專利名稱：光盤的復制保護系統的制作方法
技術領域：
本發明涉及記錄載體的復制保護方法，該記錄載體是存儲作為異步信號的數字數據的貯存媒體，例如，光盤(CD)和數字通用盤(DVD)，其中包括CD或DVD的所有現有的或將來的格式；或按照類似的概念工作的其他光貯存媒體。
具體地，按照本發明的復制保護方法允許制作物理拷貝或創建媒體內容的完全的數據圖像，但物理拷貝本身不再是可訪問的，或者該訪問是被干擾的，或者誤碼率很大地增加，以使得例如收聽復制的CD的音樂內容不再是愉快的。
其一面或兩面存儲有信息的光的貯存盤被使用于各種各樣的用途，最顯著地用于音樂、游戲、視頻、和計算機工業。數字信息以在光盤的一面或兩面上沿圓形的同心軌道排列的凹坑的形式被存儲在光貯存媒體上。軌道典型地從里向外地讀出，但也可以從外向里地讀出，正如它已被使用于某些光貯存媒體。
在軌道上的數據本身被再劃分成幀，每個幀長度相等，包含相等的信息量。每個幀具有專用的布局，它取決于光貯存媒體的類型(CD、DVD)。這樣的幀常常包含用戶數據碼元本身，但也可包含用于同步的數據、在數據碼元之間的歸并數據和糾錯。
在光貯存媒體本身上的信號是異步的，這意味著在譯碼過程中，必須從信號中探查出同步、定時信息、奇偶校驗數據或其他數據。
由于這樣的貯存媒體的這個性質，可以容易地制作拷貝。為了克服這種情形，存在有各種不同的復制保護方案，試圖藉助于被存儲在各個貯存媒體本身上的密鑰或密碼阻止未授權的訪問。而且，存在有保護光盤方法，藉助于在復制過程期間得到修復的、存儲的無效信息，以使得應用程序可根據這個無效信息存在與否，確定它是按原型還是按拷貝來存儲的。
而且，US 6,005,839描述一種光記錄載體，具體地，DVD，的復制保護方案，按照該方案，通過在光記錄載體的某些區域或區的不同于規則位置的不規則位置上插入同步圖案，或通過在規則位置上插入不同于標準同步圖案的同步圖案，從而禁止直接或轉儲復制。為了保證這樣的記錄載體的不受干擾的重現，由誤導引的同步圖案創建的重現區域根據被記錄在記錄載體上，優選地在內容表(TOC)區域中的位置指定信息(指定重現阻礙區域)進行跳躍，從而被跳過。
而且，按照WO 01/78074，其內容在此引入本說明，使讀出設備混淆的、附加地生成的數據被寫入到記錄載體的至少一個特定的部分，例如，序列的開始，這樣，可訪問不同格式的記錄載體的通用讀出設備，例如，訪問所述記錄載體的CD-ROM，判斷所述記錄載體是不可訪問的，即，按照該教導的記錄載體包括具有這樣附加生成的數據的至少一個特定的部分。
由此，按照該教導，使讀出設備混淆的、這樣的附加生成的數據被插入到這樣的區域，這樣的區域對于被指定用于這種類型的記錄載體的讀出設備，例如用于音頻CD的通常的音頻CD播放器是不能訪問的，但總是由通用讀出設備，例如CD-ROM讀出設備可訪問的，這樣，這些讀出設備將中斷讀出或訪問記錄載體。
然而，由于這樣的記錄載體對于例如CD-ROM讀出設備通常是不可訪問的事實，想要在他們的計算機上也使用這些記錄載體的用戶是不滿意的。
US 5,699,434，其內容在此引入本說明以供參考，公開了一種禁止復制數字數據的方法，按照該方法，碼元序列被加到原始的數據上，其中碼元序列被選擇來編碼成具有大的累計“數字和”方差(DSV)的信道比特。碼元序列然后通過生成不具有大的累計“數字和”方差的專門的信道比特的專門編碼器進行編碼，這樣將不發生重放問題。然而，在包括用于復制或進一步記錄(即重新編碼)的增加的碼元序列的訪問的數據的正常編碼的情形下，將多半生成具有大的累計“數字和”方差的信道比特。生成的“數字和”值可被使用來編碼附加數據，例如用它們的正負號，這樣，其他編碼器將把相同的原始的數據編碼成信道比特，它們不包括可被使用來解密、去擾或其他修正原始的數據的、這個附加數據。而且，據說其他編碼器也可以把同一個原始的數據編碼成不能恢復的信道比特，然而，按照這個復制保護方法，專門的編碼器總是必須適合于編碼所選擇的碼元序列，該序列正常地編碼成具有超過預定極限值的累計“數字和”方差的信道比特，而且該序列非最佳地編碼成具有不超過該預定極限值的累計“數字和”方差的信道比特。由于需要專門的設計，這樣的編碼會成為很花費的。
所以，構成本發明基礎的目的是提供對于存儲作為異步信號的數字數據的記錄載體的另一個復制保護系統。
按照本發明的、產生用于數字數據的復制保護記錄載體的方法在獨立權利要求1中規定。它的優選實施例在依附的權利要求2到11中規定。按照本發明的、產生帶有復制保護的記錄載體的設備在獨立權利要求13中規定，以及按照本發明的、復制保護的記錄載體在獨立權利要求14中規定。按照本發明的、計算機程序產品在權利要求12中規定。
獨立權利要求15和16規定把被存儲在按照本發明的、具有復制保護的記錄載體上的數字數據復制到可記錄的記錄載體上的方法，即按照本發明的復制保護系統的規避(evasion)。相應的計算機程序產品在權利要求17中規定，以及權利要求18規定其上存儲這樣的計算機程序產品的計算機貯存裝置。權利要求19和20規定把被存儲在按照本發明的、具有復制保護的記錄載體上的數字數據復制到可記錄的記錄載體上的相應的設備。
按照本發明的、產生用于數字數據的復制保護記錄載體的方法包括以下步驟-確定至少一個預定的重復比特圖案，該預定的重復比特圖案編碼成具有超過第一預定極限值并低于第二預定極限值的、累計數字和值的信道比特，-用該至少一個預定的重復比特圖案來替換要被記錄的至少一部分所述數字數據，和/或把該至少一個預定的重復比特圖案插入到要被記錄的至少一部分數字數據，和-通過控制(mastering)處理，把包括該至少一個替換的和/或插入的部分的所述數字數據傳送到所述記錄載體上，以使得超過所述第一預定極限值并低于所述第二預定極限值的、所述累計數字和值在所述至少一個替換的和/或插入的部分中達到。
