워터마크들 및 연관 데이터로 향상된 오디오/비디오 서비스들을 위한 방법 및 장치{Method and apparatus for enhanced audio/video services with watermarks and associated data}

종래 기술의 설명

비디오 워터마크를 가진 비디오물이 복제를 제어하거나 일련의 복제를 하지 못하게 하는 몇몇 방법은 제2 워터마크를 비디오 이미지에 부가하는 기록 장치에 의존한다. 워터마크는 디지털 비디오 분야에선 공지된 것이다. 워터마크는 고유 식별자를 제공하고 그에 따라 인증되지 않은 복제 또는 사용을 좌절시키거나 하지 못하게 하는, 통상의 비디오 또는 오디오 신호에 삽입되는 신호이다. 워터마크는 워터마크가 된 신호를 시청자에게는 보이지 않지만 적합한 회로에 의해서는 쉽게 검출된다.

복제를 방지 또는 제어하는 것은 저작권 침해를 방지하고, 권한없이 복제된 복제물이 분배되지 못하게 하는데 유용하다. 일회 복제허용 상태와 복제불가 상태가 있는 " 세대(generational)" 제어 시스템에서는, 제1 및 제2 워터마크를 조합해서 복제불가 상태를 정하고 원래 워터마크는 일회 복제허용 상태를 정한다. (여기서 복제는 예를 들면 비디오 테이프 레코더 또는 비디오 디스크 레코더의 사용을 말한다). 디지털 유선 텔레비전 또는 다이렉트 방송 위성 셋탑 박스(STB)를 갖춘 텔레비전 시스템에서, 이러한 유형의 시스템은 컴플리안트 레코더가 기록 과정 중에 일회 허용에서 복제불가로 적합한 상태 변경을 행하기 때문에 연속해서 비디오 콘텐트 복제를 하지 못하게 한다. 그러나, 일반적으로는 구매 선택을 회계 시스템에 보고하기 위한 백 채널 및 통신 메카니즘이 기록에 제공되지 않기 때문에 유료 기록 특징을 구현하기가 쉽지 않다.

유료 기록 특징을 구현하기 위해서, 레코더가 상태변경을 제어하기보다는 STB가 상태 변경을 제어할 필요가 있다. 이에 따라 유료기록 특징은 시청자에 의한 3가지 가능한 지불, 즉 소비자(시청자)에게 콘텐트 시청 또는 기록을 허용하지 않는 미지불과, 소비자에게 콘텐트는 보게 하지만 기록은 하지 못하게 하는 1단계 지불과, 소비자가 콘텐트를 시청 및 기록을 다 할 수 있는 상이한(보다 높은) 지불이라는 이들에 의한 조건부 접속 제어 하에서 STB로 하여금 비디오를 출력하게 한다. STB를 이용해서 제2 워터마크를 도입하는 것이 가능하지만, 이러한 시스템을 널리 채택할 수 없게 하는 "현 상태"의 문제가 있다. 구체적으로, 이러한 제2 워터마크를 부가하게 하는데 필요한 특징들이 없는 STB들의 큰 인스톨된 기초가 있다. STB에서 복제제어를 위해 이러한 제2 워터마크를 사용한 복제 제어 시스템이 도입되었다면, 이러한 특징이 없는 STB를 가진 기존의 소비자들은 권한이 박탈될것이며, 이들 소비자들은 전혀 복제를 할 수 없을 것이다.

이들 복제 제어 특징을 제공하는 대안이 되는 방법에선 "티켓"을 사용한다. 여기서 티켓은 비디오에 연관된 통신채널로 전달되는 암호화 카운터(보통 2진 형태의 숫자)이다. 이 티켓은 재생 및 기록 이력을 유지하기 위해서 일방향 암호화 특징을 사용한다. 일방향 함수는 암호화 분야에 정통한 자들에겐 잘 알려진 것으로, 함수 계산은 비교적 쉽지만 원상태로 돌리거나 역으로 하기엔 매우 어려운 특성을 가진 한 부류의 변환을 포함한다. 즉, x가 주어졌을 때 f(x)를 계산하기는 쉽지만 f(x)가 주어졌을 때 x를 계산하기는 어렵다.

일회복제 허용 상태의 워터마크를 검출하는 레코더는 기록을 가능케 하기 전에 올바른 티켓을 검출해야 한다. STB에서 레코더로 티켓을 전달하기 위해서, 비디오 신호의 수직 블랭킹 구간(VBI)이 통신채널로서 사용될 수 있다. 그러나, 이것은 일부 방송 MPEG 엔코더(비디오 압축 장치)가 VBI 전체를 전송하지 못하는 단점이 있다. 대안으로, 티켓을 기존의 TV의 오버스캔 영역에 있게 유효 화상 영역에 삽입시킨다. 그러나, 이것은 이 데이터가 보다 새로운 TV(오버스캔이 덜 한)에 의해 시청자가 볼 수 있어 소비자가 못마땅하게 생각할 수도 있을 문제가 있다.

티켓을 전달하는 또다른 방법은 비트스트림을 전달하는 아날로그 복제방지 보호 시스템 신호들의 서브-세트를 활성화 및 비활성화시키는 것이다. (여기서, 아날로그 복제방지 보호 신호는 예를 들면 매크로비션사의 시판되는 비디오 복제 방지 프로세스를 말하는 것이며, 예를 들면, 랸(Ryne)의 미국특허 4,601,603호를 참조할 것). 이것은 DVCAM 유형의 것들과 같은 기존의 디지털 레코더가 VBI를 기록할 수 없으므로 이러한 형태의 티켓을 자동적으로 삭제하는 잇점이 있다. 그러나, STB로부터 적합한 제어를 달성하기 위해서는 STB의 내부 소프트웨어를 변경해야 한다. 경우에 따라서는, 이러한 소프트웨어는 공중 또는 유선으로 기존의 STB에 다운로드될 수 있다. 따라서, 매크로비젼사의 아날로그 복제 방지 펄스를 생성하는 엔코더 IC(집적회로)는 적합하게 반응할 수 있다. 그러나, 이와는 다른 경우엔, 내부 소프트웨어는 STAB 내에 영구히 설치되어 있어 수정될 수 없다.

