Способ и устройство ограничения возможности копирования цифровой информации и устройство записи цифровой информации (варианты)

 

Изобретение относится к средствам ограничения несанкционированного копирования. Способ включает в себя этап обнаружения, заключающийся в обнаружении первого водяного знака, введенного в цифровую информацию, который содержит первый сигнал, выработанный на основе первого правила, а также этап введения, заключающийся в введении второго водяного знака, который содержит второй сигнал, выработанный на основе второго правила и имеющий структуру, отличающуюся от структуры первого сигнала, в цифровую информацию, в случае если на этапе обнаружения был обнаружен первый водяной знак. Устройство содержит устройство обнаружения, предназначенное для обнаружения первого указанного водяного знака, введенного в цифровую информацию, и устройство введения, предназначенное для введения второго указанного водяного знака в цифровую информацию, в случае если устройством обнаружения был обнаружен первый водяной знак. Технический результат - повышение эффективности управления количеством разрешенных копий, повышение выхода годной продукции при изготовлении дисководов. 6 н. и 20 з.п. ф-лы. 11 ил.

Область техники

Настоящее изобретение относится к способу и устройству ограничения возможности копирования или дублирования цифровой информации, такой как цифровое видеоизображение и т.д., а также к устройству записи цифровой информации. В частности, оно относится к способу и устройству ограничения возможности копирования цифровой информации, а также к устройству записи цифровой информации, в котором возможность создания последующих копий цифровой информации управляется с помощью водяных знаков.

Предшествующий уровень техники

Благодаря внедрению цифрового телевизионного вещания цифровая передача видеоизображений становится все более распространенной. Также получают широкое распространение записывающие устройства, которые записывают видеоизображение в цифровой форме на оптический диск или на магнитную ленту. В случае, если видеоизображение записано в цифровой форме, появляется возможность копировать или дублировать это видеоизображение без снижения его качества. В связи с этим возникает необходимость ограничить возможность копирования видеоизображения с целью соблюдения авторских прав и т.п.

Технология водяных знаков (то есть электронных водяных знаков) представляет собой один из способов ограничения возможности копирования видеоизображения. Технология водяных знаков представляет собой технологию нанесения или вставки скрытой информации, относящейся к ограничениям по копированию, в цифровое видеоизображение. Ниже по тексту информация, относящаяся к ограничениям на копирование, которая вводится в цифровую информацию, называется "водяным знаком". Водяной знак вводится на видеоизображение так, что он скрыт за сигналом видеоизображения. Таким образом, даже если на изображение наносится скрытый водяной знак, качество видеоизображения снижается несильно. Поскольку человек, который получает видеоизображение, в которое введен водяной знак, не может различить даже наличие такого водяного знака, для него становится трудно удалить водяной знак из видеоизображения.

Когда цифровое видеоизображение вводится в записывающее устройство, записывающее устройство сначала определяет, присутствует или нет водяной знак в видеоизображении. Если водяной знак отсутствует, записывающее устройство делает заключение, что копирование этого видеоизображения разрешено, и записывает видеоизображение, например, на оптический диск. В противоположность этому, если водяной знак присутствует, записывающее устройство делает заключение, что существует некоторое ограничение на копирование этого видеоизображения, и не записывает это видеоизображение. Таким образом, становится возможным ограничить возможность копирования цифрового видеоизображения наличием и отсутствием водяного знака.

Кроме того, для решения проблемы защиты авторского права при распространении цифрового телевизионного вещания необходимо не только разрешать или запрещать копирование цифрового видеоизображения, но также и управлять количеством разрешенных копий (то есть количеством копий). Например, если становится возможным разрешить копирование цифровой информации, передаваемой с телевизионной вещательной станции только один раз, при непосредственной записи на устройство, и запретить создание второй или большего количества копий (то есть разрешить только одно копирование цифровой информацию), то пользователь телевизионной вещательной станции может смотреть переданное видеоизображение в записи без ограничений по времени передачи, и в то же время может быть решена проблема соблюдения авторского права.

С целью реализации такого вида управления копированием цифровой видеоинформации с использованием вышеуказанного водяного знака требуется подготовить один водяной знак, указывающий на запрещение копирования, и другой водяной знак, указывающий на разрешение создания первой копии. Затем требуется, чтобы записывающее устройство различало эти два вида водяных знаков. Кроме того, необходимо менять этот водяной знак при записи цифровой видеоинформации, для которой разрешено создание только первой копии, причем после записи это цифровое видеоизображение рассматривается как цифровое видеоизображение, копирование которого запрещено или защищено.

Однако при этом требуется скрыть водяной знак в видеоизображении или под ним так, чтобы человек не заметил водяной знак, не нарушая при этом качество видеоизображения. С целью удовлетворения этих требований структура самого водяного знака в определенной степени ограничена. Таким образом, существует проблема, состоящая в том, что достаточно сложно создать множество различных водяных знаков и также трудно изменять эти водяные знаки.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

В соответствии с этим целью настоящего изобретения является способ и устройство ограничения возможности копирования цифровой информации и устройство записи цифровой информации, которое может соответствующим образом реализовать контроль за созданием копий цифрового видеоизображения с использованием водяного знака.

Цель настоящего изобретения может быть достигнута с помощью первого способа ограничения возможности копирования цифровой информации. Первый способ ограничения возможности копирования содержит этап обнаружения, заключающийся в обнаружении первого водяного знака, введенного в цифровую информацию, который содержит первый сигнал, выработанный на основе первого правила, и этап введения второго водяного знака, который содержит второй сигнал, выработанный на основе второго правила и имеющий структуру, отличающуюся от структуры первого сигнала, в цифровую информацию, в случае если на этапе обнаружения был обнаружен первый водяной знак.

В соответствии с первым способом ограничения возможности копирования, в соответствии с настоящим изобретением, используют два вида водяных знаков (то есть первый и второй водяные знаки), которые отличаются друг от друга по структуре. При этом, коррелируя эти два вида водяных знаков, в которых один водяной знак указывает на запрещение копирования и другой водяной знак указывает на разрешение создания первой копии, соответственно, становится возможным реализовать управление копированием цифровой информации. Кроме того, при введении второго водяного знака в цифровую информацию, в которую был введен первый водяной знак, становится возможным изменять информацию водяного знака. Например, если сделать так, что первый водяной знак указывает на разрешение создания первой копии и что второй водяной знак указывает на запрещение копирования, ограничение на копирование, которое будет введено в эту цифровую информацию, может изменяться от разрешения создания первой копии до запрещения копирования.

В одном из аспектов первого способа ограничения возможности копирования, в соответствии с настоящим изобретением, на этапе введения второй водяной знак вводят в цифровую информацию, которая содержит первый водяной знак.

В соответствии с этим аспектом, поскольку второй водяной знак вводят в цифровую информацию, даже, если дополнительная информация, отличающаяся от водяного знака, будет включена в цифровую информацию, становится возможным предотвратить разрушение или стирание этой дополнительной информации при введении второго водяного знака. Таким образом, становится возможным изменить водяной знак с первого водяного знака (который указывает на разрешение создания первой копии) на второй водяной знак (указывающий на запрещение копирования), сохраняя дополнительную информацию.

В другом аспекте первого способа ограничения возможности копирования, в соответствии с настоящим изобретением этап введения содержит этап генерирования, заключающийся в вырабатывании второго сигнала с использованием уравнения генерирования, которое отличается от уравнения, используемого для вырабатывания первого сигнала, для введения в цифровую информацию второго водяного знака, выработанного на этапе генерирования.

В соответствии с этим аспектом второй водяной знак составляют из второго сигнала, который отличается по структуре от первого сигнала, и может быть выработан с использованием уравнения генерирования, отличающегося от уравнения, используемого для вырабатывания первого сигнала.

В качестве альтернативы, в соответствии с другим аспектом первого способа ограничения возможности копирования, в соответствии с настоящим изобретением, этап введения содержит этап генерирования, заключающийся в вырабатывании второго сигнала с использованием такого же уравнения генерирования, как уравнение, используемое для вырабатывания первого сигнала, с помощью установки параметра уравнения генерирования, который отличается от параметра установленного для уравнения генерирования, предназначенного для вырабатывания первого сигнала, для введения в цифровую информацию второго водяного знака, выработанного на этапе генерирования.

В соответствии с этим аспектом второй водяной знак, который составляется из второго сигнала, который отличается по структуре от первого сигнала, может быть выработан с использованием такого же уравнения генерирования, как и уравнение, используемое для вырабатывания первого сигнала, и которое отличается только установкой параметра (того же самого уравнения генерирования), который отличается от параметра, который используется для вырабатывания первого сигнала.

В еще одном аспекте первого способа ограничения возможности копирования, в соответствии с настоящим изобретением, этап введения содержит этап изменения интенсивности, заключающийся в изменении интенсивности второго водяного знака в соответствии с содержанием цифровой информации, для введения в цифровую информацию второго водяного знака, интенсивность которого изменена на этапе изменения интенсивности.

В соответствии с этим аспектом интенсивность второго водяного знака изменяют на этапе изменения интенсивности в соответствии с содержанием цифровой информации. Благодаря этому становится возможным выполнить точное определение водяного знака одновременно, не нарушая качество цифровой информации при введении водяного знака.

