专利名称：光盘的复制保护系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及记录载体的复制保护方法，该记录载体是存储作为异步信号的数字数据的贮存媒体，例如，光盘(CD)和数字通用盘(DVD)，其中包括CD或DVD的所有现有的或将来的格式；或按照类似的概念工作的其他光贮存媒体。
具体地，按照本发明的复制保护方法允许制作物理拷贝或创建媒体内容的完全的数据图像，但物理拷贝本身不再是可访问的，或者该访问是被干扰的，或者误码率很大地增加，以使得例如收听复制的CD的音乐内容不再是愉快的。
其一面或两面存储有信息的光的贮存盘被使用于各种各样的用途，最显著地用于音乐、游戏、视频、和计算机工业。数字信息以在光盘的一面或两面上沿圆形的同心轨道排列的凹坑的形式被存储在光贮存媒体上。轨道典型地从里向外地读出，但也可以从外向里地读出，正如它已被使用于某些光贮存媒体。
在轨道上的数据本身被再划分成帧，每个帧长度相等，包含相等的信息量。每个帧具有专用的布局，它取决于光贮存媒体的类型(CD、DVD)。这样的帧常常包含用户数据码元本身，但也可包含用于同步的数据、在数据码元之间的归并数据和纠错。
在光贮存媒体本身上的信号是异步的，这意味着在译码过程中，必须从信号中探查出同步、定时信息、奇偶校验数据或其他数据。
由于这样的贮存媒体的这个性质，可以容易地制作拷贝。为了克服这种情形，存在有各种不同的复制保护方案，试图藉助于被存储在各个贮存媒体本身上的密钥或密码阻止未授权的访问。而且，存在有保护光盘方法，藉助于在复制过程期间得到修复的、存储的无效信息，以使得应用程序可根据这个无效信息存在与否，确定它是按原型还是按拷贝来存储的。
而且，US 6,005,839描述一种光记录载体，具体地，DVD，的复制保护方案，按照该方案，通过在光记录载体的某些区域或区的不同于规则位置的不规则位置上插入同步图案，或通过在规则位置上插入不同于标准同步图案的同步图案，从而禁止直接或转储复制。为了保证这样的记录载体的不受干扰的重现，由误导引的同步图案创建的重现区域根据被记录在记录载体上，优选地在内容表(TOC)区域中的位置指定信息(指定重现阻碍区域)进行跳跃，从而被跳过。
而且，按照WO 01/78074，其内容在此引入本说明，使读出设备混淆的、附加地生成的数据被写入到记录载体的至少一个特定的部分，例如，序列的开始，这样，可访问不同格式的记录载体的通用读出设备，例如，访问所述记录载体的CD-ROM，判断所述记录载体是不可访问的，即，按照该教导的记录载体包括具有这样附加生成的数据的至少一个特定的部分。
由此，按照该教导，使读出设备混淆的、这样的附加生成的数据被插入到这样的区域，这样的区域对于被指定用于这种类型的记录载体的读出设备，例如用于音频CD的通常的音频CD播放器是不能访问的，但总是由通用读出设备，例如CD-ROM读出设备可访问的，这样，这些读出设备将中断读出或访问记录载体。
然而，由于这样的记录载体对于例如CD-ROM读出设备通常是不可访问的事实，想要在他们的计算机上也使用这些记录载体的用户是不满意的。
US 5,699,434，其内容在此引入本说明以供参考，公开了一种禁止复制数字数据的方法，按照该方法，码元序列被加到原始的数据上，其中码元序列被选择来编码成具有大的累计“数字和”方差(DSV)的信道比特。码元序列然后通过生成不具有大的累计“数字和”方差的专门的信道比特的专门编码器进行编码，这样将不发生重放问题。然而，在包括用于复制或进一步记录(即重新编码)的增加的码元序列的访问的数据的正常编码的情形下，将多半生成具有大的累计“数字和”方差的信道比特。生成的“数字和”值可被使用来编码附加数据，例如用它们的正负号，这样，其他编码器将把相同的原始的数据编码成信道比特，它们不包括可被使用来解密、去扰或其他修正原始的数据的、这个附加数据。而且，据说其他编码器也可以把同一个原始的数据编码成不能恢复的信道比特，然而，按照这个复制保护方法，专门的编码器总是必须适合于编码所选择的码元序列，该序列正常地编码成具有超过预定极限值的累计“数字和”方差的信道比特，而且该序列非最佳地编码成具有不超过该预定极限值的累计“数字和”方差的信道比特。由于需要专门的设计，这样的编码会成为很花费的。
