專利名稱：用于再現(xiàn)數(shù)字視頻及音頻信號和防止非法復制的裝置及方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于將記錄和編碼在磁帶上的視頻數(shù)據(jù)和音頻數(shù)據(jù)再現(xiàn)的數(shù)字式盒式磁帶錄像機VCR。
美國專利第4631603號描述了一種以模擬電視信號的垂直消隱間隔方式記錄的信號(以下稱為CP信號)。這種用于版權(quán)保護的信號包括多個成對的脈沖，每對依次包括同步脈沖(例如水平同步脈沖)和一個正脈沖。當要配音復制該磁帶內(nèi)容時，CP信號會干擾VCR記錄的自適應增益控制AGC，從而防止VCR記錄產(chǎn)生一個原帶的復制品。以這種方式，CP信號保護了原帶內(nèi)容的版權(quán)。
與上述模擬式VCR裝置不同，迄今有些數(shù)字式VCR與模擬式CP信號不兼容。這些數(shù)字式VCR記錄壓縮的數(shù)字式圖像數(shù)據(jù)；那些與圖像不直接相關(guān)的信號(例如垂直消隱間隔或水平間隔)并不記錄到磁帶上。由于沒有記錄垂直消隱間隔和水平消隱間隔，CP信號也未記錄在磁帶上，原因是該CP信號一般是包含在所輸入的視頻信號的垂直消隱間隔內(nèi)的。本發(fā)明涉及一種這樣的信號格式和一種相兼容的再現(xiàn)裝置，它可針對由數(shù)字式VCR或模擬式VCR復制的兩種情況，保護已記錄的視頻和音頻數(shù)據(jù)。
因此，本發(fā)明的目的是提供一種記錄載體的信號格式用來保護已記錄到該記錄載體上的視頻和音頻信號的版權(quán)。
本發(fā)明的另一個目的是提供一種信號格式，能選擇性地保護已記錄到一記錄載體上的視頻或音頻信號的版權(quán)。
本發(fā)明的又一個目的是提供一種信號格式，用于按一預定值限制復制記錄載體內(nèi)容的次數(shù)。
本發(fā)明的又一個目的是提供一種數(shù)字式再現(xiàn)裝置，它能依靠序列復制管理系統(tǒng)(SCMS，即Serial Copy Management System)的信號防止一數(shù)字式記錄裝置復制由該數(shù)字式再現(xiàn)裝置重放的視頻和音頻信號。
本發(fā)明的再一個目的是提供一種數(shù)字式再現(xiàn)裝置，它能依靠一版權(quán)保護信號阻止利用該數(shù)字式再現(xiàn)裝置的模擬輸出由一模擬記錄裝置復制視頻和音頻數(shù)據(jù)。
本發(fā)明的其它目的、優(yōu)點和特征從下面更詳盡的說明中容易得到清晰化。
根據(jù)本發(fā)明，前面提到的已有的數(shù)字式音頻磁帶系統(tǒng)(DAT)內(nèi)采用的SCMS適于用在數(shù)字式盒式磁帶錄像機中。一個已記錄在磁帶上的SCMS信號表示磁帶數(shù)據(jù)是否受版權(quán)保護，以及允許進行對該數(shù)據(jù)合法復制的次數(shù)。當達到允許的復制數(shù)量時，SCMS信號阻止數(shù)字式VCR繼續(xù)對已記錄數(shù)據(jù)進行更多的復制。該SCMS信號只阻止通過另一個數(shù)字式VCR復制所述數(shù)據(jù)。
為了防止利用該數(shù)字式VCR的模擬輸出由一模擬VCR實現(xiàn)對記錄數(shù)據(jù)的復制，將一個受SCMS信號控制的版權(quán)保護信號插入再現(xiàn)圖像信號的垂直消隱間隔內(nèi)。再現(xiàn)的圖像信號和版權(quán)保護信號由數(shù)字式VCR的模擬輸出提供。
本發(fā)明的再現(xiàn)裝置采用了記錄載體，其上記錄有一視頻信號，一音頻信號和一輔助信號。包含在該輔助信號中的增補信息至少帶有版權(quán)信息。該再現(xiàn)裝置從記錄載體再生一個信號，檢測來自所再現(xiàn)的輔助信號的版權(quán)信息，并且將一版權(quán)保護信號置入再現(xiàn)的視頻信號的垂直消隱間隔內(nèi)，作為已檢測的版權(quán)信息的一個功能。
該記錄載體上的每個磁跡包括一VAUX視頻輔助數(shù)據(jù)區(qū)和一AAUX音頻輔助數(shù)據(jù)區(qū)。這些區(qū)的每一個或其中之一可包含所述版權(quán)信息因此，這一版權(quán)信息可選擇性地阻止對該視頻數(shù)據(jù)或音頻數(shù)據(jù)或二者的非法復制。
因此，根據(jù)本發(fā)明，既可阻止數(shù)字式復制操作，也可阻止模擬式復制操作，使數(shù)字式VCR磁帶的版權(quán)得到可靠的保護。此外，視頻數(shù)據(jù)和音頻數(shù)據(jù)可獨立地予以保護。而且，視頻和音頻數(shù)據(jù)的保護狀態(tài)以及復制這些數(shù)據(jù)時允許的數(shù)量均可顯示出來。
下面結(jié)合附圖進一步詳細說明本發(fā)明的上述和其他的目的、特征及其效果。
下面對實施例加以說明，為便于理解，結(jié)合附圖進行解釋，這種以實施例方式給出的說明對本發(fā)明并無任何局限性。
圖1A表示數(shù)字式VCR所用磁帶上的斜磁跡的一種布置；圖1B表示圖1A的每個磁跡中插入和跟蹤信息(ITI)區(qū)的位置；圖2表示一個ITI區(qū)的結(jié)構(gòu)；圖3表示每個磁跡內(nèi)數(shù)據(jù)區(qū)的布置；圖4表示一個使用標識數(shù)據(jù)ID的分層結(jié)構(gòu)；圖5A表示該磁盤的使用標識ID為“000”時產(chǎn)生的磁跡結(jié)構(gòu)；圖5B表示APT、APM、AP1、AP2和AP3為“000”時產(chǎn)生的磁跡結(jié)構(gòu)；圖6是表示一數(shù)據(jù)包結(jié)構(gòu)的示意圖；圖7表示數(shù)據(jù)包標題的分層結(jié)構(gòu)的示意圖；圖8是一數(shù)據(jù)包標題表的示意圖；圖9表示一磁跡的音頻區(qū)的結(jié)構(gòu)；圖10A和10B表示一前置同步塊和一后置同步塊的結(jié)構(gòu)示意圖；圖11表示圖9的音頻區(qū)的數(shù)據(jù)部分；圖12表示每個磁跡中數(shù)據(jù)包標題的布置；圖13表示一磁跡的視頻區(qū)的結(jié)構(gòu)；圖14表示圖13的視頻區(qū)的數(shù)據(jù)部分；圖15是一視頻區(qū)的數(shù)據(jù)部分的詳細圖；圖16表示VAUX專用的同步塊的結(jié)構(gòu)；圖17表示VAUX專用同步塊的詳細圖；圖18A和18B是一標識ID區(qū)的格式示意圖；圖19表示一子代碼區(qū)的結(jié)構(gòu)；圖20表示一子代碼同步塊的結(jié)構(gòu)；圖21A和21B是一標識ID區(qū)的格式示意圖；圖22表示圖19的子代碼區(qū)的數(shù)據(jù)部分；圖23是存儲器集成電路(MIC)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的示意圖；圖24是版權(quán)保護信號的波形的示意圖；圖25是垂直消隱間歇識別(VBID)信號的示意圖；圖26A-26B和27A-27B是表示利用已記錄在要復制的載體上的版權(quán)信息執(zhí)行復制操作的VCR的方框圖；圖28是表示一相應于SCMS數(shù)據(jù)操作的系統(tǒng)數(shù)據(jù)處理電路的示意圖；圖29是VAUX源控制組件的示意圖；圖30是AAUX源控制組件的示意圖；圖31是具有RI標示位的VAUX源控制組件的示意圖；圖32A和32B是表示記錄一版權(quán)保護信號的行組件的示意圖；及圖33A、33B和33C是表示執(zhí)行復制操作的數(shù)字式VCR的方框圖。
下面將參照附圖介紹本發(fā)明的最佳實施例。
在壓縮數(shù)字式視頻數(shù)據(jù)的數(shù)字式VCR中，合成的數(shù)字式色彩視頻數(shù)據(jù)被分成亮度信號Y和色差信號(R-Y)和(B-Y)。這些信號根據(jù)離散余弦變換、可變長度編碼技術(shù)或任一種高效編碼技術(shù)被壓縮處理，壓縮后的信號通過一旋轉(zhuǎn)頭記錄到一磁帶上。在標準化分辨率系統(tǒng)中，每個幀的磁跡數(shù)是10(在525行/60HZ的情況)或12(在625行/50HZ和情況)。在高分辨率系統(tǒng)中，每幀的磁跡數(shù)量為標準分辨率系統(tǒng)的兩倍。換句話說，每幀的磁跡數(shù)為20(在1125行/60HZ的情況)或24(1250行/50HZ)。
