專利名稱：在數(shù)字域去除視頻復(fù)制保護(hù)脈沖的制作方法
背景技術(shù)：
本發(fā)明涉及處理視頻信號(hào)的方法和裝置，尤其涉及從視頻信號(hào)中去除復(fù)制保護(hù)信號(hào)的作用(使其失效)。
1986年12月23日發(fā)布的題目為“處理視頻信號(hào)以便禁止對(duì)其作可接受的磁帶錄像的方法和裝置(METHOD AND APPARATUS FOR PROCESSINGA VIDEO SIGNAL SO AS TO PROHIBIT THE MAKING OF ACCEPTABLEVIDEO TAPE RECORDINGS THEREOF)”的由Ryan發(fā)明的美國(guó)專利第4,631,603(′603)號(hào)描述一種修改的視頻信號(hào)，使得電視接收機(jī)仍然能從該修改的視頻信號(hào)提供正常彩色圖像，但是對(duì)該修改的視頻信號(hào)的磁帶錄像卻產(chǎn)生通常不可接受的圖像，將此專利納入本文以作參考。
該發(fā)明取決于普通盒式磁帶錄像機(jī)的自動(dòng)增益控制系統(tǒng)不能夠區(qū)別常規(guī)視頻信號(hào)的正常同步脈沖(包括均衡脈沖即寬脈沖)及添加的偽同步脈沖。在這里，偽同步脈沖的定義是向下擴(kuò)展到正常同步頭電平的持續(xù)時(shí)間至少為0.5微秒的脈沖。在垂直消隱時(shí)段期間，把多個(gè)這樣的偽同步脈沖添加到常規(guī)視頻上，而且在每個(gè)這樣的偽同步脈沖之后跟隨一適當(dāng)幅度和持續(xù)期的正脈沖。結(jié)果，磁帶錄像機(jī)中的自動(dòng)增益控制系統(tǒng)將進(jìn)行視頻電平的虛假測(cè)量，造成視頻信號(hào)的不正確記錄。其結(jié)果是重放時(shí)圖像質(zhì)量不可接受。該方法利用的正向脈沖出現(xiàn)在普通電視接收機(jī)一般不用以進(jìn)行黑電平恢復(fù)的時(shí)間里，所以在這些普通的電視機(jī)中不會(huì)壓低黑電平。
1989年4月4日發(fā)布的題目為“對(duì)視頻信號(hào)作成群修改以禁止進(jìn)行可接受磁帶錄像的方法和裝置(METHOD AND APPARATUS FOR CLUSTERINGMODIFICATIONS MADE TO A VIDEO SIGNAL TO INHIBIT THE MAKINGOF ACCEPTABLE VIDEOTAPE RECOROING)”的由Ryan(瑞安)發(fā)明的美國(guó)專利第4,819,098(′098)號(hào)描述了對(duì)電視監(jiān)視接收機(jī)的修改仍然從修改的信號(hào)中產(chǎn)生正常圖像，但是對(duì)該信號(hào)的磁帶錄像卻產(chǎn)生通常不可接受的圖像，將此專利納入本文以作參考。磁帶錄像機(jī)具有自動(dòng)增益控制電路，用于測(cè)量視頻信號(hào)中的同步電平并進(jìn)行增益校正以把磁帶錄像系統(tǒng)中加到FM(調(diào)頻)調(diào)制器的視頻電平保持在固定的預(yù)定值上。給視頻信號(hào)添加多個(gè)正脈沖，每個(gè)正脈沖緊跟在正常出現(xiàn)的同步脈沖的相應(yīng)后沿之后。這些添加的脈沖群集在每場(chǎng)的垂直消隱區(qū)間以盡量減小它們對(duì)所述信號(hào)規(guī)定的圖像的可觀看程度的影響，但是仍然使錄像機(jī)中的自動(dòng)電平控制電路以實(shí)際值的許多倍來估計(jì)視頻電平。同步脈沖本身也可處于降低的電平以增強(qiáng)該方法的有效性。
1990年10月2日發(fā)布的題目為“從視頻信號(hào)中去除偽同步和/或AGC脈沖的方法和裝置(METHOD AND APPARATUS FOR REMOVINGPSEUDO-SYNC AND/OR AN AGC PULSES FROM A VIDEO SIGNAL)”的由Ryan發(fā)明的美國(guó)專利第4,695,901(′901)號(hào)描述已加在視頻信號(hào)上的偽同步脈沖和AGC脈沖的去除以允許對(duì)該視頻信號(hào)進(jìn)行可接受的錄像，將該專利納入本文以作參考。在此之前，因?yàn)榇艓т浵駲C(jī)的自動(dòng)增益控制檢測(cè)到虛假的記錄電平，所以這些添加的信號(hào)干擾了對(duì)所述視頻信號(hào)的可接受的錄像，而常規(guī)電視接收機(jī)卻不受對(duì)所述視頻信號(hào)作所述修改的影響。對(duì)所述諸添加的脈沖的去除允許對(duì)此前修改的視頻信號(hào)作可接受的錄像?？捎羞x擇地操作的削波電路用于從該視頻信號(hào)中去除負(fù)值的分量(即偽同步脈沖)，而添加的AGC(自動(dòng)增益控制)脈沖則用電氣操作的開關(guān)從該視頻信號(hào)中有效地消去。所述的消去和削波功能都通過檢測(cè)該視頻信號(hào)的正常同步脈沖及添加的偽同步脈沖這二者來實(shí)現(xiàn)。所公開的方法及裝置用于“改正”單獨(dú)由偽同步脈沖、單獨(dú)由AGC脈沖或由此兩種脈沖的組合修改的視頻信號(hào)。
1992年1月21日發(fā)布的題目為“代碼信號(hào)消隱裝置(CODE SIGNALBLANKING APPARATUS)”的由Okada(奧克達(dá))等人發(fā)明的美國(guó)專利第4,336,554(納入本文以作參考)描述了一種由開關(guān)設(shè)備和基準(zhǔn)電平設(shè)定設(shè)備組成的代碼信號(hào)消隱裝置，開關(guān)設(shè)備在電視信號(hào)垂直消隱周期的給定時(shí)段期間工作，基準(zhǔn)電平設(shè)定設(shè)備用于當(dāng)所述開關(guān)電路工作時(shí)在所述給定時(shí)段期間產(chǎn)生基準(zhǔn)電平輸出。通過在電視信號(hào)的消隱時(shí)段處保持電視信號(hào)的視頻信號(hào)電平，代碼信號(hào)被消隱。
