Главная страница  |  Описание сайта  |  Контакты
УСОВЕРШЕНСТВОВАННЫЙ СПОСОБ ЗАЩИТЫ ОТ ВИДЕОКОПИРОВАНИЯ ВВЕДЕНИЕМ ГОРИЗОНТАЛЬНЫХ И ВЕРТИКАЛЬНЫХ ИСКАЖЕНИЙ ИЗОБРАЖЕНИЯ
УСОВЕРШЕНСТВОВАННЫЙ СПОСОБ ЗАЩИТЫ ОТ ВИДЕОКОПИРОВАНИЯ ВВЕДЕНИЕМ ГОРИЗОНТАЛЬНЫХ И ВЕРТИКАЛЬНЫХ ИСКАЖЕНИЙ ИЗОБРАЖЕНИЯ

УСОВЕРШЕНСТВОВАННЫЙ СПОСОБ ЗАЩИТЫ ОТ ВИДЕОКОПИРОВАНИЯ ВВЕДЕНИЕМ ГОРИЗОНТАЛЬНЫХ И ВЕРТИКАЛЬНЫХ ИСКАЖЕНИЙ ИЗОБРАЖЕНИЯ

Патент Российской Федерации
Суть изобретения: Изобретение относится к способам защиты от видеокопирования. Усовершенствования для способа анти-видео-копирования приводят к аномально низкой амплитуде видеосигнала, записываемого на незаконную копию. В одном варианте эти усовершенствования вводят в участок телевизионного изображения, находящийся за пределами видимой области экрана, непосредственно перед импульсами строчной или кадровой синхронизации, но в активный видеосигнал, отрицательно идущий сигнал, который для телевизионного приемника или видеомагнитофона оказывается синхросигналом, таким образом вызывая преждевременный горизонтальный или вертикальный обратный ход луча. В одном варианте формируется (в правом участке изображения за пределами видимой области экрана) клетчатая структура из чередующихся областей серого и черного, которая приводит к тому, что на телевизионном приемнике, на котором воспроизводится незаконная копия, в выбранных строках строчный обратный ход луча происходит раньше, чем в нормальном режиме, с последовательным горизонтальным смещением информации изображения на этих строках. Это в значительной степени ухудшает видимость изображения. В другом варианте серая структура, сформированная в нижнем участке изображения за пределами видимой области экрана, вызывает вертикальную нестабильность изображения. В другом варианте сужаются выбранные строчные синхроимпульсы, изменяя запуск вертикального обратного хода. Техническим результатом является создание способа и устройства эффективной защиты от видеокопирования. 17 с. и 72 з.п.ф-лы, 107 ил.
Поиск по сайту

1. С помощью поисковых систем

   С помощью Google:    

2. Экспресс-поиск по номеру патента


введите номер патента (7 цифр)

3. По номеру патента и году публикации

2000000 ... 2099999   (1994-1997 гг.)

2100000 ... 2199999   (1997-2003 гг.)
Номер патента: 2130237
Класс(ы) патента: H04N7/16, H04N7/167
Номер заявки: 95122715/09
Дата подачи заявки: 09.05.1994
Дата публикации: 10.05.1999
Заявитель(и): Макровижн Корпорейшн (US)
Автор(ы): Питер Дж.Уонфор (US); Элистер Дж.Кнокс (GB); Джереми Дж.Коркоран (GB); Джон О.Райн (US); Рональд Кван (US)
Патентообладатель(и): Макровижн Корпорейшн (US)
Описание изобретения: Усовершенствования для способа защиты от снятия видеокопий, причем усовершенствования приводят к дополнительному ухудшению качества изображения, если просматривается копия, сделанная с защищенной записи, и дополнительно они уменьшают видимость не разрешенных записей, снятых с защищенной записи.
Способы защиты от видеокопирования хорошо известны. Например, способ Райана, который раскрыт в патенте США N 4631603, опубликованном 23 декабря 1986 г., включенном в описание в качестве ссылки на источник информации (см. реферат):
"Видеосигнал модифицируется таким образом, что телевизионный приемник обеспечивает от модифицированного видеосигнала нормальное цветное изображение, а при записи на магнитофон модифицированного видеосигнала получается, как правило, неприемлемое изображение.
Это изобретение основано на том факте, что обычные системы, включающие кассетный видеомагнитофон с автоматической регулировкой усиления, не могут различить нормальные синхроимпульсы (включая уравнивающие или уширенные импульсы) обычного видеосигнала от добавленных псевдо-синхроимпульсов. Под ложными синхроимпульсами здесь понимаются любые импульсы, отличные от нормальных, которые по высоте ниже уровня вершины нормального синхроимпульса и имеют длительность, равную, по меньшей мере, 0,5 мкс. Ряд таких ложных синхроимпульсов добавляется к обычному видеосигналу во время интервала вертикального гашения, а за каждым из упомянутых ложных синхроимпульсов следует положительный импульс подходящей амплитуды и длительности.
В результате, система автоматической регулировки усиления в видеомагнитофоне будет выполнять ошибочное измерение уровня видеосигнала, что будет приводить к неправильной записи видеосигнала. В результате получается неприемлемое качество изображения при воспроизведении записи".
В столбце 2, начиная со строки 5, указано, что добавленные пары импульсов (каждая пара представляет собой отрицательно идущий ложный синхроимпульс, за которым следует положительно идущий импульс АРУ (автоматической регулировки усиления)) приводит к тому, что схема автоматической регулировки уровня (коэффициента усиления) в видеомагнитофоне ошибочно воспринимает уровень видеосигнала и производит коррекцию коэффициента усиления, в результате чего получается неприемлемая видеозапись.
Следовательно, когда делается попытка снять копию, этот известный "основной способ защиты от копирования" приводит к тому, что амплитуда видеосигнала, который должен записываться, оказывается аномально низкой.
Когда просматривается запрещенная копия, то некоторые из наблюдаемых эффектов заключаются в разрыве строк (позиционное смещение) и в вертикальном смещении изображения. Происходят эти явления или нет, часто в значительной степени зависит от сути изображения, т.е. от наличия в изображении белых (светлых) и черных (темных) областей.
Таким образом, несмотря на то, что обычно этот известный способ обеспечивает великолепную защиту от копирования, при некоторых комбинациях, включающих видеомагнитофон (такой, как кассетный видеомагнитофон) и телевизионный приемник, этот способ позволяет получать изображение на копии, которое приемлемо для просмотра, если зрители допускают и плохое качество изображения.
Кроме того, для некоторых кассетных видеомагнитофонов и телевизоров хорошо известные способы защиты от копирования обеспечивают небольшое ухудшение изображения.
Некоторые рынки, торгующие переписанными видеоматериалами, имеют большое количество "пиратских" копий, т.е. копий с магнитных лент, не разрешенных для копирования, несмотря на их защиту от копирования.
Зрители, просматривающие эти не разрешенные копии, по-видимому, довольно не чувствительны к плохому качеству изображения, которое получается благодаря известным способам защиты от копирования. Таким образом, существует потребность в усовершенствованиях способа защиты от копирования, которые ухудшали бы качество изображения еще больше, чем известные способы защиты.
Согласно настоящему изобретению вышеописанный, известный из уровня техники "основной" способ защиты от копирования, усовершенствован путем дополнительной модификации видеосигнала несколькими способами так, чтобы было удовлетворено необходимое требование к сути изображения, при котором эффективность основного способа защиты от копирования является максимальной.
Дополнительные модификации включают гашение части активного видеосигнала в той части изображения, которая находится за пределами полезной площади экрана, непосредственно перед появлением (1) сигналов строчной синхронизации (синхроимпульсов) или (2) сигналов полевой синхронизации (синхроимпульсов) и вставку в погашенную часть такого сигнала, который (относительно видеосигнала имеющий уменьшенную амплитуду) воспринимается телевизионным приемником или видеомагнитофоном как синхросигнал и, таким образом, возникает неправильная синхронизация кассетного видеомагнитофона или телевизионного приемника.
Использование такой модификации конкретно только на определенных строках или полях видеосигнала приводит к значительному ухудшению изображения на не разрешенной копии.
Другая модификация сужает импульсы строчной синхронизации, при этом телевизионный приемник воспринимает ложный сигнал полевой синхронизации, и также сигнал будет воздействовать и на определенные видеомагнитофоны.
При строчной модификации правый край изображения заменяется на видимую "клетчатую" структуру (как шахматная доска), состоящую из черных и серых прямоугольников. Ширина этой клетчатой структуры выбирается таким образом, чтобы она была в пределах той части изображения, которая находится вне полезной площади экрана (не видимой), если для получения изображения используется стандартный телевизионный приемник. Понятно, что, если изображение светлое (такое, как средне-серый), то левый край черного прямоугольника на определенных строках видеосигнала будет запускать раньше времени горизонтальный обратный ход, так как он является отрицательно идущим (к уровню гашения) срезом импульса.
Если изображение темное, то правый край серого прямоугольника (примыкающего к области темного изображения) на определенных строках видеосигнала будет запускать преждевременный обратный ход луча на каждой строке, так как он также является отрицательно идущим срезом импульса. (Приведенное здесь описание формы видеосигналов соответствует традиционному: положительная амплитуда - белый, а отрицательная амплитуда - черный).
В одном из вариантов клетчатая структура строчной модификации генерируется при частоте, которая немного не совпадает с частотой повторения поля видеосигнала, поэтому наблюдается медленное перемещение клетчатой структуры вверх или вниз относительно изображения со скоростью, при которой любая заданная точка смещается с нижней части в верхнюю часть изображения или наоборот примерно за 1 с.
Клетчатая структура не влияет на изображение, если воспроизводится оригинальная (разрешенная) кассета, поскольку в телевизоре не существует никаких сигналов, которые являются каким-либо образом аномальными.
Однако, когда воспроизводится нелегальная (не разрешенная или "пиратская") копия кассеты с использованием видеомагнитофона, ослабление сигнала, получающееся вследствие вышеописанного известного способа защиты от копирования, в комбинации с клетчатой структурой приводит к тому, что в телевизионном приемнике обратный ход луча строчной развертки происходит преждевременно на каждой строке видеосигнала, где имеется черный или серый прямоугольник в зависимости от изображения и характеристик видеомагнитофона и телевизора. И черные, и серые клетки могут вызывать фронт импульса достаточной амплитуды в зависимости от содержания (уровня) изображения предыдущего активного видеосигнала. Если содержание изображения светлое (белый уровень), то левый край черной клетки вызывает отрицательно идущий переход к черному; если содержание изображения темное, то правый край серой клетки вызывает отрицательно идущий переход от серой к последующей темной области (обычно уровень гашения).
Разность между строками, заканчивающимися в темной или серой области, в свою очередь, является причиной горизонтального смещения для видеоинформации, т. е. колебания, которое движется медленно вверх или вниз по изображению.
Тенденция телевизионного приемника к выполнению обратного хода (преждевременное выполнение строчного обратного хода) используется для обеспечения перехода от светлого к темному (левый край черной клетки или правый край серой клетки) до того, как истинный сигнал строчной синхронизации окажется на видеостроке.
Стимулированный таким образом преждевременный обратный ход является причиной того, что изображаемая информация на последующей строке появляется преждевременно, т.е. происходит горизонтальное смещение вправо на величину, равную расстоянию между отрицательным переходом и местом нахождения фронта истинного сигнала строчной синхронизации.
Это смещение приводит к образованию "разрыва" (возвращение на место по горизонтали) в видеоинформации.
В некоторой степени аналогичная модификация в отношении изображения по вертикали заключается в том, что вставляются чередующиеся темные и светлые полосы на место активного видеосигнала в нескольких последних строках выбранных видеополей в нижней части изображения, находящейся за пределами полезной площади экрана. Полосы вставляются непосредственно перед интервалом вертикального гашения и/или простираются на первые несколько строк интервала вертикального гашения.
Такая модификация полевой частоты выполняется несколькими способами. В одном варианте несколько из активных видеострок (пять или около того) непосредственно перед сигналом полевой синхронизации формируют таким образом, чтобы их уровень изменялся (чередовался) между уровнем гашения и уровнем серого (обычно примерно 30% от пикового белого) с частотой примерно от 1 до 5 циклов в секунду. Это может приводить к десинхронизации системы регулирования скорости барабана в видеомагнитофоне при копировании или к ошибочному вертикальному обратному ходу в телевизионном приемнике, при этом изображение с не разрешенной копии будет иметь вертикальную нестабильность (прыжки вверх и вниз) с той же характерной частотой, что в значительной степени ухудшает качество изображения.
В другом варианте от двух до пяти строк с чередованием (модулированных): белый-черный-белый, вставляются в конец каждого видеополя или чередующихся видеополей.
В этом случае получается такой же результат: потеря вертикальной синхронизации в копирующем видеомагнитофоне или телевизионном приемнике вследствие того, что вставленная структура воспринимается как сигнал полевой синхронизации, если амплитуда видеосигнала уменьшена за счет автоматической регулировки усиления до такой величины, которая обеспечивает защиту от копирования.
Эти вертикальные модификации в другом варианте также распространяются на первые несколько строк последующего интервала вертикального гашения.
Добавление импульсов к участкам видеосигнала после нормальных импульсов строчной или полевой синхронизации вызывает аномальный вертикальный обратный ход луча в этой точке, таким образом, это является эффективным усовершенствованием для известного основного способа защиты от копирования. Обычно эти добавочные импульсы после импульсов полевой синхронизации (импульсы пост-полевой синхронизации) находятся, например, на строках 22-24 телевизионного сигнала НТСЦ.
Таким образом, эти способы согласно изобретению обеспечивают оптимальные условия с точки зрения содержания изображения для получения:
(1) субъективного ухудшения качества воспроизводимого изображения с не разрешенной копии с максимальным уровнем и
(2) субъективного ухудшения с максимальным уровнем работы видеомагнитофонов в режиме записи и воспроизведения.
Телевизионный приемник в ответ на горизонтальные и вертикальные модификации выполняет горизонтальный или вертикальный обратный ход луча из аномальной точки. На записывающий видеомагнитофон в режиме копирования и на воспроизводящий видеомагнитофон в режиме воспроизведения может также оказываться вредное воздействие, как и в случае с телевизионным приемником, который при горизонтальных и вертикальных модификациях ошибочно воспринимает добавочные сигналы.
В случае с видеомагнитофоном поражаться будет схема цветности, причем получающееся в результате искажение изображения будет добавляться с искажением, обусловленным новым способом защиты от копирования.
Это дополнительный эффект к тому эффекту, который был уже описан выше. Это связано с тем, что видеомагнитофон обрабатывает цветовую информацию специальным образом. Видеоискажения включают неточное воспроизведение цвета и периодическую или постоянную потерю цвета.
Следовательно, цель модификаций заключается в том, чтобы дополнительно ухудшить зрелищность нелегальной копии сверх того ухудшения качества изображения, которое обусловлено вышеописанным основным известным способом защиты от копирования.
Третья модификация для видеосигнала включает сужение импульсов строчной синхронизации. В комбинации с видеосигналом, защищенным от копирования, который имеет уменьшенную амплитуду сигнала при перезаписи (копировании), такое сужение приводит к тому, что видеомагнитофон или телевизионный приемник реагирует на ложные сигналы полевой синхронизации, при этом вертикальный обратный ход луча происходит не в том месте, которое соответствует началу поля, и в результате это приводит к дополнительному ухудшению качества изображения.
Эта модификация сужает ширину (длительность) импульсов строчной синхронизации на определенных строках (например, строки 250 - 262) видеополя. Эти суженные импульсы строчной синхронизации, если они скомбинированы с видеосигналом уменьшенной амплитуды, во многих телевизионных приемниках и видеомагнитофонах инициируют ложный вертикальный обратный ход луча, дополнительно ухудшая воспроизводимое изображение.
Если существуют клетчатые структуры (строки 10 - 250), то сужение импульсов строчной синхронизации также усиливает искажение клетчатой структуры при выполнении не разрешенной копии.
Замечено, что ухудшение качества изображения согласно настоящему изобретению особенно благоприятно в тех случаях, когда известный способ защиты от копирования обеспечивает относительно небольшое ухудшение качества изображения или относительно незначительное ухудшение режимов работы "запись" или "воспроизведение" видеомагнитофона.
Таким образом, объединение известного способа и данных способов позволяет значительно уменьшить зрелищность нелегальной копии при использовании большого числа комбинаций видеомагнитофона и телевизионного приемника, чем в случае применения только основного известного способа защиты от копирования.
Установление горизонтальной клетчатой структуры или вертикальной модификации только в тех частях телевизионного изображения, которые находятся за пределами полезной площади экрана, приводит к тому, что при просмотре оригинальной записи или сигнала клетчатая структура или вертикальная модификация не видны на экране и действительное их существование для зрителя оригинальной записи неизвестно.
В других вариантах пользователь способа для эффективности может менять область изображения. (Для повышения эффективности способа защиты от копирования пользователь может выбрать компрессионный обзор, когда просматривается "легальная" запись).
Таким образом, в нарушение стандартов телевизионного вешания модификации могут распространяться на видимые участки поля видеосигнала, но изображение все еще будет приемлемым во многих приложениях. Более того, в другом варианте прием компромиссных отклонений от применяемых сигнальных стандартов будет дополнительно повышать эффективность антикопирования.
Модифицированный сигнал в любом случае отображается нормально на любом телевизионном приемнике или мониторе при условии, что сигнал имеет правильную амплитуду. Когда амплитуда модифицированного сигнала уменьшена, как на запрещенной копии, то условия становятся оптимальными для изображения с помощью телевизионного приемника или воспроизведения с помощью видеомагнитофона искаженного изображения.
Это будет происходить в копирующем взаимно нагружаемом видеомагнитофоне в случае использования двух видеомагнитофонов, когда копируется (нелегально) запись, к которой применен основной способ антикопирования из вышеупомянутого патента США N 4631603.
Модификации видеосигнала согласно настоящему изобретению помимо того, что приводят к отсутствию горизонтальной или вертикальной стабильности в телевизионном приемнике, также дополнительно влияют на обычные кассетные видеомагнитофоны во время записи и воспроизведения аналогичным образом, как это описано выше.
Кассетные видеомагнитофоны используют фронт импульса строчной синхронизации для корректного положения импульса сигнала цветной синхронизации. Если импульс сигнала цветовой синхронизации расположен некорректно, то сигнал цветовой синхронизации отбирается неправильно и в результате происходит потеря цвета или искажение цвета.
Горизонтальная модификация является причиной ошибочного определения положения фронта строчной синхронизации. Это будет происходить в используемых кассетных видеомагнитофонах при записи и при воспроизведении копии (защищенной копии), приводя в результате к потери/искажению цвета.
Этот эффект может также проявляться независимо в телевизионном приемнике.
Так же, как телевизионный приемник будет проявлять тенденцию к нарушению полевой синхронизации в результате реализации этого способа, то же будет происходить и в кассетном видеомагнитофоне. В результате, в кассетном видеомагнитофоне будет происходить нарушение синхронизации системы управления скоростью барабана.
Модификации, раскрытые здесь, гарантируют, что всегда будут существовать условия, требующиеся для получения максимального искажения изображения, а не полагаются на случай (отображается конкретное изображение), когда эти условия существуют.
Таким образом, вышеприведенные способы, которые могут включать горизонтальную и/или вертикальную модификации и/или сужение импульса строчной синхронизации, значительно улучшают вышеописанный основной известный способ защиты от копирования и вообще улучшают любой способ защиты от копирования, в котором уменьшается амплитуда записываемого видеосигнала, когда делается попытка снять не разрешенную копию.
В другом варианте для усиления горизонтального дрожания изображения при нелегальном копировании магнитной видеопленки используются импульсы пост-псевдо(ложной) строчной синхронизации амплитудой приблизительно -20 IRE (-40 IRE равно амплитуде нормального синхроимпульса) и длительностью примерно 1 - 2 мкс, положение которых изменяется примерно в диапазоне 1 - 2 мкм после сигнала цветовой синхронизации.
Несмотря на то, что описанные здесь варианты рассмотрены для случая телевизионного стандарта NTSC, любому рядовому специалисту в данной области техники понятно, что эти модификации могут применяться и для телевизионного стандарта SECAM или PAL.
Кроме того, здесь также раскрыты в соответствии с изобретением несколько способов и устройств для удаления или "отмены" вышеописанных модификаций видеосигнала, которые позволяют беспрепятственно выполнять копирование и просмотр копий.
Способ отмены и устройство в одном из вариантов заменяет или сдвигает уровень импульсов при вертикальной или горизонтальной модификации на сигнал серого с фиксированным уровнем, а отмена модификации с суженным синхроимпульсом производится путем расширения синхроимпульса или его замены.
В других вариантах в отменяющем способе используются добавленные импульсы предварительной строчной синхронизации, импульсы после строчной синхронизации или производится ослабление путем усреднения. Также раскрыт и новый способ отмены известного основного способа защиты от видеокопирования.
На фиг. 1a и 1b показано соответственно нормальное изображение и модифицированное изображение с клетчатой структурой при горизонтальной модификации и место вертикальной модификации.
На фиг. 2a и 2b показано изображение, получающееся от видеосигнала нормальной амплитуды, соответственно, без и с клетчатой структурой.
На фиг. 3a, 3b и 3c показаны те же изображения, как они выглядят на телевизионном приемнике, если видеосигнал имеет уменьшенную амплитуду, без клетчатой структуры, с клетчатой структурой и при вертикальной модификации, соответственно.
На фиг. 4 показан участок видеосигнала с клетчатой структурой;
На фиг. 5a и 5b показаны соответственно участок видеосигнала с вертикальной модификацией, не распространяющейся на интервал горизонтального и вертикального гашения, и с вертикальной модификацией, распространяющейся на интервал вертикального гашения.
