CN1164113C - 在数字域去除视频信号中复制保护信号作用的方法和装置 - Google Patents

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Abstract

本发明在模拟复制保护信号处于数字域期间使用数字技术来使该信号失效。复制保护信号的类型包括伪同步脉冲和AGC脉冲。此外可使用数字技术来使色度复制保护处理的效果减小或消除(图10至14)。数字复制保护消除器允许在数字域基本上全部去除伪同步脉冲和/或AGC脉冲。当所述信号在数字域期间，确定伪同步和/或AGC脉冲的位置。利用所有或某些伪同步和/或AGC脉冲的这些已知的像素位置来在数字域修改所述信号以便有效地去除这些伪同步和/或AGC脉冲。

Description

在数字域去除视频信号中 复制保护信号作用 的方法和装置
技术领域
本发明涉及处理视频信号的方法和装置，尤其涉及从视频信号中去除复制保护信号的作用(使其失效)。
背景技术
1986年12月23日发布的题目为“处理视频信号以便禁止对其作可接受的磁带录像的方法和装置(METHOD AND APPARATUS FORPROCESSING A VIDEO SIGNAL SO AS TO PROHIBIT THE MAKING OFACCEPTABLE VIDEO TAPE RECORDINGS THEREOF)”的由Ryan发明的美国专利第4,631,603(′603)号描述一种修改的视频信号，使得电视接收机仍然能从该修改的视频信号提供正常彩色图像，但是对该修改的视频信号的磁带录像却产生通常不可接受的图像，将此专利纳入本文以作参考。
该发明取决于普通盒式磁带录像机的自动增益控制系统不能够区别常规视频信号的正常同步脉冲(包括均衡脉冲即宽脉冲)及添加的伪同步脉冲。在这里，伪同步脉冲的定义是向下扩展到正常同步头电平的持续时间至少为0.5微秒的脉冲。在垂直消隐时段期间，把多个这样的伪同步脉冲添加到常规视频上，而且在每个这样的伪同步脉冲之后跟随一适当幅度和持续期的正脉冲。结果，磁带录像机中的自动增益控制系统将进行视频电平的虚假测量，造成视频信号的不正确记录。其结果是重放时图像质量不可接受。该方法利用的正向脉冲出现在普通电视接收机一般不用以进行黑电平恢复的时间里，所以在这些普通的电视机中不会压低墨电平。
1989年4月4日发布的题目为“对视频信号作成群修改禁止进行可接受磁带录像的方法和装置(METHOD AND APPARATUS FOR CLUSTERINGMODIFICATIONS MADE TO A VIDEO SIGNAL TO INHIBIT THE MAKINGOF ACCEPTABLE VIDEOTAPE RECOROING)”的由Ryan(瑞安)发明的美国专利第4,819,098(′098)号描述了对电视监视接收机的修改仍然从修改的信号中产生正常图像，但是对该信号的磁带录像却产生通常不可接受的图像，将此专利纳入本文以作参考。磁带录像机具有自动增益控制电路，用于测量视频信号中的同步电平并进行增益校正以把磁带录像系统中加到FM(调频)调制器的视频电平保持在固定的预定值上。给视频信号添加多个正脉冲，每个正脉冲紧跟在正常出现的同步脉冲的相应后沿之后。这些添加的脉冲群集在每场的垂直消隐区间以尽量减小它们对所述信号规定的图像的可观看程度的影响，但是仍然使录像机中的自动电平控制电路以实际值的许多倍来估计视频电平。同步脉冲本身也可处于降低的电平以增强该方法的有效性。
1990年10月2日发布的题目为“从视频信号中去除伪同步和/或AGC脉冲的方法和装置(METHOD AND APPARATUS FOR REMOVINGPSEUDO-SYNC AND/OR AN AGC PULSES FROM A VIDEO SIGNAI)”的由Ryan发明的美国专利第4,695,901(′901)号描述已加在视频信号上的伪同步脉冲和AGC脉冲的去除以允许对该视频信号进行可接受的录像，将该专利纳入本文以作参考。在此之前，因为磁带录像机的自动增益控制检测到虚假的记录电平，所以这些添加的信号干扰了对所述视频信号的可接受的录像，而常规电视接收机却不受对所述视频信号作所述修改的影响。对所述诸添加的脉冲的去除允许对此前修改的视频信号作可接受的录像。可有选择地操作的削波电路用于从该视频信号中去除负值的分量(即伪同步脉冲)，而添加的AGC(自动增益控制)脉冲则用电气操作的开关从该视频信号中有效地消去。所述的消去和削波功能都通过检测该视频信号的正常同步脉冲及添加的伪同步脉冲这二者来实现。所公开的方法及装置用于“改正”单独由伪同步脉冲、单独由AGC脉冲或由此两种脉冲的组合修改的视频信号。
1992年1月21日发布的题目为“代码信号消隐装置(CODE SIGNALBLANKING APPARATUS)”的由Okada(奥克达)等人发明的美国专利第4,336,554号描述了一种由开关设备和基准电平设定设备组成的代码信号消隐装置，开关设备在电视信号垂直消隐周期的给定时段期间工作，基准电平设定设备用于当所述开关电路工作时在所述给定时段期间产生基准电平输出。通过在电视信号的消隐时段处保持电视信号的视频信号电平，代码信号被消隐。
