KR20010015724A

KR20010015724A - 비디오 기록을 위해 워터마크를 사용하는 1회 복사 방법및 장치

Info

Publication number: KR20010015724A
Application number: KR1020007003831A
Authority: KR
Inventors: 존 오. 랸; 패트리스 제이. 캐피탄트; 클래이톤 엘. 데이비드슨; 제임스 알. 홀즈그라프; 코디안 제이. 쿠로스키; 앤드류 비. 멜로스; 토니 포레스트 로드리구에즈
Original assignee: 디지맥 코포레이션; 브릴 제로우 디이.; 메크로비젼 코오포레이션
Priority date: 1997-10-08
Filing date: 1998-10-01
Publication date: 2001-02-26
Also published as: JP2005354681A; US6374036B1; IL135498A0; KR100374920B1; DE69807102D1; CA2305254C; EP1020077A1; AU1068399A; PT1020077E; NZ503280A; DE69807102T2; DK1020077T3; AU729762B2; MY123159A; CN1272283A; JP4139560B2; BR9812908A; JP4263706B2; WO1999018723A1; BR9812908B1

Abstract

디지털 비디오 신호의 "1회 복사 (copy-once)"에 대한 방법 및 장치는 비디오 신호에서 워터마크 (watermark)를 사용한다. 삽입된 워터마크는 2개의 버전을 갖는다: 하나는 복사 절대 금지 (copy-never)를 나타내고 두번째는 1회 복사를 나타내며, 그 차이는 단일 워터마크 비트이다. 워터마크는 비디오 신호 중에서 특정한 비디오 프레임의 디지털화된 속성 (영상 특징), 예를 들면 비디오 필드 (field)의 진폭의 평균값을 나타내는 추가 비트를 운반한다. 속성이 비디오 마크에서 운반되는 프레임은 필드 (또는 프레임 (frame)) 마커 (marker)를 갖고, 이는 프레임의 오버스캔 (overscan) 부분에 위치하는 특수 신호이다. 컴플라이언트 비디오 레코더 (compliant video recorder)는 워터마크 및 1회 복사 비트를 검증하고 (48, 54), 워터마크로부터 연관된 속성을 추출하고 (56), 또한 이를 마크된 비디오 프레임의 측정된 속성 (58)과 비교한다 (68). 추출된 속성값과 측정된 속성값이 정합되는 경우에만 기록이 가능해진다. 기록 처리 동안 (70), 프레임 마커는 없어져 (72), 기록된 비디오 신호의 제 2 세대 복사를 방지하고, 1회 복사 비트는 복사 절대 금지로 설정된다.

Description

비디오 기록을 위해 워터마크를 사용하는 1회 복사 방법 및 장치{ Method and apparatus for a copy-once watermark for video recording}

예를 들어, 비디오 테이프상의 영화들과 같은 비디오 내용물의 복사 보호는 이미 공지된 문제점이다. 종래 아날로그 비디오 테이프 내용물에 대한 해결법은 공지된 매크로비젼 복사 방지 처리 (Macrovision anticopy process)로, 이는 비디오 신호의 수직 빈 간격에 펄스들을 부가한다 (여기서 참고로 포함되는 Ryan의 미국 특허 No. 4,631,603 및 4,695,901을 참고한다). 이와 같이 부가된 펄스들은 전형적인 VCR (video cassette recorder)의 자동 이득 제어 회로를 혼란시키고, 그에 의해 화상을 변형시킴으로서 비디오 신호의 어떠한 기록도 볼 수 없게 한다.

디지털 비디오에서는 그 본성에 의해 비디오 신호의 디지털 기록이 원본의 정확한 복사본이고 아날로그 기록과 다르게 변형되지 않으므로, 복사 보호가 더 중요한 문제점이 된다. 그래서, 디지털 비디오 기록에서는 사람들이 저작권 비디오 내용물을 더욱 무허가로 복사하려 한다. 이는 미리 기록된 디지털 비디오 매체를 소개하는 것과 디지털 비디오 레코더들을 상업적으로 소개하는 것에 대한 주요 장애가 된다.

관련된 출원의 교차 참조

본 발명은 1997년 10월 8일 출원된 미국 임시 출원 S.N. 60/061,488, 1998년 3월 3일 출원된 S.N. 60/076,668, 1998년 3월 4일 출원된 S.N. 60/076,777, 및 1998년 3월 10일 출원된 S.N. 60/077,452에 대해 우선권을 주장한다.

본 발명은 비디오 신호들에 확실한 식별 코드들 (예를 들면, 워터마크 (watermark)나 지문)을 삽입함에 의해 비디오 내용물의 복사 보호(protect) 및 "1회 복사 (copy-once)" 방법 및 장치에 대한 이들 식별 코드의 사용에 관한 것이다.

도 1은 본 발명에 따른 인코더의 블록도.

도 2는 본 발명에 따른 워터마크 (watermark)/플레이 제어 구조에 대한 레코더의 블록도.

도 3은 이중 워터마크 시스템에서의 특성 테이블.

도 4는 주어진 1회 복사 (copy-once) 처리에 대한 파기 방법을 도시하는 도면.

도 5는 도 4의 파기 장치를 도시하는 도면.

도 6a 내지 도 6d는 본 발명에 따른 특정한 비디오 태그 (tag)의 사용을 도시하는 도면.

이 문제점에 대해 공지된 한가지 해결법은 워터마크 (watermark)들을 사용하는 것이다. 워터마크들은 컴플라이언트(compliant) 비디오 레코더나 플레이어에 설치된 판독기 (검출기)에 의해 판독될 수 있는 비디오 신호에 삽입되는 디지털 코드들로서, 워크마크 자체는 시각적으로 비디오 신호를 방해하지 않는다 (즉, 현저한 변형이 없다). 워터마크는 레코더나 플레이어내의 검출기 회로에 의해 판독되고, 이는 워터마크에 의존해, 복사를 금지하거나 내용물의 1회 복사만을 허용하는 것과 같이, 특정한 기능들을 실행하도록 레코더나 플레이어에 지시한다. 워터마크들을 사용하면 컴플라이언트 레코더나 플레이어에 특수 검출기 회로가 필요해 진다.

워터마크들은 비디오로 설치되는 특수 신호들이므로, 실질적으로 비디오 신호를 손상시키지 않고 없애 버릴 수 없다; 고의로 또는 사고로 워터마크를 제거하기가 어렵다. 워터마크들은 이를 검출하고 그에 응답할 수 있는 특수하게 적응된 ("컴플라이언트") 레코더/플레이어를 요구하는 소위 양방향성 복사 보호 구조이다. 종래의 비컴플라이언트 (non-compliant) 레코더는 워터마크를 무시하므로, 워터마크가 아무런 효과를 갖지 못한다. 이는 상술된 "단일방향성 (unilateral)" 매크로비젼 복사방지 처리에 대조적이지만, 이는 일반적으로 디지털 신호를 보호하는데 적절하지 못하다.

이러한 워터마크들은 유용하고 이미 상업적인 응용들에서 제한된 범위로 제시되었지만, 이들은 심각한 결점들을 갖는다. 가장 중요한 결점은 예를 들면, 영화와 같이 방송 시청 당 요금을 지불하는 케이블 텔레비젼 산업에서 통상적으로 등장하는 1회 복사의 경우에 존재한다. 케이블 텔레비젼 산업은 가입자들간에 예를 들면, VCR을 사용하여 영화를 케이블 전송의 개인 소유 기록들로 만들도록 허용하는 기대를 생성시킨다. 개인적 용도로 사용자에 의해 1회 기록되는 것은 일반적으로 저작권 소유자들과 케이블 텔레비젼 산업 모두에게 수용가능한 것으로 명확히 보여지지만, 저작권 소유자들(예를 들면, 영화 스튜디오)은 어떤 제 2 세대 기록들이 만들어지도록 허용하는 것을 원하지 않는다. 그래서, 제 1 복사의 어떠한 제 2 세대 복사를 금지하면서, 예를 들면 케이블 텔레비젼을 통한 1회 복사 비디오 전송을 허용하는 것이 바람직하다.

이러한 제 2 세대 기록들의 금지는 종래의 워터마크 기술을 사용하면 가능하다. 통상적으로, 이 상황에서는 두 등급의 워터마크가 존재한다: "복사 절대 금지 (copy-never)" 워터마크 및 "1회 복사 (copy-once)" 워터마크. 둘 모두는 복사를 실행하는 컴플라이언트 비디오 레코더에 의해 판독되어야 하고, 이는 기록시 1회 복사 워터마크를 복사 절대 금지 워터마크로 변화시킨다. 여기서의 문제점은 다른 2개의 워터마크를 모두 검출할 수 있어야 하고 또한 복사 절대 금지 워터마크를 부가 (기록)하여야 하므로, 컴플라이언트 레코더에서 추가 비용이 존재한다는 것이다. 이러한 시스템은 실시하는데 비교적 비용이 많이 드는 것에 부가하여, 또한 쉽게 기술적 결함(artifact)이 생기므로, 불충분하다.

발명의 개요

현존하는 기술 보다 개선된 경제성 및 안전성을 제공하는 디지털 비디오 기록 분야에서 1회 복사 (copy-once) 방법에 대한 필요성이 존재한다. 또한, 하나의 워터마크만을 요구하므로 컴플라이언트 (compliant) 레코더 (또는 플레이어) 장치 당 하나의 워터마크 검출기만이 요구되는 1회 복사 방법이 필요하다. 이러한 방법은 컴플라이언트 레코더들에 워터마크 가산기나 수정기들을 포함할 필요가 없다. (여기서, "컴플라이언트 (compliant)"는 본 발명에 따라 특수 회로 및/또는 소프트웨어를 부가함으로서 수정된 다른 종래 장치를 의미한다.) 비디오 플레이어 들 및 레코더들의 제작자들은 본 발명을 실시하기 원하는 경우 그들의 제품에 대응하는 회로 및 소프트웨어를 부가하게 되고, 비디오 내용물의 공급자들은 유사하게 그들의 프로그램에 요구되는 신호들을 부가하게 된다.

부가하여, 이러한 시스템은 실행시키기에 간단하여야 하고, 그 안전성을 보장하기 위해 유지되는 비밀을 요구하지 말아야 하고, 또한 아날로그와 디지털 영역에서 모두 동작되어야 한다. 추가적인 요구사항은 VHS, S-VHS, 또는 8mm 든지간에 제 1 (허용된) 기록이 현존하는 종래의 소비자 VCR에서 이루어지더라도(이는 정상적으로 디지털 1회 복사 프로토콜을 따르도록 기대될 수 없다), 컴플라이언트 기록 다바이스에 의한 제 2 세대 복사가 계속 방지되어야 한다는 점이다.