티켓을 전송하는 이들 모든 방법은 비디오에 티켓을 도입하기 위해서는 유선-TV/위성 시스템의 헤드 엔드 제어 소프트웨어를 수정해야 한다. 이러한 수정은 바람직하지 못하게 유선-TV 또는 위성 시스템 운영자에게 매우 비싼 것이 될 수 있다.국제 공개 번호 WO 97/13248로서 1997년 4월 10일 공개된 국제 특허출원 PCT/IB96/00992는 MPEG 소스 신호의 계층에서 하이레벨에서 작용하는 전자식 워터마킹 방법을 개시하고 있다. 이 방법에 따라, 이를테면 슬라이스 경계 또는 양자화 행렬 값과 같은 MPEG 스트림의 파라미터는 무작위로는 발생하지 않게, 그리고 상당한 트랜스코딩 노력 없이는 워터마크를 제거하기가 어렵게 되도록 변경된다. MPEG 규격에 의해 제공되는 복제 방지 비트가 이 방법에 관련하여 사용될 수도 있다.국제 공개 번호 WO 85/02293으로서 1985년 5월 23일 공개된 국제 특허출원 PCT/CH84/00185는 저작권 침해 장치를 개시하고 있다. 이 장치는 복제시 소거되지 않는, 비디오 테이프의 사운드 트랙에 새겨진 마크 신호를 검출하는 검출부, 사운드 트랙에 새겨진 적어도 하나의 디지털로 부호화된 메시지를 검출하는 검출부, 부호화된 메시지를 검색하는 검색부, 및 마크 신호와 부호화된 메시지의 함수로서 텔레비전 수신기에 의해 테이프의 사용을 가능케 하거나 금지시키는 수단을 포함한다.공개 번호 EP 0 860 992 A2로서 1998년 8월 26일 공개된 유럽 특허출원 98103047는 소정의 기준에 의해 디지털 데이터 신호를 분할하는 필드 판정부, 필드 판정부에 응답하여 복수의 서로 다른 워터마크 데이터 중 하나를 선택하는 워터마크 데이터 선택 출력부, 및 워터마크 데이터 선택 출력부로부터 공급된 워터마크 데이터를 이미지 데이터에 삽입하기 위한 워터마크 삽입 장치를 포함한다.

본 발명은 예를 들어 유선 텔레비전 시스템, 다이렉트 방송 위송 시스템, 또는 공중 컴퓨터 네트워크(인터넷)에서, 유료 기록 또는 유료 테이프 기록 등과 같은, 오디오와 비디오 및 향상된 오디오 및 비디오 서비스들에 관한 것이다.

도 1a는 본 개시에 따른 시스템의 블록도이고, 도 1b는 도 1의 상세도이고, 도 1c는 도 1a의 변형을 도시한 도면, 도 1d는 도 c의 변형을 도시한 도면.

도 2는 본 개시에 따른 재생을 도시한 도면.

도 3은 도 1a의 시스템용의 비디오 레코더를 도시한 도면.

도 4는 또다른 시스템의 블록도를 도시한 도면.

도 5는 도 4의 시스템용의 비디오 레코더를 도시한 도면.

도 6a는 도 1의 시스템을 도시한 도면이고, 도 6b는 STB와 레코더의 조합을 도시한 도면.

도 7은 오디오용으로 수정된 도 4의 시스템을 도시한 도면.

도 8은 도 7의 시스템용의 오디오 레코더를 도시한 도면.

