專利名稱：處理高清晰度視頻信號的裝置及方法
技術領域：
本發(fā)明涉及數(shù)字圖象磁帶錄像機，尤其是涉及處理其中包括防止復制信息的高清晰度視頻信號的裝置和方法。
利用ID信號(通常稱為VBI信號)插入視頻信號的垂直消隱期以防止對該視頻信號進行記錄或再記錄的磁帶錄象機當前正在發(fā)展之中。指示該視頻信號是防止復制或不防止復制的VBI信號被插入一幀中第一場的垂直消隱期的第20行(即水平間隔)內以及該幀第二場的垂直消隱期的第283行內。
參見

圖1，所示的VBI信號是跟隨在視頻信號水平間隔的水平同步信號和色同步信號之后。VBI信號包括2比特基準信號和跟隨其后的20比特的“數(shù)字”(比特1、2......比特20)信息。該基準信號具有70IRE單位的值(以一電壓標度，一個IRE單位是從白電平到消隱電平的電壓范圍的1％)，而比特1至20或是0IRE或是70IRE單位。通過把基準信號和數(shù)字信號的時鐘信號FC都設置成FC＝FSC÷8＝447KHZ而將這20比特的數(shù)字信息編碼，其中FSC是彩色副載波的頻率。
傳送包括其中含防止復制(或限制復制)信息的VBI信號的視頻信號的圖象發(fā)送系統(tǒng)目前正在發(fā)展之中。圖2A示出包括在發(fā)送的視頻信號中的ID信號的20比特數(shù)字信息的數(shù)據結構。ID言號(即VBI信號，也稱為VBI-A信號)包括14比特信息數(shù)據和6比特校正碼(CCRC)，其用來檢測信息數(shù)據中的錯誤。信息數(shù)據的碼字0(比特1和2)指示視頻信號的發(fā)送格式，而碼字1(比特3-6)是指示包括在碼字2中信息類型的“標題”字。例如，呈0000值的碼字1表示有限制復制信息包含在碼字2中。碼字2包括比特7-14，而比特7和8代表復制產生管理系統(tǒng)(CGMS)信息，它指示是否該視頻信號為完全防止復制、部分防止復制(即只能有一次復制)或不防止復制。圖2B是用于防止復制的不同類型的比特7和8的定義值表。
如上所述，傳送在視頻信號的VBI信號中CGMS信息的視頻信號傳送系統(tǒng)傳送標準的NTSC(525行)視頻信號或標準的PAL(625行)視頻信號。然而，這樣的傳送系統(tǒng)通常不能發(fā)送包括防止復制信息的并方便地由數(shù)字磁帶錄象機記錄和重放的高清晰度視頻信號因此，本發(fā)明的目的是提供一種能夠克服上述裝置缺陷的處理高清晰度視頻信號的方法和裝置。
本發(fā)明的另一目的是提供一種處理包括防止復制信息的高清晰度信號的裝置和方法。
本發(fā)明的又一目的是提供一種記錄和再現(xiàn)包括防止復制數(shù)據的高清晰度視頻信號的方法和裝置。
根據本發(fā)明實施例的裝置和方法進行操作以接收具有防止復制信息的高清晰度電視信號，從該高清晰度電視信號中提取防止復制信息，從所提取的防止復制信息產生具有疊加在標準清晰度視頻信號上的禁止復制信號的數(shù)據格式的禁示復制信號，并把該禁止復制信號加到高清晰度視頻信號(例如，在一個該信號的垂直消隱期內)。
作為本發(fā)明的一個方案，該高清晰度視頻信號是一個數(shù)字信號，從所提取的防止復制信息中產生模擬的禁止復制信號，該數(shù)字信號被轉換成模擬高清晰度視頻信號，并把模擬禁止復制信號疊加在模擬高清晰度視頻信號之上。
根據本發(fā)明另一實施例的裝置和方法進行操作以從一高清晰度視頻信號中提取出具有與疊加在標準清晰度視頻信號之上的禁止復制信號同樣數(shù)據格式的一個禁止復制信號，當高清晰度視頻信號不是防止復制型時提供該高清晰度視頻信號，從所提取的禁止復制信號產生出具有不同于該禁止復制信號的數(shù)據格式的防止復制數(shù)據，并把該防止復制數(shù)據和所提供的高清晰度視頻信號結合而輸出。
作為本發(fā)明的一個方案，高清晰度視頻信號是一個模擬信號，從所提取的禁止復制信號產生出數(shù)字防止復制數(shù)據，并把提供的高清晰度視頻信號轉換成數(shù)字信號并與該數(shù)字防止復制數(shù)據相組合。
根據本發(fā)明的又一實施例的裝置和方法進行操作以從記錄介質再現(xiàn)出一個數(shù)字高清晰度視頻信號，從其提取數(shù)字防止復制數(shù)據，從所提取的數(shù)字防止復制數(shù)據產生出一個模擬禁止復制信號，其具有與疊加在標準清晰度視頻信號上的禁止復制信號相同的數(shù)據格式，把再現(xiàn)的數(shù)字高清晰度視頻信號轉換成模擬信號，并把該模擬禁止復制信號疊加到該模擬視頻信號上。
根據本發(fā)明再一個實施例的裝置和方法進行操作以接收其上疊加有禁止復制信號的一個模擬高清晰度視頻信號，該禁止復制信號與疊加在標準清晰度視頻信號上的禁止復制信號具有相同數(shù)據格式；從所接收的模擬高清晰度視頻信號提取禁止復制信號；當所接收的模擬高清晰度視頻信號不是禁止復制的時提供所接收的模擬高清晰度視頻信號；把所提供的高清晰度視頻信號轉換成數(shù)字信號；從提取的禁止復制信號產生數(shù)字防止復制數(shù)據；把數(shù)字防止復制數(shù)據加到該數(shù)字信號；并把具有加入數(shù)字防止復制數(shù)據的數(shù)字信號記錄在一記錄介質上。
以實施例與附圖相結合所作的下述詳細描述將使對本發(fā)明有最佳理解。