그러므로, 본 발명에 따라, 2개의 버전, 즉 한 비트만 제외하고 동일한 복사 절대 금지 (copy-never) 및 1회 복사 (copy-once)를 갖는 단일 워터마크 클래스가 존재한다. 본 발명에 따라, 1회 복사 워터마크가 대신에 간단히 한 비트를 변화시킴으로서 복사 절대 금지 워터마크로 변환되기 때문에, 기록시 비디오에 워터마크를 부가할 필요가 없다. (여기서 사용되는 "워터마크 (watermark)"는 워터마크들 및 다른 종류의 디지털 "지문 (fingerprints)"을 모두 의미한다.) 본 발명은 이후 에 설명되는 바와 같이, 디지털 비디오 및 아날로그 비디오 (예를 들면, VHS, S-VHS, 또는 8 mm 비디오) 모두에 적용가능하다. 주어진 워터마크는 아날로그에서 디지털 영역으로 또는 디지털에서 아날로그 영역으로의 변환에도 남아있고, 텔레비젼 표준들간의 변환, 즉 PAL에서 NTSC로 또는 NTSC에서 PAL로의 변환에도 남아있다.

본 발명에 따라, 디지털 신호인 워터마크는 종래 방식으로 비디오 영상에 삽입된다. 워터마크 비트들의 서브세트는 비디오 신호의 숫자 특성, 예를 들면 한 비디오 필드 (field) 또는 프레임 (frame)에 걸친 비디오 신호의 평균 진폭인 디지털 속성 (한 숫자)을 운반한다. 본 발명에 따른 비디오 속성은 바람직하게 연관된 아날로그 또는 디지털 전송 채널에서 주어지는 전형적인 왜곡을 받지 않고 프레임에서 프레임으로 최대 변화하는 비디오 신호의 일부 유일한 특성이다. 속성은 1회복사 상황에 대해서만 사용된다.

워터마크를 가진 비디오를 준비(부호화)하기 위해서는 워터마크를 종래 방식으로 삽입하는 것에 부가하여, 또한 한 프레임 (또는 필드)를 랜덤하게 [또는 의사-랜덤하게 (pseudo-randomly)]선택하고, 예를 들면 매 10초 당 비디오 한 프레임을 선택하고, 그 비디오 신호의 프레임 (또는 필드)에 대해 속성을 디지털적으로 계산한다. 그 프레임에는 이것이 선택된 프레임임을 나타내도록 또한 "필드 마커 (field marker)" ("태그 (tag)")가 부가된다. 이 필드 마커는 비디오 프레임 중 일반적으로 볼 수 없는 부분, 예를 들면 오버스캔 (overscan) 부분에 위치하는 특수 신호이다.

부호화된 비디오 신호는 컴플라이언트 디지털 비디오 레코더를 사용하여 이를 기록하려고 시도하는 소비자에게 예를 들면, 케이블 텔레비젼 또는 위성을 통해 종래 방식으로 전송된다. 기록 이전에 컴플라이언트 디지털 비디오 레코더는 워터마크를 조사하고, 이를 검증하고, 워터마크에서 1회 복사 비트를 검출하고, 또한 워터마크로부터 연관된 속성값을 추출한다. 컴플라이언트 레코더는 또한 특정한 마크 필드에서 필드 마커를 검출하고, 그 특정 필드의 속성을 측정하고, 측정된 속성을 추출된 속성값과 비교한다. 이들 두 속성값이 정합되면, 그후 레코더는 기록을 실행한다. 이들이 정합하지 않으면, 기록 (복사)은 가능하지 않다.

기록을 실행하는 것과 동시에, 비디오 레코더는 결과적인 기록의 어떤 제 2 세대 복사를 방지하도록 비디오로부터 필드 마커들을 제거한다. 필드 마커를 제거하면, 컴플라이언트 레코더에 의해 특정한 비디오 신호의 어떤 제 2 세대 기록이 방지된다.

그래서, 컴플라이언트 비디오 레코더는 워터마크 판독기 (검출기 및 검증기), 속성 측정 회로, 필드 마커 제거기 (스트립퍼 (stripper)), 및 속성 비교를 포함하여 필요한 계산 및 논리 기능들을 실행하도록 이러한 비디오 레코더에 종래 방식으로 위치하는 마이크로프로세서내의 연관된 지능 (소프트웨어)을 포함한다.

유리하게, 필드 마커는 이러한 아날로그 VCR들에서 종래 방식으로 주어지는 크로마 필터링 회로 (chroma filtering circuitry)에 의해 제거되는 종류가 되도록 선택되므로, 종래 아날로그 VCR들에 의해 검출 및 재생될 수 없는 신호이다. 그래서, 원래 전송된 비디오 신호가 이러한 종래의 아날로그 레코더를 사용하여 기록되면, 필드 마커들은 아날로그 기록 처리에서 손실되므로, 어떤 컴플라이언트 디지털 레코더가 제 2 세대 복사를 이루는 것을 방지하게 된다.

필드 마커는 통상적으로 활성 비디오 중 볼 수 없는 부분에, 즉 오버스캔 영역에서 텔레비젼 세트들에 대해 삽입된다. 필드 마커들은 다른 방법으로 수직 또는 수평 빈 간격들에 위치한다. 필드 마커는 바람직하게 상술된 바와 같이 종래의 기록 디바이스에 의해 자동적으로 제거되는 종류의 신호이지만, 이것이 요구사항은 아니다.

주어진 워터마크 처리의 전형적인 응용은 상술된 케이블 텔레비젼 또는 위성 배급 시스템에 존재하지만, 이는 제한적인 것이 아니다. 물론, 통상적으로 예를 들어 테이프나 DVD (digital versatile disk)에 미리 기록된 비디오 내용물은 일반적으로 “1회 복사”가 아니라 "복사 절대 금지"가 행해지므로, 이 처리가 행해지지는 않는다. 그러나, 주어진 1회 복사 워터마크 처리는 미리 기록된 비디오 내용물에 적용될 수 있다.

기본 처리

본 발명에 따라, 예를 들어 8 비트의 "패이로드 (payload)"를 갖는 비디오 신호에 워터마크 (watermark)가 적용 (부호화)된다. (패이로드는 변화가능한 비트의 수이다.) 8 패이로드 비트 중 비트 1 및 2는 종래의 (디지털 비디오에서) 복사 발생 관리 시스템 (Copy Generation Management System, CGMS) 비트이고, 비트 3 및 4는 아날로그 보호 시스템 (Analog Protection System, APS) 비트이다. 실제 아날로그 보호 시스템은 예를 들면, 이미 공지된 매트로비젼 비디오 복사 방지 (Macrovision video anti-copy) 처리이다. 그러므로, 이들 4개 비트는 1회 복사 (copy-once)/복사 절대 금지 (copy-never)/더 이상의 복사 금지 (copy no more)를 나타내고 아날로그 보호 시스템을 턴 on 또는 턴 off시키도록 종래 방식으로 사용된다. (매크로비젼 또는 다른 아날로그 복사 방지 처리들은 디지털 비디오 레코더들이 통상적으로 아날로그 비디오 신호 입력 기능을 갖기 때문에 디지털 기록에 적용가능하다.) 나머지 4개의 패이로드 비트는 본 발명에 따라 기본 비디오 신호에서 선택된 프레임의 영상 속성을 정의하며, 이것의 예들은 이후에 설명된다.

"복사 절대 금지" 프로그램 (비디오 신호)에서, 8 패이로드 중 비트 1 및 2는 통상적인 종래 방식에 따라 값 (1.1)로 설정된다. 비트 5 내지 8은 그후에 "무시 (don't care)"이다. 컴플라이언트 기록 디바이스는 (1,1) 비트 구성을 검출하면 내용물의 어떤기록을 만드는 것을 거부한다.

"1회 복사" 프로그램에서, 비트 1 및 2는 다시 통상적인 종래 방식에 따라 값 (1,0)으로 설정되고, 비트 5 내지 8은 이제 프로그램의 속성을 나타내는 4 비트를 운반한다. 여기서, "속성 (attribute)"은 비디오 내용물의 일부 특성을 숫자로 나타내는 것을 의미한다. 속성은 바람직하게 화상이 변화하는 한 프레임 대 프레임으로 최대로 변화된다. 속성은 바람직하게 잡음, 비선형성, 또는 주파수 응답과 같은 비디오 신호를 운반하는 아날로그 또는 디지털 통신 채널들에 의해 발생되는 왜곡으로 인한 비디오 신호에서 기대되는 왜곡에 의해 변하지 않는다.

컴플라이언트 비디오 기록 디바이스는 (1,0) 비트 1회 복사 구성을 검출하면 연관된 비디오 프레임으로부터 똑같은 속성을 계산하고 이를 패이로드 비트 5 내지 8에서 운반되는 값에 비교한다. 만일 정합되면, 복사가 계속되도록 허용된다. 정합되지 않으면, 복사 (기록)는 종료된다. 다른 말로 하면, 비정합 속성을 산출하는 1회 복사 지시는 컴플라이언트 기록 디바이스에 의한 기록 처리를 중단시킨다. 마지막으로, 허용된 제 1 세대 복사가 이루어질 때, 기록되고 있는 비디오는 이후의 컴플라이언트 기록 디바이스들이 워터마크에 의해 운반되는 속성값을 유효화할 수 없도록 기록시 수정되고, 그에 의해 추가적인 복사를 금지하게 된다.

실시

본 방법의 한 실시예를 다음에 더 상세히 설명하는 것은 워터마크 판독기 회로가 잡음이 있을 때 또는 스케일링 (scaling) 이후에 워터마크를 명확히 검출하여 복호화하는데 예를 들어 10 초 이상이 걸리는 확률을 고려한다. 지정된 시간 간격은 단지 한 예이다.

부호화 동작

1. 부호화는 비디오 내용물을 보호하는 "헤드 엔드 (head end)" 처리를 칭한다. 예를 들어, 매 20초 간격의 프로그램 간격마다, 부호화 장치는 아날로그 또는 디지털 전송 시스템에서 발견되는 상술된 다양한 왜곡이 비디오에 가해진 이후라도, 속성의 확실한 측정을 허용하는 처음 5 초내에서 랜덤하게 한 비디오 필드 (또는 프레임)을 선택한다. 부호화 장치는 선택된 필드나 프레임에 대해 속성값을 측정한다.