Цель настоящего изобретения также может быть достигнута с помощью второго способа ограничения возможности копирования цифровой информации. Второй способ ограничения возможности копирования содержит этап обнаружения, заключающийся в обнаружении первого водяного знака, введенного в цифровую информацию, который содержит первый сигнал, выработанный на основе первого правила, и этап перезаписи, заключающийся в перезаписи первого водяного знака, введенного в цифровую информацию, вторым водяным знаком, который содержит второй сигнал, выработанный на основе второго правила и имеющий структуру, отличающуюся от структуры первого сигнала, в случае если на этапе обнаружения был обнаружен первый водяной знак.

В соответствии со вторым способом ограничения возможности копирования, в соответствии с настоящим изобретением, информация, указываемая водяным знаком, изменяется путем перезаписи первого водяного знака вторым водяным знаком, который отличается по структуре от первого водяного знака. Здесь "перезапись первого водяного знака вторым водяным знаком" означает удаление или стирание первого водяного знака и запись, например, второго водяного знака. Поэтому при перезаписи водяного знака становится возможным дополнительно уменьшить степень снижения качества цифровой информации, вызванного введением водяного знака. При этом становится возможным изменять водяной знак с первого водяного знака на второй водяной знак, обеспечивая ограниченное снижение качества цифровой информации, вызванное введением водяного знака.

В одном из аспектов второго способа ограничения возможности копирования, в соответствии с настоящим изобретением, этап перезаписи содержит этап генерирования, заключающийся в вырабатывании второго сигнала с использованием уравнения генерирования, которое отличается от уравнения, которое используется для вырабатывания первого сигнала, для перезаписи первого водяного знака вторым водяным знаком, выработанным на этапе генерирования.

В соответствии с этим аспектом второй водяной знак составляют из второго сигнала, который отличается по структуре от первого сигнала и может быть выработан с использованием уравнения генерирования, отличающегося от уравнения, используемого для вырабатывания первого сигнала.

В качестве альтернативы, в другом аспекте второго способа ограничения возможности копирования, в соответствии с настоящим изобретением, этап перезаписи содержит этап генерирования, заключающийся в вырабатывании второго сигнала с использованием такого же уравнения генерирования, как и уравнение, используемое для вырабатывания первого сигнала, с помощью установки параметра уравнения генерирования, который отличается от параметра, установленного для уравнения генерирования, предназначенного для вырабатывания первого сигнала, для перезаписи первого водяного знака вторым водяным знаком, выработанным на этапе генерирования.

В соответствии с этим аспектом второй водяной знак составляют из второго сигнала, который отличается по структуре от первого сигнала, может быть выработан с использованием такого же уравнения генерирования, как и уравнение генерирования, которое используется для вырабатывания первого сигнала и которое отличается только установкой параметра, который отличается от параметра, который используется для вырабатывания первого сигнала.

В другом аспекте второго способа ограничения возможности копирования, в соответствии с настоящим изобретением, этап перезаписи содержит этап изменения интенсивности, заключающийся в изменении интенсивности второго водяного знака в соответствии с содержанием цифровой информации, для перезаписи первого водяного знака вторым водяным знаком, интенсивность которого изменена на этапе изменения интенсивности.

В соответствии с этим аспектом интенсивность второго водяного знака изменяют на этапе изменения интенсивности в соответствии с содержанием цифровой информации. Благодаря этому становится возможным выполнить точное определение водяного знака, одновременно не нарушая качество цифровой информации при скрытом введении водяного знака.

В другом аспекте первого и второго способа ограничения копирования, в соответствии с настоящим изобретением, первый водяной знак задают как указывающий на разрешение создания первой копии цифровой информации, и второй водяной знак задают как указывающий на запрещение копирования цифровой информации.

В соответствии с этим аспектом путем задания первого водяного знака как указывающего на разрешение создания первой копии и путем задания второго водяного знака как указывающего на запрещение копирования становится возможным реализовать управление копированием цифровой информации.

В соответствии с другим аспектом первого и второго способов ограничения возможности копирования, в соответствии с настоящим изобретением первый сигнал составляют из первой последовательности ПШ (псевдослучайного шума) и второй сигнал составляют из второй последовательности ПШ, которая отличается от первой последовательности ПШ.

В соответствии с этим аспектом первая последовательность ПШ может использоваться в качестве первого сигнала, и вторая последовательность ПШ, которая отличается по структуре от первой последовательности ПШ, может использоваться в качестве второго сигнала. Таким образом, становится возможным выработать два отличаемых друг от друга вида водяных знаков. Кроме того, благодаря тому, что водяной знак составляется из последовательности ПШ, становится возможным вводить водяной знак в цифровое изображение, и при этом зритель не будет замечать наличие водяного знака.

В этом аспекте первого и второго способов ограничения возможности копирования, в соответствии с настоящим изобретением, первая последовательность ПШ и вторая последовательность ПШ могут быть ортогональны друг к другу.

В соответствии с этим аспектом становится возможным явно определить, содержит ли введенный в цифровую информацию водяной знак первую последовательность ПШ или вторую последовательность ПШ.

Цель настоящего изобретения может быть достигнута с помощью применения первого устройства ограничения возможности копирования цифровой информации. Первое устройство ограничения возможности копирования содержит: устройство обнаружения, предназначенное для обнаружения первого водяного знака, введенного в цифровую информацию, который содержит первый сигнал, выработанный на основе первого правила; и устройство введения, предназначенное для введения второго водяного знака, который содержит второй сигнал, выработанный на основе второго правила и имеющий структуру, отличающуюся от структуры первого сигнала, в цифровую информацию, в случае если устройством обнаружения был обнаружен первый водяной знак.

В соответствии с этим в первом устройстве ограничения возможности копирования, в соответствии с настоящим изобретением, так же как и в вышеописывамом первом способе ограничения возможности копирования, в соответствии с настоящим изобретением, используются два вида водяных знаков, которые отличаются друг от друга по структуре. При этом становится возможным реализовать управление копированием цифровой информации, и становится возможным изменять информацию водяного знака.

В одном аспекте первого устройства ограничения возможности копирования, в соответствии с настоящим изобретением, устройство введения вводит второй водяной знак в цифровую информацию, которая содержит первый водяной знак.

В соответствии с этим аспектом, так как второй водяной знак вводится в цифровую информацию таким образом, даже если в цифровую информацию была включена дополнительная информация, отличающаяся от водяного знака, становится возможным защитить эту дополнительную информацию от разрушения или стирания при введении второго водяного знака.

В соответствии с другом аспектом первого устройства ограничения возможности копирования, в соответствии с настоящим изобретением, устройство введения содержит устройство генерирования, предназначенное для вырабатывания второго сигнала с использованием уравнения генерирования, которое отличается от уравнения, используемого для вырабатывания первого сигнала для введения в цифровую информацию второго водяного знака, выработанного устройством генерирования.

В соответствии с этим аспектом второй водяной знак, который составлен из второго сигнала, который отличается по структуре от первого сигнала, может быть выработан с использованием уравнения генерирования, которое отличается от уравнения, используемого для вырабатывания первого сигнала.

В качестве альтернативы, в соответствии с другим аспектом первого устройства ограничения возможности копирования, в соответствии с настоящим изобретением, устройство введения содержит устройство генерирования, предназначенное для вырабатывания второго сигнала с использованием такого же уравнения генерирования, как и уравнение, используемое для вырабатывания первого сигнала, с помощью установки параметра уравнения генерирования, который отличается от параметра, установленного для уравнения генерирования, предназначенного для вырабатывания первого сигнала, для введения в цифровую информацию второго водяного знака, выработанного устройством генерирования.

В соответствии с этим аспектом второй водяной знак, который составлен из второго сигнала, который отличается по структуре от первого сигнала, может быть выработан с использованием такого же уравнения генерирования, как и уравнение, используемое для вырабатывания первого сигнала и которое отличается только установкой параметра, который отличается от параметра, который используется для вырабатывания первого сигнала.

В другом аспекте первого устройства ограничения возможности копирования, в соответствии с настоящим изобретением, устройство введения содержит устройство изменения интенсивности, предназначенное для изменения интенсивности второго водяного знака в соответствии с содержанием цифровой информации, для введения в цифровую информацию второго водяного знака, интенсивность которого изменена устройством изменения интенсивности.

В соответствии с этим аспектом интенсивность второго водяного знака изменяют в соответствии с содержанием цифровой информации устройством изменения интенсивности. Благодаря этому становится возможным выполнить точное определение водяного знака, одновременно не нарушая качество цифровой информации при введении водяного знака.

Вышеуказанная цель настоящего изобретения может быть также достигнута с помощью применения второго устройства ограничения возможности копирования цифровой информации. Второе устройство ограничения возможности копирования цифровой информации содержит: устройство обнаружения, предназначенное для обнаружения первого водяного знака, введенного в цифровую информацию, который содержит первый сигнал, выработанный на основе первого правила; и устройство перезаписи, предназначенное для перезаписи первого водяного знака, введенного в цифровую информацию вторым водяным знаком, который содержит второй сигнал, выработанный на основе второго правила и имеющий структуру, отличающуюся от структуры первого сигнала, в случае если устройством обнаружения был обнаружен первый водяной знак.

