DE69517324T2

DE69517324T2 - Gerät und verfahren zum umfassenden kopierschutz für video-plattformen und ungeschütztes quellenmaterial

Info

Publication number: DE69517324T2
Application number: DE69517324T
Authority: DE
Inventors: John O. Ryan
Original assignee: Macrovision Corp
Current assignee: Adeia Media LLC
Priority date: 1994-07-25
Filing date: 1995-07-12
Publication date: 2000-12-14
Anticipated expiration: 2015-07-13
Also published as: CN1122411C; CN1159272A; AU3127695A; DK0775418T3; NZ290521A; CA2195939A1; AU697727B2; DE69517324D1; JP3217068B2; US5574787A; KR100372598B1; WO1996003835A2; JPH10503338A; MX9700577A; KR970705138A; ATE193630T1; HK1001301A1; BR9508340A; CA2195939C; WO1996003835A3

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und auf eine Vorrichtung zum Verhindern des Kopierens von aufgezeichnetem Material.
Die Erfindung bezieht sich zum Beispiel auf ein Verfahren und auf eine Vorrichtung für den Kopierschutz und das Verwürfeln für die Verwendung in verschiedenen Videoplattformen mit (1) digitaler Videoaufzeichnung, wobei es gewünscht ist, sowohl ein analoges als auch ein digitales Videosignal, das einer digitalen Aufzeichnungs- oder Wiedergabevorrichtung zugordnet ist, vor dem Kopieren zu schützen; (2) einem digitalen Pay-Per-View-Dekoder, wobei es gewünscht ist, ein digitales Videosignal, das von dem Dekoder empfangen wird, vor dem Kopieren zu schützen; und (3) einem digitalen Bildplattenabspielgerät, wobei es gewünscht ist, das digitale Videosignal, das einer digitalen Plattenaufzeichnung zugeordnet ist, vor dem Kopieren zu schützen. Weiterhin können die Elemente des Kopierschutzes und des Verwürfelns für jedes Videomaterial zur Anwendung kommen, bei dem das Material der Originalquelle nicht kopiergeschützt ist.
Ständige Verbesserungen der Aufzeichnungskopf-Technologie, der Hochgeschwindigkeits-Digitalsignalverarbeitung und der Videobandausführung haben es heute ermöglicht, digitale Videorecorder für Verbraucher-Anwendungen herzustellen. Eine Vereinigung von Herstellern hat sich speziell dazu zusammengefunden, technische Standards für digitale Videorecorder herauszugeben, die für die Nutzung durch den Verbraucher bestimmt sind. Ähnliche Bemühungen scheint es hinsichtlich eines neuen MPEG-2- Bildplattenstandards - DVD - zu geben.
Der Erfolg des digitalen Videorecorders als Produkt für den Verbraucher wird entscheidend durch Entscheidungen der Lieferer von Videosoftware beeinflußt, dieses Produkt durch die Freigabe von Filmen und anderen Qualitätsprogrammen in diesem Format zu unterstützen. Das äußerst hohe Bildqualitätspotential von digitalen Videorecordern, verbunden mit ihrer Fähigkeit äußerst vollkommene Kopien herzustellen, stellt ein ernsthaftes psychologisches Hindernis für viele Programmlieferer dar, insbesondere für die Hollywood-Studios. Da digitale Videorecorder in die Hände von professionellen und privaten Piraten gelangen, werden diese als Hauptgefahr für die Einnahmen angesehen.
Um die Programmlieferer zu ermutigen, digitale Videorecorder eher als eine Gelegenheit und nicht als eine Gefahr anzusehen, wird ein hochentwickeltes Urheberrechtschutzsystem benötigt, welches ein hohes Sicherheitsniveau für bestimmte dem Urheberrecht unterliegende Videoprogramme zur Verfügung stellt. Dieses muß so ausgeführt sein, daß die Möglichkeit der Verbraucher, diese digitalen Videorecorder für ein legitimiertes zeitliches Verschieben des Ansehens von Programmen und für ein Ansehen von vorher aufgezeichneten Programmen zu nutzen, in keiner Weise beeinträchtigt wird.
Die verschiedenen Video-Kopierschutzsysteme, die zur Zeit in Anwendung oder vorgeschlagen sind, haben auf die eine oder die andere Weise versucht, zu verhindern, daß von den Videorecordern brauchbare Kopien von bestimmten, vorher aufgezeichneten oder übertragenen Videoprogrammen hergestellt werden. Es gibt zwei allgemeine Klassen solcher Systeme, die als einseitige bzw. zweiseitige Kopierschutzsysteme bezeichnet werden.
Einseitige Kopierschutzsysteme, wie sie in den US-Patenten Nr. 4,631,603, 4,914,694 und 4,577,216 beschrieben sind, sind dazu ausgestaltet, um mit großen, bereits vorhandenen, installierten Basen von Videorecordern und Fernsehgeräten zu arbeiten. Der Gestalter eines einseitigen Systems muß einen gewissen Grundunterschied zwischen der Art und Weise, in der diese bereits vorhandenen Videorecorder und Fernsehgeräte das Videosignal verwerten, erkennen und ausnutzen. Da die bereits vorhandenen Videorecorder und Fernsehgeräte dazu ausgestaltet wurden, um alle Videosignale aufzuzeichnen, die den genutzten Standards entsprechen (z. B. NTSC oder PAL), müssen einseitige Kopierschutzsysteme daher Videosignale erzeugen, die nicht standardgemäß sind. Die Forderung, daß diese, nicht dem Standard entsprechenden kopiergeschützten Videosignale auf allen vorhandenen Videorecordern und Fernsehgeräten abspielbar sein müssen, legt den einseitigen Systemen solche schwerwiegenden Einschränkungen auf, daß ein Effektivitätsgrad von deutlich über 80% nur sehr schwer erreichbar ist.
Verschiedene gut bekannte Kopierschutzschemata für Videosignale sind in dem US-Patent Nr. 4,631,603 offenbart, das darauf gerichtet ist, ein analoges Videosignal zu modifizieren, um das Herstellen von brauchbaren Videoaufzeichnungen davon zu verhindern. Die Offenbarungen beinhalten das Hinzufügen einer Vielzahl von Impulspaaren zu den ansonsten nicht genutzten Zeilen eines vertikalen Videosignal-Austastintervalls, wobei jedes Impulspaar aus einem abfallenden Impuls, dicht gefolgt von einem ansteigenden Impuls besteht. Die Absicht dabei ist, die AGC (automatische Verstärkungssteuerungsschaltung) eines VCR (Videokassettenrecorders), der ein solches Signal aufzeichnet, zu verwirren, so daß das aufgezeichnete Signal eine schlechte Qualität aufweist, allgemein eine schlechte Qualität hat und nicht zu betrachten ist.
Ein anderes analoges Videoschutzschema ist in dem US-Patent Nr. 4,914,694 offenbart, in dem die Länge jedes Videoteilbildes gegenüber der Standardlänge vergrößert oder verringert ist, entweder durch Verändern der Zeitdauer der jeweiligen horizontalen Zeilenintervalle in jedem Feld, wobei eine konstante Standardanzahl von Zeilen pro Bild eingehalten wird, oder durch Verändern der Anzahl der horizontalen Zeilenintervalle, die ein Bild darstellen, wobei die Standarddauer jedes Zeilenintervalls eingehalten wird.
Diese Videoschutzsysteme modifizieren das aufzuzeichnende Videosignal (zum Beispiel auf Band) oder das zu sendende Videosignal (zum Beispiel Pay-Per-View-Fernsehprogramme), um das Kopieren durch gewöhnliche Videorecorder schwierig oder unmöglich zu machen. Wenn ein Videoband, auf dem das kopiergeschützte Videosignal aufgezeichnet ist, zum Ansehen unter Verwendung eines Videorecorders wiederabgespielt wird, ist der Kopierschutzprozeß im wesentlichen transparent, d. h. er stört nicht beim Ansehen. Jeder Versuch, das Videosignal unter Verwendung eines zweiten Videorecorders von dem Band zu kopieren, um die Ausgabe des ersten (Wiederabspiel-) Videorecorders aufzuzeichnen, erzeugt je nach der Effektivität des speziellen Kopierschutzsystems ein in gewissem Maße in der Qualität herabgesetztes Bild. Diese vorhandenen Videokopierschutzsysteme schützen nur analoge Videosignale, die den Typ von Videosignalen darstellen, der unter Verwendung der derzeitigen Videotechnik des Verbrauchers gesendet und aufgezeichnet wird.
Zweiseitige Kopierschutzsysteme erfordern andererseits, daß eine spezielle Detektorschaltung in im wesentlichen allen Videorecordern enthalten ist, die dem Standard entsprechen. Zweiseitige Systeme stellen daher nur dann eine beständige Alternative zu den einseitigen Systemen dar, wenn sie bei der Einführung eines neuen Formates implementiert sind. Diese Detektorschaltung sucht nach einem speziellen, das Kopieren verhindernden Signal, das in geschützte, vorher aufgezeichnete oder gesendete Videosignale eingebettet ist und bewirkt, wenn es gefunden ist, daß der Videorecorder das Aufzeichnen abbricht. Zweiseitige Kopierschutzsysteme können so ausgestaltet sein, daß sie im wesentlichen eine Effektivität von 100% aufweisen. Aus diesem Grunde werden sie von den Inhabern der Urheberrechte gegenüber den einseitigen Systemen bevorzugt.