2. 랜덤하게 선택된 간격 (예를 들면, 보안을 증진시키기 위해 0 내지 5초)을 대기한 이후에, 부호화 장치는 다른 대부분의 종래 워터마크에서 선택된 필드의 측정 속성값을 4-비트 디지털 단어로 부호화한다. (양호한 경우, 워터마크는 속성값을 운반하도록 지시될 때까지 일부 허용되지 않은 값, 예를 들면 F (16진수)로 설정된 4 비트로 연속하여 비디오에 부가된다.)

3. 부호화 장치는 컴플라이언트 기록 디바이스가 그 위치를 확실하게 정할 수 있도록 단계 1에서 선택된 필드를 마크한다. 다음은 모범적인 필드 마킹 (field marking) 방법이다: 모든 비디오 필드 중 첫번째 μsec (microsecond)의 제 1 수평 주사선에 대한 빈 공간은 선택된 필드에서만 그 1 μsec 간격 동안 25 IRE 진폭 증가 (펄스)를 부가한다. 보다 다방면의 마킹 방법은 이후 설명된다.

도 1은 예를 들어, 케이블 텔레비젼 시스템 "헤드 엔드"에 위치하는 모범적인 인코더 장치를 설명한다. 비디오 프로그램은 가입자들로의 케이블 전송 이전에 입력 단자(10)에 인가된다. 이것이 디지털 비디오이므로, 단자(10)는 통상적으로 다중선 (버스) 연결기이다. 프레임 선택기(12)는 부호화를 위해 상술된 바와 같이 특정한 필드 또는 프레임을 랜덤하게 또는 의사-랜덤하게 선택하고, 선택된 각 필드 또는 프레임의 표시를 제어선(14)에 제공한다. 응답하여, 필드 마커 (field marker) 회로(16)는 비디오에 나타내지도록 각 프레임을 마크한다. 제어선(14)은 또한 들어오는 비디오를 수신하여 선택된 필드 또는 프레임의 속성을 계산 (측정)하는 속성 측정 회로(18)에 연결된다. 측정된 디지털 속성값은 선(26)에서 워터마크 수정기 회로(32)에 연결된다. 소자(32)는 종래 워터마크 발생기(28)로부터 종래의 워터마크를 수신하고, 이를 4-비트 속성값으로 수정한다. 그렇게 수정된 워터마크는 프레임 워터마커 회로(38)에 연결되고, 이는 선(22)에서 공급된 필드 마커를 운반하는 각 필드 또는 프레임에 수정된 워터마크를 기록한다. 워터마크 비디오는 이어서 단자(40)에서 케이블 (또는 다른) 배급 네트워크로 출력된다. 도 1 (또한 도 2)의 소자들 중 일부는 회로이고 다른 것들은 예를 들면, 프로그램된 마이크로프로세서에서 실행되는 회로 또는 기능을 나타낸다.

컴플라이언트 레코더에서의 판독 동작

1. 기록 처리 동안, 수신된 비디오 프로그램에서 상술된 종류의 필드 마커를 검출하면, 컴플라이언트 레코더/플레이어는 그 필드나 프레임의 속성을 측정 및 저장한다.

2. 레코더/플레이어는 측정된 속성을 워터마크로부터 복호화된 (추출된) 속성값에 비교한다. 비교는 레코더/플레이어내의 워터마크 검출기가 먼저 워터마크를 정확하게 복호화 (검증)하였다고 높은 신뢰도로 결정하는 경우에만 이루어진다.

3. 2개의 속성값이 정합되면, 기록은 계속되도록 허용된다. 정합은 동일한 값을 요구하지는 않고, 일부 측정의 부정확성을 허용할 수 있다. 즉, 일부 허용공차 (tolerance)를 갖는다. 2개의 속성값이 정합되지 않거나, 주기적인 필드 마커가 1회 복사 지정 프로그램으로부터 빠져 있으면, 기록이 디스에이블된다.

4. 레코더는 기록 처리 동안 모든 필드 마커를 삭제한다. 다른 방법으로, 워터마크에 의해 운반되는 것과 속성이 다른 필드에 "디코이 (decoy)" 필드가 적용되지만, 이는 추가 단계가 필요하지 않다. 간단하게, 모든 필드 마커를 삭제하는 것으로 충분하다. 필드 마커를 삭제하는 것은 유리하게 이후의 기록 시도 동안 다른 속성 측정을 강요하기 위해 비디오를 수정할 필요성을 제거한다.

모범적인 컴플라이언트 레코더는 도 2에 도시된다; 이는 도 1의 인코더에 보완적인 것이다. 필드 마커와 워터마크를 운반하는 입력 디지털 비디오는 입력 단자(46)에서 필드 마커 검출기(48)에 적용되고, 이는 각 필드 마커를 검출하여 마크된 프레임의 표시를 제어선(50)에서 기본적인 종래 방식의 워터마크 검출기/검증기(54)로 출력한다. 검증기(54)는 1회 복사 비트의 존재를 점검하고 종래 방식으로 워터마크를 검증한다. 이어서, 추출기(56)에 의해 검증된 워터마크로부터 4개 속성 비트가 추출되어 선(62)에서 비교기(68)로 전해진다. 속성 측정 회로(58)는 또한 입력 비디오를 수신하고, 선(50)에서의 신호에 응답해, 제어선(50)상에 나타내지는 바와 같이 마크된 프레임들의 소정의 속성을 측정 (계산)한다. 측정된 속성값은 선(64)을 통해 비교기(68)에 연결된다. 비교기(68)가 정합을 발견하면, 이때에만 다른 종래의 기록 회로(70)가 인에이블된다. (기록 회로는 종래 디지털 비디오 테이프 또는 디스크 레코더이다.) 필드 마커 스트립퍼 (field marker stripper) 회로(72) 및 회로(74)는 기록하는 동안 1회 복사 비트를 복사 절대 금지값으로 변화시키도록 기록 회로(70)에 연결된다.

프로토콜 보안 (Protocol Security)

본 시스템을 파기하는, 즉 컴플라이언트 레코더들에 의해 재복사될 수 있도록 제 1 세대의 합법적인 비디오 기록을 수정하는 "해커 (hacker)" (저작권 침해)에 대해 다음 (또는 그와 동일하게 복잡한 처리)을 실행하여야 한다. 먼저, 제 1 (합법적인) 기록을 재생하는 동안, 모든 필드의 속성이 측정 및 기록되고 워터마크가 복호화된다. 이어서, 워터마크에 의해 운반되는 것과 그 속성이 일치하는 필드에 필드 마커가 부가된다.

이 "해크 (hack)"는 MPEG-2 (압축 비디오) 비율에서 수 초의 비디오 지연, 워터마크 판독기, 및 속성 측정 시스템을 요구한다. (복사되는 비디오는 통상적으로 MPEG-2 압축 형태이다.) 또한, 상세한 내용은 이후 제공된다.

그러므로, 본 처리는 특히, 전형적인 전체 복사 보호 시스템 중 일부를 해킹함으로서 유도되는 최소의 보상을 고려하여, 다수의 사람들에 의한 "해킹"을 방지하려는 목적을 용이하게 만족시킨다. "1회 복사"라 칭하여지는 프로그램은 통상적으로 그 본성에 의해 "복사 절대 금지" 프로그램 보다 저작권 소유자에게 덜 가치가 있는 것이므로, 1회 복사 구조는 기본적인 워터마크 만큼 "해크-방어 (hack-proof)"될 필요가 없다. 임의의 경우, 수회의 복사를 원하는 해커는 간단하게 1회 복사 원본 비디오 프로그램으로부터 동시에 이들을 만들 수 있다 (논증할 수 있게 합법적으로).

속성 요구조건

본 발명에 따른 이상적인 영상 속성은:

1. 최소의 부가 회로로 소비자형 디지털 비디오 레코더에서 측정가능하다.

2. 통상적인 비디오 레벨 에러에 대해 비교적 면역력이 있다: 다양한 아날로그 및 디지털 전송 시스템에서 발견되는 비선형성, 잡음, 기울기, 주파수 왜곡, 양자화, 및 압축 결함 등.

3. 프로그램의 오락값을 심각하게 저하시키지 않고 특정한 속성값을 강요하도록 해커가 비디오 신호를 쉽게 수정할 수 없는 것이다.

주어진 1회 복사 프로토콜의 구문에서는 해커의 작업이 물질적으로 더 어려워지지 않으므로, 이 제 3 요구조건은 없애질 수 있다.

속성의 예

제 1 예: 선택된 비디오 프레임의 분리된 영역에서 평균적인 D.C. 전압값은 전형적인 비디오 영상에 대해 큰 속성값을 발생할 수 있는 방식으로 가산 및 감산된다. 영상 영역의 크기와 위치는 기울기, 잡음, 및 왜곡에 대한 면역성을 최대화하도록 선택된다. 결과의 값은 비디오 프레임의 평균적인 D.C. 진폭값으로 나뉘어, 전송 경로에서 또는 삽입된 하드웨어 디바이스에서 비디오 이득 불일치에 의해 발생될 수 있는 속성 측정 에러를 제거하게 된다.

제 2 예: 이는 MEPG 압축 비디오에 대한 상기 제 1 실시예의 특정 구현예 이다. 비디오 프레임의 중심에 대해 대칭적으로 배치된 8 x 8 픽셀 MPEG-2 매크로-블록 그리드 (macro-block)를 고려한다. 전통적인 "체커보드 (checkerboard)" 패턴에서 흑 또는 백으로 정해진 각 매크로-블록을 상상한다. 그 속성은 모든 백색 블록의 D.C. 항들의 합에서 모든 흑색 블록의 D.C. 항들의 합을 뺀것을 모든 블록의 D.C. 항들의 합으로 나눈 것과 같다.

필드 마커의 예

제 1 필드 마커의 예: 모든 비디오 필드 (또는 프레임) 중 처음 1.5 μsec의 제 1 수평 주사선은 비디오 그레이 레벨 (gray level)의 25%로 설정된다. 여기서 설명된 다른 필드 마커와 유사하게, 이 마커는 텔레비젼 세트에서 보여지지 않도록 비디오 프레임의 오버스캔 부분에 위치한다. (그러나, 이 위치는 제한적인 것이 아니다.) 특정한 필드를 마크하도록, 예를 들어 50 IRE 유닛 피크 대 피크로 2.5 MHz 사인파가 이 그레인 레벨에 부가된다.

