数字水印嵌入方法、数字水印嵌入设备和具有数字水印的记录介质

摘要

本发明提供一种数字水印嵌入方法,它是一种把根据特定规则产生的信号作为数字水印嵌入包括数字数据的内容(11)当中的方法,并在数字水印开始阶段的一个预定时间周期提高与内容(11)相对应的数字水印的强度。

说明书

                          技术领域

本发明涉及一种数字水印嵌入方法，用于嵌入数字水印以便限制复制数字数据的内容。

                          背景技术

随着数字电视广播的实现，使用数字信号发送视频图像已经很常见。另外，把视频图像作为数字数据记录到光盘或磁带上的录像机也已经很普及。由于可以把视频图像记录为数字数据，因此，也就可以在不损坏视频图像的情况下进行复制。所以，从版权的角度来说，必须限制视频图像的复制。

在EP1006722A2中公开的数字水印技术是一项限制视频图像复制的技术，是一项把数据嵌入数字视频图像中以限制复制的技术。在下文中，被嵌入数字图像中以限制复制的数据被称为数字水印。嵌入的数字水印隐藏在视频中。因此，即使带有嵌入视频中的数字水印，也不会或者几乎不会使视频质量下降。另外，收到嵌入了数字水印的视频的人很可能辨别不出视频中有数字水印，因此把数字水印从视频中去除是相当困难的。

在EP1006722A2中，公开了一种系统，该系统使用表示禁止复制的数字水印和表示允许第一代复制的数字水印。利用这种系统，可管理允许复制的次数，这样就不会出现版权的问题，并且也可以使电视广播的观众不必受广播时间的限制来观看传输的视频。

在这种系统中，当数字视频输入录像机中时，录像机确定在视频中是否有数字水印。当有数字水印并且该数字水印表示禁止复制时，录像机将不会记录该视频。另外，当没有数字水印时，或者有数字水印但该数字水印表示允许第一代复制时，录像机将确定允许记录该视频并把该视频记录到光盘等上。

在从广播台广播视频的情况下，通常是多个视频内容被连续广播。因此，用于复制视频的控制数据，或者换句话说是诸如禁止复制的数据、允许第一代复制的数据或允许复制的数据这样的数据与不同的视频内容一起被连续广播。例如，允许复制的视频内容有可能在禁止复制的视频内容被广播之后来广播。

但是，为了使录像机检测是否有数字水印则需要一定的时间(如1-30秒)。因此不可能在视频内容切换之后快速检测，因此，对于随后视频内容的开始部分来说，录像机识别的是与实际控制数据不同的控制数据。举例来说，尽管视频内容是从允许复制切换到禁止复制，也会存在随后视频内容的开始部分被复制的问题。而且，在视频内容从允许复制切换到允许第一代复制的情况下，通常由于表示复制完成的数字水印还嵌在允许第一代复制的视频内容中并且该视频内容被加扰和记录，因此会出现表示复制完成的数字水印未嵌入随后视频内容的开始部分中的问题，因而该内容未被加扰。

                          发明内容

本发明的目的是提供一种嵌入数字水印的方法，该方法将会消除检测控制数据的延迟问题。

本发明的数字水印嵌入方法把根据特定规则产生的信号作为数字水印嵌入包括数字数据的内容当中，并在与内容(11)相对应的数字水印开始阶段的预定时间周期(t₀)有力地增加数字水印的强度。

在本发明中，数字水印的强度意味着i)数字水印的信号电平，ii)当数字水印嵌入部分视频信号中时的数字水印的空间范围(随程度而增加)，iii)当数字水印嵌入部分视频信号中时的数字水印的时间范围(随时间比而增加)。

根据本发明，由于与内容相对应的数字水印的强度在数字水印开始时的预定时间周期当中被增加，因此可以快速可靠地检测加在内容上的数字水印。

在一个预定时间周期，数字水印的强度可被设置为一个常数值，并可提高至相对于其它时间周期强度的一个预定放大倍数。另外，在一个预定的时间周期，数字水印的强度可被设置为把一个常数值与其它时间周期的强度相加所获得的预定值。