附圖簡要說明圖1是插有VBI信號的水平行間隔的波形圖；圖2A和2B示出VBI信號的數(shù)據結構；圖3A和3B是據本發(fā)明模擬HD信號的示范波形圖；圖4是表示視頻信號防止復制類型的VAUX數(shù)據包的數(shù)據結構；圖5是表示音頻信號防止復制類型的AAUX數(shù)據包的數(shù)據結構；圖6是根據本發(fā)明用以記錄和再現(xiàn)高清晰度視頻信號的裝置的方框圖；圖7是根據本發(fā)明的再現(xiàn)高清晰度視頻信號裝置的詳細框圖；圖8是根據本發(fā)明用以記錄高清晰度視頻信號的裝置的詳細框圖；圖9A和9B是采用本發(fā)明來接收發(fā)射的廣播節(jié)目以記錄視頻信號的裝置的框圖；圖10是采用本發(fā)明的數(shù)字視盤播放機的框圖；圖11是采用本發(fā)明的MUSE變換器的框圖；圖12是采用本發(fā)明的高清晰度視頻信號轉換器的標準框圖。
圖中以相同的標號代表相同的元件或部分。
參考圖3A和3B，其中示出VBI信號插入到兩種不同格式的模擬高清晰度(HD)信號中的情形。圖3A是把VBI信號插入1250行/50場HD格式信號中，其中是把VBI信號插入一幀的第一場的第44水平區(qū)(行)，以及插入該幀第二場的第669水平區(qū)。在1250行/50場HD格式中，以4.5MHZ(13.5MHZ÷3＝4.5MHZ)的取樣頻率插入了144個取樣(即比特)，所以，VBI信號的取樣頻率和HD信號的40.5MHZ取樣速率有一個整數(shù)關系(即4.5×9＝40.5)。
如圖3A所示，HD信號水平行包括一個水平同步(SYNC)信號，隨其后是16比特的消隱區(qū)、2比特基準信號、20比特CGMS數(shù)據、4比特消隱區(qū)和90比特的“碼字”區(qū)(將被介紹)。CGMS數(shù)據具有與前面參照圖2所述的插入標準視頻信號內的VBI信號相同的數(shù)據格式?？墒牵琀D信號中的CGMS數(shù)據是個NRZ信號，其中的“0”和“1”數(shù)據分別對應“低”與“高”電平，且HD信號中的CGMS數(shù)據的比特傳輸速率是2.25MHZ(4.5MHZ÷2＝2.25MHZ)。CGMS數(shù)據的碼字2的比特7和8表示HD信號的防止復制類型。CGMS數(shù)據的CRC碼(CRCC)是利用多項式G(X)＝X6＋X＋1所產生的。
90比特“碼字”區(qū)包括八個8比特數(shù)據字W0-W7、其后是用于檢測并校正在數(shù)據字中誤差的8比特CRC碼(CRCC)。兩比特的同步比特方案(例如“01”)是在CRC碼字以及每一個數(shù)據字W0-W7之前。CRC碼字是利用多項式G(X)＝X8＋1產生的。
90個比特字的VBI信號區(qū)一般是用來存儲識別數(shù)據，這些數(shù)據包括在所產生和/或記錄的HD號中視頻圖象的數(shù)據和時間、溫度數(shù)據、指示所提取的光電圖形的經緯位置信息。這90比特字區(qū)也可以包括與廣播節(jié)目標題、節(jié)目記錄日期、節(jié)目記錄的廣播頻道等相關的數(shù)據。雖然在此討論的是具體實施例，但可把VBI信號插入HD信號的其它水平行，以及可把碼字W0-W7插入HD信號的垂直消隱期的其它區(qū)域。
圖3B示出插入具有1125行/60場HD信號格式中的VBI信號。圖3B示出的VBI信號與插入具有1250/50場HD信號格式中的VBI信號有相同的數(shù)據結構，只是在此1125行/60場格式中的VBI信號具有133.3比特的數(shù)據長度。
根據本發(fā)明，上面討論的CGMS數(shù)據是作為輔助(AUX)數(shù)據而被存儲在數(shù)字HD信號中的。數(shù)字HD信號包括視頻數(shù)據、音頻數(shù)據及子代碼(sub code)數(shù)據。視頻數(shù)據通常包括圖象信息和視頻輔助(VA-UX)數(shù)據，音頻數(shù)據通常包括音頻(即伴音)信息及其音頻輔助(AAUX)數(shù)據，而子代碼數(shù)據包括系統(tǒng)信息。所要討論的是以VAUX和AAUX數(shù)據“包”形式存儲在數(shù)字HD信號中的CGMS數(shù)據。
圖4和圖5分別示出其中包括CGMS數(shù)據的VAUX和AAUX數(shù)據包的數(shù)據結構。首先參考圖4所示出的VAUX數(shù)據包的數(shù)據結構，其中的第一字節(jié)叫作“標題”，其值為“01100001”即61h(“h”表示十六進制記數(shù))。一個VAUX數(shù)據包(同樣設全部數(shù)據包的每個)都包括數(shù)據PC0-PC4這樣5個字節(jié)，其中的字節(jié)PCO是包的標題而字節(jié)PC1-PC4包括數(shù)據包的數(shù)據。CGMS數(shù)據是作為PC1字節(jié)的比特0和1存儲的，其定義如下00合法復制操作(不防止復制)01不使用10只合法復制一件的操作(部分防止復制)11非法復制操作(全部防止復制)。
可見上述對于存儲在VAUX數(shù)據包中的CGMS數(shù)據的定義與對于包括在模擬HD信號的VBI信號中的CGMS數(shù)據的定義相同，如前面參照圖2B所討論的那樣。
VAUX數(shù)據包的字節(jié)PC1還包括復制源信息(比特2-3)，定義如下00模擬輸入的復制操作01數(shù)字輸入的復制操作10保留11無信息而且，字節(jié)PC1包括復制產生數(shù)據(比特4-5)定義如下00第一產生01第二產生10第三產生11第四產生圖5示出了包括用于數(shù)字HD信號中的音頻信號的防止復制信息的AAUX數(shù)據包的數(shù)據結構。該AAUX數(shù)據包標題(即第一字節(jié))是“01010001”即51H，而且該AAUX數(shù)據包的PC1-PC4字節(jié)具有與上述討論中圖4所示VAUX數(shù)據包的字節(jié)PC1-PC4相同的數(shù)據結構。
圖6是采用本發(fā)明的兩個數(shù)字磁帶錄象機1和2的框圖。操作VTR1用以從磁帶重現(xiàn)數(shù)字記錄的HD視頻信號，而操作VTR2用于把HD視頻信號記錄在磁帶上。