В соответствии со вторым устройством ограничения возможности копирования, в соответствии с настоящим изобретением, так же как и для вышеописываемого второго способа ограничения возможности копирования, в соответствии с настоящим изобретением, информация, указываемая водяным знаком, изменяется путем перезаписи первого водяного знака вторым водяным знаком, и при этом становится возможным снизить степень снижения качества цифровой информации, вызванное введением водяного знака.

В одном аспекте второго устройства ограничения возможности копирования, в соответствии с настоящим изобретением, устройство перезаписи содержит устройство генерирования, предназначенное для вырабатывания второго сигнала с использованием уравнения генерирования, которое отличается от уравнения, используемого для вырабатывания первого сигнала, для перезаписи первого водяного знака вторым водяным знаком, выработанным устройством генерирования.

В соответствии с этим аспектом второй водяной знак, который составлен из второго сигнала, который отличается по структуре от первого сигнала, может быть выработан с использованием уравнения генерирования, которое отличается от уравнения, используемого для вырабатывания первого сигнала.

В качестве альтернативы, в другом аспекте второго устройства ограничения возможности копирования, в соответствии с настоящим изобретением, устройство перезаписи содержит устройство генерирования, предназначенное для вырабатывания второго сигнала с использованием такого же уравнения генерирования, как и уравнение, используемое для вырабатывания первого сигнала, с помощью установки параметра уравнения генерирования, который отличается от параметра, установленного для уравнения генерирования, предназначенного для вырабатывания первого сигнала, для перезаписи первого водяного знака вторым водяным знаком, выработанным устройством генерирования.

В соответствии с этим аспектом второй водяной знак, который составлен из второго сигнала, который отличается по структуре от первого сигнала, может быть выработан с использованием такого же уравнения генерирования, как и уравнение, используемое для вырабатывания первого сигнала и которое отличается только установкой параметра, который отличается от параметра, который используется для вырабатывания первого сигнала.

В другом аспекте второго устройства ограничения возможности копирования, в соответствии с настоящим изобретением, устройство перезаписи содержит устройство изменения интенсивности, предназначенное для изменения интенсивности второго водяного знака в соответствии с содержанием цифровой информации, для перезаписи первого водяного знака вторым водяным знаком, интенсивность которого изменена устройством изменения интенсивности.

В соответствии с этим аспектом интенсивность второго водяного знака изменяют в соответствии с содержанием цифровой информации устройством изменения интенсивности. Благодаря этому становится возможным выполнить точное обнаружение водяного знака, одновременно не нарушая качество цифровой информации при введении водяного знака.

В другом аспекте первого и второго устройства ограничения возможности копирования, в соответствии с настоящим изобретением, устройства выполнены с возможностью определения первого водяного знака как указывающего на разрешение создания первой копии цифровой информации, и второго водяного знака как указывающего на запрещение копирования цифровой информации.

В соответствии с этим аспектом путем задания первого водяного знака как указывающего на разрешение создания первой копии и задания второго водяного знака как указывающего на запрещение копирования становится возможным реализовать управление копированием цифровой информации.

В другом аспекте первого и второго устройства ограничения возможности копирования, в соответствии с настоящим изобретением, устройства выполнены с возможностью использования первого сигнала, составленного из первой последовательности ПШ, и второго сигнала, составленного из второй последовательности ПШ, которая отличается от первой последовательности ПШ.

В соответствии с этим аспектом первая последовательность ПШ может использоваться как первый сигнал, в то время как вторая последовательность ПШ, которая отличается по структуре от первой последовательности ПШ, может использоваться как второй сигнал.

В этом аспекте первого и второго устройства ограничения возможности копирования, в соответствии с настоящим изобретением, первая последовательность ПШ и вторая последовательность ПШ могут быть ортогональны друг к другу.

В соответствии с этим аспектом становится возможным четко определить, содержит ли введенный в цифровую информацию водяной знак первую последовательность ПШ или вторую последовательность ПШ.

Цель настоящего изобретения также может быть достигнута с помощью применения первого устройства записи цифровой информации. Первое устройство записи содержит: устройство ввода, предназначенное для ввода цифровой информации; устройство обнаружения, предназначенное для обнаружения первого водяного знака, введенного в цифровую информацию, вводимую устройством ввода, и который содержит первый сигнал, выработанный на основе первого правила; устройство введения, предназначенное для введения второго водяного знака, который содержит второй сигнал, выработанный на основе второго правила и имеющий структуру, отличающуюся от структуры первого сигнала, в цифровую информацию, в случае если устройством обнаружения был обнаружен первый водяной знак; и устройство записи, предназначенное для записи цифровой информации, в которую устройством введения введен второй водяной знак.

В соответствии с первым устройством записи в соответствии с настоящим изобретением, когда первый водяной знак, введенный в цифровую информацию, обнаруживается устройством обнаружения, второй водяной знак вводится в цифровую информацию, в которую был введен первый водяной знак. Затем устройство записи записывает цифровую информацию, в которую введен второй водяной знак, на носитель записи. Например, путем отождествления этих двух типов водяных знаков с одним водяным знаком, указывающим на запрещение копирования, и другим водяным знаком, указывающим на разрешение создания первой копии, соответственно, становится возможным записывать на носитель записи подаваемую на вход цифровую информацию, для которой разрешено создание первой копии, в виде цифровой информации, копирование которой запрещено. А именно, при записи цифровой информации становится возможным изменить ограничение на копирование, которое задано для цифровой информации, с разрешения создания первой копии на запрещение копирования. В соответствии с этим становится возможным реализовать управление копированием цифровой информации.

Цель настоящего изобретения также может быть достигнута с помощью применения второго устройства записи цифровой информации. Второе устройство записи содержит: устройство ввода, предназначенное для ввода цифровой информации; устройство обнаружения, предназначенное для обнаружения первого водяного знака, введенного в цифровую информацию, вводимую устройством ввода, и который содержит первый сигнал, выработанный на основе первого правила; устройство перезаписи, предназначенное для перезаписи первого водяного знака, введенного в цифровую информацию, вторым водяным знаком, который содержит второй сигнал, выработанный на основе второго правила и который имеет структуру, отличающуюся от структуры первого сигнала, в случае если устройством обнаружения был обнаружен первый водяной знак; и устройство записи, предназначенное для записи цифровой информации, в которой первый водяной знак перезаписан вторым водяным знаком устройством перезаписи.

В соответствии со вторым устройством записи информация, указываемая водяным знаком, изменяется путем перезаписи первого водяного знака вторым водяным знаком, который отличается по структуре от первого водяного знака. Поэтому при перезаписи водяного знака становится возможным снизить степень нарушения качества цифровой информации, которая вызывается введением водяного знака. Таким образом становится возможным изменить водяной знак с первого водяного знака на второй водяной знак, одновременно ограничивая степень нарушения качества цифровой информации.

Использование и дополнительные признаки настоящего изобретения будут более очевидны из приведенного ниже подробного описания предпочтительных вариантов осуществления настоящего изобретения со ссылками на прилагаемые чертежи.

Краткое описание чертежей

Фиг.1 изображает блок-схему передачи-приема цифрового видеоизображения, передаваемого из телевизионной вещательной станции, принимаемого устройством видеозаписи и т.д., в соответствии с одним из вариантов осуществления настоящего изобретения.

Фиг.2 - блок-схему двух устройств видеозаписи, подключенных друг к другу в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения.

Фиг.3 - схему, показывающую пример введения водяного знака в изображение, составляющее цифровое видеоизображение, в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения.

Фиг.4 - изображение, в которое введен водяной знак, составляющее цифровое видеоизображение, в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения.

Фиг.5 - схему вырабатывания последовательности ПШ в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения.

Фиг.6 - другую схему вырабатывания последовательности ПШ в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения.

Фиг.7 - структуру устройства видеозаписи в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения.

Фиг.8 - блок обработки устройства видеозаписи в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения.

Фиг.9 - схему, изображающую пример введения водяного знака в изображение в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения.

Фиг.10 - модифицированный пример блока обработки устройства видеозаписи в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения.

Фиг.11 - схему, изображающую пример перезаписи водяного знака в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ НАИЛУЧШИХ ВАРИАНТОВ ВОПЛОЩЕНИЯ

Далее описываются наилучшие варианты осуществления настоящего изобретения со ссылками на прилагаемые чертежи. В описываемых ниже вариантах воплощения настоящее изобретение применяется в устройстве видеозаписи, предназначенном для записи цифрового видеоизображения.

I. Запись цифрового видеоизображения и ограничение возможности его копирования

Далее описывается способ работы устройства видеозаписи в соответствии с одним из вариантов осуществления данного изобретения при записи цифрового видеоизображения и ограничение возможности его копирования при использовании этого устройства со ссылкой на фиг.1 и 2.

Как показано на фиг.1, цифровое видеоизображение передается телевизионной вещательной станцией 400. При этом в случае, когда копирование цифрового видеоизображения, такого как кинофильмы, должно быть ограничено с точки зрения защиты авторских прав и т.д., водяной знак (то есть электронный водяной знак) вводится в цифровое видеоизображение на этапе, выполняемом перед передачей цифрового видеоизображения телевизионной вещательной станцией 400.