На фиг. 5c показана дополнительная вертикальная модификация, распространяющаяся на интервал вертикального гашения.
На фиг. 6a, 6b и 6c показана схема для обеспечения модификаций видеосигнала согласно изобретению.
На фиг. 7a, 7b показаны формы сигналов, иллюстрирующие работу схемы фиг. 6a, 6b, 6c.
На фиг. 8 подробно показан фликкер-генератор фиг. 6b.
На фиг. 9 показан другой вариант электрической схемы для обеспечения модификаций видеосигнала.
На фиг. 10 показана известная электрическая схема выделения синхросигнала.
На фиг. 11a - 11b показаны формы видеосигналов, иллюстрирующие сужение импульса строчной синхронизации.
На фиг. 12a показана блок-схема электрической цепи для сужения импульса строчной синхронизации.
На фиг. 12b показаны формы сигнала, иллюстрирующие работу электрической схемы фиг. 12a.
На фиг. 13a, 13b подробно показана схема для сужения импульса строчной синхронизации.
На фиг. 14a, 14b показаны блок-схемы устройств для объединения сужения синхроимпульса с горизонтальной и вертикальной модификациями.
На фиг. 15 показано в виде блок-схемы устройство для удаления различных модификаций видеосигнала.
На фиг. 16, 17, 18 показана электрическая схема для удаления усовершенствованных сигналов способа защиты от копирования путем сдвига уровня и замены строчных синхроимпульсов.
На фиг. 19 показана вторая электрическая схема для удаления сигналов усовершенствования способа защиты от копирования с помощью нового синхроимпульса и замены положения сигнала цветовой синхронизации.
На фиг. 20 показана третья электрическая схема для удаления сигналов усовершенствования способа защиты от копирования с помощью умножения.
На фиг. 21, 22, 23 показаны три дополнительные электрические схемы для удаления сигналов усовершенствования способа защиты от копирования с помощью коммутирующих средств.
На фиг. 24a, 24b, 24c показана электрическая схема для аннулирования усовершенствованных сигналов, используя расширение синхроимпульсов.
На фиг. 25a - 25b показаны формы сигналов электрической схемы фиг. 24a, 24b.
На фиг. 26 показана другая электрическая схема для уничтожения усовершенствованных сигналов способа путем усреднения по постоянной составляющей и ослабления.
На фиг. 27 показана дополнительная электрическая схема уничтожения усовершенствованных сигналов путем ограничения уровня.
На фиг. 28 показана еще одна электрическая схема для уничтожения усовершенствованных сигналов.
На фиг. 29a, 29b показаны формы сигналов, иллюстрирующие уничтожение усовершенствованных сигналов за счет увеличения амплитуды синхроимпульсов.
На фиг. 30 показана электрическая схема для уничтожения усовершенствованных сигналов путем увеличения амплитуды синхроимпульсов.
На фиг. 31 показана другая электрическая схема для уничтожения усовершенствованных сигналов с помощью схем отслеживания и блокировки.
На фиг. 32a, 32b показаны формы сигналов, иллюстрирующие уничтожение усовершенствованных сигналов путем добавления сигнала высокочастотного.
На фиг. 33 показана схема для соединения электрических цепей для уничтожения усовершенствованных сигналов.
На фиг. 34a, 34b и 34c показаны формы сигналов, иллюстрирующие уничтожение синхроимпульсов по максимуму и минимуму.
На фиг. 35a, 35b показаны формы сигналов, иллюстрирующие влияни расширенных синхроимпульсов.
На фиг. 36a, 36b показаны дополнительно точки, ограничивающие синхроимпульсы по максимуму и минимуму.
На фиг. 37 показана электрическая схема для усовершенствованной клетчатой структуры, использующая импульсы, следующие после синхроимпульсов.
На фиг. 38a - 38e показаны формы сигналов, иллюстрирующие работу электрической схемы фиг. 37.
На фиг. 39a показана электрическая схема для уничтожения усовершенствования, связанного с введением импульсов, следующих после синхроимпульсов.
На фиг. 39b - 39d показаны формы сигналов, иллюстрирующие работу электрической схемы фиг. 39a.
На фиг. 40a, 40d, 40g показаны электрические схемы для уничтожения импульсов ложной пост-синхронизации.
На фиг. 40b, 40c, 40e, 40f и 40g показаны формы сигналов, иллюстрирующие работу электрических схем фиг. 40a, 40d, 40g.
На фиг. 41a показана электрическая схема для уничтожения импульсов ложной пост-синхронизации путем сужения импульса.
На фиг. 41b показана соответствующая форма сигнала, иллюстрирующая работу электрической схемы фиг. 41a.
На фиг. 42a, 42b показана электрическая схема для аннулирования известного основного способа защиты от копирования.
На фиг. 43a - 43b показаны формы сигналов, иллюстрирующие работу электрической схемы фиг. 42a, 42b.
Модификация частоты строк (клетчатая структура) сигнала.
На фиг. 1a показано нормальное телевизионное изображение 10 (не показывающее никакой действительной видеозаписи), т.е. включающее левый и правый участки 14, 16, находящиеся за пределами полезной площади экрана, и верхний и нижний участки 7, 9, находящиеся за пределами полезной площади экрана. Часть изображения, ограниченная штриховой линией 13, представляет собой видимый видеосигнал (соответствует полезной площади экрана).
Участок телевизионного изображения за пределами полезной площади экрана, как известно, представляет собой участок телевизионного изображения, который не виден на стандартных телевизионных приемниках. Из-за конструктивных ограничений, и учитывая эстетическую сторону конструкции, стандартные телевизоры настраиваются изготовителем таким образом, чтобы на экране отображалось немного меньше 100% от передаваемой площади изображения.
Участки телевизионного изображения, которые в обычных условиях не видны, называются областью за пределами полезной площади экрана. Эти участки можно увидеть на профессиональных видеомониторах с увеличенной областью сканирования луча.
Однако все стандартные телевизионные приемники работают в режиме, при котором изображение ограничено полезной площадью экрана и, следовательно, добавленная клетчатая структура и модифицированные строки в конце каждого поля не будут видны на таких стандартных телевизионных приемниках, которые продаются в Соединенных Штатах и в других местах.
На фиг. 1b показано модифицированное телевизионное изображение 12 в соответствии с определенными модификациями настоящего изобретения. Оно также включает участки за пределами полезной площади экрана 14, 16. В правой стороне участка 16 сформирована клетчатая структура 20, состоящая из чередующихся серых прямоугольников 24 и черных прямоугольников.
Информация, содержащая в этой клетчатой структуре 24, 26, обеспечивает улучшение защиты от копирования, как это описано ниже. При воспроизведении изображения 12 на стандартном телевизионном приемнике клетчатая структура 20 не будет видна, поскольку она находится в области 16. Вертикальная модификация сигнала вставлена в нижнюю часть области за пределами полезной площади экрана 9 и поэтому она также не видна.
На фиг. 2a показано видеополе 30, включающее левый и правый участки 32, 34 за пределами полезной площади экрана. Действительный видеосигнал 36 содержит элемент вертикального и горизонтального изображения 38 (такой как, например, крест). Поле 30 соответствует известному уровню техники и понятно, что клетчатая структура и вертикальная модификация сигнала в него не включены. В нем также нет никакого уменьшения амплитуды сигнала, т.е. оно не снабжено известным способом защиты от копирования.
На фиг. 2b показано поле 30 с добавлением клетчатой структуры 42 в области 34 за пределами полезной площади экрана с внешней границей 13 и добавлением структуры вертикальной модификации 87 к нижнему участку 9. Поскольку амплитуда сигнала нормальная, то клетчатая структура 42 и/или вертикальная структура 87 не влияют на внешний вид креста 38, который показан в нормальном виде.
Понятно, что на фиг. 2b показано, что появилось бы на мониторе, который показывает полную площадь поля, и не появилось бы на нормальном телевизионном приемнике.
Невозможно показать графическое представление влияния этих сигналов на кассетный видеомагнитофон. Телевизионный приемник будет воспроизводить ложное изображение из-за аномально низкой амплитуды сигнала; на кассетных видеомагнитофонах, используемых для записи и воспроизведения копии, также может сказаться вредное воздействие.
В этом случае, например, будет нарушена работа сервосистем кассетных видеомагнитофонов, что приведет к позиционной неустойчивости изображений.
На фиг. 3a показано изображение 50, получающееся при уменьшенной амплитуде сигнала, т.е. в соответствии с известным способом защиты от копирования, который действует на относительно нечувствительный кассетный видеомагнитофон, но без добавления клетчатой структуры.
На этой фиг. показан только действительный видимый участок (внутри границы 13 фиг. 2a, 2b) изображения на стандартном телевизионном приемнике. Видно, что крест 38 отображается нормально, поскольку в этом случае содержание изображения такое, что нет горизонтального смещения.
В этом случае известный способ защиты от копирования не обеспечивает защиту от копирования, потому что изображение остается видимым.
На фиг. 3b показано влияние наличия клетчатой структуры 42 фиг. 2b, когда амплитуда сигнала уменьшена, т.е., когда известный способ защиты от копирования используется вместе с клетчатой структурой.
По-прежнему на фиг. 3b участок за пределами полезной площади экрана не показан. Здесь можно видеть, что крест 38 испытывает многочисленные горизонтальные "разрывы" 43, которые происходят в месте перехода от серой клетки 46 к черной клетке 44 (и наоборот) клетчатой структуры 42 фиг. 2b.
Как показано в увеличенном масштабе на фиг. 3c, участки 43 вертикальной части креста 38 смещены горизонтально на величину, зависящую от расстояния между левым краем черных участков 44 клетчатой структуры и местом истинного сигнала строчной синхронизации на каждой строке (не показано).
Очевидно, что изображение 50 на фиг. 3b значительно ухудшено. Этот эффект дополнительно усилен (не показано) из-за медленного перемещения клетчатой структуры 42 вверх или вниз в вертикальном направлении таким образом, что создается впечатление, что горизонтальные смещения движутся, т.е. "покачиваются". Это приводит к тому, что изображение фактически становится невидимым и, следовательно, по существу обеспечивается защита копии.
Согласно изобретению клетчатая структура 42 на фиг. 2b включает обычно пять черных прямоугольников 44, каждый из которых чередуется с средне-серыми прямоугольниками 46. (Для наглядности несколько таких прямоугольников показано на фиг. 2b).
Обнаружено, что максимальное ухудшение изображения происходит в том случае, если на высоте изображения имеется примерно пять переходов от серого к черному и пять переходов от черного к серому.
Уровень сигнала черных прямоугольников 44 устанавливается между уровнем гашения и уровнем черного для NTSC (черный уровень гашения для сигналов PAL или SECAM такой же), и при черном уровне для PAL и SECAM, а амплитуда средне-серых прямоугольников 46 - приблизительно 30% от пикового белого уровня.
Клетчатая структура 42 вызывает появление зигзагообразной структуры, как показано на фиг. 3b; в других вариантах может быть только один черный прямоугольник 44 или два, три или четыре или более на поле 30 фиг. 2b. Кроме того, размеры (высоты и ширины) черных прямоугольников 44 не должны быть однородными.
Такой прием вызывает преждевременный горизонтальный обратный ход в среде с низкой амплитудой видеосигнала за счет обеспечения отрицательно идущего фронта, т.е. от мгновенного уровня изображения в стартовой точке черных прямоугольников 44 к черному уровню, предшествующему сигналам строчной синхронизации, на по меньшей мере определенных строках изображения. Клетчатая структура 42, показанная на фиг. 2b, является одной из таких структур, которая приводит к предлагаемому эффекту.
Обычная длительность (ширина) клетчатой структуры 42 составляет приблизительно 1,0 - 2,5 мкс, которая определяется из ограничения, связанного с тем, что обычно клетчатая структура не входит в ту часть стандартного телевизионного изображения, которое видно на экране, т. е. ограничивается участком за пределами полезной площади экрана, а также она не "заходит" на обычный строчный интервал гашения.
В других вариантах импульс строчной синхронизации сужен, и это позволяет клетчатой структуре быть шире. В этом случае будет обеспечиваться большее горизонтальное смещение, но это будет приводить к нестандартному оригинальному видеосигналу, который, однако, может применяться для определенных приложений, не связанных с передачей по телевидению. Кроме того, не нужно, чтобы конкретные амплитуды средне-серых 46 и/или черных прямоугольников 44 были точно такими, как указано выше.
Любые эффекты, возникающие из-за измененного относительного положения фронта импульса строчной синхронизации и сигнала цветовой синхронизации, могут быть откорректированы путем соответствующего перемещения и/или расширения сигнала цветовой синхронизации.
На фиг. 4 показан интервал 60 строчного гашения для отдельной видеостроки с участком клетчатой структуры. Импульс строчной синхронизации 62 обычно стартует через 1,5 мкс после начала интервала 60 строчного гашения.
Действительный видеосигнал 66, 68 существует до и после интервала 60 строчного гашения. Однако согласно изобретению участок 70 действительного видеосигнала 66 непосредственно перед интервалом 60 строчного гашения заменен либо на сигнал 74 средне-серого уровня, либо на сигнал 76 с черным уровнем. (Серый уровень 74 и черный уровень 76 показаны на фиг. 4 только для иллюстрации). Из-за потери участка 70 действительного видеосигнала 66 проблемы не возникают, поскольку, как пояснялось выше, в стандартном телевизионном приемнике этот участок действительного видеосигнала все равно не виден, он является участком изображения, который находится за пределами полезной площади экрана.
Переход 80 от уровня 66 действительного видеосигнала вниз к черному уровню 76 оказывается для телевизионного приемника сигналом строчной синхронизации. Этот эффект (как пояснялось выше) возникает только тогда, когда отображаемый видеосигнал имеет уменьшенную амплитуду благодаря способу защиты от копирования.
Изображение в целом не сдвигается вправо, поскольку существует дополнительный серый уровень 74 (серые участки клетчатой структуры). Это произошло бы в том случае, если, например, с правой стороны изображения была бы сплошная черная полоска сверху вниз. Чередование серого и черного уровней обеспечивает эффект зигзага, показанный на фиг. 3b, который, как обнаружено, фактически для любого человека делает изображение неприемлемым.
На фиг. 4 также показан обычный сигнал цветовой синхронизации 82, располагающийся на задней площадке 84 строчного интервала гашения 60.
Из фиг. 4 понятно, что вся модификация видеосигнала сводится к удалению небольшого участка действительного видеосигнала 70 и замены его либо на серый уровень 74, либо на черный уровень 76.
Как описано выше, увеличение колебаний приводит к тому, что клетчатая структура медленно перемещается снизу вверх по изображению или наоборот. Обнаружено, что, если для перемещения с нижней части изображения в верхнюю часть изображения и наоборот требуется приблизительно одна секунда, то в этом случае получается оптимальное ухудшение зрелищности изображения. Это движущееся покачивание вызвано тем, что для генерации клетчатой структуры используется прямоугольный сигнал, частота которого немного смещена относительно пятой гармоники частоты поля, т.е. для телевидения НТСЦ частота находится в диапазоне между 295 и 305 Гц. Соответствующая частота для систем PAL или SECAM находится в диапазоне 245 - 255 Гц. Эта несинхронность обеспечивает требующееся медленное перемещение в клетчатой структуре. Как отмечалось выше, даже если такая асинхронность отсутствует и клетчатая структура занимает статичное положение, данный способ все равно обеспечивает значительное преимущество.
Частота сигнала, генерирующего клетчатую структуру, может подстраиваться так, чтобы качество изображения ухудшалось максимально, когда сигнал с низкой амплитудой повторно воспроизводится или изображается на экране. Оптимальный эффект обычно дают частоты, заключенные между 180 и 360 Гц для НТСЦ и между 150 и 300 Гц для PAL (от 3 до 5 раз превышающие частоту поля). Частота со временем может изменяться для того, чтобы обеспечивать оптимальный эффект на различной поворотно воспроизводящей (видеомагнитофон) и визуализирующей (телевизионный приемник) аппаратуре.
В другом варианте клетчатая структура располагается на передней площадке строчного интервала гашения, т.е. не заменяя никакой участок действительного видеосигнала. Это в некоторой степени уменьшает количество строчных сигналов, однако, по меньшей мере часть требующегося эффекта все еще остается, а получающийся в результате сигнал содержит всю видеоинформацию, но такой вариант не подходит для всех стандартов НТСЦ.
Нет необходимости, чтобы клетчатая структура присутствовала на каждом поле.
Модификация сигнала частоты кадров.
Вышеприведенное подробное описание относится к строчной информации изображения; модификация видеосигнала и последующий эффект этой модификации заключается в горизонтальном смещении изображения. Подобная модификация частоты кадров, описанная в разделе "Раскрытие изобретения", дополнительно описана ниже.
Вертикальная модификация имеет несколько видов. В одном варианте группы строк, от 1 до 4, в нижнем участке видеополя, который находится за пределами полезной площади экрана, содержат чередующиеся белый или черный, заменяющие активный видеосигнал.
В другом варианте погашены последние несколько строк видеосигнала непосредственно перед кадровым синхроимпульсом, так как являются первыми несколькими строками последующего интервала вертикального гашения, а оригинальный видеосигнал изображения и импульс кадровой синхронизации заменены на сигнал высокого уровня (как, например, средне-серый, который составляет примерно 30% от пикового белого, или действительный пиковый белый) или низкого уровня (в диапазоне от черного до уровня гашения), как показано в позиции 87 на фиг. 1b, 2b и описано выше.
Эти вертикальные модификации при нормальном режиме зрителю не видны, поскольку модифицированы только те строки активного видеосигнала, которые находятся в области 9, за пределами полезной площади экрана, внизу изображения на фиг. 1b. Кроме того, модифицированные строки будут в аналогичном месте для точки коммутации головки, если рассматривается видеосигнал с кассетного видеомагнитофона, и видеосигнал на этих строках является в любом случае бесполезным из-за возмущений, происходящих в точках коммутации головки и после нее.
Как хорошо известно, в видеосигнале стандарта НТСЦ (или в других стандартах) каждая из первых трех строк интервала вертикального гашения включает два уравнивающих импульса, а каждая из следующих строк включает два "широких" кадровых синхроимпульса.
В нормальном режиме вертикальный обратный ход начинается вскоре после первого из этих кадровых синхроимпульсов.
На фиг. 5a показан первый вариант вертикальной модификации. (Нумерация строк здесь относится ко второму полю кадра видеосигнала НТСЦ). В строках 517, 518, 519 участки активного видеосигнала заменены на пиковый белый сигнал (номинал 1.0 В); то же сделано и в строках 523, 524, 525. В строках 520, 521, 522 активный видеосигнал заменен на сигнал черного (номинал 0 В). Вместо групп из трех строк группы могут быть из числа строк от 0 до 5 или более, а сигналы белого и черного могут быть модулированы по амплитуде или коммутированы. Таким образом, в последних нескольких строках каждого поля структура, состоящая из сигналов белого и черного, динамично меняется между полями.
Во втором варианте вертикальной модификации (фиг. 5b) гасятся последние две активные строки видеосигнала (например, строки 524 и 525) в поле видеосигнала и первые три строки (например, строки 1, 2, 3) непосредственно следующий VBI. Эти две активные строки находятся в нижнем участке 9 телевизионного изображения за пределами полезной площади экрана (фиг. 1b). Затем генерируется видеосигнал средне-серый (30% от пикового белого) и вводится в эти пять погашенных строк на периодическом основании. Когда сигнал средне-серого отсутствует (обозначенный вертикальными стрелками на строках 524,..., 3), эти погашенные строки "вводят в заблуждение" схемы кадровой синхронизации большинства телевизионных приемников, которые выполняют вертикальный обратный ход в начале первой их этих пяти строк, вместо того чтобы выполнять это нормально, через пять строк, в начале импульсов кадровой синхронизации. Таким образом, вертикальный обратный ход происходит с опережением на пять строк. Когда в этих пяти строках имеются сигналы средне-серого, то обратный вертикальный ход инициируется в правильном месте нормальным кадровым синхроимпульсом. Понятно, что число таких погашенных строк и амплитуда введенных импульсов в различных вариантах может изменяться.
Как показано на фиг. 5b, строки 4 - 6 (показаны только строки 1 - 4) так же, как и строки с 517 по 523, являются строками стандартного сигнала. Модификация касается только строк 524, 525, 1, 2 и 3, активные видеоучастки строк 524, 525 и соответствующие участки строк 1 - 3 гасятся (до черного), или они содержат введенный сигнал средне-серого, примерно 0,3 В. (Следует иметь ввиду, что эта амплитуда является номинальной, без учета эффекта уменьшения амплитуды, связанного с известным способом защиты от копирования).
На фиг. 5b показан участок поля с уровнем средне-серого. Как указано выше, сигнал серого включается и выключается ("осциллирует") с частотой обычно между 1 и 10 Гц. В случае осциллирования с частотой 1 Гц за 30 последовательными полями видеосигнала с уровнем гашения на пяти строках следуют 30 последовательных полей видеосигнала с уровнем 30% серого на пяти строках фиг. 5b.
Как показано на фиг. 5b, импульсы цветовой синхронизации на строках 524 - 3 могут быть погашены (или нет).
Такое колебание приводит к тому, что один раз в секунду изображение в пяти строках "прыгает" вверх и вниз (частота колебаний). Обнаружено, что такие колебания, на фиг. 3b они обозначены "x", очень раздражают зрителя. То есть, за полями, где имеется вертикальная модификация фиг. 5b и вертикальный обратный ход луча происходит на пять строк раньше, следуют поля, где вертикальный обратный ход луча происходит нормально. Преждевременный вертикальный обратный ход луча происходит потому, что амплитуда полного видеосигнала уменьшена, например, до максимума 0.4 В (пиковый белый для вершины синхроимпульсов) от стандарта НТСЦ в 1.0 В из-за наличия известных сигналов защиты от копирования.