Wenn jedoch ein zweiseitiges System einen Maximalwert haben soll, muß es als integrierter Bestandteil eines neuen Videorecorder-Formats ausgestaltet sein, und die spezielle Detektorschaltung muß in allen hergestellten Videorecordern enthalten sein. Es können rechtliche oder vertragliche Schwierigkeiten bei der Sicherung der Zusammenarbeit aller Videorecorderhersteller vorhanden sein. Wenn Videorecorder hergestellt werden, die nicht den einheitlichen Abmachungen entsprechen, werden diese sicherlich von einigen Videoladen-Eigentümern und von professionellen Videopiraten gekauft und dazu verwendet, illegale Kopien von geschützten Programmen zu verkaufen oder zu verleihen. Diese Notwendigkeit der Zusammenarbeit von 100% der Videorecorderhersteller ist eine Schwachstelle aller zweiseitigen Kopierschutzsysteme, die derzeitig vorgeschlagen sind.
Es ist eine weitverbreitete Meinung, daß digitale Videorecorder schon bald für die Verbrauchernutzung kommerziell zur Verfügung stehen. Um die Kompatibilität mit analogen Video- Sendesignalen und analogen Videorecordern aufrechtzuerhalten, ist es wahrscheinlich, daß zumindest die erste Generation von digitalen Videorecordern für den Verbraucher "hybride" Digital- und Analogsysteme sein werden. Solche Systeme weisen die Fähigkeiten von derzeitigen analogen Videorecordern auf, ein analoges Eingangssignal aufzuzeichnen und beim dem Wiederabspielen ein analoges Ausgangssignal zu liefern, wobei sie außerdem noch äquivalente digitale Fähigkeiten aufweisen. Somit werden diese neuen Hybrid-Digitalvideorecorder die Fähigkeit haben, intern analoge Eingangssignale in digitale Signale umzuwandeln und die digitalen Signale als digitalen Datenstrom auf dem Band aufzuzeichnen. Während des Wiederabspielens steht der digitale Datenstrom von dem Hand sowohl als digitales Signal für die Anzeige durch ein digitales Fernsehgerät (steht ebenfalls zur Zeit nicht zur Verfügung) zur Verfügung, oder er wird in dem Hybrid-Videorecorder in ein konventionelles analoges Videosignal zurückgewandelt (wie z. B. in das in den Vereinigten Staaten verwendete NTSC-Signal). Die Fähigkeit des Systems, intern die empfangenen analogen Signale in einen digitalen Datenstrom umzuwandeln, ist wichtig, weil es derzeitig keine Quellen von digitalem Videoprogramm-Material (weder Bänder noch gesendetes Material) gibt, die den Verbrauchern zur Verfügung stehen.
Solche Hybrid-Videorecorder werden wahrscheinlich ein digitales "Verbraucher"-Aufzeichnungsformat verwenden, das sich von den Standards der gegenwärtigen professionellen digitalen Syste me unterscheidet. Das digitale Verbraucher-Aufzeichnungsformat ist noch nicht eingeführt. Solche digitalen Videorecorder werden wahrscheinlich einen konventionellen RF-Tuner am "vorderen Ende" enthalten und ebenfalls einen RF-Modulator an der Ausgangsseite, wie es bei den konventionellen analogen Videorecordern der Fall ist. (Mit analogem Video ist hier NTSC, PAL, SECAM oder Y/C gemeint). Der digitale Aufzeichnungsstandard für Verbraucher soll wahrscheinlich im wesentlichen eine Datenstruktur haben, die das Videosignal als einen Strom von (binären) Datenbits zusammen mit einer geeigneten FehTerverdeckungskodierung und einem physischen Bandstandard darstellt.
Gut bekannt sind auch professionelle digitale Videorecorder, obwohl derzeitig solche digitalen Videorecorder (die sowohl digital aufzeichnen als auch digital wiederabspielen) wegen ihrer hohen Kosten nur für den professionellen Markt zur Verfügung stehen. Solche digitalen Systeme bieten einen verzerrungsfreien Betrieb für wesentliche höhere Bandbreiten, d. h. es müssen pro Videobild wesentlich mehr Informationen aufgezeichnet werden. Der Vorteil für den Nutzer eines digitalen Videorecorders ist der, daß solange die Signale aufgezeichnet und in dem digitalen Bereich wiederabgespielt werden, jede nachfolgende Generation von Kopien keine wesentliche Verringerung der Bildqualität aufzuweisen hat. Das ist bei der konventionellen analogen Aufzeichnungstechnik anders. Derzeitige digitale Videorecorder (die nicht für Verbraucherzwecke bestimmt sind) verwenden die sogenannten "D-1"-, "D-2"- oder "D-3"- Videoaufzeichnungsstandards und erfordern ein spezielles Videoband.
Da digitale Videorecorder in der Lage sind, High Fidelity Reproduktionen herzustellen, die wiederum zum Kopieren ermutigen, ist es wichtig, daß solche Recorder für die Verbraucherverwendung dazu ausgestaltet sind, ein unbefugtes Aufzeichnen zu verhindern oder davon abzuschrecken. Es ist zum Beispiel wichtig, die Verwendung von Recordern für das illegale Duplizieren von Videomaterial, das urheberrechtlich geschützt ist, und auch das Wiederabspielen von solchem illegal dupliziertem Material zu verhindern. Die derzeitig zur Verfügung stehenden analogen Video-Kopierschutztechnologien sind im digitalen Bereich nicht verwendbar. Daher gibt es einen Bedarf für ein neues Kopierschutzsystem, das für die Verwendung mit solchen hybriden digitalen und analogen Videorecordern geeignet ist, wobei das auf dem Band aufgezeichnete Material ein digitaler Datenstrom ist. Eine typische Situation, die verhindert werden soll, ist die Verwendung eines hybriden Videorecorders für das Kopieren eines Ausgangssignals von einem konventionellen VHS-Videorecorder, wobei das von dem VHS-Videorecorder wiederabgespielte Band einem konventionellen Kopierschutzprozeß unterliegt, das auf dieses Band wirkt. Das Problem besteht darin, zu verhindern, daß der neue hybride digitale-analoge Videorecorder Material von einem solchen Band kopiert. Ansonsten würde die Existenz von solchen Hybridrecordern zur Verletzung von Urheberrechten ermutigen.
Der digitale Videorecorder ist in dreifacher Hinsicht eine potentielle Gefahr für die Eigentümer von Video-Urheberrechten:
1. Wegen seiner Fähigkeit, Kopien in hoher Qualität von vorhandenen analogen Videoprogrammen (NTSC oder PAL) herzustellen, entweder von vorher aufgezeichneten Videokassetten, Bildplatten oder von Dekodern für das Pay-Per-View-Kabelfernsehen (PPV).
2. Wegen seiner Fähigkeit, eine vorher aufgezeichnete Videokassette perfekt zu kopieren oder perfekte Kopien von digitalen Videoprogrammen von zukünftigen DVD-Spielern oder von Pay-Per- View-Dekodern mit digitalen Videoausgängen herzustellen.
3. Wegen seiner Fähigkeit, analoge Videoausgänge von digitalen, vorher aufgezeichneten Videokassetten in nahezu Studioqualität herzustellen, die dann daher durch vorhandene VHS- und 8 mm-Videorecorder kopiert werden können. Die Qualität dieser analogen Kopien ist mit der Qualität heutiger Original-VHS-Ausgaben vergleichbar.
Einige der vorher angeführten Probleme werden durch die Offenbarung in dem US-Patent 5,315,448 gelöst.
US-A-5,315,448 beschreibt eine Vorrichtung zum Wiederabspielen von Material, das digital auf einem Aufzeichnungsmedium aufgezeichnet ist, mit einem Mechanismus zum Abspielen des Aufzeichnungsmediums. Ein digitaler Ausgangsanschluß führt ein digitales Datensignal von dem Mechanismus einem Antikopierbit- Detektor und einem Digital/Analog-Wandler zu. Wenn in dem digitalen Datensignal vor dem Umwandeln in ein analoges Signal Antikopierbits enthalten sind, dann modifiziert ein analoges Kopierschutzsignal das analoge Ausgangssignal und verhindert das Kopieren des Ausgangssignals.
Gemäß einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird eine Vorrichtung für das Wiederabspielen von Material zur Verfügung gestellt, das digital auf einem Aufzeichnungsmedium aufgezeichnet ist, mit:
einem Mechanismus zum Abspielen des Aufzeichnungsmediums;