由此，按照本發明，至少一個預定的比特圖案被包括在光記錄載體的至少一個部分上，它由于數字和值或運行數字和(RDS)超過第一預定的極限值，在其中生成大于接連的跟隨的凹坑(pit)或凸起(land)的平均比值的預定的比值，因為在理想情形下數字和值等于零。另一方面，由于第二預定極限值的定義，按照本發明產生的記錄載體的可訪問性被防護，雖然可以包括可容忍的或可糾正的錯誤。第一預定極限值應當被選擇為使得超過所述第一預定的極限值的數字和值的累計效果和當預定的比特圖案的拷貝被記錄在可記錄的記錄載體時由此造成的跟蹤伺服擾動的提升，確保拷貝是不可訪問的或訪問被干擾，以使得例如收聽復制的音頻CD的音樂內容不再是愉快的。這種提升可以是在可記錄的光記錄載體的擺動的溝槽的信號與來自因規則的比特圖案造成的規則的凹坑/凸起圖案的軌道跟隨信號之間的干擾的效果。
在音頻CD的情形下，預定的比特圖案優選地被包括即被插入，或替換其他數字數據，這樣-不同的預定的比特圖案可被使用于不同的音頻信道，-要被替換的、至少一部分數字數據可以相應于數字音頻數據的抑制(silence)，-要被替換的、至少一部分數字數據可被安排在作為用于讀光束的(可能的)跳躍的目標位置的、記錄載體的一部分，-要被替換的、至少一部分數字數據可被安排在數字音頻數據的軌道(歌曲)的開始端部分，和/或-要被替換的、至少一部分數字數據可被安排在數字音頻數據的軌道(歌曲)的結束端部分。
預定的比特圖案是重復的，即，預定的數目的比特重復預定的次數，以使得替換的或插入的部分優選地滿足以下要求-足夠長，以便適當地干擾訪問或導致中斷訪問，-在音頻的情形下生成聽不見的或很難聽見的信號，進一步優選地，在重復比特圖案之前和之后的替換或插入部分內也包括相應于斜坡信號的比特圖案，以保證平滑地過濾到相應于插入部分的信號、并從相應于插入部分的信號平滑地過渡，和/或-重復的比特圖案的次序在按照分別在紅皮書或IEC-908中描述的CIRC編碼器交錯以后，產生規則的比特圖案。
在CD-ROM的情形下，預定的比特圖案優選地被包括即被插入或替換其他數字數據，以使得
-要被替換的、至少一部分數字數據可以相應于正常地被0-數據填充的那些區域，-要被替換的、至少一部分數字數據可被安排在作為用于讀光束的(可能的)跳躍的目標位置的、記錄載體的一部分，-要被替換或插入的、至少一部分數字數據可被安排在記錄載體的正常訪問期間不被讀光束訪問的、記錄載體的一部分，-要被替換或插入的、至少一部分數字數據可被安排在數據文件或目錄記錄的結束部分作為虛假數據。
在按照本發明的方法中，所述預定的重復比特圖案優選地被選擇為使得異常寫光束偏離用于可記錄的記錄載體的記錄載體記錄設備的寫光束的理想位置，該寫光束的偏離足夠大，以確保寫處理被中斷或干擾。
替換地或附加地，在按照本發明的方法中，所述預定的重復比特圖案優選地被選擇為使得異常讀光束偏離用來讀被記錄在可記錄的記錄載體上的復制保護記錄載體的拷貝的、記錄載體讀出設備的讀光束的理想位置，該讀光束的偏離足夠大，以確保讀處理被中斷或干擾。
而且，替換地或附加地，在按照本發明的方法中，所述預定的重復比特圖案優選地被選擇為使得異常寫光束偏離用于可記錄的記錄載體的記錄載體記錄設備的寫光束的理想位置，以及被選擇為使得異常讀光束偏離用來讀被記錄在可記錄的記錄載體上的復制保護記錄載體的拷貝的、記錄載體讀出設備的讀光束的理想位置，其中寫光束的偏離和讀光束的偏離的組合效果足夠大，以確保讀處理被中斷或干擾。
再者，替換地或附加地，在按照本發明的方法中，所述預定的重復比特圖案優選地被選擇為使得異常讀光束偏離用來讀復制保護記錄載體的記錄載體讀出設備的讀光束的理想位置，該偏離足夠小，以確保復制保護記錄載體的可讀出性。如上所述，可讀出性被理解為是指讀誤差是可容忍的或可糾正的。
再者，替換地或附加地，在按照本發明的方法中，所述預定的重復比特圖案優選地被選擇為使得歸并比特(merge bits)被預先規定，并且由于記錄載體的數字數據內容的設計法則，所以這些歸并比特不會被記錄器的記錄電子電路改變。這種情形包括歸并比特可以由記錄器的記錄電子電路從預先規定的歸并比特組中進行選擇，這些預先規定的歸并比特組都滿足按照本發明的要求，即，都導致想要的效果，即使記錄電子電路選擇導致最低的可能的數字和值的那些歸并比特。這樣的預先規定的歸并比特組可以是100,101,001，它們都具有相同的效果，以下的比特的狀態被顛倒，但顛倒的位置被改變。由于這個“可變的”位置，數字和值也在某些極限內變化。通常，記錄器的記錄電子電路選擇將導致最低的數字和值的那些歸并比特，然而，它們可以根據預定的重復比特圖案被選擇來滿足按照本發明的要求。
再者，替換地或附加地，在按照本發明的方法中，所述預定的重復比特圖案優選地被選擇為使得相應于數字數據的信號在預定的時間內顯示一個確定的正的或負的數字和值。
再者，替換地或附加地，在按照本發明的方法中，在音頻情形下，所述預定的重復比特圖案優選地被選擇為使得達到低的模擬音頻DC值。
再者，替換地或附加地，在按照本發明的方法中，在音頻情形下，所述預定的重復比特圖案優選地被選擇為使得達到在所有的音頻信道中相等的模擬音頻DC值。
再者，替換地或附加地，在按照本發明的方法中，在音頻情形下，所述預定的重復比特圖案優選地被選擇為使得得到相應于數字數據的音頻輸出信號，該模擬音頻輸出信號具有不能被人聽見或很難聽見的頻率和/或幅度。
再者，替換地或附加地，在按照本發明的方法中，在音頻情形下，優選地在所述預定的重復比特圖案之前和之后附加斜坡信號，該斜坡信號保證從在所述預定的重復比特圖案之前的數字數據信號內容平滑地過渡到在所述預定的重復比特圖案之后的數字數據信號內容。