在本發(fā)明中，在數(shù)字式VCR上連接一個應用標識ID系統(tǒng)，這樣當執(zhí)行記錄或重放記錄操作時容易管理數(shù)據(jù)。當使用這個系統(tǒng)時，帶有記錄磁跡的磁帶可易于適應，這些記錄磁跡分為VAUX區(qū)，AAUX區(qū)，子代碼和一個MIC(存儲器集成電路或暗盒式存儲器)。這個系統(tǒng)保護已記錄數(shù)據(jù)的版權(quán)，也可決定已記錄的數(shù)據(jù)是原始版本或僅僅是從其他記錄載體復制的復制品。
如圖1A所示，在用于本發(fā)明的數(shù)字式VCR的磁帶上形成有斜的磁跡。在標準分辨率系統(tǒng)的情況下，每幀的磁跡數(shù)是10或12。在高分辨率系統(tǒng)的情況下，每幀的磁跡數(shù)是20或24。
圖1B表示用于數(shù)字式VCR的磁帶上的一個磁跡。每個記錄磁跡以計時塊開始，這個塊稱為一個ITI(插入和跟蹤信息)區(qū)，它用于精確地對準由連續(xù)記錄操作所寫入的一個連續(xù)數(shù)據(jù)區(qū)。
一個ITI區(qū)包括大量同步塊，每個同步塊具有一短的同步長度，并從磁跡入口側(cè)起被賦予一同步號。大量的同步塊增加了磁頭準確和穩(wěn)定對準一特定磁跡的概率。以此方式，當任一同步塊被檢測出時，就可準確地確定出在當前磁跡上記錄頭的位置。
如圖2所示，ITI區(qū)包括一個前置區(qū)，一SSA(初始同步塊區(qū))，一個TIA(磁信息區(qū))和一個后置區(qū)。前置區(qū)具有1400比特，用于運轉(zhuǎn)鎖相環(huán)路(PLL)再現(xiàn)數(shù)字式數(shù)據(jù)。其中的SSA包括61個同步塊，如前所述，這些同步塊用于準確地瞄準帶有相應的磁跡的磁頭。每個這種同步塊包括30比特。在SSA之后是TIA部分，它包括3塊，共有90比特。TIA存儲了與整個磁跡有關(guān)的信息，例如包括3個比特的APT數(shù)據(jù)(一個磁跡的應用標識ID)，一個SP/LP比特，一個備用比特，和PF(引導幀)數(shù)據(jù)，它代表一比特伺服系統(tǒng)的參考幀。在TIA區(qū)之后的是包括280比特的后置區(qū)。
上述裝置已公開在例如EP-0572925和EP-0595558中。在這些EP文獻所描述的系統(tǒng)中，提供了一種裝有記錄載體和一個集成存儲電路(MIC)的磁帶盒。當將盒帶裝入設備內(nèi)時，該設備的記錄和重放操作是根據(jù)從存儲器讀出的數(shù)據(jù)進行的。
MIC內(nèi)可存儲目錄表(TOC)，索引信息，特征信息，再現(xiàn)控制信息和計時器記錄信息。MIC也可存入與磁帶自身有關(guān)的信息，如磁帶長度，厚度和類型。當將MIC盒帶插入數(shù)字式VCR中時，按照存在MIT中的數(shù)據(jù)進行預定的操作。這些預定的操作包括，但不局限于，跳過一個專用程序，按預定的順序再現(xiàn)一些程序，從選定的程序中重放一靜止圖像(攝影圖像)和為記錄一專門程序設定一給定時間。
在MIC的地址0中，最高的三位存儲一個APM(MIC的應用標識ID)，以及APT(一磁跡的應用標識ID)，后者也存在該磁跡的TIA區(qū)內(nèi)。一個應用標識ID確定了與之相關(guān)的區(qū)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。例如，APT應用標識ID確定了與之相關(guān)的磁跡的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，而APM應用標識ID確定了MIC的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。
如圖3所示，APT的值確定了相關(guān)磁跡的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。APT的值給定了區(qū)1至區(qū)n的位置，在ITI內(nèi)同步塊的結(jié)構(gòu)，和在每個磁跡內(nèi)該磁跡的ECC(誤差校正代碼)結(jié)構(gòu)。而且，圖3的磁跡內(nèi)區(qū)域1到n中的每一個與其自身的應用ID(AP1-APn)有關(guān)，并且這些應用ID依次定義了其相應區(qū)域的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。即AP1限定了AREA1的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，AP2限定了AREA2的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)等等。
如圖4所示，每個磁跡的應用ID以預定的等級布置，初級應用ID-APT定義了該磁跡的所有區(qū)域，并且它處于該等級的最頂部。其次一層是APT，它是該磁跡的區(qū)1-區(qū)n的應用ID(AP1-APn)。
圖5A表示在APT＝000時的磁跡結(jié)構(gòu)。用于說明的這個磁跡具有區(qū)1，區(qū)2和區(qū)3。與這個磁跡有關(guān)的APT確定了這些區(qū)的位置，這些同步塊在ITI區(qū)內(nèi)的結(jié)構(gòu)，ECC的結(jié)構(gòu)，每個區(qū)之間的空隙的位置和保護重寫數(shù)據(jù)用的改寫定額。當每個區(qū)1的應用標識AP1是000，它的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)對應代碼CVCR和AAUX。代碼CVCR識別一個家用的數(shù)字式錄入和重放設備，代碼AAUX對應一個音頻輔助數(shù)據(jù)。當區(qū)域AP2是000時，它的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)對應于代碼CVCR和VAUX，其中，VAUX對應視頻輔助數(shù)據(jù)。當AP3是000時，它的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)對應CVCR和ID的子代碼。圖5B表示出APT，APM，AP1，AP2和AP3全等于000時一磁跡的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。
當APT＝000時，AAUX，VAUX，子代碼和MIC被寫入一公共數(shù)據(jù)包內(nèi)。如圖6所示，一個數(shù)據(jù)包具有5個字節(jié)。第一個字節(jié)PC0包括一個包標題頭，其余四個字節(jié)PC1-PC4包括數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)包是一個數(shù)據(jù)組的最小單元，并且在每個包內(nèi)的所有數(shù)據(jù)包括相關(guān)的數(shù)據(jù)。在圖6中，包標題共有8比特，這8比特分為4個高階比特和4個低階比特。如圖7所示，這四個高階比特和四個低階比特分層形成一個上標題和一個下標題，這個數(shù)據(jù)包的其余數(shù)據(jù)可分配給更低層。在這種分層結(jié)構(gòu)中，數(shù)據(jù)包的內(nèi)容結(jié)構(gòu)清楚，且易于擴展。如圖8所示，上標題和下標題板形成一個具有256個空格的數(shù)據(jù)包標題表，并且這個數(shù)據(jù)包標題表內(nèi)裝入每個數(shù)據(jù)包的數(shù)據(jù)內(nèi)容，它控制數(shù)據(jù)寫入每個區(qū)1到區(qū)n(參見圖3和5)。數(shù)據(jù)包結(jié)構(gòu)的字節(jié)長度一般固定在5個字節(jié)。但是，當特征數(shù)據(jù)寫入MIC時，采用可變長度的數(shù)據(jù)包結(jié)構(gòu)，以便有效地使用MIC的有限的緩沖存儲器。
每個磁跡的音頻區(qū)和視頻區(qū)分別稱為音頻組和視頻組。圖9表示一個音頻組的結(jié)構(gòu)，該音頻組包括一前置區(qū)，一數(shù)據(jù)部分和一后置區(qū)。前置區(qū)包括500比特；前400比特稱為起動部分，其余100比特稱為兩個預同步塊。該起動部分用作鎖相環(huán)(PLL)的起動圖形。預同步塊用于檢測一順序的音頻同步塊。該音頻組的數(shù)據(jù)部分包括10500比特。這一數(shù)據(jù)部分分成14個音頻同步塊，其結(jié)構(gòu)將結(jié)合圖11進行討論。后置區(qū)包括550比特，它分為一個50比特的后同步塊和一個500比特的安全保護區(qū)。該后同步塊標志著音頻組數(shù)據(jù)部分的結(jié)束。當音頻組重新寫入時，該安全區(qū)阻止重寫的音頻組闖入持續(xù)的視頻分區(qū)。