所以，构成本发明基础的目的是提供对于存储作为异步信号的数字数据的记录载体的另一个复制保护系统。
按照本发明的、产生用于数字数据的复制保护记录载体的方法在独立权利要求1中规定。它的优选实施例在依附的权利要求2到11中规定。按照本发明的、产生带有复制保护的记录载体的设备在独立权利要求13中规定，以及按照本发明的、复制保护的记录载体在独立权利要求14中规定。按照本发明的、计算机程序产品在权利要求12中规定。
独立权利要求15和16规定把被存储在按照本发明的、具有复制保护的记录载体上的数字数据复制到可记录的记录载体上的方法，即按照本发明的复制保护系统的规避(evasion)。相应的计算机程序产品在权利要求17中规定，以及权利要求18规定其上存储这样的计算机程序产品的计算机贮存装置。权利要求19和20规定把被存储在按照本发明的、具有复制保护的记录载体上的数字数据复制到可记录的记录载体上的相应的设备。
按照本发明的、产生用于数字数据的复制保护记录载体的方法包括以下步骤-确定至少一个预定的重复比特图案，该预定的重复比特图案编码成具有超过第一预定极限值并低于第二预定极限值的、累计数字和值的信道比特，-用该至少一个预定的重复比特图案来替换要被记录的至少一部分所述数字数据，和/或把该至少一个预定的重复比特图案插入到要被记录的至少一部分数字数据，和-通过控制(mastering)处理，把包括该至少一个替换的和/或插入的部分的所述数字数据传送到所述记录载体上，以使得超过所述第一预定极限值并低于所述第二预定极限值的、所述累计数字和值在所述至少一个替换的和/或插入的部分中达到。
由此，按照本发明，至少一个预定的比特图案被包括在光记录载体的至少一个部分上，它由于数字和值或运行数字和(RDS)超过第一预定的极限值，在其中生成大于接连的跟随的凹坑(pit)或凸起(land)的平均比值的预定的比值，因为在理想情形下数字和值等于零。另一方面，由于第二预定极限值的定义，按照本发明产生的记录载体的可访问性被防护，虽然可以包括可容忍的或可纠正的错误。第一预定极限值应当被选择为使得超过所述第一预定的极限值的数字和值的累计效果和当预定的比特图案的拷贝被记录在可记录的记录载体时由此造成的跟踪伺服扰动的提升，确保拷贝是不可访问的或访问被干扰，以使得例如收听复制的音频CD的音乐内容不再是愉快的。这种提升可以是在可记录的光记录载体的摆动的沟槽的信号与来自因规则的比特图案造成的规则的凹坑/凸起图案的轨道跟随信号之间的干扰的效果。
在音频CD的情形下，预定的比特图案优选地被包括即被插入，或替换其他数字数据，这样-不同的预定的比特图案可被使用于不同的音频信道，-要被替换的、至少一部分数字数据可以相应于数字音频数据的抑制(silence)，-要被替换的、至少一部分数字数据可被安排在作为用于读光束的(可能的)跳跃的目标位置的、记录载体的一部分，-要被替换的、至少一部分数字数据可被安排在数字音频数据的轨道(歌曲)的开始端部分，和/或-要被替换的、至少一部分数字数据可被安排在数字音频数据的轨道(歌曲)的结束端部分。