Устройство выделения кадровых синхроимпульсов телевизионного приемника тогда воспринимает первую из пяти погашенных строк как первый кадровый (широкий) синхроимпульс, и поэтому вскоре происходит обратный ход по вертикали.
В другом варианте вертикальной модификации (не показан) вместо последних двух строк одного поля и первых трех строк следующего поля, которые модифицированы, как показано на фиг. 5b, модификация затрагивает последние пять строк (строки 521, 522, 523, 524, 525) активного видеосигнала одного поля, при этом не формируется "нелегальный" (нестандартный) видеосигнал.
Вариант такой вертикальной модификации заключается в перемещении примерно 3 строк или более, таких как строки 524, 525 и другие на фиг. 5b, в строки после области кадрового синхроимпульса (т.е. строки 22 - 24).
В некоторых телевизионных приемниках это вызывает дополнительное "прыгание", потому что телевизионный приемник "видит" два кадровых синхроимпульса: один в правильное время, т.е. на строке 4, и один примерно на строке 23.
Понятно, что вертикальная модификация не должна заходить на весь активный видеоучасток горизонтальной строки. Установлено, что для генерации преждевременного вертикального обратного хода достаточно, чтобы модификация заходила примерно на 1/2 длительности активного видеосигнала в строке.
В еще одном варианте вертикальной модификации (в основном похожий на вариант фиг. 5a), как показано на фиг. 5c, смещается (освобождается) интервал строчного гашения на строках 517, 518, 519, 523, 524, 525, куда добавляются импульсы белого. Таим образом (как на фиг. 5b), это также "нелегальный" нестандартный видеосигнал, но который может применяться для многих не вещательных приложений. Устранение строчного гашения на этих строках увеличивает уменьшение коэффициента усиление АРУ (в схемах АРУ кассетных видеомагнитофонов). Импульсы белого на строках 517, 518, 519 и 523, 524, 525 могут присутствовать на каждом поле или модулированы или коммутированы по амплитуде. Более того, эти сроки с импульсами белого могут изменять положение за счет нескольких строк от поля к полю или в некотором роде умножать частоту поля, приводя к эффекту вертикального размазывания, когда выполняется не разрешенная копия или она просматривается на телевизионном приемнике.
Группы с импульсами белого могут охватывать от нуля до четырех строк.
Вертикальные модификации не сказываются на видеосигнале, когда они подаются на телевизионный монитор в виде части оригинального (разрешенного) сигнала. Однако, если амплитуда видеосигнала в достаточной степени уменьшена, например, с помощью способа антикопирования, в телевизионном монтаже будет проявляться тенденция к неправильному восприятию информации о кадровых синхроимпульсах, что будет приводить к вертикальной нестабильности, как описано выше.
Кроме того, если вертикально модифицированный сигнал подается на кассетный видеомагнитофон вместе с сигналом способа антикопирования, который приводит к уменьшению амплитуды видеосигнала во время записи на видеомагнитофон, то при выполнении записи будет происходить нарушение работы системы регулирования скорости барабана видеоголовок видеомагнитофона.
Это связано с тем, что обычно для кассетного видеомагнитофона требуется "чистый" сигнал кадровой синхронизации, для того чтобы поддерживать правильную фазу, поэтому дрожание сигнала кадровой синхронизации приводит к нарушению синхронизации кассетного видеомагнитофона.
Когда воспроизводится запись, то на видимом изображении это проявляется в вертикальной нестабильности изображения и прерывистых шумовых полосах, которые появляются из-за нарушения синхронизации системы регулирования скорости барабана головок. (Это аналогично непостоянной ошибке слежения).
Другими словами, модификации кадровой частоты сигнала выполняют аналогичную функцию, что и модификация строчной частоты сигнала, за исключением того, что вместо горизонтальных искажений возникают вертикальные искажения.
Объединение этих двух методов позволяет более эффективно ухудшать качество изображения, чем использование каждого из них отдельно.
Колебание частоты импульсов кадровых сигналов увеличивает эффективность для большего количества телевизионных приемников, т.е. частота изменяется, например, между 2 и 10 Гц за период примерно в 20 с. Колебание частот клеток так же будет приводить к образованию строчных разрывов, которые идут вперед и назад и еще больше ухудшают изображение, когда снимается не разрешенная копия.
Устройства для горизонтальной и вертикальной модификаций.
На фиг. 6a в виде блок-схемы показана электрическая схема для введения вышеописанных строчных и кадровых модификаций.
Основной тракт видеосигнала включает усилитель с фиксацией уровня A1; схему сужения синхроимпульса 96; точку смещения 98, в которой добавляются волновые компоненты строчной клетки и сигналы вертикальной модификации (вызывающие дрожание); и выходной усилитель-формирователь строки A2.
В этом случае входной видеосигнал в схеме фиг. 6a может также иметь последние 9 строк каждого поля, погашенные до опорного уровня. В патенте США N 4695901 показана коммутирующая схема для гашения.
Цепь управления процессом и генерации сигнала включает схему выделения синхроимпульса 100; схему управления 102; схемы (см. фиг. 6b) для генерации требующихся напряжений сигнала, который будет добавлен к основному видеосигналу; и систему выбора коммутатора 104 (фиг. 6a), с которой подаются требующиеся напряжения сигнала при управлении схемой управления 102. (Заметим, что на чертежах обозначения определенных элементов, например U1, R1, OS1, A1, по возможности, повторены для определенных компонентов. Они не предназначены для того, чтобы представлять одинаковую компоненту, если только это ясно не указано).
Входной видеосигнал восстанавливается по постоянной составляющей с помощью усилителя входного видеосигнала с фиксацией уровня A1. (Усилитель A1 представляет собой промышленно изготавливаемый элемент, например, Elantec EL 2090). Усилитель A1 предназначен для того чтобы видеосигнал (при гашении) находился на известном заданном уровне по постоянной составляющей перед добавлением к этому видеосигналу любых дополнительных сигнальных компонент.
Видеосигнал, получающийся в результате восстановления постоянной составляющей, подается в точку смешивания с внутренним сопротивлением источника R0, обычно большим, чем 1000 Ом. Добавочные импульсные сигналы, которые должны вводиться, подаются в точку смешения сигналов 98 с внутренним сопротивлением источника меньше, чем 50 Ом.
Когда требуется модифицировать входной видеосигнал, например, с клеточной компонентой, соответствующий сигнал выбирается и подается в точку смешивания при низком внутреннем сопротивлении источника, которая не принимает входной видеосигнал с усилителя A1 и эффективно заменяет входной видеосигнал на требующий сигнал.
Если входной сигнал должен остаться неизменным, то все коммутирующие элементы 104 находятся в открытом состоянии. В результате видеосигнал в неизменном виде проходит в выходной усилитель-формирователь строки A2. Получающийся в точке смещения 98 видеосигнал подается на усилитель-формирователь строки A2 для обеспечения стандартного уровня выходного сигнала и выходного сопротивления. Выходной сигнал с усилителя видеосигнала с фиксацией уровня A1 подается на схему выделения синхроимпульсов 100 (это широко используемый элемент, например, National Semiconductor LM 1881). Схема выделения синхроимпульсов 100 обеспечивает формирование полных (сложных) синхроимпульсов и сигнала опознавания кадра, которые требуются для схемы управления процессом 102.
Схема управления процессом 102 генерирует управляющие сигналы для включения коммутаторов выбора сигнала 104 в точное время (и на требующий промежуток времени) так, чтобы различные сигналы заменяли входной видеосигнал.
Все из различных сигналов, которые должны заменять первоначальный (входной) видеосигнал, состоят из высокого или низкого уровня сигнала по постоянной составляющей при установившемся режиме. Например, "высокий" сигнал клетки - это уровень средне-серого, обычно примерно 30% от пикового белого; "низкий" сигнал клетки - это уровень черного или уровень гашения. Эти уровни различных сигналов генерируются (см. фиг. 6b) с потенциометров VR1, VR2, VR3, VR4, которые обеспечивают регулировку уровней сигнала (или в другом варианте - с резисторов делителя напряжения для получения фиксированных заданных уровней сигнала) и подсоединены через соответствующие шины питания.
Этот сигнал подается на соответствующие элементы схемы выбора коммутатора соответственно 104-1, 104-2, 104-3, 104-4, через операционные усилители A5 с коэффициентом усиления единица для того, чтобы обеспечить требующееся низкое выходное сопротивление (импеданс) в точке смешения сигнала 98.
Схема управления 102 генерирует соответствующие импульсы управления схемой выбора коммутатора для формирования сигналов клетчатой структуры и сигналов вертикальной модификации (см. фиг. 6a). Импульсы клетчатой структуры подаются только на выбранные строки, например клетчатая структура начинается на 10-й строке, содержащей информацию изображения (т.е. после окончания вертикального гашения) и заканчивается на 10 строке перед последней строкой, содержащей информацию изображения (т.е. за 10 строк перед началом следующего интервала вертикального гашения). Аналогично, сигналы модификации вертикального дрожания подаются только на выбранные строки, например, на последние девять строк перед интервалом вертикального гашения. Следовательно, сигналы клетчатой структуры и сигналы вертикальной модификации требуют управляющих сигналов с составляющими строчной частоты и кадровой частоты.
Входной видеосигнал "вход видео" (см. фиг. 6c, показывающая подробно схему с фигуры 6a) буферизуется усилителем A3 и связывается со схемой выделения синхроимпульсов через разделительный конденсатор C1 и фильтр нижних частот, включающий резистор R1 и конденсатор C2.
Схема выделения синхроимпульсов 100 обеспечивает формирование полных (сложных) синхроимпульсов и прямоугольных сигналов опознавания кадров. Полные (сложные) синхроимпульсы подаются на схему фазовой синхронизации (PLL) 110. Регулировка фазы ("фаза регл.") PLL 110, производится с использованием потенциометра VR6 и настраивается так, чтобы выходные импульсы строчной частоты начинались в требующейся начальной точке (месте) клетки, обычно на 2 мкс перед началом строчного гашения (фиг. 7a).
Выходной сигнал PLL 110 используется для получения строчной частотной составляющей fH клетки и сигналов вертикальной модификации.
Выходной сигнал цветовой синхронизации схемы выделения синхроимпульсов 100 инвертируется с помощью инвертора U5, который обеспечивает формирование фиксирующего импульса для усилителя с фиксацией уровня A1 (элемент номер EL 2090).
Прямоугольный выходной сигнал опознавания кадра ("кадровый импульс") со схемы выделения синхроимпульсов 100 подается на однозарядную схему OS1 для формирования импульса опознавания кадра длительностью приблизительно 1 мкс. Этот однозарядный выходной сигнал fV используется для получения кадровой (вертикальной) частотной составляющей сигналов клетчатой структуры и вертикальной модификации.
Строчная частотная составляющая схемы фазовой синхронизации fH с PLL 100 подается на вход синхронизации счетчика адреса ячейки памяти 114. Однозарядный выходной сигнал кадровой (вертикальной) частоты fV подается на вход сигнала сброса RS счетчика 114.
Выходные сигналы счетчика адреса ячейки памяти 114 подаются в запоминающее устройство 116, обычно EPROM, которое запрограммировано таким образом, что один из выходов информационной шины обеспечивает возможный сигнал клеточного импульса (CPE), которые имеют высокий уровень в течение той части периода изображения, когда должен присутствовать сигнал клетчатой структуры.
Второй выход информационной шины EPROM обеспечивает сигнал опознавания конца поля (EFI), который является высоким в течение строк, находящихся в конце каждого поля, в которые должны быть включены сигналы вертикальной модификации.
Строчная частотная составляющая схемы фазовой синхронизации fH также подается на однозарядную схему OS2, которая генерирует импульс конца строки (ELP) требующейся длительности импульсов клетчатой структуры, обычно 2 мкс (см. фиг. 7a).
Выходной сигнал схемы фазовой синхронизации строчной частоты fH также подается на другую однозарядную схему OS3, формирующую выходной импульс длительностью приблизительно 13 мкс. Выходной сигнал однозарядной схемы OS3 запускает другую однозарядную схему OS4, которая формирует выходной импульс VJP длительностью приблизительно 52 мкс. Время (появления) и длительность импульса VJP определяют положение сигнала, вызывающего вертикальную модификацию, в пределах времени строки; т.е. импульс VJP, по существу, попадает в требующийся участок периода активной горизонтальной строки.
Четыре сигнала ELP, VJP, CPE и EFI генерируют требующиеся сигналы управления для коммутаторов выбора сигнала 104-1,..., 104-4 (см. фиг. 6b). Импульс конца строки ELP подается в схему делителя 122 для получения требующейся частоты, которая определяет частоту клетчатой структуры. Чем выше эта частота, тем большее число переходов темный-светлый-темный в клетчатой структуре по высоте изображения. Эта частота может выбираться в пределах широкого диапазона; коэффициент делителя 52 (n = 52) обеспечивает подходящий результат.
Выходной сигнал делителя 122 подается непосредственно на один вход трехвходового логического элемента И U4.
Инвертированный выходной сигнал делителя 122 подается на соответствующий вход второго трехвходового логического элемента И U5.
Выходной участок делителя 122 может представлять собой схему генератора качания частоты, состоящую из пары микросхем NE 566.
Одна микросхема NE 566 устанавливается номинально на частоту 300 Гц, а другая устанавливается на 1 Гц. Выход микросхемы NE 566 на 1 Гц запитывает вход регулировки частоты микросхемы NE 566 на 300 Гц.
На два других входа трехвходовых логических элементов И U4, U5 подаются сигнал возможного импульса клетчатой структуры (CPE) и сигнал импульса строки (ELP). В результате, на выходе трехвходового логического элемента И U4 формируется сигнал управления клетчатой структурой высокого уровня (UVJ), а на выходе трехвходового логического элемента И U5 формируется сигнал управления клетчатой структурой низкого уровня (LHJ).
Аналогичная схема генерирует требующиеся сигналы для сигналов управления вертикальной модификации. Генератор 126 (например, промышленно выпускаемые элементы NE 555 или NE 566) собран по схеме для работы на низких частотах, обычно между постоянным током и 10 Гц.
Генератор 126 может быть настроен на формирование выходного сигнала с высоким логическим уровнем. Аналогично, выход сигнала с частотой от постоянного тока до 10 Гц может раскачиваться в таком диапазоне частот, чтобы нарушать работу как можно большего числа телевизионных приемников во время воспроизведения не разрешенной копии.
Это может быть сделано, как описано выше, с помощью пары микросхем NE 566.
Выходной сигнал генератора 126 подается на один вход трехвходового логического элемента И U2. Инвертированный выходной сигнал генератора 126 подается на соответствующий вход второго трехвходового логического элемента И U3. Кроме того каждый телевизионный приемник может "резонировать" или дрожать в большей степени на характерных для него частотах, раскачивание частот генератора 126 обеспечивает широкий охват различных телевизионных приемников.
Сигнал места вертикального дрожания (VJP) и сигнал опознавания конца поля (EFI) (причем сигнал EFI модифицирован фликкер-генератором 130 и поэтому обозначен EFI') подаются на два других входа трехвходовых логических элементов И U2, U3.
В результате, на выходе трехвходового логического элемента И U2 формируется высокий сигнал управления вертикальным дрожанием (EFC H), а на выходе трехвходового логического элемента И U3 формируется низкий сигнал управления вертикального дрожания (EFCL).
Понятно, что при подходящих модификациях вышеописанное устройство будет формировать добавляемые вертикальную или горизонтальную модификации после нормальных строчных и кадровых синхросигналов, т.е. для добавляемых вертикальных модификаций на строках 22 - 24 телевизионного сигнала НТСЦ, таким образом, чтобы вызывать обратный ход.
Схема с фигуры 6b вместе со схемой фликкер-генератора 130 с помощью EFI' формирует многочисленные структуры сигнала вертикальной модификации.
На фиг. 6b показан генератор 130, возбуждающий "мерцание" полей или кадров (фликкер-генератор), используемый в некоторых вариантах изобретения для видоизменения горизонтальной и вертикальной модификаций.
Это мерцание приводит к следующим эффектам:
1) Изменение "полярности", т.е. инвертирование серых прямоугольников на черные прямоугольники в клетчатой структуре с частотой, кратной частоте поля с некоторым конкретным множителем; это будет приводить, например, к тому, что в ослабленном видеосигнале с неразрешенной копии будут чередоваться клеточные смещения, дополнительно ухудшая видимость копии.
2) Изменение от поля к полю положения импульсов конца поля (вертикальная модификация) приводит к тому, что при воспроизведении не разрешенной копии на телевизионном приемнике наблюдается колеблющаяся вверх/вниз размытость, поскольку в каждом поле ложный критический импульс синхронизации имеет по времени различное положение. Такая ситуация возникает, например, если:
импульс EFI высокий на строках 255 - 257, и
импульс EFI 1 высокий на строках 258 - 260, и
импульс EFI 2 высокий на строках 261 - 262 и 1, и
импульс EFI 3 высокий на строках 21 - 23.
На фиг. 8 показана схема фликкер-генератора 130 с фигуры 6b и показано, что эти четыре импульса объединяются с помощью объединителя U10 (т.е., CD 4052) при частоте поля благодаря EPROM U8 (номер элемента 27C16 или 2716).
В результате, ложные кадровые синхроимпульсы появляются в различных положениях в зависимости от поля. В простом примере EFI, EFI 1, EFI 2, EFI 3 являются ступенчатыми, по одному на поле.
В результате, во время воспроизведения не разрешенной копии ложные вертикальные синхроимпульсы появляются на строках 256 или 259, или 262, или 22 в последовательных полях или кадрах.
В результате, изображение мерцает из-за изменения положения вертикальных синхроимпульсов с частотой поля в телевизионном приемнике или кассетном видеомагнитофоне. EPROM U8 обеспечивает маневренность, где различные импульсы конца поля должны располагаться в виде функции от времени.
На фиг. 8 также показано, что черные и серые прямоугольники клетчатой структуры инвертируются с частотой, кратной частоте поля с некоторым конкретным множителем. Импульсы вертикальной синхронизации синхронизируют 8-битовый счетчик U7 (делит на 256, номер элемента 74HC393).
Выходные импульсы счетчика U7 запускают адресные шины EPROM U8. Выходной информационный сигнал DO с EPROM идет высокого уровня для инвертирования клетчатой структуры через коммутатор SW1K, SW2K. Маневренность сигнала DO c EPROM U8 позволяет подавать команды на инвертирование клетчатой структуры псевдослучайно или периодически и, кроме того, обеспечивает различные частоты мерцания (т.е. через каждые 2 поля или каждые 5 полей и т.п.).
Информационные шины D1 и D2 EPROM U8 также возбуждают коммутатор U10 объединителя (мультиплексора) (номер элемента CD4052), аналогичным образом улучшая маневренность для генерации выходного сигнала EFI'.
Другая электрическая схема для генерации вертикальных и горизонтальных модификаций.
На фиг. 6b импульсы конца поля и конца строки коммутируются для замены видеосигнала, возбуждая сопротивление R0. Если только эти коммутаторы не имеют достаточно низкое сопротивление во включенном состоянии, видеосигнал с входного программируемого источника всегда будет накладываться на вершину импульсов конца поля или конца строки. Например, обычное сопротивление аналогового коммутатора во включенном состоянии около 100 Ом. Обычное сопротивление R0 около 1000 Ом. При этих величинах 10% видеосигнала накладывается на импульсы конца строки и конца поля. Если видеосигнал идет к пиковому белому, импульсы конца поля и конца строки будут иметь минимум, составляющий около 10% пикового белого (100 IRE) или 10 IRE, таким образом, обеспечение этих добавочных импульсов бесполезно.
Для того, чтобы преодолеть эти возможные недостатки, в другом варианте добавляются добавочные импульсы, коммутированные с помощью многополосных коммутаторов, которые в то же время отключают источник видеосигнала.
Как показано на фиг. 9, высокие и низкие состояния конца поля генерируются логическим элементом И U23, на входы которого подаются сигнал с генератора U22 (генератор с качанием частоты от 0.1 Гц до 10 Гц) и сигналы VJP и EFI. Коммутатор SW103 выполняет переключение между высоким и низким состоянием, которые регулируются с помощью переменных сопротивлений RB и RA соответственно.
Усилители A1OA, A1OB являются буферными усилителями с коэффициентом усиления единица. Для того, чтобы предотвратить взаимные помехи между низким состоянием сигнала EOF и импульсный клетчатой структуры, между коммутатором SW103 и усилителем A100 размещен коммутатор (переключатель) SW103A, а между коммутатором SW102 и усилителем A101 размещен коммутатор SW102A. Логический элемент И U23 переключает коммутатор SW103A на землю на всех строках за исключением мест в строке с сигналом EFO. Аналогично, логический элемент U21A переключает коммутатор SW102A на землю все время, за исключением того времени, когда присутствуют импульсы клетчатой структуры.
С другой стороны, коммутаторы SW103A и SW102A являются "прозрачными" для EFO и импульсов клетчатой структуры, которые формируются на входе коммутаторов SW103 и SW102, соответственно. Выходной сигнал коммутатора SW103 буферизуется буферным усилителем с коэффициентом усиления единица A100 и суммируется в суммирующем усилителе A102. Аналогично, коммутатор SW102 принимает высокие и низкие состояния конца строки, генерируемые с помощью сигнала ELP, счетчика U20 (деление на n одиночных импульсов) и сигнала CPE.