einem digitalen Ausgangsanschluß, der funktional mit dem Mechanismus verbunden ist, um von dem Mechanismus ein digitales Datensignal zur Verfügung zu stellen;
einem ersten Detektor zum Erfassen einer Authentifizierungs- Signatur in dem digitalen Datensignal;
einem zweiten Detektor zum Erfassen einer Urheberrechts- Signatur in dem digitalen Datensignal;
wobei die Urheberrechts-Signatur, sofern vorhanden, und die Authentifizierungs-Signatur, sofern vorhanden, einem Authentifizierungs-Mittel zugeführt werden;
wobei das Authentifierungs-Mittel einen ersten Schalter aktiviert, wenn sowohl eine Authentifizierungs-Signatur als auch eine Urheberrechts-Signatur dem Authentifizierungs-Mittel zugeführt werden;
wobei das digitale Datensignal durch die Aktivierung des ersten Schalters einem ersten Eingang von einem zweiten Schalter und einem Entwürfler zugeführt wird;
wobei eine entwürfelte Ausgabe von dem Entwürfler einem zweiten Eingang des zweiten Schalters zugeführt wird;
wobei die Urheberrechts-Signatur außerdem einem Steuerungselement des zweiten Schalters zugeführt wird, wodurch das digitale Datensignal an einem Ausgang des zweiten Schalters anliegt, wenn die Urheberrechts-Signatur nicht vorhanden ist, und wobei die entwürfelte Ausgabe von dem Entwürfler an dem Ausgang des zweiten Schalters anliegt, wenn die Urheberrechts-Signatur vorhanden ist;
wobei die Ausgabe von dem zweiten Schalter einem Digital/- Analog-Wandler, einem ersten Eingang von einem dritten Schalter und einem Verwürfler zugeführt wird;
wobei eine Ausgabe von dem Verwürfler einem zweiten Eingang des dritten Schalters zugeführt wird;
wobei eine verwürfelte Ausgabe an einem Ausgang des dritten Schalters erscheint, wenn die Urheberrechts-Signatur vorhanden ist, und wobei ein klares digitales Datensignal an dem Ausgang des dritten Schalters erscheint, wenn die Urheberrechts-Signatur nicht vorhanden ist;
wobei der Digital/Analog-Wandler funktional mit dem Ausgang des zweiten Schalters verbunden ist und das digitale Signal am Ausgang des zweiten Schalters in ein analoges Signal umwandelt;
und wobei die Urheheberrechts-Signatur verwendet wird, um einen Antikopier-Generator zu aktivieren, um das analoge Signal zu modifizieren, das von dem Digital/Analaog-Wandler erzeugt wird, indem ein analoges Antikopier-Signal hinzugefügt wird, und wobei ein Kodierer vorgesehen ist, um das modifizierte analoge Signal einem Video-Ausgang zuzuführen.
In einer Ausführung, in welcher der Mechanismus außerdem ein Aufzeichnungsmechanismus ist und außerdem mit:
einem digitalen Eingangsanschluß, um ein digitales Signal von einer externen Quelle zu empfangen;
einer Einrichtung, um ein digitales Eingangssignal dem Mechanismus zuzuführen, um das digitale Eingangssignal auf dem Aufzeichnungsmedium aufzuzeichnen;
einem dritten Signaldetektor, um Kopierschutz-Informationen zu erfassen, die in dem digitalen Eingangssignal enthalten sind; und
einer Einrichtung, um das Aufzeichnen in Reaktion auf das Erfassen der Kopierschutz-Informationen, die in dem digitalen Eingangssignal enthalten sind, zu verhindern.
Die Vorrichtung kann zum Beispiel außerdem einen Tuner umfassen, um das digitale Eingangssignal aus einem modulierten RF-Signal abzuleiten.
In einer bevorzugten Ausführung umfaßt die Vorrichtung außerdem einen analogen Eingangsanschluß, um ein analoges Eingangssignal zu empfangen;
einen Analog/Digitalwandler, um das analoge Eingangssignal in ein umgewandeltes digitales Signal umzuwandeln;
eine Einrichtung, um das umgewandelte digitale Signal dem Mechanismus zuzuführen, und
einen analogen Signaldetektor, um ein analoges Kopierschutz- Signal zu erfassen, das in dem analogen Eingangssignal enthalten ist, und um in Reaktion darauf das Aufzeichnen des analogen Eingangssignals zu verhindern.
Vorzugsweise ist die Einrichtung, um dem Mechanismus das umgewandelte Signal zuzuführen, in einem Schalter enthalten, um das digitale Eingangssignal und das umgewandelte digitale Signal zu empfangen und um das eine oder das andere dem Mechanismus zuzuführen, abhängig von einer Verbindung, die durch den Schalter bewirkt wird.
Der analoge Signaldetektor weist zum Beispiel eine automatische Verstärkungssteuerungs-Schaltung auf, die auf das analoge Kopierschutz-Signal anspricht.
Vorzugsweise sind das digitale Signal und die analogen Signale Videosignale.
In einer Ausführung sind die Kopierschutzinformationen zumindest ein Bit an einer vorbestimmten Stelle in dem digitalen Datensignal. So kann zum Beispiel das erzeugte Antikopier-Signal ein Impulspaar enthalten, das in zumindest einige Austastintervalle des analogen Videosignals eingesetzt ist, wobei jedes Impulspaar einen ansteigenden Impuls und einen abfallenden Impuls enthält.
Es ist klar, daß das Aufzeichnungsmedium ein Magnetband oder eine Bildplatte sein kann.
In einer Ausführung enthält das erzeugte Antikopier-Signal Impulse, die den Austastintervallen des analogen Videosignals hinzugefügt sind.
Das erzeugte Signal kann Veränderungen der Zeitdauern von horizontalen Zeilenintervallen in dem analogen Videosignal und oder Veränderungen der Anzahl von horizontalen Zeilenintervallen je Videobild enthalten.
Vorzugsweise enthält die Authentifizierungs-Signatur eine Frequenzmodulation des digitalen Signals. Die Frequenzmodulation der Authentifizierungs-Signatur kann zum Beispiel ein Modulieren umfassen, bei dem das Modulations-Signal eine Rechteckwelle ist, deren Frequenz so ist, daß eine ganzzahlige Anzahl von vollständigen Spuren während jedes Zyklus der Rechteckwelle aufgezeichnet wird.
Vorzugsweise enthält der Signaldetektor eine Schaltung, die auf das analoge Kopierschutz-Signal anspricht.
In einer Ausführung enthält der analoge Signaldetektor eine Einrichtung für das Erfassen des analogen Kopierschutz-Signals und für das Erzeugen eines Aufzeichnungs-Verhinderungs-Signals in Reaktion darauf.
Vorzugsweise erfaßt der zweite Signaldetektor zumindest ein Bit an einer vorbestimmten Stelle in dem digitalen Eingangssignal.
Die vorliegende Erfindung erstreckt sich auch auf ein Verfahren, um das Kopieren von Material zu verhindern, das digital auf einem Aufzeichnungsmedium aufgezeichnet ist, wobei das Material Kopierschutz-Informationen enthält, die eine Urheberrechts- Signatur enthalten können, wobei das Verfahren die Schritte umfaßt:
Abspielen des Aufzeichnungsmediums, um ein digitales Datensignal zur Verfügung zu stellen;
Erfassen einer Authentifikations-Signatur in dem digitalen Datensignal;
Erfassen der Kopierschutz-Informationen, die eine Verwürfelungs-Information des abgespielten Materials enthalten;
Verarbeiten des digitalen Datensignals, wenn sowohl eine Authentifizierungs-Signatur als auch eine Urheberrechts-Signatur vorhanden sind, um das kopiergeschützte digitale Datensignal zu entwürfeln;
Umwandeln des entwürfelten digitalen Signals von einem digitalen Signal in ein analoges Signal;
Erzeugen eines analogen Kopierschutz-Signals, wenn die Kopierschutz-Informationen erfaßt werden; und
Modifizieren des analogen Signals mit dem erzeugten analogen Kopierschutz-Signal und Ausgeben des modifizierten analogen Signals;
Hinzufügen eines neuen Kopierschutz-Signals zu dem entwürfelten digitalen Datensignal und Verwürfeln des entwürfelten digitalen Datensignals; und
Ausgeben des verwürfelten digitalen Datensignals, das das neue Kopierschutz-Signal enthält.
Vorzugsweise ist das digitale Eingangssignal ein Videosignal.
In einer Ausführung umfaßt das Verfahren ferner das Ableiten des digitalen Eingangssignals aus einem RF-Signal.
Vorzugsweise umfaßt das Verfahren ferner das Empfangen eines analogen Eingangssignals; das Umwandeln des analogen Eingangssignals in ein umgewandeltes digitales Signal; und das Erfassen eines analogen Kopierschutzsignals, das in dem analogen Eingangssignal vorhanden ist, und in Reaktion darauf das Verhindern des Aufzeichnens des analogen Eingangssignals; Zuführen des umgewandelten digitalen Signals zu einem Aufzeichnungsmechanismus, wenn kein Kopierschutz-Signal vorhanden ist.
