ES2199446T3 - Proteccion de una señal de video componente. - Google Patents

Abstract

Una salida VGA (u otra señal de vídeo componente), p. ejemplo, desde un ordenador o un reproductor de DVD, se protege para que sea visualizable en un monitor VGA. Sin embargo, si la señal de vídeo componente se convierte en vídeo compuesto (p. ejemplo, televisión), la imagen de televisión resultante es de calidad sustancialmente degradada, inhibiendo por lo tanto su visualización y / o copia. Esto protege, por ejemplo, el material registrado en formato VGA contra uso no autorizado. La protección incluye la modificación de las señales de sincronización horizontal o vertical en el vídeo VGA de tal manera que no haya efecto adverso en un típico monitor VGA. Sin embargo, la mayoría de todos los convertidores de VGA a televisión y / o los televisores y reproductores VCR sufren la pérdida de la sincronización, lo que resulta en una imagen invisualizable. Además, se proporcionan procedimientos y circuitos para vencer la protección contra copia.

Description

Protección de una señal de vídeo componente.

El presente invento se refiere a un método y un aparato para proteger una señal de vídeo componente del uso no autorizado.

Con el advenimiento del formato de Disco de Vídeo Digital (DVD), los fabricantes y usuarios de ordenadores personales están incorporando la capacidad de reproducir películas u otro material grabado, registrado en DVDs, a través del ordenador personal. Están siendo incorporadas medidas de protección contra la copia dentro de estos ordenadores para proteger la salida de vídeo analógica (televisión NTSC o PAL) de un dispositivo de esta clase. Esto está siendo realizado incorporando bits dentro de la corriente digital en el DVD para instruir que un circuito integrado de convertidor digital a analógico y codificador NTSC (o PAL) incorpore impulsos de protección contra la copia en la señal de salida de vídeo analógica. Se dan ejemplos de técnicas de protección contra la copia para usarse en la salida analógica en las Patentes US Nos. 4.631.603; 4.819.098; y 4.577.216; y en los documentos EP-A-0875116 y WO 97/36423.

El documento WO 97/15142 describe un método y un aparato en los que las señales de vídeo son protegidas contra la copia añadiendo o eliminando impulsos síncronos desde la señal de vídeo.

El documento WO 94/24828 describe métodos y aparato para la protección contra la copia de señales de vídeo, en los que se añaden impulsos de aumento a intervalos de sincronización de una señal de vídeo.

Sin embargo, los actuales solicitantes han identificado ahora que hay una necesidad de proporcionar una protección contra la copia para una señal de vídeo componente, cuya necesidad no es ni identificada ni mencionada en las memorias anteriores.

Durante toda la memoria y las reivindicaciones, la expresión ``señal de vídeo componente'' se utiliza para referirse a una señal de salida VGA u otra similar o equivalente. Una señal de salida VGA de esta clase es usada por el visualizador del ordenador y es proporcionada en un bus multicable que proporciona de forma separada una señal de vídeo roja, una señal de vídeo verde, una señal de vídeo azul, un conjunto de impulsos de sincronización verticales y un conjunto de impulsos de sincronización horizontales. El régimen de cuadro (régimen de refresco) es usualmente de 60 cuadros por segundo. La VGA no requiere ningún formato (resolución) en términos de pixeles por línea o líneas por cuadro o régimen de refresco; se ajustan una variedad de pixeles por línea y líneas por cuadro dentro de las normas de VGA.

Ha habido un creciente mercado posterior de convertidores VGA a NTSC (o PAL) que toman la señal VGA descrita arriba y la convierten en una señal de vídeo NTSC o PAL (compuesta) para visualizarse en un monitor de TV, aparato de TV o proyector de vídeo normales. Con un dispositivo convertidor de esta clase conectado para recibir una señal de salida VGA, un usuario convierte la señal de salida VGA en una señal de salida NTSC o PAL y luego puede grabar la señal de salida NTSC/PAL usando un VCR (grabador de cintas de vídeo) convencional, burlando de este modo la protección contra la copia analógica descrita anteriormente. Aunque la calidad de vídeo de una conversión de este tipo puede ser inferior, no puede disuadir a un pirata decidido.

Por supuesto, la protección contra la copia para una señal de vídeo VGA debe satisfacer los dos requisitos básicos de un sistema de protección de vídeo efectivo. Esto es, primeramente, cualquier copia realizada debe dar lugar a una imagen de calidad inferior. Esto se denomina efectividad. En este caso, un usuario que conecte un grabador de cintas de vídeo a un convertidor VGA a NTSC (PAL), debe obtener una señal del mismo de inferior calidad de entretenimiento. El rasgado de la imagen, la variación de la amplitud o la pérdida de color son ejemplos de calidad de entretenimiento inferior. Lo segundo, el requisito de equilibrio, es que la señal de VGA, cuando se ve en un monitor VGA, debe ser totalmente ``reproducible'', por ejemplo, no mostrar ninguna aberración en la imagen.

Es un objeto del presente invento proporcionar una protección contra la copia para una señal de vídeo componente que es capaz de satisfacer los dos requisitos.

De acuerdo con un primer aspecto del presente invento, se proporciona un método para proteger una señal de vídeo componente del uso no autorizado, que comprende la etapa de:

modificar una señal de sincronización de la señal de vídeo componente añadiendo impulsos de sincronización a la señal de vídeo componente, o suprimiendo impulsos de sincronización de la señal de vídeo componente, o añadiendo algunos impulsos de sincronización y suprimiendo otros impulsos de sincronización a/de la señal de vídeo componente;

por lo cual la señal de vídeo componente modificada produce una imagen normal cuando se reproduce en un monitor de vídeo componente, y la señal de vídeo componente modificada, cuando es convertida a una señal de vídeo compuesta produce, en un receptor de televisión, una imagen que tiene características de visión degradadas.