Переменные сопротивления RC и Rp обеспечивают настройку для высокого и низкого импульсов конца строки, соответственно. Усилитель A101 буферизует сигнал с коммутатора SW102 в суммирующий усилитель A102 с помощью сопротивления R2. Усилитель A102 запитывает суммирующий усилитель A103. Пост-псевдо-синхроимпульс (ложный синхроимпульс, следующий после нормального синхроимпульса) (PPS) также суммируется в суммирующем усилителе A103. Тогда на выходе суммирующего усилителя A103 формируются: импульсы конца строки, импульсы конца поля и пост-псевдо-синхроимпульс (PPS). Коммутатор SW101 коммутирует все эти сигналы с помощью логического элемента ИЛИ U10 и инвертора U11 в соответствии им время и коммутирует видеосигнал в течение всего остального времени. Усилитель A104 буферизует выходной сигнал с коммутатора SW101 и обеспечивает выходной видеосигнал, "видеовыход", содержащий видеосигнал с добавленными импульсами. Коммутатор SW104A выполняет предварительное гашение видеосигнала из схемы сужения синхросигнала до уровня напряжения VBLNK (т.е. OIRE) для последних 9 активных строк каждого телевизионного поля с помощью логического элемента И U104B. На два входа логического элемента U104B поступают: информационный выходной сигнал EFO с EPROM (который становится высоким во время последних 9 строк телевизионного поля) и сигнал VJP (импульс активной горизонтальной строки).
Источник модуляции положения для PPS управляется источником напряжения Vger. Источник напряжения Vger запитывает сопротивление R20 с инвертированным импульсом сигнала цветовой синхронизации и сопротивление R10 и конденсатор C2 для формирования изменяемой задержки с однозарядной схеме U20.
Однокадровая схема U20 формирует сигнал изменяемого положения приблизительно через 1,5 мкс после сигнала цветовой синхронизации входного видеосигнала и отключается во время интервала вертикального гашения с помощью сигнала CPE и логического элемента И-НЕ U21B. Сопротивление R6 определяет амплитуду PPS. Сопротивление R6 обычно выбирается от - 10 IRE до -20 IRE.
Другой вход (U22A) логического элемента И-НЕ U21 в нормальном состоянии высокий, так, чтобы все PPS были синхроимпульсами положения импульса с постоянной амплитудой. Если U22A пульсирующий (т.е. 300 Гц), тогда сигнал PPS также включается и выключается (с частотой 300 Гц). Таким образом, PPS может быть импульсом, модулированным по положению, и синхроимпульсом, модулированным по амплитуде импульса, который следует за сигналом цветовой синхронизации.
Модификация с сужением импульса строчной синхронизации
Схема сужения синхроимпульса и способ для улучшения защиты от копирования видеосигналов используется самостоятельно или вместе (как показано на фиг. 6a, блок 96) с любым другим вышеописанным методом модификации сигнала, ниже это описано более подробно.
Причина для сужения синхроимпульсов (импульсов синхронизации) видеосигнала (в основном импульсов строчной синхронизации) заключается в том, что, когда выполняется не разрешенная копия, ослабленный видеосигнал с уменьшенной шириной (длительностью) синхроимпульса является причиной возникающей проблемы воспроизводимости при просмотре копии на телевизионном приемнике. Это связано с тем, что схемы выделения синхросигналов большинства телевизионных приемников включают восстановление по постоянной составляющей вершины синхроимпульса. Поскольку эти схемы выделения синхроимпульсов телевизионных приемников обычно возбуждаются полными сопротивлениями канала передачи, синхроимпульсы частично ограничены по амплитуде. При сужении синхроимпульсов они еще больше ограничиваются по амплитуде.
Когда выполняется не разрешенная копия видеосигнала, особенно, если сигнал имеет вышеописанную модификацию с клетчатой структурой и/или модификацию конца поля, копия имеет уменьшенную амплитуду видеосигнала с уменьшенной шириной синхроимпульса. В результате, схема выделения синхросигнала в телевизионном приемнике "видит" значительные потери в синхроимпульсе, связанные с собственным ограничением по амплитуде из-за суженной ширины синхроимпульса и связанные с ослаблением самого видеосигнала. Следовательно, схема выделения синхросигнала телевизионного приемника не "извлекает" правильно синхроимпульс, и это приводит к тому, что телевизионное изображение становится еще хуже, поскольку эффекты строчной и/или кадровой модификации проявляются более сильно.
На фиг. 10 показана типичная известная схема выделения синхроимпульсов, которая используется во многих телевизионных приемниках. Эта схема работает, когда инвертированный видеосигнал подается на базу транзистора Q1 через разделительный конденсатор C.
Вершины синхроимпульсов видеосигнала заряжают конденсатор C именно настолько, чтобы транзистор включался только самой вершиной синхроимпульсов.
Через сопротивление Rв на транзистор подается такое напряжение смещения, что вершины синхроимпульсов "срезаются". Напряжение Rс через C связано с сопротивлением Ro, запускающим сопротивлением видеосигнала. Чем больше сопротивление Ro, тем больше ограничивается по амплитуде синхроимпульс, как видно, при Vв.
Если сопротивление Ro слишком большое, транзистор Q1 будет начинать срезание синхроимпульса в области видеосигнала (уровень гашения), поскольку величина Vc не поднимается до среднего уровня, при котором транзистор срезает синхроимпульс чуть ниже уровня вершины синхроимпульса инвертированного видеосигнала.
Недостаточная зарядка конденсатора С позволяет транзистору Q1 включаться даже при подаче сигнала с уровнем гашения. Когда транзистор Q1 включен, сопротивление основного эмиттера низкое. (Это приводит к ослаблению положительно идущих синхроимпульсов). Поскольку емкость зарядки является функцией от ширины синхроимпульсов, сужение синхроимпульсов приводит к тому, что схема выделения синхроимпульсов ограничивает по амплитуде суженный импульс больше, чем синхроимпульс нормальной ширины. Это равносильно срезанию синхроимпульса в точке, близкой к видеосигналу (т.е. уровню гашения видеосигнала).
При нормальном уровне видеосигнала суженные синхроимпульсы не вызывают проблем при воспроизведении копии на кассетном видеомагнитофоне или телевизионном приемнике. Но когда суженные синхроимпульсы записаны на не разрешенной копии, кассете, защищенной от копирования, видеосигнал ослабляется. Это ослабление вместе с суженными синхроимпульсами приводит к тому, что телевизионный приемник (во время повторных просмотров) не выделяет правильно синхроимпульсы и нарушается синхронизация частей видеосигнала, т.е. уровня гашения.
Если выборочно сужаются определенные строчные синхроимпульсы до величины, близкой к нулевой ширине импульса (длительность меньше 600 нс), так что фильтр в схеме выделения синхроимпульсов в телевизионном приемнике или кассетном видеомагнитофоне не реагирует на него, или так, что разделительный конденсатор схемы, выделения синхроимпульсов заряжается незначительно, то это равносильно тому, что в данной области отсутствует импульс синхронизации. Эти суженные выбранные строчные синхроимпульсы около конца поля могут создавать такую ситуацию, что схема выделения синхросигналов будет обрезать строку с погашенным видеосигналом во время воспроизведения копии, как бы формируя новый (ложный) кадровый импульс.
Если видеосигнал с не разрешенной копии с ослабленным видеосигналом подается на телевизионный приемник, то в этом случае на кассетном видеомагнитофоне или телевизионном приемнике будет видно два кадровых импульса на одном поле, которые могут приводить к вертикальному дрожанию изображения.
В одном варианте пульсирующие (модуляция) частоты конца строк поля видеосигнала (эти концы полевых строк, имеющие амплитуду от 0 IRE до по меньшей мере 10 IRE, имеют суженные импульсы строчной синхронизации) качаются от диапазона от 1 до 15 Гц. Это одновременно приводит к требующемуся эффекту для большого числа различных телевизионных приемников.
На фиг. 11a показана форма видеосигнала (Vin); это сигнал, инвертированный в схеме выделения синхроимпульсов телевизионного приемника с фигуры 10 и подаваемый на сопротивление Ro (где Ro ≈ 0) с фигуры 10.
На фиг. 11b показано влияние разделительного конденсатора и сопротивления R3. Заметим, что при Vв видеосигнал наклонно поднимается к уровню вершины синхроимпульса. (Это является результатом имеющейся постоянной времени RC-цепочки, состоящей из сопротивления Rв и конденсатора C, поскольку Rb >> Ro).
На фиг. 11 показаны суженные строчные синхроимпульсы. Действие сопротивления Ro (где Ro теперь сопротивление канала передачи, т.е. 200 - 1500 Ом), конденсатора C, сопротивления Rb и транзистора Q1 приводит к ограничению по амплитуде вершины суженного синхроимпульса.
Поскольку ширина каждого синхроимпульса сужена, конденсатор C заряжается недостаточно, и это приводит к еще большему ограничению амплитуды.
Вспомним, что на зарядку конденсатора C влияют и амплитуда синхроимпульса, и ширина синхроимпульса, т.е. Vc пропорционально (ширине синхроимпульса), умноженной на (амплитуду синхроимпульса). Чем ниже напряжение Vc, тем больше ограничение синхроимпульса по амплитуде.
На фиг. 11 показан этот результат в точке, соответствующей Vb на фиг. 10.
На фиг. 11e показан ослабленный сигнал видеоисточника с не разрешенной копии при суженных синхроимпульсах, где "А" обозначает существование импульсов клетчатой структуры. Схема выделения синхросигналов реагирует путем полного "срезания" синхроимпульсов и, в результате, части видеосигнала, находящиеся в конце строки, интерпретируются как новые синхроимпульсы. Это показано на фиг. 11f. Схема выделения синхросигналов (инвертор) включает транзистор Q1 во время срезания участков видесигнала.
На фиг. 11g показано, что из-за срезанных частей видеосигнала фронт синхроимпульсов становится неустойчивым. Эта нестабильность фронта сигналов, получаемых с помощью схемы выделения синхроимпульсов, приводит к нестабильному изображению на экране телевизионного приемника (т.е. к прыжкам из стороны в сторону). Как показано стрелками, из-за сужения синхроимпульсов или присутствия импульсов клетчатой структуры получаются в результате нестабильные импульсы строчной синхронизации.
На фиг. 11h показано, какой выходной сигнал был бы получен со схемы выделения синхроимпульсов телевизионного приемника для фигуры 11d, который составляет телевизионный сигнал полного уровня с суженными синхроимпульсами. Таким образом, сигнал, показанный на фиг. 11d, не создает проблем при воспроизведении на телевизионном приемнике. Только, если сигнал, показанный на фиг. 11d, добавляется к сигналу защиты от копирования и выполняется не разрешенная копия, тогда проблема с воспроизведением на телевизионном приемнике становится очевидной, поскольку не разрешенная копия дает ослабленный сигнал.
На фиг. 11i показан полный неослабленный телевизионный сигнал, который, если выбраны строки около конца видеополя или после кадровых синхроимпульсов (т.е. строки 256-259 НТСЦ и строки 10-12 НТСЦ), сужен с изменением амплитуды (т. е. производится коммутирование амплитуды от примерно уровня гашения до примерно 10-100 IRE).
Транзистор схемы выделения синхроимпульсов Q1 будет формировать нарастание к амплитуде среза в области изображения, т.е. "zz" на фиг. 11j. Это приводит к расширению импульса в области "zz", но не настолько, чтобы вызвать импульс строчной синхронизации.
На фиг. 11k показан выходной сигнал схемы выделения синхроимпульсов для формы сигнала с фигуры 11j. Если этот сигнал должен быть вместе с сигналами защиты от копирования, то с не разрешенной копии на схему выделения синхросигналов телевизионного приемника будет подаваться ослабленный сигнал, как на фиг. 11l.
На фиг. 11l показан ослабленный телевизионный сигнал, который получается из-за "нелегального" копирования при суженных синхроимпульсах, которые находятся в конце полевых строк.
На фиг. 11m показан эффект нарастания в точке Vb из-за сопротивления Rb и конденсатора C. Соответствующий выход схемы выделения синхроимпульсов показывает в "y" новый (ложный) уширенный импульс (кадровой синхронизации). Этот новый ложный импульс кадровой синхронизации сформирован, когда суженные импульсы строчной синхронизации находятся на уровне гашения в конце строк поля.
Если суженные импульсы строчной синхронизации имеют уровень от 10 до 100 IRE, тогда схема выделения синхроимпульсов телевизионного приемника выдает только узкие синхроимпульсы строчной частоты, и никаких новых уширенных импульсов. Это происходит потому, что схема выделения синхроимпульсов полностью не реагирует на уровни от 10 до 100 IRE.
При коммутировании сигналов с уровнем больше, чем 10 IRE единиц или гашении сигналов схема выделения синхроимпульсов "видит" нормальные кадровые синхроимпульсы, иногда сопровождаемые ложными преждевременными или запаздывающими кадровыми синхроимпульсами (см. фиг. 11n). Эти ложные преждевременные и/или запаздывающие импульсы кадровой синхронизации затем приводят к дрожанию изображения вверх и вниз при воспроизведении не разрешенной копии.
В некоторых случаях получить такой же эффект, как вышеописанный, можно путем:
сужения выбранных синхроимпульсов до почти нуля, т.е. убирая импульсы строчной синхронизации, так, чтобы схема выделения синхросигналов телевизионного приемника формировала ложные импульсы кадровой синхронизации;
изменяя положение нескольких синхроимпульсов больше, чем на 63.5 мкс, для того, чтобы схема выделения синхроимпульсов "ошибалась" и формировала новые ложные импульсы кадровой синхронизации. Это связано с эффектом нарастания, создаваемым некоторыми схемами выделения синхроимпульсов, который и приводит к возникновению ложных кадровых импульсов.
На фиг. 11o показан видеосигнал, который не содержит ложные импульсы кадровой синхронизации, благодаря тому, что видеосигнал имеет уровень, выше уровня гашения, т.е. больше, чем 10 единиц IRE в области суженных импульсов. Таким образом, если уровень видеосигнала достаточно высокий относительно уровня гашения, то с помощью суженных строчных синхроимпульсов не удается генерировать ложные импульсы кадровой синхронизации.
Как показано на фиг. 12a, в схеме сужения синхроимпульсов входной видеосигнал (возможно уже несущий основные импульсы защиты копий) поступает на вход 160, откуда он подается на схему выделения синхроимпульсов 162, а также на сумматор видеосигнала 164. Из схемы выделения синхроимпульсов 162 выделенные сигналы строчной синхронизации (Hсинх) и кадровой синхронизации подаются в схему (логическую) селектора строки 166, которая выбирает, например, строки от 10 до 250 каждого видеополя. Выделенные импульсы H синхронизации также подаются на однозарядную схему OS 10, которая в виде отклика выдает сигнал длительностью 2 мкс для логического элемента И U12. На другой вход логического элемента с сектором 166 подается сигнал выбранной строки, указывающий выбранные строки от 10 до 250.
В ответ на выходе логического элемента И U12 формируется сигнал, представляющий участок H синхронизации на каждой из этих строк, 10-250, который масштабируется усилителем 174.
Выходной сигнал из масштабирующего усилителя 174 суммируется опять с первоначальным видеосигналом в сумматоре 164, а выходной сигнал из сумматора 164 подается на выход видеосигнала 180.
На фиг. 12b в показана форма сигнала в точке Q с фигуры 12a (обычный сигнал H синхронизации с сигналом цветовой синхронизации) и сигнал в R, который является выходным сигналом масштабирующего усилителя 174. Результат суммирования Q и R ("видеовыход" в нижней части фигуры 12b) виден на выходе видеосигнала 180. Он представляет собой укороченный импульс H синхронизации с сигналом цветовой синхронизации.
Ниже описана другая схема выполнения сужения синхроимпульсов с расширенной (протяженной) огибающей сигнала цветовой синхронизации (протяженный сигнал цветовой синхронизации необходим для обеспечения синхронизации цвета в телевизионных приемниках, если суженные H синхронизации создают проблему с цветовой синхронизацией).
На фиг. 13a, 13b показана электрическая схема для введения суженных импульсов строчной синхронизации в активное поле видеосигнала. В пределах этого активного поля информационный выход EPROM определяет, какие строки далее подлежат сужению. Например, этот выходной сигнал EPROM (EPD1) может разрешить для строк 20-250 иметь замещенную ширину импульса синхронизации 3,7 мкс, а для строк 251-262 иметь замещенную ширину импульса синхронизации 2,0 мкс.
Другие комбинации возможны в зависимости от программирования EPD1 в EPROM U9. Кроме того, другой выходной сигнал с EPROM U9 может приводить к гашению синхроимпульса на строке (т.е. строках 255 и/или 257) или, таким образом, перед импульсами EFO (это выполняется с помощью логического элемента И U10 и сигнала EPD2 с EPROM U9.). Смещенный по положению строчной суженный синхроимпульс также возможен после того, как выполнено гашение синхроимпульса при номинальном HBI.
Входной видеосигнал, несущий любую комбинацию из : сигналов основного способа защиты от копирования, импульсов конца поля и импульсов клетчатой структуры, или нормальный видеосигнал типа RS 170 представляет собой синхроимпульс, восстановленный по постоянной составляющей с помощью усилителя видеосигнала A1 до 0B (равный уровню гашения). Усилитель A1 формирует сигнал для схемы выделения синхроимпульсов U2, которая в свою очередь формирует на выходе сложный (полный) синхроимпульс и кадровый импульс между 1 и 20 мкс. При генерации импульса цветовой синхронизации для того, чтобы синхронизовать сигнал цветовой синхронизации входного видеосигнала со схемой 2015, необходимо учитывать, что импульс цветовой синхронизации не следует генерировать, когда имеются импульсы ложной синхронизации (т.е., если входной видеосигнал имеет импульсы основного способа защиты от копирования). Таким образом, однозарядная схема U3 берет полный (и ложный) синхроимпульс и формирует не запускаемый повторно импульс длительностью 45 мкс, достаточно длинный для того, чтобы игнорировать уравнивающие импульсы и кадровые 2H импульсы в интервале вертикального гашения, а также ложные синхроимпульсы, которые могут присутствовать (обычно в первые 32 мкс телевизионных строк 10-20). Однозарядная схема U10 задерживает фронт синхроимпульса входного видеосигнала на 5 мкс и запускает однозарядную схему U11, 2 мкс однозарядный сигнал совпадает с сигналом цветовой синхронизации входного видеосигнала.
Усилитель A1 возбуждает полосовой фильтр сигнала цветности усилителя 91 для ввода сигнала в схему фазовой синхронизации цветовой синхронизации схемы 2105. Выходной сигнал PLL схемы 2105 теперь представляет собой цветовую поднесущую в виде непрерывной волны, синхронизированную по фазе с сигналом цветовой синхронизации входного видеосигнала.
Схема PLL 2011 подстраивает обновленную фазу цветовой поднесущей так, чтобы она была правильной на выходе усилителя A5.
Кадровый синхроимпульс из схемы выделения синхроимпульсов U2 возвращает в исходное состояние счетчик адресов U8 для EPROM U9. Сигнал счетчика U8 пошагово увеличивается с помощью импульса строчной частоты, поступающего из усилителя A3.
Каждая линия передачи данных на выходе EPROM U9 содержит конкретные телевизионные строки высокого или низкого уровня в активном поле.
Одно из преимуществ схемы, изображенной на фиг. 13a и 13b, состоит в том, что регенерированные суженные синхроимпульсы могут вводиться в любое место в интервале строчного гашения (HBI). Это становится особенно ценным достоинством, если новые суженные синхроимпульсы могут стартовать за 1 мкс до строчных синхроимпульсов входного видеосигнала.
Если формируются импульсы PPS и новые суженные строчные синхроимпульсы с опережением в 1 мкс, то горизонтальная нестабильность будет больше в случае воспроизведения не разрешенной копии, имеющей защиту от копирования, горизонтальное дрожание изображения будет на 1 мкс больше.
При опережающем суженном импульсе H синхронизации между суженным импульсом H синхронизации и PPS существует большее временное расстояние, в результате это приводит к пропорциональному увеличению нестабильности, если воспроизводится не разрешенная копия.
Для генерации опережающего суженного импульса H синхронизации выходной сигнал однозарядной схемы U2, представляющий собой импульс длительностью 45 мкс, совпадающий с фронтом синхроимпульса входного сигнала, преобразуется в прямоугольную форму с помощью однозарядной схемы U4, формирующей длительность 32 мкс.
С помощью полосового фильтра, включающего R1, L1 и C1, выходной сигнал схемы U4 преобразуется в синусоидальное колебание с частотой 15.734 кГц.
За счет регулировки индуктивности L1 формируется синусоидальное колебание, которое опережает H синхронизацию входного видеосигнала. Компаратор A3 преобразует это синусоидальное колебание в импульсы, срезы которых являются передним или задним фронтом ведущего синхроимпульса входного видеосигнала. Для генерации сигналов, синхронных с входным видеосигналом, фильтр R1, L1, C1 (с Q равным 4) обычно имеет большую возможность выполнять "отслеживание", чем большинство строчных PLL, когда входной видеосигнал поступает с кассетного видеомагнитофона. Выход с усилителя A3 затем поступает на одноразрядную схему U5 (14 мкс) для генерации синхросигнала HBI для того, чтобы заменить старый (входной) синхроимпульс и сигнал цветовой синхронизации на новый суженный синхроимпульс и протяженный сигнал цветовой синхронизации.
Однозарядная схема U6 устанавливает номинальную задержку суженного синхроимпульса 0,5 мкс от начала HBI входного видеосигнала (фронта сигнала с выхода схемы U5), а однозарядная схема U7 инициирует новый суженный синхроимпульс.
Элементы R2, R3 и Q1 образуют коммутатор для дополнительного сужения импульса путем укорачивания транзистора Q1 (эмиттер к коллектору) и с помощью команды EPD1 (т. е. для строк 251-262 каждого поля EPD1 - низкий, а в других случаях - высокий). Тогда выходной сигнал схемы U7 представляет собой импульсы длительностью 3.7 мкс от строк 20 - 250 и импульсы длительностью 2 мкс от строк 251 - 262.