如圖10A和10B所示，每個前置同步塊和每個后同步塊包括6個字節(jié)。前同步塊的6個字節(jié)的值確定標準運行方式或慢運行方式是否啟動，從而確定該磁帶的重放速度。SP/LP識別字節(jié)也作為一個SP/LP識別標志存在于TIA區(qū)內(nèi)。當SP/LP標志的值是FFh，表示處于SP方式。當SP/LP標志的值是00h，表示處于LP方式。如果在TIA區(qū)內(nèi)的SP/LP標志不能被讀出，則使用同步塊的SP/LP識別字節(jié)。后同步塊的6個字節(jié)包括虛擬數(shù)據(jù)，F(xiàn)Fh。
前同步塊和后同步塊按照24-25變換調(diào)制系統(tǒng)記錄。在這個調(diào)制系統(tǒng)中，包括24比特的數(shù)據(jù)變換成包括25比特的數(shù)據(jù)。因此，前同步塊和后同步塊的位長度如下前同步塊6×2×8×25÷24＝100比特后同步塊6×1×8×25÷24＝50比特如圖11的水平方向所示，一個音頻同步塊包括90個字節(jié)。該音頻同步塊的前五個字節(jié)具有與前同步塊和后同步塊的前五個字節(jié)相同的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。與該前同步塊不同，音頻同步塊不包括SP/LP確定字節(jié)，并且與后同步字節(jié)也不同，音頻同步塊不包括虛擬字節(jié)。音頻同步塊的數(shù)據(jù)區(qū)具有77字節(jié)，這些字節(jié)受到8字節(jié)的水平奇偶校驗碼C1和具有5個同步塊的垂直奇偶校驗碼C2的保護。每個磁跡包括14個這樣的音頻同步塊。這些音頻同步塊根據(jù)24-25變換調(diào)制系統(tǒng)完成錄入。因此，在每個磁跡中音頻同步塊的總比特長如下90×14×8×25÷24＝10500比特每個音頻同步塊的數(shù)據(jù)區(qū)的前五個字節(jié)包括一個用于輔助音頻數(shù)據(jù)(AAUX)的數(shù)據(jù)包。在圖11的垂直方向上，每個磁跡安排有9個數(shù)據(jù)包，每個數(shù)據(jù)包具有一個編號，即0-8。
圖12是9個數(shù)據(jù)包的示意圖，它們布置成525行/60HZ系統(tǒng)，其中一個視頻幀圖象包括10個磁跡。在625行/50HZ系統(tǒng)的情況下，一個視頻幀圖象包括12個磁跡。音頻數(shù)據(jù)和子代碼數(shù)據(jù)被錄入和再現(xiàn)為視頻幀圖象。在圖12中，號50-55代表十六進制計數(shù)的數(shù)據(jù)包標題的值。在圖12中，每個數(shù)據(jù)包標題寫入各磁跡一次(共10個磁跡)。凡是被寫入數(shù)據(jù)包標題的區(qū)域叫作主區(qū)域。每個數(shù)據(jù)包被寫入十次，以避免由于磁帶上的水平劃痕和信道阻塞而出現(xiàn)錯誤信號。主區(qū)存儲用于再現(xiàn)音頻數(shù)據(jù)的基本項目。這些基本項目的典型例子是采樣頻率和分層比特數(shù)。
如圖12所示，并不是所有的區(qū)域全被這些基本項目所占據(jù)。非基本區(qū)稱為任選區(qū)，它們的內(nèi)容用字母a、b、c、d、e、f、g、h等代表。在每個磁跡內(nèi)，每個任選區(qū)的內(nèi)容信息沿圖12箭頭方向相互連接。在525行/60HZ系統(tǒng)中，一個視頻幀包括30個這樣的任選區(qū)，而在625行/50HZ系統(tǒng)中，一個視頻幀包括36個這樣的任選區(qū)，圖8所示的數(shù)據(jù)包標題表中的任何數(shù)據(jù)包可選擇性地被寫入這些任選區(qū)內(nèi)。
所述任選區(qū)可包括一公共選擇區(qū)，它一般具有特征數(shù)據(jù)；和一非公共選擇區(qū)，它的內(nèi)容由各制造商決定。任選區(qū)也可只包括上述區(qū)中的一種。當任選區(qū)內(nèi)沒有信息時，采用NO INFO數(shù)據(jù)包。制造商代碼數(shù)據(jù)包從這兩個區(qū)域中識別應用標識ID。在制造商代碼數(shù)據(jù)包之后是制造商任選區(qū)。主區(qū)、任選區(qū)、公共選擇和制造商選擇的結(jié)構(gòu)用于AAUX代碼、VAUX代碼、子代碼和MIC。
圖13表示視頻組的結(jié)構(gòu)。視頻組的前置和后置與圖9所示的音頻組的結(jié)構(gòu)相同，區(qū)別在于視頻組安全區(qū)的比特數(shù)多于音頻組安全區(qū)的比特數(shù)。如圖14所示，一個視頻同步塊包括90個字節(jié)。視頻同步塊的前5個字節(jié)具有相同于音頻同步塊的前5個字節(jié)的結(jié)構(gòu)。視頻同步塊的數(shù)據(jù)部分具有77字節(jié)，它們由8字節(jié)水平奇偶校驗低碼C1和包括11個同步塊的垂直奇偶校驗代碼C2所保護，這可參見圖15。圖15表示每個磁跡包括149個視頻同步塊。頂部的兩個同步塊和緊挨在C2奇偶校驗碼之上的同步塊的數(shù)據(jù)字節(jié)包括VAUX數(shù)據(jù)。其余的同步塊存儲利用離散余弦變換法(DCT)壓縮的視頻數(shù)據(jù)。接著按照24-25變換調(diào)制系統(tǒng)錄入視頻同步塊。因此，每個磁跡的視頻同步塊的總比特長度如下90×149×8×25÷24＝111750比特圖15中，中部的135同步塊構(gòu)成一個視頻數(shù)據(jù)區(qū)。圖15中BUF 0-BUF26代表多個緩沖塊。一個緩沖塊有5個同步塊，每個磁跡有27個緩沖塊。因此，構(gòu)成一個視頻幀的10個磁跡包括270個緩沖塊。換句話說，該系統(tǒng)從一幀的圖象數(shù)據(jù)中摘選并采樣一個有效區(qū)。從這一操作獲得的數(shù)字式數(shù)據(jù)慢慢變成270組數(shù)據(jù)，它們由一真實圖象的各個部分組成。270組中之一是一緩沖單元。每組數(shù)據(jù)根據(jù)DCT壓縮，使在所有組中的數(shù)據(jù)量與一預定的壓縮值相符合。之后，每個壓縮的緩沖單元的數(shù)據(jù)匯入一個緩沖塊，它包括5個同步塊。
圖16表示VAUX專用的同步塊。圖16的上面的兩個同步塊對應于圖15的上面兩個同步塊。圖16下面的同步塊對應于圖15中位于C2奇偶校驗碼之前的同步塊。圖16中每個同步塊的前5個字節(jié)對應于音頻同步塊的前5個字節(jié)的結(jié)構(gòu)。后75個字節(jié)合并為15個數(shù)據(jù)包，每個有5個字節(jié)。緊挨C1奇偶代碼之前的圖16的每個同步塊的剩下2個字節(jié)用作保留字節(jié)。如圖16所示，非保留的45個字節(jié)標號為0-44。
圖17更詳細地說明圖16的45個數(shù)據(jù)包。圖17中標號60-65以十六進制代表數(shù)據(jù)包標題值。每個數(shù)據(jù)包寫入10次(每次在一個磁跡內(nèi))，以防止因磁帶擦傷和單信道堵塞而出現(xiàn)錯誤。每個數(shù)據(jù)包標題所寫入的區(qū)域稱為主區(qū)。主區(qū)內(nèi)存入再現(xiàn)視頻數(shù)據(jù)的基本項目。這些基本項目例如是電視系統(tǒng)類型和屏幕信息方式比率。如圖17所示，不是所有的區(qū)都被這些基本項目占有。非基本區(qū)稱為任選區(qū)；它們的內(nèi)容用字母a、b、c等表示。在每個磁跡內(nèi)，各任選區(qū)的內(nèi)容沿圖17箭頭所示方向相互連接。在525行/60HZ系統(tǒng)中，一個視頻幀有390個這種任選區(qū)，而在625行/50HZ系統(tǒng)中，一個視頻幀包括468個這種任選區(qū)，在視頻區(qū)內(nèi)的任選區(qū)結(jié)構(gòu)與音頻區(qū)內(nèi)的任選區(qū)結(jié)構(gòu)相同。
下面，參考圖18A和18B說明標識ID部分。雖然在這些圖中沒有描述，實際上在音頻區(qū)、視頻區(qū)和子代碼區(qū)內(nèi)均使用了IDP(ID奇偶校驗)。另外，IDP用作ID0和ID1的奇偶校驗。
在圖18A中，ID1表示存有同步標號的位置。在ID1中，以二進制表示的標號從0到168分配給音頻區(qū)的前同步塊直至視頻數(shù)據(jù)的后同步塊。ID0的四個低比特存儲了一個視頻幀的磁跡數(shù)。這些磁跡號分配給每兩個磁跡。這兩個磁跡可根據(jù)磁頭的方位角識別，ID0的四個高比特的值與該同步塊的位置有關(guān)。圖18B中表示四比特的一順序號存入AAUX數(shù)據(jù)、音頻同步塊和視頻同步塊中的情況。每個視頻幀分配有12個從0000到1011的順序號，因而使該設備在變速重放期間識別出同一幀內(nèi)的數(shù)據(jù)。
