JPH1174794A - 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 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 映像信号をＤＣＴ処理を用いて圧縮して伝送
する場合に、時間軸領域に戻す前に、映像信号に重畳し
たスペクトラム拡散した付加情報の検出を可能にする。 【解決手段】 映像信号を所定単位データ量毎にブロッ
ク化し、このブロック単位でＤＣＴ処理を行って、映像
信号を時間軸領域の信号から周波数領域のＤＣＴ係数に
変換してデータ圧縮する。スペクトラム拡散信号からな
る付加情報を、映像信号の１ブロック毎、あるいは複数
ブロック毎に、スペクトラム拡散信号の１チップを割り
当て、かつ、そのチップの値に応じた一定レベルとして
映像信号に重畳して伝送する。伝送されてきたスペクト
ラム拡散信号からなる付加情報が重畳された映像信号を
受信し、この受信信号からＤＣＴ係数の直流成分を抽出
する。抽出したＤＣＴ係数の直流成分について逆拡散処
理を施して、付加情報を検出する。

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、ＤＣＴ（離散コ
サイン変換）処理を用いて圧縮される、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
報をスペクトラム拡散して微小レベルで重畳して伝送
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、装置、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
ｌｅｏｆ Ｃｏｎｔｅｎｔｓ）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（Ｐｓｅｕｄｏｒａｎｄｏｍ Ｎｏｉｓ
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係数に変換されて圧縮される。そして、
再生側では、逆ＤＣＴ変換を行って、ＤＣＴ係数のデー
タが時間軸領域のデジタル映像信号に戻されるようにさ
れる。

【００１２】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。そして、重畳された
付加情報は、ＤＣＴ係数から時間軸領域の信号に戻した
後に、検出するようにするのが一般的であると考えられ
る。

【００１３】しかし、このように時間軸領域の信号に戻
した後でないと、付加情報が検出されない場合には、当
該付加情報が例えば複製防止制御用の情報であり、複製
禁止をその情報内容としていたとしても、圧縮されたビ
ットストリームの状態のＤＣＴ係数の段階のデジタル情
報の複製が可能になってしまう不都合が生じる。

【００１４】この発明は、以上の点にかんがみ、ＤＣＴ
が用いられて圧縮されている情報信号を時間軸領域の信
号に戻さなくても、重畳された付加情報を確実に検出す
ることが可能な方法および装置を提供することを目的と
する。

【００１５】

【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、
情報信号を所定単位データ量毎にブロック化し、このブ
ロック単位でＤＣＴ処理を行って、前記情報信号を時間
軸領域の信号から周波数領域のＤＣＴ係数に変換して、
前記情報信号をデータ圧縮すると共に、スペクトラム拡
散信号からなる付加情報を、前記情報信号の前記ブロッ
ク毎あるいは複数ブロック毎に、前記スペクトラム拡散
信号の１チップを割り当て、かつ、そのチップの値に応
じた一定レベルとして前記情報信号に重畳して伝送する
ようにし、前記伝送されてきた前記スペクトラム拡散信
号からなる付加情報が重畳された情報信号を受信し、こ
の受信信号から前記ＤＣＴ係数の直流成分を抽出し、前
記抽出したＤＣＴ係数の直流成分について逆拡散処理を
施して、前記付加情報を検出するようにすることを特徴
とする。

【００１６】この請求項１の発明によれば、スペクトラ
ム拡散された付加情報は、必ず、ＤＣＴされたときに
は、そのＤＣＴ係数の直流成分に含まれることになる。
したがって、付加情報の検出側では、ＤＣＴ係数を抽出
し、その抽出したＤＣＴ係数の直流成分から、逆拡散に
より付加情報の検出が可能になる。

【００１７】

【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。

【００１８】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。

【００１９】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、映像信号の再生画像に
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。

【００２０】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。

【００２１】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。

【００２２】図１は、この実施の形態の場合の付加情報
の重畳装置部の例を示すブロック図である。

【００２３】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。

【００２４】ブロック分割部１３では、デジタル映像信
号は、図２Ａに示すように、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。

【００２５】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、ＤＣＴ処理部１５に供給され
る。このＤＣＴ処理部１５では、ブロックＢＬ単位のデ
ータ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）。

