对视频信号进行处理，以禁止磁带录像机接受该信号的方法和装置

摘要

本发明提供了一种方法和装置，用来对视频信号进行变形处理，使得电视接收机可以根据此变形后的视频信号提供正常的彩色图象，而对此变形后的视频信号进行录象磁带记录后，在重放时得到的却是不正常的图象。

说明书

--no marking-->

本发明涉及对视频信号进行变形处理的方法和设备，其目的在于使电视接收机接收这些变形后的信号时，仍能显示正常图象，而这些经变形处理的信号在由录象磁带记录后，通常将产生不正常的图象。

为了保护视频信息中主要的部分，需要有对视频信号进行变形处理的方法和设备，以便在电视接收机接收这些变形信号时，能够产生正常的彩色图象，但与此同时，却将禁止或阻止录象磁带记录这些变形后的信号。换言之，电视装置根据这些变形后的视频信号，可以产生正常的彩色图象，而盒式录象磁带记录的却是不正常的图象。

在此，根据以下事实对本发明进行揭示：即如果紧接着同步脉冲的后沿，立即给视频信号一个具有适当幅度和持续时间的脉冲，则由于盒式磁带录象机中的自动增益控制（AGC）系统所起的作用，将使得输入视频信号的电平好象大约是正常电平的35%。然后自动增益控制系统做出响应，把将记录到磁带上的信号衰减到其标准值的30%。当再播放时，由于该信号值经过衰减，所以在一般电视装置上产生的就是质量很差的、不稳定的图象。

所加脉冲位于视频信号的后沿区域。简单地说，紧接着同步脉冲的后沿，立即在视频信号中插入一个脉冲。这个插入的脉冲可以是正脉冲，也可以是负脉冲。如果此脉冲是正脉冲，磁带录象机中的自动电平控制电路测出的同步脉冲电平就比实际值要高，同时此电路就产生增益校正，把所记录的视频信号的电平衰减到不可接受的电平值。如果插入的脉冲是负脉冲，磁带录象机中的自动电平控制电路测出的同步脉冲电平就比实际值要低，同时此电路就产生增益校正，把所记录的视频信号的电平增大到不可接受的电平值。然而，如果在一帧图象所有行的后沿部分都加上脉冲，那么黑色电平信号衰减是显著的。因此，实际上只是在百分之几的后沿部分加上脉冲，例如在每帧中的第三行的后沿部分加上脉冲，以降低黑色电平信号衰减问题的显著性。

本发明者有了新的发现：即通过对盒式磁带录象机中的自动增益控制（AGC）系统进行“扰乱”或引起其误操作而解决黑色电平衰减问题。本发明包括方法和设备两个方面，它们用于对视频信号进行变形处理，以使一般的电视接收机可以根据变形后的信号进行重放，而禁止对变形后的信号进行正常的录象磁带记录。换言之，当使用具有预先记录的录象磁带时，本发明允许录象机清晰地重放此盒式录象磁带的内容。但禁止用另一台录象机把其中的信号成功地记录下来。

本发明的目的是提供一种方法和设备，用于对视频信号进行变形处理，使得常规的电视接收机可以根据变形后的信号产生正常的图象，而对变形后的信号进行记录后重放的却是不正常的信号。

本发明更具体的目的是提供这样一种方法和设备，它们用以在帧消隐区的彩色视频信号中，插入若干的伪同步脉冲和正向脉冲对，这些脉冲对使得磁带录象机中的自动电平控制电路错误地测定视频信号电平并产生增益校正，从而导致不正常的录象磁带记录。

简言之，根据本发明的实施例，取决于以下这个事实，即磁带录象机的自动增益控制系统不能区别控制信号的标准同步脉冲（包括均衡脉冲和宽脉冲）和附加的伪同步脉冲。在这里，对伪同步脉冲定义如下：其帧值达到标准同步脉冲峰值电平，且其脉冲宽度至少为0.5微秒。

具体地说，如果在帧消隐时间间隔内，将一系列伪同步脉冲加至视频信号，并且如果在每一个这样的伪同步脉冲后面，接着一个具有适当幅度和持续时间的正向脉冲，则给定磁带录象机中的自动增益控制系统就会对此视频信号电平做出错误地测定，从而导致不正常的视频信号记录。