Realizaciones de un método del invento modifican al menos uno de los trenes de impulsos de sincronización que son parte de la señal de vídeo VGA. Estas modificaciones incluyen la supresión y/o adición de ciertos impulsos de sincronización, el cambio del ciclo de tareas de ciertos impulsos, y el cambio entre uno o más de los métodos anteriores en una base fija, pseudoaleatoria o aleatoria en varios cuadros de la señal de vídeo. Las adiciones y/o supresiones pueden ser en los intervalos de supresión verticales o en los intervalos de supresión horizontales de la señal de vídeo VGA.

De esta forma, las señales de vídeo VGA son protegidas del copiado (o incluso de su visión) después de ser sometidas a la conversión NTSC/PAL modificando al menos uno de los trenes de impulsos horizontales y/o de sincronización que son parte de la señal de vídeo VGA. En este contexto, ``VGA'' se refiere a la bien conocida norma de vídeo Composición de Gráficos de Vídeo usado comúnmente en el campo de los ordenadores y también a las normas asociadas SVGA y XVGA de IBM, que para este propósito son las mismas.

Además, aunque una realización está dirigida a señales VGA proporcionadas por un reproductor DVD instalado en un ordenador, claramente el invento no está así limitado y generalmente se aplica a señales de vídeo VGA sean la salida de un reproductor DVD instalado en un computador, otros tipos de reproductores de vídeo digitales o a algún tipo de salida de vídeo de ordenador componente. En una aplicación típica, las realizaciones del invento van a ser utilizadas para proteger contra la copia material con derechos de autor, por ejemplo, películas suministradas en DVD, pero el invento no está limitado a esta aplicación.

En algunas realizaciones, se modifican los impulsos de sincronización horizontales en el intervalo de supresión vertical de la señal VGA. La señal VGA modificada resultante es fácilmente visionable en cualquier monitor VGA. Sin embargo, si esta señal es convertida a una señal NTSC/PAL por uno de los bien conocidos convertidores VGA a NTSC/PAL disponibles comercialmente, la señal resultante es relativamente no visible en una televisión o monitor de televisión NTSC/PAL. También, si se hace un intento de copiar esta señal, por ejemplo, usando un VCR (grabador de cinta de vídeo) NTSC/PAL convencional, la grabación resultante es también no visible. Por no visible se quiere decir una imagen que presenta aberraciones, como se describió anteriormente, que sustancialmente degradan la imagen resultante cuando es mostrada en el aparato de televisión.

Se ha encontrado que lo más ventajoso es modificar los impulsos de sincronización modificando el impulso de sincronización horizontal en la primera parte del intervalo de supresión vertical, esto es, anterior a la aparición del impulso de sincronismo vertical. Típicamente, las modificaciones ocurren en las primeras 10 líneas del intervalo de supresión vertical (VBI). Se ha encontrado también que es indeseable tener un incremento neto en el número total de impulsos de sincronización horizontales en el VBI en cualquier cuadro de vídeo, ya que esto tiende a afectar adversamente algunos monitores VGA.

Preferiblemente, se suprimen uno o más impulsos de sincronización horizontales de la primera parte del intervalo de supresión vertical. Para una efectividad incrementada de la protección contra la copia, se añade un impulso de sincronización horizontal, pero en un lugar donde un impulso de sincronización horizontal tal no está normalmente presente, por ejemplo, en el medio de una línea de vídeo horizontal particular. La pauta por la cual son suprimidos y/o añadidos los impulsos de sincronización horizontales puede ser el mismo en cada cuadro, o puede variar de cuadro a cuadro. Si varía, la variación puede ser una pauta fija, una pauta que varía pseudoaleatoriamente, o una pauta que varía aleatoriamente. Se ha encontrado que las pautas variables incrementan la efectividad de la protección contra la copia.

En una realización, el número de impulsos de sincronización horizontales se incrementa añadiendo diversos impulsos de sincronización horizontales a cada línea, por ejemplo, en la primera porción del intervalo de supresión vertical.

También son posibles otras pautas para la eliminación y/o adición de impulsos de sincronización horizontales.

La señal de sincronización vertical puede también ser alterada, pero se ha encontrado que esto afecta adversamente algunos monitores de VGA.

En una realización, la pauta de modificación de los impulsos síncronos se escoge dependiendo de las características del monitor de VGA a utilizar. Esto es posible porque en el entorno del ordenador, es posible que el ordenador ``conozca'' las características de un monitor de VGA añadido como suministrado por el usuario. En una realización, la pauta de modificación se ajusta adaptativamente para adaptarse al monitor de VGA particular para minimizar las influencias adversas en la reproductibilidad.

En una realización, el esquema de protección contra la copia es activado o desactivado ya sea por un contenido presente en el material de vídeo fuente, por ejemplo, en el DVD, o de otra manera. Estas activación y desactivación pueden ser bien sólo para proteger cierto material (con derechos de autor) o puede ser realizado para incrementar la efectividad del esquema de protección anticopia cambiando periódicamente entre diferentes versiones del proceso y/o activándolo y desactivándolo, confundiendo además de esta forma a cualquier convertidor de VGA a NTSC/PAL.

Se ha observado que algunos convertidores de VGA a NTSC producen una respuesta estática a una señal de vídeo componente protegida contra la copia, mientras que otros exhiben un rasgado de imagen dinámicamente o producen resultados no copiables.

La respuesta estática a la señal de vídeo componente modificada puede ser en la forma de un desplazamiento de imagen estático y/o un cambio de brillo estático y/o una distorsión estática (es decir, rasgado) en la imagen cuando la salida del convertidor está conectada a un aparato de TV ó VCR. Sin embargo, una respuesta estática de esta clase podría ser todavía copiable y visible en un VCR y un aparato de TV. Por lo tanto, para incrementar el factor de molestia, la señal de modificación particular puede ser desactivada durante un tiempo corto de una manera periódica o aleatoria. Desactivando la modificación de vez en cuando, la salida del convertidor tendrá una imagen desplazada de forma dinámica y/o una imagen distorsionada dinámicamente cuando se conecta a un aparato de TV y/o un VCR. Esto proporciona una protección más efectiva cuando el convertidor está conectado a un VCR (y también una imagen menos visible en el aparato de TV).