VTR1包括磁頭機構3(其包括磁帶)、混頻電路4、輔助數(shù)據處理電路5和VBI信號編碼器6。磁頭機構3從磁帶再現(xiàn)出數(shù)字HD視頻信號，把該重現(xiàn)的數(shù)字HD信號轉換成模擬HD信號，并把該模擬HD言號送到混頻電路4。該磁頭機構3還把再生的數(shù)字HD信號(以數(shù)字格式)送到輔助數(shù)據處理電路5，該電路5從其提取視頻輔助(VAUX)數(shù)據和音頻輔助(AAUX)數(shù)據，還進一步從VAUX和AAUX數(shù)據提取CGMS數(shù)據，并把所提取的CGMS數(shù)據送到VBI編碼器6。VBI編碼器6從CGMS數(shù)據中產生出已經包括在該CGMS數(shù)據中的模擬VBI信號，例如在圖1中所示，并把該VBI信號送到混頻電路4，以將該VBI信號與從磁頭機構3提供的模擬HD信號相組合。VTR1把產生的模擬HD信號送到VTR2。
VTR2包括磁頭機構13、輔助數(shù)據處理電路15、VBI信號解碼器16和記錄信號處理電路(圖6中沒未出)。經記錄信號處理電路把模擬HD信號送到磁頭機構13，還送到VBI解碼器16。VBI解碼器16從模擬HD信號中提取VBI信號，并從其提取CGMS信息，并把該CGMS信息送到輔助數(shù)據處理電路15。如有必要，輔助數(shù)據處理電路15修改該CGMS信息，產生具有如圖4和5示出的數(shù)據結構的數(shù)據包，并把所產生的數(shù)據包送到記錄信號處理電路，該電路處理模擬HD言號并控制是否將該模擬的HD信號與該數(shù)據包組合而由磁頭機構13記錄在磁帶上。關于這一點將要進一步討論。
當從VBI信號提取的CGMS數(shù)據指示該模擬HD信號可被復制一次時(即部分地防止復制)，輔助數(shù)據處理電路15對該CGMS數(shù)據作修正。當CGMS數(shù)據具有“10”的比特值時(圖2)，數(shù)據處理電路15把CGMS數(shù)據變成值“11”，其表示將被記錄于磁帶上的HD信號是防止復制的。另一方面，如果該CGMS數(shù)據指示該HD信號是完全防止復制(即11)或不防止復制的(即00)，則該CGMS數(shù)據不被改變。輔助數(shù)據處理電路15把關于該HD信號是否為可再記錄(即原來CGMS數(shù)據是00或10)或是否為不可再記錄(即原來CGMS數(shù)據是11)的一個指示送到記錄信號處理電路。如果該原來提供的HD信號不是完全防止復制的，則該模擬HD信號被轉換成數(shù)字HD信號，其與從輔助數(shù)據處理電路15來的數(shù)據包組合并由磁頭機構13記錄在一個磁帶上。
圖7和8分別示出磁帶錄象機1和2的詳細框圖，參考圖7，磁頭機構從磁帶重現(xiàn)數(shù)字HD信號，其中已記錄的HD數(shù)字信號的一幀是以1125行/60場格式記錄在20條磁跡上或以1250行/50場的格式記錄在24條磁跡上。記錄在磁帶上的每一條磁跡包括有分別記錄了視頻數(shù)據、音頻數(shù)據和子代碼數(shù)據的視頻區(qū)、音頻區(qū)和子代碼區(qū)，并且在視頻區(qū)和音頻區(qū)內分別包括VAUX和AAUX數(shù)據。而且，如前述，VAUX、AAUX和子代碼數(shù)據是以共同的數(shù)據包結構存儲的數(shù)據包。
將再現(xiàn)的數(shù)字HD信號送到再現(xiàn)信號處理電路21。其中包括再現(xiàn)放大器、解調電路以及將視頻、音頻、和子代碼數(shù)據分離的數(shù)據分離電路。再現(xiàn)信號處理電路21把再現(xiàn)的數(shù)字HD信號送到數(shù)字接口(I/F)22，其將數(shù)字HD信號轉換成比特流并在輸出端t1輸出。再現(xiàn)信號處理電路21把音頻數(shù)據、視頻數(shù)據和包括VAUX和AAUX及子代碼數(shù)據的系統(tǒng)數(shù)據分別送到處理電路23、24和25。在另一實施例中，再現(xiàn)信號處理電路21把整個再現(xiàn)的HD信號分別送到音頻信號處理電路2 3、視頻信號處理電路24和系統(tǒng)數(shù)據處理電路25，它們分別從再現(xiàn)的HD信號中提取音頻數(shù)據、視頻數(shù)據和系統(tǒng)數(shù)據。
音頻信號處理電路23校正在音頻數(shù)據中的誤差并以本技術領域公知的方式對該數(shù)據解混洗并把生成的音頻數(shù)據送到數(shù)字/模擬(D/A)轉換器26。D/A轉換器26把數(shù)字音頻數(shù)據轉換成模擬音頻信號并把該模擬音頻信號送到端口t2以便輸出。
視頻信號處理電路24校正在數(shù)字視頻信號中的誤差并以本技術領域公知的方式對該數(shù)據解混洗并把生成的視頻數(shù)據送到數(shù)字/模擬(D/A)轉換器27。該D/A轉換器27把數(shù)字視頻數(shù)據轉換成模擬HD視頻信號并把該模擬HD信號送到混頻電路28，將其與同步信號及VBI信號相組合(將要討論)，并把生成的模擬HD視頻信號送到端口t3以便輸出。
系統(tǒng)數(shù)據處理電路25從VAUX、AAUX和子代碼數(shù)據產生出控制從磁帶上再現(xiàn)HD信號的控制信號(沒示出)。系統(tǒng)數(shù)據處理電路25(圖6中示為AUX數(shù)據處理電路)從AAUX、VAUX數(shù)據包中提取出CGMS數(shù)據，并把提取的CGMS數(shù)據送到VBI編碼器30。VBI編碼器30(圖6中示為VBI編碼器6)把CGMS數(shù)字數(shù)據轉換成具有如圖3A和3B所示格式的模擬VBI信號。該模擬VBI信號被送到混頻電路28，以前述的方式將該VBI信號疊加到模擬HD信號上。同步信號產生器29產生并提供SYNC(同步)信號到混頻電路28，把這些同步信號插入模擬HD視頻信號中。