Vorzugsweise umfaßt das Verfahren ferner das Vorsehen eines Schalters für das Empfangen des digitalen Eingangssignals und des umgewandelten digitalen Signals und Aufzeichnen des einen oder anderen Signals, abhängig von einer Verbindung, die durch den Schalter bewirkt wird.
In einer Ausführung enthält das Erfassen des analogen Signals das Vorsehen einer Schaltung, die direkt auf das analoge Kopierschutz-Signal anspricht, zum Beispiel einer Schaltung für die automatische Verstärkungssteuerung.
Vorzugsweise enthält das Erfassen des analogen Signals: Erfassen des analogen Kopierschutz-Signals; und Erzeugen eines Aufzeichnungs-Verhinderungs-Signals in Reaktion darauf.
In den Ausführungen der Erfindung stellt eine Videoplattform, die digital aufzeichnet, den Kopierschutz sowohl im digitalen als auch im analogen Bereich zur Verfügung. Der Kopierschutz enthält Verwürflungs- und Entwürflungs-Schaltanordnungen. Für ein extern zugeführtes analoges Video erfaßt der Recorder das Vorliegen eines Kopierschutzes und verhindert in Reaktion darauf das Aufzeichnen. Für ein extern zugeführtes digitales Video werden die Antikopierbits erfaßt, um das Aufzeichnen zu verhindern. Als Bestandteil des Kopierschutzsystems läuft im digitalen Abschnitt ein Verwürflungsprozeß ab. Für das Wieder abspielen von aufgezeichnetem Material wird das Vorliegen von Antikopierbits in dem digitalen Wiederabspiel-Video erfaßt, und das digitale Wiederabspiel-Video wird, nachdem es in ein analoges Signal umgewandelt wurde, durch einen analogen Video-Kopierschutzprozeß modifiziert. Die Entwürflungs-Schaltungsanordnung wird aktiviert, wenn das Wiederabspielsystem die Antikopierbits erfaßt. Um den digitalen Ausgang des Recorders zu schützen, wird der digitalen Ausgabevorrichtung ein neuer Satz von Kopierschutzdaten und ein Verwürfeln hinzugefügt. Der digitale Empfänger enthält eine vereinfachte Entwürflungs-Vorrichtung.
Videomaterial von einer analogen oder digitalen Quelle (entweder vorher aufgezeichnet oder von einer externen Quelle) ist mit einer Kopierschutz-Signatur versehen. Das Erfassen der Signatur und das Verhindern des späteren Kopierens durch einen zweiten digitalen Recorder durch eine Wiederabspiel-Vorrichtung führt zu einer Modifikation des Wiederabspielstandards des Videosignals mit einem analogen Kopierschutzprozeß. Dieser ist für Wiederabspiel-Vorrichtungen, bei denen die Videoquelle nicht kopiergeschützt werden kann, geeignet, wobei aber ein Standard- Videosignal (NTSC oder PAL) der wiederabgespielten Aufzeichnung zur Verfügung gestellt wird.
Wichtige Merkmale der Vorrichtung und des Verfahrens sind:
1. Alle digitalen Videosignale mit Kopierschutz enthalten eine dynamische 1-Bit-Urheberrechts-Signatur in dem seriellen Datenstrom und sind außerdem im digitalen Bereich unter Verwendung einer Verwürflungstechnologie verwürfelt. Die 1-Bit- Urheberrechts-Signatur trägt auch einen Teil der Entwürflungs- Information.
2. Es werden zwei Verwürflungsalgorithmen verwendet, die wir mit A und B bezeichnen. Beide verwenden dasselbe Verwürflungsprinzip, auf das schon vorher Bezug genommen wurde. Alle kopiergeschützten Programme, gleich ob auf digitalen Videokassetten herausgegeben oder zukünftige DVD- oder digitale Pay-Per-View (PPV)-Formate oder andere Plattformen werden am Erzeugungspunkt unter Verwendung des Algorithmus "A" verwürfelt. Nur die entsprechenden Vorrichtungen (solche Vorrichtungen, welche das Verfahren und die Technologien der vorliegenden Erfindung nutzen) - digitale Videorecorder, DVD-Spieler oder Pay-Per-View- Dekoder (PPV-Dekoder) mit digitalen Ausgängen - enthalten "A"-Entwürfler, die ein klares digitales Video für die interne Verwendung und für die Umwandlung in den analogen NTSC- oder PAL-Standard zur externen Verwendung auf vorhandenen Fernsehgeräten zur Verfügung stellen.
Der Zweck des Verwürflungs-Merkmals "A" ist es, zu sichern, daß kopiergeschützte digitale Videomedien nur auf entsprechender Hardware abgespielt werden können, die ebenfalls immer Kopierschutz für die Ausgänge für kopiergeschützte Programme zur Wirkung bringt.
3. Diese entsprechenden Geräte enthalten auch Verwürfler vom Typ "B", die das klare digitale Video erneut verwürfeln, bevor es seinen jeweiligen Videoausgangsanschlüssen zugeführt wird. Außerdem wird eine neue dynamische Urheberrechts-Signatur zugefügt, um die entsprechende "B"-Entwürflungs-Information zur Verfügung zu stellen.
Der Zweck des Verwürflungs-Merkmals "B" ist es, zu sichern, daß die Urheberrechts-Signatur, wie nachfolgend ausführlicher erläutert wird, verhindert, daß den Bedingungen entsprechende digitale Videorecorder Kopien herstellen. Die Urheberrechts- Signatur kann nicht durch "Black-Boxes" (Glieder mit unbestimmter Struktur) entfernt werden, weil, wenn man das tun würde, die Black-Boxes ebenfalls die Entwürflungs-Information entfernen würden, die teilweise von dieser Urheberrechts-Signatur getragen wird.
4. Zukünftige Fernsehgeräte mit digitalen Videoeingängen, die den offenbarten Signalen entsprechen, werden Entwürfler vom Typ "B" enthalten, um klare Bilder von geschützten Videoquellen zur Verfügung zu stellen.
5. Programme, die nur auf geschützten, digitalen, vorher aufgezeichneten Medien herausgegeben sind, tragen außerdem eine Authentifizierungs-Signatur. Der Zweck der Authentifizierungs- Signatur ist es, eine Einrichtung zur Verfügung zu stellen, mit deren Hilfe erfindungsgemäße Videorecorder bestimmen können, ob die wiederabgespielte Kassette eine Kopie eines geschützten Programms ist. In diesem Falle wird das Wiederabspiel-Signal unterbrochen oder die "STOP"-Betriebsweise des Gerätes wird aktiviert.
Das Betriebssystem ist folgendes: Das Authentifizierungs- System in den erfindungsgemäßen Videorecordern sucht in dem digitalen Signal von dem Band nach einer Urheberrechts-Signatur und wenn diese vorhanden ist, gestattet das System der Kassette nur dann ein weiteres Abspielen, wenn auch eine Authentifizierungs-Signatur erfaßt ist. Nur die geschützte Original-Videokassette enthält eine Authentifizierungs-Signatur, die während der Herstellung zugefügt wird. Die Merkmale dieser Signatur sind so, daß sie in dem Ausgangssignal des für das Wiederabspielen verwendeten Videorecorders nicht vorhanden ist und daher nicht auf irgendwelche Kopien übertragen wird, die von geschützten Videokassetten hergestellt werden. Kopien von allen geschützten digitalen Programmen, gleich ob von Videokassetten, Bildplatten oder Pay-Per-View-Dekodern enthalten jedoch noch eine Urheberrechts-Signatur. Das Fehlen einer Authentifizierungs-Signatur auf solchen Kopien enthüllt daher ihren illegalen Charakter und das Authentifizierungs-System in den erfindungsgemäßen Videorecordern wird ihr Abspielen nicht gestatten.
6. Digitale Videorecorder, die dieses Verfahren nutzen, enthalten die folgenden Untersysteme:
a. Einen Urheberrechts-Signatur-Detektor an dem digitalen Videoeingang dieser Signaturen.
b. Einen Antikopier-Prozeß-Detektor an den analogen Video- Eingangsanschlüssen, der diese Videorecorder daran hindert, daß sie kopiergeschützte Standardprogramme aufzeichnen.
c. Einen Pay-Per-View-Antikopierprozeß-Signalgenerator, der den analogen Ausgang kopierschützt, wenn eine Urheberrechts- Signatur auf dem Signal von dem Band erfaßt wird.
d. Ein logisches System, welches verhindert, daß der Videorecorder Kassetten abspielt, die eine Urheberrechts-Signatur enthalten, jedoch keine Authentifizierungs-Signatur (das bedeutet, daß es sich um eine illegale Kopie handelt).
Der Zweck des Kopierschutzes und der Verwürflungs-Vorrichtung und des offenbarten Verfahrens ist, den betroffenen Urheberrechts-Inhabern einen wesentlichen Grad von Schutz gegenüber solchen Gefahren zu bieten, ohne in irgendeiner Weise die legitimen Anwendungen der digitalen Videorecorder einzuschränken.

KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Fig. 1 ist ein Blockschaltbild eines hybriden digitalen Videorecorders gemäß der vorliegenden Erfindung;
Fig. 2 ist ein Blockschaltbild des digitalen Bildplattenspielers gemäß der vorliegenden Erfindung;
Fig. 3 ist ein Blockschaltbild eines digitalen Video-Pay- Per-View-Decoders gemäß der vorliegenden Erfindung;
Fig. 4 ist ein Blockschaltbild eines digitalen Fernsehgerätes gemäß der vorliegenden Erfindung.

AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG

Fig. 1 ist ein vereinfachtes Blockschaltbild eines erfindungsgemäßen digitalen Videorecorders, das zeigt, wie die Kopierschutz- und Verwürflungsfunktionen ausgeführt sind.
Jeder Block enthält konventionelle Elemente, die derzeitig im Handel zur Verfügung stehen oder die von einem Fachmann gemäß der nachfolgenden Beschreibung leicht gebaut werden können. Die einzige mögliche Ausnahme ist das Aufzeichnungs- und Wiederabspielsystem 10, welches das Haupt-Untersystem einer solchen Vorrichtung ist. Derzeitig erhältliche professionelle digitale Videorecorder schließen die Kassettengerät-Mechanik und -Elektronik mit ein. Sie sind jedoch für das Aufzeichnen und das Wiederabspielen von Material entsprechend den derzeitigen professionellen digitalen Videostandards ausgestaltet. Das Aufzeichnungs- und Wiederabspielsystem 10 kann von der Art sein, wie es in solchen gegenwärtigen kommerziellen professionellen Systemen enthalten ist. Da man sich jedoch vorstellen kann, daß das in Fig. 1 dargestellte hybride System hauptsächlich (jedoch nicht ausschließlich) für die Verbraucherverwendung bestimmt ist, wird ein solches System wahrscheinlich verschiedene Bandgerät-Mechanismen und -Elektronik eines Typs enthalten, der für die Massenproduktion bei geringen Kosten geeignet und entsprechend dem (den) digitalen Videoformat (Formaten) für den Verbraucher ausgestaltet ist, welches (welche) noch nicht festgelegt ist (sind).
In jedem Falle kann der Recorder von Fig. 1 aus gegenwärtig zur Verfügung stehenden Komponenten aufgebaut sein, einschließlich eines professionellen digitalen Bandgerätes, wie es zur Zeit von verschiedenen Firmen erhältlich ist. Das auf dem Bandgerät 10 abzuspielende Band hat (1) die Form einer Videokassette oder (2) die Form einer Aufzeichnung von Rolle zu Rolle.
Der Recorder von Fig. 1 ist eine hybride Vorrichtung, die an dem Eingangsanschluß A ein konventionelles analoges Video signal akzeptiert. Ebenfalls in Fig. 1 dargestellt ist der digitale Videoeingangsanschluß D an der "Eingangs"-Seite für das Empfangen eines digitalen Videos von einer externen Quelle. Der Anschluss D empfängt ein gesendetes digitales Videosignal, wenn in Zukunft solche Signale kommerziell gesendet werden, oder ein digitales Videosignal von einem anderen digitalen Videorecorder, einer digitalen Wiederabspielvorrichtung oder von einer Kabelbox.
Ein analoges Video-Eingangssignal wie zum Beispiel NTSC, PAL oder ein Komponenten-Videosignal 12 wird einem Antikopierprozeß- Detektor 26 zugeleitet, der ein Antikopier-Signal erfaßt, wie zum Beispiel die Macrovision Corporation Antikopier-Signale, die in den US-Patenten 4,631,603 und 4,577,216 beschrieben sind, die vorher erläutert wurden. Wenn dieses analoge Eingangssignal kopiergeschützt ist, erzeugt der Detektor 26 ein logisches Signal, welches den Schalter 16 öffnet und das Aufzeichnen des Signals verhindert. Wenn der analoge Eingang nicht kopiergeschützt ist, wird das Video zu dem Analog/Digital-Wandler 18 und dann zu dem Eingangs-Wahlschalter 30 weitergeleitet. Eine solche Erfassungsschaltung ist in dem US-Patent 4,907,093 beschrieben.
Da die Vorrichtung von Fig. 1 ein digitales Signal aufzeichnet, wird das analoge Videosignal an dem Anschluß 12 durch den Analog/Digital-Wandler 18 in das gewünschte digitale Format umgewandelt. Solche Analog/Digital-Wandler sind auf dem Video- Fachgebiet gut bekannt und die Konstruktionseinzelheiten des Analog/Digital-Wandlers 18 werden durch die Art des digitalen Aufzeichnungsformates (der digitalen Aufzeichnungsformate) bestimmt, das (die) mit dem Aufzeichnungs- und Wiederabspielsystem 10 kompatibel ist (sind).
Der digitale Video-Datenstromausgang von dem Analog/Digital- Wandler 18 wird (über den Schalter 30) dem Aufzeichnungs- und Wiederabspielsystem 10 zugeführt. Die Person (oder die Vorrichtung), die den Recorder von Fig. 1 betreibt, entscheidet, ob zu irgendeinem Zeitpunkt das analoge Video-Eingangssignal 12 oder das digitale Video-Eingangssignal 14 aufgezeichnet wird. Der Schalter 30 wählt (entweder automatisch oder manuell gesteuert), ob das Bandgerät 10 als aufzuzeichnendes Eingangssignal das Signal 12 oder 14 empfängt.
Das digitale Video-Eingangssignal 14 wird dem Urheberrechts- Signatur-Detektor 20 zugeführt. Wenn das digitale Eingangssignal kopiergeschützt ist, erzeugt der Detektor 20 ein logisches Signal, das den Schalter 22 öffnet und das Aufzeichnen des digitalen Video-Eingangssignals verhindert. Wenn der digitale Eingang nicht kopiergeschützt ist, wird er direkt zu dem Eingangs- Wahlschalter 30 weitergeleitet.
Der Ausgang von Schalter 30 wird dem Aufzeichnungs- und Wiederabspielsystem 10 des digitalen Videorecorders zugeführt. Die Einzelheiten des Aufzeichnungs- und Wiederabspielsystems sind für das Kopierschutzsystem nicht von Bedeutung und werden nicht ausführlich beschrieben.
Der Recorder von Fig. 1 kann an der "Eingangs"-Seite in bekannter Weise mit einem RF-Tuner (nicht dargestellt) versehen sein, um ein Video (NTSC oder PAL) aus einem RF-modulierten Video-(TV)-Signal zu extrahieren. Gleichermaßen kann an der "Ausgangs"-Seite ein RF-Modulatior (nicht dargestellt) vorgesehen sein, um das Basisband oder ein anderes Videosignal in ein RF-moduliertes Videosignal (TV) für das Anschalten an einen Antenneneingangsanschluß eines Fernsehgerätes umzuwandeln.
Beim Wiederabspielen wird das demodulierte, fehlerkorrigierte digitale Signal von dem Band auf der Leitung 31 dem Urheberrechts-Signatur-Detektor 32 zugeführt, der einen logischen Zustand H 46 erzeugt, wenn das Signal von dem Band kopiergeschützt ist. Es ist zu bemerken, daß die Detektoren 20 und 32 funktionell identisch sind und in der Praxis eine in geeigneter Weise geschaltete Einheit verwendet werden kann.
Die Authentifizierungs-Signatur, die vorher beschrieben wurde, kann unter Verwendung einer Rechteckwelle, deren Frequenz so ist, daß eine ganzzahlige Anzahl von vollständigen Spuren während jedes Halbzyklus der Rechteckwelle aufgezeichnet wird, zweckdienlich und leicht durch Frequenzmodulieren des aufgezeichneten seriellen digitalen Signals ausgeführt werden. Die erforderliche Abweichung kann ganz gering sein, vielleicht in der Größenordnung von etwa ein Prozent. So könnte zum Beispiel für eine vollständige Spur das aufgezeichnete Signal mit einem Prozent über der Durchschnittsrate getaktet sein und für die nächste vollständige Spur würde das Signal mit einem Prozent unter der Durchschnittsrate getaktet sein. Während des Wiederabspielens kann diese Modulation leicht aus dem Fehlersignal eines spannungsgesteuerten Oszillators oder durch Frequenzmodulator-Spurverfolgung des Signals von dem Band extrahiert werden.