이 필드 마커는 열악한 질의 케이블 텔레비젼 채널을 통과한 이후라도 확실하게 검출될 수 있다. 그러나, 유리하게, S-VHS 기록에서는 남아있더라도, VHS 또는 8 mm VCR (video cassette recorder) 신호 처리 및 기록 회로를 통과하면 남아있지 않는다. 이는 이 필드 마커가 VHS 또는 8 mm VCR에서 크로마 콤 필터 (chroma comb filter)에 의해 필터 처리되기 때문이다. 그래서, VHS 또는 8 mm VCR에 의해 기록 및 재생된 이후에, 필드 마커는 효과적으로 제거되고, 그에 의해 컴플라이언트 레코더에 의한 제 2 세대 복사를 금지하게 된다.

제 2 예: 이 실시예는 예를 들면, VHS, S-VHS, 및 8 mm VCR에서 동작가능하다. 모든 필드 (또는 프레임) 중 처음 1.5 μsec의 처음 두 수평 주사선은 25% 그레이 레벨로 설정된다. 특정한 필드를 마크하도록, 50 IRE 유닛 피크 대 피크로 가입자-주파수 사인파가 이 그레이 레벨에 부가되므로, 동기화에 대한 위상이 두 주사선에서 모두 똑같아진다 (다른 주사선에서 위상이 반대인 일반 크로마 신호와 다르게).

이 마커는 열악한 질의 케이블 텔레비젼 채널을 통과한 이후라도 확실하게 검출될 수 있다. 그러나, 소비자형 VCR의 크로마 필터를 통과하면 남아있지 않는다. 재생시, VCR의 콤 필터는 크로마를 주사선 1에서 25 IRE 유닛으로 줄이고 주사선 2에서 0으로 줄이게 된다. 컴플라이언트 레코더의 필드 마커 검출기는 주사선 2에서만 이 신호를 검출하도록 설정된다. 그래서, 아날로그 VCR에 의해 기록 및 재생된 이후에, 필드 마커는 효과적으로 손실되어, 컴플라이언트 디지털 레코더에 의한 비디오의 복사를 더 이상 금지시키게 된다.

제 3 예: 이 필드 마커는 VHS, S-VHS, 및 8 mm VCR에서 동작가능하다. 이는 예를 들면, 비디오 필드 (또는 프레임)의 바닥 좌측 모서리에 있는 24 x 4 픽셀 블록을 선택하는 것으로 시작된다. 다음 단계는 24 x 4 픽셀 블록내의 크로미넌스 (chrominance) 값을 고정된 패턴 마커, 예를 들면 파란색과 노란색값이 번갈아 있는 것으로 대치하는 것이다. 이 마커는 열악한 질의 케이블 채널을 통과한 이후라도 확실하게 검출되도록 MEPG 압축으로도 남아있어야 한다. 그러나, 이는 소비자형 VCR의 크로마 필터를 통과하면 남아있지 않아야 한다. 컴플라이언트 레코더의 필드 마커 검출기는 주사선 2에서만 이 신호를 검출하도록 설정된다. 그래서, VCR에 의해 기록 및 재생된 이후에, 마커는 효과적으로 손실되고, 그에 의해 컴플라이언트 레코더에 의한 제 2 세대 복사를 금지하게 된다.

저작권 소유자에게 부가된 보호를 제공하는 면에서, VCR-삭제가능 마커를 사용하는 것이 주어진 1회 복사 시스템을 훌륭하게 증진시키는 것으로 나타난다.

이러한 마킹 원리 중 일부에는 MPEG 압축과 전적으로 호환가능하도록 소수의 수정이 가해질 수 있다. 비디오 내용물에 부가된 보호를 제공하는 면에서, 이들은 주어진 1회 복사 시스템을 훌륭하게 증진시키는 것으로 나타난다.

추가 실시예 - 프레임 마커 및 워터마크

1. 또 다른 실시예에서는 부호화를 위해 프레임 (또는 필드) 마커가 예를 들면 각 4초 길이의 윈도우 (window)에서 특정한 비디오 프레임에 의사-랜덤하게 (pseudo-randomly) 부가된다. 프레임 마커는 (상술된 바와 같이) VCR에 의해 자동적으로 제거되는 것이다 (이러한 마커의 예는 고정된 D.C. 크로마 값이다 - 제 1 매크로블록 (macroblock)의 제 1 선에서 CRed 및 CBlue 모두). 마크된 프레임에 대해서는 속성값이 계산되어 저장된다.

2. 워터마크의 4개 속성 비트는 이전 마크된 프레임의 속성값과 똑같아지도록 예를 들면, 이후의 2초 윈도우에서 의사-랜덤 위치로 수정된다.

3. 부호화하는 동안, 단계 1과 2는 비디오 프로그램을 통해 반복된다.

4. 추후 1회 복사 프로그램을 기록할 때, 상기와 같이, 프레임 마커가 제거된다.

하단 및 중간 주파수 MPEG DCT 계수에서 종래 방식으로 운반되는 정규 워터마크 비트에 부가하여, 또한 1회 복사만을 위해, 본 실시예는 상단 주파수 MPEG DCT 계수의 일부에 의해 운반되는 4개의 추가 인증 비트를 부가한다. 정규 워터마크 비트로부터 1회 복사 상태가 검출되면, 레코더는 4개의 추가 비트가 주어지는가를 점검한다; 그렇지 않으면, 레코더는 복사하지 않는다. 주어진 경우에는 컴플라이언트 레코더가 복사를 하기 이전에 충분한 잡음을 부가한다. 이는 4개의 추가 비트를 제거하여 복사 인증을 제거한다.

이 접근법의 한가지 이점은 종래 (비컴플라이언트) VCR (복사 제어 시스템을 갖지 않는)이 자동적으로 추가 인증 비트를 제거하여, 컴플라이언트 (디지털) 레코더에 의해 기록가능하지 않은 출력을 만든다는 점이다.

본 실시예에서, 워터마크는 WM1 및 WM2라 칭하여지는 2개의 구별된 부분을 포함한다. WM1은 8 비트의 패이로드 (payload)를 포함하여, 화상질을 저하시키지 않고 제거되기 어렵다. 패이로드 비트는 매크로블록에서 하단/중간/상단 MPEG DCT 계수 주파수에 걸쳐 확산된다.

WM2는 예를 들면 고정된 4-비트 패턴 또는 CRC (cyclical redundancy check)값의 패이로드 비트이다. WM2 비트가 상단 주파수에 걸쳐서만 확산되어 저역통과 또는 다른 필터로 삭제될 수 있기 때문에, WM2는 제거되기 쉽다. WM2는 4.2 MHz 전송에서는 남아있지만, 2.5 MHz VHS 기록에서는 남아있지 않는다. WM2는 매크로블록에서 대부분의 에너지가 수평적으로 확산되므로, 삭제하거나 무효로 만들기 쉽고 비용이 들지 않는다. 보다 확실하기 위해, 선택적인 CRC (4 비트)가 사용된다.

컴플라이언트 레코더에서 "WM2 삭제" 회로는 비디오 데이터에 저역통과 필터나 다른 필터를 사용해 WM2를 삭제한다; 그래서 요구되는 회로가 최소로 된다. WM2 검출 회로는 대부분의 WM1 검출 논리를 재사용하기 때문에, WM 검출 회로에 WM2 검출 회로를 부가하는 비용은 매우 작다.

도 3은 본 실시예에 대한 상태를 도시한다. 도 3에서, 각 워터마크 필드의 내용은 각 열의 상단선을 따라 WM1 및 WM2에 대해 나타내지고, 나머지 열에서는 컴플라이언트 레코더/플레이어에 의해 실행되는 연관된 작용이 나타내진다. 도 3의 상단 반부분은 본 실시예의 간단한 버전이고; 하단 반부분은 CRC를 포함하는 보다 복잡한 버전이다. 두 버전에서, 복사는 WM1이 1회 복사 비트 세트로 나타내지고 WM2가 유효할 (검증된) 때에만 허용된다.

파기 (defeat) 처리 및 장치

상술된 1회 복사 실시예에 부가하여, 주어진 1회 복사 처리를 파기하기 위한 상술된 방법은 도 4에 도시되고, 이는 파기 처리 및 장비를 모두 도시한다. "파기 (defeat)"는 번갈아 복사될 수 있는 기록을 제공함을 의미한다; 물론, 이는 주어진 1회 복사 시스템의 의도를 위반한다. 그래서, 주어진 파기 방법 및 장치는 일반적으로 레코더 제작자에 의해 상업적으로 이용가능하게 만들어지지 않고, 여기서는 완성도를 위해 설명된다. (이러한 파기 방법 및 장치의 사용은 통상적으로 저작권 침해를 포함한다.)

도 4에는 케이블 텔레비젼 케이블(102)에 연결되고 소비자 텔레비젼 세트 (도시되지 않음)의 "상단 (on top)"에 위치하는 종래의 케이블 셋 톱 (cable set top) 디바이스 ("박스")(100)를 포함하여, 몇가지 종래의 소자가 도시된다. 이 경우, 도 2의 특성을 포함하는 디지털 비디오 레코더인 컴플라이언트 레코더(106)는 셋 톱 디바이스(100)에 연결된다. 주어진 1회 복사 처리를 파기하기 원하는 사람은 그의 케이블 셋 톱 디바이스(100)와 컴플라이언트 레코더(106) 사이에 파기 "블랙 박스 (black box)"(104)를 연결시킨다. 이 블랙 박스(104)의 상세한 내용은 이후 제공된다; 블랙 박스(104)는 파기 회로를 수납한다.

도 4의 단계 1에서, 필드 마커를 포함하는 비디오 1회 복사 보호 프로그램은 셋 톱 디바이스(100)에서 케이블(102)을 통해 수신되고, 블랙 박스(104)를 통해 컴플라이언트 레코더(106)에 전송된다. 블랙 박스(104)는 검출된 (원본의) 필드 마커를 갖는 제 1 비디오 프레임에 "태그 (tag)" (특수한 필드 마커)를 부가하는 회로를 포함한다. (블랙 박스(104)는 도 2의 디바이스와 같이 자체 필드 마커 검출기를 포함한다.) 이 태그는 이후 설명될 특정한 특징을 갖는다. 이어서, 블랙 박스(104)는 비디오 프로그램에서 검출된 필드 마커 사이의 시간 간격 테이블을 내부 메모리에 저장한다. 이 테이블은 원본 필드 마커의 타이밍에 대한 정보를 제공한다. 제 1 필드 마크 프레임에 부가된 태그를 갖는 비디오 신호는 이어서 도 2에 도시된 종류인 컴플라이언트 레코더(106)에 연결된다.

