专利名称：增加信息到视频信号并在其中进行检测的方法和装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及用于在例如视频信号上叠加和增加时间码信息的装置和方法，以及用于在视频信号上叠加和增加时间码信息和与该时间码信息相关的一个附加信息诸如反复制控制信息的装置与方法。
VTR(视频磁带录象机)已被普及了，并提供了利用VTR再生的许多软件。近来，数字重放装置诸如数字VTR与DVD(数字视盘)被应用到实践中，并且容易地重放和观看良好质量的声音和良好质量的图象。
然而，另一方面，普及引起这样的问题，即如此丰富软件被无限制地复制，因此开发了各种各样的复制预防装置。
例如，尽管它是这样一种不直接复制模拟视频信号的禁止方法，这样一种方法可供使用，其中在记录装置诸如VTR与用于显示图象的监示器接收机之间的AGC(自动增益控制)系统或者APC(自动相位控制)特性中的区别被用来充分地阻止复制。
详尽地，例如，这样一种方法为前种方法的例子，其中VTR利用插入在视频信号中的伪同步信号完成AGC，并且监示器接收机使用不利用伪同步信号的AGC系统，并且在该方法中，当模拟视频信号在原来的记录介质中被记录时，一个极高电平的伪同步信号作为AGC的同步信号被事先插入，然后，极高电平的伪同步信号插入在从重放VTR提供到记录VTR的视频信号中，作为AGC的同步信号。
利用APC特性区别的方法为后一种方法的例子，其中在VTR中的APC以一个短时间常量跟随在视频信号中的彩色脉冲信号后面，但是在监示器接收机中的APC以一个比较长时间常量跟随在彩色脉冲信号后面，并且当模拟视频信号在原来的记录介质中被记录时，在该方法中，视频信号的彩色脉冲信号的相位被事先部分地反向，然后具有部分反向彩色脉冲信号的视频信号作为从重放VTR提供的视频信号被输出到记录VTR中。
在如上所述的情况中，接收从重放VTR所提供的模拟视频信号的监示器接收机正常地重放图象，没有接收用于伪同步信号和APC的部分的相位倒置的彩色脉冲信号的一种不利的影响。
然而，在这样的VTR中，它接收如上所述从重放VTR提供的插入的伪同步信号的模拟视频信号或受到彩色脉冲信号的相位反向控制的视频信号，并将该模拟视频信号记录在记录介质上，该VTR不能按照输入信号来完成增益控制或相位控制，并且不正常地记录视频信号。因此，当所记录的视频信号重放时，不能观看到正常的图象。
在如上所述包括模拟视频信号的情况之下，复制预防方法不是用于阻止复制的方法，而是用于获得不能正常观看的图象的方法，因此这种方法可以说仅仅是一种被动的复制预防控制。
另一方面，当数字化信息，例如，视频信号被包括时，包括复制预防码或者复制产生控制码的复制预防控制信号作为一种数字数据加到视频信号上，并且在记录介质中记录，以便进行直接的复制预防控制，例如，复制禁止。
图1是用以处理这个数字化信息的复制装置的一个基本的结构示意图，并且装置将由数字重放装置200重放的一个数字视频信息通过一数字传输通道220送到一个数字记录装置210，并且如果它是允许复制的，重放数字视频信息，如果它是阻止复制的则阻止复制。
在安装在数字重放装置200上的记录介质201中，除数字视频信息之外反复制控制信息作为附加信息被记录。该反复制控制信息表明复制禁止，复制允许，或者作为控制内容的次数限制。数字再生单元202从记录介质201读取数字信息，获取具有数字视频信息的重放预防控制信息，并且通过数字传输通道220把它送到数字记录装置210。
数字记录装置210的复制预防控制信号检测单元212从通过数字传输通道220接收的信息中检测复制预防控制信号，并且识别该控制内容。这种识别结果被传输到数字记录单元211。
如果从复制预防控制信号检测单元212所提供的复制预防控制信号所获得的识别结果是这样的信号，它表明允许记录通过数字传输通道220输入的数字视频信息的，数字记录单元211把上述的输入数字视频信号转化成为适合于记录的一个数字信息，并且将其写入记录介质213中，以完成记录。另一方面，如果从复制预防控制信号检测单元212所提供的复制预防控制信号所获得的识别结果是复制禁止，数字记录单元211不完成上述的输入数字视频信息的记录处理。
如果从复制预防控制信号检测单元212所提供的复制预防控制信号所获得的识别结果是这样的信号，仅仅允许第一代复制，数字记录单元211把上述的输入数字信号转化成为适合于记录的数字视频信息，将它写入在记录介质213中，并且完成记录，并且改变作为附加信息的反复制控制信号成为表明复制禁止(下一代的复制禁止)的信号，并且在记录介质213中将其记录。因此，利用所复制的记录介质213，视频信号不能被复制。
如上所述，在所谓的数字连接的情况下，将视频信号作为主信息信号并将反复制控制信号作为附加信息以数字信号的形式提供到记录装置中，因为反复制控制信号包括在所传输的数字数据中，记录装置利用这个反复制控制信号一致地完成复制预防控制诸如复制阻止。
在图1的数字重放装置，例如，是一种数字VTR的情况之下，数字VTR通过D/A转化电路203仅仅把视频信号即主信息信号与声音信号转化成为模拟信号，以监示重放的视频信号和声音信号，并且指引它到模拟输出终端204，其上通常连接有监示器电视机。
如上所述，尽管包括用于数字信息的重放装置，在指引到模拟输出终端204的模拟信号中不包括反复制控制信号。因此，在模拟连接的情况下，模拟VTR与模拟输出终端204连接，信息信号被不希望地复制。
这样就意味着反复制控制信号被叠加并且加到经过D/A转化的视频信号与声音信号中，然而困难的是增加反复制控制信号，以便在记录装置中提取它，并且将它用于复制预防控制，而不会恶化经过的D/A转化的视频信号与声音信号。
因此，在模拟连接的情况下阻止复制的唯一方法是被动的复制预防方法，它利用VTR和监示器电视机之间的AGC系统的上述区别或者APC的特性的上述区别。
然而，在上述复制预防控制方法的情况下，它利用VTR和监示器电视机之间的AGC系统的区别或者APC的特性的区别，会发生视频信号被正常记录的情况，即，被动的复制预防不能按照记录装置侧的AGC系统或者APC特性来完成。进一步，该方法会造成这样的问题，即显示在监示器电视机上的重放图象反常。
作为一种复制预防控制系统，有效地用于模拟连接和数字连接，而上述的问题被解决，而不损坏重放的视频信号和声音信号，本发明的发明者以前建议了这样的方法，其中反复制控制信号被频谱扩展，频谱扩展的反复制控制信号叠加在视频信号上面，并且视频信号作为一个数字信号或者模拟信号被记录(参见日本专利申请号平-339959，美国专利申请号08/755101)在这个系统中，用一个充分短的时期产生作为扩展码的PN(伪随机噪音)系列码(在下文被称作PN码)，并且频谱扩展是通过将反复制控制信号乘以PN码而完成的，然后窄带高电平复制控制信号被转化成为宽带低电平信号，它不会损坏视频信号与声音信号，并且叠加在模拟视频信号上面的频谱扩展的反复制控制信号被记录在记录介质中。在这种情况下，将要在记录介质中记录的信号可以是视频信号或者数字信号。
在这个系统中，因为反复制控制信号作为频谱扩展的宽带低电平信号叠加在视频信号上面，对于想要非法复制的人来说，要从视频信号中去掉所叠加的反复制控制信号是困难的。
另一方面，可能通过反向频谱扩展来检测和利用所叠加的反复制控制信号。因此，反复制控制信号与视频信号一起肯定地提供到记录装置侧，并且在记录装置一侧中，反复制控制信号将被检测，并且与所检测的反复制控制信号相应的复制控制能被肯定地完成。
顺便指出，为了用上述的频谱扩展系统叠加反复制控制信号即附加信息到视频信号上，而不使重放的图象恶化，就需要以充分低的电平频谱扩展附加信息，以不造成叠加在该视频信号上的视频信号的S/N比恶化。为了获得这样的电平，要求频谱扩展的PN码的码长充分地长。
但是当码长是如上所述的长度时，使用了一个所匹配的滤波器或者使用了滑动关系的方法实际上不能用作为将反向扩展PN码的相位与扩展的PN码的相位匹配的一种同步的方法，当频谱扩展之时，因为同步需要完全长的时间。