按照本發明的相應的計算機程序產品包括計算機程序裝置，該計算機程序裝置適合于當在計算機、數字信號處理器等上被執行時執行如以上規定的方法步驟或其中的一部分。具體地，方法步驟的一部分被理解為是指確定至少一個預定的重復比特圖案不必由按照本發明的計算機程序產品來執行，即，預定的重復比特圖案可以在計算機程序產品以外被確定，例如通過累試法來確定。當然，預定的重復比特圖案也可以由按照本發明的計算機程序產品按照上述的設計法則來確定。
按照本發明的、產生具有復制保護的記錄載體的設備包括
-第一單元，用于用至少一個預定的重復比特圖案替換要被記錄的至少一部分數字數據，和/或把至少一個預定的重復比特圖案插入到要被記錄的至少一部分數字數據，其中所述重復比特圖案編碼成具有超過第一預定極限值并低于第二預定極限值的、累計數字和值的信道比特，和-第二單元，用于通過控制處理，把包括該至少一個替換和/或插入部分的所述數字數據傳送到產生所述記錄載體的記錄載體產生單元，以使得在所述至少一個替換和/或插入部分中達到超過第一預定極限值并低于第二預定極限值的、所述累計數字和值。
預定的重復比特圖案可以通過按照本發明的方法被生成和/或包括如上所述的特性。
按照本發明的復制保護記錄載體包括至少一個部分包括至少一個預定的重復比特圖案，該重復比特圖案編碼成具有超過第一預定極限值并低于第二預定極限值的、累計數字和值的信道比特。
預定的重復比特圖案可以通過按照本發明的方法被生成和/或包括如上所述的特性。按照本發明的記錄載體優選地是光記錄載體，例如CD或DVD。
按照本發明的復制保護系統可以通過去除、替換或重新編碼被包括在按照本發明的記錄載體上的、按照本發明的預定的重復比特圖案，而被克服。為了達到這一點，按照本發明的預定的重復比特圖案必須被搜索和處理。
所以，按照本發明的、把被存儲在具有復制保護的記錄載體上的數字數據復制到可記錄的記錄載體上的方法包括以下步驟-搜索要被復制到所述可記錄的記錄載體上的至少一部分數字數據，包括至少一個預定的重復比特圖案，該重復比特圖案編碼成具有超過第一預定極限值并低于第二預定極限值的、累計數字和值的信道比特，以及-用編碼成具有低于所述第一預定極限值的累計數字和值的信道比特的比特圖案替換所述至少一個部分，或刪除所述至少一個部分。
替換地，按照本發明的、把被存儲在具有復制保護的記錄載體上的數字數據復制到可記錄的記錄載體上的方法包括以下步驟-搜索要被復制到所述可記錄的記錄載體上的至少一部分數字數據，包括至少一個預定的重復比特圖案，該重復比特圖案最佳地編碼成具有超過第一預定極限值并低于第二預定極限值的、累計數字和值的信道比特，以及-把所述至少一個部分非最佳地編碼成具有低于所述第一預定極限值的累計數字和值的信道比特。
按照本發明的相應的計算機程序產品包括計算機程序裝置，適合于當在計算機、數字信號處理器等上被執行時執行如在以上兩個段落中規定的方法步驟。
按照本發明的計算機貯存裝置包括按照以上段落的計算機程序產品。
而且，按照本發明的、把被存儲在具有復制保護的記錄載體上的數字數據復制到可記錄的記錄載體上的設備包括-搜索單元，搜索要被復制到所述可記錄的記錄載體上的至少一部分數字數據，包括至少一個預定的重復比特圖案，該重復比特圖案編碼成具有超過第一預定極限值并低于第二預定極限值的、累計數字和值的信道比特，以及-替換單元，用編碼成具有低于所述第一預定極限值的累計數字和值的信道比特的比特圖案替換所述至少一個部分，或刪除所述至少一個部分。
替換地，按照本發明的、把被存儲在具有復制保護的記錄載體上的數字數據復制到可記錄的記錄載體上的設備包括-搜索單元，搜索要被復制到所述可記錄的記錄載體上的至少一部分數字數據，包括至少一個預定的重復比特圖案，該重復比特圖案編碼成具有超過第一預定極限值并低于第二預定極限值的、累計數字和值的信道比特，以及-編碼單元，把所述至少一個部分非最佳地編碼成具有低于所述第一預定極限值的累計數字和值的信道比特。
在本說明中，術語信道比特被使用于滿足對于作為異步信號的數字數據的各種約束條件的比特圖案，諸如，在記錄密度和誤碼率之間的折衷、最高可允許的過渡頻率、自時鐘同步、倒相不歸零(NRZI)格式，它具有例如用于光盤的游程長度受限(RLL)碼，通常是(2，10)-RLL，這是指在已編碼的比特圖案中的接連的零的數目必須至少是2并且不大于10、對于讀信號的低頻內容的限制的要求等等。
按照本發明，從讀出裝置能夠正確地讀出包括表示超過第一預定的極限值并且必須低于第二預定的極限值的累計數字和值的比特圖案的記錄載體的結果中得出優點。如果現在確定第一預定的極限值以使得把這個比特圖案記錄到可記錄的記錄載體上之后，則上述的跟蹤伺服干擾的提升自動地保證復制是不可訪問的或訪問被干擾，這樣，例如收聽復制的音頻CD的音樂內容不再是愉快的。但是，由于累計數字和值低于所述第二預定的極限值以及沒有發生這樣的提升，所以，按照本發明的、根據控制處理產生的記錄載體，可以被相應的記錄載體讀出設備訪問，但通過記錄在相應的可記錄的記錄載體上而得到的它們的拷貝，不能正確地訪問。
被引入到和構成本說明的一部分的附圖顯示本發明的實施例，以及連同以上給出的本發明的一般說明，和下面給出的實施例的詳細說明，用來解釋本發明的原理。其中
圖1顯示包括588信道比特的CD幀，圖2顯示按照本發明的、一個重復比特圖案的兩個周期，圖3顯示按照本發明的、相應于帶有和不帶有斜坡信號的第一重復比特圖案的音頻DC值，圖4顯示按照本發明的、相應于帶有和不帶有斜坡信號的第二重復比特圖案的音頻DC值，圖5顯示闡述按照本發明的、產生音頻記錄載體的第一種可能性的流程圖，圖6顯示闡述按照本發明的、產生音頻記錄載體的第二種可能性的流程圖，圖7顯示闡述按照本發明的、產生數字數據記錄載體的可能性的流程圖，圖8顯示闡述按照本發明的、復制音頻記錄載體的第一種可能性的流程圖，圖9顯示闡述按照本發明的、復制音頻記錄載體的第二種可能性的流程圖，圖10顯示闡述按照本發明的、復制數字數據記錄載體的第一種可能性的流程圖，
