專利名稱：受復制保護的數字音頻光盤的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種受復制保護的數字音頻光盤，更具體地，涉及一種攜帶有音頻數據和控制數據的受復制保護的數字音頻光盤。
背景技術：
攜帶音樂或其它音頻的數字音頻光盤(CD-DA)可以由諸如CD-ROM(只讀光盤)之類的更復雜設備播放或讀取。這意味著，例如，由用戶獲取的在CD-DA上的數據可以通過其ROM(只讀存儲器)驅動器的方法讀到PC(個人計算機)中，因此可以復制到另一個盤上或其它記錄介質上。這樣，這種能夠將數據寫入CD(光盤)的記錄器的日益增多是對音樂制品工業的極大威脅。
發明內容
本發明試圖提供復制保護數字音頻光盤的方法。
根據本發明一方面，提供了一種復制保護攜帶有音頻數據和控制數據的數字音頻光盤的方法，其中，所述控制數據被編碼在光盤上，該復制保護方法包括步驟將被選控制數據設定為不正確，所述被選控制數據不能由音頻播放機訪問或讀取，所以音頻播放機可以播放所述音頻數據，而所述不正確的控制數據使得所述音頻數據不能由數據閱讀器播放。
根據本發明的一方面，提供了一種攜帶有音頻數據和控制數據的受復制保護的數字音頻光盤，其中，所述控制數據被編碼在光盤上，并且其中被選控制數據已被設定為不正確，所述被選控制數據不能由音頻播放機訪問或讀取，這樣音頻播放機可以播放所述音頻數據，而所述不正確的控制數據使得所述音頻數據不能由數據閱讀器播放。
借助于本發明的實施例，編碼在CD上的不正確數據或者不能由音頻播放機訪問，或者不能由音頻播放機讀取。因此，由用戶購買的合法音頻CD可在音頻播放機上正常播放。但是，不正確的數據使CD不能由數據閱讀器播放。這就防止了光盤上的數據被復制。
當然，通過使音頻光盤不能由數據閱讀器播放，也阻止了用戶例如簡單合法使用CD-ROM驅動器來播放盤上的音樂或其它音頻。
在此說明書中，術語“音頻播放機”用于指配置成播放數字音頻光盤上的音頻數據的播放機和驅動器。這樣的播放機通常是商用CD音樂播放機，其唯一功能是播放CD上的音樂或其它音頻。要求編碼到CD上的不正確數據通常不影響，或不損害這種“音頻播放機”的正常操作。
在此說明書中，術語“數據閱讀器”用于指例如能夠通過提取或用其它方式訪問盤上的數據而讀取盤上的數據的所有播放機和驅動器。這樣的播放機包括CD-ROM驅動器，一般來說，并如上所知的，一個CD-ROM驅動器不僅防止例如CD-ROM制作合法CD-DA的可用復制，而且通常還防止它播放合法CD-DA。
在本發明方法的一個實施例中，已經被設定為不正確的、編碼在光盤上的數據是導航和/或定時數據。
例如，將盤的導入區(1ead-in)中標識盤上導出區(Lead-out)的位置的數據設定為不正確的。因此，在導入區中指示在導出區的開頭處的Atime(絕對時間)的數據可能被設定為不正確的。例如，在導入區中的數據可能顯示在導出區的開頭處的Atime為0。或者，在導入區中的數據可能具有在光盤上的第一音頻軌道期間出現的、有關在導出區的開頭處的Atime的值。
另外和/或可選地，將CD上定義軌道性質的數據設定為不正確的。
在優選實施例中，在CD上標識軌道性質的數據將每個音頻軌道不正確地標識為數據軌道。
在本發明方法的優選實施例中，被設定為不正確的、編碼在盤上的數據是在光盤的內容表(TOC)中的數據。
最好，在制作母盤之前，改變編碼在光盤上的控制數據，以便將其設定為不正確的。