预定的比特图案是重复的，即，预定的数目的比特重复预定的次数，以使得替换的或插入的部分优选地满足以下要求-足够长，以便适当地干扰访问或导致中断访问，-在音频的情形下生成听不见的或很难听见的信号，进一步优选地，在重复比特图案之前和之后的替换或插入部分内也包括相应于斜坡信号的比特图案，以保证平滑地过滤到相应于插入部分的信号、并从相应于插入部分的信号平滑地过渡，和/或-重复的比特图案的次序在按照分别在红皮书或IEC-908中描述的CIRC编码器交错以后，产生规则的比特图案。
在CD-ROM的情形下，预定的比特图案优选地被包括即被插入或替换其他数字数据，以使得
-要被替换的、至少一部分数字数据可以相应于正常地被0-数据填充的那些区域，-要被替换的、至少一部分数字数据可被安排在作为用于读光束的(可能的)跳跃的目标位置的、记录载体的一部分，-要被替换或插入的、至少一部分数字数据可被安排在记录载体的正常访问期间不被读光束访问的、记录载体的一部分，-要被替换或插入的、至少一部分数字数据可被安排在数据文件或目录记录的结束部分作为虚假数据。
在按照本发明的方法中，所述预定的重复比特图案优选地被选择为使得异常写光束偏离用于可记录的记录载体的记录载体记录设备的写光束的理想位置，该写光束的偏离足够大，以确保写处理被中断或干扰。
替换地或附加地，在按照本发明的方法中，所述预定的重复比特图案优选地被选择为使得异常读光束偏离用来读被记录在可记录的记录载体上的复制保护记录载体的拷贝的、记录载体读出设备的读光束的理想位置，该读光束的偏离足够大，以确保读处理被中断或干扰。
而且，替换地或附加地，在按照本发明的方法中，所述预定的重复比特图案优选地被选择为使得异常写光束偏离用于可记录的记录载体的记录载体记录设备的写光束的理想位置，以及被选择为使得异常读光束偏离用来读被记录在可记录的记录载体上的复制保护记录载体的拷贝的、记录载体读出设备的读光束的理想位置，其中写光束的偏离和读光束的偏离的组合效果足够大，以确保读处理被中断或干扰。
再者，替换地或附加地，在按照本发明的方法中，所述预定的重复比特图案优选地被选择为使得异常读光束偏离用来读复制保护记录载体的记录载体读出设备的读光束的理想位置，该偏离足够小，以确保复制保护记录载体的可读出性。如上所述，可读出性被理解为是指读误差是可容忍的或可纠正的。
再者，替换地或附加地，在按照本发明的方法中，所述预定的重复比特图案优选地被选择为使得归并比特(merge bits)被预先规定，并且由于记录载体的数字数据内容的设计法则，所以这些归并比特不会被记录器的记录电子电路改变。这种情形包括归并比特可以由记录器的记录电子电路从预先规定的归并比特组中进行选择，这些预先规定的归并比特组都满足按照本发明的要求，即，都导致想要的效果，即使记录电子电路选择导致最低的可能的数字和值的那些归并比特。这样的预先规定的归并比特组可以是100,101,001，它们都具有相同的效果，以下的比特的状态被颠倒，但颠倒的位置被改变。由于这个“可变的”位置，数字和值也在某些极限内变化。通常，记录器的记录电子电路选择将导致最低的数字和值的那些归并比特，然而，它们可以根据预定的重复比特图案被选择来满足按照本发明的要求。
再者，替换地或附加地，在按照本发明的方法中，所述预定的重复比特图案优选地被选择为使得相应于数字数据的信号在预定的时间内显示一个确定的正的或负的数字和值。
再者，替换地或附加地，在按照本发明的方法中，在音频情形下，所述预定的重复比特图案优选地被选择为使得达到低的模拟音频DC值。
再者，替换地或附加地，在按照本发明的方法中，在音频情形下，所述预定的重复比特图案优选地被选择为使得达到在所有的音频信道中相等的模拟音频DC值。
再者，替换地或附加地，在按照本发明的方法中，在音频情形下，所述预定的重复比特图案优选地被选择为使得得到相应于数字数据的音频输出信号，该模拟音频输出信号具有不能被人听见或很难听见的频率和/或幅度。