圖11顯示闡述按照本發明的、復制數字數據記錄載體的第二種可能性的流程圖，圖12顯示按照本發明的、帶有和不帶有預定的重復比特圖案的音頻記錄載體的數據結構，以及圖13顯示按照本發明的、帶有和不帶有預定的重復比特圖案的數字數據記錄載體的數據結構。
以下的說明作為例子顯示如何修正音頻CD的物理的數據流，以防止把音頻CD復制在CD-R上。物理的數據流的格式是在“紅皮書”技術說明和IEC 908中規定的。
在CD上的物理的數據流以多種方式被最佳化，以減小錯誤和保證簡單的譯碼機制。所以，每3到11比特必須是信號的過渡。在數據碼元內，這是通過EFM(八到十四調制)被保證的。音頻數據被分割成8比特碼元，它們通過EFM表被變換成14比特碼元。這個表包含14比特數值的256項，它們是包含多于2但少于10個連續的零的比特組合。在14比特碼元中每個“1”代表信號的過渡。為了在碼元被級聯時也保證這個約束條件，有附加的3個歸并比特必須隨之被選擇。在CD上，可以以凹坑和凸起的形式看到這些過渡。每個過渡的長度范圍在3和11倍基本長度之間。
音頻數據的最后的幀，即，CD原始區，包含以下數據1同步碼元 24比特1子代碼字節 14比特(EFM編碼的)24數據字節 336比特(EFM編碼的)8奇偶校驗字節 112比特(EFM編碼的)34*3歸并比特102比特總計588比特這些比特，即滿足如上表示的數字記錄的各種約束條件的信道比特，以圖1所示的方式被組成。一個CD幀的次序為如下24比特的同步圖案后面跟隨用于歸并和低頻抑制的3個輔助比特；此后，14比特子代碼數據后面跟隨用于歸并和低頻抑制的3個輔助比特；此后，12塊的14比特信息數據后面分別跟隨用于歸并和低頻抑制的3個輔助比特。此后，4個塊的14比特奇偶校驗數據后面分別跟隨用于歸并和低頻抑制的3個輔助比特；以及最后，4個塊的14比特奇偶校驗數據后面分別跟隨用于歸并和低頻抑制的3個輔助比特。
如上所述，按照本發明，重復比特圖案被插入到數據流(它可以是音頻樣本或數字數據)，或預定的數據，例如，在音頻的情形下，相應于抑制的這樣的音頻樣本用預定的比特圖案替換，以確保包括所述重復的預定的比特圖案的被控制的記錄載體的拷貝的讀出過程將被中斷或干擾。也如上所述，這是通過保證預定的重復比特圖案在記錄載體上實施生成不均等地分布的凹坑和凸起，即，它顯示或者比起凸起部分更多的凹坑部分，或者比起凹坑部分更多的凸起部分。這基本上是通過選擇用于替換或插入的“音頻或數據樣本”的數值而達到的，該樣本在EFM后產生預定的比特圖案，由于為正常地保證凹坑部分和凸起部分沒有誤匹配的(2，10)-RLL要求，這個預定的比特圖案優選地滿足僅僅預定的歸并比特可被插入在相應于音頻樣本的比特之間的要求，但按照本發明該預定的比特圖案被使用來確保凹坑部分和凸起部分的誤匹配。
下面，參照圖2到4給出這樣的替換或插入的“音頻樣本值”的兩個例子。
作為被插入或替換要被記錄的至少一部分數字數據的插入的“音頻樣本”，即，例如抑制的音頻樣本，在圖2a上顯示的第一例子中，使用16進制70和01。組合值7001h(h表示16進制表示法)至少一次重復預定的次數，以使得至少一部分記錄載體包括超過第一預定極限值并低于第二預定極限值的、累計數字和值。
數值70h相應于比特圖案01110000b(b表示2進制表示法)以及數值01h相應于比特圖案00000001b。在EFM后，比特圖案01110000b被變換成比特圖案10000000100010b以及比特圖案00000001b被變換成比特圖案10000100000000b。
由于(2，10)-RLL要求，在EFM比特圖案10000000100010與EFM比特圖案10000100000000之間的三個歸并比特(歸并比特在圖2上是下劃線的)只能被選擇為000，以及在EFM比特圖案10000100000000與EFM比特圖案10000000100010之間的三個歸并比特只能被選擇為100。
這兩個重復接連地跟隨的音頻樣本的最終得到的信道比特產生如圖2a的底部所表示的比特流，它具有相應于22比特低(凹坑或凸起)和12比特高(凸起或凹坑)的分布，即，22∶12，而不是17∶17的理想分布。
相應于重復比特圖案7001h的音頻DC值是相對較低的，即，當最大可達到的數值被規定為32768時達到數值368。這個音頻DC值被顯示于圖3，其中圖3a顯示對于僅僅用預定的重復比特圖案7001h插入/替換預定的音頻樣本而達到的最終的音頻DC值，以及圖3b顯示對于用帶有前面的和后面的斜坡信號的預定的重復比特圖案7001h插入/替換預定的音頻樣本而達到的最終的音頻DC值，該斜坡信號確保從在插入/替換部分的前面的音頻DC值平滑地(沒有可聽見的)過渡到在插入/替換部分的后面的音頻DC值，在本例中音頻DC值為零。
作為被插入或替換要被記錄的至少一部分數字數據的插入的“音頻樣本”，即，例如抑制的音頻樣本，在圖2b上顯示的第二例子中，使用16進制D9和7A。與第一例子一樣，組合值D97Ah至少一次重復預定的次數，以使得至少一部分記錄載體包括超過第一預定的極限值并低于第二預定的極限值的、累計數字和值。
數值D9h相應于比特圖案11011001b以及數值7Ah相應于比特圖案01111010b。在EFM后，比特圖案11011001b被變換成比特圖案10000000010001b以及比特圖案01111010b被變換成比特圖案10010000000010b。