參考圖8，示出了一個數(shù)字磁帶錄象機VTR2，用于把數(shù)字HD視頻信號或把一個模擬HD信號作為數(shù)字HD言號記錄在磁帶上。代表HD數(shù)字信號的數(shù)據流(例如從VTR1的端口t1輸出的信號)送到輸入端t11和數(shù)字接口(I/F)41，其執(zhí)行對數(shù)字比特流上的誤差檢測/校正，并把該數(shù)字比特流轉換成適于進行磁帶記錄的數(shù)據結構的數(shù)字信號。數(shù)字I/F 41把數(shù)字信號送到控制開關SW切換的控制器42，且將該數(shù)字信號送到開關SW，以便把該數(shù)字信號或是送到延遲電路44或送到系統(tǒng)數(shù)據處理電路43?？刂破?2控制著開關SW的操作，使視頻和音頻數(shù)據經過開關SW的輸出端A送到延遲電路44；還控制SW把VAUX、AAUX及子代碼數(shù)據經開關SW的B端送到系統(tǒng)數(shù)據處理電路43。系統(tǒng)數(shù)據處理電路43從VAUX和AAUX數(shù)據包提取CGMS數(shù)據并把指示該HD信號能否被記錄在磁帶上的一個控制信號送到門控電路46。當CGMS數(shù)據指示該HD信號是部分防止復制或不防止復制時，該控制信號指示該HD信號是可記錄的；而當CGMS數(shù)據指示該HD信號是完全防止復制時，則該控制信號指示該HD信號是不能被記錄的。
當從所提供的HD信號提取的CGMS數(shù)據指示為部分防止復制信號時，則系統(tǒng)數(shù)據處理電路43將修改CGMS數(shù)據，以表示該HD信號是完全防止復制的(即“11”值)。包括有CGMS數(shù)據的系統(tǒng)數(shù)據(即VAUX、AAUX和子代碼數(shù)據)送到混頻電路45，它將視頻數(shù)據、音頻數(shù)據(由延遲電路44所延遲)和系統(tǒng)數(shù)據組合，并將該組合的數(shù)據送到門控電路46。
當從系統(tǒng)數(shù)據處理電路43所提供的控制信號指示該HD信號是可被記錄時，門控電路46就把產生的數(shù)字信號送到記錄信號處理電路47。反之，當該控制信號指示該HD信號是不可被記錄時，門控電路46則禁止提供該數(shù)字HD信號。
在另一實施例中，系統(tǒng)數(shù)據處理電路43把分離的視頻和音頻控制信號分別送到門控電路46，以指示該視頻和音頻信號是否能被記錄于磁帶上，而門控電路46響應對其提供的視頻及音頻控制信號進行控制操作以提供視頻和音頻數(shù)據，或提供視頻或提供音頻數(shù)據、或不提供視頻也不提供音頻數(shù)據。
記錄信號處理電路47對來自門控電路46的HD信號作數(shù)字調制，并把已調制的數(shù)字信號送到磁頭機構13，以把數(shù)字HD信號記錄在磁帶上。
數(shù)字VTR2也用來在其端口t12接收模擬音頻HD信號和在其端口t13接收模擬視頻HD信號，這些信號是從例如前述的數(shù)字VTR1端口T2和T3提供的。響應來自VBI解碼器51的控制信號，門控電路48把對其提供的模擬音頻HD信號送到A/D轉換器52，其將該模擬的音頻HD信號轉換成數(shù)字音頻HD信號。
增益調節(jié)電路(AGC)49把對其提供的模擬視頻HD信號作增益調節(jié)，并把增益調節(jié)的信號送到門控電路50。模擬HD視頻信號還被送到VBI解碼器51，以從其中產生出控制信號，并將該控制信號送到門控電路48和50。類似于門控電路48，門控電路50響應控制信號把視頻HD信號送到A/D轉換器54，其把模擬HD視頻信號轉換成數(shù)字HD視頻信號。音頻和視頻信號處理電路53和55分別對數(shù)字音頻數(shù)據和數(shù)字視頻數(shù)據執(zhí)行包括例如混洗和誤差檢測/校正在內的多種處理。已處理的音頻和視頻數(shù)據從電路53和55送到混頻電路56，其將所提供的數(shù)據組合。
VBI解碼器51(圖6中示為VBI信號解碼器16)從模擬HD視頻信號中提取VBI信號，從提取的VBI信號中提取CGMS信息，并從該CGMS信息中產生出送到門控電路48和50的控制信號。當CGMS信息指示出該HD信號是完全防止復制時，則VBI解碼器51控制門控電路48和50不把音頻和視頻信號分別送到A/D轉換器52和54。另一方面，當所提取的CGMS信息指示該HD言號是部分地防止復制或不防止復制時，則VBI解碼器控制電路48和50分別把音頻和視頻信號送到A/D轉換器52和54。換句話說，當所插入的VBI信號指示該HD信號不是完全防止復制時，該模擬HD信號(視頻和音頻)則是可在磁帶上記錄的。
VBI解碼器51還把所提取的CGMS信息以及數(shù)據字W0-W7送到系統(tǒng)數(shù)據處理電路43，以便從其產生出與視頻和音頻數(shù)字數(shù)據一起記錄的VAUX、AAUX和子代碼數(shù)據。當提供到系統(tǒng)數(shù)據處理電路43的CGMS信息指示該HD信號是部分防止復制時，該電路43(在圖6中示為AUX數(shù)據處理電路15)則修正該CGMS信息，以指示該HD信號是完全防止復制的。