而且，数字水印开始的输出定时可先于内容开始的定时。在这种情况下，则可以补偿在接收机侧检测数字水印的时间，并可使检测数字水印的定时充分接近视频内容开始的定时。因此，在接收机侧允许/禁止复制的控制定时与以上所述方面中的情况相比会更合适。

本发明的数字水印嵌入设备(401)是把根据特定规则产生的信号作为数字水印嵌入包括数字数据的内容当中的设备，它在与内容(11)相对应的数字水印开始阶段的预定时间周期(t₀)当中将有力地增加数字水印的强度。

根据本发明，由于与内容相对应的数字水印的强度在数字水印开始阶段的预定时间周期当中被增加，因此可以快速可靠地检测加在内容上的数字水印。

在一个预定时间周期当中，数字水印的强度可被设置为一个常数值，并可被增加至相对于其它时间周期强度的一个预定放大倍数。另外，在一个预定的时间周期，数字水印的强度可被设置为把一个常数值与其它时间周期的强度相加所获得的预定值。

而且，数字水印的开始可先于内容的开始。在这种情况下，就可以补偿在接收机侧检测数字水印的时间，并可使检测数字水印的定时充分接近视频内容开始的定时。因此，在接收机侧允许/禁止复制的控制定时与以上所述方面中的情况相比会更合适。

具有本发明的数字水印的记录介质是把根据特定规则产生的信号作为数字水印嵌入包括数字数据的内容当中的记录介质(423)，其中，在与内容(11)相对应的数字水印的强度，在与该内容相对应的数字水印的开始阶段的预定时间周期当中，将被有力地增加。

根据本发明，由于与内容相对应的数字水印的强度在数字水印开始阶段的预定时间周期当中被增加，因此可以快速可靠地检测加在内容上的数字水印。

在一个预定时间周期当中，数字水印的强度可被设置为一个常数值，并可被增加至相对于其它时间周期强度的一个预定放大倍数。另外，在一个预定的时间周期，数字水印的强度可被设置为把一个常数值与其它时间周期的强度相加所获得的预定值。

而且，数字水印的开始可先于内容的开始。在这种情况下，就可以补偿在接收机侧检测数字水印的时间，并可使检测数字水印的定时充分接近视频内容开始的定时。因此，在接收机侧允许/禁止复制的控制定时与以上所述方面中的情况相比会更合适。

为了更容易地理解本发明，在所提供的附图中使用了参考数字，但是，本发明并不限于附图所示的情况。

                         附图说明

图1是表示从电视台发送的数字视频的流程图；

图2是表示管理数字视频复制次数的方法的示意图；

图3表示在广播台安装的一种视频传输设备的框图；

图4是解释水印的示意图；

图5是解释水印的示意图；

图6是PN序列发生电路的示意图；

图7是PN序列发生电路的示意图；

图8表示由视频传输设备传输视频内容的处理流程图；

图9表示根据图8的处理的数字水印变化的示意图；

图10表示另一种视频传输设备的框图；

图11表示使用数字水印嵌入方法的第二实施例的系统的配置图；

图12表示在记录系统中的处理流程图；以及

图13表示记录到录像带上的视频内容与控制数据(水印)之间的位置关系图。

                      具体实施方式-第一实施例-

参考图1至图10将解释本发明的数字水印嵌入方法的第一实施例。本实施例表示把视频内容用作包含数字数据的内容的例子，但是，本发明也可应用于包含数字数据的其它内容，如音乐内容。(数字视频的限制记录和复制)

首先，图1和图2将用于解释使用本发明的本实施例的录像机对记录和复制的限制。

如图1所示，数字视频从电视广播台400发送。在从电视广播台400发送视频之前的步骤中，水印(数字水印)被嵌入诸如电影这样的数字视频中，因为对于其来说，由于版权的原因必须限制复制。