Инициирование заднего среза схемы U7 осуществляется схемой U12, выход которой является протяженным сигналом цветовой синхронизации (ширина импульса около 5.5 мкс).
Выход схемы U12 стробирует сигнал цветовой синхронизации со схемы 2011 через коммутатор SW22, а усилитель A4 с полосовым фильтром (3.85 МГц) формирует огибающую протяженного сигнала цветовой синхронизации с выхода коммутатора SW22 и подает сигнал на суммирующий усилитель A5 через сопротивление R10, регулирующее амплитуду протяженного сигнала цветовой синхронизации. Суженный импульс H синхронизации из схемы U7 суммируется с помощью логического элемента И U13 с сигналом EPD2, который обычно высокий, за исключением нескольких строк, на которых суженный синхроимпульс погашен. Это приводит к усилению импульсов конца поля.
Выходной сигнала логического элемента U13 суммируется в усилителе A5, в который поступает через сопротивление R8, регулирующее амплитуду суженного синхроимпульса. Тогда на выходе усилителя A5 формируется суженный синхроимпульс "плюс" протяженный сигнал цветовой синхронизации.
Коммутатор SW25 коммутирует выходной сигнал усилителя A5 с помощью логического элемента И U14 через логический элемент ИЛИ U20, который коммутирует выходной сигнал усилителя A5 во время HBI с помощью выходного сигнала схемы U5 и EPD 3 (импульсы места активного поля, т.е. строки 20 - 262).
Буферный усилитель A22 затем формирует выходной видеосигнал из входного сигнала с новыми уширенными H синхроимпульсами и протяженным сигналом цветовой синхронизации. Для включения в измененный по положению синхроимпульс (EOFRSP) в конце местоположения поля, схема U16 формирует сигнал длительностью от 10 до 40 мкс от фронта синхроимпульса входного видеосигнала. Логическая схема U16 связана с логической схемой U17, формирующей импульсы шириной от 2 до 4 мкс, которые имеют задержку относительно фронта синхроимпульса входного видеосигнала примерно от 10 до 40 мкс. Выходной сигнал логической схемы U16 обеспечивается с помощью логического элемента И U18 и EPD 4 из EPROM U9. Тогда сигнал EPD 4 на определенных строках в конце поля становится высоким после того, как с помощью EPD 2 инициируется гашение синхроимпульса.
Логическая схема U16 возбуждает суммирующий усилитель A5 через сопротивление R85 регулировки амплитуды EOFRSP. Логическая схема 16 также включает коммутатор SW25 во время инициирования EOFRSP через логический элемент ИЛИ для введения измененного по положению синхроимпульса (EOFRSP).
Таким образом, выходной сигнал усилителя A2 имеет входной видеосигнал, суженный синхроимпульс и возможно 1 или 2 строки погашенного синхроимпульса (нет синхронизации) или/и несколько строк измененного по положению суженного H-синхроимпульса.
Сужение синхроимпульса эффективно даже, если не все импульсы строчной синхронизации в видеосигнале таким образом сужены. Установлено, что даже относительно небольшое число суженных строчных синхроимпульсов обеспечивают ложный кадровый обратный ход. Например, для этой цели подходят суженные импульсы строчной синхронизации в 3-6 последовательных строках видеосигнала. Предпочтительно суженные импульсы строчной синхронизации группировать вместе в последовательных (или по меньшей мере относительно близко расположенных) строках для генерации ложного кадрового обратного хода.
Другая схема для сужения синхроимпульса, в случае удаления сигналов защиты от копирования, описана в патенте США N 5157510 Ron Quan и др. и в патенте США N 5194965 Ron Quan и др., оба патента приведены в качестве ссылки на источник информации.
На фиг. 14a и 14b показаны блок-схемы двух устройств для объединения вышеописанного сужения синхроимпульса с описанным ранее известным способом защиты копии с горизонтальными и вертикальными модификациями сигнала (строчные и кадровые модификации).
На фиг. 14a показано первое такое устройство. Программный видеосигнал подается в блок 204 для добавления к известным сигналам защиты копии, включающим добавленные импульсы АРУ и ложные синхроимпульсы.
Следующий блок 206 (показан подробно на фиг. 6a) добавляет (1) клетчатую структуру и (2) модификации кадровой частоты сигнала в конец каждого из выбранных полей. Затем блок 208 электрической схемы дополнительно видоизменяет видеосигнал, сужая синхроимпульсы (показано подробно в различных вариантах на фиг. 12a и фиг. 13a и 13b).
Выходной сигнал с выхода 209 поступает, например, на главный дупликатор кассетного видеомагнитофона в устройстве копирования на видеокассету. Обнаружено, что известный основной способ защиты от копирования улучшается за счет добавления приема сужения синхроимпульсов.
В другом варианте, на фиг. 14b входной программный видеосигнал сначала подается в блок 200 электрической схемы для сужения синхроимпульсов и в блоки 204, 206 для введения сигналов защиты копии, а также клетчатой структуры и модификации кадровой частоты сигнала и затем подается на выход 210.
Понятно, что другие устройства могут также формировать описанные модификации видеосигнала, т.е. клетчатую структуру, кадровую структуру конца поля, сужение синхроимпульсов и другие, эквивалентные им.
Способ и электрическая схема для удаления модификаций сигнала, обеспечивающих защиту от видеокопирования.
Ниже описаны способ и электрическая схема для уничтожения сигнала, обеспечивающего защиту от копирования, который включает, по меньшей мере, импульсы АРУ и ложные синхроимпульсы, как описано выше, и/или сужение синхроимпульсов, и/или импульсы "клетки" в конце строки, и/или ложные импульсы кадровой синхронизации в конце поля.
Что касается импульсов АРУ и ложных синхроимпульсов, то в патенте США N 4695901, Ryan и патенте N 5157510 Quan оба включены в качестве ссылки, описаны способы и устройства для уничтожения (удаления или ослабления) этих добавленных импульсов. В патенте США N 4695901, Ryan описано только удаление или ослабление ложных синхроимпульсов и импульсов АРУ и не описано уничтожение сужения синхроимпульсов, уничтожение ложных импульсов кадровой синхронизации в конце поля или импульсов (клеток) в конце строки.
Как хорошо известно из уровня техники, усилители-формирователи могут устранять сужение синхроимпульсов с регенерированными (обновленными) синхроимпульсами, но усилители-формирователи не уничтожают клеточные импульсы в конце строки или ложные импульсы кадровой синхронизации в конце поля.
В известным технических решениях не затрагивается вопрос о том, как уничтожать эти кадровые и клетчатые сигналы защиты от копирования. Простое гашение этих сигналов при выполнении незаконной копии может приводить к тому, что будут все еще сохраняться остаточные сигналы антикопирования. Причина состоит в том, что только гашение этих сигналов до уровня гашения при существовании ложных синхроимпульсов импульсов АРУ будет приводить к формированию ослабленного видеосигнала, который поступает на вход в телевизионном приемнике, когда выполняется незаконная копия. Тогда этот ослабленный сигнал имеет, например, строки в конце поля при уровне гашения, и в этом случае он может приводить к появлению импульсов ложной кадровой синхронизации.
Этот эффект особенно хорошо проявляется, если все еще присутствуют суженные импульсы строчной синхронизации.
С другой стороны, если только суженные синхроимпульсы восстанавливаются до ширины нормального синхроимпульса, то два других усовершенствованных сигнала, обеспечивающих защиту от копирования (клетчатый и кадровый), все еще являются эффективными.
Таким образом, методы уничтожения вышеописанных усовершенствований способа антикопирования следующие.
1) Сигнала защиты от копирования в конце строки (клетчатая модификация) заменяются сигналами с уровнем по меньшей мере 20% пикового белого, или сигнал со смещением уровня по меньшей мере на 20% пикового белого добавляется к сигналу конца строки. Замещение сигнала или добавление может быть произведено в участок "клетчатого" сигнала так, чтобы уничтожать процесс защиты от копирования. Под "участком" понимается часть импульса конца строки, которая должна быть "нейтрализована", или часть всех строк видеосигнала, которые имеют импульсы конца строки.
2) Импульсы конца поля (кадровые), обеспечивающие защиту от копирования, замещаются сигналом, который составляет по меньшей мере 20% от пикового белого в течение периода по меньшей мере в 32 мкс на строку; в другом случае сигнал со смещением уровня, по меньшей мере, на 20% пикового белого добавляется к кадровым импульсам в течение по меньшей мере 32 мкс на достаточном числе строк (т.е. на 7 из 9, на 5 из 7, на 2 из 3), которые обеспечивают уничтожение процесса защиты от копирования.
Понятно, что приведенная здесь величина, 20% уровня пикового белого, для кадровых и клетчатых импульсов, определена экспериментально. Это обычная минимальная величина, которая требуется для получения предлагаемого эффекта, заключающегося в уничтожении усовершенствований видеосигнала. Сигнал с более высоким уровнем (как, например, 30% или более) выполнял бы эту функцию еще лучше.
3) Большинство (50% или более) суженных импульсов строчной синхронизации расширяются так, чтобы аннулировать процесс сужения синхроимпульсов, т.е., если синхроимпульс сужен до 3,0 мкм, то расширенный до 4,0 мкс синхроимпульс может подходить для аннулирования процесса сужения синхроимпульсов, и в этом случае не требуется замещать суженный синхроимпульс стандартным RS 170 импульсом строчной синхронизации. (Заметим, что 4,7 мкс - установлено в качестве ширины импульса строчной синхронизации для стандарта RS 170).
4) Расширенный синхроимпульс, ширина которого заходит в область импульсов конца строки (клетчатых), может использоваться для аннулирования и клетчатой структуры и процесса сужения синхроимпульсов.
Это должно быть выполнено таким образом, чтобы импульс обратного хода луча телевизионного приемника все еще запускал сигнал цветовой синхронизации, поскольку расширение синхроимпульса, когда он включает часть импульсов клетчатой структуры, может приводить к преждевременному инициирования импульса обратного хода луча в телевизионном приемнике.
5) Строчные синхроимпульсы и импульсы сигнала цветовой синхронизации с правильной синхронизацией и шириной сигнала цветовой синхронизации, перемещенные в область импульсов клетчатой структуры, могут аннулировать процессы сужения синхроимпульсов и клетчатой структуры, и при этом не будет возникать сигнал обратного хода луча в телевизионном приемнике, который бы неправильно запускал сигнал цветовой синхронизации в телевизионном приемнике.
Кадровые импульсы будут восприниматься как сигналы кадровой синхронизации в телевизионном приемнике, если амплитуда видеосигнала будет уменьшенной.
В большинстве телевизионных приемников и кассетных видеомагнитофонов для запуска фильтра кадровой синхронизации, обеспечивающего на выходе кадровый импульс, требуется примерно 30 мкс. Таким образом, при видоизменении кадровых импульсов на выходе фильтра кадровой синхронизации не будет никаких импульсов ложной вертикальной синхронизации, даже если присутствуют остаточные ложные кадровые импульсы, длительность которых меньше, чем, например, 20 мкс.
Клетчатые импульсы уничтожаются в достаточной степени, если "низкое" состояние импульса клетки укорачивается настолько, что суженный импульс строчной синхронизации не детектируется схемой выделения синхроимпульсов телевизионного приемника или кассетного видеомагнитофона. При этом исключается влияние клетчатой структуры при воспроизведении незаконной копии.
На фиг. 15 показана двухступенчатая схема и способ для удаления всех вышеупомянутых сигналов, обеспечивающих защиту копии. Видеосигнал, содержащий АРУ, ложную синхронизацию, клетчатую структуру, кадровые импульсы, а также суженные импульсы строчной синхронизации, сначала со входа 228 поступает в схему 230, которая описана в патенте США N 4695901 Ryan или в патенте США N 5157510, Quan и в которой аннулируются эффекты, обусловленные импульсами АРУ и импульсами ложной синхронизации.
На второй ступени выходной сигнал из схемы 230 поступает в схему установки видоизменений (усовершенствований) 234. В этой схеме аннулируются клетчатые и кадровые импульсы, а также аннулируется сужение синхроимпульсов и любой остаточный импульс АРУ или импульсы ложной синхронизации в интервале строчного гашения. Таким образом, на выходе 236 видеосигнал свободен от всех эффектов, связанных с сигналами защиты от копирования.
В этом варианте клетчатые и кадровые импульсы уничтожаются (идеально) путем замещения этих импульсов другими импульсами, имеющими амплитуду около 20% от амплитуды импульсов пикового белого, или путем добавления сигнала смещения уровня, имеющего амплитуду около 20% от пикового белого. Клетчатые импульсы могут быть также аннулированы путем подстановки широкого сигнала строчной синхронизации, замещая, таким образом, клетчатые импульсы. При этом уничтожаются клетчатые импульсы и расширяется импульс строчной синхронизации, что приводит к аннулированию процесса сужения синхроимпульсов. И, наконец, если HBI (интервал строчного гашения) замещается новым строчным синхроимпульсом и сигналом цветовой синхронизации, тогда аннулируется сужение синхроимпульсов, а также уничтожаются любой импульс и/или импульс ложной синхронизации в активном поле.
Кроме того, в этом варианте сужение длительности черного уровня клетки и кадровых импульсов приводит к тому, что копия становится видимой. А также любые импульсы АРУ, сопровождающие импульс нормальной строчной синхронизации, могут быть аннулированы путем добавления импульса смещения отрицательного уровня к противоположному высокому сигналу цветовой синхронизации (импульс АРУ) или путем замещения синхроимпульса и сигнала цветовой синхронизации.
Схема для осуществления этого описана ниже.
На фиг. 16 показана подробно схема блока 234 с фигуры 15. Сигнал с улучшенной защитой против копирования вводится в усилитель A10, имеющий коэффициент усиления K (т.е. K равно 2). Выход усилителя A10 подсоединен к конденсатору C1, диоду D1 и сопротивлению R1, которые вместе составляют схему восстановления синхроимпульса по постоянной составляющей. Сопротивление R2, конденсатор C2 и конденсатор C1 образуют узкополосный режекторный фильтр частоты цветовой поднесущей, так что компаратор A11 может правильно выделять синхроимпульсы.
Опорное напряжение Vb1 устанавливает точку среза. Это приводит к тому, что компаратор A11 функционирует как схема выделения синхроимпульсов. Выходной сигнал компаратора A11 затем поступает в узкополосный фильтр, включающий компоненты: сопротивление R3, индуктивность L1 и конденсатор C3, где восстанавливается импульс кадровой частоты. Компаратор A12 с опорным входным уровнем Vb2 представляет собой схему выделения кадрового синхроимпульса.
Поскольку этот видеосигнал может быть из кассетного видеомагнитофона, то некоторые схемы выделения синхроимпульсов, т.е. LM1881, формируют неправильные кадровые импульсы с выходным сигналом от кассетного видеомагнитофона. Поэтому для генерации кадрового импульса схема U1 формирует на выходе импульс, который длится немного короче шести строк от начала первого импульса кадровой синхронизации.
Схема U2 формирует на выходе импульс, имеющий ширину около 25 мкс.
Затем логический элемент И U7 логически "складывает" выходной сигнал инвертора U6 с выходным сигналом схемы U2 для генерации импульса, появляющегося через каждые два поля или в каждом кадре. Только в одном поле имеется высокий выходной сигнал из U2 и U6. Выход логического элемента U7 является стробирующим сигналом (FID), который запускает (см. фиг. 17) схему U8, имеющую импульс длительностью 1 1/2 поля. С помощью D-триггера U9, выходного сигнала схемы U8, подаваемого на D-вход триггера U9, и кадровых синхроимпульсов, подаваемых на тактовый вход триггера U9, формируется прямоугольный сигнал кадровой частоты, нарастающий и ниспадающий фронты которого совпадают с первым импульсом кадровой синхронизации (уширенным) входящего видеосигнала.
Схема U10 со схемой счетчика U11 и импульсом строчной частоты со схемы строчного PLL U4 генерирует сигналы на 10 битовую адресную шину B10, которая насчитывает 525 состояний. EPROM U12 адресуется к 10 битовой шине B10 и в зависимости от того, как запрограммирована EPROM U12, выходные каналы EPROM U12 несут следующие сигналы:
1) Место активного поля (AF) (высокие состояния со строки 22 до строки 262).
2) Место конца поля (EOFL) (высокие состояния со строки 254 до строки 262).
На фиг. 16, схема PLL U4 и схема 5 представляют собой схему PLL строчной частоты, так что выходной сигнал схемы PLL U4 опережает фронт строчного синхроимпульса видеосигнала на примерно 3 мкс. Это осуществляется с помощью схемы U5, которая задерживает выходной сигнал PLL на примерно 3 мкс.
Выход схемы U5 поступает назад на вход фазового детектора PLL U4. Поскольку фронты импульсов на входах детектора PLL U4 должны уравниваться, тогда выходной сигнал PLL U4 должен быть опережающим по отношению к фронту синхросигнала усилителя (компаратора) A11. PLL U4 также не реагирует на любые импульсы, не являющиеся импульсами строчной частоты. Таким образом, на кадровые и другие импульсы PLL U4 не реагирует.
Более того, схема U3 формирует импульс сигнала цветовой синхронизации путем регулирования по времени заднего фронта синхросигнала с компаратора A11.
На фиг. 18 показана схема смещения уровня, обеспечивающая уничтожение клетчатых и кадровых импульсов. Усилители A20, A21 образуют суммирующий усилитель. На этот суммирующий усилитель подаются сигналы: видеосигнал через сопротивление R100, импульсы конца строки через сопротивление R101 и импульсы конца поля через сопротивление R102.
При использовании опережающего строчного импульса (АНР), который стартует в то же время, что и каждый из импульсов клетчатой структуры, импульс длительностью 1,5 мкс синхронизирует АНР, используя активность поля AF из EPROM U12. Логический элемент И U13 генерирует высокий логический импульс (EOLD) в конце каждой строки во время активного поля. Этот импульс из логического элемента U13 затем добавляется к видеосигналу. Это приводит к тому, что импульсы клетчатой структуры никогда не попадают в уровень гашения. Вместо уровня гашения теперь клеточные импульсы имеют минимум, составляющий 20% уровня пикового белого. При этом аннулируется эффект клетчатых импульсов конца строки, поскольку при ослабленном видеосигнале уровень клеточных импульсов не опускается в видеосигнале достаточно низко, чтобы вызывать "случайный" запуск схемы выделения синхроимпульсов.
Аналогичные результаты получаются для кадровых импульсов. Схема U16 генерирует импульс активной горизонтальной строки длительностью примерно 49 мкс (минимум - 35 мкс) с помощью АНР, который поступает в схему U15 для формирования импульса, заканчивающегося в HBI. Схема U16 затем запускает схему U15 (длительность импульса 14 мкс) для формирования импульса активной строки. Этот импульс активной горизонтальной строки складывается с помощью логического элемента U150 с импульсом места конца поля (EOFL) из EPROM U12.
Импульсы EOFL EPROM U12 посылают сигнал с высоким логическим уровнем в конце поля во время горизонтальной активной строки через логический элемент U150. Этот высокий логический уровень с выхода логического элемента U150 затем добавляется к видеосигналу через сопротивление R102 для того, чтобы кадровые импульсы имели минимальный уровень, составляющий 20% пикового белого.
В условиях, когда кадровые импульсы имеют уровень, по меньшей мере, 20% пикового белого, а видеосигнал ослаблен, эти новые строки в конце поля не будут вызывать ложную кадровую синхронизацию. Тогда выходной сигнал усилителя A21 содержит механизмы аннулирования клеточных импульсов и импульсов конца поля.
Для того чтобы аннулировать процесс сужения синхроимпульсов, выход усилителя A21 подается на конденсатор C12, конденсатор C13, диод D10, диод D11 и сопротивление R12, которые образуют усилитель вершины синхроимпульса постоянного тока.
В усилителе A22 напряжение VD2 устанавливается равным 0 В по постоянной составляющей при уровне гашения.
Используя опять АНР, однокадровая (однозарядная) схема U17 и однокадровая (однозарядная) схема U18 генерируют новый расширенный синхроимпульс. Элементы R17, C18, C3, C19, R18 и R19 являются низкочастотным фильтром для синхроимпульса с ограниченным временем нарастания фронта. Напряжение Vb3 выбирается таким, чтобы устанавливать уровень гашения для "высокого" состояния нового расширенного синхроимпульса. Однозарядные схемы U19 и U20 вместе с логическим элементом И U21 образуют логическую схему управления для повторного введения нового расширенного импульса строчной синхронизации во время активного поля. Выходные сигналы схем U19 и U20 имеют небольшую задержку относительно сигналов из схем U17 и U18 с учетом задержки в низкочастотном фильтре, включающем элементы: R17, C18, L3 и т.д. Таким образом, электронный коммутатор SW1 коммутирует расширенный синхроимпульс, и выходной видеосигнал поступает в усилитель A23. Участок фигуры 18 с правой стороны, ограниченной штриховой линией, представляет схемотехнику замещения синхроимпульсов и формирования выходного сигнала S50.
На фиг. 19 показана схема, которая используется вместе со схемой на фиг. 16 для замены клеточных импульсов на новые расширенные импульсы строчной синхронизации и новые импульсы сигнала цветовой синхронизации, которые соответствуют этим новым расширенным импульсам строчной синхронизации. Кроме того, импульсы кадровой модификации уничтожаются путем сдвига уровня с помощью источника сигнала EOFD (с фигуры 18) в резисторах R412 и R411.
Входной видеосигнал подается на полосовой фильтр сигнала цветности, включающий элементы: R299, C400, L400 и C401, и далее в регенератор сигнала цветовой синхронизации U40 (номер элемента СА1398), который является регенератором сигнала цветовой синхронизации для незатухающей волновой поднесущей (3,58 МГц); кристалл Y 40 - кристалл на 3,58 МГц.