如前面討論的那樣，系統(tǒng)數(shù)據處理電路43把VAUX、AAUX和子代碼數(shù)據作為系統(tǒng)數(shù)據送到混頻電路56，其將該系統(tǒng)數(shù)據和視頻數(shù)據和音頻數(shù)據相組合，并把產生的數(shù)字信號以40.5Mbps(兆比特/秒)的傳送速率送到記錄信號處理電路46，如前所述其對該數(shù)字信號作數(shù)字調制及放大。將該數(shù)字信號送到磁頭機構13，它將該數(shù)字HD信號記錄在磁帶上。
除去記錄(即轉錄)由采用本發(fā)明的數(shù)字VTR所再生的HD信號以外，本發(fā)明還可以用于記錄和再生由其它裝置提供的以及傳送到其它裝置的HD信號。例如，圖9所示的調諧器和解碼器61和數(shù)字VCR62的框圖中都采用了本發(fā)明。調諧到所選廣播節(jié)目頻道的調諧器和解碼器61接收數(shù)字廣播節(jié)目，其具有包含在其中的防止復制信號，并把該所選廣播節(jié)目經過數(shù)字I/F或模擬I/F送到數(shù)字VCR(VTR)62。
以圖9中詳細框圖示出的調諧器和解碼器61包括前端電路63、解調器64、誤差處理電路65、處理器66、D/A轉換器67、混頻電路68和VBI編碼器69。已接收到的廣播信號被送到前端電路63，該電路包括調諧電路和頻率轉換電路，它調諧到所選的廣播信號上。并把所選的廣播信號進行頻率轉換，并且把頻率轉換的信號送到解調電路64；該解調電路64以對應于所謂QPSK、QAM或其它適當?shù)姆椒▽σ杨l率轉換的信號執(zhí)行解調操作，并把解調的信號送到誤差處理電路65。誤差處理電路65檢測并校正在解調信號中的誤差，并把誤差校正的信號作為比特流(例如具有MPEG格式)送到處理器66和VBI編碼器69。處理器66解碼該MPEG比特流，以提供具有視頻和音頻數(shù)據的數(shù)字HD信號。處理器66把數(shù)字HD信號送到D/A轉換器67，其把數(shù)字HD信號轉換成模擬HD信號，并把該模擬HD信號送到混頻電路68。
VBI編碼器69從已誤差校正的信號中提取CGMS數(shù)據并由此產生具有圖3A和3B所示格式的VBI信號、VBI編碼器69把VBI信號送到混頻電路68，其將該VBI信號疊加在模擬HD信號之上并把所產生的模擬HD信號作為輸出信號提供。在另一實施例中，如圖9B中的虛線所表示，在把數(shù)字HD信號轉換成模擬HD信號之前VBI信號是與處理器66輸出的數(shù)字HD相混合的。
調諧器和解碼器61把模擬HD信號送到以與圖8所示的數(shù)字VTR2相類似的方式操作的數(shù)字VTR62。若該模擬HD信號不是完全防止復制的，如由VBI信號所指示那樣，則數(shù)字VTR62操作以將模擬HD信號以數(shù)字的形式記錄在磁帶上。
圖10示出采用本發(fā)明的一個數(shù)字視盤(DVD)播放機71的框圖。由光學提取裝置73從數(shù)字視盤(DVD)72上重放的經壓縮和編碼的數(shù)字HD信號(例如具有MPEG格式)被送到前置放大/波形整形電路74。該電路74以本技術領域公知的方式對再生的信號處理并把處理后的信號送到誤差處理電路75，其檢測并校正經處理后的信號中的誤差并把經誤差校正的信號送到處理器電路76和VBI解碼器79。處理器7 6從已處理的再生信號產生數(shù)字HD信號并把該數(shù)字HD信號送到D/A轉換器77。數(shù)字HD信號被轉換成模擬HD信號并將其送到混頻電路78。VBI解碼器79從已處理的再生信號中提取CGMS數(shù)據，從而由此產生VBI信號并將該VBI信號送到混頻電路78?；祛l電路78把該VBI信號疊加在模擬HD信號上并把經過疊加的模擬HD信號作為一輸出信號提供。在另一實施例中，該VBI信號與從處理器76輸出的數(shù)字HD信號相組合，并把組合的信號由D/A轉換器77轉換成一模擬HD信號。則從該DVD播放機輸出的模擬HD信號可由如上述討論的數(shù)字VTR2記錄在磁帶上。
圖11是采用本發(fā)明的一個MUSE轉換器81的方框圖，它包括MUSE解碼器82、混頻電路83、MUSE VBI解碼器84和HDTV VBI編碼器85。如公知技術，MUSE是一個模擬傳送格式，其中的HD信號在發(fā)送前是被帶寬壓縮的。從一個MUSE廣播電臺、MUSE的VCR、MUSE的光盤單元等提供的MUSE信號被送到MUSE解碼器82和MUSE VBI解碼器84。MUSE解碼器82解碼MUSE信號并把解碼的MUSE信號作為模擬HD信號送到混頻電路83。該MUSE VBI解碼器84從MUSE信號中提取MUSE VBI信號并把該MUSE VBI信號送到HDTV VBI編碼器95，從而產生例如圖3A和3B所示HD VBI信號。該HD VBI信號被送到混頻電路83，其將模擬HD信號和HD VBI信號相組合并把組合的模擬HD信號作為輸出信號送到例如圖8所示的數(shù)字VTR2。
圖12是采用本發(fā)明的一個NTSC高清晰度轉換器91的框圖，它包括一個處理器92、混頻電路93、VBI解碼器94和HDTV VBI編碼器95。NTSC視頻信號被送到處理器92，其“上變頻轉換”該NTSC信號為HD信號。處理器92一般包括內插器、用于執(zhí)行上變頻變換處理的運動檢測器和幀存儲器以及如本技術領域所公知的可采用的其它適當?shù)碾娐贰Ｌ幚砥?2把HD信號送到混頻電路93，NTSC信號被送到VBI解碼器94從而由其提取VBI信號，再從該VBI信號提取CGMS信息，并把該CGMS信息送到HDTV VBI編碼器95。編碼器95從CGMS信息產生出一個HD VBI信號并把該HD VBI信號送到混頻電路93?；祛l電路93把VBI信號與模擬HD信號相結合并將所生成信號送到(例如)采用本發(fā)明的數(shù)字VTR。