本实施例的数字水印包括表示允许第一代复制的水印和表示禁止复制的水印。嵌入表示允许第一代复制的水印的数字视频允许进行第一代复制，但不允许第二代复制。所有嵌入表示禁止复制的水印的数字视频均不允许复制。在数字视频未嵌入水印的情况下，允许根据需要复制该数字视频。

例如，在表示允许第一代复制的水印被嵌入从电视广播台400发送的数字视频中时，只允许数字视频的接收机把发送的数字视频记录到光盘上一次，因而可以不受广播时间的限制来观看发送的视频。

从电视广播台400发送的数字视频由机顶盒500接收，并在随后从机顶盒500发送到录像机100。录像机100检测表示允许第一代复制的水印并把该数字视频记录到光盘120上。当进行此处理时，录像机100把表示已经完成复制的水印嵌入已经嵌入了表示允许第一代复制的水印的数字视频中，然后把该数字视频记录到光盘120上。

另外，如图2所示，录像机100能够读出并播放从电视广播台400发送并被记录到光盘120上的数字视频，并能够把该数字视频数字输出到与录像机100具有相同配置的另一个录像机200中。但是，由于表示复制完成的水印被嵌入到了已经由录像机100记录到光盘120中一次的数字视频中，因此录像机200不能把该数字视频记录到另一个光盘130上。换言之，录像机200检测到嵌入数字视频中用以表示复制完成的水印，就不记录该数字视频。数字视频的复制被限制并且复制数字视频的次数以这种方式来管理。(视频传输设备的解释)

图3表示在广播台的视频传输设备的框图。

如图3所示，视频传输设备401配备有：硬盘驱动设备402，它驱动保存了要发送的视频内容的硬盘；PN-序列发生电路403，它产生用于控制数据的PN-序列；强度设置单元404，它把来自PN-序列发生电路403的输出信号放大并设置该信号的强度；控制开关405，它控制增加或去除控制数据；以及加法单元406，它把视频内容数据与控制数据相加；MPEG编码器407，它压缩视频内容数据；视频信号输出设备408，它把调制的视频信号输出到发射天线；存储单元410，它具有RAM和ROM；显示单元411，它显示操作者的专用数据；控制单元412，它接收操作者的控制；以及控制设备414，它控制硬盘驱动设备402、PN-序列发生电路403、强度设置单元404、控制开关405、加法单元406、MPEG编码器407、视频信号输出设备408、存储单元410、显示单元411和控制单元412。

硬盘驱动设备402读出记录在硬盘上的视频内容。另一方面，PN-序列发生电路403产生专用的PN序列(控制数据)。控制设备414控制PN-序列发生电路403产生PN序列的开始和结束。(由PN序列产生的水印)

接着，利用图4至图7将解释嵌入数字数据中的水印。

表示数字视频的每个图像的亮度的数据被包含在数字视频当中。举例来说，这个表示亮度的数据是与图像的每个像素相对应的4-8比特的数字值。换言之，表示每个像素亮度的数字值被单独设置(在下文中，表示像素亮度的数字值将被称作亮度值)。利用图4将对此进行详细解释，图4中的图像P1是数字视频的一个图像，图像P1中的a，b，c，d…是针对各个像素设置的亮度值。

水印是根据特定规则产生的信号，例如，它根据PN(伪随机噪声)序列产生并通过把PN-序列码加到每个像素亮度值中而被嵌入到图像中。例如，图4中的“0011…”是水印的PN序列。通过把这个PN序列加到图像P1的亮度值a，b，c，d…中，亮度值就变成了a，b，c+1，d+1…。水印就是利用这种方式嵌入到数字视频的图像中的。