1993年3月16日發(fā)布的題目為“使視頻信號(hào)中的反復(fù)制的保護(hù)系統(tǒng)失效的方法和裝置(METHOD AND APPARATUS FOR DISABLING ANTI-COPY PROTECTION SYSTEM IN VIDEO SIGNALS)”的由Quan(夸恩)等人發(fā)明的美國(guó)專利第5,194,965(′965)描述了一種根據(jù)電視機(jī)和VCR(盒式磁帶錄像機(jī))電路特性的不同而使放置在錄像信號(hào)中的復(fù)制保護(hù)信號(hào)失效的方法和裝置，將此專利納入本文作為參考。復(fù)制保護(hù)信號(hào)包括在視頻信號(hào)消隱時(shí)段中的偽同步脈沖和/或添加的AGC脈沖。所描述的具體方法包括改變垂直消隱時(shí)段期間的視頻信號(hào)的電平，如移變電平，來使復(fù)制保護(hù)信號(hào)不能有效地阻止VCR作未經(jīng)許可的復(fù)制。實(shí)現(xiàn)該方法的電路包括同步分離器、脈沖產(chǎn)生電路和相加電路，其中同步檢測(cè)器用于檢測(cè)垂直消隱時(shí)段，脈沖產(chǎn)生電路用于在該垂直消隱時(shí)段期間產(chǎn)生預(yù)定寬度的脈沖，相加電路用于使這些預(yù)定脈沖和復(fù)制保護(hù)信號(hào)相加以移變后者的電平。另一種方法包括提高垂直消隱時(shí)段期間的復(fù)制保護(hù)信號(hào)的有效頻率以便在VCR電路系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)衰減和/或低通濾波，從而使這些信號(hào)在阻止復(fù)制方面變得無效。實(shí)現(xiàn)這種方法的電路包括使脈沖變窄和/或相乘的電路，以有效地增加偽同步和/或ACG脈沖的高頻內(nèi)容。
1992年10月20日發(fā)布的題目為“通過把脈沖變窄使視頻信號(hào)中的反復(fù)制的保護(hù)系統(tǒng)失效的方法和裝置(METHOD AND APPARATUS FORDISABLING ANTI-COPY PROTECTION SYSTEM IN VIDEO SIGNALS USING PULSE NARROWING)”的由Quan等人發(fā)明的美國(guó)專利第5,157,510(′510)(納入本文以作參考)描述了通過利用電視機(jī)和VCR電路特性上的不同而使添加到視頻信號(hào)上的復(fù)制保護(hù)信號(hào)失效的方法和裝置。所描述的復(fù)制保護(hù)信號(hào)包括在視頻信號(hào)垂直消隱時(shí)段內(nèi)的偽同步脈沖和/或添加的AGC脈沖。所描述的具體方法包括提高垂直消隱期間的復(fù)制保護(hù)信號(hào)的有效頻率以便在VCR電路系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)衰減和/或低通濾波，從而使這些信號(hào)在阻止復(fù)制方面變得無效。實(shí)現(xiàn)這種方法的電路包括使脈沖變窄和/或相乘的電路，以有效地增加偽同步和/或AGC脈沖的高頻內(nèi)容。
1995年5月2日由Quan提交的題目為“視頻復(fù)制保護(hù)方法的增強(qiáng)以及垂直圖像失真(VIDEO COPY PROTECTION PROCESS ENHANCEMENTAND VERTICALPICTURE DISTORTIONS)”的美國(guó)專利申請(qǐng)08/433,283(′283)納入本文以作參考，該專利申請(qǐng)公開了使由′603專利產(chǎn)生的信號(hào)失效的方法，即，修改偽同步脈沖對(duì)正常同步脈沖的相對(duì)幅度，使得在錄像機(jī)內(nèi)的同步脈沖檢測(cè)系統(tǒng)只能檢測(cè)正常同步脈沖，從而允許對(duì)所述復(fù)制保護(hù)信號(hào)的正常記錄。
1995年5月5日由Quan提交的題目為“視頻復(fù)制保護(hù)方法的增強(qiáng)以及垂直圖像失真(VIDEO COPY PROTECTION PROCESS ENHANCEMENTAND VERTICALPICTUREDISTORTIONS)”的美國(guó)專利申請(qǐng)08/435,575(′575)納入本文以作參考，該專利申請(qǐng)公開了使由′603專利產(chǎn)生的信號(hào)失效以允許正常地記錄所述復(fù)制保護(hù)信號(hào)的各種機(jī)理。
題目為“阻止復(fù)制視頻節(jié)目的方法和裝置(Method and Apparatus forPreventing The Copying of a Video Program)”的美國(guó)專利第4,907,903(′903)納入本文以供參考，該專利公開了檢測(cè)在′603專利中描述的有次序排列的偽同步和白脈沖對(duì)的及使盒式磁帶錄像機(jī)記錄功能失效的方法和裝置。該′093專利公開了若干檢測(cè)方法。
1986年3月18日發(fā)布的由JohnO.Ryan(約翰·O·瑞安)發(fā)明的“視頻信號(hào)處理的方法和裝置(Method and Apparatus For Processing a Video Signal)”的美國(guó)專利第4,577,216納入本文以作參考，該專利公開了修改彩色視頻信號(hào)以禁止對(duì)其作可接受的錄像。常規(guī)電視接收機(jī)根據(jù)已修改信號(hào)產(chǎn)生正常彩色圖像。但是從隨后的磁帶錄像獲得的彩色圖像卻顯示彩色保真度的變異，表現(xiàn)為具有色彩誤差的帶或條。這種修改俗稱“色條系統(tǒng)”或“色條處理”。按照該專利教導(dǎo)的商用實(shí)施例一般限制每場(chǎng)中具有這種引發(fā)的彩色誤差或色條的視頻行數(shù)。