В качестве водяных знаков в соответствии с настоящим изобретением используется один водяной знак, указывающий на разрешение создания первой копии цифрового видеоизображения, и другой водяной знак, указывающий на запрещение копирования цифрового видеоизображения. Что касается цифрового видеоизображения, в которое введен водяной знак, указывающий на разрешение создания первой копии, то для него разрешено создание только первой копии и запрещено дальнейшее копирование. Цифровое видеоизображение, в которое введен водяной знак, указывающий на запрещение копирования, не разрешено копировать вообще, независимо от номера копии. В случае, когда водяной знак не введен в цифровое видеоизображение, разрешается свободное копирование цифрового видеоизображения.

Ниже по тексту, водяной знак, указывающий на разрешение создания первой копии цифрового видеоизображения (то есть только один раз), будет обозначаться "водяной знак OK (Одна Копия)", в то время как водяной знак, указывающий на запрещение копирования цифрового изображения, будет просто обозначаться как "водяной знак БНК (Больше Нельзя Копировать)".

Обычно водяной знак ОК вводится в цифровое видеоизображение, которое передается телевизионной вещательной станцией 400. При этом, так как приемному устройству цифрового видеоизображения разрешено записать передаваемое цифровое видеоизображение на оптический диск 120 только один раз, для зрителя становится возможным просматривать передаваемое видеоизображение в записи, при этом он не ограничен временем передачи.

Цифровое видеоизображение, переданное телевизионной станцией 400, принимается стойкой 500 приемника и передается стойкой 500 приемника на устройство 100 видеозаписи. Устройство 100 видеозаписи определяет, что водяной знак, введенный в цифровое видеоизображение, является водяным знаком ОК, и записывает принятое цифровое видеоизображение, например, на оптический диск 120. В это время устройство 100 видеозаписи изменяет и перезаписывает водяной знак ОК на водяной знак БНК. А именно, после того как устройство 100 видеозаписи изменяет водяной знак, введенный в цифровое видеоизображение, с водяного знака ОК на водяной знак БНК, устройство 100 видеозаписи записывает цифровое видеоизображение на оптический диск 120.

Как показано на фиг.2, цифровое устройство 100 видеозаписи также приспособлено для считывания и воспроизведения цифрового видеоизображения с оптического диска 120, на который записано цифровое видеоизображение, переданное телевизионной вещательной станцией 400, и для вывода цифрового изображения в цифровом виде на другое устройство 200 видеозаписи, которое имеет такую же структуру, что и устройство 100 видеозаписи. Однако, так как скрыто нанесен в цифровое видеоизображение, которое было один раз записано на оптический диск 120 устройством 100 видеозаписи, водяной знак БНК, устройство 200 видеозаписи не сможет записать цифровое видеоизображение на другой оптический диск 130. А именно, устройство 200 видеозаписи определяет, что водяной знак БНК введен в цифровое видеоизображение, что указывает на запрещение копирования, и не будет записывать цифровое видеоизображение на оптический диск 130. Таким образом копирование цифрового видеоизображения будет ограничено, и будет осуществлено управление копированием цифрового видеоизображения.

II. Водяной знак, состоящий из последовательности ПШ

Далее описываются этапы генерирования и введения водяного знака со ссылками на фиг.3-6.

В цифровое видеоизображение включена информация, обозначающая яркость каждого кадра, из которых состоит цифровое видеоизображение. Эта информация, указывающая яркость, имеет численное значение и состоит, например, из 4-8 битов, и соответствует каждому элементу изображения, составляющему кадр. А именно численное значение, указывающее яркость каждого элемента изображения, устанавливается индивидуально (в дальнейшем это численное значение, индицирующее яркость каждого элемента изображения, называется "значение яркости"). Это поясняется с ссылкой на фиг.3. Кадр Р1, изображенный на фиг.3, представляет собой один из кадров, составляющих цифровое видеоизображение. Каждая из величин "а", "b", "с", "d",... в кадре Р1 указывает на значение яркости, установленное для каждого соответствующего элемента изображения.

Водяной знак состоит из сигнала или сигналов, выработанных на основе заранее заданного правила, например, на основе последовательности ПШ (псевдослучайного шума). Последовательность ПШ представляет собой последовательность "1" и "0" (или "+1" и "-1"), которые вырабатываются таким образом, что эти значения распределяются по псевдослучайному закону. М последовательность (последовательность максимальной длины (сдвигового регистра) или код максимальной длины) представляет собой разновидность последовательности ПШ, которая вырабатывается известным генератором М последовательности.

Водяной знак вводится в кадр изображения добавлением кодов последовательности ПШ к значениям яркости соответствующих элементов изображения. Например, величины "0", "0", "1", "1",... на фиг.3 представляют собой последовательность ПШ, составляющую водяной знак. Прибавляя значения из данной последовательности ПШ к значениям яркости "а", "b", "с", "d",... кадра изображения Р1, значения яркости становятся "а", "b", "с+1", "d+1",... в кадре Р2, как показано на фиг.4. Таким образом, водяной знак вводится в каждый кадр, составляющий цифровое видеоизображение.

Последовательность ПШ, составляющая водяной знак, представляет собой последовательность псевдослучайных кодов, таких как М последовательность, и вырабатывается таким образом, что на основании параметра вырабатывается полином (который представляет собой уравнение генерирования), предназначенный для вырабатывания последовательности ПШ. В настоящем варианте осуществления изобретения полином (который представляет собой уравнение генерирования), предназначенный для вырабатывания последовательности ПШ, реализован в виде схемы 1 генерирования последовательности ПШ, изображенной на фиг.5. Схема 1 генерирования последовательности ПШ содержит сдвиговые регистры 1А-1D, а также сумматор 1Е.

В настоящем варианте осуществления данного изобретения вырабатывают два вида последовательностей ПШ, отличающихся друг от друга, одна из которых используется для водяного знака ОК (указывает на разрешение создания первой копии цифровой информации), и другая используется для водяного знака БНК (указывает на запрещение копирования цифровой информации). Последовательность случайных кодов последовательности ПШ изменяется при изменении одного или обоих параметров полинома. Поэтому, изменяя один или оба параметра полинома, вырабатывают различные последовательности ПШ.

Например, последовательность ПШ, которая используется для водяного знака ОК, вырабатывается схемой 1 генерирования последовательности ПШ, изображенной на фиг.5. С другой стороны, последовательность ПШ, которая используется для водяного знака БНК, вырабатывается схемой 2 генерирования последовательности ПШ, изображенной на фиг.6. Схема 2 генерирования последовательности ПШ, изображенная на фиг.6, включает полином (который представляет собой уравнение генерирования), отличающийся от полинома (который представляет собой уравнение генерирования), соответствующего схеме 1 генерирования последовательности ПШ. Схема 2 генерирования последовательности ПШ содержит сдвиговые регистры 2А-2D и сумматор 2Е. Тот факт, что полином, соответствующий схеме 1 генерирования последовательности ПШ, и полином, соответствующий схеме 2 генерирования последовательности ПШ, отличаются друг от друга, очевиден, в виду разного соединения регистров и сумматора в схеме 1 генерирования последовательности ПШ и схеме 2 генерирования последовательности ПШ. Таким образом, используя две схемы генерирования последовательности ПШ, в которых различны соединения и/или структуры (то есть два полинома, структуры которых отличаются друг от друга), можно выработать водяной знак ОК и водяной знак БНК.

Также становится возможным выработать как водяной знак ОК, так и водяной знак БНК, используя только одну схему 1 генерирования последовательности ПШ, изображенную на фиг.5. В этом случае подготавливаются два вида параметров, которые задаются в схеме 1 генерирования последовательности ПШ. При задании одного из этих двух видов параметров в схему 1 генерирования последовательности ПШ вырабатывается последовательность ПШ составляющая водяной знак ОК. Задавая другой из этих двух видов параметров в схему 1 генерирования последовательности ПШ, вырабатывается последовательность ПШ, составляющая водяной знак БНК. Например, в случае последовательности ПШ, составляющей водяной знак ОК, в сдвиговый регистр 1А или 1D вводится параметр "0011". С другой стороны, в случае последовательности ПШ, составляющей водяной знак БНК, в сдвиговый регистр 1А или ID вводится параметр "0101".

III. Обнаружение водяного знака

Далее описывается этап обнаружения водяного знака. Как было описано выше, устройство 100 видеозаписи определяет, был ли водяной знак введен в цифровое видеоизображение, а также определяет, указывает ли этот водяной знак на разрешение создания первой копии или запрещение копирования (то есть водяной знак ОК или водяной знак БНК) перед записью принятого цифрового видеоизображения на оптический диск 120. Устройство 100 видеозаписи выполняет вышеуказанные операции следующим образом.

Сначала вырабатывают последовательность ПШ, составляющую водяной знак ОК. Затем выбирают код, значение которого равно "1", из кодов, составляющих данную последовательность ПШ, и определяют положение этого кода в последовательности ПШ. Затем определяют элемент изображения, соответствующий положению этого кода, и считывают соответствующее значение яркости, заданное для этого элемента изображения. Например, на фиг.3, полагая, что последовательность ПШ, составляющая водяной знак ОК, равна "0011...", соответственно считывают значение яркости "с", и "d" в кадре P1. Выполняя данную операцию для всего кадра изображения, вычисляют сумму α1 всех значений яркости, которые были считаны таким образом.

