同期信号に同期して生成された拡散
符号によるスペクトラム拡散信号であり、前記参照情報は、前記映像信号の同期信号に同期するス
ペクトラム逆拡散用の符号列であり、前記フレームまたはフィールド間の映像の動きに関する
情報により、前記スペクトラム逆拡散用の符号列が補正
制御されるようにされることを特徴とする請求項１０に
記載の重畳付加情報検出装置。