[发明专利]用于在视频信号上叠加附加信息的方法和设备

说明书

本发明涉及以对重现的图象产生尽可能小的影响的极低的电平在视频信号上叠加附加信息的方法和设备。

用于记录数字信息的设备、例如数字VTR和MD(小型磁盘)记录播放机正得到广泛的应用，并且还出现了带有记录功能的DVD(数字视频磁盘或数字通用磁盘)设备。

在这些数字信息记录器中，各种附加信息信号可以与主视频和音频信号或计算机数据等一起被记录。在这种情况下，附加信息信号是记录在一个与数字信息信号区域不同的区或上的数字信号，例如增加到每块数据或TOC(内容表)区域的标题。

在一个附加信息是通过叠加在一常规主视频信号上发送的系统中，附加信息信号不是直接地叠加在例如标题的数字信息信号上，而是记录在一间接区域。

附加信息信号因此可以容易地通过滤波或窜改来去除，这样则记录和回放设备不再能够检测到必需的附加信息信号。

特别地，当增加控制信息和版权信息作为附加信息信号来防止非法复制时，由于附加信息信号的去除，无法达到其最初的目的。

而且，如果将附加信息信号增加到一个间接区域，当数字信息信号变换到模拟信号时，只能获得主信息信号，附加信息信号将丢失。

这意味着，即使作为附加信息信号增加一个防复制控制信号，以防止非法复制，当信号变换为模拟信号时，这个方法是完全无效的。

为了解决当信号变换为模拟信号时附加信息信号丢失这个问题，发明人已经提出了一种方法，在这种方法中，在频谱上扩展附加信息信号，例如防复制信号，然后在数字或模拟记录期间将在频谱上扩展的附加信息信号叠加到视频信号上(美国专利申请No.08/75510)。

在这种方法中，例如，通过以足够高的速率产生一个PN(伪随机噪声)序列的代码(下文称作为PN码)并将其提供给附加信息信号来执行频谱扩展。从而将附加信息信号例如窄带、高电平防复制控制信号变换成对视频信号无影响的宽带、极低电平信号。

然后，将已经以这种方式进行了频谱扩展的附加信息信号，即频谱扩展信号叠加到模拟视频信号并记录在记录媒体上。

记录在记录媒体上的视频信号可以是模拟的，也可以是数字的。

在这种方法中，以与视频信号相同的计时和频率来叠加附加信息信号，例如防复制控制信号。因此，对于希望执行非法复制的人来说，从视频信号中去除叠加的防复制控制信号是很困难的。

然而，通过执行逆扩展，仍然能够检测到附加信息信号，例如叠加的防复制控制信号。

考虑到当附加信息作为频谱扩展信号叠加到视频信号上时容易被检测到，可以用一个与视频信号的同步信号同步的扩展码对附加信息位进行频谱扩展，以产生一个频谱扩展信号，然后将该频谱扩展信号叠加到视频信号上。

如果与视频信号同步产生扩展码，当要检测附加信息时，仅仅需要与视频信号的同步信号同步产生一个用于执行逆扩展的扩展码。当信号被叠加时，产生与扩展码同步的逆扩展码是很简单的，所以可以很容易地执行检测。

例如，可以应用一个具有与视频信号的垂直同步信号同步的场周期的扩展码对附加信息进行频谱扩展。

为了在附加信息包含多个位时容易对其进行检测，并应用频谱扩展技术的特性，在多个位中的每位的位信息可以由不同的扩展码序列来进行频谱扩展。例如，CGMS(复制产生管理系统)是一种公知的防复制控制信号。在CGMS中，防复制控制信号包括两位信息：00允许无限制的复制，10只允许第一代复制，而11禁止复制。

当用上述频谱扩展技术与视频信号同步叠加这两位信息时，高位信息用第一扩展码序列进行频谱扩展，低位信息用第二扩展码序列进行频谱扩展，然后将两序列的频谱扩展信号同时叠加在视频信号上。

在频谱扩展技术中，如上所述叠加的两位附加信息可以通过执行与图象同步信号同步的第一和第二扩展码序列的逆扩展来检测。

然而，当多个位用不同的扩展码序列进行频谱扩展并且都叠加在视频信号上时，虽然每一个是以极低的电平叠加的，但他们合在一起形成了一个带有高电平的部分。因此，在该部分中，叠加的附加信息可能影响重现的图象，导致重现图象的S/N的降低。

因此，有人提出通过应用不同的扩展码序列扩展多个位获得的频谱扩展信号不应该叠加到一个屏幕的所有区域，而是叠加在不妨碍屏幕观察的区域上，例如左边或右边。

然而，当从附加信息位获得的频谱扩展信号集中到屏幕的一个固定部分时，如果为了使防复制控制信号无效而改变视频信号的垂直同步信号和同步定时有偏差，则有可能不能检测到附加信息信号。