考虑到频谱扩展的PN码串是与该视频同步信号同步地产生，因为只要通过与视频同步信号同步地产生PN码串就能容易地获得用于反向扩展的PN码串。如果具有多场的长周期的PN码被用作为具有足够长的码长的PN码，附加信息就能相当容易地叠加，而不损坏视频信号，如上所述。
然而，因为用于表明时间连续性的时间码信息通常不加到视频信号上，没有任何手段来估计场，与帧邻近的场，或者帧的关系。为了在两个以上的多个场或者多个帧上产生PN码，就需要装置来单独地识别这此场或者这此帧的单元的同步，并且作为这样的装置，其中与频谱扩展码同步的信息插入并且加到视频信号的垂直消隐期间的方法被认为是可应用的。
然而，当视频信号作为一个数字信号被传输时，垂直消隐期间的信息通常不传输。因此，除数字视频信号之外，频谱扩展的同步信息作为一个数字附加信息被传输，然而，在模拟连接的情况下，其中上述的数字信息被D/A转化并输出，同步信息被除去。为了避免这个问题，在模拟连接的情况下，从作为数字附加信息而提供的时间码中再次产生频谱扩展的同步信息，并且插入和加到模拟视频信号的垂直消隐期间上，然而这种令人烦恼的操作是不利的。
当利用在多个场或者多个帧上频谱扩展的代码对附加信息进行频谱扩展时，在用于检测同步的方法的情况下，其中通过仅仅表明开头位置来检测同步，如果场数据通过场稀薄处理被除去或者场数据通过场内插处理被插入，并且该方法导致同步相位的改变，以不引起用于反向扩展的PN码的同步，因为未检测场数据的这种抑制或插入。
在这种情况之下，即附加信息是反复制控制信号，这样的结果意味着反复制控制信号用上述的方法而被改变。
鉴于上述的问题，本发明的目的是提供一种方法和装置，用于将表明图象的时间连续性的时间码肯定地叠加在视频信号上，而不管视频信号是模拟视频信号还是数字视频信号。
本发明的另一个目的是提供一种方法和装置，其中，例如，一个附加信息诸如反复制信号被频谱地扩展并叠加在视频信号的连续的多个场或者多个帧的期间上，并且容易被检测。
本发明的用于增加信息到视频信号上的方法包括步骤，用以基于视频信号的同步信号产生定时信号；步骤，用以与定时信号同步地周期性地产生时间码信息信号；步骤，用以与定时信号同步地周期性地产生第一个频谱扩展码串；步骤，用以与定时信号同步地按照时间码信息信号产生第二频谱扩展码串；步骤，用以利用第一个频谱扩展码串通过频谱扩展时间码信息信号产生扩展时间码信号；步骤，用以利用第二个频谱扩展码串通过频谱地扩展一个附加信息信号产生扩展附加信息信号；以及步骤，用以将扩展时间码信号和扩展附加信息信号加到视频信号。
根据本发明，就可能使非法改变处理变得更困难，因为附加信息是一个秘密的信息诸如反复制控制信号。
图1是说明复制预防控制系统的示例性结构的方框图。
图2是说明按照本发明带有时间码信息增加装置的实施例的方框图。
图3是说明图2的示例性结构的局部的方框图。
图4是描述在图2中所显示的实施例的操作的时间图表。
图5是说明图2的一种详尽的示例性结构的局部的方框图。
图6是说明图5的一种详尽的示例性结构的局部的方框图。
图7是描述在图2中所显示的实施例中操作的流程图。
图8是描述在图2中所显示的实施例示意图。
图9是说明依据本发明时间码信息检测装置的实施例的方框图。
图10是描述在图9中所显示的实施例中操作的流程图。
图11是说明依据本发明信息增加装置的第一实施例的方框图。
图12是描述在图11中所显示的第一实施例中操作的时间图表。
图13是描述在图11中所显示的第一实施例中操作的流程图。
图14是描述在图11中所显示的第一实施例的另一个例子的操作的时间图表。
图15是按照本发明的附加信息检测装置的第一实施例的方框图。
图16是描述在图15中所显示的第一实施例中操作的流程图。
图17是说明依据本发明的附加信息检测装置的第二实施例的方框图。
图18是描述在图17中所显示的第二实施例中操作的流程图。
图19是描述在图17中所显示的第二实施例中操作的流程图。
图20是说明按照本发明的附加信息检测装置的第二实施例的方框图。
图21是描述在图20中所显示的第二实施例中操作的流程图。
图22是说明按照本发明的信息增加装置的第三实施例的方框图。
图23是描述在图22中所显示的第三实施例中操作的流程图。
图24是描述在图22中所显示的第三实施例中操作的时间图表。
图25是说明按照本发明的附加信息检测装置的第三实施例的方框图。
图26是描述在图25中所显示的第三实施例中操作的流程图。
图27是说明按照本发明的信息增加装置的第四实施例的方框图。
图28是描述在图27中所显示的第四实施例中操作的流程图。
图29是描述在图27中所显示的第四实施例中操作的时间图表。
图30是说明按照本发明的附加信息检测装置的第四实施例的方框图。
图31是描述在图30中所显示的第四实施例中操作的流程图。
图32是描述本发明的其它改进例子之一的示意图。
本发明的实施例在下文根据附图详尽地被描述。
时间码信息检测装置和时间码信息增加装置的实施例将被描述。
图2是说明该实施例的时间码信息增加装置10的结构方框图，并且时间码信息增加装置10包括时间码扩展同步单元11，时间码扩展信号产生单元12，以及叠加单元13，它构成了时间码扩展信号叠加装置13。
输入视频信号Vi被输入到时间码信息增加装置10。这个输入视频信号Vi可以是模拟视频信号或者可以是一个数字视频信号。
输入视频信号Vi被提供到时间码扩展同步单元11，并且向叠加单元13提供。
时间码扩展同步单元11产生与输入视频信号Vi的同步信号同步的定时信号，并且例如，如在图3中显示的，包括参考定时检测单元111,PLL电路112，以及定时信号产生装置。
当接收模拟视频信号的输入视频信号Vi时，参考定时检测单元111提取视频同步信号作为参考定时信号。在该实施例中，一垂直同步信号VD作为参考定时信号，并且参考定时检测单元111从输入视频信号Vi中提取垂直同步信号VD(参见图4A)，并且向PLL电路112和定时信号产生单元113提供。
PLL电路112产生与垂直同步信号VD同步的时钟信号CLK。向定时信号产生单元113提供该时钟信号CLK，并且向时间码扩展信号产生单元12提供。
基于垂直同步信号VD和时钟信号CLK，定时信号产生单元113产生用以频谱扩展时间码信息Tc的PN码串的一个复位信号RE(参见图4B)，以及其它各种定时信号，并且将他们输出到时间码扩展信号产生单元12。复位信号RE是用于频谱扩展时间码信息Tc的PN码串的同步定时信号，并且在该实施例中，这个复位信号RE被产生，作为这样的信号，这种信号与垂直同步信号VD同步，并且有1个垂直间隔的周期。
时间码扩展信号产生单元12产生PN(伪随机噪音)码串，并且利用该PN码串频谱扩展时间码信息Tc。
图5是说明时间码扩展信号产生单元12的结构例子的方框图。如在该图5中显示的，时间码扩展信号产生单元12提供有时间码信息串产生单元121,PN码串产生单元122，以及乘法装置123。
时钟信号CLK与输入时间码信息Tc(参见图4D)被提供到时间码信息串产生单元121。在该实施例的情况下，时间码信息Tc，尽管在图中它不被显示，是与垂直同步信号VD同步的编码信息。为了简化描述的目的，在该实施例中，描述有连续的场号″0″,″1″,″2″，…的时间码信息Tc，可是，当然更详细的信息可以用作为时间码信息Tc。
时间码信息串产生单元121基于时钟CLK通过输出时间码信息Tc产生时间码信息串，并且向乘法装置123提供它。
另一方面，时钟信号CLK，启动信号EN，以及复位信号(初始化信号)RE向PN码串产生单元112提供。启动信号EN是激活PN码串产生单元112的信号，在该实施例中，启动信号EN是当电源流到时间码信息增加装置10时产生的，并且向PN码串产生单元112提供。另一方面，复位信号RE是用以从开头产生具有预定编码模式的PN码串的信号。
PN码串产生单元112响应启动信号EN而被激活。在每次从开头提供复位信号RE的定时，PN码串产生单元112产生PN码串，并且产生与时钟信号CLK同步的PN码串PS(参见图4C)。向乘法装置113提供所产生的PN码串PS。