Por supuesto, puede ser incluso más efectivo afectar a una mayor población de convertidores alternando diferentes métodos de modificación y también desactivando la modificación de vez en cuando.

Aunque las referencias a la televisión han sido hechas en términos de NTSC/PAL, otras normas de televisión, por ejemplo, SECAM, podrían también ser vulnerables a las modificaciones del invento.

El presente invento también se extiende a un aparato para proteger una señal de vídeo componente de un uso no autorizado, que comprende:

un circuito que tiene dos terminales de entrada para recibir, respectivamente, una señal de sincronización vertical y una señal de sincronización horizontal de una señal de vídeo componente, estando dispuesto el circuito para producir una señal de sincronización vertical u horizontal modificada que tiene impulsos de sincronización añadidos, o impulsos de sincronización eliminados, o algunos impulsos de sincronización añadidos y otros impulsos de sincronización eliminados,

por el cual la señal de vídeo componente modificada produce una imagen normal cuando es reproducida en un monitor de vídeo componente, y la señal de vídeo componente modificada produce en un receptor de televisión, cuando es convertida en una señal de vídeo compuesta, una imagen que tiene características de visión degradadas.

Realizaciones de aparatos del invento son usadas para modificar adecuadamente señales de vídeo VGA de forma que las señales estén protegidas contra la copia.

Se describen e ilustran aquí implementaciones particulares de aparatos. Por supuesto, pueden ser realizadas modificaciones y variaciones en las disposiciones ilustradas.

Las modificaciones en los impulsos de sincronización horizontales pueden ser incorporadas dentro del intervalo de supresión vertical. Las supresiones y/o adiciones en el tren de impulsos de sincronización horizontales pueden también estar en la proximidad del intervalo de supresión vertical o en alguna parte en el campo, incluso en el campo activo. En algunos casos, el tren de impulsos de sincronización horizontales es modificado en algún lugar del campo por división de impulsos de sincronización horizontales, modulación de la anchura de impulso y otras técnicas. Las modificaciones en el tren de impulsos de sincronización verticales pueden incluir modulación de la anchura de impulso de sincronización vertical y/o división.

Ya que es posible que el computador sea informado (o ajustado por el usuario) sobre qué monitor está conectado al mismo, puede ser alcanzada la máxima efectividad en la protección contra la copia para cajas de convertidor de tipo VGA con una señal de protección contra la copia adicional. Por ejemplo, en ciertos monitores, el impulso de fijación de vídeo puede ser coincidente con el primer 70% del intervalo de supresión horizontal de los canales de vídeo rojos, verdes y azules. En estas circunstancias, los canales de vídeo pueden ser modificados con impulsos blancos de pico durante el último 30% del intervalo de supresión horizontal.

También es posible insertar una señal anticopia en al menos una porción del intervalo de supresión horizontal (o en la proximidad del intervalo de supresión horizontal) sobre un número suficiente de líneas de la señal de vídeo componente (es decir, cualquier combinación de rojo, verde y/o azul). Esta señal anticopia puede ser un impulso ``AGC'' como el descrito en la Patente US No. 4.631.603. Esta señal anticopia puede también ser una señal estática y/o periódica y/o aleatoria y/o pseudoaleatoria de diversas amplitudes y/o frecuencias y/o fases y/o posiciones y/o anchuras.

En una realización del aparato del invento, la circuitería puede comprender circuitos aislados, y/o, por ejemplo, estos circuitos pueden estar incorporados en un circuito integrado que incluya otra funcionalidad y que esté instalado en el ordenador que aloja el reproductor DVD, o está conectado de otra forma al mismo. En una realización preferida, la circuitería puede estar incluída en un circuito integrado asociado con un reproductor de DVD y que realice otras funciones para controlar el reproductor de DVD y/o su salida.

Serán descritas a continuación realizaciones del presente invento, por medio de un ejemplo, con referencia a los dibujos que se acompañan, en los cuales:

La figura 1 muestra la RGB normal y las señales de sincronización horizontales y verticales de una señal de salida VGA de un ordenador,

Las figuras 2A a 2C muestran las mismas señales que la figura 1,

Las figuras 2D a 2H muestran formas de onda de cuatro métodos de protección contra la copia de acuerdo con el invento,

Las figuras 3 y 4 muestran diagramas de bloques de alto nivel de aparatos del invento para aplicar protección contra la copia, y

Las figuras 5 y 6 muestran detalles del aparato de las figuras 3 y 4.

Como se explicó anteriormente, la VGA (incluyendo SVGA u otra salida de vídeo componente) es protegida contra la copia modificando al menos una de las señales de sincronización en la señal de salida VGA de, por ejemplo, un ordenador. El objetivo es modificar uno o ambos de los trenes de impulsos de sincronización para determinar que un convertidor VGA a NTSC (o PAL) permita una grabación que sea totalmente carente de valor de entretenimiento, sin afectar la visualización VGA en el monitor del ordenador VGA.

Las siguientes características distinguen entre tales convertidores usados en combinación con aparatos/monitores de TV y monitores de ordenador. Estas características pueden ser explotadas para proporcionar la protección contra la copia.

1) En aparatos de TV, las exploraciones horizontales son accionadas por un oscilador de compensación (oscilador de bucle cerrado de fase horizontal con relativamente lenta respuesta AFC) que es inmune al ruido en la línea síncrona horizontal.