1993年3月16日发布的题目为“使视频信号中的反复制的保护系统失效的方法和装置(METHOD AND APPARATUS FOR DISABUNGANTI-COPY PROTECTION SYSTEMIN VIDEO SIGNALS)”的由Quan(夸恩)等人发明的美国专利第5,194,965(′965)号描述了一种根据电视机和VCR(盒式磁带录像机)电路特性的不同而使放置在录像信号中的复制保护信号失效的方法和装置，将此专利纳入本文作为参考。复制保护信号包括在视频信号消隐时段中的伪同步脉冲和/或添加的AGC脉冲。所描述的具体方法包括改变垂直消隐时段期间的视频信号的电平，如移变电平，来使复制保护信号不能有效地阻止VCR作未经许可的复制。实现该方法的电路包括同步分离器、脉冲产生电路和相加电路，其中同步检测器用于检测垂直消隐时段，脉冲产生电路用于在该垂直消隐时段期间产生预定宽度的脉冲，相加电路用于使这些预定脉冲和复制保护信号相加以移变后者的电平。另一种方法包括提高垂直消隐时段期间的复制保护信号的有效频率以便在VCR电路系统中实现衰减和/或低通滤波，从而使这些信号在阻止复制方面变得无效。实现这种方法的电路包括使脉冲变窄和/或相乘的电路，以有效地增加伪同步和/或ACG脉冲的高频内容。
1992年10月20日发布的题目为“通过把脉冲变窄使视频信号中的反复制的保护系统失效的方法和装置(METHOD AND APPARATUS FORDISABLING ANTI-COPY PROTECTION SYSTEM IN VIDEO SIGNASL USING PULSE NARROWNG)”的由Quan等人发明的美国专利第5,157,510(′510)号描述了通过利用电视机和VCR电路特性上的不同而使添加到视频信号上的复制保护信号失效的方法和装置。所描述的复制保护信号包括在视频信号垂直消隐时段内的伪同步脉冲和/或添加的AGC脉冲。所描述的具体方法包括提高垂直消隐期间的复制保护信号的有效频率以便在VCR电路系统中实现衰减和/或低通滤波，从而使这些信号在阻止复制方面变得无效。实现这种方法的电路包括使脉冲变窄和/或相乘的电路，以有效地增加伪同步和/或AGC脉冲的高频内容。
1995年5月2日由Quan提交的题目为“视频复制保护方法的增强以及垂直图像失真(VIDEO COPY PROTECTION PROCESS ENHANCEMENTAND VERTICAL PICTURE DISTORTIONS)”的美国专利申请08/433,283(′283)纳入本文以作参考，该专利申请公开了使由′603专利产生的信号失效的方法，即，修改伪同步脉冲对正常同步脉冲的相对幅度，使得在录像机内的同步脉冲检测系统只能检测正常同步脉冲，从而允许对所述复制保护信号的正常记录。
1995年5月5日由Quan提交的题目为“视频复制保护方法的增强以及垂直图像失真(VIDEO COPY PROTECTION PROCESS ENHANCEMENTAND VERTICAL PICTURE DISTORTIONS)”的美国专利申请08/435,575(′575)纳入本文以作参考，该专利申请公开了使由′603专利产生的信号失效以允许正常地记录所述复制保护信号的各种机理。
题目为“阻止复制视频节目的方法和装置(Method and Apparatus forPreventing The Copying of a Video Program)”的美国专利第4,907,903(′903)号纳入本文以供参考，该专利公开了检测在′603专利中描述的有次序排列的伪同步和白脉冲对的及使盒式磁带录像机记录功能失效的方法和装置。该′093专利公开了若干检测方法。
1986年3月18日发布的由John O.Ryan(约翰·O·瑞安)发明的“视频信号处理的方法和装置(Method and Apparatus For Processing a VideoSignal)”的美国专利第4,577,216号纳入本文以作参考，该专利公开了修改彩色视频信号以禁止对其作可接受的录像。常规电视接收机根据已修改信号产生正常彩色图像。但是从随后的磁带录像获得的彩色图像却显示彩色保真度的变异，表现为具有色彩误差的带或条。这种修改俗称“色条系统”或“色条处理”。按照该专利教导的商用实施例一般限制每场中具有这种引发的彩色误差或色条的视频行数。
彩色视频信号(在NTSC和PAL电视系统中都)含有所谓的色同步信号。色条系统修改该色同步信号。在电视发射机处彩色副载波信号的抑制要求彩色电视接收机(在NTSC情况下)包括一3.58MHz振荡器，在解调制期间使用该振荡器以重新插入彩色副载波信号及将彩色信号恢复到其原始形式。该重新插入的副载波信号的频率及相位二者对于彩色再现都是至关重要的。因此，必须同步彩色电视接收机的本地的3.58MHz振荡器，以便其频率及相位与发射机处的副载波信号步调一致。
该同步通过在水平消隐脉冲的后肩时段期间发送发射机3.58MHz副载波信号的一个小样本来实现。水平同步脉冲、前肩和消隐时段持续期基本上和黑白电视机的相同。但是在彩色电视发送(广播发送和有线发送)期间，准备用作彩色同步信号的3.58MHz副载波的8至10周被叠加在后肩上。该彩色同步信号就称作“色同步信号(color burst或burst)”。色同步信号的峰至峰幅度(对于NTSC电视如所示为40IRE(美国无线电工程师协会电视信号电平计量单位))与水平同步脉冲的幅度相同。