图6是说明PN码串产生单元112的示例性结构的方框图。这个例子的PN码串产生单元112包括例如，15个D触发器REG1对REG15，它构成一个15级的移位寄存器；以及异或电路EX-OR1至EX-OR15，以数学地演算出该移位寄存器的适当的抽头输出。如在图6中所显示的，基于复位信号RE，时钟信号CLK，和启动信号EN，PN码串产生单元112产生PN码串PS的M个系列，如上所述。
乘法单元113利用从PN码串产生单元112所提供的PN码串PS频谱扩展扩展时间码信息Tc。从该乘法单元113，时间码扩展信号将被提供，它是时间码信号被频谱扩展的信号。
来自该时间码扩展信号产生单元12的时间码扩展信号向叠加单元13提供。叠加单元13完成该时间码扩展信号在输入视频信号Vi上的叠加。然后，叠加单元13输出该视频信号Vo，其上已经叠加了时间码扩展信号。该输出的视频信号Vo提供到监示器电视机，以显示图象，或者提供到记录单元以在记录介质中记录视频信号。
时间码信息增加装置10的上述的操作流程在图7中描述。详尽地，第一垂直同步信号VD在第一个步骤S11从输入视频信号Vi被提取，并且扩展同步控制被完成。其次，在第二个步骤S12，一扩展的PN码串PS被产生。在其次的第三步骤S13，时间码信息Tc利用扩展的PN码串PS被频谱地扩展，并且时间码扩展信号被产生。在下一个第四个步骤S14，所产生的时间码扩展信号被叠加在输入视频信号Vi上面。
在这种情况下，如在上文所描述的，当视频信号Vo为了显示图象而向监示器提供时，时间码扩展信号以充分低的电平被叠加在视频信号上面，以便获得一幅正常的图象Vi。
图8描述频谱时间码信息，时间码扩展信号，以及视频信号之间的关系。时间码信息包括一些信息，是低比特速率的信号，并且是窄带信号，如在图8A中所显示的。通过完成频谱扩展，这样的窄带信号转化成为在图8B中所显示的一个宽带信号。以与频带扩大比相反的比例降低频谱扩展信号电平。
当叠加单元13叠加这个频谱扩展信号即时间码扩展信号到视频信号上时，时间码扩展信号以比图8(C)中所显示的视频信号的动态范围的电平更低的电平被叠加。通过完成如上所述的叠加，视频信号的恶化被避免。作为结果，当其上叠加有视频信号Vo的时间码扩展被提供到监示器电视机时，并且图象被重放时，时间码扩展信号不影响图象质量，并且获得良好质量的图象。
当频谱反向扩展被完成，以便如下文描述的检测所叠加的时间码扩展信号时，如在图8(d)中显示的，时间码扩展信号再一次恢复为窄带信号。通过提供一充分大的频带扩展比，在反向扩展之后时间码信息的功率超过信息信号的功率，因而时间码信息被检测。
在这种情况下，因为被叠加在视频信号上面的密码信息作为视频信号叠加在相同的时间和相同频率上面，通过利用频率过滤器或者只是代替信息不能撤走或者改变时间码信息。
因此，可能的是，叠加在视频信号上面的时间码扩展信号与视频信号一道肯定地向监示器电视机提供，并且时间码信息用于各种各样的应用。因此，时间码信息增加装置10被结合在记录装置中，并且利用这种记录装置视频信号Vo被记录在记录介质诸如磁带或者盘中，能够说明每一场的具体图象的记录介质将被提供。
在这种情况之下，输入视频信号Vi是一个数字视频信号，如上所述，时间码扩展信号以相同的方式叠加在数字视频信号上面，唯一的例外情况是用于检测视频信号的垂直同步的方法与用于模拟视频信号的方法不同。换句话说，在数字视频信号的情况下视频信号一般也在场单元中被处理，并且场单元的开头位置能从数字视频信号中被确定。因此，这个场单元的开头位置在数字视频信号的情况下被提取，作为同步的定时。
时间码信息检测装置的实施例接下来，描述用于提取如上所述叠加在视频信号上的时间码和用于检测时间码信息的装置的实施例。
图8是说明该实施例的时间码信息检测装置20的结构的方框图，并且时间码信息检测装置20包括时间码反向扩展同步单元21，时间码反向扩展码串产生单元22，以及时间码检测单元23。其上叠加了时间码扩展信号的视频信号Vo被输入到检测装置20，并且然后提供到时间码反向扩展同步单元21和时间码检测单元23。
时间码反向扩展同步单元21以与上述的时间码信息增加装置10的时间码扩展同步单元11相同的方式被构造，在模拟视频信号的情况下，时间码反向扩展同步单元21产生定时信号RE和时钟信号CLK，它们与包括在视频信号Vo中的垂直同步信号VD同步，并且向时间反向扩展码串产生单元22提供他们。
时间码反向扩展码串产生单元22具有与上述的时间码信息增加装置10的信号产生单元12的PN码串产生单元122完全相同结构，并且产生PN码串PSr，它作为一反向扩展的PN码串与视频信号Vo的垂直同步信号VD同步。该PN码串PSr与时间码信息增加装置10的频谱地扩展的PN码串PS同步，并且被提供时间码检测单元23。
利用反向扩展的PN码串PSr，时间码检测单元23完成在视频信号Vo上的反向扩展处理。因为PN码串PSr是与上述的时间码信息增加装置10的频谱扩展的PN码串PS同步的相同码串，靠这个反向扩展处理，叠加在视频信号Vo上的时间码信息Tc被检测。所检测的时间码信息Tc被输出，以便各种应用。
时间码信息检测装置20的操作流程在图10中被说明。
详尽地，首先在第一个步骤中S21中从视频信号Vo提取垂直同步信号VD，并且完成用于获取一个反向扩展码的同步控制。其次，在第二个步骤S22，一反向扩展的PN码串PSr被产生。在其次的第三步骤S23，利用该这反向扩展的PN码串PSr进行反向频谱扩展，并且检测了时间码信息Tc。
如上所述检测的时间码信息Tc将被利用，例如，为了编辑记录，以及其它各种应用。基于时间码信息Tc获得的信息可以显示在监示器电视机上。
在上述的例子中，描述了这样的情况时间码信息Tc是这样的信息，它从视频信号的开头至结尾单调地变化，然而，时间码的其它实施例也可被使用，例如，比如在每10场中的多个场重复从″O″至″9″的信息。这样重复的信息对这样的情况来说特别有效，即其中视频信号以多个场为单元组成一组。
作为选择，可以使用这样的情况，即，例如，为多个场给出一个号，并且每个所说的多个场的时间码被改变。
如上所述的时间码信息增加装置10被提供到重放系统，并且时间码信息检测装置20被提供到编辑记录系统侧，进而，能实现对能够完成编辑工作的编辑系统的识别。
因为通过规定频谱地扩展时间码信息Tc并且把它叠加在如上所述的视频信号上面可规定视频信号中场的位置，规定当一个附加信息诸如-反复制控制信号利用时间码扩展信号在多个场上被频谱地扩展并且将它叠加在视频信号上面时使用的扩展同步定时。下面描述一些用以增加视频信号的这种信息增加装置的实施例。
用以增加视频信号的信息增加装置的第一实施例图11是说明第一实施例的信息增加装置30的示例性结构的方框图。详尽地，该信息增加装置30包括时间码扩展同步单元31，时间码扩展信号产生单元32，时间码扩展信号叠加单元33，一个附加信息扩展同步单元34，一个附加信息扩展信号产生单元35，以及一个附加信息扩展信号叠加单元36。
尽管时间码扩展同步单元31以与在上述的图2中显示的时间码扩展同步单元11相同的方式被构造，在该信息增加装置30中，信号的周期为多倍于，例如三倍，输入视频信号Vi的垂直同步信号VD的周期(参考图12A)，它用作为时间码扩展同步信号ST(参见图12B)。该时间码扩展同步信号ST等同于上述的复位信号RE。在该信息增加装置30的情况下，时间码信息Tc是这样的信息，它与垂直同步信号VD同步，并且每3个垂直周期变化一次，如在图12C中显示的。
尽管时间码扩展信号产生单元32有与在图5中所显示的相同的结构，因为，在该实施例中的时间码扩展同步信号ST是3个垂直周期的信号，3个垂直周期的码串PN1被产生，作为如图12D中显示的时间码扩展PN码串，并且利用该PN码串PN1，时间码信息Tc被频谱扩展，并且因此时间码扩展信号被产生。
时间码扩展信号叠加单元33具有与上述的叠加单元13完全相同结构，并且叠加时间码扩展信号Vi在输入视频信号上。