水印的PN序列可以是诸如M序列这样的伪随机码序列，并且通过给出多项式(生成表达式)的初值以产生PN序列来产生。在本实施例中，用于产生PN序列的多项式(生成表达式)作为如图12所示的PN-序列生成电路1来实施。PN-序列生成电路1配备有移位寄存器1A-1D和加法器1E，并被置于PN-序列生成电路403中。实际使用的PN序列具有更多的移位寄存器，这样序列周期可以变得更长。

另外，在本实施例中，将产生两个不同的PN序列，其中之一被用作表示允许第一代复制的水印，另一个被用作表示禁止复制的水印。通过改变该多项式和初值之一或者二者，PN序列的随机码的排列会发生变化。因此，可通过改变该多项式和初值之一或者二者来产生不同的PN序列。

例如，图12所示的PN-序列发生电路1产生被用作表示允许第一代复制的水印的PN序列。另一方面，图6所示的PN-序列发生电路1产生被用作表示禁止复制的水印的PN序列。图7所示的PN-序列生成电路2作为不同于与PN-序列发生电路1相对应的多项式(生成表达式)的多项式(生成表达式)来实施，并配备有移位寄存器2A-2D和加法器2E。PN序列发生电路2也置于PN序列发生电路403中。

显然，与PN-序列发生电路1对应的多项式不同于与PN-序列发生电路2对应的多项式的原因在于移位寄存器和加法器与PN-序列发生电路1和PN-序列发生电路2的连接不同。通过以此方式来使用具有不同连接或结构(或者，换言之具有不同结构的多项表达式)的两个PN-序列发生电路，可分别产生表示允许第一代复制的水印和表示禁止复制的水印。

也可仅仅使用图6所示的PN-序列发生电路1来分别产生表示允许第一代复制的水印和表示禁止复制的水印。在这种情况下，要为PN-序列发生电路1准备两组初值。通过把两组初值之一赋予PN-序列发生电路1，可产生表示允许第一代复制的水印的PN序列，通过把另一组初值赋予PN-序列发生电路1，可产生表示禁止复制的水印的PN序列。例如，当产生表示允许第一代复制的水印的PN序列时，初值“0011”被输入到移位寄存器1A或1D中。另一方面，当产生表示禁止复制的水印的PN序列时，初值“0101”被输入到移位寄存器1A或1D中。(强度设置单元的操作)

从PN-序列发生电路403输出的控制数据被输入到强度设置单元404并被放大为合适的强度。在本实施例中，在每个内容的开始阶段，即在每个内容开始之后的一个预定时间周期，控制数据的强度被有力地增强。因而可在接收机侧检测该控制数据。

如图3所示，由硬盘驱动设备402读出的视频数据还被输入到强度设置单元404。在强度设置单元404中，控制数据所需的强度根据输入视频数据来计算。

从强度设置单元404输出的控制数据被输入到控制开关405。控制设备414控制该控制开关405的切换ON或OFF。水印是否嵌入视频内容中是通过切换控制开关405来选择的。当控制开关为OFF时，水印未嵌入视频内容中，而不管该内容是否来自PN-序列发生电路403。这种情况下则允许视频复制。

接着将解释强度设置单元404的正常处理，也就是说，在不同于每个内容开始阶段的预定时间周期的时间周期当中的处理。

强度设置单元404检测输入图像的状态并根据检测结果改变水印的强度。也就是说，强度设置单元404检测针对图像的每个像素设置的亮度值是否有任何大的或小的变化。当亮度值有大变化时，该图像可能具有复杂的图案，因此即使水印嵌入图像中，该水印也不突出。因此，当亮度值有大变化时，强度设置单元404对从PN-序列发生单元403输出的PN序列执行处理以增加水印的强度。例如，当PN序列是“0101…”时，该序列被变为‘0202…’或‘0303…’。强度设置单元404随后把提高了强度的水印(或者换句话说是PN序列)输出到控制开关405。