由于这些正向脉冲出现的时间，不是电视接收机中通常用于恢复黑色电平的时间，所以本发明避免了可能出现的黑色电平信号衰减问题。

本发明的最佳实施例包括预先录制的盒式录象磁带的情况。根据下文的叙述可见：预先录制的录象磁带可以重放并产生正常的视频图象，但将禁止对重放的视频信号进行记录。

根据下文的详细描述，同时结合参考附图，可以了解本发明的其它目的和优点。

图1a是波形图，图解了一行根据本发明经过变形处理后的视频信号的波形，其中，所示视频信号的部分具有均衡脉冲类型的标准同步脉冲;

图1B是波形图，图解了一行根据本发明，经过变形处理后的视频信号的波形，其中所示视频信号的部分具有水平同步脉冲类型的标准同步脉冲;

图2是根据本发明的设备典型实施例框图和线路图;

图3是图2所示典型实施例中，在选定点处的波形图。

图1a的波形图解说明了通用的视频信号，在其中的一部分有标准均衡脉冲10。这些均衡脉冲是负向脉冲，它从消隐基准信号电平（在图1a的纵座标轴上标明）增大直到同步峰值电平（也在图1a的纵座标轴上标明）。根据本发明，若干脉冲对（即相邻的脉冲12和14）插到均衡脉冲10之后。

根据美国标准，如图1a所示，电视接收机单一扫描行的时间长度约为63.55微秒。在这样一行扫描的时间内，出现两个均衡脉冲。图1a中的参考记号12标明的是本发明的伪同步脉冲。如上文所述，这些脉冲的幅值应达到标准均衡脉冲或宽同步脉冲的同步脉冲峰值电平，并且这些脉冲的宽度至少为0.5微秒。进而，根据本发明，各伪同步脉冲12与紧跟其后的正脉冲14构成一对。此正向脉冲的幅值大致上与白色信号峰值的幅值相等。

如上文所述，标准盒式磁带录象机中的自动增益控制系统不能区别均衡脉冲10和伪同步脉冲12，并且因此“失去”同步（并因此失去正确的记录信号基准水平）从而不能对变形后的视频信号进行正常的记录。

图1b图解了将本发明用于帧消隐区某一行时所产生的波形，该行有一标准水平同步脉冲16，且在每行的标准同步脉冲16之后，接着而来的是彩色同步脉冲信息18。这类视频信号的形式，对这类视频信号的理解，以及同步脉冲和彩色同步脉冲信息的用途，在视频电路的先有技术中，都是标准和众所周知的。

在此例中，由伪同步脉冲12和正脉冲14组成的七对脉冲插入视频信号中，它们出现在同步脉冲16之后的帧消隐时间间隔中。图16中包含有七个这样的脉冲对仅仅是示范性的数字，这并不能做为本发明或实施例的限制。根据对本发明的阐述可以看出：可以容许脉冲以任何方式（包括随机的，伪随机的或预定的形式）分布在整个帧消隐时间间隔内。

为了最有效地禁止录像磁带记录，正脉冲的幅值应达到传送变形后的视频信号的传送装置的限幅电平，此限幅电平通常是在“白色”基准电平峰值的100%到125%之间。

如果确定了脉冲对的数目（即如25），在帧消隐时间间隔内，就应该对若干扫描行进行变形处理，以获得所确定的脉冲对。在整个帧消隐的时间间隔内，这些经过变形处理的行可以是相邻的，也可以是随机散布的。

做为本发明的其他特性，可以人为地将帧消隐时间间隔本身向各个方向延续到若干行，伪同步脉冲序列可以加到这些额外的消隐行上。之所以要求有这个延续的帧消隐时间间隔，其原因在于下述事实：即许多电视装置没有适当的逆程消隐电路。这类电视装置在场回扫期间，实际上显示了正脉冲。为了防止这类情况发生，在整个帧消隐时间间隔内延续帧消隐时间间隔，就可能产生实际场回扫，并且所加入的伪同步脉冲在实际场回扫的范围之外出现。由于大多数电视装置过扫描5%到10%，所以这些脉冲仍是不可见的。

视频线路设计技术中的普通技巧有助于理解可使本发明的原理得以付诸实施的各种方法。图2说明了最佳实施例的设备。为简单起见，图2中使用了本技术领域众所周知的一般线路框图。