Der Vorteil der Verwendung einer solchen Modulationsfrequenz, daß eine ganzzahlige Anzahl von vollständigen Spuren während jedes Halbzyklus davon aufgezeichnet wird, ist der, daß eine relativ geringe Modulation dann leicht in dem vorhandenen unvermeidlichen "Frequenzmodulationsrauschen", das durch eine ungleichmäßige Kopf-Band-Abtastgeschwindigkeit, eine ungleichmäßige Bandspannung usw. verursacht wird, erfaßt werden kann. Dieses Rauschen tritt hauptsächlich bei der Spurfrequenz und bei Harmonischen davon auf und kann leicht durch Abtasten oder Filtern unterdrückt werden.
Da das Signal von dem Band mit einem stabilen Takt als Bestandteil des normalen Demodulationsprozesses erneut getaktet wird, geht diese Authentifizierungs-Signatur effektiv in dem Demodulations- und Fehlerkorrektursystem der Maschinen "verloren", ist daher in dem digitalen Video-Ausgang des Videorecorders nicht vorhanden und wird nicht auf irgendwelche hergestellten Kopien übertragen. Sie kann jedoch, wie vorher erklärt wurde, leicht erfaßt werden, um das Wiederabspielen von kopiergeschützten Originalkassetten zu autorisieren.
Eine solche Modulation des digitalen Videosignals von dem Band trägt eine Authentifizierungs-Signatur, wofür ein dritter Signal-Detektor auf den Decoder 38 wirkt, dessen Ausgang dem Authentifizierungs-Signatur-Detektor 40 zugeführt wird. Eine Authentifizierungs-Signatur wird immer dann erzeugt, wenn der Bandduplizierer oder die Person, welche das Band aufzeichnet, dem Signal während des Master-Prozesses eine Urheberrechts- Signatur hinzufügt. Der Authentifizierungs-Detektor 40 erzeugt ein Steuersignal 42 als einen logischen Zustand H, wenn ein Authentifizierungs-Signal erfaßt wird.
Die logischen Signale auf den Leitungen 46 und 42 werden dem Authentifizierungs-Mittel 44 zugeführt, dessen Ausgangssignal 36 den Schalter 34 nach den folgenden Regeln steuert:
1. Wenn keine Urheberrechts-Signatur durch den Urheberrechts-Signatur-Detektor 32 erfaßt wird, wird der Schalter 34 geschlossen gehalten und das digitale Videosignal bei 31 wird zu den nächsten Stufen weitergeleitet.
2. Wenn durch den Urheberrechts-Signatur-Detektor 32 eine Urheberrechts-Signatur erfaßt wird, wird der Schalter 34 nur dann geschlossen gehalten, wenn durch den Authentifizierungs- Signatur-Detektor 40 ebenfalls eine Authentifizierungs-Signatur erfaßt wird.
Das Authentifizierungs-Mittel 44 gestattet daher nur den Originalen von kopiergeschützten digitalen Videokassetten das Abspielen.
Das digitale Videosignal bei 48 von dem Schalter 34 wird einem Eingang des Wahlschalters 50 zugeführt und ebenfalls dem Eingang des "A"-Entwürflers 52 dessen Ausgang dem anderen Eingang des Schalters 50 zugeführt wird.
Die kopiergeschützten digitalen Videokassetten werden während der Herstellung unter Verwendung des Algorithmus "A" verwürfelt, wie es nachfolgend beschrieben wird. Der Schalter 50 ist daher ausgestaltet, um den Ausgang des "A"-Entwürflers 52 zu wählen, wenn der logische Zustand H durch den Urheberrechts- Signatur-Detektor 32 (der ein kopiergeschütztes Programm kennzeichnet) erzeugt wird. Ansonsten wählt der Schalter 20 das direkte digitale Videosignal 48.
Der "A"-Entwürfler 52 verwendet einen Urheberrechts-Signatur-Ausgang 51 des Urheberrechts-Signatur-Detektors als Steuersignal für das Entwürfeln. Wenn daher keine Urheberrechts-Signatur in dem digitalen Signal 30 vorhanden ist, erfolgt kein Entwürfeln oder es ist kein Entwürfeln erforderlich. Das digitale Video-Ausgangssignal 56 von dem Schalter 50 wird einem Eingang des Wahlschalters 66 und dem Eingang des "B"-Verwürflers 70 zugeführt, dessen Ausgang dem anderen Eingang des Schalters 66 zugeführt wird.
Das kopiergeschützte, entwürfelte digitale Video von den erfindungsgemäßen Quellen wird unter Verwendung des Algorithmus "B" verwürfelt. Der Schalter 66 ist daher ausgestaltet, um den Ausgang des "B"-Verwürflers 70 zu wählen, wenn eine Urheberrechts-Signatur durch den Urheberrechts-System-Detektor 32 erfaßt wird. Der Ausgang des Wahlschalters 66 ist das finale digitale Video-Ausgangssignal 68 von dem digitalen Videorecorder.
Das klare oder entwürfelte digitale Videosignal 56 wird ebenfalls dem Digital/Analog-Wandler 60 zugeführt. Der Ausgang des Digital/Analog-Wandlers 60 wird dem Farbkodierer 62 zugeführt, der NTSC- oder PAL-Videosignale für den Ausgang auf der analogen Ausgangsleitung 64 erzeugt.
Der logische Zustand H 46, der das Vorliegen einer Urheberrechts-Signatur kennzeichnet, schaltet außerdem auf einen Analog-Kopierschutz (ACP)-Signalgenerator 58, der mit dem Kodierer 62 verbunden ist und gestaltet dadurch den analogen Ausgang des digitalen Videorecorders kopiergeschützt, wenn kopiergeschützte Kassetten abgespielt werden.
Es ist offensichtlich wesentlich, daß dieses Kopierschutzsystem nicht durch eine technisch versierte Person dadurch unwirksam gemacht werden kann, indem sie den Videorecorder öffnet und einige Modifikationen vornimmt. Die Schaltungsintegration und die Signalverteilungsentscheidungen sollten unter Berücksichtigung dieser Tatsache erfolgen.
Fig. 2 ist ein vereinfachtes Blockschaltbild eines erfindungsgemäßen digitalen Bildplattenspielers, das zeigt, wie die Kopierschutzfunktionen ausgeführt sein könnten. Es ist zu bemerken, daß der Bereich des Schaltbildes, der innerhalb der gestrichelten Linie 100 dargestellt ist, praktisch mit dem entsprechenden Bereich von Fig. 1 identisch ist. Der einzige Unterschied ist der, daß der Steuer- oder Pilotspur-Dekoder 38 von Fig. 1 durch den Radial-Servo-Fehlersignal-Dekoder 72 in Fig. 2 ersetzt ist.
Das Authentifizierungs-Untersystem, das die Blöcke 72, 40, 44 und 34 von Fig. 2 erfaßt, gestattet es, daß die vorher beschriebenen Technologien ausgeweitet werden können, um die Kompaktdisk-Recorder (CDR) vor dem möglichen Fall zu schützen, daß sie allgemein erhältlich und in der Lage sind, vollkommene Kopien von vorher aufgezeichneten Bildplatten herzustellen. Digitale Bildplatten können jedoch eine Authentifizierungs- Signatur aufweisen, die durch radiales Modulieren des Schreibkopfes durch wenige Dutzende von Spitze-zu-Spitze-Werten im Nanometerbereich eingeprägt ist, wie es in der ebenfalls anhängigen Internationalen Anwendung Nr. WO 96/00963 beschrieben ist. Diese radiale Modulierung beeinträchtigt nicht die Programminformationen, die auf der Platte aufgezeichnet sind und gelangt daher nicht auf irgendwelche Kopien, die von den CD-Recordern hergestellt werden. Das Fehlen dieser radialen Modulation auf Platten mit Urheberrechts-Signaturen zeigt daher an, daß die Platte eine illegale Kopie ist, wodurch der Schalter 34 geöffnet und eine Wiedergabe verhindert wird. Das digitale Bildplattensystem kann außerdem die Modulation des digitalen Videosystems nutzen, das vorher für ein digitales Videobandmedium beschrieben wurde.