在色条处理的一个商用实施例中，在垂直消隐进段期间具有色同步信号的那些视频行中不出现色同步信号的相位(色条)修改。这些视频行在NTSC信号中是行10至21，在PAL信号中是相应的行。色条修改出现在可观看电视场的四至五个视频行的诸带中，后随八至十个视频行无色条调制的带。各带的位置是场至场不变的(“定常的”)。已知这种色条处理对有线电视相当有效，特别是当与同由John O.Ryan发明的和纳入本文以作参考的美国专利第4,631,603号的教导结合时。
在NTSC制式的电视中，色同步信号的起始由过零(正斜率或负斜率)来定义，该过零在色同步信号幅度的50％或更大的第一个副载波(色同步信号)半周之前。色条处理应理解为移变相对于诸色同步信号周标称(正确)位置的该色同步信号周的相位。
此外，色条处理中的相移量可从例如20°变至180°；相移越多，就色彩移变而言的视觉效果也越大。在PAL电视用的色条处理中，要有效就得使用稍大一些的相移(例如40°至180°)。
ColorstripeTM(商标名)处理的其他变型在以下诸临时申请中描述：序号60/010015，题目为“修改色同步信号以禁止磁带录像的经过改进的方法和装置(AN IMPROVED METHOD AND APPARATUS FOR MODIFYINE THECOLOR BURST TO PROHIBIT VIDEO TAPE RECORDING)”，发明者William J.Wrobleski(威廉·J·沃罗伯尔斯基)；序号60/010779，题目为“修改色同步信号以禁止磁带录像的提前色同步信号方法和装置(ANADVANCED COLOR BURST METHOD AND APPARATUS FORMODIFYING THE COLOR BURST TO PROHIBIT VIDEOTAPERECORDING)”，发明者William J.Wrobleski；序号60/014246，题目为“利用提前的和分裂的色同步信号的复制保护方法和系统(A METHOD ANDSYSTEM OF COPY PROTECTION USING AN ADVANCED AND SPLITCOLOR BURST)”，发明者William J.Wrobleski。
使′216专利及其他中的使色同步信号修改失效的方法和装置在题目为“从色同步信号中去除相位调制的方法和装置(Method and Apparatus forRemoving Phase Modulation From the Color Burst)”的美国专利第4,626,890(纳入本文以作参考)号中描述。在1995年5月9日提交的由RonaldQuan(罗纳德·夸恩)和John O.Ryan发明的序号为08/438,155题目为“使对视频信号的色同步信号修改失效的方法和装置(METHOID ANDAPPARATUS FOR DEFEATING EFFECTS OF COLOR BURSTMODIFICATIONS TO A VIDEO SIGNAL)”的申请中描述了检测色条信号的诸方法和装置及附加的使色条信号失效的诸方法和装置。把申请60/010015、60/010779、60/014246和8/438,155(′155)纳入本文以作参考。
1986年12月2日发布的由John O.Ryan发明的题目为“从色同步信号中去除相位调制的方法和装置(Method and Apparatus For Removing PhaseModulation From the Coloc Burst)”并纳入本文以作参考的美国专利第4,626,890号公开了美国专利第4,577,216号的相应调制的去除。该去除在记录时大大消除美国专利第4,577,216号所公开的处理的影响方面是有用的。
由Quan等人提交的′155申请描述了用于阻止记录视频信号的色条处理，对有效视频的每行上的色同步信号作修改使得随后对该视频信号的任何磁带录像都表示出色彩保真度的变异，这种变异表现为不希望有的色彩误差带或条。使该色条处理失效的方法是首先通过事先实验或联机检测确定含有色条处理的视频行的位置。然后对含有已修改色同步信号的某些行或全部行进行修改以便使总的视频信号变得可以记录。这种修改用几种方法加以实现，包括：把色条色同步信号的相位移变成正确相位，替换掉某些色条色同步信号或替换掉一些特定色条色同步信号中的一段使它们不再有效，以及使色条色同步信号与正确相位的色条信号混合以便消除存在的大部或全部相位误差。在其他的一些方案中，使已修改色同步信号失效的方法是修改立即在该已修改色同步信号之前的水平同步脉冲信号，使得VCR检测不到该已修改色同步信号因而这些已修改色同步信号不起作用。
在列作参考的诸使失效专利中描述的所有使失效方法都使用模拟技术。随着更多使用数字技术的来临，需要把以上技术用数字实现。
发明内容
今日环境下的视频信号存在于模拟域或数字域中。在许多场合中，希望诸如在′603、′098和′216专利中描述的模拟复制保护信号处在数字域中时消除或降低含有该模拟复制保护信号的视频信号的有效性。非法的视频翻制者可能通过把模拟信号变换到数字域和在数字域实行诸使失效机理来避免对上述的一个或更多个模拟使失效机理的侵权。