關(guān)于前同步塊，后同步塊和C2奇偶校驗塊(見圖9、11、13和15)，有一個包括項目AP1和AP2的應用標識ID存入ID0的三個高比特中。于是，AP1寫入8次，AP2寫入14次，多次寫入這些標識數(shù)據(jù)的目的是防止出現(xiàn)錯誤，并增加它們的可靠性。
圖19表示子代碼區(qū)的結(jié)構(gòu)，它位于每個磁跡端部，主要用于高速搜索。與前面討論的音頻和視頻區(qū)不同，子代碼區(qū)的前置和后置部分不包括前同步塊或后同步塊。另外，子代碼區(qū)的數(shù)據(jù)長度比音頻區(qū)或視頻區(qū)的長些，從而在寫入索引時可使在該磁跡開始處發(fā)生的錯誤最小化。如圖20所示，子代碼同步塊的字節(jié)長度是12個字節(jié)。子代碼同步塊的前5個字節(jié)與音頻或視頻同步塊的前5個字節(jié)一樣。子代碼同步塊的后續(xù)5個字節(jié)構(gòu)成存儲數(shù)據(jù)包的數(shù)據(jù)部分。
水平奇偶校驗C1只有兩個字節(jié)，它保護數(shù)據(jù)部分。與前述音頻和視頻區(qū)不同，這個子代碼區(qū)不包括C2奇偶校驗代碼，因為子代碼區(qū)主要用于高速搜索，同時C2奇偶校驗不能很容易地檢出。每個磁跡具有12個子代碼同步塊。由于子代碼同步塊是根據(jù)24-25變換調(diào)制系統(tǒng)記錄的，整個位長度如下12×12×8×25÷24＝1200比特圖21A和21B表示了子代碼區(qū)的ID部分。該子代碼區(qū)的前半部分(圖21A)的內(nèi)容與其后半部分(圖21B)的內(nèi)容不同。在ID的最高有效位(MSB)處存有一個F/R特征位，它用來在變速播放和高速搜索期間區(qū)分前半部分和后半部分。后續(xù)較低的三比特代表AP3以作為同步號0和6的應用標識ID。對于同步號不是0和6的情況，存入索引號ID，跳位ID和PPID(相片和圖片ID)。索引號ID是一種檢索目錄用的約定ID。跳位ID指示程序要跳過的部分。PP ID用于搜索靜止圖象。在ID0和ID1內(nèi)都存有絕對磁跡號(ABSTR0-ABSTR7)。這些絕對磁跡號按增加的順序從磁帶起點開始分配給各磁跡，并在例如檢索TOC(內(nèi)容表)時使用。ID1的四個低比特指示該磁跡的一個同步號。
圖22表示子代碼區(qū)的數(shù)據(jù)部分。圖22的水平方向?qū)袍E1-10，圖的垂直方向展示了每個磁跡具有12個數(shù)據(jù)包，它們的標號從0-11。在圖22中，上面的字母代表數(shù)據(jù)部分的主區(qū)，下面的字母代表數(shù)據(jù)部分的任選區(qū)，主區(qū)內(nèi)存有高速搜索所必要的信息，這類信息例如可包括時間代碼或記錄數(shù)據(jù)。由于這些信息可以通過從數(shù)據(jù)包到數(shù)據(jù)包而被搜索到，于是稱這種操作為數(shù)據(jù)包檢索操作。不象圖12和17的數(shù)據(jù)包結(jié)構(gòu)，圖22的數(shù)據(jù)包不能連接使用。如果用相同的字母標注兩個或更多的區(qū)域，這些區(qū)則包括同樣的數(shù)據(jù)包。圖22的字母布置展示了磁跡1到10之間的重復的幀面。例如，在磁跡1-5中，主數(shù)據(jù)包區(qū)1-3和主數(shù)據(jù)包7-9總是依次包括數(shù)據(jù)包C、B和A，而磁跡1-5的任選數(shù)據(jù)包區(qū)4-6和任選數(shù)據(jù)包區(qū)10-12分別交替地存有數(shù)據(jù)包f、e、d、和c、b、a的內(nèi)容。類似地，在磁跡6-10中，主數(shù)據(jù)區(qū)1-3和7-9總是依次包括數(shù)據(jù)包E、D和A；任選數(shù)據(jù)包區(qū)4-6和10-12內(nèi)交替地存入數(shù)據(jù)包l、k、j和i、h、g的內(nèi)容。這種重復的數(shù)據(jù)包布置方式是為了保險起見，因為在子代碼區(qū)內(nèi)缺少C2奇偶碼，使奇偶校驗保護弱化，所以采用上述重復布置以便補償。圖22的數(shù)據(jù)包布置可用于525行/60HZ系統(tǒng)或625行/50HZ系統(tǒng)。
圖23表示MIC的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。MIC包括一個主區(qū)，一個任選區(qū)和一個未用的空白區(qū)(FFh)。除了MIC的第一字節(jié)和未用區(qū)以外，MIC的數(shù)據(jù)的布置既可按可變長度數(shù)據(jù)包結(jié)構(gòu)，也可遵循固定長度數(shù)據(jù)包結(jié)構(gòu)，其中每個數(shù)據(jù)包具有5個字節(jié)?？勺冮L度數(shù)據(jù)包結(jié)構(gòu)存儲特征數(shù)據(jù)，固定長度數(shù)據(jù)包結(jié)構(gòu)存儲其余的數(shù)據(jù)，例如視頻和音頻輔助數(shù)據(jù)(VAUX和AAUX)及代碼數(shù)據(jù)。無論是固定長度或可變長度布置，每個數(shù)據(jù)包均以標志其內(nèi)容的數(shù)據(jù)包標題開始。
MIC的應用標識ID存入地址0000h中；這個地址包括3比特的APM和4比特的BCID(基本盒帶標識ID)。在傳統(tǒng)的8毫米VCR盒帶內(nèi)，在盒帶殼體上形成的識別孔用于分辨磁帶的厚度、類型和等級。而本發(fā)明中所用的盒帶，其BCID通過將這種信息以應用標識ID的形式存入MIC而無需此種識別孔。MIC數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的后續(xù)三個地址分別存儲與盒帶ID磁帶長度和題目結(jié)束對應的數(shù)據(jù)包。盒帶ID數(shù)據(jù)包存入更多的關(guān)于磁帶厚度的值的數(shù)據(jù)，也存入關(guān)于MIC存儲器的一般信息。
標題結(jié)束數(shù)據(jù)包存入由磁帶制造商寫入的磁跡號，磁帶長度數(shù)據(jù)包存入磁帶長度，這兩個數(shù)據(jù)包在錄制有版權(quán)保護的內(nèi)容時，用于確定未錄的磁帶量。題目結(jié)束數(shù)據(jù)包也可在以下情況下有效使用凸輪芯(camcorder)錄入操作出現(xiàn)暫停然后又返回最后的記錄位置時或使用計時器記錄操作時。
任選區(qū)包括多個事件標題。當圖23中的主區(qū)是地址從0-15的16字節(jié)的固定區(qū)時，從地址16開始，該任選區(qū)變?yōu)榭勺冮L度的區(qū)。因此，任選區(qū)的長度取決于其內(nèi)錄入的內(nèi)容。如果從該任選區(qū)的任何部位抹掉信息，任選區(qū)的大小則被抹去信息所占據(jù)的數(shù)據(jù)長度所減少，而未用區(qū)增加了同樣大小。任選區(qū)存有內(nèi)容表(TOC)，標在磁帶某點上的標記信息和特征信息，例如程序的題目。當數(shù)據(jù)包標題的值為FFh，對應的數(shù)據(jù)包則不具有任何信息。
下面說明本發(fā)明的復制保護方法。這種復制保護適用于數(shù)字式VCR記錄載體，這種載體內(nèi)存有壓縮的視頻數(shù)據(jù)。非視頻信號，例如垂直消隱間隔僅用于數(shù)字式VCR的模擬輸出，并不存放在該記錄載體上。用此方法，將一版權(quán)保護信號(CP信號)置于該模擬輸出的垂直消隱間隔內(nèi)。于是，如果要使用一模擬式VCR通過該數(shù)據(jù)式VCR的模擬輸出非法復制磁帶時，該CP信號會干擾該模擬式VCR的伺服功能，從而阻止了利用模擬式VCR非法復制用數(shù)字記錄的視頻信號。這種方案可參閱EP-94 307003.7號申請文件的內(nèi)容。
圖24示出了該CP信號的波形。CP信號包括多個脈沖對，每對包括一偽水平同步脈沖和一正向脈沖。一個CP信號置于垂直消隱間歇的多行中的每一行內(nèi)。特別是，偽水平同步脈沖a、b、c、d和e置于無實際的水平同步脈沖出現(xiàn)之處。這些脈沖的定位干擾了該錄像機VCR的伺服電路。該CP信號也包括AGC脈沖信號f、g、h、i和j，當用VCR的一般AGC電路檢測時，這些信號改變被記錄信號的信號電平。CP信號以兩種方式操作脈沖方式，AGC脈沖信號在預定的電平之間變化；固定方式，AGC脈沖信號的最大電平固定在129IRE上。圖24中，K代表處于一固定電平(119IRE)上的白色基準線。不過，在不同的時間點上，白基準線的電平可在119IRE和129IRE之間變化。