再者，替换地或附加地，在按照本发明的方法中，在音频情形下，优选地在所述预定的重复比特图案之前和之后附加斜坡信号，该斜坡信号保证从在所述预定的重复比特图案之前的数字数据信号内容平滑地过渡到在所述预定的重复比特图案之后的数字数据信号内容。
按照本发明的相应的计算机程序产品包括计算机程序装置，该计算机程序装置适合于当在计算机、数字信号处理器等上被执行时执行如以上规定的方法步骤或其中的一部分。具体地，方法步骤的一部分被理解为是指确定至少一个预定的重复比特图案不必由按照本发明的计算机程序产品来执行，即，预定的重复比特图案可以在计算机程序产品以外被确定，例如通过累试法来确定。当然，预定的重复比特图案也可以由按照本发明的计算机程序产品按照上述的设计法则来确定。
按照本发明的、产生具有复制保护的记录载体的设备包括
-第一单元，用于用至少一个预定的重复比特图案替换要被记录的至少一部分数字数据，和/或把至少一个预定的重复比特图案插入到要被记录的至少一部分数字数据，其中所述重复比特图案编码成具有超过第一预定极限值并低于第二预定极限值的、累计数字和值的信道比特，和-第二单元，用于通过控制处理，把包括该至少一个替换和/或插入部分的所述数字数据传送到产生所述记录载体的记录载体产生单元，以使得在所述至少一个替换和/或插入部分中达到超过第一预定极限值并低于第二预定极限值的、所述累计数字和值。
预定的重复比特图案可以通过按照本发明的方法被生成和/或包括如上所述的特性。
按照本发明的复制保护记录载体包括至少一个部分包括至少一个预定的重复比特图案，该重复比特图案编码成具有超过第一预定极限值并低于第二预定极限值的、累计数字和值的信道比特。
预定的重复比特图案可以通过按照本发明的方法被生成和/或包括如上所述的特性。按照本发明的记录载体优选地是光记录载体，例如CD或DVD。
按照本发明的复制保护系统可以通过去除、替换或重新编码被包括在按照本发明的记录载体上的、按照本发明的预定的重复比特图案，而被克服。为了达到这一点，按照本发明的预定的重复比特图案必须被搜索和处理。
所以，按照本发明的、把被存储在具有复制保护的记录载体上的数字数据复制到可记录的记录载体上的方法包括以下步骤-搜索要被复制到所述可记录的记录载体上的至少一部分数字数据，包括至少一个预定的重复比特图案，该重复比特图案编码成具有超过第一预定极限值并低于第二预定极限值的、累计数字和值的信道比特，以及-用编码成具有低于所述第一预定极限值的累计数字和值的信道比特的比特图案替换所述至少一个部分，或删除所述至少一个部分。
替换地，按照本发明的、把被存储在具有复制保护的记录载体上的数字数据复制到可记录的记录载体上的方法包括以下步骤-搜索要被复制到所述可记录的记录载体上的至少一部分数字数据，包括至少一个预定的重复比特图案，该重复比特图案最佳地编码成具有超过第一预定极限值并低于第二预定极限值的、累计数字和值的信道比特，以及-把所述至少一个部分非最佳地编码成具有低于所述第一预定极限值的累计数字和值的信道比特。
按照本发明的相应的计算机程序产品包括计算机程序装置，适合于当在计算机、数字信号处理器等上被执行时执行如在以上两个段落中规定的方法步骤。
按照本发明的计算机贮存装置包括按照以上段落的计算机程序产品。
而且，按照本发明的、把被存储在具有复制保护的记录载体上的数字数据复制到可记录的记录载体上的设备包括-搜索单元，搜索要被复制到所述可记录的记录载体上的至少一部分数字数据，包括至少一个预定的重复比特图案，该重复比特图案编码成具有超过第一预定极限值并低于第二预定极限值的、累计数字和值的信道比特，以及-替换单元，用编码成具有低于所述第一预定极限值的累计数字和值的信道比特的比特图案替换所述至少一个部分，或删除所述至少一个部分。