本发明人已确定对上述模拟使失效机理的教导的改进是可能的，特别是当模拟复制保护的信号在数字域时使用数字技术使该模拟复制保护的信号失效。这些改进包括使′603和′098专利产生的信号(影响录像机AGC系统的伪同步及AGC脉冲)失效。此外，数字技术可用于使在′216专利中公开的信号和在′015、′779和246诸临时申请中描述的ColorstripeTM处理的变型的效果减小或消除。
数字视频复制保护消除器允许在数字域去除基本全部的伪同步脉冲和/或AGC脉冲。当信号在数字域时，确定伪同步脉冲和/或AGC脉冲的位置。利用所有或某些伪同步和/或AGC脉冲的这些已知像素位置来把(最好是固定的)号码多路复用到数字多路复用器或输入端以有效地去除这些伪同步脉冲和/或AGC脉冲。在数字处理设备中可包括亮度/色度分离器，该亮度和/或色度数字部件可用于确定伪同步和/或AGC脉冲在电视行上的像素位置。例如，亮度部分可包含垂直同步作为对在垂直消隐区中驻留有复制保护信号的诸行计数的起点。同样，色度信号可有在每个垂直消隐时段中开始的数字包同步信号以确定在该垂直消隐区(时段)中的复制保护信号的位置。可对数字复合信号或只对亮度信号(Y)进行这些复制保护脉冲的有效消除。
一旦确定了这些复制保护脉冲的位置，有效地消除在数字域的复制保护脉冲的“通用”方法是通过“电路ACP”来实现。“电路ACP”受伪同步AGC脉冲像素位置电路的控制，且可直接在数字处理之前或在数字处理块内。
通过以下方法，“电路ACP”有效地在数字域消除了复制保护：a)如在Ryan的4,695,901(′901)、Quan等人的5,194,965(′965)和5,157,510(′510)(都在以上提及并纳入本文作为参考)中描述的电平移变和/或脉冲窄化和/或脉冲衰减；b)替换成正常的复合同步；c)使正常复合同步的幅度增大到大于伪同步，使得同步分离器不能检测到伪同步(如在′965专利和上述′283中公开并纳入本文以作参考)；d)用信号(即平坦场)替换至少部分的伪同步AGC位置，使可记录复制为可能。
描述了可用于“电路ACP”的若干不同电路。其他的“电路ACP”变型可以是通过检测到受复制保护的视频的AGC及伪同步脉冲而变成逻辑高的电路。然后使用使视频信号的AGC脉冲和伪同步脉冲变窄的定时波产生器来输出持续时间短于AGC和伪同步的脉冲。当然，对这些复制保护脉冲的处理还可以是窄化、衰减、电平移变和/或修改(即替换)的组合。
本方法(和装置)可应用于数字处理器如计算机桌上视频、数字磁带录像、数字视频效果等。
数字方法还可应用于在数字域有效地消去或改正“色条”(色同步信号相位调制)保护处理和/或增强的视频复制保护信号。
数字信号可由视频信号的相对8比特电平来定义。例如，同步头定义为0，而最高的白色为电平255。色同步信号在电平36和109之间，消隐电平在73处。所描述的“色条”信号需要使已移相的色同步信号的足够部分得到改正以允许作出可接受的记录。例如，如果该相移设定为180°，则利用EPROM(可擦除的可编程存储器)来把色同步电平号数映射成以电平73(消隐电平)为镜子的镜像的新电平号数。例如，如果来自视频源期间的色同步信号电平为电平109，则EPROM的输出将是电平36。
在数字域去除复制保护信号或使其失效的各种方法和装置包括修改小于全部的但是数量足够的存在复制保护信号的行，以便能制作可接受的录像。
按照本发明一个方面，提供了一种降低数字视频信号内伪同步和自动增益控制AGC脉冲复制保护信号的效果的方法，其中所述复制保护信号允许在数模变换之后观看所述数字视频信号的模拟形式，同时禁止制作所述数字视频信号的可接受模拟录像，所述方法包括以下步骤：
数字地产生一个控制信号，该控制信号用来指示其中存在所述复制保护信号的所述视频信号的被选择行；
提供一个选择的数字修改信号；以及
响应于所述数字控制信号，利用所述选择的数字修改信号，来数字地修改所述复制保护信号，这种修改是在其中由所述控制信号指示存在所述复制保护信号的所述数字视频信号的足够数目的被选择行中进行的，该足够数目的被选择行足以允许在数模变换之后制作所述数字视频信号的可接受录像。
按照本发明的另一个方面，提供了一种降低数字视频信号内伪同步和自动增益控制AGC脉冲复制保护信号的效果的方法，其中所述复制保护信号允许在数模变换之后观看所述数字视频信号的模拟形式，同时禁止制作所述数字视频信号的可接受模拟录像，所述方法包括以下步骤：
确定在所述数字视频信号的被选择行中的正常同步脉冲的位置；
在用来允许在数模变换之后制作所述数字视频信号的可接受录像的足够数目的被选择行中，增大所述正常同步脉冲相对于所述伪同步脉冲的幅度。
按照本发明的另一个方面，提供了一种数字减少数字视频信号内不正确相位的色度复制保护信号的效果的方法，其中所述复制保护信号允许在数模变换之后观看所述数字视频信号的模拟形式，同时禁止制作所述数字视频信号的可接受模拟录像，所述方法包括：
数字地确定在所述数字视频信号内的色度复制保护信号的位置；
数字地产生指示所述色度复制保护信号的存在的控制信号；以及
响应于所述控制信号，利用一个正确相位的色度信号，数字地替换所述数字视频信号内的足够数目的色度复制保护信号，该足够数目的色度保护信号允许在数模变换之后制作所述视频信号的可接受录像。
按照本发明的另一个方面，提供了一种数字去除数字视频信号的选择行内伪同步和自动增益控制AGC脉冲复制保护信号的效果的装置，其中所述复制保护信号允许在数模变换之后观看所述数字视频信号的模拟形式，同时禁止制作所述数字视频信号的可接受模拟录像，所述装置包括：