具有2比特的SCMS信號保護已錄入的數(shù)據(jù)以避免被數(shù)字式VCR復制。當高位是“1”時，該位指示已錄在磁帶上的程序內(nèi)容擁有版權(quán)。當?shù)臀皇恰?”，該位指示記錄在該磁帶上的程序內(nèi)容是原帶。如果成對地看，這些位具有下述定義當它們是“00”時，磁帶內(nèi)容可被復制任意次；當它們?yōu)椤?0”時，磁帶內(nèi)容只能被復制一次，當它們是“11”時，不能復制出磁帶上的內(nèi)容。而值“01”無定義，在這個系統(tǒng)中未使用。
圖25表示VBID(視頻消隱標識ID)數(shù)據(jù)，它包括以一模擬視頻信號的垂直消隱間隔線傳送的各種識別代碼。該VBID數(shù)據(jù)用作識別信號。這個VBID信號包括70IRE的基準信號和幅值為70IRE(“1”)或0IRE(“0”)的20比特數(shù)字式數(shù)據(jù)部分。VBID置于一水平線內(nèi)，其時鐘頻率fc為447KHZ。
比特1表示傳輸形態(tài)比，當比特1的值為“1”時，表示縱橫尺寸比為16∶9。當比特1的值為“0”時，表示縱橫比為4∶3。比特2表示屏幕顯示格式。當比特2的值是“1”時，代表信箱式顯示。當比特2的值是“0”時，代表正常顯示。比特3-6代表方式標識ID。當方式ID＝“0000”，接續(xù)的比特位標識出已錄入材料的版權(quán)狀態(tài)。當方式ID＝“0000”和比特7為“0”，則表示磁帶上的內(nèi)容沒有版權(quán)保護。當方式ID＝“0000”，比特7是“1”，磁帶上的內(nèi)容受到版權(quán)保護。比特8指示磁帶上的數(shù)據(jù)是原版還是復制版。當比特8的值為“0”，圖象數(shù)據(jù)和聲音數(shù)據(jù)構(gòu)成原版本。當比特8的值為“1”，圖像數(shù)據(jù)和聲音數(shù)據(jù)為復制版本。換句話說，比特7和8等效于上述的SCMS信息。比特15-20形成一循環(huán)冗余校驗符(CRCC)。
圖26A、26B、27A和27B表示一個VCR系統(tǒng)，采用剛描述的CP信號，SCMS信號和VBID信號，用以防止用數(shù)字式VCR復制受版權(quán)保護的數(shù)據(jù)。圖26A、26B、27A和27B所示的電路塊包括重放數(shù)字式VCR1，錄入數(shù)字式VCR 20和錄入模擬式VCR 40，它可包含VHS式VCR。
在圖26A和26B中，將盒式磁帶2裝入重放VCR1內(nèi)。磁帶的VAUX和AAUX區(qū)域存儲具有SCMS信號的源控制數(shù)據(jù)包。錄入在盒式磁帶2上的數(shù)據(jù)是信道解碼的，其誤差通過再現(xiàn)信號處理電路3修正。經(jīng)再現(xiàn)信號處理電路3修正的數(shù)據(jù)送入一個數(shù)字式接口電路13，音頻信號處理電路4，視頻信號處理電路5和系統(tǒng)數(shù)據(jù)處理電路6。這些系統(tǒng)數(shù)據(jù)表示不同于盒帶2的實際視頻和音頻數(shù)據(jù)。系統(tǒng)數(shù)據(jù)存在盒帶2的TIA區(qū)、VAUX區(qū)、AAUX區(qū)和子代參碼區(qū)內(nèi)。
數(shù)字式接口電路13將再現(xiàn)的視頻數(shù)據(jù)，音頻數(shù)據(jù)和系統(tǒng)數(shù)據(jù)分成多個段，對每個數(shù)據(jù)段增加奇偶校驗，并將它們以數(shù)字式數(shù)據(jù)輸出。
音頻信號處理電路4完成去成幀處理和去混合處理(deframingand deshuffling process)，并且輸出信號到一D/A變換電路7。轉(zhuǎn)換后的信號作為模擬音頻信號輸出。
視頻信號處理電路5執(zhí)行去成幀處理，去壓縮處理(decompres-sing)，去混合處理和去分段(desegmenting)處理，并提供輸出數(shù)據(jù)到D/A變換電路8。
系統(tǒng)數(shù)據(jù)處理電路6通過向信號處理微處理器、模式處理微處理器和機械控制微處理器(圖中均未示出)提供記錄在VAUX區(qū)和AAUX區(qū)里的系統(tǒng)數(shù)據(jù)實現(xiàn)對重放操作的控制。
系統(tǒng)數(shù)據(jù)處理電路6決定記錄在AAUX區(qū)和VAUX區(qū)的源控制數(shù)據(jù)包內(nèi)的兩位SCMS的狀態(tài)。CP信號發(fā)生電路10相應于由系統(tǒng)數(shù)據(jù)處理電路6決定的狀態(tài)產(chǎn)生一CP信號。換言之，當記錄在磁帶上的SCMS值為“11”，表示禁止復制操作，CP信號發(fā)生器10產(chǎn)生一CP信號，禁止用模擬VCR實現(xiàn)復制操作。
系統(tǒng)數(shù)據(jù)處理電路6將記錄在磁帶上的VAUX區(qū)內(nèi)的SCMS提供給VBID發(fā)生器11，從而取代了由系統(tǒng)數(shù)據(jù)處理單元所提供的SCMS的狀態(tài)，即圖25及上面所述的比特7和8的數(shù)值。因此，識別信號以上述格式疊加到預定的垂直消隱線上(例如21H)。
D/A變換器8根據(jù)來自視頻信號處理電路5的視頻數(shù)據(jù)產(chǎn)生一模擬視頻信號，并將該模擬視頻信號送入混頻電路12?；祛l電路12還收到一來自同步信號發(fā)生器9的同步信號，一來自CP信號發(fā)生器10的CP信號和一來自VBID發(fā)生器11的VBID信號。該混頻電路12將這些信號適當?shù)鼗旌虾?，輸出一合成視頻信號。
數(shù)字式VCR20從數(shù)字式VCR1的數(shù)字式接口接收數(shù)字式數(shù)據(jù)，并且執(zhí)行數(shù)字式復制操作。此外，數(shù)字式VCR20可完成對由數(shù)字式VCR1接收的模擬音頻數(shù)據(jù)和模擬視頻數(shù)據(jù)的復制。
下面將說明防止數(shù)字式復制操作的方法。數(shù)字式VCR1的數(shù)字式輸出輸送到數(shù)字式VCR20的數(shù)字接口電路21。這個數(shù)字接口電路21執(zhí)行一個查錯過程和一個數(shù)據(jù)組去分段(packet desegmenting)過程。
數(shù)字式接口電路21的輸出數(shù)據(jù)輸出到一控制器25和系統(tǒng)數(shù)據(jù)處理電路26，中間通過一開關(guān)37。當需要時，系統(tǒng)數(shù)據(jù)過程電路重寫SCMS信號的狀態(tài)?？刂破?5決定所提供的數(shù)據(jù)是否是系統(tǒng)數(shù)據(jù)。如果所提供的數(shù)據(jù)是系統(tǒng)數(shù)據(jù)，開關(guān)37的位置受控將接口21的輸出連接到系統(tǒng)數(shù)據(jù)處理電路26。另一方面，如果所提供的數(shù)據(jù)不是系統(tǒng)數(shù)據(jù)，開關(guān)37受控將接口的輸出連接到延時電路27。延時電路27的輸出數(shù)據(jù)以及系統(tǒng)數(shù)據(jù)處理電路26的輸出數(shù)據(jù)被送到混頻電路35。
信號經(jīng)混頻電路輸出到一門電路36，該電路由來自系統(tǒng)數(shù)據(jù)處理電路26的控制信號所控制。例如，當SCMS信號的值為“11”，門電路36則接通，從而禁止從數(shù)字式VCR1復制受版權(quán)保護的數(shù)據(jù)。由于門電路控制信號的值取決于SCMS信號的值，視頻數(shù)據(jù)和音頻數(shù)據(jù)可由門電路36單獨地或一起提供。
當在AAUX區(qū)和VAUX區(qū)內(nèi)的SCMS信號值都是“00”時，視頻和音頻數(shù)據(jù)可被復制次數(shù)不受限。因此，當SCMS信號的值是“00”，門電路36打開，視頻和音頻數(shù)據(jù)被錄制在盒式磁帶34上，這些數(shù)據(jù)即為已經(jīng)預先裝入數(shù)字式VCR20內(nèi)的數(shù)據(jù)。
由數(shù)字式VCR1提供的SCMS信號出現(xiàn)在VAUX區(qū)和AAUX區(qū)內(nèi)。因此，SCMS可抑制音頻數(shù)據(jù)或視頻數(shù)據(jù)或二者共同的復制。