2) En un monitor de ordenador, el circuito de examinado horizontal no tiene siempre circuitos de compensación para rechazar el ruido como en los aparatos de TV. En vez de ello, el monitor del ordenador dispara un oscilador fuera de un borde del impulso de sincronización horizontal. Los osciladores disparados reaccionan casi instantáneamente a incluso picos de ruido de anchura de impulso estrecha en el tren de impulsos de sincronización horizontales. Hay algunos monitores de ordenador que tienen osciladores de compensación, pero con un bloqueo mucho más rápido que los aparatos de TV. Esto es, el bucle de AFC (control de frecuencia automático) horizontal es más lento en un aparato de TV que en un monitor de ordenador.

Dado que los convertidores de VGA a NTSC/PAL diferentes son afectados de forma diferente por configuraciones diferentes de modificaciones de impulsos, la implementación de las modificaciones del tren de impulsos de sincronización horizontales puede ser variada sobre uno o más cuadros para incluir combinaciones de las modificaciones para producir salidas no visibles del convertidor VGA a NTSC/PAL sobre sustancialmente la población completa de los convertidores conocidos.

Pueden usarse realizaciones del invento para proporcionar una salida protegida contra la copia de material con derechos de autor de DVDs. Los DVDs individuales ya tienen ``bits de disparo'' asociados con su señal de salida analógica normal. Estos bits de disparo indican al circuito de protección contra copia para la salida analógica del dispositivo computador que el DVD está protegido contra la copia y debe tener las señales de protección contra copia analógicas añadidas.

Estos bits de disparo de protección contra copia pueden también ser usados para indicar al sistema de salida VGA que los trenes de impulsos síncronos van a ser modificados. Cuando un usuario está observando material que no contiene bits de disparo, es capaz de esta forma de usar un convertidor de VGA a NTSC/PAL para hacer copias. Es solamente cuando están presentes tales bits de disparo que indican un material protegido contra la copia cuando se activa la protección contra la copia VGA.

La figura 1 muestra tres formas de onda que juntas representan una de las normas VGA, el formato de 60 cuadros por segundo, no entrelazado, de 640 por 480. La línea superior es el impulso de sincronización vertical. Debe entenderse que estas formas de onda son solamente para una porción de un cuadro, pero muestran el intervalo de supresión vertical (VBI) completo y una pequeña porción del cuadro anterior y posterior al VBI. Como se muestra, en la VGA el tren de sincronización vertical es un impulso de sincronización vertical por VBI. Con referencia a la siguiente forma de onda que es la correspondiente a impulsos de sincronización horizontales, con las líneas horizontales numeradas, el impulso de sincronización vertical ocurre entre las líneas 11 y 13 del VBI. En este caso, las señales de sincronización horizontales son mostradas como impulsos muy estrechos. En la actualidad, tienen una anchura cierta, típicamente 3,77 microsegundos. El impulso de sincronización vertical es dos líneas ancho y aquí tiene una anchura de 63,5 microsegundos. (Esto es para una VGA que tenga 525 líneas por cuadro con un régimen de refresco de 60 cuadros por segundo, en donde 480 de los cuadros son vídeo activo; las líneas restantes están en el VBI). Debe también entenderse que un período de línea de exploración horizontal NTSC corresponde a dos períodos de línea de exploración horizontal VGA.

La tercera forma de onda en la figura 1 son las señales RGB, las tres de las cuales se muestran combinadas, ya que por un método del invento no hay necesidad de tratar cada color separadamente. Esto muestra el vídeo activo que, por supuesto, tiene el valor ``negro'' durante el período del intervalo de supresión vertical. También, como se muestra, durante el período de la señal de sincronización horizontal, las señales RGB bajan al nivel negro. Debe entenderse que las señales RGB, de sincronización horizontal y síncronización vertical mostradas en la figura 1 no incluyen protección contra copia de acuerdo con este invento, pero son mostradas para propósitos de referencia para los no familiarizados con el formato VGA. Como es convencional, el eje horizontal representa el tiempo y el eje vertical representa la amplitud de la señal en términos de voltaje.

Las formas de onda que incorporan protección contra la copia como la proporcionada por los métodos del invento se muestran en las figuras 2A a 2G. La figura 2A es la misma que la forma de onda RGB de la figura 1; la figura 2B es la misma que la forma de onda de sincronización vertical de la figura 1; la figura 2C es la misma que la forma de onda de sincronización horizontal en la figura 1. Las figuras 2A a 2C se proporcionan para fines de ilustración, para mostrar qué porciones de las señales de vídeo se ilustran en las figuras 2D a 2G.

Las figuras 2D a 2H ilustran realizaciones de métodos del invento y muestran formas de onda VGA modificadas producidas por la circuitería del invento. Estas modificaciones ocurren todas durante el intervalo de supresión vertical y, de hecho, ocurren anteriormente a la señal de sincronización vertical, en las primeras 10 líneas del intervalo de supresión vertical. Esta forma de protección particular se ha encontrado que maximiza la reproductibilidad (tienen la menor influencia en el universo de monitores VGA conocidos), mientras que proporciona una protección relativamente efectiva. En las figuras 2C a 2G, las líneas horizontales están numeradas de forma que la primera línea en el VBI es la línea 0 y la señal de sincronización vertical ocurre de las líneas 11 a 12 del cuadro. El intervalo de supresión vertical termina en la línea 45 del cuadro.

La figura 2D ilustra una primera realización de un método de protección en el cual, en este cuadro, son eliminados tres impulsos de sincronización horizontales, en las líneas 3, 4 y 5.

En el segundo método, mostrado en la figura 2E, se elimina un impulso de sincronización horizontal en cada cuadro. Como se muestra por las líneas ondulantes, este no es el mismo impulso de sincronización horizontal en cada cuadro; en vez de ello, el impulso de sincronización horizontal único particular eliminado de cada cuadro varía de cuadro a cuadro, y puede estar en cualquiera de las líneas 3-9. Esta variación de cuadro a cuadro puede ser, por ejemplo, aleatoria o pseudoaleatoria, o seguir alguna pauta fija particular.