数字处理器，接收包括所述复制保护信号的数字视频信号；
数字复制保护信号位置检测器，用于数字地定位在数字视频信号中的复制保护信号；
所述位置检测器数字地产生一个指示所述复制保护信号的存在的多路传送控制信号；
用于产生被选择的数字修改信号的装置；
数字信号修改电路，响应于所述多路传送控制信号，利用所述被选择的数字修改信号，来在允许在数模变换之后制作所述数字视频信号的可接受录像的所述数字视频信号的足够数目的被选择行中，数字地修改所述复制保护信号。
按照本发明的另一个方面，提供了一种数字消除在数字视频信号内不正确相位的色度复制保护信号的效果的装置，其中所述复制保护信号允许在数模变换之后观看所述数字视频信号，同时禁止制作所述数字视频信号的可接受模拟录像，所述装置包括：
数字线路定位电路，用于数字地确定色度复制保护信号在所述数字视频信号的被选择的行内的位置；以及
数字信号修改电路，响应于所述数字线路定位电路的操作，用于用正确相位的色度信号修改所述色度复制保护信号中足够数目的信号，以允许在数模变换之后制作所述数字视频信号的可接受录像。
在上面所述的数字消除在数字视频信号内不正确相位的色度复制保护信号的效果的装置中，所述的数字信号修改电路包括：
数字多路传送器，接收含有所述色度复制保护信号的数字视频信号；
数字移相器，用于接收所述数字视频信号，并且连接到所述数字多路传送器的第二输入端；
“与”门，响应于色同步选通信号和色度复制保护行位置信号，用于向所述数字多路传送器的第三输入端提供一个控制信号，用于控制当相移数字视频连接到所述数字多路传送器的输入端时的时期。
附图说明
参看各附图：
图1A表示如在′603专利中描述的含有伪同步脉冲及AGC脉冲的受复制保护的信号；
图1B表示如在′098专利中描述的复制保护信号；
图2表示在数字域中的视频信号的信号通路；
图3表示本发明第一实施例的方框图；
图4表示本发明第二实施例的方框图；
图5表示组合模拟和/或数字电路；
图6表示有关视频信号的8比特电平；
图7表示8比特数字倒相器；
图8表示数字同步分离器电路；
图9表示数字时序脉冲产生器；
图10表示产生色调行位置的方框图和色同步选通的产生；
图11表示使色条失效的多路复用实施例；
图12表示通过使用数字色同步信号延续振荡器而使色条失效的实施例；
图13表示使用数字相位检测器的实施例；
图14表示不使用相位检测器的检测色条色同步信号的实施例。
具体实施方式
以下描述信号处于数字域时使模拟复制保护信号失效的一些实施例。对降低伪同步及AGC脉冲复制保护信号的效果或消除这些信号的说明。
如上所述，通常在视频信号中存在二种基本类型的复制保护信号。第一种包括视频信号亮度部分中的信号。以下将涉及的第二种包括视频信号色度部分中的复制保护信号。
尤其是，为之说明模拟使失效机理的亮度复制保护信号的类型已在Ryan发明的′603和′098专利中作了充分描述。见图1A和图1B。这些复制保护信号的元素是伪同步脉冲或正常同步脉冲与AGC脉冲的组合。设计这些成对同步和AGC脉冲是为了使录像机中的AGC电路错算正确的增益设定从而作出低质量的录像。下列各种实施例的主要目的在于当受复制保护的信号在数字域中时修改该信号以减少或消除复制保护信号的效果。
如上所述，各种实施例的目的是在数字域时从视频信号中去除复制保护的效果。图2表示用模数(A/D)变换器14把含有复制保护信号的模拟信号12变换成数字信号16，然后在数字域处理该信号16。然后，通过将利用模数转换器14处理过的数字信号20转换为模拟信号，已处理的数字信号20被数模(D/A)变换器22变换回到模拟域。以下的各实施例可以使用含有复制保护的数字信号的数字设备输出。为简单起见，下述的各实施例的每一个可能包含也可能不包含模数变换及数模变换。每个实施例将在视频信号在数字域中的前提下工作。
本发明的第一通用实施例在图3中描述。设备30使受复制保护的数字视频输入信号32输入到数字处理器34和伪同步AGC脉冲位置电路36。数字号码产生器产生预定的数字号码，该预定的数字号码代表一种希望替换掉复制保护脉冲的条件。数字处理器34和数字号码产生器38的输出连接到数字多路传送器40的第一和第二输入端。伪同步AGC脉冲像素位置产生器26的输出输入到数字多路传送器40作为数字多路传送器40的控制要素。按照多路传送控制信号44的指示，所得的数字视频信号42使伪同步AGC信号得到修改或去除。
本发明的第二通用实施例在图4中描述。设备50使受复制保护的数字视频输入信号52输入到数字处理器54和伪同步AGC脉冲位置电路56。数字处理器54的输出连接到称作“电路ACP”58的通用电路的第一输入端。伪同步AGC脉冲像素位置检测器56的输出被输入到“电路ACP”的第二输入端。以下描述“电路ACP”58各种实施例的细节。按照多路传送控制信号62和“电路ACP”58的指示，所得的数字视频信号60使伪同步AGC信号得到修改或去除。
“电路ACP”实行的各种功能是：
a)如在Ryan的4,695,901(′901)和Quan等人的5,194,965(′965)、5,157,510(′510)(都在以上提及并纳入本文作为参考)中描述的电平移变和/或脉冲窄化和/或脉冲衰减；
b)替换成正常的复合同步；
c)使正常复合同步的幅度增大到大于伪同步，使得录像机中的同步分离器不能检测到伪同步(如在′965专利和上述′283中公开并纳入本文以作参考)；以及