圖28是表示系統(tǒng)數(shù)據(jù)處理電路26(屬于圖26B)的操作的兩張表，其操作是靠在VAUX區(qū)和AAUX區(qū)內(nèi)的SCMS信號值的功能實現(xiàn)的。這些表共給出四種方法。在方法1中，當VAUX SCMS信號是“00”，系統(tǒng)數(shù)據(jù)處理電路26不改變VAUX SCMS信號的值并允許視頻數(shù)據(jù)無限制地得到復制。同樣地，當AAUX SCMS信號值是“00”，該值不變并允許無限制復制音頻數(shù)據(jù)。當VAUX或AAUX SCMS的值之一是“10”，允許復制一次該視頻數(shù)據(jù)或音頻數(shù)據(jù)，并且系統(tǒng)數(shù)據(jù)處理電路26將SCMS信號值從“10”改為“11”。當VAUX SCMS或AAUX SCMS信號之任一值是“11”時，這個具體SCMS信號值所表示的數(shù)據(jù)不能被錄制。因此，如果AAUX SCMS信號是“11”，而VAUX SCMS值是“00”或“10”，則只有音頻數(shù)據(jù)不能被復制。方法2與方法1的區(qū)別是如果VAUX或AAUX SCMS信號中有一個值為“11”，則視頻和音頻數(shù)據(jù)均不能被復制。因此，如果VAUX SCMS信號是“00”，AAUX SCMS信號是“11”，則音頻和視頻數(shù)據(jù)都不能被復制，即使在這種情況下，值“11”只對應AAUX信號。在方法3中，在各種情況下都允許復制音頻數(shù)據(jù)，不需考慮AAUX區(qū)內(nèi)SCMS信號的值，而且視頻數(shù)據(jù)的復制由VAUX區(qū)內(nèi)的SCMS信號值所控制，這點同方法1。在方法4中，不管VAUX區(qū)內(nèi)SCMS信號的值是多少，總是允許復制視頻數(shù)據(jù)，而音頻數(shù)據(jù)的復制由AAUX區(qū)內(nèi)的SCMS信號值所控制，這點同方法1。
在每種方法中，當音頻數(shù)據(jù)被禁止復制到一錄像帶上時，則本應錄入的音頻數(shù)據(jù)在該錄像帶上在重放這盒錄像帶的內(nèi)容時變?yōu)闊o聲數(shù)據(jù)或產(chǎn)生確定的噪聲。當禁止復制視頻數(shù)據(jù)到一錄像帶上時，則本應錄入的視頻數(shù)據(jù)變?yōu)樵谥胤胚@盒復制錄像帶內(nèi)容時出現(xiàn)的只是原圖象的輪廓。此外，該視頻數(shù)據(jù)可用特制信息的數(shù)據(jù)取代，例如當重放時，屏幕上可讀出“禁止復制”。
當VBID置于由數(shù)字式VCR 1輸出的模擬音頻信號的垂直消隱間隔內(nèi)，由一個VBID檢測器22檢測出的VBID送入錄入的數(shù)字VCR20內(nèi)。在這一例中，VBID只包括VAUX SCMS信號。當在VBID中的VAUX SCMS信號的值為“11”時，視頻信號的復制受到抑制。因此，門電路36由系統(tǒng)數(shù)據(jù)處理電路26控制而接通，這一控制過程是由檢測出的VBID信號所激勵的。
如果在VBID數(shù)據(jù)中的VAUX SCMS信號值是“10”，則視頻數(shù)據(jù)可允許被復制一次。當收到SCMS數(shù)據(jù)后，系統(tǒng)數(shù)據(jù)處理電路26改寫VAUX SCMS值為11，所復制的模擬視頻數(shù)據(jù)經(jīng)由AGC電路30，開關(guān)24和A/D轉(zhuǎn)換電路29送到視頻信號處理電路38。該視頻信號處理電路38對這些視頻數(shù)據(jù)進行處理。
假設音頻數(shù)據(jù)也可復制，已復制的模擬音頻數(shù)據(jù)經(jīng)由開關(guān)23，A/D轉(zhuǎn)換器28和一音頻信號處理電路32送入音頻信號處理電路32中。該電路32處理這些音頻數(shù)據(jù)。已處理過的音頻和視頻數(shù)據(jù)傳送至混頻器31，它將這些數(shù)據(jù)和來自系統(tǒng)數(shù)據(jù)處理電路26的VAUX SCMS信號混合，再將混合后的數(shù)據(jù)輸出到錄入信號處理電路33。由該電路33錄入盒帶34上的數(shù)據(jù)。由于VAUX SCMS信號已改寫為“11”，不會允許再從盒帶34上復制該視頻數(shù)據(jù)。
CP信號或VBID信號均可置于模擬視頻信號的垂直消隱間隔內(nèi)，該視頻信號是從數(shù)字式VCR1接收的。CP信號使開關(guān)23斷開，從而阻止了對音頻數(shù)據(jù)的復制。
在上述說明中，盡管只有在VAUX區(qū)內(nèi)的SCMS信號在VBID的比特9和10(見圖25)內(nèi)傳送，實際上在AAUX區(qū)內(nèi)的SCMS信號也能在VBID內(nèi)傳送。這樣如圖28所示，可交替地選擇阻止音頻或視頻數(shù)據(jù)的復制。
當模擬式VCR使用數(shù)字式VCR1的模擬輸出來復制存在盒帶2上的視頻和音頻信號時，CP信號阻止該模擬式VCR40的AGC電路41的正常工作，因此使模擬式VCR不能復制已有的視頻和音頻信號。
圖27A和27B中所示的數(shù)字式VCR1和模擬式VCR40與圖26A和26B中所示的相同。圖27B中的數(shù)字錄入式數(shù)字VCR20與圖26B中的數(shù)字錄入式VCR20的區(qū)別在于圖27B中的VCR20不具有圖26B中所示的AGC電路30。因此，圖26B的數(shù)字式VCR20和圖27B中的數(shù)字式VCR20在防止以數(shù)字式方式復制數(shù)據(jù)方面是相同的。但關(guān)于模擬式復制方面，圖26B的數(shù)字式VCR20利用打開開關(guān)23(和開關(guān)24)和破壞AGC30工作阻止了復制信號操作，而圖27B的數(shù)字式VCR20只通過打開開關(guān)23和24阻止了復制信號的操作。
現(xiàn)在說明VAUX區(qū)和AAUX區(qū)內(nèi)所記錄的上述源控制數(shù)據(jù)包的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。圖29表示記錄在VAUX區(qū)內(nèi)的源控制數(shù)據(jù)包。這個數(shù)據(jù)包的標題具有值“01100001”(二進制)和“61h”(十六進制)。參考圖17所示，這個數(shù)據(jù)包記錄在VAUX在主區(qū)內(nèi)的10個位置上，每個區(qū)標有“61”。在圖29所示的數(shù)據(jù)包內(nèi)，SCMS信號被記錄在字節(jié)PC1的高比特內(nèi)。
接在SCMS信號之后的PC1內(nèi)的下一數(shù)據(jù)段是復制源段。這段包括兩比特當復制源段的值是“00”，它表示允許復制模擬信號；當該值是“01”，它表示允許復制數(shù)字信號；當該值是“11”，它表示無信息。而值“10”在復制源段內(nèi)未使用。
在PC1內(nèi)的再下一個數(shù)據(jù)段是復制發(fā)生部分當復制發(fā)生段的值是“00”，它表示記錄內(nèi)容的第一代復制體；當該值是“01”，表示第二代復制體；當該值是“10”，表示第三代復制體；當該值為“11”，表示第四代復制體。圖29還示出了其他的數(shù)據(jù)場，由于與本發(fā)明無關(guān)，這里不再予以說明。
圖30表示記錄在AAUX區(qū)里的源控制數(shù)據(jù)包。這個數(shù)據(jù)包的包標題具有值“01010001”(二進制)或“51h”(十六進制)。參見圖12的說明，這個數(shù)據(jù)包記錄在AAUX主區(qū)內(nèi)的10個位置上，這些區(qū)域中的每一個均標有“51”。SCMS信號在這個數(shù)據(jù)包里記錄在字節(jié)PC1的高比特內(nèi)。由SCMS信號確定的各種方式和這個數(shù)據(jù)包的PC1場結(jié)構(gòu)與圖29中的源控制包的結(jié)構(gòu)相同。
圖31表示存入VAUX區(qū)內(nèi)的源控制數(shù)據(jù)包，它可包括一個RI(禁止記錄)標志，它在本例中占據(jù)字節(jié)PC4的最高位。該RI標志具有下列分辨性能；其值為0表示CP信號將會產(chǎn)生，其值為1表示CP信號將不會產(chǎn)生。
如果圖26A和26B或圖27A和27B中任一個的系統(tǒng)使用了圖31的源控制數(shù)據(jù)包，則系統(tǒng)數(shù)據(jù)處理電路6激勵VBID發(fā)生器11產(chǎn)生VBID數(shù)據(jù)，它包含這個源控制數(shù)據(jù)包的SCMS信號。系統(tǒng)數(shù)據(jù)處理電路6也使用該RI標志位確定是否要激勵CP信號發(fā)生器10產(chǎn)生一個CP信號。由該CP信號發(fā)生器產(chǎn)生的CP信號一般插在該模擬視頻信號的垂直消隱間隔內(nèi)。此外，如圖17所示，CP信號可存入數(shù)字式視頻信號的VAUX任選區(qū)之一內(nèi)。