개요

본 개시는 유료 테이프 기록(또는 일반적으로는 유료 기록) 제어를 제공하기 위해서 텔레비전(또는 오디오만)의 STB에서 소비자가 제어가능한 정보와 함께 워터마크의 사용에 관한 것이다. 일 실시예는 티켓(암호값), 및 비디오 워터마크를 보유하여 STB에 의해 제공되는 비디오의 복제를 공동으로 제어하기 위해서 기존의 비디오 라인 21(NTSC-TV에서) 확장 데이터 서비스 또는 클로즈드 캡션 프로토콜을 이용한다. 이것은 종래 기술(기존의) STB을 구비한 시스템에서도, 이를테면 유료 테이프 기록 또는 유료 기록과 같은 부가적인 특징을 가능하게 하여 행해질 수 있다. 더욱이, 이러한 방식은 현존의 유선-TV 또는 위성 시스템의 헤드엔드 MPEG(압축) 엔코더가 이미 이러한 유형의 정보를 전송할 수 있다는 이점이 있다. 그러므로 시스템 운영자의 기본구조의 최소한의 변경이 요구된다.본 발명의 일 면에 따라서, 비디오 신호의 복제를 제어하는 방법이 개시된다. 일 실시예에서, 방법은 비디오 신호를 공급하는 단계, 상기 비디오 신호에 워터마크를 삽입하는 단계, 및 소정의 방식으로 상기 워터마크에 관계되는 연관 데이터를 상기 비디오 신호의 소정의 위치에 제공하는 단계를 포함한다.본 발명의 또다른 면에 따라서, 신호의 후속되는 복제를 제어하기 위해 입력 비디오 신호를 처리하는 장치가 개시된다. 일 실시예에서, 장치는 시드 생성기; 상기 시드 생성기로부터 시드를 수신하고, 결과의 데이터를 출력하도록 결합된 해쉬 함수 생성기; 상기 시드를 수신하여 이 시드로부터 워터마크를 생성하고, 상기 워터마크를 입력 비디오의 화상 부분에 삽입하도록 결합된 워터마크 생성기; 및 상기 비디오의 화상 부분 이외에 전송되는 상기 결과의 데이터와 상기 워터마크 비디오를 수신기로 전송하도록 결합된 전송 채널을 포함한다.본 발명의 또다른 면에 따라서, 비디오 신호의 인증되지 않은 복제를 방지하기 위해서 삽입된 워터마크와 연관 데이터를 갖는 상기 비디오 신호를 처리하는 방법이 개시된다. 일 실시예에서, 이 방법은 사용자 입력에 응답하여, 상기 비디오의 기록이 허용되는지를 판정하는 단계, 이 판정은 상기 비디오 신호의 목적지의 복제 제어 시스템에 의해 행해지며; 기록이 허용되는 경우에만, 상기 비디오 신호 목적지의 기록 메카니즘으로 상기 복제 제어 시스템에 의해 비디오 신호와 함께 상기 연관 데이터를 전송하는 단계를 포함하며, 상기 워터마크는 상기 연관 데이터와의 소정의 관계를 갖는다.본 발명의 또다른 면에 따라서, 텔레비전 수신기에 접속하기 위한 셋탑 박스가 개시된다. 일 실시예에서, 셋탑 박스는 워터마크를 포함하는 비디오 신호를 수신하고 소정의 방식으로 상기 워터마크에 관계된 연관 데이터를 수신하도록 적응된 입력 단자를 포함한다. 셋탑 박스는 또한, 상기 비디오 신호를 기록할 수 있게 하기 위한 사용자 선택을 수신하는 제어 단자를 갖는 조건부 접속 제어; 및 상기 조건부 접속 제어의 출력 단자에 결합된 제어 단자를 가지며, 상기 입력 단자로부터 비디오 신호를 수신하며, 출력 단자를 갖는 결합기를 포함하며, 상기 결합기는 상기 조건부 접속 제어에 응답하여 상기 연관 데이터와 함께 또는 이 데이터 없이 상기 비디오 신호를 출력한다.본 발명의 또다른 면에 따라서, 비디오 레코더를 동작시키는 방법이 개시된다. 이 방법은 삽입된 워터마크 및 연관 데이터를 갖는 입력 비디오 신호를 수신하는 단계; 상기 워터마크를 검출하는 단계; 상기 연관 데이터를 검출하는 단계; 소정의 압축 함수를 상기 연관 데이터에 적용하는 단계; 및 상기 검출된 워터마크가 상기 압축 함수의 결과와 일치할 경우에만 입력 비디오 신호의 기록을 허용하는 단계를 포함한다.본 발명의 또다른 면에 따라서, 기록 매체에 대한 인터페이스; 상기 매체에 기록될 비디오 신호를 수신하는 입력 포트; 상기 입력 포트에 결합된 워터마크 검출기; 상기 비디오 신호 내 소정의 위치의 데이터를 검출하도록 상기 입력 포트에 결합된 데이터 검출기; 및 상기 검출된 워터마크를 상기 데이터의 압축 함수에 비교하여, 비교가 일치한 경우 상기 매체에 상기 비디오 신호를 기록가능케 하도록 결합된 프로세서를 포함하는 비디오 레코더가 개시된다.본 발명의 또다른 면에 따라서, 매체 상에 기록된 비디오 신호의 재생을 제어하는 방법은 상기 매체로부터 비디오 신호를 재생하는 단계; 상기 비디오 신호에서 워터마크를 검출하는 단계; 상기 비디오 신호에 연관 데이터를 검출하는 단계; 상기 데이터를 압축 함수에 적용하는 단계; 및 상기 데이터에 작용하는 상기 압축 함수의 결과와 상기 워터마크가 일치할 경우에만 상기 비디오 신호의 다음 재생을 허용하는 단계를 포함한다.본 발명의 또다른 면에 따라서, 비디오 플레이어는, 비디오 신호를 출력하는 기록 매체에 대한 인터페이스; 상기 비디오 신호를 수신하도록 결합된 워터마크 검출기; 상기 비디오 신호에 연관 데이터를 검출하도록 결합된 데이터 검출기; 상기 워터마크 검출기 및 데이터 검출기에 결합된 것이며, 상기 검출된 데이터에 압축 함수를 적용하고 상기 워터마크를 상기 데이터에 작용한 압축 함수의 결과에 비교하여 비교가 일치하는 경우에만 다음 재생을 허용하는 프로세서를 포함한다.본 발명의 또다른 면에 따라서, 비디오 또는 오디오 신호의 인증되지 않은 복제를 방지하기 위해 상기 신호에 마킹하는 방법이 개시된다. 일 실시예에서, 이 방법은 오디오 또는 비디오 신호를 공급하는 단계; 상기 오디오 또는 비디오 신호에 제1 워터마크를 삽입하는 단계; 상기 비디오 또는 오디오 신호를 사용자에게 전송하는 단계; 및 상기 사용자에 의한 행위에 응답하여 상기 비디오 또는 오디오 신호에 제2 워터마크를 삽입하는 단계를 포함한다.본 발명의 또다른 면에 따라서, 비디오 또는 오디오 신호의 인증되지 않은 복제를 방지하기 위해 삽입된 워터마크(W1)를 갖는 상기 신호를 마킹하는 방법이 개시된다. 일 실시예에서, 이 방법은 사용자 입력에 응답하여, 상기 비디오 또는 오디오 신호의 기록을 방지할 것인지를 판정하는 단계; 기록을 방지할 것이면, 제2 워터마크를 부가하는 단계; 제1 및 제2 워터마크를 가진 비디오 또는 오디오 신호를 전송하는 단계를 포함한다.본 발명의 또다른 면에 따라서, 연관된 수신기에 접속하기 위한 셋탑 비디오 또는 오디오 박스가 개시된다. 일 실시예에서 이것은 비디오 또는 오디오 신호를 수신하도록 적응된 입력 단자; 비디오 또는 오디오 신호의 기록을 가능케 하는 선택을 수신하기 위한 제어 단자를 갖는 조건부 접속 제어; 제2 워터마크를 삽입하기 위한 것이고, 상기 조건부 접속 제어의 출력 단자에 결합된 제어 단자를 가지며, 상기 입력 단자로부터 비디오 또는 오디오 신호를 수신하는 것이며, 출력 단자를 갖는 워터마크 삽입기를 포함하며, 비디오 또는 오디오 신호는 제1 워터마크를 포함하며, 상기 워터마크 삽입기는 상기 조건부 접속 제어에 응답하여 상기 제1 및 제2 워터마크를 가진 비디오 또는 오디오 신호를 출력한다.마지막으로, 본 발명의 또다른 면에 따라서, 비디오 또는 오디오 레코더가 개시되며, 이것은 일 실시예에서, 기록 매체에 대한 인터페이스; 기록할 비디오 또는 오디오 신호를 수신하는 입력 포트; 상기 입력 포트에 결합된 워터마크 검출기; 검출된 워터마크의 표시를 수신하고, 두 개의 소정의 워터마크가 검출된 경우 상기 매체에의 비디오 또는 오디오 신호의 기록을 방지하도록 결합된 프로세서; 및 상기 프로세서에 작용적으로 결합된 워터마크 삽입기를 포함한다.