【００２６】ＤＣＴ処理部１５からの演算処理結果は、
量子化部１６に供給されて量子化される。量子化部１６
の出力は、動き補償回路１８を介してＤＣＴ処理部１５
に供給されて、動き成分のＤＣＴ演算が行われる。すな
わち、Ｉピクチャと呼ばれるイントラフレームでは、当
該フレーム内でＤＣＴ演算処理が行われるが、Ｂピクチ
ャやＰピクチャなどのインターフレームでは、前、後の
フレームの差分をとって、その差分をデータとして伝送
するようにするが、その差分をできるだけ小さくするた
め、フレーム間の動きベクトルを検出して、その動き成
分をも伝送するようにするものである。

【００２７】量子化部１６の出力は、可変長符号化部１
７でハフマン符号を用いた可変長符号化が行われて、例
えば記録などの伝送のために出力信号Ｄｖとして出力さ
れる。

【００２８】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２１に供給される。この同期分離部２１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２２に供給する。

【００２９】タイミング信号発生部２２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２２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。

【００３０】図３は、この実施の形態のタイミング信号
発生部２２を説明するためのブロック図である。この図
３に示すように、この実施の形態のタイミング信号発生
部２２は、ＰＮ発生タイミング信号生成部２２１、ＰＬ
ＬからなるＰＮクロック生成部２２２、タイミング信号
生成部２２３を備え、ＰＮ発生タイミング信号生成部２
２１およびタイミング信号生成部２２３には、同期分離
部１８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２２２には同期分離部１８
からの水平同期信号Ｈが供給される。

【００３１】ＰＮ発生タイミング信号生成部２２１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２２１は、また、ＰＮ発生イネーブ
ル信号ＥＮを生成する。

【００３２】ＰＮクロック生成部２２２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。

【００３３】また、タイミング信号生成部２２３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１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２２３からのタ
イミング信号には画素単位のクロックを含む。

【００３４】タイミング信号発生部２２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２３に供給される。

【００３５】ＰＮ発生部２３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２３
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２
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。

【００３６】図４は、ＰＮ発生部２３の構成例を示す図
である。この例のＰＮ発生部２３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Ｐ
Ｎ発生部２３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。

【００３７】こうして得られたＰＮ発生部２３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
２４に供給される。ＳＳ付加情報生成部２４は、前述し
た複製防止制御信号と、ＰＮ発生部２３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２４に供給さ
れる、あるいはこの生成部２４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。

【００３８】そして、ＳＳ付加情報生成部２４は、生成
したＳＳ複製防止制御信号を、重畳レベル設定部２５を
通じて重畳部１４に供給する。

【００３９】この場合、重畳レベル設定部２５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。

【００４０】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。

【００４１】そこで、後述もするように、付加情報とし
て重畳されたＳＳ複製防止制御信号は、逆ＤＣＴ変換す
る前のＤＣＴ係数のデータの状態で、ＤＣＴ係数の直流
分、すなわち、係数ＤＣのみを取り出して、逆スペクト
ラム拡散することで映像信号から検出することが可能に
なる。

【００４２】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。

【００４３】図５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５（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５（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。

【００４４】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５
（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。

【００４５】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５（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。

【００４６】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。

【００４７】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。

【００４８】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。

【００４９】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。

【００５０】なお、図１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。

【００５１】［付加情報の検出装置部］図６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。

【００５２】すなわち、圧縮映像信号データＤｖは、可
変長復号化部３１に供給されて、復号化され、逆量子化
部３２に供給される。そして、この逆量子化部３２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３２
からのデータは、直流成分抽出部３３に供給されて、Ｄ
ＣＴ係数の直流成分である係数ＤＣが抽出される。

【００５３】この係数ＤＣは、インターフレームでの差
分を積算して正しいデータを抽出するための加算器３４
に供給される。この加算器３４の出力信号は、直流成分
メモリ３５に一時格納される。直流成分メモリ３５は、
ブロック単位の１フレーム分の記憶領域を備え、各ブロ
ック単位の記録領域は加算器３４からの対応するブロッ
クの新たな出力により更新される。そして、この直流成
分メモリ３５からの各ブロック毎の直流成分出力は、ス
イッチ回路３６の一方の入力端に供給される。また、ス
イッチ回路３６の他方の入力端には、直流成分として
「零」が供給される。

【００５４】このスイッチ回路３６は、可変長復号化部
３１における入力デジタル圧縮データ中のヘッダ情報に
含まれるイントラフレームか、インターフレームかの情
報に応じて、フレーム毎に切り換え制御される。すなわ
ち、圧縮解凍中のデータが、イントラフレームのもので
あるとき、つまりＩピクチャでは、スイッチ回路３６
は、「零」側に切り換えられる。このときの各ブロック
ＢＬのデータは、そのフレーム内で完結するデータであ
って、前後のフレームとの差分ではない当該フレーム内
のデータであるからである。