d)用信号(即平坦场)替换至少部分的伪同步、AGC位置，使可记录复制为可能。
图5表示对视频输入和/或视频输出D采样的组合模拟和/或数字电路[包括(例如在Ryan的′901中描述的同步分离器、单稳态定时电路、逻辑电路、或计数器以及数字行位置电路)]以产生与伪同步和/或AGC脉冲重合的脉冲。该电路的输出是P、Q、R、S的组合，P、Q、R、S有效地在数字域消除了视频反复制处理。例如，“Q”可以是与同复制保护添加脉冲有关的视频行重合的脉冲。“Q”可用于关断、衰减、电平移变、窄化这些复制保护添加脉冲以便制作可记录的VCR拷贝或者基本消除所述复制保护。对降低色条复制保护信号的效果或消除这些信号的说明。
数字方法还能应用于在数字域有效地消去或改正“色条”(色同步信号相位调制)保护处理和/或增强的视频复制保护信号。
如在′155申请中曾经彻底讨论过的，首先必须确定哪些电视行含有色条处理，然后修改色条信号以使受复制保护的信号可以记录。
图6表示数字信号由视频信号的相对8比特电平来定义。例如，同步头定义为0，而最高的白色为电平255。色同步信号在电平36和109之间，消隐电平在73处。其他的比特等级是可能的。用8比特信号作为示范性描述。所描述的“色条”信号需要使已移相的色同步信号的足够部分得到改正以允许作出可接受的记录。例如，如果该相移设定为180°，则利用EPROM(可擦除的可编程存储器)来把色同步信号电平号数映射成以电平73(消隐电平)为镜子的镜像的新电平号数。例如，如果来自视频源期间的色同步信号电平为电平109，则EPROM的输出将是电平36。
图7表示为数字化的色同步信号产生相移的方法，例如，如果相移设定为180°，则EPROM(可擦除的可编程存储器)EP相位70能把色同步信号电平号数映射成以电平73(消隐电平)为镜子的镜像的新电平号数。例如，如果来自数字视频源72的色同步信号电平为电平109，则EP相位的输出将是电平36。
图8表示数字同步分离器电路。数字视频源(即8位总线)输入到U 68680的“P”输入端，U 686是数字8位认同比较器(诸如由Texas Instruments(美国德州仪器公司)生产的74686之类的电路)。Q输入是8位二进制字例如18。因此当数字视频源大于电平18时，U 686的输出82将为高。因此，如在图8上见到的，U 686 80的输出是表示复合同步(也包含伪同步)的波形。
图9表示与极精密单稳态多谐振荡器等效的数字定时脉冲产生器(DTPG)90电路。输入脉冲92用于触发触发器SRFF 94的起动输入端使得SRFF的Q端输出为高，这又允许系统时钟(即像素时钟，如在NTSC中是14.318MHz)起动N计数器96计数直到N。当N计数器到达N时，TC输出端使SRFF复位，于是Q输出变低并将“N”装入N计数器以复位该N计数器。SRFF的输出98是持续时间为N倍像素(系统)时钟持续期的脉冲。
图10表示色调位置电视行如何经由EPROM 21产生及色同步选通脉冲如何经由DTPG 12和13产生的方框图。已受复制保护的数字视频一般是8(至10)位总线，该总线输入到数字比较器DCP1中以检测同步脉冲。因此DCP1的输出是复合同步(包括伪同步)DCP1，然后送到计数器及比较器CCTG1以检测垂直同步脉冲，例如第一垂直宽脉冲(在NTSC中是场1中的行4和场2中的266的后半行)。见ANSI/SMPTE标准170M-1994，图7。在CCTG1中使用像素时钟(即，在某些NTSC系统中为14.318MHz)以对理应检测出该垂直同步宽脉冲的诸脉冲进行计数。因此CCTG1的输出随每个第一垂直同步脉冲而为高的脉冲。然后将此送入帧脉冲产生电路FPG1。FPG1也使像素时钟及来自DCP1的复合同步送入。FPG1利用来自CCGT1的垂直脉冲而随像素时钟起动数字单稳以持续约6行的时间。在FPG1中的另一单稳触发该6行单稳的末尾约3微秒。在场1行10的水平同步脉冲定时期间，3微秒单稳为高；在场2行272的中部期间，3微秒单稳也为高。FPG1利用组合逻辑来使3微秒单稳输出和来自DCP1的复合同步相“与”。在场1期间，在FPG1中的该“与”门的输出为低(因为行10的同步脉冲为逻辑低)。在场2期间，该“与”门的输出为高，因为当经由DCP1分离同步时，在行272中部，行272为逻辑高。因此FPG1的输出脉冲对偶场为高，对奇场为低。
复合同步送到约50微秒的不可重新触发的数字单稳DTPG11。DTPG11的输出因此是行频脉冲。DTPG11的输出送到计数器LINECNT1的时钟输入端，FPG1的输出也输入该计数器以将其复位。LINECNT1的输出是多位总线，该多位总线在NTSC中计数到525或在PAL或SECAM中计数到625。LINECNT1的输出送到EPROM21的地址输入端。然后对EPROM21的输出进行编程，使得在那些含有色条的已识别行期间逻辑高接通。
为了产生色同步选通，把来自DCP1的复合同步送到数字单稳或延时电路DTPG12。对DTPG12进行定时使其后沿与色同步信号的起点一致。然后DTPG12的输出触发DTPG13以产生与色同步信号重合的脉冲。
图11表示通过MUX10多路传送由电路PHASE10(见图13)得到的已改正色同步信号相位的方法。来自图10的色同步选通及色条行位置经过AND10相“与”以在数字域切入已改正色同步信号，因而随色调处理的失效而导致可记录的视频。