下面說明將CP信號存入VAUX區(qū)內(nèi)的方式。圖32A和32B所示的行數(shù)據(jù)包用來錄制CP信號。具體地，圖32A中的行數(shù)據(jù)包包括具有“10000000”的PC0值的標題數(shù)據(jù)包，而圖32B中的行數(shù)據(jù)包包括具有“10000001”的PC0值的標題行。代表CP信號的行號以二進制方式存入行標題數(shù)據(jù)包的PC1內(nèi)。這個行號可從1排到1250。PC2包括B/W、EN、ELF和CM。 PC3錄制有包括所有二進制采樣號的TDS。PC4包括QU，它代表量化位數(shù)，還包括表示采樣頻率的SAMP。
當EN標志是“0”，它表示彩色圖象幀是有效的，而當EN標志是“1”，表示彩色圖象幀無效。CLF表示彩色圖象幀號。當CM標志是“0”，表示在第一和第二場的數(shù)據(jù)是公共的；當CM標志是“1”，表示在第一和第二場的數(shù)據(jù)相互是獨立的。關(guān)于TDS數(shù)據(jù)場，值“00”代表取樣的總數(shù)占兩比特；值“01”表示取樣的總數(shù)占四比特；值“10”表示取樣的總數(shù)占據(jù)8比特。而值“11”在TDS場內(nèi)未使用。關(guān)于SAMP數(shù)據(jù)場，值“000”表示取樣頻率是13.5MHZ；值“001”表示取樣頻率是27.0MHZ；值“010”表示取樣頻率是6.75MHZ；值“011”表示取樣頻率是1.35 MHZ；值“100”表示取樣頻率是74.25MHE；值“101”表示取樣頻率為37.125MHZ。值“110”和“111”在SAMP數(shù)據(jù)場中未使用。
B/W數(shù)據(jù)場，EN標志和CLF標志最初在商業(yè)性VCR中采用。對家用VCR，均將B/W數(shù)據(jù)場，EN標志和CLF標志的值固定設為“1111”。
如圖32B所示，行數(shù)據(jù)包的PC1-PC4以各為8比特的四塊形式存入CP信號的采樣的數(shù)字化數(shù)據(jù)。因此，一個行數(shù)據(jù)包記錄有共32比特數(shù)據(jù)。
行標題數(shù)據(jù)包和行數(shù)據(jù)包均寫入VAUX區(qū)的任選區(qū)里。重放的VCR確定記錄在VAUX區(qū)和AAUX區(qū)內(nèi)的源控制數(shù)據(jù)包的SCMS信號(或RI標志位)的狀態(tài)，根據(jù)SCMS信號(或RI標志位)的狀態(tài)，再現(xiàn)已存有的CP信號，并將該CP信號置入垂直消隱間隔內(nèi)。
圖33A、33B和33C是說明用于完成復制操作的數(shù)字式VCR的方塊圖。首先，先描述數(shù)字式VCR重放部分的操作過程。在圖33A、33B和33C中，由放音磁頭101讀到的數(shù)據(jù)在放大器102內(nèi)得到平衡補償，接著被放大的數(shù)據(jù)在均衡電路103內(nèi)調(diào)整，繼而輸出到時基校正器(TBC)104，它修正該輸入信號的時基。時基校正器的輸出經(jīng)過通道解碼器105送到糾錯電路106，各種數(shù)據(jù)中的錯誤在該電路得到修正如果該糾錯電路不能糾正特殊的錯誤，它提供一個錯碼標志到該數(shù)據(jù)上。糾錯電路106的輸出傳送到信號分離器107，它將收到的數(shù)據(jù)分離成視頻數(shù)據(jù)、音頻數(shù)據(jù)、子代碼數(shù)據(jù)、VAUX區(qū)域數(shù)據(jù)和AAUX區(qū)域數(shù)據(jù)。視頻數(shù)據(jù)傳送到去成幀電路108，音頻數(shù)據(jù)傳送到去成幀電路114。而子代碼數(shù)據(jù)、VAUX數(shù)據(jù)和AAUX數(shù)據(jù)則傳送到圖33A中未示出的其他一些處理電路。
從去成幀電路108輸出的視頻數(shù)據(jù)傳送到數(shù)據(jù)解壓縮和編碼電路109，被解壓縮處理的視頻數(shù)據(jù)又送到去混合電路110和塊去分段電路111，在那里將視頻數(shù)據(jù)位置恢復到原有的圖象空間位置。合成的視頻數(shù)據(jù)送到D/A轉(zhuǎn)換電路112，從數(shù)字信號變?yōu)槟M信號。該模擬信號從模擬視頻輸出端子113可獲得。
傳送到去成幀電路114的音頻數(shù)據(jù)經(jīng)過去成幀處理后送入去混合電路115中，還原成音頻數(shù)據(jù)原有的時基。在這點上，如果需要的話，如果有一錯碼標志表明存在一不能糾正的錯碼，該音頻數(shù)據(jù)被插值添改處理。合成數(shù)據(jù)經(jīng)D/A轉(zhuǎn)換器116變數(shù)字式音頻信號為模模擬音頻信號。該模擬信號從模擬音頻輸出端子117可獲得。
下面，參照圖33C說明數(shù)字式VCR的錄制部分的操作過程。由模擬視頻輸入端子118輸入的模擬視頻信號輸送給A/D轉(zhuǎn)換電路119，將模擬視頻信號變成數(shù)字化數(shù)據(jù)。該數(shù)字化數(shù)據(jù)送入塊分段電路120，在那里分成多塊數(shù)字信號，它們包括由8行構(gòu)成的八個樣值，繼而這些信號又經(jīng)混合電路121，將這些塊混合，防止磁帶上的數(shù)據(jù)由于磁頭阻塞或磁帶劃傷而丟失。混合電路121改變了這些塊的順序，以便使亮度信號和色差信號能在后續(xù)的電路中便于加工處理。
從混合電路121輸出的數(shù)據(jù)傳送到數(shù)據(jù)壓縮和編碼電路122，(該電路中的壓縮電路可使用DCT技術(shù)或可變長度編碼技術(shù))，一個計算機確定該數(shù)據(jù)是否已壓縮到一預定的水平，以及一個量化裝置將壓縮數(shù)據(jù)按上述要求量化。成幀電路123將該壓縮后的數(shù)字式視頻數(shù)據(jù)匯入一規(guī)定的同步塊，同步塊的輸出送入一排序電路124，該電路亦接收來自VAUX數(shù)據(jù)區(qū)的數(shù)據(jù)，與其內(nèi)的VAUX區(qū)的數(shù)據(jù)一起經(jīng)排序處理后，該排序電路124將該排序的信號送入復用器125中。
由模擬音頻輸入端子126提供至A/D轉(zhuǎn)換電路127的模擬音頻信號變成數(shù)字式信號，并輸入到混合電路128內(nèi)，將數(shù)字式音頻數(shù)據(jù)予以混合。從混合電路128輸出的數(shù)據(jù)送入成幀電路129，將該音頻數(shù)據(jù)匯入一個音頻同步塊內(nèi)。成幀電路129的輸出信號送入排序電路130，該電路內(nèi)還收到AAUX區(qū)域數(shù)據(jù)。排序電路130將排好的音頻信號送入復用器125中。
將所述排序的視頻和音頻信號進行復用后，復用器125將其輸出到一糾錯代碼發(fā)生電路132，其間經(jīng)過一個開關(guān)131，電路132添加預定的奇偶校驗信號到信號數(shù)據(jù)上。糾錯代碼發(fā)生電路的輸出數(shù)據(jù)送入通道編碼器133，為要錄制的數(shù)據(jù)編碼。此后，經(jīng)編碼的數(shù)據(jù)被放大器134放大后送到錄制磁頭135。
下面說明從數(shù)字式再現(xiàn)VCR到數(shù)字式錄制VCR的數(shù)據(jù)復制過程。圖33B中，實線L形方框被點劃線分成數(shù)字式接口電路13和21。糾錯電路106(圖33A)的輸出接到錯誤插值添改電路136，其目的是針對糾錯電路106不能校正的數(shù)據(jù)錯誤作出處理。如上所述，糾錯電路對于不能校正的數(shù)據(jù)給出一個錯誤標示，根據(jù)發(fā)生錯誤的類型對該錯誤標示作出錯誤插值添改電路136的相應反應。如果一個沒有校正的錯誤產(chǎn)生在已多次寫入的數(shù)據(jù)內(nèi)，例如在圖12和17的主數(shù)據(jù)區(qū)內(nèi)，則錯誤插值添改電路136等待接收一個原始接收的數(shù)據(jù)的無錯文本。即錯誤插值添改電路136一直等待直到收到一個沒帶有錯誤標示的原始接收數(shù)據(jù)文本為止。這個無錯誤數(shù)據(jù)則作為該錯誤插值添改電路136的輸出。如果一個沒有改正的錯誤出現(xiàn)在非重復性寫入的數(shù)據(jù)中，如音頻或視頻數(shù)據(jù)中，或在給定的時間周期內(nèi)沒接收到重復寫入的正確數(shù)據(jù)文本時，錯誤插值添改電路136以下列方式重寫該數(shù)據(jù)在16比特音頻數(shù)據(jù)的情況下，該數(shù)據(jù)被寫為“1000 0000 0000 0000”；在12比特音頻數(shù)據(jù)的情況下，該數(shù)據(jù)被寫為“1000 0000 0000”；在視頻數(shù)據(jù)的直流成分已經(jīng)過離散余弦變換的情況下，該數(shù)據(jù)寫成一個數(shù)據(jù)包形式，其中包括一個NOINFO數(shù)據(jù)包。