Затем выбирают код, значение которого равно "0", из кодов, составляющих последовательность ПШ, составляющую водяной знак ОК, и определяют положение этого кода в последовательности ПШ. Затем определяют элемент изображения, соответствующий положению этого кода, и считывают соответствующее значение яркости, заданное для этого элемента изображения. Например, как изображено на фиг.3, предполагая, что последовательность ПШ, составляющая водяной знак OK, равна "0011...", в кадре Р1 соответственно считывают значения яркости "а", и "b". Выполняя данную операцию для всего кадра изображения, вычисляют сумму β1 всех значений яркости, которые были считаны таким образом.

После этого вычисляют разность между суммой значений яркости α1 и суммой значений яркости β1. Если в кадр изображения был введен водяной знак ОК, то разность между суммами значений яркости α1 и β1 принимает относительно большое значение. Это получается из-за того, что суммарное значение всех значений яркости, в которых каждое из значений яркости было увеличено на "1" при введении водяного знака ОК, составляет сумму значений α1, в то время как суммарное значение всех значений яркости, в которых каждое из значений яркости не было изменено вообще при введении водяного знака ОК, составляет сумму значений β1. С другой стороны, в случае, если водяной знак не был введен в кадр, или в случае, если в кадр изображения был введен водяной знак БНК, разность между суммами α1 и β1 становится относительно небольшой. Поэтому, когда разность между суммами α1 и β1 равна или больше заранее заданного порогового значения, можно сделать вывод, что в изображение был введен водяной знак ОК.

Затем вырабатывают последовательность ПШ, составляющую водяной знак БНК. После этого выбирают код, значение которого равно "1", из кодов, составляющих данную последовательность ПШ, и определяют положение этого кода в последовательности ПШ. Кроме того, определяют элемент изображения, соответствующий положению этого кода, и считывают соответствующее значение яркости, установленное для этого элемента изображения. Выполняя данную операцию для всего кадра изображения, вычисляют сумму всех значений яркости α2, которые были считаны таким образом.

Затем выбирают код, значение которого равно "0", из кодов, составляющих последовательность ПШ, составляющую водяной знак БНК, и определяют положение этого кода в последовательности ПШ. Затем определяют элемент изображения, соответствующий положению этого кода, и считывают соответствующее значение яркости, заданное для этого элемента изображения. Выполняя данную операцию для всего кадра изображения, вычисляют сумму всех значений яркости β2, которые были считаны таким образом.

Затем вычисляют разность между суммой значений яркости α2 и суммой значений яркости β2. Если в кадр изображения был введен водяной знак БНК, то разность между суммами α2 и β2 принимает относительно большое значение. Это получается из-за того, что сумма всех значений яркости, в которых каждое из значений яркости было увеличено на "1" при введении водяного знака БНК, составляет сумму величин α2, в то время как сумма величин всех значений яркости, в которых каждое из значений яркости не было изменено вообще при введении водяного знака БНК, составляет сумму величин α2. С другой стороны, в случае, если водяной знак не был введен в кадр изображения, или в случае, если в кадр изображения был введен водяной знак ОК, разность между суммами α2 и β2 становится относительно небольшой. Поэтому, когда разность между суммами α2 и β2 равна или больше заранее заданного порогового значения, можно сделать вывод, что в кадр изображения был введен водяной знак БНК.

В результате вышеприведенного этапа обнаружения, если разность между суммами значений яркости α1 и β1 меньше, чем заранее заданное пороговое значение, и в то же время, если разность между суммами значений яркости α2 и β2 меньше, чем заранее заданное пороговое значение, можно сделать вывод, что водяной знак не был введен в изображение.

Кроме того, в вышеописываемом этапе обнаружения водяного знака используется то свойство, что общее количество кодов, каждый из которых имеет величину "1" и общее количество кодов, каждый из которых имеет величину "0", по существу равны друг другу в одной последовательности типа последовательности ПШ. Затем используется то, что каждый из кодов, имеющий значение "1", и каждый из кодов, имеющий значение "0", равномерно распределены в последовательности ПШ, при этом, если значения яркости всех элементов изображения, составляющих один кадр, будут разделены на две группы в зависимости от того, соответствует ли каждый из кодов последовательности ПШ "1" или "0", значения яркости будут равномерно распределены в каждой из этих групп.

В вышеприведенном способе обнаружения водяного знака, для точного определения последовательности ПШ, составляющей водяной знак ОК, и последовательности ПШ, составляющей водяной знак БНК, предпочтительно, чтобы последовательность ПШ, составляющая водяной знак ОК, и последовательность ПШ, составляющая водяной знак БНК, были ортогональны друг к другу.

Под "ортогональностью" здесь понимается, что взаимная корреляция этих двух последовательностей ПШ становится по существу равной нулю (то есть результат интегрирования произведения соответствующих сигналов этих двух последовательностей ПШ становится по существу равным нулю).

Если эти две последовательности ПШ ортогональны друг к другу, в случае, когда значения яркости всех элементов изображения, составляющих кадр, в котором последовательность ПШ, составляющая водяной знак БНК, будет распределена на две группы на основе последовательности ПШ, составляющей водяной знак ОК (то есть разделена в зависимости от того, соответствует ли каждое из значений кода последовательности ПШ, составляющей водяной знак, "1" или "0"), эти коды последовательности ПШ, составляющей водяной знак БНК, будут равномерно распределены в каждой из групп. В результате разность между суммой значений α1 и β1 становится относительно малой. Таким же образом в случае, когда значения яркости всех элементов изображения, составляющих кадр, в котором последовательность ПШ, составляющая водяной знак OK, будет распределена на две группы на основе последовательности ПШ, составляющей водяной знак БНК (то есть будет распределена в зависимости от того, соответствует ли каждое из значений кода в последовательности ПШ, составляющей водяной знак БНК, "1" или "0"), коды последовательности ПШ, составляющей водяной знак ОК, будут равномерно распределены в каждой из групп. В результате разность между суммой значений α2 и β2 становится относительно малой.

IV. Структура и работа устройства видеозаписи

Далее описывается структура и порядок работы устройства 100 видеозаписи в соответствии с настоящим изобретением со ссылкой на фиг.7-11.

Как показано на фиг.7, устройство 100 видеозаписи имеет устройство 10 ввода блок 20 обработки и устройство 50 записи. Как изображено на фиг.8, блок 20 обработки содержит блок 21 генерирования последовательности ПШ, используемый при обнаружении водяного знака, блок 22 определения яркости, блок 23 вычисления суммы, блок 24 принятия решения и блок 25 генерирования последовательности ПШ, используемый при введении водяного знака, блок 26 установки интенсивности и сумматор 27. Блок 21 генерирования последовательности ПШ снабжен схемой 1 генерирования последовательности ПШ, изображенной на фиг.5, и схемой 2 генерирования последовательности ПШ, изображенной на фиг.6. Блок 25 генерирования последовательности ПШ содержит схему 2 генерирования последовательности ПШ, изображенную на фиг.6. Блок 23 вычисления суммы имеет два накопителя 23А и 23В.

Когда цифровое видеоизображение подается на устройство 100 видеозаписи со стойки 500 приемника (на фиг.1), устройство 10 ввода принимает цифровое видеоизображение, как изображено на фиг.7. Затем с входного блока 10 это цифровое видеоизображение подается на блок 20 обработки, при этом подается каждый кадр, которые составляют это цифровое видеоизображение.

Когда один кадр подается на блок 20 обработки, блок 21 генерирования последовательности ПШ, блок 22 определения яркости, блок 23 вычисления суммы и блок 24 принятия решения, изображенные на фиг.8, определяют, был или нет введен в кадр водяной знак, и определяют, что введенный водяной знак указывает на разрешение создания первой копии или на запрещение копирования (то есть является ли этот водяной знак водяным знаком ОК или водяным знаком БНК), используя вышеописываемый способ обнаружения водяного знака.

Более подробно, сначала блок 23 вычисления суммы инициализирует накопители 23А и 23В соответственно. Затем блок 21 генерирования последовательности ПШ вводит заранее заданные параметры в схему 1 генерирования последовательности ПШ, так что схема 1 генерирования последовательности ПШ вырабатывает последовательность ПШ, составляющую водяной знак ОК. Затем с выхода блока 21 генерирования последовательности ПШ сигнал подается на блок 22 определения яркости.

Блок 22 определения яркости принимает последовательность ПШ, которая выходит с блока 21 генерирования последовательности ПШ, выбирает код, имеющий значение "1" из кодов, составляющих эту последовательность ПШ, и определяет положение этого кода в последовательности ПШ. Затем блок 22 определения яркости определяет элемент изображения, соответствующий положению этого кода, и считывает значение яркости, установленное для этого элемента изображения. Затем с блока 22 определения яркости подают это значение яркости на блок 23 вычисления суммы. Блок 23 вычисления суммы накапливает значения яркости, которые выходят с блока 22 обнаружения яркости в первом накопителе 23А.