雖然本發(fā)明已結合最佳實施例做了展示和描述，但本領域技術人員容易明白在不背離本發(fā)明的構思和范圍的條件下可有各種改變。例如，雖然防止復制數(shù)據是被說明存儲在數(shù)字HD信號中規(guī)定的VAUX和AAVX數(shù)據包的CGMS數(shù)據中，但本發(fā)明并不局限于該特定數(shù)據結構，而是可被應用在其它數(shù)據結構中，其中防止復制數(shù)據被以不同方式存儲。
作為又一個例子，盡管本發(fā)明是用于高清晰度視頻信號的記錄和再生，但本發(fā)明并不僅局限于這種信號格式的類型，并可被廣泛應用于各種其它非標準視頻信號的記錄及再生。
因此，本發(fā)明的權利要求包括了在此所描述的實施例、上述的其它實施例以及所有其它等效實例。
權利要求
1.用于處理含有防止復制信息的高清晰度視頻信號的裝置，它包括接收裝置，用于接收具有所說的防止復制信息的高清晰度視頻信號；提取裝置，用于從所說的高清晰度視頻信號提取所說的防止復制信息；產生裝置，從所說的已提取的防止復制信息產生一個禁止復制信號，該信號具有疊加在一個標準清晰度視頻信號上的禁止復制信號的數(shù)據格式；以及相加裝置，用于把所說的禁止復制信號加到所說的高清晰度視頻信號。
2.如權利要求1的裝置，其中，所說的接收裝置接收一個數(shù)字高清晰度視頻信號；所說的產生裝置從所說的已提取的防止復制信息產生一個模擬禁止復制信號；而所說的裝置還包括用于把數(shù)字高清晰度視頻信號轉換成模擬高清晰度視頻信號的裝置。
3.如權利要求2的裝置，其中，所說的相加裝置把所說的模擬禁止復制信號疊加在所說的模擬高清晰度視頻信號上，以產生疊加后的模擬高清晰度視頻信號。
4.如權利要求2的裝置，其中，所說的數(shù)字高清晰度視頻信號包括視頻數(shù)據、音頻數(shù)據和系統(tǒng)數(shù)據，所說的系統(tǒng)數(shù)據包括所說的防止復制信息；所說的提取裝置從包括在所說的數(shù)字高清晰度視頻信號中的所說系統(tǒng)數(shù)據提取所說的防止復制信息。
5.如權利要求2的裝置，其中，所說的數(shù)字高清晰度數(shù)字視頻信號包括有視頻圖象數(shù)據、視頻輔助數(shù)據、音頻伴音數(shù)據和音頻輔助數(shù)據；所說的提取裝置從所說的視頻輔助數(shù)據和所說的音頻輔助數(shù)據中至少一種數(shù)據提取所說的防止復制信息。
6.如權利要求5的裝置，其中，所說的視頻輔助數(shù)據和所說的音頻輔助數(shù)據包括具有共同數(shù)據包結構的數(shù)據包。
7.如權利要求2的裝置，其中，所說的相加裝置可進行操作以把所說的禁止復制信號加到所說的高清晰度視頻信號的垂直消隱期。
8.如權利要求1的裝置，其中，所說的提取裝置包括用于提供不具有所說防止復制信息的高清晰度視頻信號作為第二高清晰度視頻信號的裝置；所說的相加裝置把所說的禁止復制信號加到所說的第二高清晰度視頻信號。
9.如權利要求1的裝置，其中，所說的防止復制信息指示該高清晰度視頻信號是完全防止復制、部分防止復制或不防止復制。
10.如權利要求1的裝置，其中，所說的接收裝置包括再生裝置，用以從一記錄介質再生出所說的高清晰度視頻信號。
11.用于處理疊加有禁止復制信號的高清晰度視頻信號的裝置，它包括從所說高清晰度視頻信號提取禁止復制信號的提取裝置，該禁止復制信號指示所說高清晰度視頻信號是防止復制或不防止復制的，并具有疊加在標準清晰度視頻信號上的禁止復制信號的數(shù)據格式；提供裝置，當所說的禁止復制信號指示所說的高清晰度視頻信號是不禁止復制時，用于提供所說的高清晰度視頻信號作為所提供的高清晰度視頻信號；產生裝置，用于從所提取的禁止復制信號中產生出具有其數(shù)據格式不同于所說禁止復制信號的數(shù)據格式的防止復制數(shù)據；以及組合裝置，用于將所說的防止復制數(shù)據和所說的被提供的高清晰度數(shù)字視頻信號相組合，以產生一個輸出的高清晰度視頻信號。
12.如權利要求11的裝置，其中，還包括用于把輸出的高清晰度視頻信號記錄在一記錄介質上的裝置。
13.如權利要求11的裝置，其中，所說的高清晰度視頻信號是一個模擬高清晰度視頻信號，所說的產生裝置從所提取的禁止復制信號產生出數(shù)字的防止復制數(shù)據；所說的裝置還包括把所提供的高清晰度視頻信號轉換成數(shù)字高清晰度視頻信號的裝置。
14.如權利要求13的裝置，其中，所說的組合裝置把所說的數(shù)字防止復制數(shù)據與所說的數(shù)字高清晰度視頻信號組合，以產生所說的輸出高清晰度視頻信號；
15.如權利要求13的裝置，其中，所說的禁止復制信號是在垂直消隱期內被疊加在所說的模擬高清晰度視頻信號上。
16.如權利要求13的裝置，其中，所說產生裝置可進行操作以產生數(shù)字視頻輔助數(shù)據和數(shù)字音頻輔助數(shù)據；所說的數(shù)字防止復制數(shù)據是包括在所說的數(shù)字視頻輔助數(shù)據和所說的數(shù)字音頻輔助數(shù)據至少其中的一種數(shù)據之中；所說的組合裝置把所說的數(shù)字視頻輔助數(shù)據和所說的數(shù)字音頻輔助數(shù)據與所說的數(shù)字高清晰度視頻信號相組合，以產生所說的輸出高清晰度視頻信號。
17.如權利要求16的裝置，其中，所說的數(shù)字視頻輔助數(shù)據和所說的數(shù)字音頻輔助數(shù)據的每一個都包括具有共同數(shù)據包結構的數(shù)據包。
18.如權利要求11的裝置，其中，所說的禁止復制信號表示所說的高清晰度視頻信號是完全防止復制、部分防止復制或不防止復制的信號；而且所說的提供裝置在當所說的禁止復制信號指示所說的高清晰度視頻信號是作為部分防止復制或不防止復制的信號時則提供所說的高清晰度視頻信號作為所說的被提供的高清晰度視頻信號。