视频信号输入到单位增益放大器20，并由单位增益放大器20对此信号加以缓冲。此放大器把信号送入同步脉冲分离器22。同步脉冲分离器22输出的标准同步脉冲的前沿触发单稳态多谐振荡器24。然后单稳态多谐振荡器24响应其触发输入，在输出端产生10微秒的负脉冲。这些脉冲由10位计数器26加以计数。帧脉冲发生器28也由同步脉冲分离器22提供信号，根据每帧图象的出现，它顺序地向计数器26输出置零信号。计数器26的各个状态分别与该帧的某一特定行（在垂直同步间隔中为半行）相对应。在使用525行NTSC（美国国家电视系统委员会）系统的情况下，共有543种不同状态，额外的18个状态是由于两倍行频均衡和宽脉冲造成的。

十条数据线从该计数器送入只读存储器（ROM）30的地址输入端。ROM30由1024×2的阵列构成。通过对ROM进行适当的编程，可达到该帧的最高状态。

ROM30的输出32用于延长帧消隐时间间隔，请参考前文所述。下文将进一步讨论本设备实现此功能的具体操作。ROM30的输出34用以控制产生加到通用视频信号中的伪同步和正向脉冲。

输入到放大器20的视频信号被送到黑色电平箝位电路36，黑色电平箝位电路36由来自单稳态多谐振荡器24的脉冲所驱动。黑色电平箝位电路保证无论当图像信号的平均电平或放大器以及类似偏差源的偏差如何变化，送到消隐开关38的视频信号的消隐电平总保持在某一基准电平（即，如0伏）。消隐开关38基本上由快速电子开关构成，它在与（AND）门电路40的控制下，选择来自黑色电平箝位电路36的视频信号输入或箝位基准电压（此图所示为0伏）。

只有在扫描行的有效部分，与门电路40的输出为高电平，而此时ROM30的输出32也为高电平。当与门电路40的输出端为高电平时，消隐开关38就选择0伏（或基准电平）输入。由黑色电平箝位电路36，与门电路40，消隐开关38和只读存储器20的输出32共同作用构成了延长帧消隐时间间隔的装置，请参考前文所述。通过在标准帧消隐时间间隔之前与/或之后从这些行中移去视频信号，延长了帧消隐时间间隔。在延长的帧消隐时间间隔内，需要加上本发明的伪同步脉冲（或伪同步脉冲与正向脉冲组成的脉冲对）。

图2中其余的电路与伪同步脉冲和正向脉冲的发生有关，伪同步脉冲和正向脉冲是成对地加到输入通用视频信号中去的。

元件48到76构成一个振荡器，此设计采用的是本领域周知的通用技术。在这种情况下，此振荡器在比较器58的输出端产生一系列2微秒正向脉冲，当然其它类似然而具有不同宽度的脉冲也可通过本发明的设计原理予以实现。通过调节电位器64，可以使脉冲之间的时间间隔在3微秒到25微秒的范围内变化。只有当二极管42和44的负极端均为高电平（即+5伏）时，才能驱动由元件48到76构成的这一振荡器，而只有在视频信号的这些行的有效部分期间，ROM30的输出端34为高电平，此时二极管42和44的负极才均为高电平。

元件78到90构成第一个单稳态多谐振荡器，在本例中，此多谐振荡器由来自比较器58的脉冲负向沿所触发，在三极管86的集电极产生正向脉冲。通过调节电位器78，可以使脉冲宽度在0.7微秒到3.5微秒的范围内变化。由于三极管86集电极正向脉冲的作用，使三极管94产生电流脉冲，接着通过负载电阻126，三极管94产生负向脉冲。这些来自三极管94的负向脉冲就是本发明所使用的伪同步脉冲。

元件96到124构成第二个单稳态多谐振荡器，此多谐振荡器由出现在三极管86集电极的脉冲负沿所触发。这些来自三极管86集电极的脉冲是与伪同步脉冲的后沿相对应的。第二个单稳态多谐振荡器的输出是三极管120集电极的电流脉冲序列，此输出通过负载电阻126形成本发明的正向脉冲。因此，本发明中的正向脉冲是由本发明的伪同步脉冲后沿触发形成的。伪同步脉冲和它的后续正向脉冲两者共同构成本发明的典型脉冲对（以序列形式出现），并且此脉冲对加在通用视频信号的消隐时间间隔内的标准同步脉冲之后。