另一方面，当针对图像的每个像素设置的亮度值几乎没有什么变化时，则该图像是一个平缓的图像，并且容易使水印突出。因此，当亮度值几乎没有什么变化时，该强度设置单元使PN-序列发生单元403输出的PN序列保持原样并将其输出到控制开关405。(水印检测)

接着将解释录像机的水印检测。如上所述，在录像机100把接收的数字视频记录到光盘120上之前，它将确定在数字图像中是否嵌入了水印，还确定嵌入数字视频中的水印是表示允许第一代复制还是表示禁止复制。录像机100通过下面的方法检测水印并作出上述判断。

首先是产生表示允许第一代复制的水印的PN序列。另外，具有值‘1’的该PN序列的代码被选择，并且确定这些代码在PN序列中的位置。而且，与这些代码的位置相对应的像素被确定，并且针对这些像素设置的亮度值被读出。例如，在图4中，当采用‘0011…’作为表示允许第一代复制的水印的PN序列时，图像P1的亮度值c和d被读出。整个图像均执行此处理，并且还计算读出亮度值的总亮度值α1。

接着选择表示允许第一代复制的水印的PN序列的代码‘0’，并确定这些代码在PN序列中的位置。而且，与这些代码的位置相对应的像素被确定并且针对这些像素设置的亮度值被读出。例如，在图10中，当采用‘0011…’作为表示允许第一代复制的水印的PN序列时，图像P1的亮度值a和b被读出。整个图像均执行此处理，并且还计算读出亮度值的总亮度值β1。

接着计算总亮度值α1和β1之间的差值。当表示允许第一代复制的水印已经嵌入图像中时，总亮度值α1和β1之间的差值较大。这是因为在嵌入表示允许第一代复制的水印之后其值增加‘1’的所有亮度值的总数是α1，在嵌入表示允许第一代复制的水印之后其值没有变化的亮度值的总数是β1。另一方面，当表示允许第一代复制的水印未嵌入图像中时，总数α1和β1之间的差值较小。因此，当总数α1和β1之间的差值大于一个规定值时，可以确定在图像中嵌入了表示允许第一代复制的水印。

接着将产生表示禁止复制的水印的PN序列。另外，具有值‘1’的该PN序列的代码被选择，并确定这些代码在PN序列中的位置。而且，与这些代码的位置相对应的像素被确定，并且针对这些像素设置的亮度值被读出。整个图像均执行此处理，并且还计算读出亮度值的总亮度值α2。

接着选择表示禁止复制的水印的PN序列的代码‘0’，并确定这些代码在PN序列中的位置。而且，与这些代码的位置相对应的像素被确定并且针对这些像素设置的亮度值被读出。整个图像均执行此处理，并且还计算读出亮度值的总亮度值β2。

接着计算总亮度值α2和β2之间的差值。当表示禁止复制的水印已经嵌入图像中时，总亮度值α2和β2之间的差值较大。这是因为在嵌入表示禁止复制的水印之后其值增加‘1’的所有亮度值的总数是α2，在嵌入表示禁止复制的水印之后其值没有变化的亮度值的总数是β2。另一方面，当没有水印嵌入图像中，或者当表示允许第一代复制的水印嵌入图像中时，总数α2和β2之间的差值较小。因此，当总数α2和β2之间的差值大于一个规定值时，可以确定在图像中嵌入了表示禁止复制的水印。

当上述检测结果显示出总数α1和β1及总数α2和β2之间的差值均小于上述阈值时，那么可以确定在图像中未嵌入水印。

在用于检测水印的本方法中，使用了在PN-序列中代码为‘1’的值和代码为‘0’的值的总数基本相等的特征。而且，代码‘1’和代码‘0’被均匀分布在PN序列中，因此，在一个图像中所有像素的亮度值根据PN序列的代码是‘1’还是‘0’而被分成两组并且亮度值以组来均匀分布的特征被使用。