컴플라이언트 레코더(106)는 제 1 테이프 (또는 디스크)(110)에 허용된 1회 복사 기록을 만든다. 상술된 바와 같이, 그렇게 할 때, 컴플라이언트 레코더(106)는 원본 필드 마커를 모두 없애버린다. 그러나, 이들 태그는 각각 원본 필드 마커와 다르게, 레코더(110)내의 스트립퍼 회로에 의해 제거되지 않는 특수한 종류의 필드 마커이기 때문에, 블랙 박스(104)에 의해 부가된 태그를 없애지 못한다.

도 4의 하단 반부분에 도시된 단계 2에서, 기록 테이프 (또는 디스크)(110)는 플레이어(114) (또는 레코더)에서 플레이된다. 물론, 플레이되는 비디오는 원본 필드 마커를 전혀 포함하지 않는다. 이 비디오는 플레이 모드로 재구성된 블랙 박스(104')를 통해 플레이된다. (블랙 박스(104')는 도 4의 상단 반부분에 도시된 것과 똑같지만, 이제는 기록 모드 보다는 플레이 모드로 프로그램된다.) 블랙 박스(104')는 표시자로 먼저 태그된 프레임을 사용해 기록 단계 1에서 블랙 박스(104)에 의해 부가된 태그를 검출하고, 블랙 박스(104')에 앞서 저장된 (단계 1) 테이블에 의해 나타내지는 시간 간격으로 원본 비디오 내용물에서 주어진 종류의 필드 마커를 새롭게 재삽입한다.

그래서, 블랙 박스(104')로부터의 출력 비디오는 본질적으로 원본 비디오와 똑같고, 재삽입된 필드 마커를 모두 포함한다. 이 비디오는 컴플라이언트 레코더(106)에 의해 기록될 수 있고, 이 레코더는 다시 필드 마커를 갖지 않지만 아직 시청할 수 있는 (그러나, 복사가능하지 않은) 제 2 테이프 또는 디스크(116)에 제 2 세대 비디오 기록을 출력하게 된다. 그래서, 도 4의 방법에 의해, 테이프나 디스크(116)에 제 2 발생 비디오 기록이 제공될 수 있으므로, 주어진 1회 복사 보호 처리를 무효화시키게 된다.

도 5에는 블랙 박스 (104, 104')의 내부 구조가 도시된다. 도 5의 상단 반부분은 단계 1 구성에서의 블랙 박스(104)를 도시한다. 세트 상단 디바이스(100)로부터의 입력 비디오는 입력 단자(102)에 인가되어 원본 프레임 (필드) 마커를 검출하는 프레임 마커 검출기(122)에 연결된다. 제어선(124)은 검출된 프레임 마커의 존재에 대한 표시를 태그 기록 회로(128)에 통신하고, 그 결과로 태그 기록 회로(128)는 적어도 제 1 필드 마크 프레임에 태그를 부가하여 도 4의 컴플라이언트 레코더(106)에 연결된 출력 단자(132)에서 이 태그 처리된 비디오를 출력한다. 유사하게, 선(124)에서 검출된 프레임의 표시는 검출된 프레임 마커 사이의 시간 간격을 저장하기 위한 테이블을 포함하는 메모리(136)로 통신된다.

도 5의 하단 반부분은 단계 2 구성에서 블랙 박스(104')를 도시한다. 여기서, 비디오 (플레이어(114)로부터)는 태그 기록 회로(128)에 의해 삽입된 태그를 검출하는 태그 검출기(140)에 연결된 블랙 박스 입력 단자(120)에 연결된다. 이와 같이 검출된 각 태그의 표시는 제어선(142)에 제공되어,이러한 태그를 운반하는 특정한 프레임을 나타낸다. 선(142)은 원하는 시간 간격으로 원본 비디오에서 이에 대응하여 프레임 마커를 부가하는 프레임 마커 기록기(150)를 제어한다. 이들 시간 간격은 이 경우에 프레임 마커 기록기 회로(150)가 실제 프레임 마커를 부가할 때를 제어하도록 제어선(146)에서 판독되는 메모리 테이블(136)에 앞서 저장된 데이터에 의해 결정된다.

이어서, 프레임 기록 회로(150)에 의해 삽입된 새로운 프레임 마커를 갖는 비디오는 블랙 박스 출력 단자(132)에 연결되고, 차례로 (도 4에서) 컴플라이언트 레코더(106)의 입력 단자에 연결된다. 이는 블랙 박스를 설명하기 위한 버전으로, 제한적인 것이 아니다.

이러한 블랙 박스의 구조는 필드 마커의 본성에 대해 여기서 제공된 지식 및 비디오 기술에서 이용가능한 일반적인 지식에서 주어지는 종래 기술에 숙련된 자에게는 공지된 것이다. 블랙 박스는 본질적으로 태그를 특정한 비디오 프레임에 부가하고, 원본 필드 마커를 감지하고, 또한 그 테이블을 기록하는 기능을 갖는 디지털 디바이스이다. 통상적으로, 블랙 박스는 메모리를 포함하는 마이크로프로세서-제어 디바이스이다. 블랙 박스내의 실제 회로는 상술된 기능을 실행하는 다양한 형태를 취할 수 있다.

다양한 비디오 전달 방법에 대한 태그 처리

상술된 바와 같은 1회 복사 태그 처리 시스템 (tagging system)에서는 내용 준비, 내용 전달, 및 내용 관찰/기록을 포함하는 처리를 고려하여야 한다. 다음은 다양한 비디오 전달 방법에 의한 처리를 분석한다: 아날로그 케이블 및 방송 전달; 디지털 (종래 방식으로 P1394라 지정되는) 출력을 갖지 않는 디지털 셋 톱 디바이스의 현존하는 설치 베이스를 통한 디지털 전달; 디지털 출력을 갖는 디지털 셋 톱 디바이스의 현존하는 설치 베이스를 통한 디지털 전달; 및 새로운 디지털 셋 톱 디바이스를 통한 디지털 전달.

아날로그 케이블 및 방송 전달에서, 내용 (프로그램)은 전달 이전에 준비되고, 1회 복사에서 더 이상의 복사 금지로 변환되는 처리는 기록 디바이스에서 실행되어 비디오 영역에서만 일어날 수 있다.

디지털 (P1394) 출력을 갖지 않는 디지털 셋 톱 디바이스의 설치 베이스를 통한 디지털 전달에서, 내용은 바람직하게 인증/MPEG 부호화 이전에 준비되지만, 또한 인증/MPEG 부호화와 연관되어 준비될 수 있다. 그럼에도 불구하고, 1회 복사 마킹은 MPEG 부호화/복호화에서 남아있어야 한다. 이 경우, 1회 복사에서 더 이상의 복사 금지로 변환되는 것은 또한 기록 디바이스에서 실행되어 비디오 영역에서만 일어날 수 있다.

디지털 출력을 갖는 디지털 셋 톱 디바이스의 설치 베이스를 통한 디지털 전달은 유사하나, 1회 복사에서 더 이상의 복사 금지로 변환되는 것은 MPEG 영역에서 일어난다.

마지막으로, 새로운 디지털 셋 톱 디바이스를 통한 디지털 전달에서, 1회 복사를 만드는 것은 셋 톱 디바이스 자체에서 일어날 수 있다. 부가하여, P1394 출력의 경우, 1회 복사에서 더 이상의 복사 금지로 변환하는 것은 또한 셋 톱 디바이스에서 디코더로 복사 인증이 전달되는 한 셋 톱 디바이스에서 일어날 수 있다.

아날로그 케이블 및 방송 전달에서, 본 시스템은 고정된 1회 복사/더 이상의 복사 금지 워터마크와, 1회 복사 내용물을 식별하도록 비디오 프레임 중에서 랜덤하게 선택된 비디오 프레임 또는 시퀀스에 부착된 프레임 또는 필드 태그의 부가를 포함한다. 1회 복사에서 더 이상의 복사 금지로의 변환은 태그의 변형이나 제거에 의해 실행된다. 부가하여, 부가된 안전성을 제공하기 위해, 프레임의 태그 처리된 프레임이나 시퀀스의 속성은 워커마크에서 코드화된다. 워터마크 속성 코드는 더 높은 안전성을 제공하도록 랜덤하게 지연된다.

속성의 예는 태그 처리된 프레임의 비디오 특징, 태그 처리된 프레임의 위치, 또는 태그 처리된 시퀀스의 길이 (안전성을 제공하도록 랜덤하게 선택되는)를 나타내는 것을 포함한다.

태그는 종래의 VCR 및 비컴플라이언트 MPEG 인코더에 의해서도 자동적으로 제거되는 종류이다. 예를 들면, 비교적 낮은 진폭으로 번갈아 있는 보색선 (태그 패턴)은 필드 대 프레임 변환 동안 VHS 및 MPEG 인코더에 의해 제거된다. 태그는 예를 들면, 비디오의 하단 좌측 끝모서리 (태그 영역은 예를 들면, 필드 당 64 픽셀 x 4 선)에 위치하고 텔레비젼 세트에서 볼 수 없다 (오버스캔으로 인해). 안전성을 개선하기 위해, 태그 처리는 모든 비디오 프레임상의 태그 영역에서 크로마 (chroma)를 제거하고 태그 처리된 프레임에 태그 패턴을 부가한다. 태그 제거는 크로마 제거를 통해 실행된다.

디지털 출력을 갖지 않는 셋 톱 디바이스의 설치 베이스를 통한 디지털 전달의 경우, 태그 처리 시스템은 MPEG 압축/압축 해제에서 남아있어야 하고, 태그 처리가 인코더 자체의 내부에서 실행되거나 부호화 처리가 제한되지 않으면, VCR 및 MPEG 기록에서 남아있을 가능성이 있다.