Выходной сигнал регенератора сигнала цветовой синхронизации U40 фильтруется с помощью полосового фильтра (3,58 МГц, включающий элементы: R300, L401 и C402) и буферизуется усилителем A40. Электронный коммутатор SW40 вводит новый сигнал цветовой синхронизации с помощью однозарядной схемы U43.
Схема U43 запускается задним фронтом регенерированного расширенного синхроимпульса из схемы U41. Схема U40 формирует задержку 0,5 мкс для установления временного интервала между передней площадкой строчного синхроимпульса и фронтом импульса цветовой синхронизации. Регенерированный синхроимпульс с выхода схемы U41 фильтруется и смещается по уровню с помощью элементов: R307, L403, C404, R305, R306 и напряжения V400.
Усилитель A42 буферизует этот регенерированный расширенный синхроимпульс со смещенным уровнем для того, чтобы суммировать с сигналом цветовой синхронизации с помощью сопротивления R304 и усилителя A43. Электронный коммутатор SW41 во время активного поля вводит новый расширенный синхроимпульс и новый сигнал цветовой синхронизации во время HBI (с помощью логического элемента И и источника сигнала AF из EPROM U12). (Новые расширенные синхроимпульсы и новые сигналы цветовой синхронизации также уничтожают любые сигналы, обеспечивающие защиту видеосигнала от копирования, с импульсами АРУ активного поля в HBI, т.е. импульсами с поднятыми задними площадками). Усилитель A44 буферизует и формирует новый видеосигнал с уничтоженными сигналами антикопирования, включая суженные синхроимпульсы, импульсы клетчатой структуры, кадровые импульсы.
На фиг. 20 показана схема для "смещения уровня" путем умножения не нулевого напряжения до более высокого напряжения. Сигнал аннулирования конца строки EOLD и сигнал аннулирования конца поля EOFD, используемые для смещения уровня на фиг. 16, генерируют управляющее напряжение для повышения коэффициента усиления усилителя (VCA) U50, управляемого напряжением (номер элемента МС1494), во время существования импульсов клетчатой структуры и импульсов кадровой модификации в сигнале, защищенном от копирования. Видеосигнал восстановлен по постоянной составляющей так, что вершина синхроимпульса находится при OВ; это означает, что низкие состояния импульсов клетчатой структуры и кадровой модификации соответствуют уровню выше OВ (обычно от 0.3В до 0.5B).
Элементы C201, R201, D10, D20, C200, R200 и A49 формируют этот восстановленный по постоянной составляющей видеосигнал. Тогда на выходе VCA U50 формируется сигнал, защищенный от копирования, имеющий смещенный уровень, или усиленный сигнал, уровень которого также выше уровня гашения для того, чтобы уничтожить усовершенствования, обеспечивающие защиту копии. Усилитель A50 буферизует выходные сигналы из VCA U50 в схему уничтожения суженного синхроимпульса на фиг. 16.
На фиг. 21, 22 и 23 показаны другие варианты для уничтожения сигналов антикопирования клетчатой структуры и кадровых с помощью коммутирующих схем.
На фиг. 21 показано, что (для видеосигнала, восстановленного по постоянной составляющей, см. фиг. 16) во время импульсов клетчатой структуры и вертикальных (кадровых) импульсов управляющие напряжения, соответствующие этим импульсам, коммутируют (при управлении сигналов EOLD и EOFD) сигнал V10 с уровнем 20% пикового белого, замещающий антикопирующие импульсы с помощью электронных коммутаторов SW199 и SW198. Осуществить это позволяет конечное внесенное сопротивление видеосигнала (резистор R200, обеспечивающий полное сопротивление около 2000 Ом). Затем видеосигнал усиливается усилителем A501 и преобразуется в схемах замещения синхроимпульсов и выхода, S50, показанных на фиг. 18, перед тем, как он поступает на выход 506.
На фиг. 22 и 23 показаны коммутирующие схемы для уничтожения импульсов клетчатой структуры и кадровых импульсов, отличающиеся от схемы на фиг. 21. (Схемы замещения синхроимпульсов и выхода, S50, на фиг. 22, 23 не показаны, но они представлены на фиг. 21).
На фиг. 22 входной сигнал видеосигнала, восстановленного по постоянной составляющей, опять подается через сопротивление R201 в усилитель A54, при этом замещающие коммутаторы SW198, SW199 при управлении, соответственно, импульсами EOLD и EOFD коммутируют напряжения V1, V2, каждое из которых является сигналом постоянного тока или переменного тока со смещением по постоянному току, и величина сигналов больше или равна 20% пикового белого.
Схема на фиг. 23 аналогична схеме на фиг. 22, за исключением того, что коммутаторы SW198, SW199 расположены последовательно непосредственно в канале передачи видеосигнала, а для ослабления импульсов клетчатой структуры и импульсов конца поля используется обычное средство для замещения импульсов. В некоторых случаях для уничтожения эффектов импульсов клетчатой структуры и импульсов EOF, влияющих на видимость копии, может быть достаточно простого гашения импульсов клетчатой структуры и импульсов EOF (уровень гашения V1 = V2 = V10).
Устройства для уничтожения видоизменений строчных и кадровых путем расширения синхроимпульсов
На фиг. 24a показана схема для видеосигнала, защищенного от копирования, со строчными (клеточными) (EOL) и кадровыми (EOF) видоизменениями, снабженная на входе буферным усилителем A60 для уничтожения клеточных и кадровых видоизменений путем расширения синхроимпульса.
Выходной сигнал из усилителя A60 поступает в схему выделения синхроимпульсов U16. Полный входной синхросигнал из схемы выделения синхроимпульсов U61 подается на однозарядную схему U64 для устранения в полном синхроимпульсе 2H импульсов. Выходной сигнал из схемы U64 подается в генератор PLL U65. Частота PLL U65 для N = 910 составляет 14.31818 МГц и равна N, умноженному на частоту горизонтальных строк При использовании для входа синхронизации счетчика U68 и fH для входа перехода его в исходное состояние, EPROM U69 принимает из счетчика U68 11-битовую адресную шину. Теперь EPROM U69 может формировать на выходе строчные элементы изображения (как запрограммировано в EPROM U69). Выходные сигналы EPROM U69 содержат строчную синхронизацию для:
места опережающих ложных синхроимпульсов,
места расширения синхроимпульсов,
места новых импульсов сигнала цветовой синхронизации,
места ложных синхроимпульсов для EOF импульсов.
Выходной сигнал схемы выделения синхроимпульсов U61 имеет также полевой ID (Кадровый) импульс, который переводит в исходное состояние счетчик U63, имеющий 525 состояний. Счетчик состояний U63 синхронизуется (тактируется) импульсами строчной частоты с помощью PLL U65 и делящего на N счетчика U67. Тогда EPROM U66 имеет положения горизонтальных строк в пределах активного телевизионного поля. Например, в EPROM U66, D0 = строки 22 - 253 и D1 = строки 254 - 262, положение импульсов кадровой модификации.
Обратимся к фиг. 24b, логические схемы U610 - U614 используют выходные информационные сигнал EPROM U69 и U66 для следующих целей:
1) Положения опережающих ложный синхроимпульсов и положения расширения синхроимпульсов пропускаются через сигналы DO для опережающих ложных синхроимпульсов и расширяющихся синхроимпульсов (H) для того, чтобы быть на строках 22 - 253. Это выполняется на выходе логической схемы U613.
2) Расширение синхроимпульсов только на строках 254 - 262 плюс добавленные ложные синхроимпульсы только на строках 254 - 262; это выполняется на выходе логической схемы U612. Логический элемент ИЛИ U614 объединяет выходные сигналы логических схем U612 и U613 и сравнивает их "ИЛИ") с D3H, новым сигналом цветовой синхронизации. Выходной сигнал логического элемента U614 управляет коммутатором SW600 для введения:
опережающих ложных синхроимпульсов (строки 22 - 253);
расширения H синхроимпульсов (строки 22 - 262 новый сигнал цветовой синхронизации).
3) Сигнал нового импульса сигнала цветовой синхронизации из сигнала D3H, а также импульс активного поля D3 вводят сигнал fscCW с помощью усилителя A65 и логического элемента И U615. Выход логического элемента U615 представляет собой цветовую поднесущую, которая имеется только тогда, когда сигналы D3H, и D3 высокие. Переменное сопротивление R607 устанавливает уровень нового сигнала цветовой синхронизации, а конденсатор C607, индуктивность L607 и сопротивление R604 являются фильтром огибающей нового сигнала цветовой синхронизации. U616 объединяет только опережающие ложные синхроимпульсы, ложные синхроимпульсы, расширенные синхроимпульсы, и подает сигнал в инвертирующий суммирующий усилитель с помощью сопротивления R602 и R603, регулирующих амплитуду. Тогда суммирующий усилитель A67 имеет: опережающие ложные синхроимпульсы, расширенные H синхроимпульсы, импульсы нового сигнала цветовой синхронизации и ложные синхроимпульсы, и коммутатор SW205 коммутирует выходной сигнал усилителя A67 в соответствующие времена.
На фиг. 25a - 25 показаны формы сигналов, которые обозначены в различных точках в схеме, представленной на фиг. 24a, 24b.
На фиг. 24c показана типичная схема PLL для генератора U65, представленного на фиг. 24a, содержащая варакторный LC генератор 252 с фазовым детектором "установка-сброс" U70 и низкочастотным фильтром (менее 1 кГц), включающим сопротивление R700 и конденсатор C700, а также усилитель постоянного тока 250, включающий усилитель A70 и соответствующие элементы R702, C703, R703, R704 и опорное напряжение Vbb.
Другой способ уничтожения клетчатых и кадровых видоизменений.
Другая схема для аннулирования импульсов клетчатой структуры и кадровых импульсов показана на фиг. 26, где, поскольку коммутатор SW100 имеет низкое сопротивление, по существу, импульсы клетчатой структуры и импульсы кадровой модификации ослаблены и/или имеют смещенный уровень или замещены на напряжение, которое является усредненным напряжением (благодаря коммутирующей схеме усреднения 260) по состояниям высокое - низкое импульсов конца строки (клетчатая структура) и импульсов конца поля (кадровая модификация). Например, если импульсы клетчатой структуры и кадровой модификации имеют высокие состояния 30 IRE и низкие состояния OIRE, конденсатор C1 будет заряжаться приблизительно до напряжения

Поскольку коммутатор SW100 включается во время импульсов клеток в конце строки и во время импульсов конца поля благодаря логическому элементу U304, то в течение этих периодов времени напряжение конденсатора C1 замещает входной видеосигнал на сигнал с уровнем приблизительно 15 IRE, который достаточен для аннулирования модифицированных сигналов защиты от копирования.
На фиг. 26 модифицированные сигналы защиты видеосигнала от копирования подаются на входной усилитель A1, выходной сигнал которого поступает в схему выделения синхросигналов 258, в которой формируются кадровые импульсы короткой длительности (т.е. 10 мкс) для схемы 260, счетчик адресов ячеек памяти. В этом время полный синхросигнал (включающий, возможно, ложные синхроимпульсы, возникающие из-за известного основного способа защиты от копирования) подается в схему фазовой синхронизации (PLL) U303. Тогда выходной сигнал PLL 303 является импульсом строчной частоты, который стартует примерно за 2 мкс до передней площадки гасящего импульса входного видеосигнала. EPROM схемы 260 имеет выходные сигналы, коррелирующие с положениями строк клетчатых импульсов и импульсов конца поля на телевизионном поле.
Однозарядная схема U100 формирует импульс, совпадающий с положением клетки в пределах горизонтальной строки, а однозарядные схемы U200 и U300 формируют импульс такой, что выход схемы U300 содержит импульс, совпадающий с импульсами конца поля в пределах горизонтальной строки. Положения импульсов клеток и конца поля пропускаются через логические схемы U202 и U203 и выделяются с помощью логического элемента ИЛИ U304 для получения выходных импульсов, совпадающих по времени с импульсами клетчатой структуры (EOL) и конца поля в входном видеосигнале.
Коммутатор SW103 включается в течение этих совпадающих периодов для ослабления с помощью сопротивления RS и усреднения (с помощью конденсатора C1) сигналов, обеспечивающих улучшенную защиту от копирования.
В результате, в усилителе A2 формируется более видимый сигнал.
Другой способ уничтожения сигналов защиты заключается в том, чтобы коммутировать либо одну, либо обе схемы ограничения отрицательного пикового уровня и положительного пикового уровня в течение периода времени, когда имеются импульсы клетчатой структуры (EOL) и импульсы кадровой модификации (EOF), как показано на фиг. 27. Входной видеосигнал, защищенный от копирования, ограничивается по амплитуде буферным усилителем A6. Положения EOF и EOL определяются с помощью схемы и вводятся в логический элемент ИЛИ U305. Диод D1 ограничивает положительную амплитуду (сверху) импульсов клетчатой структуры серых (высокий) и импульсов высоких серых кадровой модификации для получения записи более копируемой. Диод D2 ограничивает отрицательную амплитуду (снизу) импульсов черного уровня (низкий) EOL и EOF до серого уровня, для того, чтобы получить копируемую запись, с помощью коммутаторов SW101, SW102. Усилитель A7 буферизует результаты действий коммутаторов SW101, SW102 для формирования выходного копируемого видеосигнала.
Третий способ уничтожения заключается в том, чтобы распознавать импульсы клетчатой структуры и импульсы кадровой модификации и добавлять инверсные импульсы. Поскольку клетчатая структура перемещается вверх или/и вниз и импульсы кадровой модификации совершают проходы вверх и вниз, схема, показанная на фиг. 28, распознает и аннулирует импульсы EOF и EOL (обнуляет).
Хотя сведение к нулю может быть менее эффективным, поскольку при этом импульсы клетчатой структуры и конца поля уменьшаются до примерно уровня гашения (OIRE), сведение к нулю в некоторых случаях может приводить к улучшению видимости изображения. Вспомним, что в идеальном случае импульсы клетчатой структуры и конца поля должны быть около 20 IRE для полного уничтожения). Таким образом, уменьшение до нуля приводит к тому, что состояния Hi (высокое) и Lo (низкое) импульсов клетчатой структуры и конца поля переходят в низкое состояние (0 IRE).
На фиг. 28 показана схема сведения к нулю. Видеосигнал с выхода усилителя A1 на фиг. 26, восстановленный по постоянной составляющей, для того, чтобы иметь уровень гашения около 0В, с помощью элементов C15, D15, Vb15, R15 и A246 подается на коммутатор SW124, который пропускает импульсы клетчатой структуры и конца поля с помощью логического элемента ИЛИ U247.
Логический элемент U247 имеет положения клеток и конца поля, "идентифицированные" с помощью логических схем U202 и U203 на фиг. 26. Инвертор A82 инвертирует сигнал из коммутатора SW124 и прибавляет этот инвертированный импульс клетки/конца поля с помощью сопротивления R2 опять к входящему видеосигналу (через сопротивление R1) для того, чтобы уменьшить до нуля импульсы клеток и конца поля. (Сопротивления R1 и R2 имеют одинаковые величины).
Усилитель A209 буферизует этот видеосигнал с "обнулением" импульсами клетчатой структуры и конца поля. (Сопротивление Rb обеспечивает напряжение смещения по постоянному току на землю для инвертирующего усилителя A82).
Еще один способ уничтожения (используется против импульсов EOL и EOF) заключается в ослаблении пикового активного видеосигнала со 100% до 80% (примерно на 20%), а также увеличении амплитуды синхроимпульсов (примерно на 50%), как показано на фиг. 29a и 29b, на которых представлены формы сигналов. Для этого требуется увеличение полного синхроимпульса от 40 IRE до примерно 60 IRE.
В этом случае могут быть также уничтожены ложные синхроимпульсы, которые описаны в патенте США 4631603, потому что импульсы ложной синхронизации составляют 40 IRE. Если полные синхроимпульсы протяженные, то схемы выделения синхроимпульсов имеют тенденцию выделять только большие синхроимпульсы и не реагируют на синхроимпульсы меньшей амплитуды. Следовательно, пары импульсов (ложный синхроимпульс плюс импульс АРУ) не будут распознаваться.
На фиг. 29a показана первоначальная форма входного сигнала для одной видеостроки.
На фиг. 29b показана форма сигнала видеостроки, модифицированного для импульсов клетчатой структуры и вертикальной модификации.
На фиг. 29b показана получающаяся в результате форма сигнала с видеоизмененными синхроимпульсами, амплитуды которых должны быть примерно на 50% больше, чем для стандартного сигнала при наличии импульсов клеток и конца поля. Поскольку полные синхроимпульсы большие, то ослабления незаконной копии обычно будет недостаточно для того, чтобы импульсы клетчатой структуры и конца поля приводили к какому-либо эффекту при просмотре незаконной копии.
Поскольку строчные и кадровые синхроимпульсы видоизменяются так, чтобы они были намного больше, то схема выделения синхроимпульсов телевизионного приемника или видеомагнитофона не будет запускаться ошибочно.
На фиг. 30 показана схема, которая обеспечивает формирование формы сигнала, которая представлена на фиг. 29b. Сигналы с улучшенной защитой от копирования подаются на вход усилителя A84 с коэффициентом 0,8. Эти входные сигналы также ограничены по амплитуде и имеют уровень гашения, равный 0В.
Схема выделения синхроимпульсов 302 формирует на выходе полный синхроимпульс CS, который поступает в аналоговый коммутатор SW210 и аттенюатор 300. Схема аттенюатора 300 ослабляет обычный логический уровень полного синхроимпульса (т.е. пиковые 5В на пиковый) и с помощью смещения напряжения - V. На выходе схемы аттенюатора 300 формируется регенерированный синхроимпульс с уровнями от 60 IRE (при OIRE равен 0 В) до -60 IRE. Затем коммутатор (прерыватель SW210 пропускает этот новый регенерированный синхроимпульс на выход, где с помощью усилителя A505 формируется форма сигнала, подобная той, что показана на фиг. 29b.
Другой способ уничтожения, как показано в схеме на фиг. 31, заключается в отслеживании и блокировке строки активного видеосигнала для того, чтобы заменить клеточный импульс на последнюю величину активного сигнала перед началом импульсов EOL.
Используя в схеме на фиг. 31 выходной сигнал A1 и выходной сигнал U202 из схемы на фиг. 26, можно аннулировать клетки путем отслеживания и блокировки.
Этот способ аналогичен повторному включению известного напряжения в течение промежутка времени, соответствующего клеточным импульсам. Поскольку большинство программных материалов имеют уровень около 0 IRE (особенно в НТСЦ, где уровень черного составляет 7,5 IRE), отслеживание и блокировка видеосигнала приводит к получению уровня обычно большего, чем 7,5 IRE, что достаточно для аннулирования клеток, когда этот уровень вводится в место, занимаемое клеткой.
Усилитель A90 принимает выходной сигнал от усилителя A1 на фиг. 26. Усилитель A90 имеет задержку от 100 до 200 нс (с помощью линии задержки или низкочастотного фильтра) так, что импульс из логической схемы U202 отслеживает и блокирует видеосигнал от 100 до 200 нс непосредственно перед импульсами клетчатой структуры. Коммутатор 310 все время замкнут и разомкнут в течение времени клеточных импульсов. Таким образом, выход усилителя A92, по существу, представляет собой видеосигнал, прошедший до размыкания коммутатора, и конденсатор C107 заполняется в течение 2 мкс последним программным элементом изображения (уровень больше, чем примерно 7.75 IRE).
Другой способ уничтожения, как показано на формах сигнала, изображенного на фиг. 32a, 32b, заключается в том, что к импульсам EOF и EOL добавляется высокочастотный сигнал, так, чтобы эффективно смещать уровень на средний уровень постоянной составляющей высокочастотного сигнала.
На фиг. 32a, сверху, показана форма входного видеосигнала, включающего импульс EOF, а внизу - высокочастотный сигнал сдвига уровня, имеющий частоту от 0,1 до 5 МГц. Нижняя волновая форма с фигуры 32a также может добавляться к клеточным импульсам (например, при частоте 3 МГц). Получающийся в результате сигнал, записанный кассетным видеомагнитофоном, показан на фиг. 32b, он содержит волнистую часть, соответствующую частоте 3 МГц. Добавочный высокочастотный сигнал приводит к тому, что кассетный видеомагнитофон воспринимает только средний уровень постоянной составляющей, сдвигая, вследствие этого, уровень высокого и низкого состояний импульсов EOF и/или EOL так, что они становятся неэффективными.
Поскольку эти вышеописанные видоизменения зависят также от схемного решения телевизионного приемника, как показано на фиг. 33, эти "антимодифицирующие" (аннулирующие) схемы 322 могут быть подсоединены между воспроизводящим кассетным видеомагнитофоном 322 и телевизионным приемником 324 для того, чтобы получить изображение лучшего качества с незаконной видеоленты, используя, если необходимо, ВЧ-модулятор 326.
Импульсы предварительной синхронизации, уничтожающие строчную и кадровую модификации.
Ниже описано, как замещение на более широкие, чем нормальные синхроимпульсы (т.е. нормальных синхроимпульсов длительностью 4,7 мкс на более широкие синхроимпульсы длительностью от 6 до 10 мкс) отрицательно влияет на импульсы строчной модификации (клетчатой структуры) (конца строки) и кадровой модификации (конца поля) соответственно.
В схемах выделения синхроимпульсов, используемых в телевизионных приемниках, как показано в известной схеме на фиг. 10, импульсы полного синхросигнала заряжают разделительный конденсатор C на входе схемы выделения синхроимпульсов. Пороговая величина среза является функцией среднего времени зарядки на телевизионную строку. Чем больше время зарядки, тем дальше точка "среза" находится от уровня гашения. Кроме того, поскольку точка среза смещена к уровню гашения из-за сопротивления Rb и конденсатора C, синхроимпульс, предшествующий импульсам конца строки, вызывает наклон, который со временем медленно спадает, для того, чтобы избежать ограничения импульса сверху и снизу во время импульсов конца строки или импульсов конца поля.