El tercer método, mostrado en la figura 2F, no elimina impulsos de sincronización horizontales, sino que, en lugar de ello, los añade, de forma que cada línea horizontal particular incluye, además del impulso de sincronización horizontal único normal en el comienzo de la línea, por ejemplo tres impulsos de sincronización horizontales extras insertados durante el resto de la línea durante, en este caso, cada una de las líneas 1-7. Esta densidad incrementada de impulsos de sincronización horizontales podría ser, por ejemplo, la misma para cada cuadro o puede variar cuadro a cuadro, y no necesita estar presente en cada cuadro. Esto causa problemas de reproductibilidad en algunos monitores como se describió anteriormente. La adición de algunos impulsos de sincronización puede, por lo tanto, ser compensado por la sustracción de algunos otros.

El método mostrado en la figura 2G añade un impulso de sincronización horizontal en un lugar que varía entre las líneas 0 y 1. El impulso de sincronización horizontal añadido es añadido, por ejemplo, en el medio de la línea. La línea en la cual es añadido el impulso de sincronización horizontal puede variar de cuadro a cuadro ya sea en una pauta fija o aleatoriamente o pseudoaleatoriamente.

El método mostrado en la figura 2H modula la anchura de impulso de los impulsos de sincronismo horizontal en el VBI. (La figura 2H no está a la misma escala que las figuras 2A a 2G). Las anchuras del impulso de sincronización horizontal pueden variar entre dos o más valores discretos individuales en cualquier frecuencia que va desde 1 cambio de anchura de impulso de sincronización por varios cuadros hasta 1 cambio de anchura de impulso de sincronización por línea. La anchura de impulso de sincronización puede ser alterada manteniendo el flanco delantero de los impulsos en la situación estándar y moviendo el flanco trasero del impulso. Nótese que la situación del impulso de sincronización horizontal completo puede ser variada al variar la situación tanto de los bordes traseros como delanteros. No todos los impulsos de sincronización horizontal en el VBI necesitan ser así modulados. Se ha encontrado un compromiso entre reproductibilidad y efectividad para saltar entre la anchura de impulso estándar y del 5 al 10% más ancho que el estándar cada varios cuadros. También, la modulación de la anchura del impulso de sincronización puede ser aplicada sólo a un grupo de líneas seleccionadas, tal como solamente durante el VBI.

Alternativamente, los impulsos de sincronización vertical pueden ser retrasados o avanzados en una anchura de impulso de sincronización o fracción de la misma. Otra modificación es añadir impulsos que avanzan en positivo, de anchura estrecha, dentro de impulsos de sincronización horizontal particulares.

Es posible activar y desactivar las modificaciones cada pocos cuadros, combinar varios de estos métodos simultáneamente, y conmutar entre diferentes métodos cada pocos cuadros, y se ha encontrado que algunas combinaciones de este tipo incrementan la efectividad de la protección contra la copia con varios convertidores.

Debe entenderse que estos métodos son solamente ilustrativos y pueden ser usadas diversas modificaciones y combinaciones de estos métodos. Sin embargo, se ha encontrado que estas pautas particulares maximizan la efectividad de la protección contra la copia, mientras que minimizan los problemas de reproductibilidad a través de varios convertidores de VGA a NTSC a PAL y monitores de VGA disponibles comercialmente.

Como se ha notado, los métodos de protección anticopia no necesitan ser idénticos cuadro a cuadro. Por ejemplo, la supresión de los impulsos de sincronización horizontal puede variar de cuadro a cuadro en términos del número y la localización. Lo mismo sucede añadiendo señales de sincronización horizontal como en la figura 2G. En otra variación, las señales de sincronización horizontal son tanto añadidas como sustraídas. Por ejemplo, un impulso de sincronización horizontal puede ser eliminado en un lugar aleatorio y otro añadido en un lugar diferente, por ejemplo, en el medio de una línea. Alternativamente, un impulso de sincronización horizontal puede ser suprimido en una porción del tren de impulsos de sincronización horizontal y un impulso de sincronización horizontal añadido en una porción diferente del tren de impulsos de sincronización horizontal en cada VBI. En otra realización, un impulso de sincronización horizontal es suprimido y dos impulsos de sincronización horizontal son añadidos por VBI.

Generalmente, no es deseable para los propósitos de reproductibilidad añadir uno o más impulsos de sincronización horizontal por encima del número normal por cuadro sin suprimir un número correspondiente o mayor en otra parte en el cuadro. De este modo, la realización de la figura 2F puede ser problemática con ciertos monitores VGA.

Una variación que se ha encontrado que es particularmente efectiva y proporciona buena reproductibilidad, implica la combinación de los métodos de la figura 2E y la figura 2G. Esto es, se suprime una señal de sincronización horizontal bien de la línea 0 o de la primera línea, como se muestra en la figura 2G, y se añade una señal de sincronización horizontal, por ejemplo, en el medio de la línea en, por ejemplo, la línea 8, como en la figura 2E. La variación entre la supresión en las líneas 0 y 1 se varía cuadro a cuadro de forma que hay tres estados; en el primer estado no hay supresión; en el segundo estado, la sincronización horizontal es suprimida de la línea 0; y en el tercer estado, la sincronización horizontal es suprimida de la línea 1. La variación cuadro a cuadro puede ser o bien una pauta fija, o aleatoriamente, o pseudoaleatoriamente cuadro a cuadro. Los métodos descritos anteriormente pueden ser sobrepuestos en este método compuesto para incrementar la efectividad.

Las figuras 3 a 6 ilustran una realización de un aparato del invento para proporcionar protección contra la copia. La figura 3 es un diagrama de bloques de alto nivel que muestra los componentes relevantes del ordenador y vídeo. En un ejemplo típico, todos los elementos mostrados en la figura 3 son incorporados dentro del alojamiento de un ordenador personal.