Затем схема 22 определения яркости выбирает код, имеющий величину "0", из кодов, составляющих эту последовательность ПШ, которая выводится с блока 21 генерирования последовательности ПШ, и идентифицирует положение этого кода в последовательности ПШ. Затем блок 22 определения яркости определяет элемент изображения, соответствующий положению этого кода, и считывает значение яркости, установленное для этого элемента изображения. Затем с блока 22 определения яркости подают это значение яркости на блок 23 вычисления суммы. Блок 23 вычисления суммы накапливает значения яркости, которые подаются с блока 22 определения яркости во втором накопителе 23В.

После того как значения яркости всех элементов изображения, составляющих один кадр цифрового видеоизображения, будут поданы с блока 22 обнаружения яркости, блок 23 вычисления суммы подает сумму значений яркости α1, которые накапливаются в первом накопителе 23А, и сумму значений яркости β1, которые накапливаются во втором накопителе 23В, на блок 24 принятия решения. После этого блок 23 вычисления суммы устанавливает накопители 23А и 23В в исходное состояние.

Блок 24 принятия решения вычисляет разность между суммой значений яркости α1 и суммой значений яркости β1 и определяет, превышает или нет эта разность заранее заданное пороговое значение. Если разность превышает это пороговое значение, блок 24 анализа водяного знака подает на выход сигнал управления Sс1, который разрешает запись цифрового видеоизображения блоком 50 записи, а также выводит сигнал управления Sg, который указывает на необходимость выработать последовательность ПШ, составляющую водяной знак БНК, на блок 25 генерирования последовательности ПШ.

С другой стороны, если разность между суммой значений α1 и суммой значений β1 будет меньше, чем пороговое значение, блок 21 генерирования последовательности ПШ подает заранее заданный параметр на вход схемы 2 генерирования последовательности ПШ, так что схема 2 генерирования последовательности ПШ вырабатывает последовательность ПШ, составляющую водяной знак БНК. Затем блок 21 генерирования последовательности ПШ подает ее на блок 22 определения яркости.

Блок 22 определения яркости принимает последовательность, выводимую с блока 21 генерирования последовательности ПШ, выбирает код, имеющий величину "1", из кодов, составляющих эту последовательность ПШ, и определяет положение этого кода в последовательности ПШ. Затем блок 22 определения яркости определяет элемент изображения, соответствующий положению этого кода, и считывает значение яркости, установленное для этого элемента изображения. Затем блок 22 определения яркости подает это значение яркости на блок 23 вычисления суммы. Блок 23 вычисления суммы накапливает значения яркости, которые подаются с блока 22 определения яркости в первом накопителе 23А.

Затем блок 22 определения яркости выбирает код, имеющий величину "0", из числа кодов, составляющих последовательность ПШ, выводимую с блока 21 генерирования последовательности ПШ, и определяет положение этого кода в последовательности ПШ. Затем блок 22 определения яркости определяет элемент изображения, соответствующий положению этого кода, и считывает значение яркости, установленное для этого элемента изображения. Затем блок 22 определения яркости подает это значение яркости на блок 23 вычисления суммы. Блок 23 вычисления суммы накапливает величины яркости, выводимые с блока 22 определения яркости во втором накопителе 23В.

После того как значения яркости всех элементов изображения, составляющих один кадр цифрового видеоизображения, будут поданы с блока 22 определения яркости, блок 23 вычисления суммы подает сумму значений яркости α2, накопленных в первом накопителе 23А, и сумму значений яркости β2, накопленных во втором накопителе 23В, на блок 24 принятия решения. После этого блок 23 вычисления суммы устанавливает накопители 23А и 23В в исходное состояние.

Блок 24 принятия решения вычисляет разность между суммой значений яркости α2 и суммой значений яркости β2 и анализирует, превышает или нет эта разность заранее заданное пороговое значение. Если разность превышает это пороговое значение, блок 24 принятия решения выводит сигнал управления Sс2, который запрещает запись цифрового видеоизображения, на блок 50 записи. При этом блок 24 принятия решения не подает выходной сигнал управления Sg на блок 25 генерирования последовательности ПШ.

Если разность между суммой значений α1 и суммой значений β1, которые были предварительно вычислены, будет меньше, чем пороговое значение, и в то же время, если разность между суммой значений α2 и суммой значений β2, рассчитанная в настоящий момент, будет меньше, чем пороговое значение, блок 24 принятия решения подает на выход сигнал управления Sc1, разрешая запись цифрового видеоизображения блоком 50 записи. При этом блок 24 принятия решения не подает сигнал управления Sg на блок 25 генерирования последовательности ПШ.

В случае если сигнал управления Sg подан с выхода блока 24 принятия решения, блок 25 генерирования последовательности ПШ вырабатывает с помощью схемы 2 генерирования последовательности ПШ последовательность, составляющую водяной знак БНК. Затем блок 25 генерирования последовательности ПШ подает ее на блок 26 установки интенсивности.

Блок 26 установки интенсивности анализирует изображение, подаваемое на вход блока 20 обработки, и изменяет интенсивность водяного знака на основе результатов анализа. Более конкретно, блок 26 установки интенсивности определяет степень изменения значений яркости, установленных для соответствующих элементов изображения, составляющих один кадр. Если значения яркости изменяются в большей степени, например, из-за того, что в кадре изображен сложный рисунок в случае введения водяного знака, присутствие не будет заметным. Поэтому, когда значения яркости изменяются в большой степени, блок 26 установки интенсивности выполняет этап увеличения интенсивности водяного знака в последовательности ПШ, выводимой с блока 25 генерирования последовательности ПШ. Например, в случае, когда последовательность ПШ равна "0101...", она изменяется на "0202..." или "0303...". Затем блок 26 установки интенсивности подает водяной знак (то есть последовательность ПШ), интенсивность которого повышена, на сумматор 27.

С другой стороны, если значения яркости изменяются в меньшей степени, так как изображение кадра, например, представляет изображение с равномерным фоном, вероятность того, что водяной знак будет заметен, будет выше. Поэтому, когда значения яркости изменяются в меньшей степени, блок 26 установки интенсивности подает на выход последовательность ПШ, выводимую с блока 25 генерирования последовательности ПШ на сумматор 27, не изменяя ее.

Сумматор 27 суммирует вместе последовательность ПШ, выводимую с блока 26 установки интенсивности, и изображение кадра, подаваемое на блок 20 обработки. При этом в изображении кадра, в которой ранее был введен водяной знак ОК, вводится водяной знак БНК. Например, как показано на фиг.9, если последовательность ПШ "0101...", составляющая водяной знак БНК, будет дополнительно прибавлена к кадру Р2, к которому уже была добавлена последовательность ПШ "0011...", составляющая водяной знак ОК (см. фиг.3 и 4), значения яркости изображения Р3 примут значения "а", "b+1", "с+1", "d+2",... после этого сумматор 27 выдает изображение, в котором скрыто нанесен водяной знак БНК, на блок 50 записи.

С другой стороны, если сигнал Sg управления не подается блоком 24 принятия решения, последовательность ПШ не будет вырабатываться. В результате, так как с выхода схемы 25 генерирования последовательности ПШ не будет выдаваться сигнал, никакой сигнал не будет подаваться на сумматор 27. Поэтому изображение, подаваемое на блок 20 обработки, будет передаваться через сумматор 27 на блок 50 записи в неизмененном виде.

Таким образом, блок 20 обработки будет подавать изображение на блок 50 записи в виде, соответствующем изображению, в которое не был введен водяной знак или в которое был введен водяной знак БНК. С другой стороны, блок 20 обработки вводит знак БНК в подаваемое на вход изображение и выводит это изображение на блок 50 записи, когда в подаваемый на вход кадр изображения был введен водяной знак ОК.

Блок 50 записи, изображенный на фиг.7, записывает изображение, выводимое с блока 20 на оптический диск 120, только в случае, если с блока 20 обработки выводится сигнал Sc1 управления, который разрешает копирование цифрового видеоизображения. А именно, блок 50 записи не записывает кадр изображения (то есть выходной видеосигнал Sр), который выводится с блока 20 обработки на оптический диск 120, когда сигнал Sc2 управления, запрещающий копирование цифрового видеоизображения, выводится с блока 20 обработки, блок 50 записи записывает изображение, выводимое с блока 20 обработки на оптический диск 120, если в подаваемое на блок 20 обработки изображение не введен водяной знак или введен водяной знак ОК. С другой стороны, блок 50 записи не будет записывать изображение, выводимое с блока 20 обработки на оптический диск 120, если водяной знак БНК был ранее введен в изображение, подаваемое на блок 20 обработки.

Таким образом, в соответствии с устройством 100 видеозаписи, в соответствии с настоящим вариантом осуществления, становится возможным определить, является ли ограничение на копирование, заданное для данного цифрового видеоизображения, разрешением на создание первой копии цифровой информации, или на запрещение копирования цифровой информации, с использованием водяных знаков ОК и БНК, составленных из двух видов последовательностей ПШ, отличающихся друг от друга. Затем в случае, когда водяной знак, введенный в цифровое видеоизображение, указывает на разрешение создания первой копии, становится возможным изменить ограничение на копирование, заданное данному цифровому видеоизображению с разрешения создания первой копии на запрещение копирования, посредством введения водяного знака БНК в цифровое видеоизображение. С помощью этого выполняются основные требования к водяным знакам: 1) ограниченное нарушение качества видеоизображения; 2) зритель, который смотрит видеоизображение, не ощущает наличие водяного знака; 3) легкая и недорогостоящая реализация ограничения копирования. В то же время становится возможным реализовать принятие решения между выработкой разрешения создания первой копии и запрещением копирования, а также реализовать изменение с разрешения создания первой копии на запрещение копирования. Поэтому может быть оптимально реализовано управление копированием цифрового видеоизображения.