本發明還擴展到受復制保護的數字音頻光盤，其中可由數據閱讀器使用的控制數據被編碼在光盤上，和其中所選控制數據已被設定為不正確的和/或不準確的。
最好，在光盤上編碼的不正確數據，或者是不可由音頻播放機訪問的，或者通常是不可由音頻播放機讀取的。這樣使受復制保護的盤能夠在音頻播放機上正常播放。但是，在受復制保護的光盤上編碼的數據將盤設定為不可由數據閱讀器進行通常播放的。這就防止了使用數據閱讀器提取或讀取盤上的數據，從而也防止了盤的復制。當然，也不再可以使用例如CD-ROM播放在合法獲取的復制保護盤上的音頻。
在實施例中，在復制保護盤上的不正確控制數據是導航和/或定時數據。
例如，在導入區中提供不正確控制數據，此不正確控制數據標識導出區的盤上的位置。因此，在導入區中的不正確控制數據不正確地指示在導出區的開頭處的Atime。例如，在導入區中的不正確控制數據可能顯示在導出區的開頭處的Atime為0。
或者，在導入區中的不正確控制數據可能具有在光盤上的第一音頻軌道期間出現的、有關在導出區的開頭處的Atime的值。
另外和/或可選地，本發明的復制保護數字音頻光盤可以含有定義盤上的軌道的性質的、編碼到盤上的不正確控制數據。
在優選實施例中，不正確控制數據將每個音頻軌道不正確地標識為數據軌道。
本發明的復制保護數字音頻光盤可以含有在盤的內容表(TOC)中作為控制數據的、編碼在上面的不正確控制數據。
下面通過結合附圖，以舉例的方式，對本發明的實施例加以描述，在附圖中圖1示意性地顯示了表示螺旋形數據軌道的光盤；圖2顯示了在CD上編碼的數據的幀結構；圖3顯示了Q-子信道的一般數據格式；圖4顯示了關于根據模式的Q-子信道的數據的格式；圖5用圖形顯示了光盤上的Atime(絕對時間)和Ttime(軌道運行時間)；圖6a顯示了CD-DA的、帶有內容表的軌道定義的例子；和圖6b顯示了當盤已經受到復制保護時，圖6a的CD-DA的內容表。
具體實施例方式
攜帶音樂并要在諸如傳統CD盤播放機那樣的音頻播放機上播放的數字音頻光盤(CD-DA)被制作和記錄成稱為紅皮書(Red Book)標準的標準格式。除了定義盤的物理特性，例如其尺寸，和它的光學特性，例如其激光波長之外，紅皮書還定義了要用于編碼的信號格式和數據。
眾所周知，紅皮書標準的使用保證了按那些標準生產的任何CD-DA將在按那些標準生產的任何音頻播放機上播放。
圖1示意性地顯示了CD6上的螺旋形軌道4。這個在CD-DA上的螺旋形軌道4劃分成導入區8、大量連續的音樂或音頻軌道10和導出區12。導入區軌道8包括為音頻播放機標識后續軌道的內容表(TOC)，而導出區12則給出軌道4要結束的提示。音頻播放機總是在一開始就訪問導入區8。然后，隨著讀取頭沿著軌道4從導入區移動到導出區，音樂軌道被依次播放。或者，播放機按要求將讀取頭導航到每個音頻軌道的開頭。
所有光盤播放機和閱讀器都被編程成不使讀取頭移動到導出區軌道12的開頭之外。這是為了保護讀取頭。
用肉眼來看，CD-ROM看上去與CD-DA完全相同，并且具有劃分成扇區的相同螺旋形軌道。但是，象CD-ROM驅動器那樣的數據閱讀器在結構上要復雜得多，并且能夠根據數據或信息的性質，從光盤的每個扇區中讀取數據和處理信息。數據閱讀器可以通過從每個扇區讀取信息來導航，從而可以按要求驅動讀取頭訪問螺旋形軌道4的任何適當部分。