其次，附加信息扩展同步单元34从时间码扩展同步单元31所提供的时间码扩展同步信号ST产生一个附加信息扩展同步信号SF。在该实施例中，与图12B中显示的时间码扩展同步信号ST完全相同的信号将被利用，作为附加信息扩展同步信号SF。该附加信息扩展同步信号SF被提供到附加信息扩展信号产生单元35。
附加信息扩展信号产生单元35具有与在图5中所显示的时间码扩展信号产生单元12完全相同的结构。然而，在附加信息扩展信号产生单元35中，时间码信息串产生单元121被用来代替附加信息产生单元，并且PN码串产生单元122产生PN码串即码串PN2(参见图12E)，它与时间码扩展信号产生单元32的PN码串PN1不同。可以使用用于产生不同码串的两种方法的任何一个，即这样一种方法，其中提供了用于产生完全不同的编码系统的多个PN码串产生单元，以及这样一种方法，其中单一PN码串产生单元的复位定时被改变。
在该实施例中，有控制内容，例如，复制允许，复制禁止，或者复制产生限制的附加信息Fc被提供到附加信息扩展信号产生单元35。附加信息扩展信号产生单元35将附加信息乘以如上所述与附加信息扩展同步信号SF同步产生的PN码串PN2，并且产生作为乘法输出的附加信息扩展信号即频谱扩展的附加信息。
由附加信息扩展信号产生单元35所产生的附加信息扩展信号被提供到附加信息扩展信号叠加单元36。叠加单元36叠加附加信息扩展信号在视频信号Vi上，其上已经叠加了时间码扩展信号。叠加单元36输出该输出的视频信号Vo，其上两个时间码扩展信号以及附加信息扩展信号已经叠加了。
在信息增加装置30中的操作的流程在图13中被显示。详尽地，首先在步骤S31中，为完成时间码扩展同步检测，从输入的视频信号Vi中提取垂直同步信号VD。利用所检测的时间码扩展同步信号ST来产生时间码扩展信号的步骤与用以产生一个附加信息扩展信号的步骤平行地进行。
详尽地，在用于产生时间码扩展信号的过程中，时间码扩展PN码串PN1在第二个步骤S32中与时间码扩展同步信号ST同步地被产生。其次，在第三步骤S33，利用扩展的PN码串PN1，在图12C中所显示的时间码信息Tc被频谱扩展，以产生时间码扩展信号。其后在第四个步骤S34，所产生的时间码扩展信号被叠加在输入视频信号Vi上面。
另外，在用于产生一个附加信息扩展信号的过程中，一个与时间码扩展同步信号ST同步的附加信息扩展同步信号SF在第五个步骤S35中被产生，以及在第六个步骤S36中，与附加信息扩展同步信号SF同步地产生一个附加信息扩展PN码串PN2。其次，在第七个步骤S37，利用附加信息扩展PN码串PN2附加信息Fc被频谱扩展，以产生一附加信息扩展信号。其后，在第八个步骤S38中，所产生的附加信息扩展信号被叠加在输入视频信号Vi上面。
时间码扩展信号以及附加信息扩展信号可以同时叠加，如图13中显示的，或者附加信息扩展信号可以在时间码扩展信号叠加之后被叠加，如图11中显示的。选择地，时间码扩展信号可以在附加信息扩展信号叠加之后被叠加。对于下文所描述的实施例来说，实际上是相同的。
在频谱扩展以及在视频信号上叠加时间码信息和附加信息两者的过程中，两个扩展信号的叠加电平将被控制到充分地低的电平，这样视频信号不会恶化。
如上所述，在该实施例中，附加信息在3场上被频谱扩展，并且叠加在视频信号Vi上面，并且因为附加信息扩展信号与时间码信息同步，通过恢复时间码信息，当在3场上对附加信息扩展信号进行相反扩展时，同步是容易的。换句话说，容易反向扩展和提取附加信息，尽管附加信息的频谱扩展和叠加是在3场视频信号上进行的。在图12的例子中，通过利用在时间码信息Tc之间过渡作为附加信息扩展信号的反向扩展同步定时，反向扩展变得容易了。
在图12中显示的例子中，时间码信息Fc是这样一个值，它每3场(它与其同步)变化一次，以在3场上频谱扩展附加信息，但是可选择地，如在图14中显示的，可以使用这样的时间码信息Fc，即给所包括的3场的每一个场分配不同值，这样用于频谱扩展附加信息的三个场的每一个场被识别。
在这种情况下，时间码同步信号ST是在图14B中所显示的1个垂直周期(1场时期)的信号。附加信息扩展信号的反向扩展的同步定时通过检测每3场重复的时间码的转折点而容易被检测。
如上所述的信息增加装置30被结合在记录装置中，并且视频信号Vo被记录在记录介质诸如磁带或者盘中，这样就提供了这样的记录介质，其中具有附加信息比如频谱扩展的且叠加在其上反复制控制信息的视频信息在利用时间码检测同步的状态被记录。
第一附加信息检测装置的实施例图15显示了检测装置的实施例，用以检测参考图11至13描述的由信息增加装置30增加的时间码信息与附加信息。图16是描述在图15中所显示的附加信息检测装置40中的流程的流程图。
第一实施例的附加信息检测装置40提供有时间码反向扩展同步单元41，时间码反向扩展码串产生单元42，时间码检测单元43，一个附加信息扩展同步单元44，一个附加信息反向扩展码串产生单元45，以及一附加信息检测单元46。
时间码反向扩展同步单元41，时间码反向扩展码串产生单元42，以及时间码检测单元43分别有与图9中所显示的时间码反向扩展同步单元21，时间码反向扩展码串产生单元22，以及时间码检测单元23相同的结构，除时间码是数字数据它按照3场周期而变化，以及时间码反向扩展同步信号具有3场的时期之外。
如上所述，叠加在视频信号Vo上面的时间码信息Tc靠反向扩展而被提取并输出，当由时间码检测单元23获得的检测结果被反馈到时间码反向扩展同步单元41时，时间码反向扩展同步在这样的时刻被检测，即当时间码信息Tc被正确地检测时，以便检测有3场时期的反向扩展同步。
在图16的操作流程中的步骤S41至S43显示了为检测时间码信息Tc的检测操作。
当时间码反向扩展同步信号被检测时，附加信息反向扩展同步单元44利用所检测的时间码反向扩展同步信号控制附加信息的反向扩展同步。通过同步控制所获得的附加信息反向扩展同步信号向附加信息反向扩展码串产生单元45提供，并且因此产生附加信息反向扩展PN码串PN2。所产生的附加信息反向扩展PN码串PN2向附加信息检测单元46提供，视频信号Vo受到反向频谱扩展处理，并且检测了附加信息Fc。所检测的附加信息Fc被输出，以便记录控制。
图16的操作流程中所显示的步骤S44至S46显示了附加信息Fc的检测操作。
在图14中显示的例子中，因为时间码扩展同步具有1场的周期，就不必将来自时间检测单元43的输出反馈至时间码反向扩展同步单元41，以检测时间码反向扩展同步信号，如图15中显示的。然而，在这种情况下，时间码检测单元43的时间码检测输出被提供到附加信息反向扩展同步单元44，并且附加信息反向扩展同步单元44从时间码反向扩展同步单元提供的具有1场周期的时间码反向扩展同步信号检测附加信息反向扩展同步信号，并且该时间码的重复定时具有3场的周期。
在图14中显示的例子中，在3场周期的每一个场能被识别，因此，即使场秩序是混乱的，混乱也容易被检测。
即使想要非法复制的人改变场秩序，附加信息被检测，而与所改变的秩序无关。作为选择，所改变的场秩序被检测为一非法的处理。
附加信息检测装置40如上所述被结合在记录装置中，并且所检测的附加信息Fc例如反复制控制信号被利用，因此复制预防控制被肯定地完成。在这种情况下，上述信息增加装置30被结合在记录装置中，并且来自重放装置的视频信号Vo被提供到具有附加信息检测装置40的记录装置，并且通过利用这样的系统结构，更一致的复制预防控制被完成。
视频信号的信息增加装置的第二实施例图17是说明第二实施例的信息增加装置50的示例性结构的方框图。图18是描述在信息增加装置50中的流程图。如图17中显示的，第二实施例的信息增加装置50包括时间码扩展同步单元51，时间码扩展信号产生单元52，时间码扩展信号叠加单元53，一个附加信息扩展同步单元54，一个附加信息扩展信号产生单元55，以及一个附加信息扩展信号叠加单元56。