图12表示通过使用数字色同步信号延续振荡器BCO(见飞利浦桌上视频数据手册(Philips Desktop Video Data Handbook)(1992)第2-26页)来使色条失效的另一种方法。数字视频总线输入到BCO中。BCO的输出被输入到多路传送器MUX11。MUX11的控制可以是来自图10的色同步选通BG以用已改正的数字色同步信号来替换所有色同步信号。通过使用色条行位置脉冲及色同步选通，MUX11可在数字域用已改正的色同步信号仅替换那些色条色同步信号。
有数种可用作数字相位检测器的方法。第一种方法见于飞利浦半导体公司(Philips Semiconductors)出版的飞利浦1992年桌上视频数据手册(Philips 1992 Desktop Video Data Handbook)第2-17页。
第二个例子是图14。在电路M1(数字乘法器)上，IN1是含有色条色同步信号的数字视频的输入，而IN2是色同步信号数字色同步延续电路(即在数字域的振荡器或正确色同步信号重复电路)的输入。因此M1的输出是IN1和IN2的乘积。M1是数字算术乘法器，例如使用德州仪器公司74284及其他集成电路而成的电路。M1的输出是以像素级处出现的IN1和IN2的乘积。累加器ACC1通过U370的输出对M1的输出求和多达32次(代表多达8个副载波周)。然后由DIV1把ACC1的输出用算术方法除以例如32以得到M1输出的平均值。因此DIV1的输出是一个数，每一存在色同步信号(色条色同步信号或正常色同步信号)的行该数出现一次。对于那些含有色条的行，可以检测出DIV1的输出与那些含有正常色同步信号的行的结果不同。
不使用相位检测器而检测色条色同步信号的方法的另一实施例是使用加法器，如图13所示。作为基础，每个水平行把色同步延续电路的输出(它代表正确的色同步相位)加到色同步信号上。对于正确色同步相位的行，加法器(ADD103)的输出将是二倍幅度的色同步信号。然而如果存在含有色条色同步信号的行，则加法器ADD103的输出将比二倍幅度的色同步信号小得多。ADD103的输出经过与门U37被选通到EPROM103中。然后给EPROM103编程以削去消隐以下的电平和减去消隐电平(#73)。然后把EPROM103的输出送到ACC103以对各数求和(对于8周色同步信号约累加32次)。如果存在色条，则来自ACC103的数(每水平行一个数)将比存在正确色同步信号时小。
本公开物是示例性而非限制性的。在本说明中的所有讨论都以NTSC格式为基准。然而，所述的概念同样可应用到PAL和SECAM格式中。另外的变形对于本领域的技术人员将是显然的，但是本发明人认定这些变形属于所附权利要求书保护的范围。

Claims (25)

1.一种降低数字视频信号内伪同步和自动增益控制AGC脉冲复制保护信号的效果的方法，其中所述复制保护信号允许在数模变换之后观看所述数字视频信号的模拟形式，同时禁止制作所述数字视频信号的可接受模拟录像，所述方法包括以下步骤：数字地产生一个控制信号，该控制信号用来指示其中存在所述复制保护信号的所述视频信号的被选择行；
提供一个选择的数字修改信号；以及
响应于所述数字控制信号，利用所述选择的数字修改信号，来数字地修改所述复制保护信号，这种修改是在其中由所述控制信号指示存在所述复制保护信号的所述数字视频信号的足够数目的被选择行中进行的，该足够数目的被选择行足以允许在数模变换之后制作所述数字视频信号的可接受录像。
2.如权利要求1所述的方法，还包括：
产生数字控制信号，用于在所述数字视频信号的垂直消隐区中的预定数目的行；以及
响应于所述数字控制信号而用数字修改信号数字地修改所述预定数目的行中的仅仅是制作可接受录像所要求的足够数目的行。
3.如权利要求1所述的方法，其中所述数字修改步骤包括：
把数字视频信号输入到一个数字多路传送器的第一信号输入端；
把所选择的数字修改信号输入到所述数字多路传送器的第二信号输入端；
把所述控制信号施加到所述数字多路传送器的控制输入端。
4.如权利要求1所述的方法，其中所述数字修改步骤包括：
在所述数字视频信号内的所述复制保护信号的所述存在期间将控制信号施加到一个选择的数字视频信号修改电路；
数字控制步骤，用于数字地控制所述数字视频信号的被选择部分的幅度，以消除复制保护信号的效果。
5.如权利要求4所述的方法，其中所述数字控制步骤包括在所述复制保护信号的所述存在期间减小所述数字视频信号的所述被选择部分的幅度。
6.如权利要求4所述的方法，其中所述数字控制步骤包括在所述视频信号内不存在所述复制保护信号期间增加所述数字视频信号的所述被选择部分的幅度。
7.如权利要求1所述的方法，其中所述数字修改步骤包括：
在所述数字视频信号内所述复制保护信号的所述存在期间施加控制信号；
以数字替换信号的形式提供所选择的数字修改信号；
在允许制作所述数字视频信号的可接受录像所要求的所述足够数目的被选择行中，用所述数字替换信号替换所述复制保护信号。
8.如权利要求7所述的方法，其中所述数字替换信号是代表所述数字视频信号的消隐电平的数字信号。
9.一种降低数字视频信号内伪同步和自动增益控制AGC脉冲复制保护信号的效果的方法，其中所述复制保护信号允许在数模变换之后观看所述数字视频信号的模拟形式，同时禁止制作所述数字视频信号的可接受模拟录像，所述方法包括以下步骤：