Далее, в соответствии в устройством 100 видеозаписи, в соответствии с настоящим вариантом, благодаря введению водяного знака БНК в цифровое видеоизображение, в которое уже был введен водяной знак ОК, становится возможным изменить ограничение возможности копирования цифрового видеоизображения с разрешения создания первой копии на запрещение копирования при сохранении дополнительной информации, отличающейся от водяных знаков, введенных в цифровое видеоизображение.

Например, бывают случаи, когда цифровое видеоизображение несет скрытую, дополнительную информацию, относящуюся к видеоизображению (например, информацию, относящуюся к содержанию видеоизображения, такому как кинофильм, театральная постановка, спортивная передача), которая вводится по существу таким же образом, как и водяной знак. В таком случае, если значения яркости изображения будут перезаписаны, появляется вероятность того, что дополнительная информация может быть повреждена или стерта. Однако, в соответствии с устройством 100 видеозаписи, в соответствии с настоящим вариантом осуществления, поскольку водяной знак БНК просто добавляется к значениям яркости изображения, как показано на фиг.9, дополнительная информация не будет разрушена или стерта.

Далее, в соответствии с устройством 100 видеозаписи, в соответствии с настоящим вариантом осуществления, становится возможным осуществить простое генерирование водяных знаков, составляющих вторую последовательность ПШ, которая явно отличается по структуре от первой последовательности ПШ, генерируя водяной знак БНК и водяной знак ОК при помощи схем 1 и 2 генерирования последовательности ПШ, соответствующих двум видам полиномов, отличающимся друг от друга соответственно. С помощью этого становится возможным увеличить различие при определении водяного знака ОК и водяного знака БНК друг от друга.

Кроме того, в соответствии с устройством 100 видеозаписи, в соответствии с настоящим вариантом воплощения, изменяя интенсивность водяного знака, который должен вводиться в цифровое видеоизображение, в соответствии с содержанием изображения, становится возможным точно определять водяной знак, в то же время ограничивая степень снижения качества цифровой информации, вызванного введением водяного знака. Поскольку последовательность ПШ, составляющая водяной знак БНК, и последовательность ПШ, составляющая водяной знак ОК, имеют ортогональную взаимозависимость друг с другом, становится возможным точно определить, является ли водяной знак, введенный в цифровую информацию, водяным знаком ОК или водяным знаком БНК.

В вышеописываемом блоке 20 обработки в устройстве 100 видеозаписи водяной знак БНК вводится в цифровое видеоизображение, в которое уже был введен водяной знак ОК путем введения его в цифровое видеоизображение. Однако настоящее изобретение этим не ограничивается. Например, становится возможным перезаписать водяной знак, введенный в цифровое видеоизображение, с водяного знака ОК на водяной знак БНК.

В этом случае, блок обработки устройства видеозаписи выполняется, как показано, например, на фиг.10. А именно, блок 40 обработки на фиг.10 имеет структуру практически такую же, как блок 20 обработки на фиг.8, за исключением блока 45 генерирования последовательности ПШ для введения водяного знака. Блок 45 генерирования последовательности ПШ блока 40 обработки имеет схему 1 генерирования последовательности ПШ, предназначенную для вырабатывания последовательности ПШ, составляющей водяной знак ОК, и схему 2 генерирования последовательности ПШ, предназначенную для вырабатывания последовательности ПШ, составляющую водяной знак БНК, а также схему 3 вычитания, предназначенную для вычитания последовательности ПШ, вырабатываемой схемой 1 генерирования последовательности ПШ из последовательности ПШ, вырабатываемой схемой 2 генерирования последовательности ПШ.

Далее более конкретно поясняется работа блока 45 генерирования последовательности ПШ. Когда сигнал Sg управления выводится с блока 24 анализа водяного знака, блок 45 генерирования последовательности ПШ генерирует последовательность ПШ "0101...", составляющую водяной знак БНК с помощью, например, схемы 2 генерирования последовательности ПШ. Затем блок 45 генерирования последовательности ПШ генерирует последовательность ПШ "0011...", составляющую водяной знак ОК с помощью, например, схемы 1 генерирования последовательности ПШ. Затем блок 45 генерирования последовательности ПШ вырабатывает последовательность ПШ "01-10...", вычитая последовательность ПШ "0011...", составляющую водяной знак ОК, из последовательности ПШ "0101...", составляющей водяной знак БНК, с помощью схемы 3 вычитания. Затем блок 45 генерирования последовательности ПШ выводит ее на блок 26 установки интенсивности. Последовательность ПШ "01-10...", выводимая из блока 45 генерирования последовательности ПШ, изменяется по интенсивности, в зависимости от требований блока 26 установки интенсивности, и затем добавляется к значению яркости кадра изображения, подаваемого на вход блока 40 обработки с помощью сумматора 27, как изображено на фиг.11.

В результате водяной знак ОК, введенный в кадр изображения, удаляется из кадра, и водяной знак БНК вводится в изображение кадра. В соответствии с устройством видеозаписи, имеющим такую структуру, становится возможным перезаписывать водяной знак, введенный в изображение кадра, с водяного знака ОК на водяной знак БНК. Так как водяной знак будет перезаписан, становится возможным уменьшить степень изменения значений яркости при введении водяного знака. Поэтому становится возможным изменить водяной знак с водяного знака ОК на водяной знак БНК, выполняя ограничения по снижению качества цифровой информации.

В вышеописываемых вариантах осуществления, хотя последовательность ПШ, составляющая водяной знак, добавляется к значениям яркости, установленным для соответствующих элементов изображения кадра, настоящее изобретение этим не ограничено. Например, последовательность ПШ, составляющая водяной знак, может добавляться к другим значениям, установленным для соответствующих элементов изображения.

Последовательность ПШ, составляющая водяной знак, не ограничивается М последовательностью. Например, другие случайные последовательности, такие как золотой код, могут использоваться как последовательность ПШ, составляющая водяной знак.

В вышеописываемых вариантах осуществления был пояснен случай, в котором водяной знак составлялся в виде последовательности ПШ. Однако настоящее изобретение не ограничивается этим. Например, становится возможным составить водяной знак из другого сигнала, в котором применяются случайные или близкие к случайным коды, или коды, расположение которых упорядочено, но способ упорядочения которых не может быть распознан простым способом.

Кроме того, в вышеописываемом варианте воплощения был разъяснен случай, в котором коды, составляющие последовательность ПШ и элемент изображения кадра, соответствуют друг другу. Однако настоящее изобретение не ограничено этим. Например, кадр изображения может быть разделен на множество областей, каждая из которых содержит множество элементов изображения, расположенных рядом друг с другом, так, что каждая область и коды, составляющие последовательность ПШ, могут соответствовать друг другу. Здесь поясняется пример, в котором последовательность ПШ "0101...", составляющая водяной знак БНК, вводится в кадр изображения, который разделен на квадратные области, причем каждая из них состоит из 4 элементов изображения, расположенных рядом друг с другом. В этом примере "0" добавляется ко всем значениям яркости 4 элементов изображения, включенных в область, расположенную на первом месте на кадре изображения. Затем "1" добавляется ко всем значениям яркости 4 элементов изображения, включенных в область, расположенную на втором месте в изображении. Таким образом, благодаря такому расположению кодов, составляющих последовательность ПШ, и областей, состоящих из множества элементов изображения, когда они соответствуют друг другу, водяной знак будет оставаться в цифровом видеоизображении, даже когда цифровое видеоизображение будет профильтровано или сжато.

Кроме того, в вышеописываемом варианте осуществления пояснялся случай, в котором настоящее изобретение применялось по отношению к устройству видеозаписи для записи цифрового видеоизображения. Однако настоящее изобретение не ограничивается этим. Например, настоящее изобретение может применяться по отношению к устройству записи, предназначенному для записи цифровых звуковых данных.

Формула изобретения

1. Способ ограничения возможности копирования цифровой информации, отличающийся тем, что содержит этап обнаружения, заключающийся в обнаружении первого водяного знака, введенного в цифровую информацию, который содержит первый сигнал, выработанный на основе первого правила; и этап введения, заключающийся в введении второго водяного знака, который содержит второй сигнал, выработанный на основе второго правила и имеющий структуру, отличающуюся от структуры первого сигнала, в цифровую информацию, в случае, если на этапе обнаружения был обнаружен первый водяной знак.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что на этапе введения вводят второй водяной знак, в цифровую информацию, которая содержит первый водяной знак.

3. Способ по п.1 или 2, отличающийся тем, что этап введения содержит этап генерирования, заключающийся в вырабатывании второго сигнала, с использованием уравнения генерирования, которое отличается от уравнения, используемого для вырабатывания первого сигнала, для введения в цифровую информацию второго водяного знака, выработанного на этапе генерирования.