En la figura 3, sólo se muestran porciones relevantes de un ordenador personal por propósitos de simplicidad. Un reproductor DVD convencional 60 reproduce un DVD convencional. Este reproductor 60 se muestra gráficamente como un disco. Sin embargo, el invento no está limitado a la salida de un reproductor DVD, y es aplicable a todas las señales de salida VGA. Sin embargo, se contempla que una realización comercial típica será para proteger contra la copia material con derechos de autor proporcionado en un DVD.

La salida de señal por el reproductor DVD 60 se acopla, por medio de un bus convencional 62, a un descompresor MPEG2 64 que es típicamente una tarjeta instalada en el ordenador personal y es de un tipo disponible comercialmente. El descompresor 64 produce vídeo componente en un bus 68. Además, el descompresor 64 produce una señal ``ACP on'' en la línea 70, y en la línea (por ejemplo, cable coaxial) 72 produce una señal de vídeo analógica NTSC/PAL para la conexión a un aparato de televisión o VCR. (``ACP'' se refiere a ``protección anticopia'', lo mismo que protección contra la copia). Típicamente, esta señal de vídeo analógica NTSC o PAL está protegida contra la copia en el dominio analógico por una metodología de protección apropiada contra la copia, por ejemplo, como se identificó anteriormente.

El vídeo componente en el bus 68 y la señal ``ACP on'' son acopladas en una tarjeta VGA 90. La tarjeta VGA 90 incluye una circuitería de procesamiento VGA convencional que convierte el vídeo componente en el formato VGA deseado y es un tipo de producto comercial. La tarjeta VGA 90, junto con el procesador VGA ACP (protección anticopia) 92, pueden ser integrados conjuntamente en una única tarjeta 86 o interconectados de otra forma como se muestra. La tarjeta VGA 90 produce en el bus 94 el vídeo VGA al procesador VGA ACP 92.

La señal ``ACP on'' en la línea 70 se acopla de forma similar al procesador VGA ACP 92. En este caso, con el fin de que un usuario conecte a la señal de salida de la tarjeta VGA 90 un dispositivo NTSC/PAL externo, que es un convertidor de VGA a NTSC/PAL, el usuario debe acoplar el dispositivo externo al bus de salida VGA 98.

Por supuesto, si un usuario fuera a conectarse al bus 94, podría desviarse completamente del procesador VGA ACP, por lo cual los métodos de protección de este invento serían burlados. Se anticipa que el usuario típico no hará esto. Además, si la tarjeta VGA 90 y el procesador VGA ACP 92, por ejemplo, son incorporados juntos en un único chip de circuito integrado, tal intervención se volvería virtualmente imposible, especialmente puesto que el bus intermedio 94 puede ser omitido. En este caso, se genera una señal protegida en primer lugar en la tarjeta VGA 90 y la señal VGA estándar nunca existe en esta implementación.

La señal en la ACP en la línea 70 conecta el procesador VGA ACP 92. La ausencia de tal señal en la línea 70 desconecta el procesador 92 y no se proporciona ninguna protección. Por tanto, el material en el DVD que está siendo reproducido en el reproductor 60 determina si la protección anticopia es o no aplicada. La protección puede ser selectivamente activada y desactivada, dependiendo en el material de vídeo.

La figura 4 muestra una vista más detallada de elementos seleccionados de la figura 3, incluyendo la tarjeta de PC 86, la tarjeta VGA 90, y el procesador VGA ACP 92. Como se muestra, el bus 94 en la figura 3 incluye el bus 102 que porta el vídeo de tres componentes RGB, así como una línea de sincronización vertical 104 y una línea de sincronización horizontal 96. Estas comprenden conjuntamente el vídeo VGA, con líneas convencionales adicionales que incluyen varias líneas de tierra, etc., y que no son mostradas por simplicidad. Como se muestra, las líneas 102 y 104 rodean el procesador VGA ACP 92 en esta realización. Está disponible un hilo de conexión mostrado de forma que la línea de sincronización vertical 104 puede ser alterada por el procesador 92 si se desea. Sin embargo, dado que las realizaciones típicas descritas aquí modifican los impulsos de sincronización horizontal, en este caso solamente la señal de sincronización horizontal en la línea 102 es realmente modificada por el procesador 92.

Las señales de salida de la tarjeta de PC 86 son proporcionadas en un conectador VGA 98 que se acopla a través de un bus 110 a un convertidor NTSC/PAL. El convertidor 112 es típicamente un convertidor de ordenador personal a televisión NTSC/PAL, usualmente del tipo disponible comercialmente. Estos son dispositivos típicos postmercado y, como se muestra, no son una porción del ordenador, aunque por supuesto podrían ser incorporados en el ordenador. Como se muestra, las señales de salida del convertidor 112 son proporcionadas en una línea 118 a un aparato de televisión o monitor convencional 120. La señal de salida VGA está también conectada directamente (si se desea) al monitor VGA estándar 126 por el bus 122. Como se muestra, la conexión al convertidor 112 y al monitor 126 es selectiva, dependiendo de qué dispositivo es conectado en el acceso de salida VGA 98.

El procesador 92 se muestra en mayor detalle en la figura 5. Los elementos de la figura 5 similares a los de las otras figuras son señalados de forma idéntica. Las señales de entrada al procesador ACP 92 incluyen los impulsos de sincronización vertical en la línea 104 y los impulsos de sincronización horizontal en la línea 96.

El contador 130 cuenta los impulsos de sincronización horizontal de entrada en la línea 96 y produce de manera pseudoaleatoria una salida indicada con RND. El contador de línea 132 recibe impulsos de sincronización horizontal en la línea 96, así como la señal de sincronización vertical en la línea 104 que actúa como una reposición del contador. Los impulsos de sincronización horizontal en la línea 96 son contados por el contador de línea 132, como se describe en mayor detalle a continuación. Las señales de salida del contador de línea 132 son una señal ``eliminar hsync'' en una línea que indica la supresión de la sincronización horizontal y una señal ``añadir hsync'' en otra línea que indica la adición de la sincronización horizontal.

