专利名称：采用帧频抖动的防复制方法和系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及防止非授权的复制图像序列的方法和系统。
有许多已知的防止非法复制视频图像序列的方法和系统。在这些方法和系统中，许多是用来防止一种录像(诸如在一个录像带上的电影)式的非法复制。其方法是利用一个录像装置电气联接至一个图像重放装置。这些方法和系统可禁止从商业用的盒式磁带录像机(CVRs)上复制一个盒式录像带上的内容的潜在的图像非法翻印，其中，第一个VCR(重放盒带)上的音频和视频输出扦孔电气联接至第二个VCR(记录于另一个盒带上)的音频和视频输入扦孔。
一种原始形式的非法复制可利用一个摄像机(诸如商业用的摄录一体机)去捕获和记录一个正在显示装置上显示的视频图像序列。在世界的一些地区内，这种复制形式常被用来从一个观察屏幕上直接地复制电影。特别是，把他们的摄录机的快门与一个在观察屏幕上显示图像序列的胶片机构放映机的快门同步起来，用此方式进行图像复制。虽然，这种非授权的复制，质量可能较差，但是，由于摄录机通常是看人们视觉系统所能看到的东西，由而这种复制的类型尚未被禁止。
本发明的一个目的就是防止使用一个摄像机和录像机对一个显示的图像序列的非授权的复制。
本发明的进一步的目的是在不显著影响观看者感觉的情况下，禁止一个显示的图像序列的非法复制。
在完成上述目的中，在本明提供一种在图像序列显示期间防止非法复制的方法，其中，图像序列有许多帧图像帧。此方法包括一个产生伪随机噪声序列的步骤。还进一步包括一个以这样的帧频显示图像序列的步骤，该帧频对连续对儿的图像帧是变化的，其中，帧频的变化取决于伪随机的噪声序列。
在进一步完成上述的目的中，在本发明提供一个防止非法复制一个图像序列的显示的系统，其中，图像序列有许多帧图像帧。一个伪随机的序列产生器产生一个伪随机噪声序列用以控制一个显示装置的帧频。显示装置以这样的帧频显示图像序列，该帧频对连续对儿的图像帧依据伪随机噪声序列而变化。
在优选的实施例中，帧频是在围绕图像序列的标称帧频的一个预定的范围内变化，所以这种变化是不易被一个普通的观察者查觉得到的。
通过伪随机变化帧频，本发明的实施例有利于禁止一种从同步一个摄录机于图像序列的显示中进行潜在的图像剽窃。由于从图像序列的显示中所录制得的图像缺少垂直同步，因而，它是不可看的。
本发明的这些和其他的特点方面及优点通过下面的叙述，所附权利要求，以及参考附图，会将变得更为清楚。
图1是一个显示图像序列禁止用摄像机进行非授权复制的方法实施例的流程图；以及图2是一个显示图像序列禁止用摄像机进行非法复制的系统实施例的方块图。
完成发明的最佳方式图1表明显示图像序列禁用摄像机进行非法复制方法的实施例的流程图。此方法包括一个产生伪随机噪声序列的步骤，如方块10所示。伪随机噪声序列是以一个在序列的范围内周期地重复的伪随机数字字(key)为基础的。通过重复伪随机字，序列提供一个仿制随机的或无序序列的确定的序列。
此方法还进一步包括产生电信号的步骤，此电信号具有取决于伪随机噪声序列的频率，如方块12所示。电信号可以是一种脉冲的信号形式，它具有在连续的脉冲之间变化的时间间隔。每个时间间隔取决于在某时刻的伪随机噪声序列的状态。
由方块10和12所表示的步骤也可由一种象跳频的扩展频谱系统中的发射器那样的类似方法来完成。这样的发射器实施例披露于“扩展的频谱系统”(Robertc.Dixon著，第2版，126-139页)中。
如方块14所示，此方法进一步包括一个以这样的帧频时显示图像序列的步骤，该帧频对连续对儿图像帧而变化厂。特别是，帧频的变化取决于伪随机噪声序列，而更特别地是，取决于电信号。