상세한 설명

본 개시는 일 실시예에서 현존의 기본구조와 비디오 라인 21(NTSC-TV에서 VBI에 있는) 데이터에 주어진 법 상의 이점을 이용하고, 비디오 신호의 복제를 제어하게 함으로써 수익이 생기도록 비디오 워터마크로 얻을 수 있는 새로운 특징에 결합하는 시스템에 관한 것이다. 비디오 라인 21(미국 텔레비전 규격인 NTSC TV에서)은 두 개의 유효한 규격: ANSI/BIA-608 및 ANSI/EIA-744에 따라 클로즈드 캡션데이터 및 패런트 블록킹(V-칩) 데이터를 전달하는데 사용된다. (그 외의 다른 텔레비전 규격은 유사한 특징을 가지고 유사하게 사용될 수 있다). 특히, 여러 가지 미국 법에서는 미국 내에서 판매되는 텔레비전이 라인 21로 전달되는 데이터에 반응할 것을 규정하고 있고 라인 21 상의 데이터가 여러 가지 경로를 통해 전송 중에 유지될 것을 규정하고 있다. 또한, 1996년 미국 전기통신법에서 나온 미국 FCC 규칙에서는 비디오 튜너 카드, 및 13인치 이상의 디스플레이를 가진 TV 수신기 또는 PC(개인용 컴퓨터)가 패런트 블록킹(V-칩 제어)를 제공할 것을 규정하고 있다.

패런트 블록을 제공해야 한다는 법적요건(최소한, 미국에서)은 저장/기록 장치의 부류로서의 PC(개인용 컴퓨터)이 비디오 라인 21의 데이터를 인식해야 할 것을 분명히 하고 있다. PC는 이러한 대역폭/역량을 다른 기능에 대해 이용할 수 있게 할 수도 있다. EIA-608에 기술된 바와 같이, 라인 21은 클로즈드 캡션 또는 원화상 콘텐트만 취하도록 되어 있다. (TV화상은 프레임 당 두 개의 필드를 갖는다). 어떠한 다른 데이터 서비스도 여기에 허용되지 않는다. 그러나 필드 2, 라인 21은 클로즈드 캡션, 패런트 블록킹 또는 그 외 다른 확장 데이터 서비스를 가질 수 있다. 확장 데이터 서비스가 제공된 프로토콜은 이 프로토콜이 전술한 바와 같은 티켓(또는 그 외 연관 데이터)를 수용할 수 있을 정도로 충분한 적응성이 있다.

도 1a에 도시한 바와 같이 티켓의 경로를 따라서, 콘텐트 제공자(10)가 콘텐트(프로그램)를 준비할 때, 시드(seed)(숫자)(S)가 시드 생성기(12)에 의해 생성된다. (즉, 예를 들면, 난수 생성기). 이어서 이 시드(S)에 고정된 안전한 일방향해쉬 함수 F를 해쉬 함수 요소(16)에 의해 적용한다. 이것은 원 티켓 T를 판정하는 암호화 분야에선 공지된 유형의 일방향 해쉬(압축) 함수이다. 시스템 운영자를 신뢰할 수 있는 자라는 것을 확신할 수 없으므로, 그가 시드를 입수할 수 있게 하는 것은 시스템 보안을 약화시킬 가능성이 있다. 그러므로 이 실시예에선 시스템 운영자가 아니라, 콘텐트 제공자가 이러한 것을 행한다. 또한, 시드(S)는 워터마크 삽입기(20)로 제공된다.

이것이 하이브리드 디지털-아날로그 TV 시스템임에 유념한다. STB(34)의 상류측에서의 신호는 디지털이고, STB는 아날로그 신호, 또는 선택적으로 비디오 신호의 디지털 및 아날로그 형태를 출력한다. 대안으로 다른 채널(예를 들면, 인터넷)을 통해 신호를 전송한다.

도면에서 각각의 블록은 기존의 집적회로 또는 구입할 수 있는 성분(회로 또는 소프트웨어) 또는 제품 또는 개시된 바와 같이 수정된 종래의 요소를 나타내며, 도면에 도시한 바와 같이 이들간 접속특성, 및 이에 대한 어떤 필요한 수정은 본 개시된 바와 비추어 이 기술에 숙련된 자에겐 명백할 것이다. 예를 들면, 콘텐트 제공자 블록(10)은 컴퓨터의 중앙처리부에 의해 실행되는 소프트웨어로 시드, 티켓, 및 워터마크 생성을 수행하게 적합하게 수정된 컴퓨터로 구현될 수 있을 것이다.

워터마크 삽입기(20)는 도 1b에 상세히 도시된 바와 같이 함수 F에 반복하여 세 번 시드(S)를 제공하여, 워터마크(W)를 생성하고, 이 워터마크는 이어서 통상적으로 비디오 입력 포트(24)에 인가된 비디오 신호(V)에 부가된다. 도 1b에 도시한바와 같이, 워터마크 삽입기(20)는 세 개의 일방향 해쉬 함수 F 블록(22a, 22b, 22c)와, 결과로 나온 데이터 F[F(F(S))]를 비디오에 워터마크로서 삽입하는 요소(23)를 포함한다. 삽입기(23)의 출력신호는 도 1a에 도시한 바와 같이, 라인(27) 상에 있다. 워터마크는 임의의 사용가능한 워터마킹 기술을 사용하여 선형 또는 비선형으로 부가된다. 경우에 따라서는, 적합한 암호화 복잡도의 티켓을 보증하는 충분한 수의 비트를 전달하기 위해서, 시간에 따라 변하는 일련의 문자로서 티겟이 전송된다. n비트 인터페이스로 m 바이트 데이터를 전달하는 이들 디지털 통신 방법은 용이한 것으로 예를 들면 TCP/IP 또는 PPP를 포함하는 임의의 사용가능한 프로토콜을 사용할 수 있다.