确定在所述数字视频信号的被选择行中的正常同步脉冲的位置；
在用来允许在数模变换之后制作所述数字视频信号的可接受录像的足够数目的被选择行中，增大所述正常同步脉冲相对于所述伪同步脉冲的幅度。
10.一种数字减少数字视频信号内不正确相位的色度复制保护信号的效果的方法，其中所述复制保护信号允许在数模变换之后观看所述数字视频信号的模拟形式，同时禁止制作所述数字视频信号的可接受模拟录像，所述方法包括：
数字地确定在所述数字视频信号内的色度复制保护信号的位置；
数字地产生指示所述色度复制保护信号的存在的控制信号；以及
响应于所述控制信号，利用一个正确相位的色度信号，数字地替换所述数字视频信号内的足够数目的色度复制保护信号，该足够数目的色度保护信号允许在数模变换之后制作所述视频信号的可接受录像。
11.如权利要求10所述的方法，其中所述数字地替换所述数字视频信号内的足够数目的色度复制保护信号的步骤是用数字倒相器来完成的。
12.如权利要求10所述的方法，该方法还包括利用一个数字同步分离器数字地确定复合同步信号和伪同步信号的步骤。
13.如权利要求10所述的方法，其中所述数字地确定所述色度复制保护信号的位置的步骤包括数字地确定相应行位置和同步选通信号。
14.如权利要求10所述的方法，其中所述数字地替换所述数字视频信号内的足够数目的色度复制保护信号的步骤是用数字多路传送器来完成。
15.如权利要求10所述的方法，其中所述数字确定所述色度复制保护信号的位置的步骤用数字相位检测器来完成。
16.一种数字去除数字视频信号的选择行内伪同步和自动增益控制AGC脉冲复制保护信号的效果的装置，其中所述复制保护信号允许在数模变换之后观看所述数字视频信号的模拟形式，同时禁止制作所述数字视频信号的可接受模拟录像，所述装置包括：
数字处理器，接收包括所述复制保护信号的数字视频信号；
数字复制保护信号位置检测器，用于数字地定位在数字视频信号中的复制保护信号；
所述位置检测器数字地产生一个指示所述复制保护信号的存在的多路传送控制信号；
用于产生被选择的数字修改信号的装置；
数字信号修改电路，响应于所述多路传送控制信号，利用所述被选择的数字修改信号，来在允许在数模变换之后制作所述数字视频信号的可接受录像的所述数字视频信号的足够数目的被选择行中，数字地修改所述复制保护信号。
17.如权利要求16所述的装置，其中数字信号修改电路包括数字多路传送器。
18.如权利要求16所述的装置，其中所述数字信号修改电路包括一个数字反复制保护电路，用于消除复制保护信号。
19.如权利要求18所述的装置，其中所述数字反复制保护电路通过在数字视频信号中相对于正常同步脉冲电平移变所述伪同步脉冲而数字修改所述复制保护信号。
20.如权利要求18所述的装置，其中所述数字反复制保护电路通过脉冲窄化所述伪同步脉冲和所述自动增益控制AGC脉冲来数字修改所述复制保护信号。
21.如权利要求18所述的装置，其中所述数字反复制保护电路通过用正常同步脉冲替换所有所述伪同步脉冲来数字修改所述复制保护信号。
22.如权利要求18所述的装置，其中所述数字反复制保护电路通过增大正常同步脉冲相对于所述伪同步脉冲的幅度来数字修改所述复制保护脉冲。
23.一种数字消除在数字视频信号内不正确相位的色度复制保护信号的效果的装置，其中所述复制保护信号允许在数模变换之后观看所述数字视频信号，同时禁止制作所述数字视频信号的可接受模拟录像，所述装置包括：
数字线路定位电路，用于数字地确定色度复制保护信号在所述数字视频信号的被选择的行内的位置；以及
数字信号修改电路，响应于所述数字线路定位电路的操作，用于用正确相位的色度信号修改所述色度复制保护信号中足够数目的信号，以允许在数模变换之后制作所述数字视频信号的可接受录像。
24.如权利要求23所述的装置，其中所述数字线路定位电路包括：
数字比较器，接收含有所述色度复制保护信号的所述数字视频信号，用于产生一个复合同步信号；
计数器/比较器/时序产生器，2H消除器时序产生器和第一计数器时序产生器，它们都响应于数字比较器的复合同步信号；
帧脉冲产生器，与所述计数器/比较器/时序产生器以及所述第一计数器时序产生器电路以及一个第二计数器时序产生器一起响应于像素时钟；
其中所述计数器/比较器/时序产生器产生连接到所述帧脉冲产生器的垂直脉冲；
其中所述帧脉冲产生器使用所述像素时钟、所述垂直脉冲和复合同步信号来产生帧脉冲；
复位525/625计数器，响应于帧脉冲，用于产生EPROM地址；
其中所述2H消除器时序产生器产生连接到所述复位525/625计数器的水平速率脉冲；
EPROM响应于EPROM地址，对该EPROM编程使得一个选择的逻辑状态指示包括所述色度复制保护信号的行；
其中所述第一和第二计数器时序产生器在所述第二计数器时序产生器的输出端联合产生色同步选通信号。
25.如权利要求23所述的装置，其中所述数字信号修改电路包括：
数字多路传送器，接收含有所述色度复制保护信号的数字视频信号；
数字移相器，用于接收所述数字视频信号，并且连接到所述数字多路传送器的第二输入端；
“与”门，响应于色同步选通信号和色度复制保护行位置信号，用于向所述数字多路传送器的第三输入端提供一个控制信号，用于控制当相移数字视频连接到所述数字多路传送器的输入端时的时期。
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