На фиг. 34a показан отклик схемы выделения синхроимпульсов телевизионного приемника на телевизионный сигнал (представлен инвертированный видеосигнал), включающий основной способ антикопирования из патента США N 4631603 плюс видоизменение, обеспечивающее антикопирование за счет клетчатой структуры. Кромка среза сигнала из телевизионной схемы выделения синхроимпульсов явно "падает" в область "A" (области клетчатой структуры) и, следовательно, приводит к возбуждению/не возбуждению импульсов преждевременной синхронизации, что, в результате, вызывает на изображении телевизионного приемника появление клетчатой структуры.
На фиг. 34b показана форма сигнала, получающаяся при более широких, чем нормальные, синхроимпульсах. Получающаяся кромка среза 330 явно никогда не попадает в область клетки "A", и, следовательно, телевизионный приемник в этом случае не воспринимает клетчатую структуру. Импульс сигнала цветовой синхронизации может быть при необходимости добавлен в область "CBX" через область строчного синхроимпульса для того, чтобы обеспечить цветовую синхронизацию телевизионного приемника или кассетного видеомагнитофона.
На фиг. 35a, 35b показаны соответственно строчный синхроимпульс видеосигнала, нормальный, и расширенный строчный синхроимпульс с регенерированным (обновленным) сигналом цветовой синхронизации (CB), добавленным ко второй половине расширенного синхроимпульса, а также сигнал цветовой синхронизации, добавленный после заднего фронта этого расширенного импульса строчной синхронизации. Добавленный регенерированный импульс цветовой синхронизации обеспечивает цветовую синхронизацию в телевизионном приемнике независимо от того, от переднего или заднего фронта синхроимпульса запускается сигнал цветовой синхронизации в телевизионном приемнике.
Регенерированный импульс цветовой синхронизации не нужен в месте синхроимпульсов кадровой модификации, поскольку это происходит внизу телевизионного поля, которое обычно невидимое.
Далее поясняется, как добавление синхроимпульсов и импульсов преждевременной синхронизации отрицательно влияет (аннулирует) на импульсы конца поля и конца строки.
При добавлении синхроимпульсов и импульсов преждевременной синхронизации разделительный конденсатор в схеме выделения синхроимпульсов телевизионного приемника заряжается до большей величины. Следовательно, кромка среза сигнала схемы выделения синхроимпульсов перемещается дальше от уровня гашения, не затрагивая импульсы конца строки и конца поля.
На фиг. 34c показана форма сигнала с добавленными преждевременными синхроимпульсами; кромка среза сигнала 331 схемы выделения синхроимпульсов телевизионного приемника или кассетного видеомагнитофона не попадает в место конца строки. Аналогичные результаты показаны для импульсов кадровой модификации при введении ложных синхроимпульсов на фиг. 36c.
На фиг. 36a показан импульс кадровой модификации "B" с нормальной шириной H синхроимпульса и кромка среза сигнала схемой выделения синхроимпульсов телевизионного приемника 336. Заметим, что кромка среза 336 схемы выделения синхроимпульсов телевизионного приемника заходит в область импульса кадровой модификации B.
На фиг. 36b показана соответствующая форма сигнала с расширенным синхроимпульсом, при этом кромка среза 338 схемы выделения синхроимпульсов телевизионного приемника "проходит" так, что в области "B" не происходит срезание сигнала (в области импульсов кадровой модификации).
Строчные модификации с дополнительными импульсами пост-синхронизации.
На фиг. 37 показана схема для добавления импульсов ложной пост-синхронизации для того, чтобы улучшить эффективность защиты от копирования (т.е. дополнительно ухудшить видимость изображения), если выполнена незаконная копия с вышеописанным основным способом защиты от копирования из патента США 4631603.
Видеосигнал с основным способом защиты от копирования и другими вышеописанными видеоизменениями подается на вход сопротивления R9. Усилитель A1 буферизует входной видеосигнал и через конденсатор C1 поступает в схему выделения синхроимпульсов U6. Выходной кадровый синхроимпульс из схемы выделения синхроимпульсов подается на вход 12 битового (тактового) счетчика U1, "перевод в исходное состояние (сброс)". Счетчик U1 синхронизован со строчными синхроимпульсами из PLL U2, которая синхронизирована с полным синхросигналом. EPROM U3 выбирает, на каких строках могут появиться ложные пост-синхроимпульсы (PPS).
Для выбора EPROM U3 может использоваться псевдослучайное распределение ложных пост-синхроимпульсов. Сигнал DO (выходной сигнал EPROM U3) блокирует, таким образом, однозарядную схему OS3. Сигнал цветовой синхронизации из схемы выделения синхроимпульсов U6 инвертируется и фильтруется на низких частотах конденсатором C2 и сопротивлением R2. Напряжение Vger суммируется с сигналом (т.е. сигнал треугольной формы частотой 300 Гц) в конденсаторе C2. Это приводит к изменяющемуся по времени пороговому перепаду в схеме OS3 и, таким образом, к изменению положения.
Выходной сигнал схемы OS3 представляет собой фиксированный импульс (т.е. с длительностью 1.5 мкс) с модуляцией положения импульса, например ± 1 мкс. Выходной сигнал схемы OS3 уменьшает любой видеосигнал по уровня гашения с помощью коммутатора SW1 и добавляет с помощью переменного сопротивления R7 импульс для генерации ложного пост-синхроимпульса.
Суммирующий усилитель A3 инвертирует выходной импульс схемы OS3 для того, чтобы сохранить правильную форму добавленного ложного пост-синхроимпульса.
На фиг. 38a-38e показаны формы сигналов в различных точках схемы, представленной на фиг. 37, которые обозначены. Амплитуда ложного пост-синхроимпульса может быть амплитудой, модулированной с помощью Vgen2 и усилителя A41, управляемого напряжением, который является усилителем умножения. Выходной сигнал усилителя A41 изменяется по амплитуде в соответствии с Vgen2, причем когда ложный пост-синхроимпульс отсутствует, амплитуда равна O B.
Устройство и способ для уничтожения усовершенствования, связанного с пост-синхронизацией.
На фиг. 39a показана другая схема уничтожения для использования с видеосигналом "видеовыход", содержащим вышеописанные импульсы ложной пост-синхронизации (PPS), который подается на схему выделения синхроимпульсов U1 через конденсатор C1. То есть, схема на фиг. 39a уменьшает или убирает эффект PPS импульсов, благодаря этому видеосигнал может записываться. Из схемы выделения синхроимпульсов U1 полный синхроимпульс поступает в схему строчной фазовой синхронизации U2. Выходной сигнал из H PLL U2 синхронизован по фазе так, что начинается в области импульса ложной пост-синхронизации (после сигнала цветовой синхронизации). Однозарядная схема U5 запускает H PLL U2 для генерации импульса, который содержит импульс ложной пост-синхронизации. Кадровый синхроимпульс из схемы выделения синхроимпульсов U1 запускает схему выделения синхроимпульсов U4 для генерации импульса из области за пределами рабочего поля телевизионного приемника, из строк 4 - 21, а схема U4 запускает схему U5 для генерации импульса активного поля из строк 22 - 262. Выходной сигнал схемы U5 (который является дополнением интервала кадрового гашения) стробирует логический элемент И U10 так, что выходной сигнал логического элемента U10 появляется только в период активного поля телевизионного сигнала.
Таким образом, выходной сигнал логического элемента U10 указывает положения импульсов ложной пост-синхронизации во время активного поля.
На фиг. 39b, 39c, 39d показаны обозначенные сигналы для трех точек на схеме фигуры 39a.
На фиг. 40a показан выходной сигнал логического элемента U10 фигуры 39a, используемый для аннулирования импульсов ложной пост-синхронизации путем генерации импульса (PPSD), совпадающего с сигналом PPS, и сдвига уровня с помощью аналогового умножителя U6 (номер элемента 1494). Умножитель U6 увеличивает или уменьшает коэффициент усиления в течение времени, когда присутствует импульс, аннулирующий ложную пост-синхронизацию, выходной сигнал U10. Когда сигнал VID1 подается на умножитель U6, вершина синхроимпульса при VID1 равна O B. При увеличении коэффициента усиления в правильное время, в результате получается Z-образная форма сигнала, как показано на фиг. 40b. При использовании в умножителе U6 сигнала VID2 вместо VID1 и использовании выходного сигнала логического элемента U10 умножитель U6 перестраивается так, чтобы ослаблять выходной сигнал U10 с положительно идущим импульсом, и коэффициент усиления уменьшается в правильное время для того, чтобы получить Y-образную форму сигнала, как показано на фиг. 40c, аннулирующую способ защиты от копирования.
При использовании сигнала VID2 в аналоговом коммутаторе SW220 схемы, представленной на фиг. 40d, выходной сигнал логического элемента U10 управляет коммутатором SW 220 так, чтобы вводить опорное напряжение.
Если VR равно O B, то X-образная форма сигнала с фигуры 40e приводит в результате к аннулированию ложной пост-синхронизации. Если VR равно напряжению вершины синхроимпульса (т. е., -40 IRE), то в результате получается U-образная форма сигнала, как на фиг. 40f, которая создает дополнительный импульс H синхронизации с фиксированными амплитудой и положением. Это приводит к тому, что в большинстве телевизионных приемников возникает статическое горизонтальное смещение изобретения и нет "волнообразности", которая возникает в других случаях из-за импульсов ложной пост-синхронизации.
Путем суммирования выходного сигнала U10 в усилителе A6 в схеме на фиг. 40g, происходит смещение уровня для уничтожения импульса ложной пост-синхронизации. Волновая форма сигнала для этого случая также показана на фиг. 40h. Сигнал на фиг. 40h определяет положение PPS и смещение уровня.
В заключение, сужение импульса ложной пост-синхронизации для аннулирования его эффекта осуществляется путем ограничения синхроимпульса по амплитуде. Как показано на фиг. 41a, усилитель A7 принимает видеосигнал VID2 с цветовой поднесущей без режекции из-за режекторного фильтра R100, индуктивности L100 и конденсатора C100. Выходной сигнал усилителя A7 срезает и нормальный синхросигнал, и сигнал ложной пост-синхронизации путем установления Vbb2 приблизительно -10 IRE.
При использовании логического элемента И U7 и PPS с логической схемы U10 (фиг. 39a) на выходе логического элемента U7 формируется импульс, который инвертирован, но имеет логические уровни, аналогичные первоначальному импульсу ложной пост-синхронизации. Выходной сигнал схемы U8 длится более, чем 90% периода импульса ложной пост-синхронизации, и затем он управляет коммутатором SW224 так, чтобы фронт ложного пост-синхроимпульса срезался больше, чем на 90%.
На фиг. 41b показано, что получающийся в результате сигнал "Видеовыход DD" имеет очень узкий ложный пост-синхроимпульс, так, что он не вызывает никакого отклика в любой видеоаппаратуре (т.е. кассетном видеомагнитофоне или телевизионном приемнике). Кроме того, суммирование выходного сигнала логического элемента U7 (фиг. 41a) в усилителе A6 на фиг. 40g с помощью сопротивления R6 приводит, в результате, к формированию выходного сигнала, который является ложным пост-синхроимпульсом со смещенным уровнем, как видно на фиг. 40h. Этот способ может частично или полностью также уничтожить амплитуды ложного пост-синхроимпульса, которые получаются в ослабленном ложном пост-синхроимпульсе.
Способ и устройство для уменьшения влияния сигналов, связанных с основным способом антикопирования.
Ниже описаны способ и устройство, в котором сигналы, связанные со способом антикопирования, состоящие из добавленных импульсов (как описано выше) ложной синхронизации и АРУ (т.е., обусловленных основным способом антикопирования), эффективно уменьшаются без изменения этих добавленных импульсов.
В отличие от вышеописанных предыдущих способов, в которых добавленные импульсы изменялись путем ослабления амплитуды, смещения уровня или сужения импульсов для уничтожения влияния добавленных импульсов, в настоящем способе уменьшения влияния добавленных импульсов путем дополнительного добавления других импульсов, которые нейтрализуют уменьшение коэффициента усиления, вызванного импульсами АРУ и ложными синхроимпульсами.
В патенте США 4631603 описано, как схема АРУ в кассетном видеомагнитофоне изменяет амплитуду входящего видеосигнала, используя выборку синхроимпульса и задней площадки строчного интервала гашения. При добавлении дополнительных синхроимпульсов с очень высоким уровнем задней площадки строчного интервала гашения происходит уменьшение коэффициента усиления. Поскольку схема АРУ в видеомагнитофоне непрерывно производит отсчет амплитуды синхроимпульсов (с помощью выборки синхроимпульсов и выборки задних площадок), настоящий способ сводит на нет некоторые из сигналов антикопирования путем перемещения уровня всех задних площадок от уровня гашения ниже уровня гашения (т.е. -20 IRE единиц для видеосигнала НТСЦ).
Согласно настоящему способу можно также добавлять дополнительные ложные синхроимпульсы в нижнюю часть телевизионного поля (конец поля), где не присутствуют антикопирующие импульсы, содержащие импульсы АРУ и ложные синхроимпульсы. За этими "дополнительными" ложными синхроимпульсами следуют импульсы ниже уровня гашения.
Обратимся к фиг. 42a; основной, защищенный от копирования видеосигнал ("видеовход") подается в схему выделения синхроимпульсов (номер элемента LM 1881 или эквивалентный). Полный (сложный) синхроимпульс из схемы выделения синхроимпульсов U2 запускает задним срезом синхроимпульса однозарядную схему U3, формирующую импульс длительностью 3 мкс.
Кадровый синхроимпульс из схемы выделения синхроимпульсов U2 запускает однозарядные схемы U4 и U5 для формирования импульса активного поля, подаваемого на вход логического элемента И U1, который "складывает" импульс активного поля и выходной сигнал схемы U3. Тогда выходной сигнал логического элемента U1 является импульсом с длительностью задней площадки 3 мкс во время активного телевизионного поля. (В другом варианте схемы U4 и U5 не являются необходимыми, и выходной сигнал схемы 3 непосредственно идет на сопротивление R6, игнорируя U1, U4 и U5).
Сопротивление R6 является отрицательным суммирующим сопротивлением, которое вычитает уровень из задней площадки гасящего импульса входного видеосигнала. Входной усилитель АО буферизует входной видеосигнал и передает его на конденсатор C3, диод D1, сопротивление R3, которые с напряжением Vb образуют схему восстановления постоянной составляющей вершины синхроимпульса. Выходной сигнал усилителя с обратной связью A3 поступает на сопротивление R7; этот выходной сигнал имеет пониженную заднюю площадку гасящего импульса. (См. фигуры 43a - 43g, показывающие сигналы в различных местах на фиг. 42a, в соответствии с обозначениями).
Схема, показанная на фиг. 42b, принимает выходной видеосигнал (видео выход 1) из сопротивления R7 схемы на фиг. 42a и замещает последние 10 или 11 строк каждого телевизионного поля на телевизионные строки, содержащие ложные синхроимпульсы, спаренные с последующими импульсами АРУ ниже уровня гашения, т. е. -10 IRE - -30 IRE. Видеосигнал из точки разветвления цепи диода 1 на фиг. 42a содержит видеосигнал, который восстановлен по постоянной составляющей до O В для O IPE уровня гашения. Усилитель A2 на фиг. 42b усиливает этот видеосигнал и подает его в генератор строчной синхронизации U11 (используя контакт 1 генератора CA 31541, где вершина синхроимпульса из усилителя A2 находится при 7 В). Выход генератора U11 представляет собой схему фазовой синхронизации 32H, и на выходе формируется сигнал с частотой примерно 503 кГц. Этот выходной сигнал 503 кГц усиливается для логических уровней с помощью усилителя A3 и подается в бинарный делитель U10.
Суммирующий усилитель A4 формирует сигнал прямоугольной формы, примерно 2 мкс включено и 2 мкс выключено, амплитудой от -20 IRE до -40 IRE. Напряжение Vbb и сопротивление R9 устанавливают соответствующее напряжение смещения постоянного тока, а сопротивления R10 и R11 устанавливают соответствующую амплитуду.
На фиг. 42a однозарядная схема U6 генерирует импульс активной строки длительностью 32 мкс от начала активной горизонтальной строки; схемы U7 и U8 запускаются вертикальным синхроимпульсом в течение последних 11 строк активного телевизионного поля. Логический элемент И U9 на фиг. 42b, следовательно, вводит прямоугольный сигнал длительностью 4 мкс с уровнем от -20 IRE до -40 IRE в течение последних 11 горизонтальных активных строк телевизионного поля (где обычно не находятся ложные синхроимпульсы и импульсы АРУ). Усилитель A5 и сопротивление R12 выводят модифицированный актикопирующий сигнал, содержащий импульсы гашения с пониженной задней площадкой и новые ложные синхроимпульсы, и пониженные отрицательные импульсы АРУ.
Модифицированный видеосигнал, сформированный с помощью схем фигур 42a и 42b, приводит к тому, что усилитель АРУ в кассетном видеомагнитофоне производит неправильные измерения. В результате измерений ложных синхроимпульсов ( и с пониженной задней площадкой гасящего импульса), спаренных с импульсами АРУ уменьшенного уровня, кассетный видеомагнитофон "считает", что имеется видеосигнал низкого уровня, и поэтому кассетный видеомагнитофон увеличивает коэффициент усиления своего усилителя АРУ. Это приводит к смещению того уменьшения коэффициента усиления в усилителе АРУ кассетного видеомагнитофона, которое связано с основным способом антикопирования.
В одном варианте добавленные ложные синхроимпульсы имеют уровень гашения (O IRE) длительностью, по меньшей мере 2 мкс за задним срезом каждого добавленного ложного синхроимпульса для того, чтобы аннулировать EOF (кадровую) модификацию. Это осуществляется с помощью коммутатора или схемы замещения, которые в различных вариантах описаны выше. Это полезно использовать, если высокое состояние EOF модификации имеет амплитуду больше, чем 10 - 20 IRE.
При отсутствии уровня гашения в этих условиях влияние EOF модификации может быть уменьшено, но влияние известного основного способа антикопирования увеличивается, таким образом увеличивая EOL модификацию и препятствуя уничтожению способа антикопирования в целом.
Вышеприведенное описание изобретения является иллюстративным и не исчерпывающим; из этого раскрытия изобретения для любого среднего специалиста в данной области техники очевидны другие модификации в соответствии с изобретением и подразумевается, что они попадают в объем приложенной формулы изобретения.
Формула изобретения: 1. Способ модификации видеосигнала, подвергаемого защите от копирования, для обеспечения улучшенной защиты от копирования, при которой немодифицированный сигнал защиты от копирования вызывает запись видеосигнала уменьшенной амплитуды на копию, отличающийся тем, что осуществляют гашение участка видеосигнала в месте части развертки видеосигнала, выходящей за нормальный размер растра, перед сигналом синхронизации и добавление в погашенное место сигнала для указания обратного хода видеолуча перед появлением сигнала синхронизации.
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что на этапе добавления добавляют сигнал только в участки видеосигнала, имеющие активный видеосигнал, перед областью гашения.
3. Способ по п.1, отличающийся тем, что на этапе добавления добавляют сигнал в течение периода активного видеосигнала и в течение по меньшей мере участка строчного интервала гашения отобранных строк видеосигнала.
4. Способ по п. 1, отличающийся тем, что сигнал включает отрицательно идущий переход, расположенный в части развертки видеосигнала, видимого на мониторе, выходящей за нормальный размер растра.
5. Способ по п.4, отличающийся тем, что переход идет по меньшей мере до уровня черного видеосигнала.
6. Способ по п.4, отличающийся тем, что переход происходит на множестве последовательных строках видеосигнала, определяющих черный прямоугольник в видеосигнале, изображаемом на мониторе, за которыми следуют множество последовательных строк без таких переходов, при этом множество таких прямоугольников определяют структуру в одном видеополе.
7. Способ по п.6, отличающийся тем, что дополнительно смещают места переходов в последовательных строках, приводя вследствие этого к вертикальному смещению клетчатой структуры при просмотре модифицированного сигнала на телевизионном мониторе.
8. Способ по п.7, отличающийся тем, что сдвигают места переходов с частотой, превышающей примерно в три-пять раз частоту поля видеосигнала.
9. Способ по п.6, отличающийся тем, что по меньшей мере некоторые строки без таких переходов имеют каждая переход от активного видеосигнала до уровня серого, причем переход расположен в строке перед сигналом строчной синхронизации.
10. Способ по п.1, отличающийся тем, что сигнал добавляют к части развертки видеосигнала, выходящей за нормальный размер растра.
11. Способ по п.9, отличающийся тем, что дополнительно инвертируют множество черных прямоугольников в последовательных полях видеосигнала вместо осуществления перехода от уровня активного видеосигнала к уровню серого и инвертируют строки, имеющие переход от активного видеосигнала к уровню серого, в предшествующем поле вместо выделения черного прямоугольника, причем инверсия происходит с частотой, кратной частоте поля видеосигнала.
12. Способ по п.1, отличающийся тем, что сигнал синхронизации является сигналом кадровой синхронизации, а сигнал представляет собой сигнал такого вида, который указывает вертикальный обратный ход луча.
13. Способ по п.1, отличающийся тем, что добавляют сигнал по меньшей мере в последние две строки активного видеосигнала в поле защищенного от копирования видеосигнала на нижнем участке поля, причем сигнал представляет собой сигнал такого вида, который вызывает вертикальный обратный ход луча в телевизионном приемнике до появления в поле сигнала кадровой синхронизации.
14. Способ по п.13, отличающийся тем, что дополнительно изменяют положения добавленного сигнала в последовательных видеополях.