【００５５】一方、圧縮解凍中のデータが、インターフ
レームのデータであるときには、スイッチ回路３６は、
直流成分メモリ３５側に切り換えられ、各ブロックにつ
いての差分がメモリ３５に蓄積され、その差分が次のフ
レームのデータに加算されて、正しいデータが復元され
るものである。

【００５６】以上のようにして、復元されたＤＣＴ係数
の直流成分は、逆拡散部３７に供給される。一方、この
逆拡散部３７には、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、ＤＣＴ係数の直流
成分に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３８に供給されて、付加
情報のビットが判定される。

【００５７】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４１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４１からの同期タイミング信号
は、タイミング信号生成部４２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。

【００５８】逆拡散用の拡散符号は、ＰＮ発生部４３か
ら発生する。このＰＮ発生部４３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４２は、同期タイミ
ング抽出部４１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４３に
供給する。

【００５９】したがって、ＰＮ発生部４３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４３からのＰＮ符号列により、逆拡散部３７
においては、加算器３４の出力信号から付加情報が検出
されるものである。

【００６０】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、ビットストリームの段階のデジタル圧縮映像
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、バッファに取
り込んだビットストリームデータを読み出さずに廃棄し
てしまう等の処理を行うようにすることができる。

【００６１】そして、このように複製防止制御信号など
の付加情報を検出するためにだけであれば、逆ＤＣＴ処
理部は不要であるので、付加情報検出装置としての構成
が簡単になり、安価になるというメリットがある。

【００６２】例えば、ＤＶＤ再生装置やＤＶＤ記録再生
装置では、ＭＰＥＧ２により圧縮された映像信号を時間
軸領域の信号に戻すＭＰＥＧデコーダを備えているた
め、圧縮された映像信号を逆ＤＣＴ処理を行って、時間
軸領域の映像信号に戻した後に、逆拡散を行って、付加
情報を検出するようにすることが勿論できる。

【００６３】しかし、ＤＶＤ−ＲＯＭドライバの場合に
は、ＭＰＥＧデコーダは備えておらず、このＤＶＤ−Ｒ
ＯＭドライバが接続されるパーソナルコンピュータなど
において、ＭＰＥＧデコードされることになる。その場
合に、そのＭＰＥＧデコード前に、不正な複製を防止で
きれば有効な複製防止制御ができる。

【００６４】そこで、上述した図６の付加情報検出装置
を、ＤＶＤ−ＲＯＭドライバに装備させるようにすれ
ば、ＭＰＥＧデコーダのような高価な装置を用いなくて
も、比較的安価に、パーソナルコンピュータに取り込む
前の段階で、ビットストリームのデータについて、複製
防止などの制御処理が可能になる。

【００６５】また、図６の装置をＤＶＤ−ＲＯＭドラバ
等とパーソナルコンピュータ等との間にアダプタ的に接
続するようにしても、同様の作用効果が得られる。

【００６６】［変形例］以上の説明においては、垂直周
期のＰＮ符号列によりスペクトラム拡散を行い、インタ
ーフレームにおける差分を考慮して、加算器３４および
直流成分メモリ３５を設けた構成としてが、垂直周期の
ＰＮ符号列を、１差分をとるフレーム周期で反転させ
て、付加情報をスペクトラム拡散して重畳するようにす
ることにより、前記加算器３４および直流成分メモリ３
５は、省略することができる。

【００６７】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。

【００６８】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。

【００６９】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。

【００７０】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く、その場合には
正または負のレベルについて上述したような固定パター
ンの重畳レベルパターンとすることにより、この発明は
適用可能である。

【００７１】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。

【００７２】また、上述の説明では、アナログ映像信号
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、デジタル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。

【００７３】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。

【００７４】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。

【００７５】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。

【００７６】また、以上の説明では、記録再生システム
に適用した場合について説明したが、映像信号に付加情
報を重畳して、種々の伝送媒体、例えば電波、ケーブ
ル、赤外線などにより、伝送する場合にも適用可能であ
る。