替换地，按照本发明的、把被存储在具有复制保护的记录载体上的数字数据复制到可记录的记录载体上的设备包括-搜索单元，搜索要被复制到所述可记录的记录载体上的至少一部分数字数据，包括至少一个预定的重复比特图案，该重复比特图案编码成具有超过第一预定极限值并低于第二预定极限值的、累计数字和值的信道比特，以及-编码单元，把所述至少一个部分非最佳地编码成具有低于所述第一预定极限值的累计数字和值的信道比特。
在本说明中，术语信道比特被使用于满足对于作为异步信号的数字数据的各种约束条件的比特图案，诸如，在记录密度和误码率之间的折衷、最高可允许的过渡频率、自时钟同步、倒相不归零(NRZI)格式，它具有例如用于光盘的游程长度受限(RLL)码，通常是(2，10)-RLL，这是指在已编码的比特图案中的接连的零的数目必须至少是2并且不大于10、对于读信号的低频内容的限制的要求等等。
按照本发明，从读出装置能够正确地读出包括表示超过第一预定的极限值并且必须低于第二预定的极限值的累计数字和值的比特图案的记录载体的结果中得出优点。如果现在确定第一预定的极限值以使得把这个比特图案记录到可记录的记录载体上之后，则上述的跟踪伺服干扰的提升自动地保证复制是不可访问的或访问被干扰，这样，例如收听复制的音频CD的音乐内容不再是愉快的。但是，由于累计数字和值低于所述第二预定的极限值以及没有发生这样的提升，所以，按照本发明的、根据控制处理产生的记录载体，可以被相应的记录载体读出设备访问，但通过记录在相应的可记录的记录载体上而得到的它们的拷贝，不能正确地访问。
被引入到和构成本说明的一部分的附图显示本发明的实施例，以及连同以上给出的本发明的一般说明，和下面给出的实施例的详细说明，用来解释本发明的原理。其中
图1显示包括588信道比特的CD帧，图2显示按照本发明的、一个重复比特图案的两个周期，图3显示按照本发明的、相应于带有和不带有斜坡信号的第一重复比特图案的音频DC值，图4显示按照本发明的、相应于带有和不带有斜坡信号的第二重复比特图案的音频DC值，图5显示阐述按照本发明的、产生音频记录载体的第一种可能性的流程图，图6显示阐述按照本发明的、产生音频记录载体的第二种可能性的流程图，图7显示阐述按照本发明的、产生数字数据记录载体的可能性的流程图，图8显示阐述按照本发明的、复制音频记录载体的第一种可能性的流程图，图9显示阐述按照本发明的、复制音频记录载体的第二种可能性的流程图，图10显示阐述按照本发明的、复制数字数据记录载体的第一种可能性的流程图，
图11显示阐述按照本发明的、复制数字数据记录载体的第二种可能性的流程图，图12显示按照本发明的、带有和不带有预定的重复比特图案的音频记录载体的数据结构，以及图13显示按照本发明的、带有和不带有预定的重复比特图案的数字数据记录载体的数据结构。
以下的说明作为例子显示如何修正音频CD的物理的数据流，以防止把音频CD复制在CD-R上。物理的数据流的格式是在“红皮书”技术说明和IEC 908中规定的。
在CD上的物理的数据流以多种方式被最佳化，以减小错误和保证简单的译码机制。所以，每3到11比特必须是信号的过渡。在数据码元内，这是通过EFM(八到十四调制)被保证的。音频数据被分割成8比特码元，它们通过EFM表被变换成14比特码元。这个表包含14比特数值的256项，它们是包含多于2但少于10个连续的零的比特组合。在14比特码元中每个“1”代表信号的过渡。为了在码元被级联时也保证这个约束条件，有附加的3个归并比特必须随之被选择。在CD上，可以以凹坑和凸起的形式看到这些过渡。每个过渡的长度范围在3和11倍基本长度之间。