信息增加装置50的块结构具有包括与图11中所显示的第一实施例的上述的信息增加装置30相同的结构块成分的相同的块结构，除下面所述的之外，即第二实施例的信息增加装置50被如此构造，使得时间码信息Tc被提供到附加信息扩展同步单元54，然后附加信息扩展同步信号SF按照时间码信息Tc相应地改变。
详尽地，时间码扩展同步单元51具有与图2中所显示的上述时间码扩展同步单元11相同的结构，除周期为三倍于输入视频信号Vi的垂直同步信号VD(参见图19A)的信号被用作为时间码扩展同步信号ST(参见图19B)之外。时间码扩展同步信号ST对应于上述的复位信号RE。信息增加装置50包括时间码信息Tc，它与在图19C中显示的垂直周期同步地每3个垂直周期变化一次。
尽管时间码扩展信号产生单元52具有与在图5中所显示的相同的结构，在该实施例中，因为时间码扩展同步信号ST是具有3个垂直周期的信号，3个垂直周期的码串PN1被产生，作为在图15D中显示的时间码扩展PN码串，该时间码信息Tc利用PN码串PN1被频谱扩展，并且时间码扩展信号被产生。
时间码扩展信号叠加单元53具有与上述的叠加单元13完全相同结构，并且将该时间码扩展信号叠加到输入视频信号Vi上。
其次，附加信息扩展同步单元54从时间码扩展同步单元51所提供的时间码扩展同步信号ST和从时间码信息Tc产生一个附加信息扩展同步信号SF。在该实施例中，附加信息扩展同步信号SF是具有与在图19E中所显示的时间码扩展同步信号ST的相同的周期的信号，如果在图19C中所显示的时间码信息Tc为偶数(O被包括在偶数中)的话，另一方面，附加信息扩展同步信号SF是具有比如两倍于时间码扩展同步信号ST的周期的信号，如果时间码Tc是奇数的话。换句话说，附加信息扩展同步信号SF的周期相应于时间码Tc的值而变化。附加信息扩展同步单元54将所产生的附加信息扩展同步信号SF提供到附加信息扩展信号产生单元55。
附加信息扩展信号产生单元55具有与在图11中所显示的附加信息扩展信号产生单元35相同的结构。然而，附加信息扩展PN码串是具有3场的周期的PN码串PN，如果时间码信息Tc是偶数的话，另一方面，附加信息扩展PN码串是具有6场的周期的PN码串，如图19F所示，因为附加信息扩展同步信号SF响应于附加信息扩展信号产生单元55中的时间码信息Tc而变化，如图19E所示。
附加信息扩展信号产生单元55将附加信息Fc乘以与附加信息扩展同步信号SF同步产生的PN码串PN2和PN2d，如上所述，并且产生频谱扩展的附加信息即一个附加信息扩展信号，作为乘法输出。
由附加信息扩展信号产生单元55产生的附加信息扩展信号提供到附加信息扩展信号叠加单元56。叠加单元56叠加附加信息扩展信号到视频信号Vi上。然后，叠加单元56输出该输出的视频信号Vo，其上叠加了时间码扩展信号和附加信息扩展信号。
图18所显示的步骤S51至S54显示了在第二实施例中时间码扩展信号的产生与叠加。图18中所显示的步骤S51以及步骤S55至S58显示了附加信息扩展信号的产生与叠加。
在如同第一实施例的第二实施例中，附加信息在多个场上被频谱扩展，并且附加信息扩展同步信号SF相应于时间码信息Tc而变化，因此非法的变更处理变得更困难，如果附加信息是秘密的信息诸如反复制控制信号的话。
如上所述的信息增加装置50被结合在记录装置中，并且利用记录装置将视频信号Vo记录在记录介质诸如磁带或者盘中，这样就提供了这种记录介质，其上具有附加信息诸如反复制控制信号的视频信号在利用时间码来检测同步的条件中被记录，所说反复制控制信号在多个场中被频谱扩展并且叠加在其上。
附加信息检测装置的第二实施例图20是说明第二实施例的附加信息检测装置60的结构的方框图，该附加信息检测装置60用于从视频信号Vo提取信号并且检测被叠加在视频信号上面的时间码信息与附加信息，它利用了参考图17至19所描述的第二实施例的信息增加装置50。图21是描述附加信息检测装置60中流程的示意图。
第二实施例的附加信息检测装置60提供有时间码反向扩展同步单元61，时间码反向扩展码串产生单元62，时间码检测单元63，一个附加信息扩展同步单元64，一个附加信息反向扩展码串产生单元65，以及一附加信息检测单元66。
附加信息检测装置60具有与参考图15所描述的第一实施例的上述的附加信息检测装置40的相同的方块结构，包括相同的结构组成部分，例外的情况是附加信息检测装置60被如此构造，使得由时间码检测单元63检测的时间码信息Tc被提供到附加信息反向扩展同步单元64，并且基于该时间码信息Tc产生一个附加信息反向扩展同步信号SF。
详尽地，包括时间码反向扩展同步单元61，时间码反向扩展码串产生单元62，以及，时间码检测单元63的结构从视频信号Vo检测时间码信息Tc，其方式与包括时间码反向扩展同步单元41，时间码反向扩展码串产生单元42，以及时间码检测单元43的结构完全相同。步骤S61至S63显示了在图21中所显示的操作流程中检测时间码信息Tc的操作。
当时间码反向扩展同步信号由时间码反向扩展同步单元61检测，并且时间码信息Tc由时间码检测单元63检测时，如上所述，附加信息反向扩展同步单元64从时间码反向扩展同步信号和时间码信息Tc中产生一个附加信息反向扩展同步信号。所产生的附加信息反向扩展同步信号向附加信息反向扩展码串产生单元65提供，并且从附加信息反向扩展同步信号产生附加信息反向扩展PN码串PN2和PN2d。向附加信息检测单元66提供所产生的附加信息反向扩展PN码串，并且在视频信号Vo上反向频谱扩展被完成，并且检测了附加信息Fc。所检测的附加信息Fc被输出，以便记录控制。
在图21中描述操作的流程图中的步骤S61到S66显示了用于检测附加信息Fc的操作。
在第二实施例中，通过频谱扩展具有6个垂直周期的时间码信息Tc产生了时间码扩展信号，这利用了PN码串PN1，它与时间码扩展同步信号同步地以3个垂直周期的时期重复，所说时间码扩展同步信号是具有3个垂直周期的信号，或者具有与时间码信息Tc同步的6个垂直周期的信号被用作为时间码扩展同步信号ST，而且利用以6垂直周期的时期重复的PN码串可对时间码信息Tc进行频谱扩展。
在这种情况下，利用从输入视频信号所检测的垂直同步信号VD，时间码扩展同步单元51产生具有与所包括的时间码扩展同步信号的3个垂直周期的时期的信号，时间码扩展同步信号具有6个垂直周期的时期，并且具有3个垂直周期的时期的信号被提供到附加信息信号扩展同步单元54。
由附加信息检测单元60的时间码反向扩展同步单元61所检测的时间码扩展同步信号是具有6个垂直周期的时期的信号，时间码反向扩展同步单元61利用从视频信号Vo所提取的垂直同步信号VD产生3个垂直周期的信号，并且向附加信息反向扩展同步单元64提供该具有3个垂直周期的信号。
在上述的第二实施例的描述中，是这样的情况，即附加信息扩展同步信号的周期分别相应于时间码信息Tc值的偶数和奇数被区分，然而本发明绝非限制于此情况，选择地，附加信息扩展同步信号的周期可以不同地相应于各个时间码信息Tc的值。
视频信号的信息增加装置的第三实施例图22是说明第三实施例的信息增加装置70的示例性结构的方框图。图23是描述在信息增加装置70中操作流程的流程图。图24是描述在信息增加装置70中操作的时间图表。
如图22中所示，第三实施例的信息增加装置70包括时间码扩展同步单元71，时间码扩展信号产生单元72，时间码扩展信号叠加单元73，一个附加信息扩展同步单元74，一个附加信息扩展信号产生单元75，以及一个附加信息扩展信号叠加单元76。
信息增加装置70具有与图11中所显示的第一实施例的上述的信息增加装置30相同的块结构，包括相同的结构组成部分，除下述情况之外，即在第三实施例中的信息增加装置70被如此构造，使时间码信息Tc被提供到附加信息扩展信号产生单元75，并且附加信息扩展PN码串相应于该时间码信息Tc而变化。
详尽地，时间码扩展同步单元71有与在图2中所显示的上述的时间码扩展同步单元11相同的结构，然而在该信息增加装置70中，具有三倍于输入视频信号Vi的垂直同步信号VD的周期(参考图24A)的信号被用作为时间码扩展同步信号ST(参见图24B)。时间码扩展同步信号ST对应于上述的复位信号RE。在该信息增加装置70中，时间码信息Tc是这样的信息，它与在图24C中显示的垂直同步信号VD同步地以每3个垂直周期变化。