彩色視頻信號(hào)(在NTSC和PAL電視系統(tǒng)中都)含有所謂的色同步信號(hào)。色條系統(tǒng)修改該色同步信號(hào)。在電視發(fā)射機(jī)處彩色副載波信號(hào)的抑制要求彩色電視接收機(jī)(在NTSC情況下)包括一3.58MHz振蕩器，在解調(diào)制期間使用該振蕩器以重新插入彩色副載波信號(hào)及將彩色信號(hào)恢復(fù)到其原始形式。該重新插入的副載波信號(hào)的頻率及相位二者對(duì)于彩色再現(xiàn)都是至關(guān)重要的。因此，必須同步彩色電視接收機(jī)的本地的3.58MHz振蕩器，以便其頻率及相位與發(fā)射機(jī)處的副載波信號(hào)步調(diào)一致。
該同步通過在水平消隱脈沖的后肩時(shí)段期間發(fā)送發(fā)射機(jī)3.58MHz副載波信號(hào)的一個(gè)小樣本來實(shí)現(xiàn)。水平同步脈沖、前肩和消隱時(shí)段持續(xù)期基本上和黑白電視機(jī)的相同。但是在彩色電視發(fā)送(廣播發(fā)送和有線發(fā)送)期間，準(zhǔn)備用作彩色同步信號(hào)的3.58MHz副載波的8至10周被疊加在后肩上。該彩色同步信號(hào)就稱作“色同步信號(hào)(color burst或burst)”。色同步信號(hào)的峰至峰幅度在正常時(shí)與水平同步脈沖的幅度相同。
在色條處理的一個(gè)商用實(shí)施例中，在垂直消隱進(jìn)段期間具有色同步信號(hào)的那些視頻行中不出現(xiàn)色同步信號(hào)的相位(色條)修改。這些視頻行在NTSC信號(hào)中是行10至21，在PAL信號(hào)中是相應(yīng)的行。色條修改出現(xiàn)在可觀看電視場(chǎng)的四至五個(gè)視頻行的諸帶中，后隨八至十個(gè)視頻行無色條調(diào)制的帶。各帶的位置是場(chǎng)至場(chǎng)不變的(“定常的”)。已知這種色條處理對(duì)有線電視相當(dāng)有效，特別是當(dāng)與同由John O.Ryan發(fā)明的和納入本文以作參考的美國(guó)專利第4,631,603號(hào)的教導(dǎo)結(jié)合時(shí)。
在NTSC制式的電視中，色同步信號(hào)的起始由過零(正斜率或負(fù)斜率)來定義，該過零在色同步信號(hào)幅度的50％或更大的第一個(gè)副載波(色同步信號(hào))半周之前。色條處理應(yīng)理解為移變相對(duì)于諸色同步信號(hào)周標(biāo)稱(正確)位置的該色同步信號(hào)周的相位。
此外，色條處理中的相移量可從例如20°變至180°；相移越多，就色彩移變而言的視覺效果也越大。在PAL電視用的色條處理中，要有效就得使用稍大一些的相移(例如40°至180°)。
ColorstripeTM(商標(biāo)名)處理的其他變型在以下諸臨時(shí)申請(qǐng)中描述序號(hào)60/010015，題目為“修改色同步信號(hào)以禁止磁帶錄像的經(jīng)過改進(jìn)的方法和裝置(AN IMPROVED METHOD AND APPARATUS FOR MODIFYINE THECOLOR BURST TO PROHIBIT VIDEO TAPE RECORDING)”，發(fā)明者WilliamJ.Wrobleski(威廉·J·沃羅伯爾斯基)；序號(hào)60/010779，題目為“修改色同步信號(hào)以禁止磁帶錄像的提前色同步信號(hào)方法和裝置(AN ADVANCEDCOLOR BURST METHOD AND APPARATUS FOR MODIFYING THECOLOR BURST TO PROHIBIT VIDEOTAPE RECORDING)”，發(fā)明者WilliamJ.Wrobleski；序號(hào)60/014246，題目為“利用提前的和分裂的色同步信號(hào)的復(fù)制保護(hù)方法和系統(tǒng)(A METHOD AND SYSTEM OF COPY PROTECTIONUSING AN ADVANCED AND SPLIT COLOR BURST)”，發(fā)明者William J.Wrobleski(都納入本文以作參考)。
使′216專利及其他中的使色同步信號(hào)修改失效的方法和裝置在題目為“從色同步信號(hào)中去除相位調(diào)制的方法和裝置(Method and Apparatus forRemoving Phase Modulation From the Color Burst)”的美國(guó)專利第4,626,890(納入本文以作參考)中描述。在1995年5月9日提交的由Ronald Quan(羅納德·夸恩)和JohnO.Ryan發(fā)明的序號(hào)為08/438,155題目為“使對(duì)視頻信號(hào)的色同步信號(hào)修改失效的方法和裝置(METHOD AND APPARATUS FOR DEFEATINGEFFECTS OF COLOR BURST MODIFICATIONS TO A VIDEO SIGNAL)”的申請(qǐng)中描述了檢測(cè)色條信號(hào)的諸方法和裝置及附加的使色條信號(hào)失效的諸方法和裝置。把申請(qǐng)60/010015、60/010779、60/014246和08/438,155(′155)納入本文以作參考。
1986年12月2日發(fā)布的由JohnO.Ryan發(fā)明的題目為“從色同步信號(hào)中去除相位調(diào)制的方法和裝置(Method and Apparatus For Removing PhaseModulation From the Coloc Burst)”并納入本文以作參考的美國(guó)專利第4,626,890號(hào)公開了美國(guó)專利第4,577,216號(hào)的相位調(diào)制的去除。該去除在記錄時(shí)大大消除美國(guó)專利第4,577,216號(hào)所公開的處理的影響方面是有用的。