19.如權利要求18的裝置，其中，所說的產生裝置在當所說的禁止復制信號指示所說的高清晰度視頻信號是作為防止復制或部分防止復制的信號時則產生防止復制數(shù)據，指示所說的輸出高清晰度視頻信號作為防止復制的信號。
20.用于從一記錄介質再現(xiàn)含有數(shù)字防止復制數(shù)據的數(shù)字高清晰度視頻信號的裝置，它包括用于從所說記錄介質再生所說數(shù)字高清晰度視頻信號的裝置；用于從該再生的數(shù)字高清晰度視頻信號提取數(shù)字防止復制數(shù)據的裝置；用于從所說提取的數(shù)字防止復制數(shù)據產生出一個模擬禁止復制信號的裝置，該模擬禁止復制信號具有疊加在一標準清晰度視頻信號上的一個禁止復制信號的數(shù)據格式；用于把該再生的數(shù)字高清晰度視頻信號轉換成一模擬高清晰度視頻信號的裝置；和用于把所說模擬禁止復制信號疊加到所說模擬高清晰度視頻信號上，以產生一模擬輸出信號的裝置。
21.如權利要求20的裝置，其中，所說的用于轉換的裝置把再生的沒有所說數(shù)字防止復制數(shù)據的數(shù)字高清晰度視頻信號轉換成所說模擬高清晰度視頻信號。
22.用于把數(shù)字高清晰度視頻信號記錄在記錄介質上的裝置，它包括用于接收具有疊加了禁止復制信號的模擬高清晰度視頻信號的裝置，所說的禁止復制信號表示所說的模擬高清晰度視頻信號是作為防止復制的或不防止復制的信號，并且具有疊加在一標準清晰度視頻信號上的禁止復制信號的數(shù)據格式；用于從已接收的模擬高清晰度視頻信號提取所說的禁止復制信號的裝置；當所說的禁止復制信號指示已接收的模擬高清晰度視頻信號是不禁止復制的信號時，用于把已接收的模擬高清晰度視頻信號作為被提供的高清晰度視頻信號來提供的裝置；用于把所提供的高清晰度視頻信號轉換成數(shù)字高清晰度視頻信號的裝置；用于從所提取的禁止復制信號產生數(shù)字防止復制數(shù)據的裝置；用于把所說的數(shù)字防止復制數(shù)據加到數(shù)字高清晰度視頻信號的裝置；以及用于把其上加有所說數(shù)字防止復制數(shù)據的數(shù)字高清晰度視頻信號記錄到記錄介質上的裝置。
23.如權利要求22的裝置，其中，所說的禁止復制信號指示該已接收的模擬高清晰度視頻信號是作為完全防止復制、部分防止復制或不防止復制的信號；所說的用于提供的裝置當所說的禁止復制信號指示所接收的模擬高清晰度視頻信號是部分防止復制或不防止復制的信號時則把所接收的模擬高清晰度視頻信號作為被提供的高清晰度視頻信號提供。
24.如權利要求23的裝置，其中，所說的用于產生的裝置當所說的禁止復制信號表示已接收的模擬高清晰度視頻信號是作為防止復制或部分防止復制的信號時則從所提取的禁止復制信號產生出數(shù)字防止復制數(shù)據，其指示該數(shù)字高清晰度視頻信號是防止復制的。
25.用于處理含有防止復制信息的高清晰度視頻信號的方法，包括以下步驟接收其中具有防止復制信息的高清晰度視頻信號；從該高清晰度視頻信號提取防止復制信息；從所提取的防止復制信息產生出具有疊加在標準清晰度視頻信號上的禁止復制信號的數(shù)據格式的一個禁止復制信號；把該禁止復制信號加到高清晰度視頻信號上。
26.如權利要求25的方法，其中，該高清晰度視頻信號是數(shù)字高清晰度視頻信號；所說的產生步驟是通過從提取的防止復制信息中產生出一模擬禁止復制信號來執(zhí)行的；所說的方法還進一步包括把數(shù)字高清晰度視頻信號轉換成模擬高清晰度視頻信號的步驟。
27.如權利要求26的方法，其中，所說的相加步驟是通過把所說的模擬禁止復制信號疊加到所說的模擬高清晰度視頻信號之上以產生疊加后的模擬高清晰度視頻信號來執(zhí)行的。
28.如權利要求26的方法，其中，所說的數(shù)字高清晰度視頻信號包括視頻數(shù)據、音頻數(shù)據和系統(tǒng)數(shù)據，所說的系統(tǒng)數(shù)據包括所說的防止復制信息；所說的提取步驟是通過從包括在所說數(shù)字高清晰度視頻信號內的所說系統(tǒng)數(shù)據中提取所說的防止復制信息來執(zhí)行的。
29.如權利要求26的方法，其中，所說的數(shù)字高清晰度視頻信號包括視頻圖象數(shù)據、視頻輔助數(shù)據、音頻伴音數(shù)據和音頻輔助數(shù)據；而且所說的提取步驟是通過從所說視頻輔助數(shù)據和所說音頻輔助數(shù)據中的至少一種數(shù)據提取所說的防止復制信息來執(zhí)行的。
30.如權利要求29的方法，其中，所說的視頻輔助數(shù)據和所說的音頻輔助數(shù)據由具有共同數(shù)據包結構的數(shù)據包構成。
31.如權利要求26的方法，其中，所說的相加步驟是通過把所說的禁止復制信號加到所說高清晰度視頻信號的垂直消隱期來執(zhí)行的。
32.如權利要求25的方法，其中，還包括提供不具有所說防止復制信息的高清晰度視頻信號作為第二高清晰度視頻信號的步驟；其中所說的相加步驟是通過把所說的禁止復制信號加到所說第二高清晰度視頻信號上來執(zhí)行的。
33.如權利要求25的方法，其中，所說的防止復制信息指示所說的高清晰度視頻信號是完全防止復制、部分防止復制或不防止復制的信號。
34.如權利要求25的方法，其中，還包括從一記錄介質再生所說高清度視頻信號的步驟。
35.用于處理其上疊加有禁止復制信號的高清晰度視頻信號的方法，包括以下步驟從所說高清晰度視頻信號提取禁止復制信號，其指示所說的高清晰度視頻信號是防止復制或不防止復制的信號，并具有疊加在一個標準清晰度視頻信號上的禁止復制信號的數(shù)據格式；當所說禁止復制信號指示所說高清晰度視頻信號是不防止復制的信號時，提供所說的高清晰度視頻信號作為被提供的高清晰度視頻信號；從所提取的禁止復制信號產生具有不同于所說禁止復制信號的數(shù)據格式的防止復制數(shù)據；和把所說的防止復制數(shù)據和所提供的高清晰度數(shù)字視頻信號組合以產生輸出的高清晰度視頻信號。