為了保證任何數據閱讀器可以讀取任何CD-ROM，也要將光盤和閱讀器制作成在這種情況下稱為黃皮書(Yellow Book)標準的標準。這些黃皮書標準包括，但擴展了，紅皮書標準。因此，可以控制諸如CD-ROM驅動器那樣的數據閱讀器播放CD-DA。
數據閱讀器訪問、提取或用其它方式讀取CD-DA上的數據的能力對音樂產業提出了問題。用戶可以利用CD-ROM驅動器將數據從音頻盤讀取到例如計算機文件中，然后可以復制此數據。記錄器能夠記錄到光盤上的增加可用性意味著，個人和組織現在可以容易地獲得完整復制音頻光盤的技術。這是值得音樂產業極大關注的。
當受到控制播放音頻盤時，作為專用光盤音樂播放機的音頻播放機或更復雜的CD-ROM驅動器，只尋找或使用按紅皮書標準編碼的數據。更為重要的是，如果在數據中存在不準確數據，音頻播放機通常繼續播放，而不是試圖糾正錯誤。例如，如果讀取頭已經導航到軌道的開頭，并開始播放此軌道，音頻播放機將繼續播放此軌道直到結束，即使很顯然，在例如定時信息中存在一些錯誤。反之，將數據閱讀器配置成可以識別和糾正錯誤。
因此，本發明建議應該謹慎地將錯誤引入到編碼數據中。例如，可以將錯誤引入到紅皮書數據中，但是引入的錯誤一般來說對音頻播放機是透明的那種類型。或者，可以用不被音頻播放機使用所選的和不正確的黃皮書數據編碼音頻盤。在每種情況下，選擇這樣的錯誤以便使數據閱讀器不能讀取和播放音頻盤。應該明白，本發明的系統存在如下缺點，用戶不能以合法方式在數據閱讀器上播放合法獲得的含有復制保護的音頻盤，也就是說，不能簡單播放記錄在盤上的音樂。但是，從非法盜印所帶來的潛在損失這個角度去看，音樂產業樂于接受這個缺點。
由于按照適當標準，在CD-DA上和在CD-ROM上編碼的數據已眾所周知，因此沒有必要對其作詳細描述。
簡言之，通過EFM(8到12調制)將CD上的數據編碼成幀。圖2顯示了幀的格式，從圖中可明顯看出，每個幀含有同步數據、提供控制和顯示碼元的子碼位、數據位和奇偶校驗位。每個幀包括24字節的數據，對于CD-DA來說，此數據是音頻數據。
有8個子碼位包含在每個幀中，將它們指定為P、Q、R、S、T、U、V、和W。通常只有P和Q子碼位用在音頻格式中。這個標準要求圖2所示的98個幀組成一個扇區，將來自98個幀的子碼位收集在一起形成子碼塊。也就是說，每個子碼塊由在某一時刻來自98個連續幀的一個字節構成。這樣，就形成了8個不同的子信道，即，P至W。這些子信道包含用于盤的控制數據。P-和Q-子信道包括用于盤上軌道的定時和導航數據，它們通常是在音頻盤上使用的唯一子信道。
用于從98個連續幀集中起來的Q-子信道塊的數據格式顯于圖3中。可明顯看出，子信道塊的開頭由作為前2個碼元的同步式樣S0和S1表示。接下來的數據位是定義軌道內容的控制位。因此，控制位可以標識音頻內容或數據內容。緊隨其后的是地址信息，ADR，它指定用于Q-數據位的四種模式之一。72位的Q-數據接在地址數據之后，然后是16個CRC(循環冗余校驗碼)，或校驗位，它們用于對控制、地址和Q-數據位的糾錯。
圖4顯示了在通過地址信息ADR指定的四種模式的每一種中Q-子信道塊的數據內容。在模式0中，所有Q-數據都具有0值。在模式0中，將P-子信道的數據也設置成0。在模式2中，Q-數據包括盤的編目號，例如通用產品碼的條形碼。另外，在模式2中，來自相鄰塊的Atime計數是連續的。模式3用于給出標識每個音樂軌道的ISR(國際標準記錄碼)碼，另外，如圖所示，在模式3中，絕對時間計數，Atime，是連續的。