由Quan等人提交的′155申請(qǐng)描述了用于阻止記錄視頻信號(hào)的色條處理，對(duì)有效視頻的每行上的色同步信號(hào)作修改使得隨后對(duì)該視頻信號(hào)的任何磁帶錄像都表示出色彩保真度的變異，這種變異表現(xiàn)為不希望有的色彩誤差帶或條。使該色條處理失效的方法是首先通過事先實(shí)驗(yàn)或聯(lián)機(jī)檢測(cè)確定含有色條處理的視頻行的位置。然后對(duì)含有已修改色同步信號(hào)的某些行或全部行進(jìn)行修改以便使總的視頻信號(hào)變得可以記錄。這種修改用幾種方法加以實(shí)現(xiàn)，包括把色條色同步信號(hào)的相位移變成正確相位，替換掉某些色條色同步信號(hào)或替換掉一些特定色條色同步信號(hào)中的一段使它們不再有效，以及使色條色同步信號(hào)與正確相位的色條信號(hào)混合以便消除存在的大部或全部相位誤差。在其他的一些方案中，使已修改色同步信號(hào)失效的方法是修改立即在該已修改色同步信號(hào)之前的水平同步脈沖信號(hào)，使得VCR檢測(cè)不到該已修改色同步信號(hào)因而這些已修改色同步信號(hào)不起作用。
在列作參考的諸使失效專利中描述的所有使失效方法都使用模擬技術(shù)。隨著更多使用數(shù)字技術(shù)的來臨，需要把以上技術(shù)用數(shù)字實(shí)現(xiàn)。本發(fā)明綜述今日環(huán)境下的視頻信號(hào)存在于模擬域和數(shù)字域中。在許多場(chǎng)合中，希望諸如在′603、′098和′216專利中描述的模擬復(fù)制保護(hù)信號(hào)處在數(shù)字域中時(shí)消除或降低含有該模擬復(fù)制保護(hù)信號(hào)的視頻信號(hào)的有效性。非法的視頻翻制者可能通過把模擬信號(hào)變換到數(shù)字域和在數(shù)字域?qū)嵭兄T使失效機(jī)理來避免對(duì)上述的一個(gè)或更多個(gè)模擬使失效機(jī)理的侵權(quán)。
本發(fā)明人已確定對(duì)上述模擬使失效機(jī)理的教導(dǎo)的改進(jìn)是可能的，特別是當(dāng)模擬復(fù)制保護(hù)的信號(hào)在數(shù)字域時(shí)使用數(shù)字技術(shù)使該模擬復(fù)制保護(hù)的信號(hào)失效。這些改進(jìn)包括使′603和′098專利產(chǎn)生的信號(hào)(影響錄像機(jī)AGC系統(tǒng)的偽同步及AGC脈沖)失效。此外，數(shù)字技術(shù)可用于使在′216專利中公開的信號(hào)和在′015、′779和246諸臨時(shí)申請(qǐng)中描述的ColorstripeTM處理的變型的效果減小或消除。
數(shù)字視頻復(fù)制保護(hù)消除器允許在數(shù)字域去除基本全部的或足夠的或足夠段的偽同步脈沖和/或AGC脈沖。當(dāng)信號(hào)在數(shù)字域時(shí)，確定偽同步脈沖和/或AGC脈沖的位置。利用所有或某些偽同步和/或AGC脈沖的這些已知像素位置來把(最好是固定的)號(hào)碼多路復(fù)用到數(shù)字多路復(fù)用器或輸入端以有效地去除這些偽同步脈沖和/或AGC脈沖。在數(shù)字處理設(shè)備中可包括亮度/色度分離器，該亮度和/或色度數(shù)字部件可用于確定偽同步和/或AGC脈沖在電視行上的像素位置。例如，亮度部分可包含垂直同步作為對(duì)在垂直消隱區(qū)中駐留有復(fù)制保護(hù)信號(hào)的諸行計(jì)數(shù)的起點(diǎn)。同樣，色度信號(hào)可有在每個(gè)垂直消隱時(shí)段中開始的數(shù)字包同步信號(hào)以確定在該垂直消隱區(qū)(時(shí)段)中的復(fù)制保護(hù)信號(hào)的位置?？蓪?duì)數(shù)字復(fù)合信號(hào)或只對(duì)亮度信號(hào)(Y)進(jìn)行這些復(fù)制保護(hù)脈沖的有效消除。
一旦確定了這些復(fù)制保護(hù)脈沖的位置，有效地消除在數(shù)字域的復(fù)制保護(hù)脈沖的“通用”方法是通過“電路ACP”來實(shí)現(xiàn)。“電路APC”受偽同步AGC脈沖像素位置電路的控制，且可直接在數(shù)字處理之前或在數(shù)字處理塊內(nèi)。
通過以下方法，“電路ACP”有效地在數(shù)字域消除了復(fù)制保護(hù)a)如在Ryan的4,695,901(′901)、Quan等人的5,194,965(′965)和5,157,510(′510)(都在以上提及并納入本文作為參考)中描述的電平移變和/或脈沖窄化和/或脈沖衰減；b)替換成正常的復(fù)合同步；c)使正常復(fù)合同步的幅度增大到大于偽同步，使得同步分離器不能檢測(cè)到偽同步(如在′965專利和上述′283中公開并納入本文以作參考)；d)用信號(hào)(即平坦場(chǎng))替換至少部分的偽同步AGC位置，使可記錄復(fù)制為可能。
描述了可用于“電路ACP”的若干不同電路。其他的“電路ACP”變型可以是通過檢測(cè)到受復(fù)制保護(hù)的視頻的AGC及偽同步脈沖而變成邏輯高的電路。然后使用使視頻信號(hào)的AGC脈沖和偽同步脈沖變窄的定時(shí)波產(chǎn)生器來輸出持續(xù)時(shí)間短于AGC和偽同步的脈沖。當(dāng)然，對(duì)這些復(fù)制保護(hù)脈沖的處理還可以是窄化、衰減、電平移變和/或修改(即替換)的組合。
本方法(和裝置)可應(yīng)用于數(shù)字處理器如計(jì)算機(jī)桌上視頻、數(shù)字磁帶錄像、數(shù)字視頻效果等。
數(shù)字方法還可應(yīng)用于在數(shù)字域有效地消去或改正“色條”(色同步信號(hào)相位調(diào)制)保護(hù)處理和/或增強(qiáng)的視頻復(fù)制保護(hù)信號(hào)。