워터마크를 가진 비디오 신호(V+W)와 티켓(T)은 시스템(유선 또는 위성 TV) 운영자/헤드 엔드(30)로 독립적으로 전송될 수 있고, 또는 선택적으로 콘텐트 제공자는 예를 들면 비디오 라인(21)에 티겟(T)을 삽입시키는 표준 클로즈드 캡션 엔코더를 사용할 수 있다. (여기서 콘텐트 제공자와 시스템 운영자 간 구별은 임의이며 단지 예시 목적을 위한 것이다). 티켓(T)을 시스템 운영자에 독립적으로 전송하는 방법의 예로서는 플로피 디스크로 이를 제공하는 것이다. 그러면 시스템 운영자는 이를 MPEG 사용자 데이터로서 시스템을 통해 보낼 수 있을 것이다.

도 1c에 도시한 바와 같이, 티켓을 분배하는 라인 21 방법은 시스템 운영자가 이의 헤드 엔드(30)에 워터마크/티켓 부가 시스템을, 이의 나머지 기존의 기본구조를 변경할 필요 없이 배치하게 하는 잇점이 있다. (도 1c는 이것을 제외하곤 도 1a와 동일하다). 이 제2 경우에, 비디오의 라인(21) 상의 (티켓(T)) 데이터는비디오 신호에서 추출되어 시스템의 MPEG 엔코더에 의해 MPEG 데이터로서 보내진다. 이것이 없다면, 라인 21은 비디오처럼 취급될 것이고, 이산 코사인 변환과 같은 변환이 적용되고 양자화가 행해져 비트 레이트 감소가 발행함에 따라 통상의 비디오 압축 아티팩트가 가해질 가능성이 있을 것이다. 이것은 바람직하지 못하게 티켓을 변질시킬 것이다.

도 1c에서, 시스템 운영자의 헤드엔드(30)로부터, 티켓(T)은 MPEG 스트림의 비디오 기본 스트림 내에 라인21의 MPEG 데이터로서 전달되는 한편 워터마크를 가진 비디오(V+W)는 압축된 화상 데이터로서 보내진다. 티켓(T)은 통상의 MPEG 데이터 스트림 방송 및 수신을 통해 모든 STB(34)로 제공된다.

두 부류의 STB(23), 즉 기존의 STB와 새로운(개량된) STB를 고찰해야 한다. 기존의 STB는 이들의 내부 마이크로제어기 소프트웨어를 개량시킬 수 없다. 이에 따라 이들은 라인 21 상의 티켓(T)을 표준 클로즈드 캡션, 텔리텍스트 또는 확장된 데이터로서 취급한다. STB에 제공되는 모든 이러한 정보는 라인21의 데이터로서 아날로그 비디오 신호로 출력된다.

기존의 STB를 가진 소비자가 불편하거나 기록하지 못하는 것은 아니다. 이것은 결과적으로 적은 수입의 이익이 날 수 있기 때문에 콘텐트 제공자 관점에서는 불리한 것이다. 그러나, 시간 시프팅 (비디오 기록)에 관한 텔레비전 업계의 관행을 보면 이러한 소비자들에게 불리하지는 않다. 이에 따라 여기 기술된 시스템은 소비자에게 불리하지 않게 하고 기존의 STB가 이들의 비디오 출력에 티켓을 제공할 수 있게 한다. 도 1a, 1c, 1d에 도시한 바와 같이, STB(34)는 워터마크와 티켓을가진 비디오(V+W+T)를 출력한다. 도 1d의 경우, 티켓(T)은 STB(34a)가 기존의 방식으로 설계되어 있어 소비자가 제어할 수는 없다. 여기서, 사용자 제어가 가능한 유일한 것은 지불형 시청 또는 미지불시 시청불가이다. 이것은 도 1d의 STB(34a)에 보인 스위치(41)에 의해 제어된다.

본 개시에 따라 새로운 또는 개량된 STB는 소비자에게 추가 제어를 제공하며 시스템 운영자 및 콘텐트 제공자에 대해서는 보다 큰 수입의 이익이 나게 한다. 이 경우, 소비자는 단순히 프로그램 시청만을 원하지는지 아니면 시청 및 기록/저장하기를 원하는지를 선택할 수 있다. 소비자가 온스크린 디스플레이에 의한 표준 인터페이스를 통해 선택하였을 때, STB의 조건부 접속(CA) 서브-시스템(36)은 소비자가 선택한 의사 표시자 - 시청 또는 시청 및 기록 - 을 저장한다.

이 표시자는 예를 들면 전화회선을 사용하는 전화 모뎀을 포함하는 통상의 유선/위성 TV/인터넷 리턴 경로(39)를 통해서(도 1a, 1c), 또는 이를 지원하는 유선 TV 시스템에 있어서는 통상의 유선 플랜트 리턴 경로를 통해서 시스템 운영자에게 전송된다. 리턴 경로(39)에 의해서 시스템 운영자는 소비자의 선택에 대해 소비자에게 과금할 수 있다. 소비자 과금목적으로 통상의 시스템 운영자 회계 시스템(35)으로 리턴 경로(39)를 통해 접속이 보고된다.