如圖4所示，在模式1中，在每個子信道塊中的Q-數據包含節目和關于各個音頻軌道和關于盤的信息區的時間信息。如圖所示，導入區域中Q-數據的格式不同于節目和導出區域內的格式。在模式1中的兩種格式中，Q-數據給出了有關沿著軌道方向的時間的信息。軌道的運行時間稱為Ttime，以分、秒和幀為單位，TMin、TSec和TFrame均是Ttime的分量。在節目和導出區域中，Q-數據另外還包括有關盤上絕對時間Atime的信息，絕對時間Atime以分、秒和幀為單位，Amin、Asec和Aframe均是Atime的分量。
圖5用圖形顯示了Atime和Ttime如何隨著穿過盤而變化。Atime是穿過盤的絕對時間，并在節目區的開頭從0開始。Ttime是在每個軌道內的運行時間，因此，在每個軌道的開頭從0開始。這樣，如圖5所示，Atime隨著穿過盤而單調增大，而Ttime則沿著每個單個軌道而增大。圖5還顯示，P-子信道包括每個都指示各個軌道開始的標志F。P-子信道標志也指定了導出區區域。
如圖4所示，在模式1中，每個Q-子信道塊包含有關Atime和Ttime的下一個連續值。當音頻播放機要播放音頻軌道時，其讀取頭被導航到軌道的開頭。導航可以通過Atime、Ttime和/或P-子信道標志的方式，或通過它們的某種組合。一般來說，一旦音頻播放機已經開始播放軌道，它就一直繼續下去。如果發現任何數據錯誤，通常也不終止軌道的播放，因此，音頻播放機能有效地忽略產生的任何數據錯誤。這樣，如果能夠將音頻播放機可靠地導航到軌道的開頭，就可以期望毫無問題地提供從那個軌道輸出的連續音頻。
從上述出發，在模式1中，Q-數據提供導入區區域中TOC。典型TOC的一部分以表形式顯示在圖6a中，從中可以看出，14給出了每個軌道，16給出了從導入區的末端開始以時間和幀表示的開始地址。每個軌道還具有從Atime計算出來的邏輯塊地址(LBA)18，并提供有關盤上軌道的開始的地址。如20所示，音頻盤的TOC還標識了從節目區的開始到導出區的開始的Atime。然而，本申請人已經確定一般音頻播放機不從TOC讀取和使用導出區時間的問題。
圖6b顯示了根據圖6a，在已經對TOC進行改動以復制保護盤之后，TOC的表形式部分。具體地說，從圖中可看出，在20，從盤節目區的開始到導出區的開始的Atime被設置0，表示導出區是在第一音頻軌道的前間隙(pregap)的開頭處。因此，訪問盤6的數據閱讀器從導入區信息中讀取表示盤沒有節目區和導出區直接接在導入區之后的信息。數據閱讀器將拒絕將讀取頭移動到音頻軌道的開始之外，因為它認為第一軌道是在導出區內開始的。因此，數據閱讀器將不能讀取或播放帶有圖6b的TOC的盤。
應該明白，給出圖6a和6b的表中的值只是為了說明如何操縱信息以提供復制保護的。實際中盤的真正值可能不同于表所顯示的那些值。
圖6b的TOC已經按照第二種方式作了改動，此第二種方式也能防止數據閱讀器正當使用盤上的信息。在這方面，正如可從圖6a和6b明顯看出的那樣，音頻盤上的軌道均是如22所表示的音頻軌道。在圖6b的TOC中，這些軌道已經被錯誤地標識為數據軌道。因此，即便操縱數據閱讀器忽略TOC中的假導出區信息，也要被告知后面的每個軌道都包含數字數據，而不是模擬數據。因此，當播放機試圖讀取數據但不能找到合適的SYNC或扇區首標時，就會使這些軌道的任何讀取發生混亂。