由于(2，10)-RLL要求，在EFM比特圖案10000000010001與EFM比特圖案10010000000010之間的三個歸并比特(歸并比特在圖2上是下劃線的)只能被選擇為000，以及在EFM比特圖案10010000000010與EFM比特圖案10000000010001之間的三個歸并比特也只能被選擇為000。
這兩個重復接連地跟隨的音頻樣本的最終得到的信道比特產生如圖2b的底部所表示的比特流，它具有相應于12比特低(凹坑或凸起)和22比特高(凸起或凹坑)的分布，即，12∶22，而不是17∶17的理想分布。
相應于重復比特圖案D97Ah的音頻DC值是相對較高的，即，當最大可達到的數值被規定為32768時達到數值31449。這個音頻DC值被顯示于圖4，其中圖4a顯示對于僅僅用預定的重復比特圖案D97Ah插入/替換預定的音頻樣本而達到的最終的音頻DC值，以及圖4b顯示對于用帶有前面的和后面的斜坡信號的預定的重復比特圖案D97Ah插入/替換預定的音頻樣本而達到的最終的音頻DC值，該斜坡信號確保從插入/替換部分的前面的音頻DC值平滑地(沒有可聽見的)過渡到插入/替換部分的后面的音頻DC值，在本例中音頻DC值為零。
當然，滿足編碼成具有超過第一預定極限值并低于第二預定極限值的、累計數字和值的信道比特的總的要求的音頻樣本值或數字數據樣本值的許多其他組合是可能的。
圖5顯示闡述按照本發明的、產生音頻記錄載體的第一種可能性的流程圖。在第一步驟S1，例如從存儲想要的音頻內容和子代碼數據的數據庫中讀出要被記錄的源數據和子代碼。此后，在第二步驟S2，定位其中按照本發明的復制保護圖案應當被插入到源數據，即音頻數據中的位置，例如在音樂軌道之前和/或之后，和/或在暫停部分。在位置定位后，在第三步驟S3，選擇和生成復制保護圖案，在其中它們也被插入或加到源數據的選擇的位置上。在下一個第四步驟S4，子代碼隨之得到修正，例如，開始時間信息被適配。而且，在以下的第五步驟S5，修正的源數據(包括復制保護圖案)和修正的子代碼被發送到控制機器的信號饋送器。最后，在第六步驟S6，執行產生壓模所必須的所有的步驟，以及在第七步驟S7，從壓模產生光盤。
圖6顯示闡述按照本發明的、產生音頻記錄載體的第二種可能性的流程圖。在第一步驟S8，讀出要被記錄的源數據和子代碼(類似于圖5所示的第一可能性的第一步驟S1)。此后，在第二步驟S9，定位其中按照本發明的復制保護圖案應當被插入到源數據中的位置(類似于圖5所示的第一可能性的第二步驟S2)。在位置定位后，在第三步驟S10，生成用于控制機器的信號饋送器的修正表。修正表包括復制保護圖案的位置以及這些圖案本身。而且，如果必要的話，也包括子代碼修正。最后，在第四步驟S11，執行產生壓模所必須的所有的步驟，以及在第五步驟S12，從壓模產生光盤(類似于圖5所示的第一可能性的第六步驟S6和第七步驟S7)。
圖7顯示闡述按照本發明的、產生數字數據記錄載體的可能性的流程圖。在第一步驟S14，例如從存儲想要的數字數據內容的數據庫中讀出要被記錄的源數據和子代碼(類似于圖5所示的第一可能性的第一步驟S1)。此后，在第二步驟S15，定位其中按照本發明的復制保護圖案應當被插入到源數據中的位置和/或文件。在位置和/或文件定位后，在第三步驟S16，選擇和生成復制保護圖案，在其中它們也被插入或加到源數據的選擇的位置和/或選擇的文件上。在下一個第四步驟S17，包括最終修正的文件的源數據被重新格式化。在下一個第五步驟S18，子代碼隨之得到修正，例如，開始時間信息被調整。而且，在以下的第六步驟S19，修正的源數據(包括復制保護圖案)和修正的子代碼被發送到控制機器的信號饋送器。最后，在第七步驟S20，執行產生壓模所必須的所有的步驟，以及在第八步驟S21，從壓模產生光盤(第五到第八步驟S18到S21類似于圖5所示的、產生光的音頻記錄載體的第一可能性的第四到第七步驟S4到S7)。
圖8顯示闡述按照本發明的、復制音頻記錄載體的第一種可能性的流程圖。在第一步驟S22，例如從原始的音頻記錄載體或存儲原始的音頻記錄載體的內容的數據庫中讀出要被復制的源數據和子代碼。此后，在第二步驟S23，搜索按照本發明的復制保護圖案。在搜索復制保護圖案后，在第三步驟S24，這些圖案被其他圖案代替或被刪除。在下一個第四步驟S25，如果必要的話，子代碼得到修正，例如，開始時間信息被調整。而且，在以下的第五步驟S26，修正的源數據和最終修正的子代碼被發送到例如PC的光記錄系統。最后，在第六步驟S27，由光記錄系統記錄光盤。
圖9顯示闡述按照本發明的、復制音頻記錄載體的第二種可能性的流程圖。在第一步驟S28，例如從原始的音頻記錄載體或存儲原始的音頻記錄載體的內容的數據庫中讀出要被復制的源數據和子代碼。此后，在第二步驟S29，搜索按照本發明的復制保護圖案。在搜索復制保護圖案后，在第三步驟S30，這些圖案被其他圖案代替或被刪除。在下一個第四步驟S31，如果必要的話，子代碼得到修正，例如，開始時間信息被調整(第一到第四步驟S28到S31類似于圖8所示的、復制光的音頻記錄載體的第一可能性的第一到第四步驟S22到S25)。而且，在以下的第五步驟S32，修正的源數據(不包括復制保護圖案)和最終修正的子代碼被發送到控制機器的信號饋送器。最后，在第六步驟S33，執行產生壓模所必須的所有的步驟，以及在第七步驟S34，從壓模產生光盤。