1회 복사 시스템의 효율성을 최대화하기 위해, 컴플라이언트 레코더에 의해 2개의 태그 처리 방법이 지지된다. 상기에 정의된 "더 강한" 태그는 아날로그 시스템 또는 호환가능한 인코더에 대해 선택된다. 비교적 낮은 진폭으로 보색의 수평 싸이클의 태그 패턴을 갖는 "더 약한" 태그는 호환가능하지 않은 인코더에 대해 선택된다.

디지털 출력을 갖는 셋 톱 디바이스의 설치 베이스를 통한 디지털 전달에서, 디지털 레코더는 바람직하게 최소의 비용으로 1회 복사에서 더 이상의 복사 금지로 변환하는 것을 실행한다.

한가지 접근법은 비트 스트림 자체에 위치하는 추가 태그를 부가 및 제거하는 것이다. 그러나, 비디오 데이터에 운반되는 워터마크/태그는 또한 셋 톱 디바이스의 비디오 출력을 지지하도록 요구되고, 디지털적으로 기록된 복사는 비트 스트림에서 더 이상의 복사 금지로 정해지고 비디오에서는 1회 복사로 정해진다. 이는 더 이상의 복사가 이루어지지 않음을 보장하도록 모든 플레이어에 포함되는 동기화 시스템을 요구한다.

또 다른 보다 양호한 접근법은 태그 검출/태그 제거에 대한 추가 요구조건을 최소화하는 것이다. MPEG 스트림에서 워터마크를 판독하는데 요구되는 종래 방식의 단계는:

- 운송 스트림 (transport stream)을 역다중화하는 단계.

- 비디오 스트림을 I-프레임으로 복호화하는 단계.

- I-프레임에서 모든 슬라이스 (slice)를 복호화하는 단계.

- 모든 매크로블록 (MB)을 처리하는 단계.

- 모든 휘도 (luminance) 블록을 처리하는 단계.

이 경우에는 I-프레임 (MPEG 프레임의 종류)이 워터마크 판독 처리에서 사용되므로, 태그 검출/제거 처리는 다음 단계를 사용해서만 I-프레임으로 실행되어야 한다:

- 검출을 위해 태그 영역 크로마 블록을 처리하는 단계.

- 비트 스트림을 버퍼 처리하고 비디오 버퍼 검증기 (video buffer verifier, vbv) 크기에 영향을 주지 않음을 보장하면서 태그 매크로블록내의 "태그 크로마" 블록 비트 시퀀스 대신에 미리 계산된 "비크로마 (non-chroma)" 블록 비트 시퀀스를 쓴다.

태그 제거가 I-프레임과 매크로블록들에서만 실행되므로, 다음의 사항과 요구조건이 발생된다.

호환가능하지 않은 인코더에서는 태그 처리된 프레임의 시퀀스가 있어야 하고, 한 I-프레임이 포함될 수 있도록 충분히 길어야 한다. 이는 한 프레임이 되거나 태그 처리된 프레임의 분포가 그들간에 충분한 수의 I-프레임이 있도록 이루어져야 한다. 태그 처리된 프레임 시퀀스가 사용되면, 시퀀스의 속성은 I-프레임 속성으로부터 추론할 수 있어야 한다. 이는 프레임 위치나 프레임 시퀀스 길이를 속성으로 사용함으로서 더 잘 해결된다. 프레임 위치 방법에서, 태그 처리된 프레임은 특정 워터마크 코드와 태그 처리되지 않은 또 다른 프레임을 운반하게 된다. 워터마크 코드와 태그 상태가 부정합 상태이면, 더 이상 복사가 되지 않는다. 프레임 시퀀스 길이 방법에서, 프레임 시퀀스 길이는 3xD와 5xD 사이에서 랜덤하게 교체되고, 여기서 D는 가장 긴 허용가능 화상 그룹 (group of picture, GOP) 크기 (maxGOP) 보다 더 큰 숫자이다. 이 방법에서, 태그 처리된 단일 I-프레임과 maxGOP 보다 적은 총 프레임을 커버하는 I-프레임의 시퀀스가 존재하면, 더 이상 복사가 되지 않음을 나타낸다. 워터마크에서 5xD 코드와 정합되고 D 보다 많으며 3D 보다 적은 총 프레임을 커버하는 I-프레임의 시퀀스 또는 워터마크에서 3xD 코드와 정합되고 3D 보다 많은 총 프레임을 커버하는 I-프레임의 시퀀스가 그러하다. 후자가 양호한 방법이다.

태그 시퀀스가 사용되면, 시퀀스에서 제 1 I-프레임 앞에 있는 프레임의 태그의 아무것도 제거되지 않는다. 상술된 위치 및 시퀀스 길이 방법은 이 문제점을 해결한다. I-프레임으로부터의 태그 제거는 GOP의 다른 프레임에서 태그를 자주 제거하여야 한다. 이는 태그 영역에서 이동이 일어나지 않을 때 발생되고, 부호화하는 동안 태그 영역에서 운동 벡터를 0으로 함으로서 개선될 수 있다. I-프레임으로부터의 태그 제거는 GOP내의 다른 프레임에서 심각한 결함을 생성시키지 말아야 한다. 이는 태그 영역이 이후의 P 및 B 프레임에서 그를 둘러싼 어떤 매크로블록을 예측하는데 사용될 수 있으므로 발생될 수 있다. 이는 한 실시예에서 태그가 보색을 사용하는 이유 중 하나이다. 태그의 제거는 가시적 크로마 변화를 만들지 말아야 한다. 미리 계산된 크로마 블록의 대치를 통한 태그 제거는 일부 텔레비젼에서 가시적인 결함을 생성시키는 54x16 영역에서 모든 크로마를 제거하거나, 호환가능한 인코더에 의해 발생될 사용자 데이터에서 비트 스트림 (bit stream)을 운반함을 의미한다.

호환가능한 인코더에서, 태그 발생은 I-프레임에서만 인코더에 의해 실행된다. 운동 벡터는 이후의 P 및 B 프레임에서 0이 되고, 이 프레임에서는 인트라 블록 코드화 (intra-block coding)가 허용되지 않는다. 태그가 없는 블록에 대한 이동 예측은 태그 블록을 사용하도록 강요되지 않는다.

신세대 디지털 셋 톱 디바이스를 통한 디지털 전달에서, 프레임 태그 처리는 ACP가 발생되는 것과 같은 방식으로 비디오 출력에서만 일어난다. 미리 워터마크 처리된 내용은 비트 스트림에서 운반되는 태그 위치 정보를 사용해 비디오 인코더에 의해 태그 처리된다 (강한 태그를 사용해). P1394측에서, 셋 톱 디바이스는 일단 컴플라이언트 레코더가 식별된 경우 P1394 출력을 인에이블시킨다. 이 시스템은 복사가 아날로그 또는 디지털 출력을 통해 독립적으로 이루어질 수 있는가 여부를 지정하도록 허용한다. 저작권 정보와 관련 정보 (태그 위치)는 ACP 정보가 현재 운반되는 것과 같은 방식으로 비트 스트림에서 운반된다.

이후에는 3가지 가능한 시스템이 설명된다. 3가지 시스템은 모두 공통 레코더 및 공통 구조를 사용한다. 원본 내용물이나 비디오 복사 (MPEG 복사와 반대되는)에는 결함이 만들어지지 않는다 (프로그램 시청자가 아무런 효과도 보지 않도록).

호환가능한 인코더에 대한 1회 복사 구조에서, 태그는 I-프레임에서만 삽입된다. 호환가능하지 않은 인코더에서, 3초 및 5초의 태그 시퀀스는 랜덤하게 비디오에 부가되고, 랜덤한 지연 시간 이후에 워터마크내의 "태그 길이 식별자" 비트는 3초 동안 0으로, 5초 동안 1로 설정된다. 또 다른 비트 (변화 비트(Change Bit))는 새로운 태그 시퀀스가 참고될 때마다 토글 (toggle)된다 (그래서, 워터마크의 수를 10으로 줄인다). 태그는 하단 좌측 4개 매크로블록의 8개 바닥선에서 비교적 낮은 진폭으로 보색의 수평 또는 수직 싸이클을 사용한다. 여기서 시스템 1, 2, 및 3으로 지정된 것간을 구별하는데는 제 11 및 제 12 비트가 사용된다.

1. 시스템 1은 호환가능한 인코더/인증을 갖춘 아날로그 전달 및 디지털 전달을 갖는다. 이 시스템에서는 수직 싸이클이 사용되어, VHS, VCR, 및 일부 비컴플라이언트 제거 인코더에 의한 태그 제거를 허용한다. 태그 제거는 비디오 레코더에서 비디오의 바닥 8개 선 및 MPEG 레코더에서 비디오의 바닥 16개 선을 비워놓음으로서 실행된다.

호환가능한 인코더에서는 태그를 필드 대 프레임 변환 이후에 삽입하고, I-프레임에서만 태그를 사용하고, 바닥 매크로블록에 대해 운동 벡터를 0이 되게 하고, 바닥 매크로블록을 사용하지 않도록 다른 매크로블록에서 이동 예측을 강요하고, 또한 P/B 프레임의 태그 영역 매크로블록에 대한 인트라 코드화를 허용하지 않는다.

2. 시스템 2는 호환가능한 인코더/인증 없이 디지털 전달을 갖는다. 이 시스템에서는 수평 싸이클이 사용된다. MPEG 영역에서의 태그 제거는 태그 매크로블록에서 크로마를 제거함으로서 실행된다. 특정 텔레비젼에서 디지털적으로 복사된 내용의 태그 영역에는 일부 결함이 보여질 수 있다. 태그 처리된 프레임상의 태그 영역에는 16개 선의 크로마가 손실되고 태그 처리되지 않은 프레임에서는 8개만이 손실된다는 사실을 표절자가 알 수 있으므로, 이 시스템의 안전성은 MPEG 복사에서 만큼 강하지 못하다.

3. 시스템 3은 새로운 네트워크에서 디지털 전달을 갖는다. 이 시스템은 역으로 시스템 1 또는 2와 호환가능하지 않다. 그러나, 이는 새로운 네트워크 또는 1회 복사를 허용하는데 새로운 셋 톱 디바이스의 사용을 요구하는 네트워크에서 높은 질과 낮은 비용의 해결법을 제공한다.

비디오 입력에서, 1회 복사 워터마크를 검출하면, 레코더는 태그 영역에서 한 프레임의 8개 바닥선의 크로마를 제거함으로서 태그를 제거한다.