时间码扩展信号产生单元72有与在图5中所显示的相同的结构，然而，在该实施例中，因为时间码扩展同步信号ST是3个垂直周期的信号，3个垂直周期的码串PN1被产生，作为时间码信息Tc的扩展PN码串，利用该PN码串PN1对时间码信息Tc进行频谱扩展，并且时间码扩展信号产生了。
时间码扩展信号叠加单元73具有与上述的叠加单元13完全相同结构，并且叠加该时间码扩展信号到输入视频信号Vi上。
其次，附加信息扩展同步单元74从时间码扩展同步单元71所提供的时间码扩展同步信号ST中产生一个附加信息扩展同步信号SF。在该实施例中，一个附加信息扩展同步信号SF被产生，作为具有与在图24B中所显示的时间码扩展同步信号ST相同时期的信号。所产生的附加信息扩展同步信号SF被提供到附加信息扩展信号产生单元75。
附加信息扩展信号产生单元75具有与在图11中所显示的附加信息扩展信号产生单元32类似的结构，然而附加信息扩展信号产生单元75与图11中所显示的结构不同之处在于在该实施例中提供了多个PN码串产生单元，这些PN码串产生单元中的一个按照时间码信息Tc而被选择，将要产生的PN码串相应于时间码信息Tc而变化。
详尽地，在附加信息扩展信号产生单元75中，附加信息扩展PN码串按照在图24F中所显示的时间码信息Tc相应地变化。在图24F中显示的例子中，如果时间码信息Tc是″0″，则相应的PN码串是码串PN2，如果时间码信息Tc是″1″，则相应的PN码串是码串PN3，并且如果时间码信息Tc是″2″则相应的PN码串是码串PN4。
附加信息扩展信号产生单元75将附加信息Fc乘以与附加信息扩展同步信号同步产生的PN码串PN2,PN3,PN4,…，如上所述，并且产生频谱扩展的附加信息，即一个附加信息扩展信号作为乘法输出。
由附加信息扩展信号产生单元75所产生的附加信息扩展信号被提供到附加信息扩展信号叠加单元76。叠加单元76叠加该附加信息扩展信号到视频信号Vi上。叠加单元76输出该输出的视频信号Vo，其上时间码扩展信号和附加信息扩展信号已经叠加了。
图23中所显示的步骤S71至S74显示了在第三实施例中时间码扩展信号的操作和叠加。
在如同第一实施例一样的第三实施例中，附加信息多个场上进行频谱扩展，并且附加信息扩展PN码串按照时间码信息Tc而变化，因此非法的变更处理变得更困难，如果附加信息是一个秘密的信息，诸如反复制控制信号。
因此，信息增加装置70被结合在记录装置中，并且视频信号Vo利用记录装置被记录在记录介质中，比如这样记录介质，如果附加信息，例如是反复制控制信号它肯定能够完成复制控制。
信息增加装置70的重放装置向记录侧面肯定地传输反复制控制信号，即使，记录在例如TOC区域或者与视频数据的区域不同的区域中复制预防控制数据被非法地被改变了。
第三附加信息检测装置的实施例图25是说明第三实施例的一种附加信息检测装置的结构的方框图，所说附加信息检测装置用于从视频信号Vo中检测并提取由图22至24所描述的第三实施例的信息增加装置70叠加在视频信号上面的时间码信息和附加信息。图26是描述附加信息检测装置80的操作的流程图。
第三实施例的附加信息检测装置80提供有时间码反向扩展同步单元81，时间码反向扩展码串产生单元82，时间码检测单元83，一个附加信息扩展同步单元84，一个附加信息反向扩展码串产生单元85，以及一附加信息检测单元86。
附加信息检测装置80具有与图15中所显示的第一实施例的上述的附加信息检测装置40的相同的块结构，包括相同的结构组成部分，除下述情况之外，即第三实施例的附加信息检测装置80不同于第一实施例的地方在于附加信息反向扩展码串产生单元85具有多个PN码串产生单元，时间码检测单元83检测的时间码信息Tc通过被提供到附加信息反向扩展码串产生单元85，并且基于时间码信息Tc，相应在信息增加装置70中用于频谱扩展附加信息Fc的PN码串而产生按照时间码信息Tc而变化的PN码串。
详尽地，包括时间码反向扩展同步单元81，时间码反向扩展码串产生单元82，以及时间码检测单元83的结构如同第一实施例的包括时间码反向扩展同步单元41，时间码反向扩展码串产生单元42，以及时间码检测单元43的结构一样，从视频信号Vo检测时间码信息Tc。时间码信息Tc的检测操作在图26中所显示的流程图中作为步骤S81至83被显示。
当时间码反向扩展同步信号由时间码反向扩展同步单元81检测时，附加信息反向扩展同步单元4产生有与时间码反向扩展同步信号相同的周期的一个附加信息反向扩展同步信号，并且向附加信息反向扩展码串产生单元85提供它。由时间码检测单元83检测的时间码信息Tc被提供到附加信息反向扩展码串产生单元85。附加信息反向扩展码串产生单元85相应于时间码信息Tc并与附加信息反向扩展同步信号同步地产生不同的PN码串PN2,PN3,PN4,PN2,PN3,PN4,…，并且提供所产生的附加信息反向扩展PN码串到附加信息检测单元86。附加信息检测单元86在视频信号Vo上完成反向频谱扩展处理，并且检测附加信息Fc。所检测的附加信息Fc为了记录控制而被输出。
用于检测附加信息Fc的操作在图26中所显示的流程图中作为步骤81和步骤83到86被显示。
在第三实施例中，上面已经描述了这样的结构，其中信息增加装置70的附加信息扩展信号产生单元75和附加信息检测装置80的附加信息反向扩展码串产生单元85提供有多个PN码串产生单元，以获得多种PN码串。然而作为选择，可应用这样的结构，即信息增加装置70的附加信息扩展信号产生单元75和附加信息检测装置80的附加信息反向扩展码串产生单元85分别提供有一个PN码串产生单元，而且从PN码串产生单元产生的PN码串中提取不同相位PN码串，作为上述的PN码串PN2,PN3,PN4,…。
在对第三实施例的上述描述中，附加信息扩展同步信号的周期相应于时间码信息Tc的值的偶数与奇数而变化，然而作为选择，本发明绝非限制于这种情况，附加信息扩展同步信号的周期可以相应于时间码信息Tc的各个值而变化。
在如同第一实施例一样的第三实施例中，附加信息在多个场上进行频谱扩展，并且附加信息扩展码串相应于时间码信息Tc而变化，因此非法的变更处理变得更困难，如果附加信息是一个秘密的信息，诸如反复制控制信号。
因此，在记录装置中第三实施例的附加信息检测装置80的结合确保了复制预防控制。通过运用记录重放系统，第三实施例的信息增加装置70被另外提供到重放装置，并且向具有附加信息检测装置80的记录装置提供输出视频信号Vo，就可肯定地实现完成复制预防控制的系统。用以增加至视频信号的信息增加装置的第四实施例。
图27是说明第四实施例的信息增加装置90的示例性结构的方框图。图28是描述在第四实施例的信息增加装置90中操作的流程图。进一步，图29是描述在第四实施例的信息增加装置90中操作的时间图表。
如图27所示，第四实施例的信息增加装置90包括时间码扩展同步单元91，时间码扩展信号产生单元92，时间码扩展信号叠加单元93，以及一个附加信息扩展同步单元94，一个附加信息扩展信号产生单元95，以及一个附加信息扩展信号叠加单元96。
信息增加装置90具有与图11中所显示的第一实施例的上述的信息增加装置30的相同的块结构，包括相同的结构块组成部分，除下述情况之外，即第四实施例的信息增加装置90与第一实施例的不同之处在于时间码信息Tc提供到附加信息扩展同步单元94，并且时间码信息Tc也被提供到附加信息扩展信号产生单元95。第四实施例被如此构造，使得附加信息扩展同步信号相应于时间码信息Tc而变化，并且附加信息扩展PN码串也相应于时间码信息Tc而变化。
尽管时间码扩展同步单元91以与在图2中显示的上述的时间码扩展同步单元11相同的结构被构造，在信息增加装置90中，具有三倍于输入视频信号Vi的垂直同步信号VD(参见图29A)的信号被用作为时间码扩展同步信号ST(参见图29B)。时间码扩展同步信号ST对应于上述的复位信号RE。在信息增加装置90中，时间码信息Tc与垂直同步信号同步地每3个垂直周期变化一次。