Der Zweck und der Betrieb der restlichen Teile von Fig. 2 ist mit dem Zweck und Betrieb der entsprechenden Teile von Fig. 1 identisch.
Fig. 3 ist ein vereinfachtes Blockschaltbild eines erfindungsgemäßen digitalen Pay-Per-View-Dekoders, das zeigt, wie die Kopierschutzfunktionen ausgeführt sein könnten. Es ist zu bemerken, daß dieses Schaltbild dem Schaltbild von Fig. 2 gleich ist, mit Ausnahme dessen, daß die Authentifizierung-Untersystemblöcke 72, 40, 44 und 34 nicht benötigt werden, da hierbei keine physikalischen Medien zu authentifizieren sind. Der Zweck und der Betrieb der restlichen Teile von Fig. 3 ist mit dem Zweck und dem Betrieb der entsprechenden Teile von Fig. 1 und 2 identisch.
Fig. 4 ist ein vereinfachtes Blockschaltbild eines erfindungsgemäßen Fernsehgerätes mit einem digitalen Video-Eingangssignal.
Das digitale Video-Eingangssignal 78 wird direkt einem Eingang des Wahlschalters 86 und dem Eingang des "B"-Entwürflers 80 zugeführt, dessen Ausgang 96 dem anderen Eingang des Schalters 86 zugeführt wird.
Dem Urheberrechts-Signatur-Detektor 82 wird ebenfalls das digitale Videosignal 78 zugeführt und sein Logikpegel-Ausgang 84 steuert den Schalter 86, so daß der Schalter 86 das digitale Videosignal 78 bei Fehlen einer Urheberrechts-Signatur und das entwürfelte Signal 86 von dem "B"-Entwürfler 80 wählt, wenn eine Urheberrechts-Signatur erfaßt ist. Der "B"-Entwürfler verwendet die Urheberrechts-Signatur als ein Steuersignal für das Entwürfeln. Somit erfolgt kein Entwürfeln, wenn kein Urheberrechts- Signal in dem digitalen Videosignal 78 vorhanden ist. Der Ausgang des Schalters 86 auf der Leitung 96 ist daher in allen Fällen ein klares oder entwürfeltes Video, das durch das Fernsehgerät angezeigt werden kann und er ist mit einem Eingang des Anzeige-Wahlschalters 90 verbunden.
Das analoge Videosignal wird dem angeschlossenen Fernsehgerät und dem anderen Eingang des Schalters 90 zugeführt. Der Ausgang des Schalters 90, 92 wird der Anzeige-Elektronik und der Anzeigesteuerung 94 zugeführt, welche konventionelle Technologien verwendet und für ein Verstehen der Erfindung nicht weiter erläutert zu werden braucht.
Es ist an dieser Stelle nützlich, das Verhalten des Aufzeichnens und des Wiederabspielens von kopiergeschützten und nicht kopiergeschütztem Material zu erläutern.
Wenn ein Benutzer versucht, eine nicht kopiergeschützte Original-Videokassette abzuspielen, wird eine Urheberrechts- Signatur nicht erfaßt, so daß die Videokassette normal abgespielt werden kann. Auch dann, wenn ein Benutzer versucht, eine kopiergeschützte Original-Videokassette abzuspielen und sowohl die Urheberrechts-Signatur als auch die Authentifizierungs- Signatur erfaßt werden, kann die Videokassette normal abgespielt werden.
Wenn ein Benutzer versucht, eine Kopie eines nicht kopiergeschützten Programms (unabhängig davon, von welchem Medium es stammt) abzuspielen, wird eine Urheberrechts-Signatur nicht erfaßt, so daß diese Videokassette normal abgespielt werden kann.
Wenn ein Benutzer versucht, eine illegale Kopie eines kopiergeschützten Programms (unabhängig davon, von welchem Medium es stammt) abzuspielen, wird die Urheberrechts-Signatur erfaßt, weil diese Signatur auf alle Kopien gelangt ist, unabhängig von der Anzahl der Generationen oder ob die Kopier einrichtung die Vorbedingungen erfüllt oder nicht. Die Authentifizierungs-Signatur gelangt nicht auf die Kopien. Die Entscheidungsschaltung in dem Videorecorder gestattet daher nicht, daß diese Kopie abgespielt wird.
Selbst dann, wenn Viderecorder-Hersteller nicht erfindungsgemäße digitale Videorecorder herstellen, würde das Kopierschutzverfahren und die Kopierschutzvorrichtung, die hierin beschrieben sind, weiterhin wirksam sein. Die Besitzer von nicht erfindungsgemäßen Videorecordern könnten nur illegale Kopien von geschützten Programmen für ihren eigenen Gebrauch abspielen. Solche Kopien würden auf allen erfindungsgemäßen digitalen Videorecordern abgespielt werden können, die wahrscheinlich die Mehrzahl darstellen würde. Unehrliche Betreiber von Videoläden und andere Video-Piraten könnten diese nicht erfindungsgemäßen Videorecorder nicht für Piraterie-Vorgänge verwenden, weil illegale Kopien nur auf nicht erfindungsgemäßen Videorecordern abgespielt werden könnten. Der Pirat müßte angeben, daß sein Produkt nur in dem kleinen Unterbereich der nicht erfindungsgemäßen Videorecorder abgespielt werden könnte. Er würde dadurch die Aufmerksamkeit auf sich ziehen und Urheberrechtsverletzungsfolgen riskieren.
Ein nicht erfindungsgemäßer Videorecorder kann keine kopiergeschützten Originalkassetten abspielen, weil das Fehlen des "A"-Entwürflers in einem nicht erfindungsgemäßen Videorecorder das Entwürfeln der geschützten Videokassetten verhindern würde.
Das kann den Markt für solche Geräte in hohem Maße einschränken. Eine "Black Box" für das Ausschalten des Kopierschutzes, welche die Urheberrechts-Signatur entfernt, ist nicht überlebensfähig. Das Fehlen der Urheberrechts-Signatur würde es für Fernsehgeräte unmöglich machen, dieses digitale Video zu entwürfeln und anzuzeigen.
Es ist so zu verstehen, daß, wenn auch gegenwärtig digitale Videoaufzeichnungsgeräte für den Verbraucher nicht zur Verfügung stehen, diese professionellen digitalen Videosysteme jetzt erhältlich sind, und daß die vorher beschriebene Vorrichtung und das vorher beschriebene Verfahren leicht auf solche kommerziell erhältlichen digitalen Videorecorder anpaßbar sind.
Das Verhalten des Aufzeichnens und des Wiederabspielens von nicht kopiergeschütztem Material, wie es vorher erläutert wurde, ist in den folgenden Tabellen 1, 2 und 3 zusammengefaßt. Tabelle 1 Wiederabspielen von vorher aufgezeichneten Original-Videokassetten Tabelle 2 Wiederabspielen von Kopien, die von einem kodierten, digitalen Video hergestellt sind Tabelle 3 Wiederabspielen von Kopien, die von einer kopiergeschützten (1) VHS-, 8 mm- oder einer analogen Videoquelle (2) hergestellt sind
(1) geschützt durch Standard-Videokassetten-Kopierschutzverfahren von Macrovision
(2) geschützt durch Standard-Pay-Per-View-Kopierschutzverfahren von Macrovision am analogen Ausgabekanal eines digitalen Set-Top-Dekoders