El tercer elemento principal en la figura 5 es un retraso de media línea 138 también activado por los impulsos de sincronización horizontal en la línea 96 invertidos por el inversor 136. Esto proporciona un retraso de una mitad de línea de los impulsos de sincronización horizontal invertidos en la línea de salida ``eliminado hsync''. Como se muestra, las cuatro señales de salida de los elementos 130, 132, y 138 son combinadas por puertas lógicas de 140 a 160 para proporcionar una señal de sincronización horizontal ``hsync out'' en la línea 102. Esta es un tren de impulsos de sincronización horizontal modificados y en efecto reemplaza el tren de impulsos de sincronización horizontal originales en la línea 96.

Este circuito particular, por consiguiente, tiene una facilidad para suprimir impulsos de sincronización horizontal y añadir impulsos de sincronización horizontal. Los impulsos añadidos son añadidos en el medio de una línea, de ahí el retraso de media línea 138. La figura 5 es mejor entendida con referencia a la figura 6, que muestra el detalle del contador de líneas 132. La señal de sincronización horizontal en la línea 96 temporiza un contador 170 de 480 líneas que cuenta de 1 a 480 y produce una señal de salida (digital) de 9 bits que indica la cuenta de línea. Esta señal de salida se aplica a los terminales de entrada a de tres comparadores 174, 176 y 180. Como se muestra, el terminal de entrada b de cada uno de los comparadores 174, 176, 180 está respectivamente conectada, bien de forma programable o cableada, a un valor digital, respectivamente de 4, 1 y 2.

La señal de salida del comparador 174 es la señal ``eliminar hsync'', también mostrada en la figura 5, mientras que las salidas de los comparadores 176 y 180 son combinadas por la puerta O 184 para proporcionar la señal de sincronización añadida. Dado que la señal de sincronización añadida en la figura 5 es modificada por la señal aleatoria, el efecto es que un impulso de sincronización horizontal es añadido pseudoaleatoriamente, variando su localización con cada cuadro, de forma que hay tres estados; en el primer estado, no se añade ningún impulso horizontal; en el segundo estado, es añadido en la línea 1 en el VBI; y en el tercer estado, es añadido en la línea 2 del VBI. La entrada de valor 4 al comparador 174 indica que el impulso de sincronización horizontal es eliminado en este caso en la línea 4. Por supuesto, cada uno de estos valores (4, 12) puede variar variando la situación de la supresión/adición.

Se apreciará que pueden ser realizadas modificaciones y variaciones en las realizaciones según se han descrito e ilustrado dentro del alcance de este invento, como se define por las reivindicaciones adjuntas.

Claims (38)

1. Un método para proteger una señal de vídeo componente del uso no autorizado, que comprende la etapa de:

modificar una señal de sincronización de la señal de vídeo componente añadiendo impulsos de sincronización a la señal de vídeo componente, o suprimiendo impulsos de sincronización de la señal de vídeo componente, o añadiendo algunos impulsos de sincronización y suprimiendo otros impulsos de sincronización a/de la señal de vídeo componente;

por lo cual la señal de vídeo componente modificada produce una imagen normal cuando es reproducida en un monitor de vídeo componente, y la señal de vídeo componente modificada produce, cuando es convertida en una señal de vídeo compuesta, en un receptor de televisión, una imagen que tiene características de visión degradadas.

2. Un método como el reivindicado en la reivindicación 1, en el cual la señal de vídeo componente es una de una VGA, SVGA, IBM XGA u otra señal de vídeo de ordenador.

3. Un método como el reivindicado en la reivindicación 1 o en la reivindicación 2, en el cual la señal de vídeo compuesta es una de una señal de vídeo NSTC, SECAM o PAL.

4. Un método como el reivindicado en cualquier reivindicación precedente, en el que la etapa de modificación comprende añadir al menos un impulso de sincronización horizontal a y/o suprimir al menos un impulso de sincronización horizontal de al menos cuadros particulares de la señal de vídeo componente.

5. Un método como el reivindicado en la reivindicación 4, en el que la adición y/o supresión es en una situación entre la primera línea horizontal del intervalo de supresión vertical y el impulso de sincronización vertical de cada uno de los cuadros particulares.

6. Un método como el reivindicado en la reivindicación 4 o la reivindicación 5, en el que se añade al menos un impulso de sincronización horizontal en una primera situación y se suprime al menos un impulso de sincronización horizontal de una segunda situación.

7. Un método como el reivindicado en cualquiera de las reivindicaciones 4 a 6, en el que el impulso de sincronización horizontal añadido es añadido en otra situación distinta al comienzo de una línea de exploración horizontal.

8. Un método como el reivindicado en cualquiera de las reivindicaciones 4 a 7, que comprende además la etapa de variar la posición del impulso de sincronización horizontal añadido o suprimido de cuadro a cuadro.

9. Un método como el reivindicado en la reivindicación 8, en el que la variación de posición es aleatoria.

10. Un método como el reivindicado en la reivindicación 8, en el que la variación de posición es pseudoaleatoria.

11. Un método como el reivindicado en la reivindicación 8, en el que la variación de posición es según un patrón fijo de cuadro a cuadro.

12. Un método como el reivindicado en cualquier reivindicación precedente, en el que la etapa de modificación comprende el añadir una pluralidad de impulsos de sincronización horizontal estrechamente espaciados.

13. Un método como el reivindicado en cualquier reivindicación precedente, que comprende además las etapas de:

previamente a la etapa de modificación, determinar si está presente una señal de disparo de la protección contra la copia en la señal de vídeo componente; y

realizar sólo la etapa de modificación si se determina que la señal de disparo está presente.

14. Un método como el reivindicado en cualquier reivindicación precedente, en el que impulsos de sincronización horizontal son tanto suprimidos como añadidos en cada cuadro.