조건부 접속 서브-시스템(36)이 소비자의 요청의 표시를 저장한 후에, 비디오에 티켓(T)의 부가가 일어한다. 콘텐트가 단지 시청되기만 할 것이면, 비디오는 티켓 없이 STB(34)로부터 제공된다: V+W. 콘텐트가 시청 및 기록될 것이면, 비디오는 티켓과 함께 STB(34)로부터 제공된다: V+W+T. 티켓(T)을 비디오(V)에 부가하는 것은 STB(34) 내 엔코더 IC에, 아니면 STB(34) 내 위치한 ATSC RF 재변조기(remodulator) 집적회로에 티켓 데이터(T)를 도입하는 것으로 구성된다. 입력 디지털 비디오 신호에 의거하여 STB(34)에 접속된 TV 수신기(도시없음)로 아날로그 비디오 신호를 출력하는 것이 이 엔코더 IC이다. ATSC 디지털 TV 신호를 출력하는 것은 RF 재복조기이다. 이 경우, 티켓(T)은 소비자의 STB(34)를 통해 소비자에 의해 제어될 수 있다.

도 1a 및 도 1c에서 레코더(42)는 아날로그 비디오 신호(V+W, 또는 V+W+T)를 수신한다. 비디오 레코더(420)(이의 일부를 도 3에 상세히 도시하였다)는 대부분은 기존의 것이지만 기록 제어 기능(43)을 포함하는 것으로 여기 개시된 바와 같이 개조되었다. 티켓/라인(21) 데이터 추출기(48)는 티켓(T)을 추출하고, 티켓(T)에 대해 두 번 일방향 해쉬 함수 F를 수행하는 회로(프로세서)로 보낸다. 54, 56에서 이러한 해싱의 결과가 비교기(57)에서, 워터마크 검출기(50)에 의해 검출된 비디오 신호 내 워터마크(W)와 일치한다면, 스위치(58)가 닫혀지고 레코더(42)에 의한 기록이 허용된다. 즉 다음 조건부 논리문이 트루(true)인 것으로 나타났을 때 기록이 허용된다.

W = F(F[T])

도시된 바와 같이, 비교기(57)에 의해 제어되는 스위치(58)(닫혀졌을 때)는 티켓/라인(21) 검출기 회로(52)에 의해 추출된 V+W 신호를 스위치(58)의 출력 단자에 결합한다. 이어서 이 출력신호(V+W)는 통상의 것인 레코더(42)의 실제 기록부(도시없음)에 결합된다.

유료 기록 특징이 구현되었다. 기록제어(43)에 의해 검출된 티켓(T)이 없다면, 이 논리문(비교)은 아니오로서 리턴된다. 이것은 소비자가 콘텐트만을 시청하는 것으로 선택한 경우일 것이다. 아마도 비디오 신호의 기록이 이미 행해진 이유로, 틀린 티켓(T)이 비디오를 동반하고 있다면, 다시 논리문은 폴스(false)로서 리턴되어, 기록이 허용되지 않는다. (레코더(42)가 디지털 레코더일 필요는 없음에 유의한다). 비디오 및 티켓을 레코더 매체(46)(이 경우에 매체는 도 1a에 도시한 바와 같이 디스크임)일 때, 티켓(T)에 다시 함수 F를 적용하여 새로운 티켓 T'을 생성한다. 이 경우 암호화 카운터가 증분되었다: T' = F(T).

나중에 도 2에 도시한 바와 같은 기록 매체(46)로부터 비디오 콘텐트를 재생할 때, 플레이어(52)(예를 들면, DVD 플레이어) 내 드라이브(50)에 연결된 회로는 함수 F를 적용함으로써 티켓 T를 증분시킨다: T'' = F(T'). 드라이브(50)는 예를 들면 DVD 플레이어(52)가 소프트웨어 또는 하드웨어로 연결된 MPEG 디코더를 갖춘 개인용 컴퓨터 내 드라이브로서 구현되었을 때 이 함수를 수행한다. (드라이브 및 회전매체에 대한 요건은 없으며, 매체는 예를 들면 적합한 접속회로를 가진 반도체 기억장치일 수 있음에 유의한다). 어째든, 통상은, 실제 기록(기억) 매체와의 인터페이스(드라이브 또는 반도체 기억장치 제어 회로)가 있다.

이어서 드라이브(또는 접합한 회로)는 보안을 향상시키기 위해서 티켓 증분을 수행한다. (플레이어(52)는 도 1a의 레코더(42) 또는 재생전용 장치일 수 있다). 플레이어(52) 내 MPEG 디코더(54)에서, 워터마크(W)가 다시 검출되고 현재의 티켓(T'')에 대해서 체크된다. 일치가 있으면, 재생이 허용되고 재생제어가 구현된다. 이 경우, 다음 식이 성립해야 한다:

W = T'' = F(T') = F(F(T))

이때 재생제어 하에서 추가 옵션(도 2에 도시된)은 이를테면 자동 이득 제어 및/또는 컬러 스트라이프와 같은, 매크로비전사로부터 입수할 수 있는 유형의 아날로그 비디오 복제방지를 비디오 신호에 적용하는 것이다. 이것은 워터마크 검출기를 구비한 장비에 의해 작업되는 추가적인 디지털 복제뿐만 아니라 VHS 아날로그 비디오 복제도 방지되는(또는 적어도 사용할 수 없는) 잇점이 있다.

여기 기술된 워터마크는 연관된 워터마킹 시스템의 능력에 따라, 많은 다른 방식으로 구현될 수 있다. 예를 들면, 사용할 수 있는 워터마킹 시스템이 단일 필드로 충분한 데이터를 전달할 수 있다면, 충분히 큰 양의 데이터를 전달할 수 있어 어떠한 시변 메카니즘도 적용될 필요가 없다. 어떤 실시예에서 워터마킹 시스템은 프레임 당 8비트를 전달하지만, 그러나 4비트를 다른 용도에 필요하였기 때문에 단지 4비트만이 해싱 시드 목적에 사용할 수 있다. 보안의 이유로 64비트 시드와 64비트 티켓을 사용하는 것이 바람직하다. 이에 따라, 이들 실시예는 디지털 통신 시스템 설계에 의거하여 채용되는 트랜스포트 프로토콜에 따라 실제적인 개수의 프레임으로 최소 16 프레임을 요한다. 이에 따라 일 실시예는 시작 및 중지 특성을 채용하는 이를테면 PPP와 같은 전형적인 통신 프로토콜을 필요로 한다. 비디오 통신 채널의 본질에 기인하여, 어떤 형태의 순방향 에러정정을 채용하는 거이 바람직할 수 있다. 리드-솔로몬 엔코딩은 이 목적에 일반적으로 사용되는 순방향 에러정정 부호의 한 예이다.