另外，在用于检测水印的本方法中，为了准确识别表示允许第一代复制的水印的PN序列和表示禁止复制的水印的PN序列，表示允许第一代复制的水印的PN序列和表示禁止复制的水印的PN序列最好是正交的。当两个PN序列正交时，例如当在其中PN序列嵌入表示禁止复制的水印的图像的所有像素亮度值根据表示允许第一代复制的水印的PN序列被分成两组时，表示禁止复制的水印的PN序列的代码被均匀分布在每个组中。因此，总数α1和β1之间的差值变得较小。类似地，当在其中PN序列嵌入表示允许第一代复制的水印的图像的所有像素亮度值根据表示禁止复制的水印的PN序列被分成两组时，表示允许第一代复制的水印的PN序列的代码被均匀分布在每一组中。因此，总数α1和β1之间的差值变得较小。(视频传输设备中的处理)

接着将详细描述在视频传输设备的处理中执行的步骤。

图8表示视频传输设备传输视频内容的处理流程图。

首先，在图8的步骤S101，确定要传输的控制数据，当控制数据允许复制(CF)时，处理前进到步骤S102，当控制数据禁止复制(NC)时，处理前进到步骤S103，当控制数据允许第一代复制(CO)时，处理前进到步骤S105。

当处理前进到步骤S102时，控制开关405设为OFF并且处理返回到步骤S108。

当处理前进到步骤S103时，由PN-序列发生电路403产生的控制数据被设置为禁止复制。接着，在步骤S104，控制开关405被设为ON，然后处理返回至步骤S108。

当处理前进到步骤S105时，由PN-序列发生电路403产生的控制数据被设置为允许第一代复制。接着，在步骤S106，控制开关405被设置为ON，随后处理前进到步骤S108。

在步骤S108，执行把水印强度增加至大于正常值的处理。例如，其强度可被提高至相对于正常值的一个预定的放大倍数。另外，其强度也可设置为一个预定值与正常值相加所获得的值。

接着，在步骤S109，开始视频内容的再现。在步骤S110则确定是否经过了一个预定的时间。在经过了预定的时间之后(是)，处理前进到步骤S111，但如果没有经过了该预定的时间(否)，则重复步骤S112。

在步骤S111，水印的强度被恢复为正常值。在步骤S112则确定视频内容的再现是否结束。当再现结束时(是)，处理前进到步骤S113，但是，如果再现没有结束(否)，则重复步骤S112。

在步骤S113，确定在当前视频内容之后是否有视频内容，当随后有视频内容时(是)，处理返回至步骤S101，当之后没有视频内容时(否)，图8所示的处理结束。

图9表示根据图8所示处理的水印强度的变化。在图9中，视频内容和控制数据以下面的顺序变化：内容11(允许第一代复制的控制数据)；内容12(允许复制的控制数据)；以及内容13(禁止复制的控制数据)。在内容11开始之后的预定时间周期t₀和内容13开始之后的预定时间周期t₀当中，与其它时间周期(正常时间周期)相比，其强度被增加。

因此在本实施例中，在录像机100中，可以在内容11或内容13开始之后的一个短时间(t₀)内可靠地检测水印。由此可以立即检测水印。

图10表示取代视频传输设备401(图3所示)使用的视频传输设备401B的框图。

这个视频传输设备401B具有与视频传输设备401相同或相对应的元件，因此，相同的码号将表示彼此相同或相对应的部分，并且将不再进行多余的解释。

如图10所示，视频传输设备401B配备有开关450，它位于视频信号线和强度设置单元404的中间，并由控制器414B控制。当开关450设置为OFF时，视频信号并未输入到强度设置单元404中。在使用视频传输设备401B的情况下，开关450在预定内容的开始部分被设置为OFF，并且水印的强度被设置为一个预定的常数值，该常数值大于正常值。如果在预定内容开始之后经过了一个设置的时间周期(t₀)，则开关450被设置为ON。由此，视频信号被输入到强度设置单元404中，并且水印的强度恢复为正常值。-第二实施例-