圖10顯示闡述按照本發明的、復制數字數據記錄載體的第一種可能性的流程圖。在第一步驟S35，例如從原始的數字數據記錄載體或存儲原始的數據記錄載體的數字數據內容的數據庫中讀出要被復制的源數據和子代碼。此后，在第二步驟S36，搜索按照本發明的復制保護圖案。在搜索復制保護圖案后，在第三步驟S37，這些圖案被其他圖案代替或被刪除(第一到第三步驟S35到S37基本上類似于圖8所示的、復制光的音頻記錄載體的第一可能性的第一到第三步驟S22到S24)。在下一個第四步驟S38，包括最終改變的文件的源數據被重新格式化，如果必要的話。在下一個第五步驟S39，如果必要的話，子代碼得到修正，例如，開始時間信息被調整。而且，在以下的第六步驟S40，修正的源數據和最終修正的子代碼被發送到例如PC的光記錄系統。最后，在第七步驟S41，由光記錄系統記錄光盤(第五到第七步驟S39到S41基本上類似于圖8所示的、復制光的音頻記錄載體的第一可能性的第四到第六步驟S25到S27)。
圖11顯示闡述按照本發明的、復制數字數據記錄載體的第二種可能性的流程圖。在第一步驟S42，例如從原始的數字數據記錄載體或存儲原始的數字數據記錄載體的內容的數據庫中讀出要被復制的源數據和子代碼。此后，在第二步驟S43，搜索按照本發明的復制保護圖案。在搜索復制保護圖案后，在第三步驟S43，這些圖案被其他圖案代替或被刪除(第一到第三步驟S42到S44基本上類似于圖8所示的、復制光的音頻記錄載體的第二可能性的第一到第三步驟S28到S30)。在下一個第四步驟S45，包括最終改變的文件的源數據被重新格式化，如果必要的話。在下一個第五步驟S46，如果必要的話，子代碼得到修正，例如，開始時間信息被調整。而且，在以下的第六步驟S47，修正的源數據(不包括復制保護圖案)和最終修正的子代碼被發送到控制機器的信號饋送器。最后，在第七步驟S48，執行產生壓模所必須的所有的步驟，以及在第八步驟S49，從壓模產生光盤(第五到第八步驟S46到S49基本上類似于圖9所示的、復制光的音頻記錄載體的第二可能性的第四到第七步驟S31到S34)。
為了闡述未保護的記錄載體與按照本發明保護的記錄載體的差別，“原始的布局”，即未保護的記錄載體的布局，和“改變的布局”，即按照本發明保護的記錄載體的布局的一個可能性被顯示于圖12和13。圖12顯示按照本發明的、帶有和不帶有預定的重復比特圖案的音頻記錄載體的數據結構，以及圖13顯示按照本發明的、帶有和不帶有預定的重復比特圖案的數字數據記錄載體的數據結構。各個圖a顯示各個“原始的布局”和各個圖b顯示各個“改變的布局”。
圖12a顯示具有第一引入區Lead-In 1，第一到第四音頻軌道Audio Track 1到4，和第一引出區Lead-Out 1的音頻CD的原始的布局。在頭三個音頻軌道Audio Track 1到3之前，安排第一到第三暫停區P1到P3的各個暫停區。圖12顯示每個軌道的軌道號TrackNo.、每個區的索引號Index、相對時間，即，每個軌道的時間、和絕對時間，即，光盤的總的時間。
第一引入區Lead-In 1具有軌道號00以及沒有索引號。在第一音頻軌道Audio Track 1之前的以下的第一暫停區P1具有軌道號01和索引號00。第一音頻軌道Audio Track 1具有軌道號01和索引號01。在第二音頻軌道Audio Track 2之前的以下的第二暫停區P2具有軌道號02和索引號00。第二音頻軌道Audio Track 2具有軌道號02和索引號01。在第三音頻軌道Audio Track 3之前的以下的第三暫停區P3具有軌道號03和索引號00。第三音頻軌道Audio Track 3具有軌道號03和索引號01。以下的第四音頻軌道Audio Track 4具有軌道號04和索引號01。以下的第一引出區Lead-Out 1具有軌道號AA以及索引號01。四個音頻軌道Audio Track 1到4和第一引出區Lead-Out 1具有各個相對時間R-Time，它從零升計數到相應于各個區長度的實際時間。三個暫停區P1到P3具有各個相對時間R-Time，它從相應于各個區長度的實際時間降計數到零。光盤的絕對時間A-Time從第一暫停區P1的開始點升計數到相應于第一引出區Lead-Out 1的結束點的實際時間。
圖12b顯示按照本發明的一個示例性實施例的音頻CD的改變的布局，它包括第一到第七區1到7，包括按照本發明的預定的重復比特圖案，被附加到具有第一引入區Lead-In 1、四個音頻軌道Audio Track1到4、三個暫停區P1到P3、和第一引出區Lead-Out 1的、圖12a所示的原始的布局上。
第一、第四、和第六區1，4，6分別被安排在(或直接在之后)從00改變到01的各個索引號。在軌道被直接選擇的情形下，播放器把它的讀光束定位在這個各個位置上。按照本發明的預定的重復比特圖案在這樣區域中是非常有效的，因為當在可記錄的記錄載體上應當執行這樣的直接定位時，許多播放器通常需要長時間啟動重放或中斷。
第二、第五、和第七區2，5，7分別被安排在軌道的末端(區2在第一軌道Audio Track 1的末端，區5在第二軌道Audio Track 2的末端，以及區7在第四軌道Audio Track 4的末端)。它們增強按照本發明的復制保護方案的效率，具體地，如果它們拖延按照本發明的預定的重復比特圖案的總的持續時間，即，它們被直接安排在包括按照本發明的預定的重復比特圖案的另一個區之前或之后。
第三區3被安排在整個第二暫停區P2之上，由此通過“連接”第二和第四區2和4，拖延按照本發明的預定的重復比特圖案的總的時間。CD播放器對于長的未中斷的區或包括按照本發明的預定的重復比特圖案的未中斷的區連接，比起對于短的顯示出更多的問題。
包括按照本發明的、預定的重復比特圖案的區，當被安排在音頻數據之前或之后時，被附加地插入到音頻數據以及代替暫停音頻數據，即，第一、第二、和第四到第七區1，2，和4到7被附加地插入以及第三區3代替暫停音頻數據。