어떤 실시예는 라인(21)에 티켓을 실을 때 필드 당 16비트를 채용한다. 이에 따라, 티켓 처리 및 워터마크 처리 모두는 판정을 지연시켜 전체 데이터 값을 얻을 수 있을 때 일어나게 시간을 맞출 수 있게, 기억용의 버퍼를 필요로 한다. 이러한 유형의 버퍼의 설계는 본 개시에 비추어 비디오 및 디지털 통신분야에선 명백한 것이다.

전술한 바는 유료 기록 특징을 가능하게 하기 위해서 STB와 레코더 간에 티켓을 전하기 위해 아날로그 비디오의 라인(21)을 사용하는 방법에 관한 것이지만, STB에서 워터마크와 소비자 제어가능 정보의 어떠한 조합이든 이를 사용할 수 있을 것이다. 이 방식은 어떠한 특정의 TV 규격이든 이것으로 한정되는 것은 아니다. 특히, 그 외 다른 비디오 라인들이 STB를 통해 소비자에 의해 제어될 수 있게 STB로 전송되는 원하는 특징을 갖는 한 이들 라인을 티켓을 유지하는데 사용될 수 있을 것이다.

더욱이, 비디오가 이를테면 IEEE-1394("파이어와이어")와 같은 디지털 인터페이스를 통해 전송되고 있거나, 또는 ATSC(고품위 TV) 8-VSB 신호가 STB에서 저장능력이 있는 장치(레코더)로 전송되고 있으면 티켓은 여전히 STB에서 제어될 수 있다. 이 경우, 올바른 티켓의 전송 또는 비전송이 달성되며, 워터마크/티켓 조합이 여전히 복제상태를 정한다. 이들 상황에서, 티켓은 MPEG User_data 서술자를 사용하여 전송될 수도 있을 것이다. 어떤 경우엔, 어떠한 티켓도 전혀 전송하지 않는 것이 바람직할 수도 있지만, 다른 어떤 경우엔, 틀린 티켓을 전송하는 것이 바람직할 수도 있다.

이들 비디오 신호엔 티켓을 전송하는데 사용될 수도 있을 다른 부분도 있지만, 그러나 여전히 티켓은 STB에서 제어된다. STB는 지불이 시청만에 대한 것이건 시청 및 기록에 대한 것이건 간에 콘텐트 소유자가 확실하게 지불을 수령하는 방법을 제공한다. 이에 따라, 이 방법에 사용되는 것은, STB에서 소비자 제어 하에 워터마크 및 연관 데이터이다.

또다른 실시예(도 4 참조)는 STB(34) 내 있는 제2 워터마크 삽입기를 워터마크 리마커(watermark remarker)(60)로서 사용한다. (어떠한 티켓도 여기선 사용되지 않는다). 비디오와 기록 또는 시청전용의 비디오를 생성하는 이 방법에서, 제2 워터마크(W2)가 사용된다. (도 4는 도 1a에서 사용되는 것과 동일한 또는 유사한 구성요소를 도시하고 있고, 따라서 "a"자를 붙여 도 1a과 유사한 참조부호를 갖는다).

도 4의 시스템에서, 소비자 선택(61)이 시청하는 것(기록은 하지 않음)일 때, STB(34a)로부터 출력되는 아날로그 비디오 신호는 복제불가이다: V+W1+W2. 소비자 선택(61)이 시청 및 기록하는 것일 때, STB(34a)로부터 출력되는 비디오 신호는 일회 복제이다: V+W1. 이들 상황 하에서, 연결된 레코더(52a)의 기록 제어부(64)는 도 5에 상세히 도시한 바와 같이 동작한다. (레코더(429)의 나머지 부분은 통상의 것이다).

워터마크 W1 검출기(6)는 먼저 워터마크(W1)을 검출한다. 어떠한 워터마크(W1)도 발견되지 않으면, 무료로 복제할 수 있거나 콘텐트가 저작권 제한이 없는 것으로 간주되므로 기록(복제)가 허용된다. 워터마크(W1)가 68에서 검출되면, 워터마크 W2 검출기(72)는 워터마크(W2)를 검출한다. W2이 검출되지 않으면, 이것은 일회 복제 허용 상태를 정하는 것이기 때문에 기록에 허용된다. 그 기록에서 시스템의 "페일 세이프(fail safe)"가 허용된다. W는 통상적으로 유효한 비디오의 어떤 소정의 기능임에 유의한다. 페일 세이프는 폴스(false) 양성 워터마크 검출에 의해 불필요하게 사용자에게 불편을 주지 않기 위해 제공된 것이다. 일반적으로, 워터마크는 비디오 이미지의 "구성에 엮어진 것"이다. 기본적인 유효 비디오 콘텐트를 열화시키지 않고 이들을 제거시키는 것은 매우 어렵다.

W2가 72에서 W1와 함께 검출된다면, 이것은 복제불가 복제 상태를 정하는 것이기 때문에 어떠한 기록도 허용되지 않는다. 이것은 이 경우(비교기(70)로부터 예인 경우) 개방상태로 설정된 스위치(76)를 제어함으로써 달성된다. 그렇지 않다면(기록이 허용된) 스위치(76)가 닫혀지고 W2 삽입기(74)로부터 비디오 신호(V+W1+W2)가 스위치(76)로부터 출력되어 레코더(42a)의 그 외의(도시없음) 통상의 부분들에 의해 기록이 된다. 레코더(42a)에 입력되는 비디오 신호가 W1은 갖고 W2은 없고 매체(46a)에 기록된다면, 워터마크(W2)는 매체(46a)에 기록에 앞서 비디오 신호에 삽입된다.