下面参考图11至图12将解释本发明的电子水印嵌入方法的第二实施例。

图11表示使用数字水印嵌入方法的该第二实施例的系统的配置。如图11所示，这个系统包括作为电影公司设备的一部分的记录系统401A以及在广播台的视频传输设备403。(记录系统)

下面将解释记录系统401A。这个记录系统401A具有与第一实施例的视频传输设备相同或相对应的元件，因此，相同的码号将表示彼此相同或相对应的部分，并且将不再进行多余的解释。

如图11所示，视频传输设备401A配备有：录像机421，它读出录像带中要记录的视频内容；录像机422，它把视频内容与电子水印一起记录到录像带上；PN-序列发生电路403，它产生用作控制数据的PN-序列；强度设置单元404，它把来自PN-序列发生电路403的输出信号放大并设置该信号的强度；控制开关405，它控制增加或去除控制数据；以及加法单元406，它把视频内容数据与控制数据相加；存储单元410，它具有RAM和ROM；显示单元411，它显示操作者的专用数据；控制单元412，它接收操作者的控制；以及控制设备414A，它控制再现侧的录像机421、记录侧的录像机422、PN-序列发生电路403、强度设置单元404、控制开关405、加法单元406、存储单元410、显示单元411和控制单元412。

接着将解释记录系统401A的操作。录像机421读出记录在录像带上的视频内容。另外，PN-序列发生电路403产生专用的PN序列(控制数据)。控制设备414A控制PN-序列发生电路403产生PN序列的开始和结束。

从PN-序列发生电路403输出的控制数据被输入到强度设置单元404并被放大为合适的强度。如图11所示，由录像机421读出的视频数据还被输入到强度设置单元404。强度设置单元404根据输入视频数据计算控制数据所需的强度。

从强度设置单元404输出的控制数据被输入到控制开关405。控制设备414A控制该控制开关405的ON或OFF。通过切换控制开关405，可选择水印是否嵌入视频内容中。当控制开关405切换为OFF时，水印未嵌入视频内容中，而不管该内容是否由PN-序列发生电路403来处理。

图12表示记录系统401A的处理流程图。

在图12的步骤S201，判断由录像机421再现的记录内容的控制数据。当确定控制数据表示允许复制(CF)时，处理前进到步骤S202；当确定控制数据表示禁止复制(NC)时，处理前进到步骤S203，并且当确定控制数据表示允许第一代复制(CO)时，处理前进到步骤S205。

在步骤S202，控制开关405被切换为OFF，随后处理前进到步骤S208。

在步骤S203，由PN-序列发生电路403产生的PN序列被设置为禁止复制，随后在步骤S204，控制开关405切换为ON，并且处理前进至步骤S208。

在步骤S205，由PN-序列发生电路403产生的PN序列被设置为允许第一代复制，随后在步骤S206，控制开关405切换为ON，并且处理前进到步骤S208。

在步骤S208，执行把水印强度增加至大于正常值的处理。例如，其强度可被提高至相对于正常值的一个预定的放大倍数。另外，其强度也可设置为把一个预定值与正常值相加所获得的值。

接着，在步骤S209，开始视频内容的再现。在步骤S120则确定是否经过了一个预定的时间。当经过了该预定时间后(是)，处理前进到步骤S211，但如果没有经过了该预定的时间(否)，则重复步骤S210。

在步骤S211，水印的强度被复位为正常值。在步骤S212则确定视频内容的再现是否结束。当再现结束时(是)，处理前进到步骤S213，但是，如果再现没有结束(否)，则重复步骤S212。