尽管时间码扩展信号产生单元92具有与在图5中所显示的相同的结构，在该实施例中，因为时间码扩展同步信号ST是3个垂直周期的信号，3个垂直周期的码串PN1被产生，作为时间码信息扩展PN码串，利用PN码串PN1对该时间码信息Tc进行频谱扩展，并且时间码扩展信号被产生了。
时间码扩展信号叠加单元93具有与上述的叠加单元13完全相同结构，并且在输入视频信号Vi上叠加时间码扩展信号。
其次，附加信息扩展同步单元94从时间码扩展同步单元91所提供的时间码扩展同步信号ST中产生一个附加信息扩展同步信号SF和时间码信息Tc。在该实施例中，如果在图29C中所显示的时间码信息Tc，例如，为偶数(0被指定作为偶数)，那么具有与时间码扩展同步信号ST相同的周期的信号被产生了，并且另一方面，如果时间码信息Tc，例如，是奇数，那么具有两倍于时间码扩展同步信号ST的周期的信号被产生了，如图29E中显示的。换句话说，时间扩展同步信号ST码的周期相应于时间码信息Tc的值而变化。附加信息扩展同步单元94提供所产生的附加信息扩展同步信号SF到附加信息的扩展信号产生单元95。
附加信息扩展信号产生单元95具有与图11中所显示的附加信息扩展信号产生单元35相同的结构，除附加信息扩展信号产生单元95不同于附加信息扩展信号产生单元32之外，即多个PN码串产生单元被提供，按照时间码信息Tc来选择这些个PN码串产生单元之一，并且PN码串相应于时间码信息Tc而变化。
详尽地，在附加信息扩展信号产生单元95中，附加信息扩展PN码串与在图29F中所显示的附加信息扩展同步信号SF同步地被产生，所产生的PN码串相应于时间码信息Tc而变化。更详尽地，例如在图29F中显示的，如果时间码信息Tc为″0″，那么相应的PN码串是码串PN2，如果时间码信息Tc是″1″，那么相应的PN码串是码串PN3，并且如果时间码信息Tc是″2″，那么相应的PN码串是码串PN4。
在这种情况下，因为附加信息扩展同步信号SF相应于如上所述时间码信息Tc的值而变化，在6个垂直周期的间隔上，其中时间码信息Tc的值是偶数诸如″0″和″2″，与各自的时间码信息Tc相应的码串PN2和PN4在3个垂直周期的周期上重复，另一方面，在6个垂直周期的间隔上，其中时间码信息Tc的值是奇数诸如″1″，与时间码信息Tc相应的码串PN3以6个垂直周期的周期重复。
附加信息扩展信号产生单元95将附加信息Fc乘以与附加信息扩展同步信号SF同步产生的PN码串PN2,PN3,PN4，…如上所述，并且产生频谱扩展的附加信息即附加信息扩展信号作为乘法输出。
由附加信息扩展信号产生单元95所产生的附加信息扩展信号被提供到附加信息扩展信号叠加单元96。叠加单元96叠加附加信息扩展信号到视频信号Vi上。然后，叠加单元96输出该输出的视频信号Vo，其上时间码扩展信号和附加信息扩展信号已经叠加了。
在第四实施例中时间码扩展信号的产生和叠加的操作在图28中的步骤S91至S94被显示。附加信息扩展信号的产生和叠加的操作被显示在步骤S91和步骤S95至S98中。
在如同第一实施例一样的第四实施例中，附加信息在多个场上进行频谱扩展，并且附加信息扩展同步信号的周期和附加信息扩展PN码串相应于时间码信息Tc而变化，因此非法的变更处理变得更困难，如果附加信息是一个秘密的信息，诸如反复制控制信号。
因此，信息增加装置90被结合在记录装置中，并且视频信号Vo在记录介质中利用记录装置被记录，因此提供了一种记录介质，它能够肯定地完成复制控制，如果附加信息是反复制控制信号的话。
提供有信息增加装置90的重放装置向记录装置侧肯定地传输反复制控制信息，即使记录，例如，在TOC区域上面或者在不同于记录视频数据的区域上的复制预防控制数据被非法改变了。
第四实施例的附加信息检测装置图30是说明第四实施例的一附加信息检测装置100的结构的方框图，附加信息检测装置100用于从视频信号Vo提取并且检测由参考图27至29所描述的第四实施例的信息增加装置90叠加在视频信号上面的时间码信息与附加信息。图31是描述在附加信息检测装置100中操作的流程图。
第四实施例的附加信息检测装置100提供有时间码反向扩展同步单元101，时间码反向扩展码串产生单元102，时间码检测单元103，一个附加信息扩展同步单元104，一个附加信息反向扩展码串产生单元105，以及一附加信息检测单元106。
附加信息检测装置100具有与第一实施例的上述的附加信息检测装置40的相同的块结构，包括相同的结构块组成部分，除第四实施例中的附加信息检测装置100有如下不同之外，即由时间码检测单元103检测的时间码信息Tc被提供到附加信息反向扩展同步单元104，并且基于时间码信息Tc产生一个附加信息反向扩展同步信号SF，以及这种不同的结构，即附加信息反向扩展码串产生单元105提供有多个PN码串产生单元，由时间码检测单元103检测的时间码信息Tc被提供到附加信息反向扩展码串产生单元105，并且基于时间码信息Tc，由信息增加装置90与PN码串同步地产生与该时间码信息Tc相应的不同的PN码串，该PN码串用于附加信息Fc的频谱扩展。
包括时间码反向扩展同步单元101，时间码反向扩展码串产生单元102，以及时间码检测单元103的结构从视频信号Vo中检测时间码信息Tc，其方式与在图15中所显示的第一实施例的，包括时间码反向扩展同步单元41，时间码反向扩展码串产生单元42，以及时间码检测单元43的结构的方式完全相同。
当时间码反向扩展同步信号被时间码反向扩展同步单元101检测，并且时间码信息Tc由时间码检测单元103检测时，附加信息反向扩展同步单元104从时间码反向扩展同步信号和时间码信息Tc中产生一个附加信息反向扩展同步信号。
所产生的附加信息反向扩展同步信号被提供到附加信息反向扩展码串产生单元105。单独地，由时间码检测单元103检测的时间码信息Tc提供到附加信息反向扩展码串产生单元105。附加信息反向扩展码串产生单元105产生PN码串PN2(1个垂直周期的重复周期)，PN3(2个垂直周期的重复周期)，PN4(1个垂直周期的重复周期)，与附加信息反向扩展同步信号同步的且按照时间码信息Tc而变化的PN2,PN3,PN4,…，并且提供所产生的附加信息反向扩展PN码串到附加信息检测单元106。附加信息检测单元106在视频信号Vo上完成反向频谱扩展，并且检测了附加信息Fc。所检测的附加信息为了记录控制而被输出。
用于检测附加信息Fc的操作被显示作为在图31中所显示的描述操作的流程图中的步骤S101，和步骤S103至S106。
如上所述，在如同第一实施例一样的第四实施例中，附加信息在多个场上进行频谱扩展，并且特别地附加信息扩展码串相应于时间码信息Tc而变化，因此非法的变更处理变得更困难，如果附加信息是一个秘密的信息，诸如反复制控制信号的话。
因此，信息增加装置90被结合在记录装置中，并且视频信号Vo在记录介质中利用记录装置被记录，因此提供了一种记录介质，它能够肯定地完成复制控制，例如，如果附加信息是反复制控制信号的话。
提供有信息增加装置90的重放装置向记录装置侧肯定地传输反复制控制信息，即使记录，例如，在TOC区域上面或者不同于记录视频数据的区域的复制预防控制数据被非法改变了。
在上述的第四实施例中，采用了这样的结构，即信息增加装置90的附加信息扩展信号产生单元95和附加信息检测装置100的附加信息反向扩展码串产生单元105分别提供了多个PN码串产生单元，以获得多个类型的PN码串。然而作为选择，也可采用这样的结构，即信息增加装置90的附加信息扩展信号产生单元95和附加信息检测装置100的附加信息反向扩展码串产生单元105分别提供有一个PN码串产生单元，从PN码串产生单元产生的PN码串中提取分别具有不同相位的PN码串，比如上述的PN码串PN2,PN3,PN4，…可以用来获得多个PN码串。在如上所述的第四实施例中，已经描述了这样的情况，即附加信息扩展同步信号的周期相应于时间码信息Tc值的偶数和奇数而变化，然而本发明绝非限制于这种情况，作为选择，附加信息扩展同步信号的周期可以与时间码信息Tc的各个值相应地变化。