36.如權利要求35的方法，其中，還包括把該輸出的高清晰度視頻信號記錄在一記錄介質上的步驟。
37.如權利要求35的方法，其中，所說的高清晰度視頻信號是一個模擬高清晰度視頻信號；所說的產生步驟是通過從所提取的禁止復制信號產生出數(shù)字防止復制數(shù)據來執(zhí)行的；所說的方法還包括把所提供的高清晰度視頻信號轉換成數(shù)字高清晰度視頻信號的步驟。
38.如權利要求37的方法，其中，所說的組合步驟是通過把所說的數(shù)字防止復制數(shù)據與所說數(shù)字高清晰度視頻信號相組合以產生所說輸出的高清晰度視頻信號來執(zhí)行的。
39.如權利要求37的方法，其中，所說的禁止復制信號是在垂直消隱期疊加到所說模擬高清晰度視頻信號上。
40.如權利要求37的方法，其中，所說的產生步驟是通過產生數(shù)字視頻輔助數(shù)據和數(shù)字音頻輔助數(shù)據來執(zhí)行的；所說的數(shù)字防止復制數(shù)據是包括在所說數(shù)字視頻輔助數(shù)據和所說數(shù)字音頻輔助數(shù)據的至少一種數(shù)據中；而且所說的組合步驟是通過把所說數(shù)字視頻和音頻輔助數(shù)據與所說數(shù)字高清晰度視頻信號相組合以產生所說的輸出高清晰度視頻信號而執(zhí)行的。
41.如權利要求40的方法，其中，所說數(shù)字視頻輔助數(shù)據和數(shù)字音頻輔助數(shù)據的每一個都包括具有共同數(shù)據結構的數(shù)據包。
42.如權利要求35的方法，其中，所說的禁止復制信號指示所說的高清晰度視頻信號是完全防止復制、部分防止復制或不防止復制的信號；而且所說的提供步驟是通過當所說禁止復制信號指示所說的高清晰度視頻信號是部分防止復制或不防止復制時，提供所說高清晰度視頻信號作為所說的被提供的高清晰度視頻信號而執(zhí)行的。
43.如權利要求42的方法，其中，所說的產生步驟是通過當所說禁止復制信號指示所說高清晰度視頻信號是防止復制或部分防止復制時，產生防止復制數(shù)據，其指示所說的輸出高清晰度視頻信號是防止復制而被執(zhí)行的。
44.從一記錄介質再生具有數(shù)字防止復制數(shù)據的數(shù)字高清晰度視頻信號的方法，包括步驟從所說的記錄介質再生所說的數(shù)字高清晰度視頻信號；從所說的再生數(shù)字高清晰度視頻信號提取數(shù)字防止復制數(shù)據；從所提取的數(shù)字防止復制數(shù)據產生具有疊加在標準清晰度信號上的禁止復制信號的數(shù)據格式的一個模擬禁止復制信號；把再生的數(shù)字高清晰度視頻信號轉換成模擬高清晰度視頻信號；和把所說模擬禁止復制信號疊加到所說的模擬高清晰度視頻信號之上以產生模擬輸出信號。
45.如權利要求44的方法，其中，所說的轉換步驟是通過把再生的沒有所說數(shù)字防止復制數(shù)據的數(shù)字高清晰度視頻信號轉換成所說的模擬高清晰度視頻信號而執(zhí)行的。
46.把數(shù)字高清晰度視頻信號記錄在一記錄介質上的方法，它包括以下步驟接收其上疊加有禁止復制信號的模擬高清晰度視頻信號，所說禁止復制信號表示所說模擬高清晰度視頻信號是作為防止復制或不防止復制的信號，并且具有疊加在標準清晰度視頻信號上的禁止復制信號的數(shù)據格式；從所接收的模擬高清晰度視頻信號提取所說的禁止復制信號；當所說的禁止復制信號指示該已接收的模擬高清晰度視頻信號是不防止復制的信號時，則提供所接收的模擬高清晰度視頻信號作為所提供的高清晰度視頻信號；把所提供的高清晰度視頻信號轉換成數(shù)字高清晰度視頻信號；從所提取的禁止復制信號產生數(shù)字防止復制數(shù)據；把所說的數(shù)字防止復制數(shù)據加到該數(shù)字高清晰度視頻信號；和把所說的其上加有所說數(shù)字防止復制數(shù)據的數(shù)字高清晰度視頻信號記錄到一個記錄介質上。
47.如權利要求46的方法，其中，所說的禁止復制信號指示所接收的模擬高清晰度視頻信號是完全防止復制、部分防止復制或不防止復制的信號；所說的提供步驟是通過當所說禁止復制信號指示該已接收的模擬高清晰度視頻信號是部分防止復制或不防止復制時提供所接收的模擬高清晰度視頻信號作為所提供的高清晰度視頻信號而被執(zhí)行的。
48.如權利要求47的方法，其中，所說的產生步驟是通過當所說禁止復制信號指示該已接收模擬高清晰度視頻信號是防止復制或部分防止復制的信號時，從所說提取的禁止復制信號產生出數(shù)字防止復制數(shù)據來指示該數(shù)字高清晰度視頻信號是作為被防止復制的信號而被執(zhí)行的。
全文摘要
處理HD視頻信號的裝置及方法，該裝置包括接收裝置；其接收具有防止復制信息的HD視頻信號；提取裝置，其從HD視頻信號提取防止復制信息；產生裝置，從已提取的該信息產生一個禁止復制信號，其具有疊加在一個標準清晰度視頻信號上的禁止復制信號的數(shù)據格式；相加裝置，用于把禁止復制信號加到HD視頻信號上。其方法包括接收含有防止復制信息的HD視頻信號；從其中提取防止復制信息；由該信息產生禁止復制信號；將該信號加到HD視頻信號上。
文檔編號H04N7/087GK1135142SQ96102999
公開日1996年11月6日 申請日期1996年3月28日 優(yōu)先權日1995年3月31日
發(fā)明者郡照彥, 江崎正 申請人:索尼公司