在本例中，所有的暫停P1、P2和P3每個具有2秒的長度，以及所有的軌道Audio Track 1，Audio Track 2，Audio Track 3，和Audio Track 4，每個具有1分30秒的長度。第一、第二、第四、第五、第六和第七區1，2，4，5，6，和7每個具有1秒的長度，第三區3具有相應于第二暫停P2的長度的長度。所以，在音頻光盤的內容表TOC中顯示的(除了其他信息以外)軌道的開始時間必須如下地改變音頻光盤的原始的TOC軌道開始時間軌道A-Time0100:02:000201:34:000303:06:000404:36:00AA06:36:00音頻光盤的修正的TOC軌道開始時間軌道A-Time0100:02:000201:36:000303:10:000404:41:00AA06:12:00圖13a顯示具有第二引入區Lead-In 2，數據軌道Data Track 1，和第二引出區Lead-Out 2的數據光盤的原始的布局。在數據軌道DataTrack 1之前，安排前間隙區P以及在數據軌道Data Track 1之后，安排后間隙區PG。圖13顯示每個軌道的軌道號Track No.、每個區的索引號Index、相對時間，即，每個軌道的時間、和絕對時間，即，光盤的總的時間。
第二引入區Lead-In 2具有軌道號00以及沒有索引號。在數據軌道Data Track 1之前的以下的前間隙區P具有軌道號01和索引號01。數據軌道Data Track 1具有軌道號01和索引號01。以下的后間隙區PG沒有各自的軌道和索引號。以下的第二引出區Lead-Out 2具有軌道號AA以及索引號01。包括以下的后間隙區PG的數據軌道Data Track1和第二引出區Lead-Out 2具有各自的相對時間R-Time，它是從零起升計數到相應于各個區長度的實際時間。前間隙區P具有相對時間R-Time，它在訪問期間內從相應于各個區長度的實際時間起降計數到零。光盤絕對時間A-Time從前間隙區的開始點起升計數到相應于第二引出區Lead-Out 2的末端的實際時間。
圖13b顯示按照本發明的一個示例性實施例的數據CD的改變的布局，它包括第八到第十一區8到11，包括按照本發明的預定的重復比特圖案，被附加到具有第二引入區Lead-In 2、數據軌道Data Track1、前間隙區P、后間隙區PG、和第二引出區Lead-Out 2的、圖13a所示的原始的布局上。
第八區8被安排在(或直接在之后)從00改變到01的各個索引號。當光盤被插入到播放器中并從該光盤檢索數據，播放器把它的讀光束定位在這個各個位置上。如上所述，按照本發明的預定的重復比特圖案在這樣的區域中是非常有效的，因為在使用可記錄的記錄載體時，許多播放器(在CD-ROM情況下，為閱讀器)通常需要長時間啟動重放或拒絕讀出該光盤。
第九和第十區9和10分別被安排在數據軌道內。按照本發明的預定的重復比特圖案可以作為“虛假數據”被插入在文件的末端，作為用戶數據的附加，或可以作為“虛假文件”被存儲，它不存儲任何用戶數據，而只存儲按照本發明的預定的重復比特圖案。
第十一區11被安排在數據軌道的末端。它增強按照本發明的復制保護方案的效率。
包括按照本發明的、預定的重復比特圖案的區可以代替現有的數據(例如，00數據)或被附加地插入到原始的數據，例如，當“虛假文件”被加到數據結構內或“虛假數據”被安排在數據軌道的末端。
在本例中，前間隙區P具有2秒的長度，以及包括后間隙區PG的數據軌道Data Track 1具有15分00秒的長度。所以，在第八區8代替00數據，以及第九到第十一區9到11，每個具有1秒的長度，在數據光盤的內容表TOC中顯示的(除了其他信息以外)軌道的開始時間必須如下地改變數據光盤的原始的TOC軌道開始時間軌道A-Time0100:02:00AA15:02:00數據光盤的修正的TOC軌道開始時間軌道A-Time0100:02:00AA15:05:00當然，按照本發明的修正的音頻和數據光盤的軌道結構滿足紅皮書、黃皮書或IEC-908的要求，在這些標準中，進一步說明不同的使用的術語，諸如暫停、前間隙、后間隙、軌道、索引、A-Time、A-Time、和TOC。
按照本發明，如其他復制保護方法一樣，如在以上參考的WO01/78074中顯示的兩種混淆譯碼方法，即，時鐘再生的混淆和同步與定時的混淆，也可被使用來連同按照本發明的復制保護方案一起用于復制阻止。而且，如在以上參考的WO 01/78074中顯示的遞歸會話指針的安排可以單獨地或與所述混淆譯碼相組合地，連同按照本發明的復制保護方案一起被使用。然而，在這樣的情形下，通用讀出設備(如CD-ROM閱讀器)可以訪問復制保護的記錄載體的本發明的優點可能丟失。
類似于以上對于CD闡述的修正可以對于DVD作出，它使用類似的信號布局和用于譯碼過程。
權利要求
1.產生用于數字數據的復制保護記錄載體的方法，其特征在于，-確定至少一個預定的重復比特圖案，該預定的重復比特圖案編碼成具有超過第一預定極限值并低于第二預定極限值的、累計數字和值的信道比特，-用該至少一個預定的重復比特圖案來替換要被記錄的至少一部分所述數字數據，和/或把該至少一個預定的重復比特圖案插入到要被記錄的至少一部分所述數字數據，和-通過控制處理，把包括該至少一個替換的和/或插入的部分的所述數字數據傳送到所述記錄載體上，以使得超過所述第一預定極限值并低于所述第二預定極限值的所述累計數字和值在所述至少一個替換的和/或插入的部分中達到。
2.按照權利要求1的方法，其特征在于，所述預定的重復比特圖案被選擇為使得異常寫光束偏離用于可記錄的記錄載體的記錄載體記錄設備的寫光束的理想位置，該寫光束的偏離足夠大，以確保寫處理被中斷或干擾。
3.按照權利要求1或2的方法，其特征在于，所述預定的重復比特圖案被選擇為使得異常讀光束偏離用來讀被記錄在可記錄的記錄載體上的復制保護記錄載體的拷貝的、記錄載體讀出設備的讀光束的理想位置，該讀光束的偏離足夠大，以確保讀處理被中斷或干擾。