在圖示的實施例中，已經將Atime設置成0，以表示導出區是第一音頻軌道和前間隙的開頭。也可以將關于導出區的Atime設置成可替換的、不正確的值。這樣的不正確值將使數據閱讀器發生混亂，并防止讀取頭進一步移動穿過盤超出由不正確導出區時間所指示的位置。例如，在關于導出區的TOC中給出的Atime值表示第一或后續音頻軌道內的位置。
在關于導出區的開始時間的不正確Atime值指向盤的節目區中的位置的情況下，數據閱讀器可能能夠在由不正確Atime值所指示的位置之前的位置上訪問盤上的音頻數據。但是，可訪問音頻數據的數量能夠保持較小。將來，例如，可以使音頻播放機能夠讀取導出區時間，在這種情況下，讓不正確導出區時間標識第一音頻軌道內的位置將確保音頻播放機能夠播放復制保護的盤。
如上所述和所示的實施例展示了兩種改動，對于音頻盤，可以對導入區中的數據作這兩種改動以復制保護該盤。應該明白，對音頻播放機來說透明的任何數據都可能被改動以阻止數據閱讀器的操作。另外和/或可選地，可以在音頻盤上提供數據以防止從音頻播放機產生數字輸出。還應該明白，可以按要求引入紅皮書或黃皮書標準數據中的可選或附加錯誤。
對上述實施例的進一步修改或變動均在本申請所附權利要求書的范圍內。
權利要求
1.一種攜帶有音頻數據和控制數據的受復制保護的數字音頻光盤，其中，所述控制數據被編碼在光盤上，并且其中被選控制數據已被設定為不正確，所述被選控制數據不能由音頻播放機訪問或讀取，這樣音頻播放機可以播放所述音頻數據，而所述不正確的控制數據使得所述音頻數據不能由數據閱讀器播放。
2.如權利要求1所述的受復制保護的數字音頻光盤，其中光盤上的不正確控制數據是導航和/或定時數據。
3.如權利要求2所述的受復制保護的數字音頻光盤，其中控制數據被提供在光盤的導入區，并且所述不正確控制數據被提供在導入區并標識光盤的導出區在盤上的位置。
4.如權利要求3所述的受復制保護的數字音頻光盤，其中導入區中的不正確控制數據不正確地表示在導出區的開頭處的絕對時間。
5.如權利要求4所述的受復制保護的數字音頻光盤，其中在導入區中的不正確控制數據將在導出區的開頭處的絕對時間顯示為0。
6.如權利要求4所述的受復制保護的數字音頻光盤，其中在導入區中的不正確控制數據具有在光盤上的第一音頻軌道期間出現的、有關在導出區的開頭處的絕對時間的值。
7.如權利要求1所述的受復制保護的數字音頻光盤，其中編碼在光盤上的不正確控制數據不正確地將光盤上的軌道標識為音頻軌道或數據軌道。
8.如權利要求7所述的受復制保護的數字音頻光盤，其中不正確控制數據將每個音頻軌道不正確地標識為數據軌道。
9.如權利要求1所述的受復制保護的數字音頻光盤，其中編碼在光盤上的不正確控制數據是在光盤的內容表中的控制數據。
全文摘要
攜帶音頻的數字音頻光盤(CD－DA)可以由CD－ROM驅動器播放和讀取。因此，在CD－DA上的數據可以通過其ROM驅動器讀到計算機中，并復制到另一個盤上。這種能夠將數據寫入CD(光盤)的記錄器的日益增多是對音樂制品工業的極大威脅。一種攜帶有音頻數據和控制數據的受復制保護的數字音頻光盤，其中，所述控制數據被編碼在光盤上，并且其中被選控制數據已被設定為不正確，所述被選控制數據不能由音頻播放機訪問或讀取，這樣音頻播放機可以播放所述音頻數據，而所述不正確的控制數據使得所述音頻數據不能由數據閱讀器播放。
文檔編號G11B20/12GK1523600SQ20031012403
公開日2004年8月25日 申請日期2000年5月25日 優先權日1999年5月26日
發明者馬里詹·D·托巴拉克, 馬里詹 D 托巴拉克 申請人:麥克羅維西恩公司