音频数据的最后的帧，即，CD原始区，包含以下数据1同步码元 24比特1子代码字节 14比特(EFM编码的)24数据字节 336比特(EFM编码的)8奇偶校验字节 112比特(EFM编码的)34*3归并比特102比特总计588比特这些比特，即满足如上表示的数字记录的各种约束条件的信道比特，以图1所示的方式被组成。一个CD帧的次序为如下24比特的同步图案后面跟随用于归并和低频抑制的3个辅助比特；此后，14比特子代码数据后面跟随用于归并和低频抑制的3个辅助比特；此后，12块的14比特信息数据后面分别跟随用于归并和低频抑制的3个辅助比特。此后，4个块的14比特奇偶校验数据后面分别跟随用于归并和低频抑制的3个辅助比特；以及最后，4个块的14比特奇偶校验数据后面分别跟随用于归并和低频抑制的3个辅助比特。
如上所述，按照本发明，重复比特图案被插入到数据流(它可以是音频样本或数字数据)，或预定的数据，例如，在音频的情形下，相应于抑制的这样的音频样本用预定的比特图案替换，以确保包括所述重复的预定的比特图案的被控制的记录载体的拷贝的读出过程将被中断或干扰。也如上所述，这是通过保证预定的重复比特图案在记录载体上实施生成不均等地分布的凹坑和凸起，即，它显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。这基本上是通过选择用于替换或插入的“音频或数据样本”的数值而达到的，该样本在EFM后产生预定的比特图案，由于为正常地保证凹坑部分和凸起部分没有误匹配的(2，10)-RLL要求，这个预定的比特图案优选地满足仅仅预定的归并比特可被插入在相应于音频样本的比特之间的要求，但按照本发明该预定的比特图案被使用来确保凹坑部分和凸起部分的误匹配。
下面，参照图2到4给出这样的替换或插入的“音频样本值”的两个例子。
作为被插入或替换要被记录的至少一部分数字数据的插入的“音频样本”，即，例如抑制的音频样本，在图2a上显示的第一例子中，使用16进制70和01。组合值7001h(h表示16进制表示法)至少一次重复预定的次数，以使得至少一部分记录载体包括超过第一预定极限值并低于第二预定极限值的、累计数字和值。
数值70h相应于比特图案01110000b(b表示2进制表示法)以及数值01h相应于比特图案00000001b。在EFM后，比特图案01110000b被变换成比特图案10000000100010b以及比特图案00000001b被变换成比特图案10000100000000b。
由于(2，10)-RLL要求，在EFM比特图案10000000100010与EFM比特图案10000100000000之间的三个归并比特(归并比特在图2上是下划线的)只能被选择为000，以及在EFM比特图案10000100000000与EFM比特图案10000000100010之间的三个归并比特只能被选择为100。
这两个重复接连地跟随的音频样本的最终得到的信道比特产生如图2a的底部所表示的比特流，它具有相应于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。
相应于重复比特图案7001h的音频DC值是相对较低的，即，当最大可达到的数值被规定为32768时达到数值368。这个音频DC值被显示于图3，其中图3a显示对于仅仅用预定的重复比特图案7001h插入/替换预定的音频样本而达到的最终的音频DC值，以及图3b显示对于用带有前面的和后面的斜坡信号的预定的重复比特图案7001h插入/替换预定的音频样本而达到的最终的音频DC值，该斜坡信号确保从在插入/替换部分的前面的音频DC值平滑地(没有可听见的)过渡到在插入/替换部分的后面的音频DC值，在本例中音频DC值为零。
作为被插入或替换要被记录的至少一部分数字数据的插入的“音频样本”，即，例如抑制的音频样本，在图2b上显示的第二例子中，使用16进制D9和7A。与第一例子一样，组合值D97Ah至少一次重复预定的次数，以使得至少一部分记录载体包括超过第一预定的极限值并低于第二预定的极限值的、累计数字和值。