在如同上述的第二实施例一样的第四实施例中，可以应用这样的方法，即时间码扩展同步信号ST改变成为具有与该时间码信息Tc同步的6个垂直周期的周期的信号，并且利用每6个垂直周期重复的PN码串对时间码信息Tc进行频谱扩展。
在第一至第四实施例的上述信息增加装置与附加信息检测装置中，如同该实施例的时间码信息增加装置与时间码信息检测装置一样，输入视频信号Vi可以是代替模拟视频信号的一个数字视频信号。
在上述第一至第四实施例中，附加信息的频谱扩展间隔的长度绝非限制于3场或者6场，并且能更长。
在第一至第四实施例的上述的信息增加装置与附加信息检测装置中，时间码信息和附加信息叠加在视频信号的整个间隔上面，然而，作为选择，可以采用这样的方法，即例如在图32中显示的，时间码信息被叠加在视频信号的上半屏幕期间上，并且附加信息叠加在视频信号的下半屏幕的期间上，即，时间码信息和附加信息不被叠加在相同的期间上，而是在视频信号的不同的期间上。
在这样的情况，因为时间码扩展信号的叠加造成电平增加，并且附加信息扩展信号不明显影响，为时间码扩展信号和附加信息扩展信号单独地选择叠加电平，以便不恶化视频信号，并且叠加电平被控制容易。
在上述的例子中，已经描述了这样的情况，即反复制控制信号被用作为附加信息，然而，附加信息绝非限制于此情况，各种各样的信息可以用作为附加信息。
时间码增加装置，检测装置，信息增加装置，以及本发明的附加信息检测装置被运用于在上文描述的VTR DVD(数字视盘)装置，然而，作为选择可以经由网络被运用于，例如，视频信号的传输。
如上所述，根据在权利要求1中所描述的本发明，时间码信息被频谱扩展，并且增加到视频信号上，因此时间码肯定地增加到视频信号上，并且各个场的图象被规定为与原图象有关的图象。作为结果，将要叠加的许多附加信息可被利用。
根据在权利要求2中描述的本发明，附加信息被频谱扩展并与叠加在视频信号上面的时间码信息同步地叠加，因此用一种大的扩展比在多个场上对附加信息进行频谱扩展。
根据在权利要求3，权利要求4，以及权利要求5中描述的本发明，附加信息被频谱扩展，并且与叠加在视频信号上面的时间码信息同步地并按照该时间码信息到叠加，因此一种大的扩展比在多个场上对附加信息进行频谱扩展，并且改进了附加信息的保密性。
权利要求
1.一种用于增加信息到视频信号上的方法，包括用以基于视频信号的同步信号产生定时信号的步骤；用以与所说定时信号同步地周期性地产生时间码信息信号的步骤；用以与所说定时信号同步地周期性地产生第一个频谱扩展码串的步骤；用以与所说定时信号同步地按照所说时间码信息信号产生第二频谱扩展码串的步骤；用以利用所说第一个频谱扩展码串通过频谱扩展时间码信息信号产生扩展时间码信号的步骤；用以利用所说第二个频谱扩展码串通过频谱扩展一个附加信息信号产生扩展附加信息信号的步骤；以及用以将所说扩展时间码信号和所说扩展附加信息信号加到视频信号的步骤。
2.按照权利要求1的一种用于增加信息到视频信号上的方法，其中所说第二频谱扩展的码串具有与所说时间码信息信号的周期不同的周期。
3.按照权利要求2的一种用于增加信息到视频信号上的方法，其中所说第二频谱扩展的码串具有与所说时间码信息信号的周期不同的内容。
4.一种从视频信号中检测信息的方法，用于从视频信号中检测时间码信息信号和附加信息信号，在该视频信号上增加了利用与所说视频信号的同步信号同步地产生的第一频谱扩展码串通过对所说时间码信息信号进行频谱扩展而产生的一个扩展的时间码信息信号，以及与所说视频信号的同步信号同步地且按照所说时间码信息信号产生第二频谱扩展码串通过对所说附加信息信号进行频谱扩展而产生的一个扩展的附加信息信号，所说方法包括用于基于所说视频信号的同步信号产生定时信号的步骤；用于与所说同步信号同步地产生第一频谱反向扩展码串的步骤；用于通过用所说第一频谱反向扩展码串对所说视频信号进行频谱反向来检测所说时间码信息信号的步骤；用于与所说定时信号同步地且按照所说时间码信息信号产生第二频谱反向的扩展码串的步骤；用于通过用所说第二频谱反向扩展码串对所说视频信号进行频谱反向来检测所说附加信息的步骤；
5.按照权利要求4的一种从视频信号中检测信息的方法，其中所说第二频谱反向扩展的码串具有与所说时间码信息信号的周期不同的周期。
6.按照权利要求4的一种从视频信号中检测信息的方法，其中所说第二频谱反向扩展的码串具有与所说时间码信息信号的周期不同的内容。
7.一种用于增加信息到视频信号上的装置，包括定时信号产生装置，用以基于视频信号的同步信号产生定时信号；时间码信息信号产生装置，用以与所说定时信号同步地周期性地产生时间码信息信号；第一频谱扩展码产生装置，用以与所说定时信号同步地周期性地产生第一个频谱扩展码串；第二频谱扩展码产生装置，用以与所说定时信号同步地按照所说时间码信息信号产生第二频谱扩展码串；第一扩展信号产生装置，用以利用所说第一个频谱扩展码串通过频谱扩展时间码信息信号产生扩展时间码信号；第二扩展信号产生装置，用以利用所说第二个频谱扩展码串通过频谱扩展一个附加信息信号产生扩展附加信息信号；以及信号附加装置，用以将所说扩展时间码信号和所说扩展附加信息信号加到视频信号。
8.按照权利要求7的一种用于增加信息到视频信号上的装置，其中所说第二频谱扩展的码串具有与所说时间码信息信号的周期不同的周期。
9.按照权利要求7的一种用于增加信息到视频信号上的装置，其中所说第二频谱扩展的码串具有与所说时间码信息信号的周期不同的内容。
10.一种从视频信号中检测信息的装置，用于从视频信号中检测时间码信息信号和附加信息信号，在该视频信号上增加了利用与所说视频信号的同步信号同步地产生的第一频谱扩展码串通过对所说时间码信息信号进行频谱扩展而产生的一个扩展的时间码信息信号，以及与所说视频信号的同步信号同步地且按照所说时间码信息信号产生第二频谱扩展码串通过对所说附加信息信号进行频谱扩展而产生的一个扩展的附加信息信号，所说装置包括定时信号产生装置，用于基于所说视频信号的同步信号产生定时信号；第一频谱反射扩展码产生装置，用于与所说同步信号同步地产生第一频谱反向换扩展码串；第一频谱反向扩展装置，用于通过用所说第一频谱反向扩展码串对所说视频信号进行频谱反向来检测所说时间码信息信号；第二频谱反向扩展码产生装置，用于与所说定时信号同步地且按照所说时间码信息信号产生第二频谱反向的扩展码串；和第二频谱反向扩展装置，用于使用所述第二频谱反向换扩展码串通过对所述视频信号进行频谱反向扩展检测所说附加信息信号。
11.按照权利要求10的一种从视频信号中检测信息的装置，其中所说第二频谱反向扩展的码串具有与所说时间码信息信号的周期不同的周期。
12.按照权利要求10的一种从视频信号中检测信息的装置，其中所说第二频谱反向扩展的码串具有与所说时间码信息信号的周期不同的内容。
13.一种记录介质，其上包含一个已经记录的视频信号，在该视频信号上增加了利用与所说视频信号的同步信号同步地产生的第一频谱扩展码串通过对所说时间码信息信号进行频谱扩展而产生的一个扩展的时间码信息信号，以及与所说视频信号的同步信号同步地且按照所说时间码信息信号产生第二频谱扩展码串通过对所说附加信息信号进行频谱扩展而产生的一个扩展的附加信息信号。
全文摘要
一种附加信息在多个场上被频谱扩展并叠加在视频信号上,并且该叠加的附加信息容易被检测。复用与视频信号同步的第一频谱扩展码串对时间码信息进行频谱扩展,并且该时间码信息的频谱扩展信号被叠加到该视频信号上。利用与该视频信号的同步信号同步地产生的且具有与该时间码信息不同周期或内容的第二频谱扩展码串对附加信息进行频谱扩展,并且该附加信息的频谱扩展的信号被叠加到视频信号上。
文档编号H04N5/91GK1219045SQ9810293
公开日1999年6月9日 申请日期1998年6月4日 优先权日1997年6月5日
发明者池田望, 荻野晃, 杉田武弘 申请人:索尼公司