帧频的变化要足够小，以致由一个普通的观察者大体上查觉不到为最好。众所周知，人的视觉系统对于小的帧频变化是比较不灵敏的，例如，直接地将每秒24帧的电视电影转换为每秒25帧的PAL制式而不用任何时基校正，这是符合标准的。因此，对于一个标称的帧频为每秒24帧的图像序列来说，帧频伪随机地变化在一个下降为每秒22帧和上限为每秒26帧的范围内为最好。为了使变化更不易查觉，帧频可伪随机地变化在一个每秒23帧至每秒25帧的范围内。
对于一个图像序列通常的标称帧频来说，帧频伪随机地变化在标称帧频的10％的范围内为佳，而变化在5％的范围内时可使变化更不易查觉。
进一步来说，把伪随机序列抑制于一种方式内，以便阻止视频图像序列从标称的帧频有较大的偏着，这是较为适宜的为了提供视频序列和一个相结合的声道之间的适当的相关性这是要需要的。为此，伪随机序列可被抑制，以便在一个预定的帧数或一个预定的时间周期期间，提供一个等于标称帧频的平均帧频。例如，伪随机序列可被抑制，以便提供一在接续的0.5秒时间周期期间，为每秒24帧的平均帧频。或者，在序列中每个伪随机地产生的数可根据一个概率密度函数来形成，此概率密度函数取决于由先前的伪随机地产生的数所产生的平均帧频。例如，概率密度函数在平均帧频接近于帧频范围的上下两个边界时可被改变，因此，平均帧频是包含在帧频范围之内的。
图2的方块图示出一个显示图像序列禁止用摄像机进行非法复制的系统的实施例。此系统包括一个伪随机序列产生器30，它产生一个伪随机的噪声序列。伪随机的噪声序列可以是数字信号的形式，也可是一个模拟信号形式。
此系统还包括一个频率合成器32，它响应于伪随机序列产生器30。频率合成器32产生一个具有一个取决于伪随机噪声序列的频率的电信号。此电信号可以是一种典型的振荡信号的形式，也可以是一种典型的脉冲信号的形式，脉冲信号具有变化的频率或是在接续的两个脉冲之间变化时间间隔，而它们的变化均取决于伪随机噪声序列的状态。电信号的频率在标称频率的10％的范围内伪随机地变化或是在标称频率5％的范围内伪随机地变化，以便使显示的变化不易查觉，这是较为可取的。
另一种形式，频率合成器32产生的电信号的频率可以在一个图像序列的每秒22帧的倍数和每秒26帧的倍数之间伪随机地变化，此图像序列具有每秒24帧的倍数的标称频率。由于早先述及的理由，电信号的频率也可在每秒23帧的信数和每秒25帧的倍数之间伪随机地变化，以取代上考。上面列举的频率的倍数可用来使闪烁减至最小，其中，每帧按一个预定的次数重复地显示。例如，以每秒24帧放映的电影经常以每秒48帧显示(每帧显示二次)或以每秒72帧显示(每帧显示三次)。
在一个优选的实施例中，伪随机序列产生器30和频率合成器32类似于一个跳频的扩展频谱系统的发射器，诸如这些，均已披露于“扩展频谱系统”参考资料的126-139页上。
此防非法复制系统还进一步包括一个响应于频率合成器32的同步发生器34。在频率合成器32所产生的信号的基础上，同步发生器34产生一个同步信号去同步使用显示装置36的图像帧的显示。虽然不是必需的，同步信号可以是根据不同的电视显示制式，诸如NTSC，PAL，或SECAM。
显示装置36可包括例如，显示图像序列的。电子的放映系统，机械的放映系统，阳极谢线管，或是液晶显示，使用所述的系统，显示装置36以这样的帧频显示图像序列，此帧频对连续对儿的图像帧伪随机的变化。