【００７７】

【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をＤＣＴを用いた圧縮処理
を施して伝送する場合に、ＤＣＴの処理単位である１ブ
ロック毎に、あるいは複数ブロック毎に、スペクトラム
拡散した付加情報の１チップが対応するように重畳した
ので、スペクトラム拡散信号は、ＤＣＴ係数の直流成分
に含まれる。このため、時間軸領域の信号に情報信号を
戻す前に、ＤＣＴ係数の直流成分を抽出してスペクトラ
ム拡散された付加情報の検出が可能になる。

【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重畳側の装置の例を示すブ
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】図１の装置の一部の構成例を示す図である。

【図４】図１の装置の一部の構成例を示す図である。

【図５】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６】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側の装置の例を示すブ
ロック図である。

【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…ＤＣＴ処理
部、１６…量子化部、１７…可変長符号化部、１８…動
き補償回路、２１…同期分離部、２２…タイミング信号
発生部、２３…ＰＮ発生部、２４…ＳＳ付加情報生成
部、２５…重畳レベル設定部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 荻野 晃 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 (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】情報信号を所定単位データ量毎にブロック
   化し、このブロック単位でＤＣＴ（離散コサイン変換）
   処理を行って、前記情報信号を時間軸領域の信号から周
   波数領域のＤＣＴ係数に変換して、前記情報信号をデー
   タ圧縮すると共に、 スペクトラム拡散信号からなる付加情報を、前記情報信
   号の前記ブロック毎、あるいは前記ブロックの複数個毎
   に、前記スペクトラム拡散信号の１チップを割り当て、
   かつ、そのチップの値に応じた一定レベルとして前記情
   報信号に重畳して伝送するようにし、 前記伝送されてきた前記スペクトラム拡散信号からなる
   付加情報が重畳された情報信号を受信し、この受信信号
   から前記ＤＣＴ係数の直流成分を抽出し、 前記抽出したＤＣＴ係数の直流成分について逆拡散処理
   を施して、前記付加情報を検出するようにすることを特
   徴とする付加情報の重畳伝送方法。
2. 【請求項２】前記情報信号は、映像信号であって、前記
   付加情報は、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。
3. 【請求項３】情報信号にＤＣＴ処理を用いた圧縮を施す
   と共に、付加情報を重畳して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、 情報信号を所定単位データ量毎にブロック化し、このブ
   ロック単位でＤＣＴ（離散コサイン変換）処理を行っ
   て、前記情報信号を時間軸領域の信号から周波数領域の
   ＤＣＴ係数に変換して、前記情報信号をデータ圧縮する
   手段と、 スペクトラム拡散信号からなる付加情報を、前記情報信
   号の前記ブロック毎あるいは複数ブロック毎に、前記ス
   ペクトラム拡散信号の１チップを割り当て、かつ、その
   チップの値に応じた一定レベルとして前記情報信号に重
   畳する重畳手段と、 を備え、 前記付加情報検出装置は、 前記伝送されてきた前記スペクトラム拡散信号からなる
   付加情報が重畳された情報信号を受信し、この受信信号
   から前記ＤＣＴ係数の直流成分を抽出するＤＣ成分抽出
   手段と、 前記抽出したＤＣＴ係数の直流成分について逆拡散処理
   を施して、前記付加情報を検出する検出手段と、 を備えることを特徴とする付加情報重畳伝送システム。
4. 【請求項４】前記情報信号は、映像信号であって、前記
   付加情報は、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ることを特徴
   とする請求項３に記載の付加情報重畳伝送システム。
5. 【請求項５】所定単位データ量毎にブロック化され、そ
   のブロック単位でＤＣＴ処理により圧縮された情報信号
   であって、スペクトラム拡散信号からなる付加情報が、
   前記前記ブロック毎あるいは複数ブロック毎に前記スペ
   クトラム拡散信号の１チップが割り当てられ、かつ、そ
   のチップの値に応じた一定レベルとして前記情報信号に
   重畳された情報信号を受信して、前記付加情報を検出す
   る装置において、 受信した前記情報信号から前記ＤＣＴ係数の直流成分を
   抽出するＤＣ成分抽出手段と、 前記抽出したＤＣＴ係数の直流成分について逆拡散処理
   を施して、前記付加情報を検出する検出手段と、 を備えることを特徴とする重畳付加情報検出装置。
6. 【請求項６】前記情報信号は、映像信号であって、前記
   付加情報は、映像信号の同期信号に同期した生成された
   拡散符号によるスペクトラム拡散信号であることを特徴
   とする請求項５に記載の重畳付加情報検出装置。