數(shù)字信號(hào)可由視頻信號(hào)的相對(duì)8比特電平來定義。例如，同步頭定義為0，而最高的白色為電平255。色同步信號(hào)在電平36和109之間，消隱電平在73處。所描述的“色條”信號(hào)需要使已移相的色同步信號(hào)的足夠部分得到改正以允許作出可接受的記錄。例如，如果該相移設(shè)定為180°，則利用EPROM(可擦除的可編程存儲(chǔ)器)來把色同步電平號(hào)數(shù)映射成以電平73(消隱電平)為鏡子的鏡像的新電平號(hào)數(shù)。例如，如果來自視頻源期間的色同步信號(hào)電平為電平109，則EPROM的輸出將是電平36。
在數(shù)字域去除復(fù)制保護(hù)信號(hào)或使其失效的各種方法和裝置包括修改小于全部的但是數(shù)量足夠的存在復(fù)制保護(hù)信號(hào)的行，以便能制作可接受的錄像。而且，為進(jìn)行可記錄的復(fù)制，使失效可包括修改足夠段的AGC脈沖、偽同步脈沖和/或色度復(fù)制保護(hù)信號(hào)(即色條)。附圖的簡(jiǎn)要說明參看各附圖

圖1A表示如在′603專利中描述的含有偽同步脈沖及AGC脈沖的受復(fù)制保護(hù)的信號(hào)；圖1B表示如在′098專利中描述的復(fù)制保護(hù)信號(hào)；圖2表示在數(shù)字域中的視頻信號(hào)的信號(hào)通路；圖3表示本發(fā)明第一實(shí)施例的方框圖；圖4表示本發(fā)明第二實(shí)施例的方框圖；圖5表示組合模擬和/或數(shù)字電路；圖6表示有關(guān)視頻信號(hào)的8比特電平；圖7表示8比特?cái)?shù)字倒相器；圖8表示數(shù)字同步分離器電路；圖9表示數(shù)字時(shí)序脈沖產(chǎn)生器；圖10表示產(chǎn)生色調(diào)行位置的方框圖和色同步選通的產(chǎn)生；圖11表示使色條失效的多路復(fù)用實(shí)施例；圖12表示通過使用數(shù)字色同步信號(hào)延續(xù)振蕩器而使色條失效的實(shí)施例；圖13表示使用數(shù)字相位檢測(cè)器的實(shí)施例；圖14表示不使用相位檢測(cè)器的檢測(cè)色條色同步信號(hào)的實(shí)施例。詳細(xì)說明以下描述信號(hào)處于數(shù)字域時(shí)使模擬復(fù)制保護(hù)信號(hào)失效的一些實(shí)施例。對(duì)降低偽同步及AGC脈沖復(fù)制保護(hù)信號(hào)的效果或消除這些信號(hào)的說明如上所述，通常在視頻信號(hào)中存在二種基本類型的復(fù)制保護(hù)信號(hào)。第一種包括視頻信號(hào)亮度部分中的信號(hào)。以下將涉及的第二種包括視頻信號(hào)色度部分中的復(fù)制保護(hù)信號(hào)。
尤其是，為之說明模擬使失效機(jī)理的亮度復(fù)制保護(hù)信號(hào)的類型已在Ryan發(fā)明的′603和′098專利中作了充分描述。見圖1A和圖1B。這些復(fù)制保護(hù)信號(hào)的元素是偽同步脈沖或正常同步脈沖與AGC脈沖的組合。設(shè)計(jì)這些成對(duì)同步和AGC脈沖是為了使錄像機(jī)中的AGC電路錯(cuò)算正確的增益設(shè)定從而作出低質(zhì)量的錄像。下列各種實(shí)施例的主要目的在于當(dāng)受復(fù)制保護(hù)的信號(hào)在數(shù)字域中時(shí)修改該信號(hào)以減少或消除復(fù)制保護(hù)信號(hào)的效果。
如上所述，各種實(shí)施例的目的是在數(shù)字域時(shí)從視頻信號(hào)中去除復(fù)制保護(hù)的效果。圖2表示用模數(shù)(A/D)變換器14把含有復(fù)制保護(hù)信號(hào)的模擬信號(hào)12變換成數(shù)字信號(hào)16，然后在數(shù)字域處理該信號(hào)16。然后，通過將利用模數(shù)轉(zhuǎn)換器14處理過的數(shù)字信號(hào)20轉(zhuǎn)換為模擬信號(hào)，已處理的數(shù)字信號(hào)20被數(shù)模(D/A)變換器22變換回到模擬域。以下的各實(shí)施例可以使用含有復(fù)制保護(hù)的數(shù)字信號(hào)的數(shù)字設(shè)備輸出。為簡(jiǎn)單起見，下述的各實(shí)施例的每一個(gè)可能包含也可能不包含模數(shù)變換及數(shù)模變換。每個(gè)實(shí)施例將在視頻信號(hào)在數(shù)字域中的前提下工作。
本發(fā)明的第一通用實(shí)施例在圖3中描述。設(shè)備30使受復(fù)制保護(hù)的數(shù)字視頻輸入信號(hào)32輸入到數(shù)字處理器34和偽同步AGC脈沖位置電路36。數(shù)字號(hào)碼產(chǎn)生器產(chǎn)生預(yù)定的數(shù)字號(hào)碼，該預(yù)定的數(shù)字號(hào)碼代表一種希望替換掉復(fù)制保護(hù)脈沖的條件。數(shù)字處理器34和數(shù)字號(hào)碼產(chǎn)生器38的輸出連接到數(shù)字多路傳送器40的第一和第二輸入端。偽同步AGC脈沖像素位置產(chǎn)生器36的輸出輸入到數(shù)字多路傳送器40作為數(shù)字多路傳送器40的控制要素。按照多路傳送控制信號(hào)44的指示，所得的數(shù)字視頻信號(hào)42使偽同步AGC信號(hào)得到修改或去除。
本發(fā)明的第二通用實(shí)施例在圖4中描述。設(shè)備50使受復(fù)制保護(hù)的數(shù)字視頻輸入信號(hào)52輸入到數(shù)字處理器54和偽同步AGC脈沖位置電路56。數(shù)字處理器54的輸出連接到稱作“電路ACP”58的通用電路的第一輸入端。偽同步AGC脈沖像素位置檢測(cè)器56的輸出被輸入到“電路ACP”的第二輸入端。以下描述“電路ACP”58各種實(shí)施例的細(xì)節(jié)。按照多路傳送控制信號(hào)62和“電路ACP”58的指示，所得的數(shù)字視頻信號(hào)60使偽同步AGC信號(hào)得到修改或去除。