4.按照以上權利要求的任一項的方法，其特征在于，所述預定的重復比特圖案被選擇為使得異常寫光束偏離用于可記錄的記錄載體的記錄載體記錄設備的寫光束的理想位置，以及被選擇為使得異常讀光束偏離用來讀被記錄在可記錄的記錄載體上的復制保護記錄載體的拷貝的、記錄載體讀出設備的讀光束的理想位置，其中該寫光束的偏離和該讀光束的偏離的組合效果足夠大，以確保讀處理被中斷或干擾。
5.按照以上權利要求的任一項的方法，其特征在于，所述預定的重復比特圖案被選擇為使得異常讀光束偏離用來讀復制保護記錄載體的記錄載體讀出設備的讀光束的理想位置，該偏離足夠小，以確保復制保護記錄載體的可讀出性。
6.按照以上權利要求的任一項的方法，其特征在于，所述預定的重復比特圖案被選擇為使得歸并比特被預先規定，并且由于記錄載體的數字數據內容的設計法則，所以這些歸并比特不會被記錄器的記錄電子電路改變。
7.按照以上權利要求的任一項的方法，其特征在于，所述預定的重復比特圖案被選擇為使得相應于數字數據的信號在預定的時間內顯示一個確定的正的或負的數字和值。
8.按照以上權利要求的任一項的方法，其特征在于，在音頻情形下，所述預定的重復比特圖案優選地被選擇為使得達到低的模擬音頻DC值。
9.按照以上權利要求的任一項的方法，其特征在于，在音頻情形下，所述預定的重復比特圖案優選地被選擇為使得達到在所有的音頻信道中相等的模擬音頻DC值。
10.按照以上權利要求的任一項的方法，其特征在于，在音頻情形下，所述預定的重復比特圖案優選地被選擇為使得得到相應于數字數據的音頻輸出信號，該模擬音頻輸出信號具有不能被人聽見或很難聽見的頻率和/或幅度。
11.按照以上權利要求的任一項的方法，其特征在于，在音頻情形下，在所述預定的重復比特圖案之前和之后添加斜坡信號，該斜坡信號保證從在所述預定的重復比特圖案之前的數字數據信號內容平滑地過渡到在所述預定的重復比特圖案之后的數字數據信號的內容。
12.計算機程序產品，包括計算機程序裝置，該計算機程序裝置適合于當在計算機、數字信號處理器等上被執行時執行如在權利要求1到11的任一項中規定的方法步驟或其中的一部分。
13.產生具有復制保護的記錄載體的設備，其特征在于-第一單元，用于以至少一個預定的重復比特圖案來替換要被記錄的至少一部分數字數據，和/或把至少一個預定的重復比特圖案插入到要被記錄的至少一部分數字數據，其中所述重復比特圖案編碼成具有超過第一預定極限值并低于第二預定極限值的、累計數字和值的信道比特，和-第二單元，用于通過控制處理，把包括該至少一個替換的和/或插入的部分的所述數字數據傳送到產生所述記錄載體的記錄載體產生單元，以使得在所述至少一個替換的和/或插入的部分中達到超過第一預定極限值并低于第二預定極限值的、所述累計數字和值。
14.復制保護的記錄載體，其特征在于，至少一個部分包括至少一個預定的重復比特圖案，該重復比特圖案編碼成具有超過第一預定極限值并低于第二預定極限值的、累計數字和值的信道比特。
15.把被存儲在具有復制保護的記錄載體上的數字數據復制到可記錄的記錄載體上的方法，其特征在于-搜索要被復制到所述可記錄的記錄載體上的至少一部分數字數據，其包括至少一個預定的重復比特圖案，該重復比特圖案編碼成具有超過第一預定極限值并低于第二預定極限值的、累計數字和值的信道比特，以及-用編碼成具有低于所述第一預定極限值的累計數字和值的信道比特的比特圖案來替換所述至少一個部分，或刪除所述至少一個部分。
16.把被存儲在具有復制保護的記錄載體上的數字數據復制到可記錄的記錄載體上的方法，其特征在于-搜索要被復制到所述可記錄的記錄載體上的至少一部分數字數據，其包括至少一個預定的重復比特圖案，該重復比特圖案最佳地編碼成具有超過第一預定極限值并低于第二預定極限值的、累計數字和值的信道比特，以及-把所述至少一個部分非最佳地編碼成具有低于所述第一預定極限值的累計數字和值的信道比特。
17.計算機程序產品，包括適合于當在計算機、數字信號處理器等上被執行時執行如在權利要求15或16中規定的方法步驟的計算機程序裝置。
18.計算機貯存裝置，包括按照權利要求17的計算機程序產品。
19.把被存儲在具有復制保護的記錄載體上的數字數據復制到可記錄的記錄載體上的設備，其特征在于-搜索單元，搜索要被復制到所述可記錄的記錄載體上的至少一部分數字數據，其包括至少一個預定的重復比特圖案，該重復比特圖案編碼成具有超過第一預定極限值并低于第二預定極限值的、累計數字和值的信道比特，以及-替換單元，用于以編碼成具有低于所述第一預定極限值的累計數字和值的信道比特的比特圖案來替換所述至少一個部分，或刪除所述至少一個部分。
20.把被存儲在具有復制保護的記錄載體上的數字數據復制到可記錄的記錄載體上的設備，其特征在于-搜索單元，用于搜索要被復制到所述可記錄的記錄載體上的至少一部分數字數據，其包括至少一個預定的重復比特圖案，該重復比特圖案最佳地編碼成具有超過第一預定極限值并低于第二預定極限值的、累計數字和值的信道比特，以及-編碼單元，用于把所述至少一個部分非最佳地編碼成具有低于所述第一預定極限值的累計數字和值的信道比特。
全文摘要
描述了用于數字數據的記錄載體的復制保護的系統，按照該系統，編碼成具有超過第一預定極限值并低于第二預定極限值的、累計數字和值的信道比特的至少一個預定的重復比特圖案通過控制處理被確定和被記錄在所述記錄載體上，以使得在所述至少一個替換和/或插入的部分中得到超過所述第一預定極限值并低于所述第二預定極限值的所述累計數字和值。
文檔編號G11B20/10GK1647192SQ03808680
公開日2005年7月27日 申請日期2003年4月4日 優先權日2002年4月17日
發明者G·賴特 申請人:索尼達德克奧地利股份公司