錯誤插值添改電路136的輸出連接一個數(shù)組分段電路137，它將數(shù)據(jù)分成數(shù)據(jù)組。這些組輸入到傳輸錯誤修正碼發(fā)生電路138，在那被加上奇偶校驗信以防止數(shù)據(jù)在傳輸線上出現(xiàn)錯誤。獲得的合成數(shù)據(jù)經(jīng)過驅(qū)動器139送到錄制的數(shù)字式VCR的接收器140內(nèi)。接收器140將數(shù)據(jù)變換到預定的電壓電平或預定的電流電平，接著送入傳輸錯誤修正電路141，它負責除去在傳輸線上產(chǎn)生的錯誤?？倲?shù)據(jù)繼而送到一個與數(shù)據(jù)分組電路137執(zhí)行相反功能的數(shù)組分組還原電路142。如果傳輸錯誤修正電路141不能校正特殊錯誤，則將含有此未修正錯誤的數(shù)據(jù)組送到開關(guān)143。
開關(guān)143選擇視頻/音頻數(shù)據(jù)或系統(tǒng)數(shù)據(jù)。如果選中系統(tǒng)數(shù)據(jù)，這個系統(tǒng)數(shù)據(jù)由開關(guān)143輸出到系統(tǒng)數(shù)據(jù)處理電路。該系統(tǒng)數(shù)據(jù)處理電路處理應寫入的數(shù)據(jù)，例如SCMS信號。經(jīng)處理的系統(tǒng)數(shù)據(jù)，例如改寫的SCMS信號被送入排序電路145。排序電路145還接收已由延時電路144延時的視頻或音頻數(shù)據(jù)，其可能包括FIFO。該延時電路將視頻或音頻數(shù)據(jù)延時一定的時間周期，視改寫的系統(tǒng)數(shù)據(jù)而定。排序電路145將由系統(tǒng)數(shù)據(jù)處理電路(圖中未示出)接收的數(shù)據(jù)和延時的視頻或音頻數(shù)據(jù)排序，接著這些數(shù)據(jù)送到開關(guān)131(圖33C)，再經(jīng)過糾錯電路132和通道編碼器133處理，并由錄制的數(shù)字式VCR錄入。以這種方式，使所錄入數(shù)據(jù)的版權(quán)得到保護。
我們在前面已結(jié)合


了本發(fā)明的一些最佳實施例，很明顯，本發(fā)明不局限于這些實施例，本領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明的啟發(fā)下所進行的各種改進和改良均未脫離如權(quán)利要求所給定的本發(fā)明的范圍和原則。
權(quán)利要求
1.一種再現(xiàn)數(shù)字視頻及音頻信號的裝置，包括用于再現(xiàn)錄制在記錄載體上的信號的重放裝置，所述記錄的信號包括一視頻信號、一音頻信號和一輔助信號，所述輔助信號至少包括版權(quán)信息，它至少與所述視頻信號有關(guān)；用于相應于所述輔助信號的版權(quán)信息產(chǎn)生一版權(quán)保護信號的裝置；用于將所述版權(quán)保護信號插入所述視頻信號的垂直消隱間隔的裝置；以及輸出裝置，用于輸出一包含所述視頻信號、音頻信號和版權(quán)保護信號的輸出信號。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的再現(xiàn)裝置，其中再現(xiàn)的視頻、音頻和輔助信號包括相應的數(shù)字信號；并且還包括垂直消隱間隔發(fā)生器，用于對所述視頻信號產(chǎn)生一垂直消隱間隔。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的再現(xiàn)裝置，其中所述版權(quán)保護信息表示所述的錄制信號是否受版權(quán)保護及所述錄制的信號是否是原版。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的再現(xiàn)裝置，其中所述輸出裝置包括數(shù)/模轉(zhuǎn)換裝置，用于將數(shù)字音頻信號和數(shù)字視頻信號轉(zhuǎn)換成模擬輸出信號。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的再現(xiàn)裝置，其中所述版權(quán)保護信號包括多對脈沖，所述每對脈沖包括一個虛擬同步脈沖和一個正向脈沖，所述版權(quán)保護信號置于所述模擬輸出信號的所述垂直消隱間隔中的多行內(nèi)。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的再現(xiàn)裝置，其中所述版權(quán)保護信號表示所述錄制的信號是否受版權(quán)保護及該信號是否是原版。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的再現(xiàn)裝置，其中所述記錄載體包括記錄所述視頻信號的第一區(qū)，記錄所述音頻信號的第二區(qū)，記錄有關(guān)視頻信號的信息的第三區(qū)，和記錄有關(guān)音頻信號的信息的第四區(qū)，所述第三區(qū)包括與所述視頻信號有關(guān)的版權(quán)信息，所述第四區(qū)包括與所述音頻信號有關(guān)的版權(quán)信息。
8.一種保護錄制在錄入載體上的信號版權(quán)的方法，包括以下步驟再現(xiàn)所述錄入的信號，所述錄入的信號包括一個視頻信號，一個音頻信號和一個輔助信號，所述輔助信號至少包括版權(quán)信息，此信息至少與所述視頻信號有關(guān)；相應于所述輔助信號的版權(quán)信息產(chǎn)生一版權(quán)保護信號；在所述視頻信號的垂直消隱間隔內(nèi)插入所述版權(quán)保護信號；以及提供一包括所述視頻信號、所述音頻信號和所述版權(quán)保護信號的輸出信號。
9.根據(jù)權(quán)利要求8的方法，其中再現(xiàn)的視頻、音頻和輔助信號包括相應的數(shù)字式信號；并且進一步包括為所述視頻信號產(chǎn)生垂直消隱間隔的步驟。
10.根據(jù)權(quán)利要求9的方法，其中所述版權(quán)信息表示已錄制的信號是否具有版權(quán)及該信號是否是原版信號。
11.根據(jù)權(quán)利要求9的方法，其中提供所述輸出信號的步驟包括轉(zhuǎn)換所述數(shù)字化視頻和音頻信號為模擬輸出信號。
12.根據(jù)權(quán)利要求11的方法，其中所述版權(quán)保護信號包括多對脈沖，所述每對脈沖包括一個虛擬同步脈沖和一個正向脈沖，所述版權(quán)保護信號被放入所述模擬輸出信號的所述垂直消隱間隔的多行內(nèi)。
13.根據(jù)權(quán)利要求11的方法，其中所述版權(quán)保護信號表示所述錄入的信號是否具有版權(quán)且所述錄入的信號是否是原版。
14.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其中所述記錄載體包括記錄所述視頻信號的第一區(qū)，記錄所述音頻信號的第二區(qū)，記錄與視頻信號有關(guān)信息的第三區(qū)，和記錄與音頻信號有關(guān)信息的第四區(qū)，所述第三區(qū)包括與所述視頻信號有關(guān)的版權(quán)信息，所述第四區(qū)包括與所述音頻信號有關(guān)的版權(quán)信息。
全文摘要
一種信號格式化和再現(xiàn)裝置，適于針對數(shù)字式和模擬式復制形成對已錄制的視頻和音頻數(shù)據(jù)的版權(quán)保護。該再現(xiàn)裝置檢測出記錄載體上重現(xiàn)信號中包括的版權(quán)信息，產(chǎn)生一個版權(quán)保護信號，并將其置入該再現(xiàn)裝置的模擬輸出的垂直消隱間隔內(nèi)。如果序列復制管理系統(tǒng)(SCMS)信號被再現(xiàn)，則送入一數(shù)字式VCR中。該版權(quán)保護信號破壞復制模擬VCR和AGC電路的工作，并且SCMS信號阻止一數(shù)字式VCR對再現(xiàn)的視頻和音頻數(shù)據(jù)進行數(shù)字式復制操作。
文檔編號H04N5/926GK1125886SQ9510453
公開日1996年7月3日 申請日期1995年3月29日 優(yōu)先權(quán)日1994年3月29日
發(fā)明者小黑正樹 申請人:索尼公司