15. Способ по п.14, отличающийся тем, что положение видеосигнала изменяют пошагово на предварительно установленное число строк в каждом последовательном поле.
16. Способ по п.13, отличающийся тем, что дополнительно подставляют заданный сигнал по меньшей мере для первых двух строк кадрового интервала гашения.
17. Способ по п.3, отличающийся тем, что сигнал вводят по меньшей мере в две строки в конце поля видеосигнала.
18. Способ по п.1, отличающийся тем, что на этапе гашения осуществляют гашение только активного видеосигнала.
19. Способ по п.1, отличающийся тем, что дополнительно генерируют множество импульсов, имеющих амплитуду ниже уровня гашения видеосигнала, и добавляют по меньшей мере один из множества генерированных импульсов в отобранные активные видеостроки видеосигнала, причем каждый добавочный импульс следует за импульсом строчной синхронизации и предшествует началу активного видеоучастка одной из выбранных видеострок.
20. Способ по п.19, отличающийся тем, что отобранные активные видеостроки выбирают псевдослучайно.
21. Способ модификации видеосигнала, подвергаемого защите от копирования, для обеспечения улучшенной защиты от копирования, при которой немодифицированный сигнал защиты от копирования вызывает запись видеосигнала уменьшенной амплитуды на копию, отличающийся тем, что обеспечивают сигнал некоторого вида для указания обратного хода видеолуча и подставляют этот сигнал по меньшей мере в одну горизонтальную строку видеосигнала в месте перед сигналом синхронизации вместо активного видеосигнала, находящегося в этом месте в других случаях, причем это место находится в части развертки видеосигнала, выходящей за нормальный размер растра.
22. Способ модификации видеосигнала, подвергаемого защите от копирования, для обеспечения улучшенной защиты от копирования, при которой немодифицированный сигнал защиты от копирования вызывает запись видеосигнала уменьшенной амплитуды на копию, отличающийся тем, что обеспечивают сигнал защиты от копирования для указания обратного хода видеолуча и подставляют этот сигнал по меньшей мере в одну горизонтальную строку видеосигнала в месте, следующем за сигналом синхронизации видеосигнала.
23. Способ по п.22, отличающийся тем, что на этапе обеспечения сигнала вводят структуру чередующихся областей черного и серого в часть развертки активного видеоучастка поля видеосигнала, выходящую за нормальный размер растра, и смещают местоположения прямоугольников в последовательных полях, вызывая при этом движущееся перемещение в отображаемом на экране видеополе.
24. Устройство для модификации видеосигнала, подвергаемого защите от копирования, для обеспечения улучшенной защиты от копирования при воспроизведении копии сигнала, защищенного от копирования, когда немодифицированная защита от копирования вызывает запись сигнала уменьшенной амплитуды на копию, отличающееся тем, что содержит схему гашения для гашения участка активного видео видеосигнала в месте перед сигналом синхронизации в части развертки видеосигнала, выходящей за нормальный размер растра, генератор импульсов для генерации заданного сигнала и схему суммирования для суммирования генерированного сигнала с погашенным участком видеосигнала.
25. Устройство по п.24, отличающееся тем, что схема гашения гасит по меньшей мере участок каждой из последних нескольких строк активного видео в отобранном видеополе и тем, что сигнал представляет собой видеосигнал уровня серого, а также тем, что схема суммирования функционирует так, чтобы выполнять суммирование в последовательности видеополей, за которыми следует последовательность видеополей, в которых генерируемый сигнал не добавляется.
26. Устройство по п.25, отличающееся тем, что схема гашения гасит так же, а генерируемый сигнал суммируется по меньшей мере с участком каждой из первых нескольких строк, следующих за импульсами выравнивания и кадровой синхронизации в интервале кадрового гашения, непосредственно следующего за отобранным видеополем.
27. Устройство по п.24, отличающееся тем, что схема гашения гасит так же, а генерируемый сигнал суммируется по меньшей мере с участком интервала горизонтального гашения заданных строк видеосигнала.
28. Устройство по п.24, отличающееся тем, что схема гашения гасит участок по меньшей мере одной горизонтальной строки видеосигнала, защищенного от копирования, в месте, находящемся перед сигналом строчной синхронизации в этой строке, и в части развертки видеосигнала, выходящей за нормальный размер растра, и генератор импульсов генерирует сигнал, который представляет собой отрицательно идущий переход по меньшей мере к уровню черного видеосигнала.
29. Устройство по п.24, отличающееся тем, что схема суммирования добавляет генерированные сигналы в несколько последовательных строк видеосигнала, таким образом выделяют черный прямоугольник, за которыми следует множество последовательных строк с введенным в них сигналом уровня серого, причем несколько таких черных и серых прямоугольников определяют клетчатую структуру в видеополе.
30. Устройство для модификации видеосигнала, подвергаемого защите от копирования, для обеспечения улучшенной защиты от копирования, где улучшенная защита от копирования вызывает запись видеосигнала уменьшенной амплитуды на копию, отличающееся тем, что содержит схему управления для определения участка активного видео видеосигнала в месте перед сигналом синхронизации в части развертки видеосигнала, видимого на мониторе, выходящей за нормальный размер растра, генератор импульсов для генерации заданного сигнала и коммутатор для коммутирования заданного сигнала в этот определенный участок активного видеосигнала, причем указанный сигнал увеличивает ухудшение изображения копируемого сигнала.
31. Способ улучшения защиты от копирования видеосигнала, имеющего множество строк в каждом поле, при этом в начале каждой строки имеется импульс строчной синхронизации, а в начале каждого поля - импульс полевой синхронизации, причем видеосигнал подвергается процессу защиты, который уменьшает амплитуду в копии видеосигнала, отличающийся тем, что отбирают по меньшей мере некоторые из импульсов строчной синхронизации в видеосигнале и уменьшают длительность отобранных импульсов строчной синхронизации, вызывая этим по меньшей мере один ложный импульс полевой синхронизации, когда выполняется копия видеосигнала.
32. Способ по п.31, отличающийся тем, что на этапе уменьшения длительности импульса генерируют импульсы, каждый из который имеет длительность меньше, чем длительность каждого из отобранных импульсов строчной синхронизации, причем каждый из генерированных импульсов имеет величину амплитуды, противоположную по полярности и, по существу, равную по абсолютному значению амплитуде импульсов строчной синхронизации, и добавляют по меньшей мере один из генерированных импульсов в видеосигнал в месте одного из отобранных импульсов строчной синхронизации, таким образом эффективно уменьшая длительность каждого из отобранных импульсов строчной синхронизации.
33. Способ по п.31, отличающийся тем, что длительность каждого из отобранных импульсов строчной синхронизации после этапа уменьшения составляет меньше 600 нс.
34. Способ по п.31, отличающийся тем, что длительность каждого из отобранных импульсов строчной синхронизации после этапа уменьшения такая, что схема выделения синхроимпульсов телевизионного приемника отфильтровывает импульсы строчной синхронизации и не откликается на отобранные импульсы строчной синхронизации.
35. Способ по п.31, отличающийся тем, что длительность после этапа уменьшения составляет приблизительно ноль.
36. Способ по п.31, отличающийся тем, что отобранные строки начинаются, по существу, с десятой строки и доходят до по меньшей мере одной строки в конце каждого видеополя видеосигнала.
37. Способ по п.31, отличающийся тем, что дополнительно добавляют дополнительный импульс строчной синхронизации в видеосигнал по меньшей мере в одной строке в конце каждого видеополя, уничтожая при этом по меньшей мере один из первоначальных сигналов синхронизации.
38. Способ по п.31, отличающийся тем, что на этапе уменьшения генерируют импульсы, имеющие длительность меньше, чем длительность каждого из отобранных импульсов строчной синхронизации, причем генерированные импульсы имеют противоположное значение амплитуды по отношению к отобранным импульсам строчной синхронизации, и добавляют по меньшей мере один из генерированных импульсов в видеосигнал в месте одного из отобранных импульсов строчной синхронизации, таким образом эффективно уменьшая длительность каждого из отобранных импульсов.
39. Способ по п.31, отличающийся тем, что видеосигнал включает в себя сигнал цветовой синхронизации, следующий за каждым импульсом строчной синхронизации, и тем, что дополнительно расширяют длительность сигнала цветовой синхронизации в каждой отобранной строке.
40. Способ по п.31, отличающийся тем, что на этапе уменьшения замещают импульсы строчной синхронизации на импульс уменьшенной длительности.
41. Устройство для сужения импульсов строчной синхронизации в видеосигнале, имеющем импульсы строчной синхронизации в начале каждой строки и импульс полевой синхронизации в начале каждого поля, отличающееся тем, что содержит схему выделения синхроимпульсов для обеспечения указаний импульсов строчной и полевой синхронизации в видеосигнале, схему выбора строки, реагирующую на обеспеченные указания, для отбора особых строк в каждом поле видеосигнала, однозарядную схему для генерирования сигнала заданной длины, меньшей, чем длина импульса строчной синхронизации, при отклике на эти указания импульсов строчной синхронизации и логическую схему для добавления генерированных сигналов в каждую из отобранных особых строк в месте импульса строчной синхронизации в каждой отобранной строке, таким образом уменьшая длительность импульса строчной синхронизации в этой строке.
42. Способ вывода из строя импульсов защиты от копирования. добавленных к видеосигналу, причем импульсы защиты от копирования относятся к такому виду, что вызывают обратный ход видеолуча в момент, не совпадающий с появлением сигнала синхронизации, и находятся на активном видеоучастке видеосигнала, отличающийся тем, что генерируют сигнал заданного уровня и добавляют этот сигнал к видеосигналу на упомянутом активном видеоучастке.
43. Способ по п.42, отличающийся тем, что заданный уровень составляет по меньшей мере 20% от пикового белого видеосигнала.
44. Способ по п.42, отличающийся тем, что сигнал синхронизации представляет собой сигнал строчной синхронизации.
45. Способ по п.42, отличающийся тем, что сигнал синхронизации представляет собой сигнал кадровой синхронизации.
46. Способ вывода из строя улучшенных импульсов защиты от копирования, добавленных к видеосигналу, причем улучшенные импульсы защиты от копирования относятся к такому типу, что вызывают обратный ход видеолуча в момент, не совпадающий с появлением сигнала синхронизации, и находятся на активном видеоучастке видеосигнала, отличающийся тем, что генерируют сигнал заданного уровня и замещают импульсы защиты от копирования генерированным сигналом.
47. Способ по п.46, отличающийся тем, что заданный уровень составляет по меньшей мере 20% от пикового белого видеосигнала.
48. Способ по п.46, отличающийся тем, что сигнал синхронизации представляет собой сигнал строчной синхронизации.
49. Способ по п.46, отличающийся тем, что сигнал синхронизации представляет собой сигнал кадровой синхронизации.
50. Способ вывода из строя схемы защиты от видеокопирования, который уменьшает длительность импульсов строчной синхронизации, вызывая таким образом ложные импульсы полевой синхронизации в видеосигнале, когда осуществляется его запись, отличающийся тем, что определяют местоположение по меньшей мере нескольких из импульсов строчной синхронизации, имеющих уменьшенную длительность, и видоизменяют импульсы строчной синхронизации путем увеличения их длительности.
51. Способ по п. 50, отличающийся тем, что увеличенная длительность меньше, чем длительность стандартного импульса строчной синхронизации.
52. Способ по п.51, отличающийся тем, что на этапе видоизменения генерируют импульс строчной синхронизации, осуществляют гашение импульса строчной синхронизации уменьшенной длительности и вводят генерированный импульс строчной синхронизации вместо погашенного импульса строчной синхронизации.
53. Способ по п.52, отличающийся тем, что генерированные импульсы строчной синхронизации имеют такую длительность, что они заходят в ближайший активный видеоучасток строки.
54. Устройство для вывода из строя импульсов антикопирования, присутствующих в активных видеоучастках видеосигнала, причем импульсы антикопирования находятся в конце по меньшей мере нескольких видеополей и в конце по меньшей мере нескольких видеострок в их активных видеоучастках, отличающееся тем, что содержит схему восстановления уровня синхроимпульсов для восстановления вершин импульсов строчной синхронизации видеосигнала до заданного уровня, схему для генерации сигналов управления первой заданной длительности в конце по меньшей мере нескольких строк видеосигнала и второй заданной длительности в конце по меньшей мере нескольких полей видеосигнала и схему коммутации, управляемую импульсами управления, для коммутирования конкретного уровня сигнала в восстановленный видеосигнал, обеспечивая таким образом осуществление его приемлемой записи.
55. Устройство по п.54, отличающееся тем, что конкретный уровень сигнала составляет по меньшей мере 20% от пикового уровня белого восстановленного видеосигнала.
56. Устройство для вывода из строя эффективности импульсов антикопирования, добавленных в активные видеоучастки видеосигнала перед импульсами синхронизации, отличающееся тем, что содержит логическую схему для генерации управляющих сигналов заданной длительности в пределах активных видеоучастков и схему, возбуждаемую этими управляющими импульсами, для включения заданного сигнала в активный видеоучасток, таким образом обеспечивая выполнение приемлемой записи видеосигнала, причем аннулирующее устройство уменьшает ухудшение изображения, вызванное импульсами антикопирования, добавленными в активные видеоучастки видеосигнала перед импульсами синхронизации, в скопированном сигнале после воспроизведения.
57. Устройство по п.56, отличающееся тем, что логическая схема генерирует управляющие сигналы в моменты времени непосредственно перед появлением интервалов строчного и кадрового гашения видеосигнала.
58. Устройство по п.57, отличающееся тем, что заданный сигнал составляет по меньшей мере 20% от пикового уровня белого видеосигнала.
59. Устройство по п. 57, отличающееся тем, что дополнительно содержит схему восстановления для восстановления видеосигнала до заданного уровня вершин импульсов строчной синхронизации, причем восстановленный видеосигнал предназначен для схемы, возбуждаемой управляющими импульсами.
60. Устройство по п.56, отличающееся тем, что схема, возбуждаемая управляющими импульсами, включает в себя по меньшей мере одну коммутирующую схему.
61. Устройство по п.57, отличающееся тем, что схема, возбуждаемая управляющими импульсами, включает в себя генератор сигнала со смещенным уровнем импульса.
62. Устройство по п.57, отличающееся тем, что схема, возбуждаемая управляющими импульсами, замещает активные видеоучастки для заданной длительности на заданный сигнал.
63. Устройство по п.56, отличающееся тем, что схема, возбуждаемая управляющими импульсами, дополнительно генерирует импульсы строчного интервала гашения и замещает строчный интервал гашения, следующий по меньшей мере за одним из активных видеоучастков, на генерированные импульсы строчного интервала гашения.
64. Устройство по п.56, отличающееся тем, что схема, возбуждаемая управляющими импульсами, включает в себя по меньшей мере один многополюсный коммутатор для сложения заданного сигнала, причем многополюсный коммутатор в одном положении пропускает неизмененный видеосигнал источника, а во втором положении коммутирует заданный сигнал и отключает видеосигнал источника.
65. Устройство для вывод из строя антикопирующей улучшающей модификации, вносимой в видеосигнал, при этом антикопирующая улучшающая модификация включает в себя уменьшение длительности по меньшей мере нескольких из импульсов строчной синхронизации в видеосигнале так, чтобы их длительность была меньше, чем стандартная длительность, отличающееся тем, что содержит логические схемы для определения места строчного интервала гашения по меньшей мере в некоторых строках видеосигнала и генерации управляющего сигнала при отклике, генератор импульсов для генерации импульса строчной синхронизации заданной длительности и коммутирующие схемы для добавления генерированного импульса строчной синхронизации в видеосигнал, таким образом коммутирующие схемы осуществляют добавление в виде отклика на управляющий сигнал.
66. Устройство по п.65, отличающееся тем, что длительность генерированного импульса строчной синхронизации меньше, чем стандартная длительность.
67. Устройство по п.65, отличающееся тем, что генератор импульсов также генерирует сигнал цветовой синхронизации, а коммутирующие схемы добавляют генерированный сигнал цветовой синхронизации в видеосигнал.
68. Устройство для вывода из строя антикопирующих улучшенных импульсов путем смещения уровня антикопирующих улучшенных импульсов, присутствующих в активных видеоучастках видеосигнала, причем антикопирующие улучшенные импульсы находятся в конце по меньшей мере нескольких видеострок в их активном участке, отличающееся тем, что содержит схему синхронизации для генерации управляющего сигнала в начале антикопирующих импульсов в конце по меньшей мере нескольких видеострок, генератор импульсов для генерации импульса, имеющего особый уровень выше уровня видеосигнала, на конце каждой видеостроки при отклике на управляющий сигнал и средство для добавления генерированного импульса к видеосигналу, увеличивая при этом уровень конца каждой видеостроки.
69. Устройство по п. 68, отличающееся тем, что дополнительно содержит вторую схему синхронизации для генерации второго управляющего сигнала на конце каждой видеостроки, второй генератор импульсов для генерации второго импульса, имеющего особый уровень выше уровня гашения видеосигнала, при отклике на второй управляющий сигнал и средство для добавления генерированного второго импульса к видеосигналу, увеличивая при этом уровень каждой видеостроки.
70. Устройство по п.68, отличающееся тем, что дополнительно содержит генератор для генерации импульса строчной синхронизации, имеющего большую длительность, чем импульс горизонтальной синхронизации, присутствующий в видеосигнале в других случаях, и коммутатор для замещения импульсов строчной синхронизации, присутствующих в видеосигнале в других случаях, генерированными импульсами строчной синхронизации.
71. Устройство по п.68, отличающееся тем, что генератор импульсов включает в себя управляемый напряжением усилитель для усиления уровня сигнала видеосигнала на особую величину.
72. Способ для вывода из строя улучшенных импульсов защиты от копирования, добавленных в видеосигнал, при этом улучшенные импульсы защиты от копирования относятся к такому виду, что вызывают обратный ход видеолуча в момент, не совпадающим с появлением сигнала видеосинхронизации, и находятся в активном видеоучастке видеосигнала, отличающийся тем, что определяют место сигнала видеосинхронизации, генерируют импульс с амплитудой, по существу, равной амплитуде сигнала видеосинхронизации, и добавляют генерированный импульс к видеосигналу непосредственно перед появлением сигнала видеосинхронизации, аннулируя таким образом воздействие улучшенных импульсов защиты от копирования.
73. Способ по п.72, отличающийся тем, что сигнал видеосинхронизации является сигналом строчной синхронизации.
74. Способ по п.72, отличающийся тем, что сигнал видеосинхронизации является сигналом кадровой синхронизации.
75. Способ по п.72, отличающийся тем, что добавленный импульс в комбинации с сигналом кадровой синхронизации является сигналом пилообразной формы.
76. Способ по п.73, отличающийся тем, что дополнительно добавляют сигнал цветовой синхронизации к расширенной длительности видеосигнала строчной синхронизации.
77. Способ для вывода из строя или уменьшения эффективности способа или устройства защиты от копирования, причем этот способ и устройство относятся к такому виду, что вызывают обратный ход видеолуча в момент, не совпадающий с появлением сигнала видеосинхронизации, и осуществляется в активном видеоучастке видеосигнала, а также включает в себя добавление импульсов с уровнем ниже уровня гашения видеосигнала, причем добавленные импульсы находятся в выбранных горизонтальных видеостроках видеосигнала между импульсом строчной синхронизации и примерно началом активного видео в каждой видеостроке, отличающийся тем, что генерируют управляющий сигнал в местах добавленных импульсов, и ослабляют добавленные импульсы при отклике на эти управляющие сигналы.
78. Способ по п.77, отличающийся тем, что на этапе ослабления осуществляют гашение добавленных импульсов.
79. Способ по п.77, отличающийся тем, что на этапе ослабления осуществляют уменьшение длительности добавленных импульсов.
80. Способ по п.77, отличающийся тем, что на этапе ослабления осуществляют увеличение уровня добавленных импульсов по отношению к уровню гашения.
81. Способ по п.77, отличающийся тем, что на этапе ослабления осуществляют уменьшение амплитуды добавленных импульсов.
82. Способ по п.77, отличающийся тем, что на этапе ослабления фиксируют место каждого из добавленных импульсов относительно импульса строчной синхронизации в каждой горизонтальной видеостроке.
83. Способ по п.79, отличающийся тем, что на этапе ослабления генерируют высокочастотный сигнал и добавляют генерированный высокочастотный сигнал к видеосигналу.
84. Устройство для вывода из строя или уменьшения эффективности способа или устройства защиты от копирования, причем этот способ и устройство относятся к такому виду, что вызывают обратный ход видеолуча в момент, не совпадающий с появлением сигнала видеосинхронизации в видеосигнале, и осуществляется в активном видеоучастке видеосигнала, а также включает в себя добавленные импульсы с уровнем ниже уровня гашения видеосигнала, причем добавленные импульсы находятся в выбранных горизонтальных видеостроках видеосигнала между импульсом строчной синхронизации и началом активного видео в каждой видеостроке, отличающееся тем, что содержит логические схемы для генерации управляющих сигналов в местах добавленных импульсов и аттенюатор для ослабления добавленных импульсов при отклике на управляющие сигналы.
85. Устройство по п.84, отличающееся тем, что аттенюатор включает в себя схему гашения для гашения добавленных импульсов.
86. Устройство по п.84, отличающееся тем, что аттенюатор уменьшает длительность добавленных импульсов.
87. Устройство по п. 84, отличающееся тем, что аттенюатор увеличивает уровень добавленных импульсов относительно уровня гашения.
88. Устройство по п.84, отличающееся тем, что аттенюатор уменьшает амплитуду добавленных импульсов.
89. Устройство по п.84, отличающееся тем, что аттенюатор фиксирует место каждого из добавленных импульсов относительно импульса строчной синхронизации в каждой строке.