또한, 도 5에서, W1 및 W2에 대해 별도의 검출기(66, 62)가 도시되어 있는데, 이들은 사실 내부를 W1과 W2를 구별할 수 있게 재구성한 동일 기능의 하드웨어(또는 소프트웨어) 요소로 구현될 수 있음을 알 것이다. 이러한 구현은 이 기술에 숙련된 자에 의해 쉽게 달성된다. 이 실시예를 사용한 매체의 재생은 간단하지만, 워터마크의 체크 또는 검출을 필요로 하지 않기 때문에 보안 수준이낮다. 또한, 많은 경우에, 컴플리안트 레코더가 플레이어에 결합될 것이며 그럼으로써 나중에 복제가 발행되는 것을 방지할 것이다. 이러한 결합이 없는 시스템은 재생제어의 더해진 값이 없이도 기록제어가 값을 제공할 수 있기 때문에 여전히 값을 갖는다.

셋탑 박스(STB) 및 레코더용의 개별 장치들 맥락에서 전술한 시스템을 기술하였으나, 이들 장치들이 단일의 장치로 일체화되는 기능성을 배제할 아무 것도 없다. 도 6a는 동일한 참조부호를 사용하여 전술한 시스템을 도시하였지만, 또한 매체(46)를 재생할 때 도시한 바와 같이 워터마크 및 티켓을 가진 비디오(V+W+T'')를 출력하는 컴플리안트 플레이어(80)를 도시하고 있다.

도 6b는 단일의 장치(84)에 레코더(42)를 겸비한 STB(34)를 구비한 관계된 시스템을 도시한 것이다. 도시된 바와 같이, 레코더/플레이어(442)로부터의 출력 신호 스트림은 W = F(F(T))이면 레코더(88)에 인가될 수 있다. 마찬가지로, 매체(46)는 플레이어(86)에서 재생되어 도시한 바와 같이 워터마크 및 티켓을 가진 비디오(V+W+T'') 또는 단지 워터마크를 가진 비디오(V+W)인 비디오 스트림을 출력할 수 있다.

도 6a 및 도 6b의 시스템들은 기록을 제어하는 전술한 제1 워터마크 및 제2 워터마킹 방법을 채용하는 전술한 시스템에서 사용될 수 있음이 명백하다.

전술한 바는 비디오에 관련한 것이지만, 제1 워터마크 및 제2 워터마크를 사용하는 유사한 방식이 오디오 기록을 제어하는 데에 적용될 수 있다. 그러므로 도 7은 많은 면에서 도 4의 것과 유사하지만, 기록에 지불할 가능성을 갖고 향상된 오디오 분배를 제공하도록 적응된 시스템을 도시한 것이다. 도 7 내지 도 4에 동일하게 표시된 구조만이 시스템 운영자의 헤드엔드(30)이다. 다소 유사하더라도 그 외의 구조들은 이 경우 이들이 오디오 목적에 맞게 된 것임을 나타내기 위해서 재지정되었다.

그러므로, 오디오물의 소스인 콘텐트 제공자(90)는 타 단자에는 보통의 오디오 입력 신호(A)가 인가되는 워터마크 삽입기(92)의 입력 단자에 인가되는 복제 제어 정보(CGMS)를 생성한다. 워터마크를 가진 결과의 출력 오디오(A+W1)는 통상의 채널을 통해서 시스템 운영자의 헤드엔드(30)로 통신된다. 이로부터, 오디오 신호(A+W1)가 예를 들면 위성 또는 유선 텔레비전 분배 시스템을 통해 STB(96)으로 보내진다. STB(96)는 라인(100) 상의 소비자 선택이 인가되는 조건부 접속 시스템(8)을 포함한다.

STB(96)은 조건부 접속 시스템(98)의 제어 하에 워터마크(W2)를 부가하는 워터마크 리마커(102)를 포함한다. 워터마크 리마커(102)는 워터마크가 된 오디오 스트림을 두 형태 중 한 형태로 출력한다. 한 형태는 일회 복제이고 다른 한 형태는 복제불가이다. 즉, 두 형태는 A+W1 또는 A+W1+W2이며, 아날로그 오디오(A)는 워터마크(W2)를 갖기도 하고 없기도 하지만 워터마크(W1)은 항상 포함한다. 연관된 컴플리안트 레코더(106)는 이 아날로그 오디오 신호를 수신하며, 이의 기록 제어(108)의 제어 하에, W1 및 W2이 있을 경우엔 기록하지 않고 W2가 없다면 W2를 오디오에 부가하여 레코더(106)는 기록모드 상태에 있게 되어, 연관된 매체(112)에 기록하는 오디오 스트림(A+W1+W2)를 출력한다.

도 8은 보다 상세히 레코더의 블록도를 도시한 것으로, 어떻게 오디오 레코더(106)의 기록 제어부(108)가 워터마크 W1 검출기(114), 워터마크 W2 검출기(116), 및 워터마크 W2 삽입기(118)를 포함하는가를 도시하고 있다. 워터마크 W1 검출기(114)로부터 출력되는 신호는 122에서 워터마크(W1)가 존재한다는 표시이다. 이것은 워터마크(W2)가 존재하는지의 표시와 함께 124에서 국부적으로 결합된다. 이들 두 워터마크가 존재할 경우에만 스위치(128)가 개방되고, 그럼으로써 기록이 방지되며; 그렇지 않으면 스위치(128)는 닫혀져서 부가된 워터마크(A+W1+W2)를 가진 입력 오디오를 기록 제어부(108)의 출력 단자(130)로 전달한다. 도 8은 레코더(106)의 기록 제어부(108)를 도시하고 있고 도시하지 않은 나머지 부분은 통상의 기록부임을 알아야 할 것이다.

본 개시는 예시적인 것이며 한정하는 것이 아니므로, 다른 수정이 이 기술에 숙련된 자에게 명백할 것이며 첨부된 범위 내에 들도록 의도된 것이다. 예를 들면, 본 시스템 및 방법은 각종의 규격에 따른 TV 및 비디오에 쉽게 적용된다.