디지털 입력에서, 1회 복사 워터마크를 검출하면 (시스템 1 또는 2), 태그 검출기는 시스템 1 또는 2가 사용되는가 여부를 식별한다. 시스템 1에서, 태그 제거는 바닥 슬라이스를 미리 저장된 슬라이스로 대치하고 (16개 바닥 비디오선을 비우는) vbv에 영향을 주지 않도록 패딩 (padding)함으로서 실행된다. 시스템 2에서, 태그 제거는 바닥 크로마 태그 블록을 미리 저장된 블록으로 대치함으로서 실행된다 (바닥 좌측 4개 매크로블록으로부터 크로마를 제거).

1회 복사 워터마크 시스템 3을 검출하면, P1394 인증 프로토콜이 1회 복사를 식별하는 동안 복사가 이루어진다.

비디오 태그 (프레임/필드 마커)

상술된 프레임 또는 필드 마커 "태그"는 비디오 스트림에 삽입된 비디오 신호 또는 신호 수정이고, 이는 본질적으로 MPEG-2 압축에 투명하지만 본질적으로 (적어도) 표준 VHS형 VCR에 의해 거부되고, 이후 정보를 운반하도록 비디오 신호로부터 판독될 수 있다. 태그는 양호하게 MPEG 부호화 이전에 비디오에 삽입될 수 있도록 MPEG-2 압축에 투명하고, 그에 의해 MPEG 인코더의 수정을 요구하지 않는다. 운반되도록 의도되는 정보는 연관된 비디오의 복사 보호 상태를 포함한다; 그러나, 다른 응용들도 또한 가능하고, 이 종류의 태그는 복사 보호 필드로 제한받지 않는다. 다른 응용들은 인증 또는 데이터 전송이다.

연속적인 선들에서 변조된 크로마가 위상-반전되도록 연속적인 선택선들이 주입되거나 겹쳐지는 특정 크로마 패턴을 갖는 크로마-반전 태그 (chroma-inversion tag)를 사용할 수 있다. 그 의도는 VCR에서 콤 필터 (comb filter)가 그 신호를 소거하려는 것이다. 그러나, MPEG-2 부호화 시스템에서는 크로마의 포맷-요구 수직 서브샘플링이 수직적인 앨리어싱 방지 (anti-aliasing) 필터링을 요구한다. 한 패턴은 본질적으로 크로마 공간 영역에서 높은 수직 주파수 전이로 구성되고, MPEG-2 앨리어싱 방지 필터는 본질적으로 수직 저역통과 필터이다. (실제로, VCR의 콤 필터의 구조는 구조적으로 MPEG-2 앨리어싱 방지 필터와 동일하지만, 앨리어싱 방지 필터는 통상적으로 콤 필터 보다 더 복잡하고 더 낮은 주파수 차단특성을 갖는다.) 이와 같이, 앨리어싱 방지 필터는 콤 필터와 같이 삽입된 크로마 패턴을 제거한다; 따라서, 삽입된 신호는 바람직하지 못하게 관심있는 모든 포맷에서 손실된다.

MPEG-2 시스템의 배이스 밴드 크로마 대역폭은 실시예에 의존하여 대략 1.4 MHz이다. 도 6a는 칼라 VHS 포맷 비디오 신호의 공지된 스펙트럼을 도시한다. 표준적인 VHS VCR의 배이스 밴드 크로마 대역폭은 다시 실시예에 의존하여 대략 300 kHz이다. 그러므로, 대략 300 kHz에서 대략 1.4 MHz로 확장된 (1.1 MHz 대역폭) 배이스 밴드 크로마 영역에서 어떤 영역이 존재하고, 여기서 신호는 MPEG-2 부호화/복호화 체인을 통과하지만, 표준적인 (소비자형) VHS VCR (NTSC 또는 PAL)에 의해서는 거부된다.

태그 신호의 성분들이 VCR의 300 kHz 크로마 경로를 전혀 통과하지 않기 위해서는 주입되는 태그 신호가 그 영역에서 전체적으로 혼자 존재하는 것이 바람직하다. VCR 자체의 크로마-채널 필터링은 삽입된 태그 신호의 성분이 VCR의 루마 (luma) 경로에 끼워들지 못하도록 보장한다.

태그 신호의 한 실시예 (칼라 크로마 채널의 스펙트럼과 비교된 현재 삽입된 태그의 스펙트럼을 도시하는 도 6b를 참고)는 연속적인 자홍색의 4개 크로마 샘플로 이후의 연속적인 녹색의 4개 CCIR-601 4:2:0 크로마 샘플의 반복적인 수평 패턴으로 구성되는 844 kHz 크로마 구형파 (chroma square wave)이다. 비디오 영역에서, 이는 대략 매 두 싸이클의 크로마마다 (3.58 MHz에서) 위상을 반전시키는 크로마 신호이고, 2개의 스펙트럼 성분, 즉 (3.58 MHz - 844 kHz)에서 하나와 (3.58 MHz + 844 kHz)에서 하나만을 갖는 이중 측면대역 억제 반송파 신호로 간주될 수 있다. 특별히, 3.58 MHz 에서 300 kHz내에는 스펙트럼 성분이 없다. 도 6c는 MPEG-2 배이스 밴드 크로마 채널에 비교되는 삽입 태그의 스펙트럼을 도시하고, 도 6d는 주입 태그의 변조 크로마 파형을 도시한다.

다른 태그 실시도 가능하다. 비록 구형파가 발생되기 가장 쉽지만, 패턴이 구형파일 필요는 없다; 예를 들면, 싸인파가 될 수 있다. 유사하게, 패턴이 844 kHz에 있을 필요가 없다; 대략 300 kHz 보다 충분히 높고 대략 1.4 MHz 보다 더 낮은 주파수가 될 수 있다. 다른 방법의 주파수는 1.125 MHz로, 녹색의 3개 CCIR-601 샘플과 자홍색의 3개 샘플로 구성된다. 더욱이, 패턴은 대칭적일 필요가 없다. 즉, 주요 에너지가 대략 1.4 MHz에 놓이고 대략 300 kHz 이하에는 내용이 없는 패턴이나 신호가 잘 동작된다; 선택은 실시를 간략화하도록 이루어진다.

이 신호로 정보를 운반하는 한가지 방법은 다수의 I-프레임에서 측정되어 태그의 길이를 나타내는 첨부된 비디오 워터마크 정보에 놓일 수 있도록 수개의 다른 길이의 태그를 삽입하는 것이다. 이때, 시스템은 복사를 인에이블시키기 이전에 2개가 정합될 것을 요구한다.

이와 같은 신호의 가시성을 최소화하기 위해서는 다양한 소자를 수평 및 수직적으로 가능한한 작게 만들어 시각적으로 사라지는 경향이 있게 하는 것이 바람직하다. 그래서, 또 다른 실시예에서의 태그는 "체커보드 (checherboard)" 패턴을 형성하도록 수평 및 수직적으로 번갈아 있는 채색된 작은 영역으로 구성된다. 한 실시예에서 녹색과 자홍색을 사용하는 것은 이들이 매우 유사한 휘도값을 갖는 보색으로 눈에서 이들을 균일한 회색으로 공간적 평균화하는 경향이 있기 때문이다; 다른 색깔도 가능하다. 채색된 영역은 선택된 포맷의 공간적 해상도 기능과 일치하는 한 작아야 한다; MPEG-2 압축의 경우에 제한점은 그 포맷이 나타내는 크로마 서브샘플링에 우선하는 수직 및 수평 앨리어싱 방지 필터이다.

본 실시예의 상세한 내용은 실시에 의존되는 것이다. 전형적인 MPEG-2 응용에서는 수평 및 수직 서브샘플링에 대해 계수 [-29, 0, 88, 0, -29]를 갖는 디지털 앨리어싱 방지 필터를 사용해, 하나의 녹색 픽셀, 2개의 회색 픽셀, 하나의 자홍색 픽셀, 및 2개 이상의 회색 픽셀로 구성된 전체 샘플링 픽셀의 시퀀스를 주어진 앨리어싱 방지 필터에 적용함으로서 태그 신호의 한 실시예가 생성된다. 이 시퀀스는 원하는 "체커보드" 패턴을 생성하도록 수평 및 수직 방향으로 중복되고, 직접 응용에 유용하고 바람직한 한 양 방향으로 계속 (또는 "반복")된다.

각각의 녹색 및 자홍색 픽셀은 앨리어싱 방지 필터에 대한 충격함수 입력을 구성하고, 필터 출력 신호는 필터 계수에 대응하는 픽셀의 시퀀스이다 - 즉, 주어진 필터에 대한 단일 픽셀 출력은 결과적으로 -29, 0, 88, 138, 88, 0, 및 -29의 진폭 패턴을 갖는 픽셀의 출력 시퀀스가 된다. 필터의 총 출력은 각 입력 픽셀에 대한 응답의 선형적인 합산이다. 상술된 실시예에서, 자홍색 픽셀이 "-1"로 코드화되고, 회색 픽셀이 "0"으로 코드화되고, 또한 녹색 픽셀이 "+1"로 코드화되면, 상술된 태그 시퀀스에 대한 필터의 정상 응답은 1.125 MHz에서 크로마 싸인파를 나타내는 ...88, -88, -196, -88, 88, 196, 88, -88, -196이 된다.

체커보드 패턴은 소정의 태그 처리 주사선에서 소정의 픽셀이 주어진 공간적 패턴에 일치하도록 하는 입력 신호를 배열함으로서 생성된다. 즉, 입력선 460에서 픽셀 20이 녹색이면, 선 461 및 462에서의 픽셀 20은 회색이 되어야 하고, 선 463에서의 픽셀 20은 자홍색이 되어야 하고, 또한 선 464 및 465에서의 픽셀 20은 회색이 되어야 한다. 픽셀 21, 22, 24, 25는 모든 태그 처리 선에서 회색이 되고, 선 461, 462, 464, 465의 태그 부분에서 모든 픽셀은 또한 회색이 된다. 앨리어싱 방지 필터의 작용은 수평 및 수직 방향에서 단일 채색 픽셀을 원하는 싸인파로 번지게 한다.

본 내용은 설명적인 것이고 제한되지 않는다; 본 내용에 대해 종래 기술에 숙련된 자에게는 또 다른 수정이 명백하고, 이는 첨부된 청구항의 범위내에 드는 것으로 의도된다.