“電路ACP”實(shí)行的各種功能是a)如在Ryan的4,695,901(′901)和Quan等人的5,194,965(′965)、5,157,510(′510)(都在以上提及并納入本文作為參考)中描述的電平移變和/或脈沖窄化和/或脈沖衰減；b)替換成正常的復(fù)合同步；c)使正常復(fù)合同步的幅度增大到大于偽同步，使得錄像機(jī)中的同步分離器不能檢測(cè)到偽同步(如在′965專利和上述′283中公開并納入本文以作參考)；以及d)用信號(hào)(即平坦場(chǎng))替換或修改至少部分的偽同步、AGC位置，使可記錄復(fù)制為可能。
注意，在圖4中，在數(shù)字域得到的多路傳送控制62可用于起動(dòng)在輸入模擬輸入端或輸出端處的模擬電路以便使復(fù)制保護(hù)脈沖失效。
圖5表示對(duì)模擬視頻輸入和/或模擬視頻輸出D采樣的組合模擬和/或數(shù)字電路[包括(例如在Ryan的′901中描述的同步分離器、單穩(wěn)態(tài)定時(shí)電路、邏輯電路、或計(jì)數(shù)器以及數(shù)字行位置電路)]以產(chǎn)生與偽同步和/或AGC脈沖重合的脈沖。該電路的輸出是P、Q、R、S的組合，P、Q、R、S有效地在數(shù)字域消除了視頻反復(fù)制處理。例如，“Q”可以是與同復(fù)制保護(hù)添加脈沖有關(guān)的視頻行重合的脈沖?！癚”可用于關(guān)斷、衰減、電平移變、窄化這些復(fù)制保護(hù)添加脈沖以便制作可記錄的VCR拷貝或者基本消除所述復(fù)制保護(hù)。對(duì)降低色條復(fù)制保護(hù)信號(hào)的效果或消除這些信號(hào)的說明數(shù)字方法還能應(yīng)用于在數(shù)字域有效地消去或改正“色條”(色同步信號(hào)相位調(diào)制)保護(hù)處理和/或增強(qiáng)的視頻復(fù)制保護(hù)信號(hào)。
如在′155申請(qǐng)中曾經(jīng)徹底討論過的，首先必須確定哪些電視行含有色條處理，然后修改色條信號(hào)以使受復(fù)制保護(hù)的信號(hào)可以記錄。
圖6表示數(shù)字信號(hào)由視頻信號(hào)的相對(duì)8比特電平來定義。例如，同步頭定義為0，而最高的白色為電平255。色同步信號(hào)在電平36和109之間，消隱電平在73處。其他的比特等級(jí)是可能的。用8比特信號(hào)作為示范性描述。所描述的“色條”信號(hào)需要使已移相的色同步信號(hào)的足夠部分得到改正以允許作出可接受的記錄。例如，如果該相移設(shè)定為180°，則利用EPROM(可擦除的可編程存儲(chǔ)器)來把色同步信號(hào)電平號(hào)數(shù)映射成以電平73(消隱電平)為鏡子的鏡像的新電平號(hào)數(shù)。例如，如果來自視頻源期間的色同步信號(hào)電平為電平109，則EPROM的輸出將是電平36。
圖7表示為數(shù)字化的色同步信號(hào)產(chǎn)生相移的方法，例如，如果相移設(shè)定為180°，則EPROM(可擦除的可編程存儲(chǔ)器)EP相位70能把色同步信號(hào)電平號(hào)數(shù)映射成以電平73(消隱電平)為鏡子的鏡像的新電平號(hào)數(shù)。例如，如果來自數(shù)字視頻源72的色同步信號(hào)電平為電平109，則EP相位的輸出將是電平36。
圖8表示數(shù)字同步分離器電路。數(shù)字視頻源(即8位總線)輸入到U686 80的“P”輸入端，U 686是數(shù)字8位認(rèn)同比較器(諸如由Texas Instruments(美國(guó)德州儀器公司)生產(chǎn)的74686之類的電路)。Q輸入是8位二進(jìn)制字例如18。因此當(dāng)數(shù)字視頻源大于電平18時(shí)，U 686的輸出82將為高。因此，如在圖8上見到的，U 68680的輸出是表示復(fù)合同步(也包含偽同步)的波形。
圖9表示與極精密單穩(wěn)態(tài)多諧振蕩器等效的數(shù)字定時(shí)脈沖產(chǎn)生器(DTPG)90電路。輸入脈沖92用于觸發(fā)觸發(fā)器SRFF 94的起動(dòng)輸入端使得SRFF的Q端輸出為高，這又允許系統(tǒng)時(shí)鐘(即像素時(shí)鐘，如在NTSC中是14.318MHz)起動(dòng)N計(jì)數(shù)器96計(jì)數(shù)直到N。當(dāng)N計(jì)數(shù)器到達(dá)N時(shí)，TC輸出端使SRFF復(fù)位，于是Q輸出變低并將“N”裝入N計(jì)數(shù)器以復(fù)位該N計(jì)數(shù)器。SRFF的輸出98是持續(xù)時(shí)間為N倍像素(系統(tǒng))時(shí)鐘持續(xù)期的脈沖。