Claims

1. Vorrichtung zum Wiederabspielen von Material, das digital auf einem Aufzeichnungsmedium aufgezeichnet ist, mit:

- einem Mechanismus (10) zum Abspielen des Aufzeichnungsmediums;

- einem digitalen Ausgangsanschluß (31), der funktional mit dem Mechanismus (10) verbunden ist, um von dem Mechanismus ein digitales Datensignal zur Verfügung zu stellen;

- einem ersten Detektor (40) zum Erfassen einer Authentifizierungs-Signatur in dem digitalen Datensignal;

- einem zweiten Detektor (32) zum Erfassen einer Urheberrechts-Signatur in dem digitalen Datensignal;

- wobei die Urheberrechts-Signatur, sofern vorhanden, und die Authentifizierungs-Signatur, sofern vorhanden, einem Authentifizierungs-Mittel (44) zugeführt werden;

- wobei das Authentifizierungs-Mittel einen ersten Schalter (34) aktiviert, wenn sowohl eine Authentifizierungs-Signatur als auch eine Urheberrechts-Signatur dem Authentifizierungs- Mittel (44) zugeführt werden;

- wobei das digitale Datensignal durch die Aktivierung des ersten Schalters (34) einem ersten Eingang von einem zweiten Schalter (50) und einem Entwürfler (52) zugeführt wird;

- wobei eine entwürfelte Ausgabe vom dem Entwürfler (52) einem zweiten Eingang des zweiten Schalters (50) zugeführt wird;

- wobei die Urheberrechts-Signatur außerdem einem Steuerungselement des zweiten Schalters (50) zugeführt wird, wodurch das digitale Datensignal an einem Ausgang des zweiten Schalters (50) anliegt, wenn die Urheberrechts-Signatur nicht vorhanden ist, und wobei die entwürfelte Aus gabe von dem Entwürfler (52) an dem Ausgang des zweiten Schalter (50) anliegt, wenn die Urheberrechts-Signatur vorhanden ist;

- wobei die Ausgabe von dem zweiten Schalter (50) einem Digital/Analog-Wandler (60), einem ersten Eingang von einem dritten Schalter (66) und einem Verwürfler (70) zugeführt wird;

- wobei eine Ausgabe von dem Verwürfler (70) einem zweiten Eingang des dritten Schalters (66) zugeführt wird;

- wobei eine verwürfelte Ausgabe an einem Ausgang des dritten Schalters (66) erscheint, wenn die Urheberrechts-Signatur vorhanden ist, und wobei ein klares digitales Datensignal an dem Ausgang des dritten Schalters (66) erscheint, wenn die Urheberrechts-Signatur nicht vorhanden ist;

- wobei der Digital/Analog-Wandler (60) funktional mit dem Ausgang des zweiten Schalter (50) verbunden ist und das digitale Signal an dem Ausgang des zweiten Schalters (50) in ein analoges Signal umwandelt;

- und wobei die Urheberrechts-Signatur verwendet wird, um einen analogen Antikopier-Generator (58) zu aktivieren, um das analoge Signal zu modifizieren, das von dem Digital/Analog-Wandler (60) erzeugt wird, indem ein analoges Antikopier-Signal hinzugefügt wird, und wobei ein Kodierer (62) vorgesehen ist, um das modifizierte analoge Signal einem analogen Video-Ausgang (64) zuzuführen.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, bei der der Mechanismus (10) außerdem ein Aufzeichnungsmechanismus ist, und außerdem mit:

- einem digitalen Eingangsanschluß (D), um ein digitales Eingangssignal von einer externen Quelle zu empfangen;

- einer Einrichtung (30), um das digitale Eingangssignal dem Mechanismus (10) zuzuführen, um das digitale Eingangssignal auf dem Aufzeichnungsmedium aufzuzeichnen;

- einem dritten Signaldetektor (20), um Kopierschutz-Informationen zu erfassen, die in dem digitalen Eingangssignal enthalten sind; und

- einer Einrichtung (20, 22), um das Aufzeichnen in Reaktion auf das Erfassen der Kopierschutz-Informationen, die in dem digitalen Eingangssignal enthalten sind, zu verhindern.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, außerdem mit einem Tuner, um das digitale Eingangssignal aus einem modulierten RF-Signal abzuleiten.

4. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder Anspruch 3, außerdem mit:

- einem analogen Eingangsanschluß (A), um ein analoges Eingangssignal zu empfangen;

- einem Analog/Digital-Wandler (18), um das analoge Eingangssignal in ein umgewandeltes digitales Signal umzuwandeln;

- einer Einrichtung (30), um das umgewandelte digitale Signal dem Mechanismus (10) zuzuführen; und

- einem analogen Signaldetektor (26), um ein analoges Kopierschutz-Signal zu erfassen, das in dem analogen Eingangssignal enthalten ist, und um in Reaktion darauf das Aufzeichnen des analogen Eingangssignals zu verhindern.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, bei der die Einrichtung, um dem Mechanismus das umgewandelte digitale Signal zuzuführen, in einem Schalter (30) enthalten ist, um das digitale Eingangssignal und das umgewandelte digitale Signal zu empfangen und um das eine oder das andere dem Mechanismus (10) zuzuführen, abhängig von einer Verbindung, die durch den Schalter (30) bewirkt wird.

6. Vorrichtung nach Anspruch 4 oder Anspruch 5, bei der der analoge Signaldetektor (26) eine automatische Verstärkungs steuerungs-Schaltung aufweist, die auf das analoge Kopierschutz-Signal anspricht.

7. Verfahren, um das Kopieren von Material zu verhindern, das digital auf einem Aufzeichnungsmedium aufgezeichnet ist, wobei das Material Kopierschutz-Informationen enthält, die eine Urheberrechts-Signatur enthalten können, wobei das Verfahren die Schritte umfaßt:

- Abspielen des Aufzeichnungsmediums, um ein digitales Datensignal zur Verfügung zu stellen;

- Erfassen einer Authentifizierungs-Signatur in dem digitalen Datensignal;

- Erfassen der Kopierschutz-Informationen, die eine Verwürfelungs-Information des abgespielten Materials enthalten;

- Verarbeiten des digitalen Datensignals, wenn sowohl eine Authentifizierungs-Signatur als auch eine Urheberrechts- Signatur vorhanden sind, um das kopiergeschützte digitale Datensignal zu entwürfeln;

- Umwandeln des entwürfelten digitalen Signals aus einem digitalen Signal in ein analoges Signal;

- Erzeugen eines analogen Kopierschutz-Signals, wenn die Kopierschutz-Informationen erfaßt werden; und

- Modifizieren des analogen Signals mit dem erzeugten analogen Kopierschutz-Signal und Ausgeben des modifizierten analogen Signals;

- Hinzufügen eines neues Kopierschutz-Signals zu dem entwürfelten digitalen Datensignal und Verwürfeln des entwürfelten digitalen Datensignals; und

- Ausgeben des verwürfelten digitalen Datensignals, das das neue Kopierschutz-Signal enthält.

8. Verfahren nach Anspruch 7, bei dem das digitale Datensignal und das analoge Signal Videosignale sind.

9. Verfahren nach Anspruch 8, bei dem die Kopierschutz-Informationen zumindest ein Bit an einer vorbestimmten Stelle in dem digitalen Datensignal sind.

10. Verfahren nach Anspruch 8 oder Anspruch 9, bei dem die Kopierschutz-Informationen einen verwürfelten Bereich des Videosignals enthalten.

11. Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 10, bei dem das erzeugte Signal ein Impulspaar enthält, das in zumindest einigen Austastintervallen des analogen Videosignals eingesetzt ist, wobei jedes Impulspaar einen ansteigenden Impuls und einen abfallenden Impuls enthält.

12. Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 11, nach dem das erzeugte Signal Veränderungen der Zeitdauern von horizontalen Zeilenintervalle in dem analogen Videosignal enthält.

13. Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 12, bei dem das erzeugte Signal Veränderungen der Anzahl von horizontalen Zeilenintervallen je Videobild enthält.

14. Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 13, bei dem die Authentifizierungs-Signatur enthält:

- eine Frequenzmodulation des digitalen Datensignals.

15. Verfahren nach Anspruch 14, bei dem die Frequenzmodulation der Authentifizierungs-Signatur umfaßt:

- Modulieren des digitalen Datensignals mit einer Rechteckwelle, deren Frequenz so ist, daß eine ganzzahlige Anzahl von vollständigen Spuren während jedes Zyklus der Reckteckwelle aufgezeichnet wird.

16. Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 15, bei dem das Material außerdem aufgezeichnet ist, und außerdem mit:

- Empfangen eines digitalen Eingangssignals von einer externen Quelle;

- Zuführen des digitalen Eingangssignals, um das digitale Eingangssignal auf dem Aufzeichnungsmedium aufzuzeichnen; Erfassen von Kopierschutz-Informationen, die in dem digitalen Eingangssignal enthalten sind; und

- eine Einrichtung, um das Aufzeichnen in Reaktion auf das Erfassen der Kopierschutz-Informationen zu verhindern, die in dem digitalen Eingangssignal enthalten sind.