在一些应用中，数字化的电影(将被显示的)以一种被压缩地，加密的数字比特流的形式被接收。在这些应用中，加密被一个解密处理器38除去，所得的比特流被馈入一个解压器40。解压器40恢复包含在比特流之内的图像序列。解压器40，在接收来自频率合成器32的时钟信号时产生表示下一图像帧的信号。
本发明的实施例具有很多的优点。通过伪随机地改变帧频，本发明的实施例有利于禁止将摄录机同步于图像序列的显示而进行潜在的图像复制。从图像序列的显示而录像得到的图像由于缺乏(垂直)同步，因而是不可看的。进一步讲，由于是在一个有限制的范围内伪随机地改变帧频，本系统的应用对一个普通的观察者是查觉不到的。
应注意的是，本发明可在不同结构的广泛变化中得到应用，围绕这些不同的结构，可以有很多的替换，改进型变态和变化，而这些对于普通的熟悉此项技术的人是非常明白的。据此，本发明意指包括所有这些落在附加的权利要求的精神和宽广范围之内的各种替换、改进变态和变化。
权利要求
1.一种显示图像序列以禁止用摄像机来进行非授权复制的方法，图像序列包含许多帧图像，此方法包括步骤产生伪随机的噪声序列；以及以这样的帧频显示图像序列，该帧频对于连续对儿的图像帧是变化的，其中，帧频的变化取决于伪随机的噪声序列。
2.如权利要求1的方法，其中，所述帧频是在图像序列的标称的帧频的10％的范围内伪随机的变化。
3.如权利要求1的方法，其中，所述图像序列具有一个每秒24帧的标称帧频，并且其中，所述帧频是在每秒22帧至每秒26帧的范围之内伪随机的变化。
4.如权利要求1的方法，其中，显示的步骤包括产生一个电信号，其具有的频率取决于伪随机的噪声序列；以及在电信号的基础上，产生一个对显示装置(36)的同步信号。
5.如权利要求4的方法，其中，显示的步骤包括连续地将图像帧以电信号指示的帧频加给显示装置(36)。
6.一种显示图像序列以禁止用摄像机进行非授权的复制的系统，图像序列具有许多帧图像，此系统包括一个伪随机序列产生器(30)，它产生一个伪随机的噪声序列；以及一个所述图像序列响应于伪随机序列产生器(30)的显示装置(36)，显示装置(36)以这样的帧频显示图像序列，该帧频对于连续对儿的图像帧是变化的，其中，帧频的变化取决于伪随机的噪声序列。
7.如权利要求6的系统，其中，所述帧频是在图序列的标称帧频的10％的范围内伪随机的变化。
8.如权利要求6的系统，其中，所述图像序列具有一个每秒24帧的标称帧频，以及其中，所述帧频是在一个每秒22帧至每秒26帧的范围内伪随机地变化。
9.如权利要求6的系统还包括一个频率合成器(32)响应于伪随机序列产生器(30)，去产生电信号，其具有的频率取决于伪随机噪声序列；以及一个同步发生器(34)响应于频率合成器(32)，产生一个基于电信号的同步信号，其中，显示装置(36)用此同步信号来同步。
10.如权利要求9的系统，其中，一个解压器(40)把一个压缩的信号解压，以便恢复图像序列，以及其中，频率合成器(32)指令解压器(40)把由电信号指示的帧频的图像帧连续地供给显示装置(36)。
全文摘要
一种显示许多帧图像的图像序列,用以防止用摄像机进行非授权复制的方法和系统。此方法包括产生伪随机噪声序列的步骤,并以这样的帧频显示图像序列,该帧频对连续对儿的图像帧,依据伪随机的噪声序列而变化。帧频是在图像序列的标称帧频周围的预定范围内变化,这样普通的观察考就不会查觉。此系统包括伪随机序列产生器(30),以及显示装置(36),显图像序列,其帧频的变化取决于伪随机的噪声序列。
文档编号H04N5/232GK1187085SQ9710211
公开日1998年7月8日 申请日期1997年1月3日 优先权日1997年1月3日
发明者唐纳德·C·米德 申请人:赫·豪尔丁斯公司