通过调节电位器106，可使来自三极管120的正向脉冲宽度在1微秒到5微秒的时间范围内变化。通过调节电位器122，可使这些脉冲的幅度在输入视频信号白色峰值电平的0到150%的范围内变化。通用视频信号输入部分通过消隐开关38，送入并通过放大器128和负载电阻126，然后与由三极管94产生的伪同步脉冲和由三极管120产生的后续正向脉冲相合成。此合成信号（即本发明中的变形视频信号）再通过单位增益缓冲放大器130做为视频信号输出，此输出信号由电视接收机加以接收，或由磁带录象机试图予以记录。

图3是时序图，表示图2所示典型线路不同点选出的脉冲时序。从图3顶部开始算起，第一个波形图解的是同步脉冲分离器22的输出。此波形最左端部分表明的是与通用视频信号相适应的负向标准同步脉冲。图3中下面一个波形图解的是单稳态多谐振荡器24的输出，此多谐振荡器对上述负向脉冲的前沿做出响应，在此典型实施例中所示的脉冲宽度为10微秒。

图3中再下面一个波形表示的是比较器58的输出，比较器56的输出构成上文所述振荡器的输出，此输出取决于对通用视频信号标准同步脉冲的检测。下一个波形图解的是三极管86集电极的信号，如上文所述，此信号取决于上述振荡器的输出（即比较器58的输出）。如上文结合参考元件78到90所讨论的，三极管86集电极的输出构成了第一个单稳态多谐振荡器产生的信号。图3中下一个波形图解的是三极管12的基极信号，此波形取决于第一个单稳态多谐振荡器输出信号的后沿。

参考图3可以看出：三极管86的集电极输出由三极管94反相，如上文所述，三极管94的输出就是本发明中的伪同步脉冲。同样，在三极管120基极的信号经过此三极管输出，做为本发明中的正向脉冲，此正向脉冲紧接在伪同步脉冲后沿出现。图3底部的波形即为根据本发明进行变形处理所得的典型的合成伪信号的波形，其中，在标准同步脉冲的后面，接着的是彩色同步脉冲信息，然后是伪同步脉冲和正向脉冲的脉冲对序列。

在本发明的实际应用中，可以针对具体的电视装置和磁带录像机选择脉冲宽度，幅度和时间间隔等参数，这都属于本发明的范围。本发明者已经用实验方法确定了下述准则，这些准则适用于不同类型的磁带录像机并可以在最大范围内用来构成具体实现本发明目的的典型实施例。这些准则包括：

（1）各伪同步脉冲的宽度至少为1微秒;

（2）各正向脉冲的宽度至少应为3微秒;

（3）相邻伪同步脉冲之间的间隔至少应为6微秒;

（4）在每个帧消隐时间间隔内，至少应该加入25对这样的脉冲对;

（5）正向脉冲的幅值至少应达到与白色信号峰值基准电平相等的电平。

在使用许多种（甚至可以更多种）不同的盒式磁带录象机的情况下，这五条准则足以实现所要求的作用，然而在只有部分准则被满足的情况下，也有很多种盒式磁带录象机可以做出满足要求的响应。因此，上述整个表是充分的，但不总是必要的。本发明包括可以产生若干伪同步脉冲和后续正向脉冲序列（至少分别有一个上述的脉冲），和体现了上述所列出准则的任何一条，或体现了上述所列出各项准则的任意组合的所有方法和设备。

根据本发明的设备可以执行下述各项功能的任何一项或它们的任意组合：

（1）在百分之几的标准同步脉冲的后沿，立即加入一个正向脉冲（标准同步脉冲包括均衡脉冲），（这些附加的脉冲在整个区域内既可以是均匀分布的，也可以是随机分布的或聚集的）;

（2）衰减同步脉冲的幅度;

（3）提高黑色电平信号的电平，以补偿可能在某些电视装置中出现的黑色电平衰减作用;

（4）增加一系列伪同步脉冲，每个伪同步脉冲后面紧接着一个正向脉冲;

（5）产生正向脉冲序列与/或伪同步脉冲序列，正向脉冲可以根据随机，伪随机或规则等不同情况接入或断开。

上文所述是一种方法以及相应的典型装置，用以对视频信号进行变形处理，使得电视接收机可以根据变形后的信号产生正常的彩色图象，而当对此变形后的信号进行录象磁带记录时，却产生不正常的结果。许多不同形式的装置和电路同样可以使本发明的方法付诸实施，本文所示的具体线路只是作为示例。根据本专业领域的普通要求，对此线路进行修改和变化而得到所有装置，都应包括在本发明实际的精神和范围之内，这一点在权利要求中作了更为详细地陈述。