4. Способ по п.1 или 2, отличающийся тем, что этап введения содержит этап генерирования, заключающийся в вырабатывании второго сигнала, с использованием такого же уравнения генерирования, как уравнение, используемое для вырабатывания первого сигнала, с помощью установки параметра уравнения генерирования, который отличается от параметра, установленного для уравнения генерирования, предназначенного для вырабатывания первого сигнала, для введения в цифровую информацию второго водяного знака, выработанного на этапе генерирования.

5. Способ по любому из пп.1-4, отличающийся тем, что этап генерирования содержит этап изменения интенсивности, заключающийся в изменении интенсивности второго водяного знака в соответствии с содержанием цифровой информации, для введения в цифровую информацию второго водяного знака, интенсивность которого изменена на этапе изменения интенсивности.

6. Способ ограничения возможности копирования цифровой информации, отличающийся тем, что содержит этап обнаружения, заключающийся в обнаружении первого водяного знака, введенного в цифровую информацию, который содержит первый сигнал, выработанный на основе первого правила; и этап перезаписи, заключающийся в перезаписи первого водяного знака, введенного в цифровую информацию вторым водяным знаком, который содержит второй сигнал, выработанный на основе второго правила и имеющий структуру, отличающуюся от структуры первого сигнала, в случае, если на этапе обнаружения был обнаружен первый водяной знак.

7. Способ по п.6, отличающийся тем, что этап перезаписи содержит этап генерирования, заключающийся в вырабатывании второго сигнала, с использованием уравнения генерирования, которое отличается от уравнения, используемого для вырабатывания первого сигнала, для перезаписи первого водяного знака вторым водяным знаком, выработанным на этапе генерирования.

8. Способ по п.6, отличающийся тем, что этап перезаписи содержит этап генерирования, заключающийся в вырабатывании второго сигнала, с использованием такого же уравнения генерирования, как уравнение, используемое для вырабатывания первого сигнала, с помощью установки параметра уравнения генерирования, который отличается от параметра, установленного для уравнения генерирования, предназначенного для вырабатывания первого сигнала, для перезаписи первого водяного знака вторым водяным знаком, выработанным на этапе генерирования.

9. Способ по любому из пп.6-8, отличающийся тем, что этап перезаписи содержит этап изменения интенсивности, заключающийся в изменении интенсивности второго водяного знака в соответствии с содержанием цифровой информации, для перезаписи первого водяного знака вторым водяным знаком, интенсивность которого изменена на этапе изменения интенсивности.

10. Способ по любому из пп.1-9, отличающийся тем, что первый водяной знак задают как указывающий на разрешение создания первой копии цифровой информации, и второй водяной знак задают как указывающий на запрещение копирования цифровой информации.

11. Способ по любому из пп.1-10, отличающийся тем, что первый сигнал составляют из первой последовательности ПШ, и второй сигнал составляют из второй последовательности ПШ, которая отличается от первой последовательности ПШ.

12. Способ по п.11, отличающийся тем, что используют первую последовательность ПШ и вторую последовательность ПШ, которые ортогональны друг другу.

13. Устройство (20) ограничения возможности копирования цифровой информации, отличающееся тем, что содержит устройство (21, 22, 23, 24) обнаружения, предназначенное для обнаружения первого водяного знака, введенного в цифровую информацию, который содержит первый сигнал, выработанный на основе первого правила; и устройство (25, 26, 27) введения, предназначенное для введения второго водяного знака, который содержит второй сигнал, выработанный на основе второго правила и имеющий структуру, отличающуюся от структуры первого сигнала в цифровую информацию, в случае, если устройством обнаружения был обнаружен первый водяной знак.

14. Устройство (20) по п.13, отличающееся тем, что устройство (25, 26, 27) введения выполнено с возможностью введения второго водяного знака в цифровую информацию, которая содержит первый водяной знак.

15. Устройство (20) по п.13 или 14, отличающееся тем, что устройство (25, 26, 27) введения содержит устройство (25) генерирования, предназначенное для вырабатывания второго сигнала, с использованием уравнения генерирования, которое отличается от уравнения, используемого для вырабатывания первого сигнала, для введения в цифровую информацию второго водяного знака, выработанного устройством генерирования.

16. Устройство (20) по п.13 или 14, отличающееся тем, что устройство (25, 26, 27) введения содержит устройство (25) генерирования, предназначенное для вырабатывания второго сигнала с использованием такого же уравнения генерирования, как и уравнение, используемое для вырабатывания первого сигнала, с помощью установки параметра уравнения генерирования, который отличается от параметра, установленного для уравнения генерирования, предназначенного для вырабатывания первого сигнала, для введения в цифровую информацию второго водяного знака, выработанного устройством генерирования.

17. Устройство (20) по пп.13-16, отличающееся тем, что устройство (25, 26, 27) введения содержит устройство (26) изменения интенсивности, предназначенное для изменения интенсивности второго водяного знака в соответствии с содержанием цифровой информации, для введения в цифровую информацию второго водяного знака, интенсивность которого изменена устройством изменения интенсивности.

18. Устройство (40) ограничения возможности копирования цифровой информации, отличающееся тем, что содержит устройство (21, 22, 23, 24) обнаружения, предназначенное для обнаружения первого водяного знака, введенного в цифровую информацию, который содержит первый сигнал, выработанный на основе первого правила; и устройство (45, 26, 27) перезаписи, предназначенное для перезаписи первого водяного знака, введенного в цифровую информацию, вторым водяным знаком, который содержит второй сигнал, выработанный на основе второго правила и имеющий структуру, отличающуюся от структуры первого сигнала, в случае, если устройством обнаружения был обнаружен первый водяной знак.

19. Устройство (40) по п.18, отличающееся тем, что устройство (45, 26, 27) перезаписи содержит устройство (45) генерирования, предназначенное для вырабатывания второго сигнала, с использованием уравнения генерирования, которое отличается от уравнения, используемого для вырабатывания первого сигнала, для перезаписи первого водяного знака вторым водяным знаком, выработанным устройством генерирования.

20. Устройство (40) по п.18, отличающееся тем, что устройство (45, 26, 27) перезаписи содержит устройство (45) генерирования, предназначенное для вырабатывания второго сигнала, с использованием такого же уравнения генерирования, как и уравнение, используемое для вырабатывания первого сигнала, с помощью установки параметра уравнения генерирования, который отличается от параметра, установленного для уравнения генерирования, предназначенного для вырабатывания первого сигнала для перезаписи первого водяного знака вторым водяным знаком, выработанным устройством генерирования.

21. Устройство (40) по любому из пп.18-20, отличающееся тем, что устройство (45, 26, 27) перезаписи содержит устройство (26) изменения интенсивности, предназначенное для изменения интенсивности второго водяного знака в соответствии с содержанием цифровой информации, для перезаписи первого водяного знака вторым водяным знаком, интенсивность которого изменена устройством изменения интенсивности.

22. Устройство (20, 40) по любому из пп.13-21, отличающееся тем, что выполнено с возможностью определения первого водяного знака как указывающего на разрешение создания первой копии цифровой информации, и второго водяного знака как указывающего на запрещение копирования цифровой информации.

23. Устройство (20, 40) по любому из пп.13-22, отличающееся тем, что выполнено с возможностью использования первого сигнала, составленного из первой последовательности ПШ, и второго сигнала, составленного из второй последовательности ПШ, которая отличается от первой последовательности ПШ.

24. Устройство (20, 40) по п.23, отличающееся тем, что выполнено с возможностью использования первой последовательности ПШ и второй последовательности ПШ, которые ортогональны друг другу.

25. Устройство (100) записи цифровой информации, отличающееся тем, что содержит входное устройство (10) ввода, предназначенное для ввода цифровой информации; устройство (20) обнаружения, предназначенное для обнаружения первого водяного знака, введенного в цифровую информацию, вводимую устройством ввода и который содержит первый сигнал, выработанный на основе первого правила; устройство (20) введения, предназначенное для введения второго водяного знака, который содержит второй сигнал, выработанный на основе второго правила и имеющий структуру, отличающуюся от структуры первого сигнала, в цифровую информацию, в случае, если устройством обнаружения был обнаружен первый водяной знак; и устройство (50) записи, предназначенное для записи цифровой информации, в которую устройством введения введен второй водяной знак.

26. Устройство (100) записи цифровой информации, отличающееся тем, что содержит устройство (10) ввода, предназначенное для ввода цифровой информации; устройство (40) обнаружения, предназначенное для обнаружения первого водяного знака, введенного в цифровую информацию, вводимую устройством ввода, и который содержит первый сигнал, выработанный на основе первого правила; устройство (40) перезаписи, предназначенное для перезаписи первого водяного знака, введенного в цифровую информацию, вторым водяным знаком, который содержит второй сигнал, выработанный на основе второго правила и имеющий структуру, отличающуюся от структуры первого сигнала, в случае, если устройством обнаружения был обнаружен первый водяной знак; и устройство (50) записи, предназначенное для записи цифровой информации, в которой устройством перезаписи первый водяной знак переписан вторым водяным знаком.

РИСУНКИ