15. Un método como el reivindicado en cualquier reivindicación precedente, que comprende además las etapas de:

determinar características del monitor de vídeo componente; y

modificar adaptativamente la señal de sincronización, dependiente de las características determinadas, para asegurar la producción de la imagen normal.

16. Un método como el reivindicado en cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, en el que la etapa de modificación comprende la modulación de la anchura de impulso de una pluralidad de impulsos de sincronización horizontales.

17. Un método como el reivindicado en cualquier reivindicación precedente, que comprende además la etapa de parar periódicamente la etapa de modificación.

18. Un método como el reivindicado en cualquier reivindicación precedente, en el que la etapa de modificación incluye el cambiar de forma periódica entre diferentes versiones del método.

19. Un método como el reivindicado en cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, en el que los impulsos añadidos están en un intervalo de supresión horizontal de la señal de vídeo componente.

20. Un aparato para proteger una señal de vídeo componente de un uso no autorizado, que comprende:

un circuito (92) que tiene dos terminales de entrada (104, 96) para recibir, respectivamente, una señal de sincronización vertical y una señal de sincronización horizontal de una señal de vídeo componente, estando dispuesto el circuito (92) para emitir (98) una señal de sincronización vertical u horizontal modificada que tiene impulsos de sincronización añadidos, o impulsos de sincronización eliminados, o algunos impulsos de sincronización añadidos y otros impulsos de sincronización eliminados,

por lo cual la señal de vídeo componente modificada produce una imagen normal cuando es reproducida en un monitor de vídeo componente, y la señal de vídeo componente modificada produce, en un receptor de televisión, cuando es convertida en una señal de vídeo compuesta, una imagen que tiene características de visión degradadas.

21. Un aparato como el reivindicado en la reivindicación 20, en el que la señal de vídeo componente es una de una VGA, SVGA, IBM XGA u otra señal de vídeo de tipo ordenador.

22. Un aparato como el reivindicado en la reivindicación 20 o en la reivindicación 21, en el cual la señal de vídeo compuesta es una de una señal de vídeo NSTC, SECAM o PAL.

23. Un aparato como el reivindicado en cualquiera de las reivindicaciones 20 a 22, en el que el circuito (92) está dispuesto para modificar la señal de vídeo añadiendo o suprimiendo al menos un impulso de sincronización horizontal a, y/o eliminando al menos un impulso de sincronización horizontal del intervalo de supresión vertical de al menos cuadros particulares de la señal de vídeo componente.

24. Un aparato como el reivindicado en la reivindicación 23, en el que la adición y/o supresión es en una situación entre la primera línea horizontal del intervalo de supresión vertical y el impulso de sincronización vertical de cada uno de los cuadros particulares.

25. Un aparato como el reivindicado en la reivindicación 23 o la reivindicación 24, en el que se añade al menos un impulso de sincronización horizontal en una primera situación y se suprime al menos un impulso de sincronización horizontal de una segunda situación.

26. Un aparato como el reivindicado en cualquiera de las reivindicaciones 23 a 25, en el que el impulso de sincronización horizontal añadido se añade en otra situación diferente al comienzo de una línea de exploración horizontal.

27. Un aparato como el reivindicado en cualquiera de las reivindicaciones 23 a 26, en el que el circuito (92) está dispuesto para variar la posición del impulso de sincronización horizontal añadido o suprimido de cuadro a cuadro.

28. Un aparato como el reivindicado en la reivindicación 27, en el que la variación de posición es aleatoria.

29. Un aparato como el reivindicado en la reivindicación 27, en el que la variación de posición es pseudoaleatoria.

30. Un aparato como el reivindicado en la reivindicación 27, en el que la variación de posición es según una pauta fija de cuadro a cuadro.

31. Un aparato como el reivindicado en las reivindicaciones 20 a 30, en el que el circuito (92) está dispuesto para añadir una pluralidad de impulsos de sincronización horizontales estrechamente espaciados.

32. Un aparato como el reivindicado en cualquiera de las reivindicaciones 20 a 31, que comprende además medios para determinar si está presente una señal de disparo de la protección contra la copia en la señal de vídeo componente.

33. Un aparato como el reivindicado en cualquiera de las reivindicaciones 20 a 32, en el que el circuito (92) está dispuesto para añadir y suprimir impulsos de sincronización horizontales en un cuadro de la señal de vídeo componente.

34. Un aparato como el reivindicado en cualquiera de las reivindicaciones 20 a 32, en el que el circuito (92) está dispuesto para modular la anchura de impulso de impulsos de sincronización horizontal en la señal de vídeo compuesta.

35. Un aparato como el reivindicado en cualquiera de las reivindicaciones 20 a 34, que comprende además:

medios para determinar características del monitor de vídeo componente; y

medios para modificar adaptativamente la señal de sincronización, con dependencia de las características determinadas, para asegurar la producción de la imagen normal.

36. Un aparato como el reivindicado en cualquiera de las reivindicaciones 20 a 35, en el que el circuito (92) incluye:

un contador de líneas (132) acoplado para ser repuesto por impulsos de sincronización vertical en la señal de sincronización vertical de entrada, y dispuesto para contar impulsos de sincronización horizontal en la señal de sincronización horizontal;

un contador de secuencia (130) acoplado para contar los impulsos de sincronización horizontal;

un retraso de media línea (138) acoplado para recibir los impulsos de sincronización horizontal; y

un circuito lógico (140, 144, 146, 150, 152, 156, 160) acoplado para recibir señales de salida del contador de líneas (132), del contador de secuencia (130), y del retraso de media línea (138) y dispuesto para emitir la señal de sincronización horizontal modificada.

37. Un aparato como el reivindicado en cualquiera de las reivindicaciones 20 a 36, en el que el circuito (92) es periódicamente desconectado.

38. Un aparato como el reivindicado en cualquiera de las reivindicaciones 20 a 37, en el que el circuito (92) cambia periódicamente entre diferentes versiones de la señal de sincronización modificada.