圖10表示色調(diào)位置電視行如何經(jīng)由EPROM 21產(chǎn)生及色同步選通脈沖如何經(jīng)由DTPG12和13產(chǎn)生的方框圖。已受復(fù)制保護(hù)的數(shù)字視頻一般是8(至10)位總線，該總線輸入到數(shù)字比較器DCP1中以檢測(cè)同步脈沖。因此DCP1的輸出是復(fù)合同步(包括偽同步)DCP1，然后送到計(jì)數(shù)器及比較器CCTG1以檢測(cè)垂直同步脈沖，例如第一垂直寬脈沖(在NTSC中是場(chǎng)1中的行4和場(chǎng)2中的266的后半行)。見ANSI/SMPTE標(biāo)準(zhǔn)170M-1994，圖7。在CCTG1中使用像素時(shí)鐘(即，在某些NTSC系統(tǒng)中為14.318MHz)以對(duì)理應(yīng)檢測(cè)出該垂直同步寬脈沖的諸脈沖進(jìn)行計(jì)數(shù)。因此CCTG1的輸出隨每個(gè)第一垂直同步脈沖而為高的脈沖。然后將此送入幀脈沖產(chǎn)生電路FPG1。FPG1也使像素時(shí)鐘及來自DCP1的復(fù)合同步送入。FPG1利用來自CCGT1的垂直脈沖而隨像素時(shí)鐘起動(dòng)數(shù)字單穩(wěn)以持續(xù)約6行的時(shí)間。在FPG1中的另一單穩(wěn)觸發(fā)該6行單穩(wěn)的末尾約3微秒。在場(chǎng)1行10的水平同步脈沖定時(shí)期間，3微秒單穩(wěn)為高；在場(chǎng)2行272的中部期間，3微秒單穩(wěn)也為高。FPG1利用組合邏輯來使3微秒單穩(wěn)輸出和來自DCP1的復(fù)合同步相“與”。在場(chǎng)1期間，在FPG1中的該“與”門的輸出為低(因?yàn)樾?0的同步脈沖為邏輯低)。在場(chǎng)2期間，該“與”門的輸出為高，因?yàn)楫?dāng)經(jīng)由DCP1分離同步時(shí)，在行272中部，行272為邏輯高。因此FPG1的輸出脈沖對(duì)偶場(chǎng)為高，對(duì)奇場(chǎng)為低。
復(fù)合同步送到約50微秒的不可重新觸發(fā)的數(shù)字單穩(wěn)DTPG11。DTPG11的輸出因此是行頻脈沖。DTPG11的輸出送到計(jì)數(shù)器LINECNT1的時(shí)鐘輸入端，F(xiàn)PG1的輸出也輸入該計(jì)數(shù)器以將其復(fù)位。LINECNT1的輸出是多位總線，該多位總線在NTSC中計(jì)數(shù)到525或在PAL或SECAM中計(jì)數(shù)到625。LINECNT1的輸出送到EPROM 21的地址輸入端。然后對(duì)EPROM 21的輸出進(jìn)行編程，使得在那些含有色條的已識(shí)別行期間邏輯高接通。
為了產(chǎn)生色同步選通，把來自DCP1的復(fù)合同步送到數(shù)字單穩(wěn)或延時(shí)電路DTPG12。對(duì)DTPG12進(jìn)行定時(shí)使其后沿與色同步信號(hào)的起點(diǎn)一致。然后DTPG12的輸出觸發(fā)DTPG13以產(chǎn)生與色同步信號(hào)重合的脈沖。
圖11表示通過MUX10多路傳送由電路PHASE10(見圖13)得到的已改正色同步信號(hào)相位的方法。來自圖10的色同步選通及色條行位置經(jīng)過AND10相＂與＂以在數(shù)字域切入已改正色同步信號(hào)，因而隨色調(diào)處理的失效而導(dǎo)致可記錄的視頻。
圖12表示通過使用數(shù)字色同步信號(hào)延續(xù)振蕩器BCO(見飛利浦桌上視頻數(shù)據(jù)手冊(cè)(Philips Desktop Video Data Handbook)(1992)第2-26頁)來使色條失效的另一種方法。數(shù)字視頻總線輸入到BCD中。BCD的輸出被輸入到多路傳送器MUX11。MUX11的控制可以是來自圖10的色同步選通BG以用已改正的數(shù)字色同步信號(hào)來替換所有色同步信號(hào)。通過使用色條行位置脈沖及色同步選通，MUX11可在數(shù)字域用已改正的色同步信號(hào)僅替換那些色條色同步信號(hào)。
有數(shù)種可用作數(shù)字相位檢測(cè)器的方法。第一種方法見于飛利浦半導(dǎo)體公司(Philips Semiconductors)出版的飛利浦1992年桌上視頻數(shù)據(jù)手冊(cè)(Philips1992 Desktop Video Data Handbook)第2-17頁。
第二個(gè)例子是圖13。在電路M1(數(shù)字乘法器)上，IN1是含有色條色同步信號(hào)的數(shù)字視頻的輸入，而IN2是色同步信號(hào)數(shù)字色同步延續(xù)電路(即在數(shù)字域的振蕩器或正確色同步信號(hào)重復(fù)電路)的輸入。因此M1的輸出是IN1和IN2的乘積。M1是數(shù)字算術(shù)乘法器，例如使用德州儀器公司74284及其他集成電路而成的電路。M1的輸出是以像素級(jí)處的IN1和IN2的乘積。累加器ACC1通過U370的輸出對(duì)M1的輸出求和多達(dá)32次(代表多達(dá)8個(gè)副載波周)。然后由DIV1把ACC1的輸出用算術(shù)方法除以例如32以得到M1輸出的平均值。因此DIV1的輸出是一個(gè)數(shù)，每一存在色同步信號(hào)(色條色同步信號(hào)或正常色同步信號(hào))的行該數(shù)出現(xiàn)一次。對(duì)于那些含有色條的行，可以檢測(cè)出DIV1的輸出與那些含有正常色同步信號(hào)的行的結(jié)果不同。
不使用相位檢測(cè)器而檢測(cè)色條色同步信號(hào)的方法的另一實(shí)施例是使用加法器，如圖14所示。作為基礎(chǔ)，每個(gè)水平行把色同步延續(xù)電路的輸出(它代表正確的色同步相位)加到色同步信號(hào)上。對(duì)于正確色同步相位的行，加法器(ADD103)的輸出將是二倍幅度的色同步信號(hào)。然而如果存在含有色條色同步信號(hào)的行，則加法器ADD103的輸出將比二倍幅度的色同步信號(hào)小得多。ADD103的輸出經(jīng)過與門U37被選通到EPROM103中。然后給EPROM103編程以削去消隱以下的電平和減去消隱電平(#73)。然后把EPROM103的輸出送到ACC103以對(duì)各數(shù)求和(對(duì)于8周色同步信號(hào)約累加32次)。如果存在色條，則來自ACC103的數(shù)(每水平行一個(gè)數(shù))將比存在正確色同步信號(hào)時(shí)小。