在步骤S213，录像机412的再现以及录像机422的记录结束，随后结束图12所示的处理。

根据上述处理，记录了视频内容和水印的录像带423(图11)产生。在该录像带423中，控制数据以水印强度在视频内容的开始阶段增加的状态进行记录。这种状态对应于图9的内容11或内容13的状态，因此，与其它时间周期(正常时间周期)相比较，水印的强度在视频内容开始之后的预定时间周期(t₀)被增加。(视频传输设备)

接着将解释图11所示的视频传输设备430。

视频传输设备430配备有：录像机431，录像带423装在其中；MPEG编码器432，用于压缩录像机431输出的信号；视频信号输出设备433，用于调制MPEG编码器432的输出信号并将其输出到天线；存储设备434，包含RAM和ROM；显示单元435，用于向操作者提供显示；控制单元436，用于接收操作者的控制；以及控制设备437，它控制录像机431、MPEG编码器432、视频信号输出设备433、存储设备434、显示单元435和控制单元436。

MPEG编码器432压缩从录像机431输出的视频信号。这个压缩的视频信号由视频信号输出设备433调制并经天线发射。

这个第二实施例的视频传输设备430不同于第一实施例的视频传输设备401(见图3)，而且不必改变结构就可以一起传输视频和事先记录在录像带上的水印，以便于增加控制数据(水印)。

但是，在本实施例中，如上所述，水印的强度在记录在录像带中的数据本身的视频内容的开始阶段增加，这样就可以在接收侧立即检测水印，而不必在广播台侧进行专门的修改。

在上述的每个实施例中，如图9所示，已经解释了视频内容开始的定时与水印开始的定时相吻合的情况。但是，如图13所示，与视频内容对应的水印的开始的定时可被设置为比视频内容开始的定时要早预定的时间t₁。在这种情况下，由于水印在视频内容之前传输，所以可补偿接收机侧检测水印的时间，并且使检测水印的定时充分接近视频内容开始的定时。因此，在接收机侧允许/禁止复制的控制定时会比第一实施例的情况更合适。

通过使水印开始部分的错开时间t₁与录像机100中检测水印的时间吻合，就可以使检测水印的定时与实际视频内容开始的定时吻合。但是，检测水印的时间根据录像机类型的不同会发生变化。因此，在从视频内容开始阶段就可靠地禁止复制的情况下，最好使该错开时间适应于检测水印时间较长的录像机类型。也就是说，最好把错开时间t₁设置为等于在检测水印时间较长的录像机类型中检测水印的时间，或者把错开时间t₁设置为大于在检测水印时间较长的录像机类型中检测水印的时间。

在上述的实施例中，水印的PN序列被添加到针对图像的每个像素设置的亮度值中，但是，本发明并不限于此，水印的PN序列也可被添加到针对每个像素设置的另一个值当中。

另外，水印的PN序列并不限于M序列。也可以使用另一种随机序列，如金码。

而且，在上述实施例中，给出的是通过PN序列产生水印的例子，但是，本发明并不限于此。举例来说，水印可通过另一个信号来构建，在该信号中，在存在随机或接近随机代码或代码阵列的规则的情况下，代码的排列要使得不能容易地确定该信号的规则。

而且，在上述实施例中，给出的是PN序列的代码与图像的像素一一对应的情况，但是，本发明并不限于此。例如，图像可被分成由多个相邻像素组成的多个区域，并且PN序列的代码可与这些区域一一对应。在此将给出把表示禁止复制的水印的PN序列‘0101…’嵌入一个被分成包含四个相连像素的正方形区域的图像中的例子。在这种情况下，‘0’被加到包含在图像第一区域中的四个像素的所有亮度值中。另外，‘1’被加到包含在图像第二区域中的四个像素的所有亮度值中。通过此方式使PN序列的代码与多个像素区域一一对应，即使在数字视频进行滤波或压缩的情况下，也可以把水印保存在数字视频中。

另外，在上述的实施例中，已经解释了本发明适用于广播的视频内容的情况。但是，本发明也适用于记录在诸如录像带、DVD等包介质中的视频内容。