Claims

디지털 비디오 신호의 복사를 보호하는 방법에 있어서:

비디오 신호의 선택된 필드들 또는 프레임들에 마커 (marker)를 배치하는 단계;

상기 선택된 프레임 각각의 영상 속성을 측정하는 단계; 및

측정된 속성의 상기 숫적 표시를 포함하는 신호로 비디오 신호를 마크 (mark)하는 단계를 구비하는 방법.
제 1 항에 있어서,

마크된 신호는 워터마크 (watermark)인 방법.
제 1 항에 있어서,

상기 속성은 상기 선택된 프레임의 소정의 부분의 진폭으로부터 계산되는 방법.
제 1 항에 있어서,

상기 신호는 상기 비디오 신호의 복사가 허용됨을 나타내는 적어도 하나의 비트를 포함하는 방법.
제 1 항에 있어서,

상기 마커는 상기 프레임의 오버스캔 (overscan) 부분에 위치하는 방법.
제 1 항에 있어서,

상기 마커는 상기 프레임의 빈 간격에 위치하는 방법.
제 1 항에 있어서,

상기 마커는 종래 아날로그 비디오 레코더에 의해 필터 처리된 신호인 방법.
제 1 항에 있어서,

상기 신호는 종래 아날로그 비디오 레코더에 의해 필터 처리된 신호인 부분을 포함하는 방법.
제 1 항에 있어서,

상기 마커는 반복되는 크로마파 (chroma wave)인 방법.
제 9 항에 있어서,

상기 마커는 반복되는 구형파 (square wave)인 방법.
제 1 항에 있어서,

상기 마커는 대략 300 KHz와 1.4 MHz 사이의 주파수를 갖는 방법.
제 10 항에 있어서,

상기 마커는 2개의 보색 (complementary color)을 포함하는 체커보드 (checkerboard) 패턴인 방법.
적어도 하나의 프레임에 마커를 포함하고 그 마커를 갖는 프레임의 영상 속성의 숫적 표시를 포함하는 연관된 신호를 갖는 보호되는 비디오 신호를 플레이 (play)하는 방법에 있어서:

특정한 프레임을 식별하도록 상기 마커를 검출하는 단계;

상기 프레임과 연관된 신호를 검출하는 단계;

상기 식별된 프레임의 영상 속성을 측정하는 단계;

상기 측정된 속성을 상기 식별된 프레임에 대한 속성의 숫적 표시와 비교하는 단계; 및

상기 비교 단계가 정합을 나타내는 경우에만 상기 비디오 신호의 기록을 가능하게 하는 단계를 구비하는 방법.
제 13 항에 있어서,

상기 신호는 워터마크인 방법.
제 13 항에 있어서,

상기 속성은 상기 프레임의 선택된 부분의 진폭으로부터 계산되는 방법.
제 13 항에 있어서,

상기 신호가 복사 인에이블 비트를 포함하는가를 결정하고, 복사 인에이블 비트가 주어진 경우에만 복사를 가능하게 하는 단계를 더 구비하는 방법.
제 13 항에 있어서,

상기 비디오 신호를 기록하는 동안 상기 복사 인에이블 비트를 변화시키는 단계를 더 구비하는 방법.
제 13 항에 있어서,

상기 마커는 상기 프레임의 오버스캔 부분에 위치하는 방법.
제 13 항에 있어서,

상기 마커는 상기 프레임의 빈 간격에 위치하는 방법.
제 13 항에 있어서,

상기 마커는 종래 아날로그 비디오 레코더에 의해 필터 처리된 신호인 방법.
제 13 항에 있어서,

상기 신호는 종래 아날로그 비디오 레코더에 의해 필터 처리된 부분을 포함하는 방법.
제 13 항에 있어서,

상기 마커는 반복되는 크로마파인 방법.
제 22 항에 있어서,

상기 마커는 반복되는 구형파인 방법.
제 13 항에 있어서,

상기 마커는 대략 300 KHz와 1.4 MHz 사이의 주파수를 갖는 방법.
제 22 항에 있어서,

상기 마커는 2개의 보색을 포함하는 체커보드 패턴인 방법.
비디오 신호에 대해 1회 복사 (copy-once) 프로토콜에 적응된 디지털 비디오 레코더 장치에 있어서:

비디오 기록 회로;

상기 비디오 신호를 수신하는 입력 단자;

상기 수신된 비디오 신호의 프레임에서 마크를 검출하는 마커 검출기;

상기 프레임과 연관된 신호를 검출하는 검출기;

상기 프레임의 영상 속성을 측정하는 속성 측정 회로; 및

상기 측정된 속성을 신호에서의 속성의 숫적 표시와 비교하고, 정합되는 경우에만 상기 비디오 기록 회로의 동작을 가능하게 하는 비교기를 구비하는 장치.
제 26 항에 있어서,

상기 검출기는 또한 상기 디지털 신호 워터마크에서 복사 인에이블 비트가 설정되었나를 결정하고, 상기 비교기는 상기 복사 인에이블 비트가 설정된 경우에만 복사를 가능하게 하는 장치.
제 27 항에 있어서,

상기 비디오 신호를 기록하는 동안 상기 복사 인에이블 비트를 변화시키는 회로를 더 구비하는 장치.
비디오 신호를 보호하는 부호화 장치에 있어서:

상기 비디오 신호를 수신하는 단자;

상기 수신된 비디오 신호의 선택된 프레임들에 마커를 배치하는 마커 회로;

상기 선택된 프레임 각각의 영상 속성을 측정하는 측정 회로; 및

마커를 갖는 각 프레임의 측정된 속성의 숫적 표시를 포함하는 신호로 상기 비디오 신호를 마크하는 회로를 구비하는 장치.
제 29 항에 있어서,

상기 마커는 상기 프레임의 오버스캔 부분에 위치하는 장치.
제 29 항에 있어서,

상기 마커는 상기 프레임의 빈 간격에 위치하는 장치.
제 29 항에 있어서,

상기 마커는 종래 아날로그 비디오 레코더에 의해 필터 처리된 신호인 장치.
제 29 항에 있어서,

상기 신호는 종래 아날로그 비디오 레코더에 의해 필터 처리된 신호인 일부분을 포함하는 장치.
적어도 하나의 프레임에 마커를 포함하고 적어도 하나의 프레임의 영상 속성의 숫적 표시를 포함하는 연관된 신호를 갖는 보호되는 비디오 신호의 복사를 가능하게 하는 방법에 있어서:

상기 마커를 운반하는 프레임들을 검출하는 단계;

소정의 신호로 상기 검출된 프레임들 중 하나를 태그 (tag) 처리하는 단계;

상기 검출된 프레임 각각의 타이밍을 나타내는 데이터를 저장하는 단계;

상기 비디오를 기록하는 단계;

상기 레코더 비디오를 다시 플레이하는 단계;

상기 비디오를 다시 플레이하는 동안, 상기 태그 처리된 프레임을 검출하는 단계; 및

상기 저장된 데이터에 따라, 상기 보호되는 비디오에 포함된 상기 마커와 닮은 마커를 상기 태그 처리된 프레임과 선택된 이후의 프레임에 삽입하는 단계를 구비하는 방법.
제 34 항에 있어서,

상기 소정의 신호는 상기 마커들과 다른 방법.
제 34 항에 있어서,

상기 소정의 신호는 디지털 비디오 레코더에 의해 제거되지 않는 신호인 방법.
제 34 항에 있어서,

상기 연관된 신호는 워터마크인 방법.
적어도 하나의 프레임에 마커를 포함하고 프레임의 영상 속성의 숫적 표시를 포함하는 연관된 신호를 갖는 보호되는 비디오 신호의 복사를 가능하게 하는 장치에 있어서:

상기 보호되는 비디오 신호를 수신하는 입력 단자;

상기 입력 단자에 연결되어 상기 프레임 마커를 검출하는 제 1 검출기;

상기 검출기에 연결되어 상기 마크된 프레임들 중 적어도 하나에 소정의 신호를 기록하는 회로;

상기 제 1 검출기에 연결되어 상기 검출된 마크 프레임 각각의 타이밍을 나타내는 데이터를 저장하는 메모리;

소정의 신호를 검출하는 제 2 검출기; 및

상기 저장된 데이터에 따라, 상기 보호되는 비디오 신호에 주어진 마커들과 유사한 비디오 신호로 프레임 마커를 삽입하는 회로를 구비하는 장치.
제 38 항에 있어서,

상기 소정의 신호는 상기 프레임 마커와 다른 장치.
제 38 항에 있어서,

상기 소정의 신호는 디지털 비디오 레코더에 의해 제거되지 않는 신호인 장치.
제 38 항에 있어서,

상기 연관된 신호는 워터마크인 장치.
복사 제한과 관련된 데이터를 운반하는 워터마크를 갖는 원본 비디오 신호를 상기 원본 비디오 신호에 대하여 복사를 제한하도록 처리하는 방법에 있어서:

소정의 방식으로 상기 원본 비디오 신호의 특징들에 대응하는 속성을 갖는 비디오 마커를 상기 원본 비디오 신호에 삽입하는 단계로서, 그 대응관계는 상기 비디오 신호가 원본 비디오 신호임을 나타내는 상기 삽입 단계;

복사하도록 상기 비디오 신호를 출력하는 요구에 응답하여, 워터마크를 검출하고 상기 비디오 신호가 원본 비디오 신호임을 점검하는 단계로서, 상기 점검단계는 상기 비디오 신호가 원본 비디오 신호인 것으로 확인되는 경우에만 비디오 마커의 비디오 신호에 대한 소정의 대응관계를 점검하는 동작을 포함하는 상기 검출 및 점검단계:

그 복사본을 만들도록 원본 비디오 신호를 처리하는 단계로서, 상기 복사본은 상기 소정의 방식으로 상기 비디오 마커가 더 이상 대응하지 않도록 원본 비디오 신호와 동일하지 않게하는 상기 처리 단계를 구비하고,

상기 복사된 비디오 신호의 이후의 점검은 비디오 신호가 원본 신호가 아님을 나타내어, 추가적인 복사가 제한될 수 있는 방법.
제 42 항에 있어서,

상기 처리 단계는 상기 비디오 마커를 변화시키는 단계를 포함하는 방법.
제 43 항에 있어서,

상기 처리 단계는 상기 비디오 마커를 제거하는 단계를 포함하는 방법.
제 43 항에 있어서,

상기 처리 단계는 디지털에서 아날로그 형태로 상기 원본 비디오 신호를 변환시키는 단계를 구비하는 방법.