本公開物是示例性而非限制性的。在本說明中的所有討論都以NTSC格式為基準(zhǔn)。然而，所述的概念同樣可應(yīng)用到PAL和SECAM格式中。另外的變形對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員將是顯然的，但是本發(fā)明人認(rèn)定這些變形屬于所附權(quán)利要求書保護(hù)的范圍。
權(quán)利要求
1.一種在數(shù)字域期間去除視頻信號(hào)內(nèi)偽同步和AGC脈沖對(duì)復(fù)制保護(hù)信號(hào)的效果的方法，其中所述復(fù)制保護(hù)信號(hào)用于禁止在數(shù)模變換后制作所述視頻信號(hào)的可接受模擬錄像，所述方法包括以下步驟確定所述復(fù)制保護(hù)信號(hào)存在于所述視頻信號(hào)的哪些行中；以及在所述復(fù)制保護(hù)信號(hào)處于數(shù)字域期間在所述各行的至少某些行中修改所述復(fù)制保護(hù)信號(hào)從而能在數(shù)模變換后制作所述視頻信號(hào)的可接受錄像。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其中所述的確定步驟包括以下步驟根據(jù)指出在所述視頻信號(hào)的哪些預(yù)定行中的垂直同步來在垂直消隱區(qū)中對(duì)預(yù)定行數(shù)計(jì)數(shù)；以及輸出控制信號(hào)。
3.如權(quán)利要求1所述的方法，其中所述的修改步驟包括修改小于全部的但是數(shù)量足夠的存在所述復(fù)制保護(hù)信號(hào)的諸所述行，以便能制作所述可接受的錄像。
4.如權(quán)利要求2所述的方法，其中所述修改步驟包括把數(shù)字視頻信號(hào)輸入到多路傳送器的第一信號(hào)輸入端；把數(shù)字號(hào)碼輸入到所述多路傳送器的第二信號(hào)輸入端；把所述控制信號(hào)輸入到所述多路傳送器的控制輸入端。
5.如權(quán)利要求1所述的方法，其中所述修改步驟包括以下步驟在所述視頻信號(hào)中如所述地存在所述復(fù)制保護(hù)信號(hào)期間輸入控制信號(hào)；對(duì)部分所述視頻信號(hào)的幅度進(jìn)行控制。
6.如權(quán)利要求5所述的方法，其中所述控制步驟包括在如所述地存在所述復(fù)制保護(hù)信號(hào)期間減小所述視頻信號(hào)的幅度。
7.如權(quán)利要求5所述的方法，其中所述控制步驟包括在所述視頻信號(hào)內(nèi)不存在所述復(fù)制保護(hù)信號(hào)期間增加所述視頻信號(hào)的幅度。
8.如權(quán)利要求1所述的方法，其中所述修改步驟包括以下步驟在所述視頻信號(hào)內(nèi)如所述地存在所述復(fù)制保護(hù)信號(hào)期間輸入控制信號(hào)；輸入替換信號(hào)；用所述替換信號(hào)替換所述復(fù)制保護(hù)信號(hào)。
9.如權(quán)利要求8所述的方法，其中所述替換信號(hào)是代表所述視頻信號(hào)消隱電平的數(shù)字信號(hào)。
10.一種在數(shù)字域期間去除視頻信號(hào)內(nèi)偽同步和AGC脈沖對(duì)復(fù)制保護(hù)信號(hào)的效果的方法，其中所述復(fù)制保護(hù)信號(hào)用于禁止在數(shù)模變換之后制作所述視頻信號(hào)的可接受模擬錄像，所述方法包括以下步驟確定正常同步脈沖的位置；在數(shù)字域期間增大所述正常同步脈沖相對(duì)于所述偽同步脈沖的幅度，從而能在數(shù)模變換后制作所述視頻信號(hào)的可接受錄像。
11.一種在數(shù)字域期間去除視頻信號(hào)內(nèi)色度復(fù)制保護(hù)信號(hào)的效果的方法，其中所述復(fù)制保護(hù)信號(hào)用于禁止在數(shù)模變換之后制作所述視頻信號(hào)的可接受模擬錄像，所述方法包括以下步驟確定在所述數(shù)字視頻信號(hào)內(nèi)的色度復(fù)制保護(hù)信號(hào)的位置；以及用正確相位的色度信號(hào)替換所述色度復(fù)制保護(hù)部分，從而能在數(shù)模變換后制作所述視頻信號(hào)的可接受錄像。
12.如權(quán)利要求12所述的方法，其中所述替換所述色度復(fù)制保護(hù)部分的步驟用數(shù)字倒相器來完成。
13.如權(quán)利要求12所述的方法，其中所述確定所述色度復(fù)制保護(hù)部分的位置的步驟用數(shù)字同步分離器來完成。
14.如權(quán)利要求12所述的方法，其中所述確定所述色度復(fù)制保護(hù)部分的位置的步驟由確定相應(yīng)行位置及由色同步選通信號(hào)來完成。
15.如權(quán)利要求12所述的方法，其中所述替換所述色度保護(hù)部分的步驟用數(shù)字多路傳送器來完成。
16.如權(quán)利要求12所述的方法，其中所述確定所述色度復(fù)制保護(hù)部分的位置的步驟用數(shù)字相位檢測(cè)器來完成。
全文摘要
本發(fā)明在模擬復(fù)制保護(hù)信號(hào)處于數(shù)字域期間使用數(shù)字技術(shù)來使該信號(hào)失效。復(fù)制保護(hù)信號(hào)的類型包括偽同步脈沖和AGC脈沖。此外可使用數(shù)字技術(shù)來使色度復(fù)制保護(hù)處理的效果減小或消除(圖10至14)。數(shù)字復(fù)制保護(hù)消除器允許在數(shù)字域基本上全部去除偽同步脈沖和/或AGC脈沖。當(dāng)所述信號(hào)在數(shù)字域期間,確定偽同步和/或AGC脈沖的位置。利用所有或某些偽同步和/或AGC脈沖的這些已知的像素位置來在數(shù)字域修改所述信號(hào)以便有效地去除這些偽同步和/或AGC脈沖。
文檔編號(hào)H04N7/171GK1200222SQ96197642
公開日1998年11月25日 申請(qǐng)日期1996年10月17日 優(yōu)先權(quán)日1995年10月17日
發(fā)明者羅納德·夸恩 申請(qǐng)人:麥克羅維西恩公司