数值D9h相应于比特图案11011001b以及数值7Ah相应于比特图案01111010b。在EFM后，比特图案11011001b被变换成比特图案10000000010001b以及比特图案01111010b被变换成比特图案10010000000010b。
由于(2，10)-RLL要求，在EFM比特图案10000000010001与EFM比特图案10010000000010之间的三个归并比特(归并比特在图2上是下划线的)只能被选择为000，以及在EFM比特图案10010000000010与EFM比特图案10000000010001之间的三个归并比特也只能被选择为000。
这两个重复接连地跟随的音频样本的最终得到的信道比特产生如图2b的底部所表示的比特流，它具有相应于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。
相应于重复比特图案D97Ah的音频DC值是相对较高的，即，当最大可达到的数值被规定为32768时达到数值31449。这个音频DC值被显示于图4，其中图4a显示对于仅仅用预定的重复比特图案D97Ah插入/替换预定的音频样本而达到的最终的音频DC值，以及图4b显示对于用带有前面的和后面的斜坡信号的预定的重复比特图案D97Ah插入/替换预定的音频样本而达到的最终的音频DC值，该斜坡信号确保从插入/替换部分的前面的音频DC值平滑地(没有可听见的)过渡到插入/替换部分的后面的音频DC值，在本例中音频DC值为零。
当然，满足编码成具有超过第一预定极限值并低于第二预定极限值的、累计数字和值的信道比特的总的要求的音频样本值或数字数据样本值的许多其他组合是可能的。
图5显示阐述按照本发明的、产生音频记录载体的第一种可能性的流程图。在第一步骤S1，例如从存储想要的音频内容和子代码数据的数据库中读出要被记录的源数据和子代码。此后，在第二步骤S2，定位其中按照本发明的复制保护图案应当被插入到源数据，即音频数据中的位置，例如在音乐轨道之前和/或之后，和/或在暂停部分。在位置定位后，在第三步骤S3，选择和生成复制保护图案，在其中它们也被插入或加到源数据的选择的位置上。在下一个第四步骤S4，子代码随之得到修正，例如，开始时间信息被适配。而且，在以下的第五步骤S5，修正的源数据(包括复制保护图案)和修正的子代码被发送到控制机器的信号馈送器。最后，在第六步骤S6，执行产生压模所必须的所有的步骤，以及在第七步骤S7，从压模产生光盘。
图6显示阐述按照本发明的、产生音频记录载体的第二种可能性的流程图。在第一步骤S8，读出要被记录的源数据和子代码(类似于图5所示的第一可能性的第一步骤S1)。此后，在第二步骤S9，定位其中按照本发明的复制保护图案应当被插入到源数据中的位置(类似于图5所示的第一可能性的第二步骤S2)。在位置定位后，在第三步骤S10，生成用于控制机器的信号馈送器的修正表。修正表包括复制保护图案的位置以及这些图案本身。而且，如果必要的话，也包括子代码修正。最后，在第四步骤S11，执行产生压模所必须的所有的步骤，以及在第五步骤S12，从压模产生光盘(类似于图5所示的第一可能性的第六步骤S6和第七步骤S7)。
图7显示阐述按照本发明的、产生数字数据记录载体的可能性的流程图。在第一步骤S14，例如从存储想要的数字数据内容的数据库中读出要被记录的源数据和子代码(类似于图5所示的第一可能性的第一步骤S1)。此后，在第二步骤S15，定位其中按照本发明的复制保护图案应当被插入到源数据中的位置和/或文件。在位置和/或文件定位后，在第三步骤S16，选择和生成复制保护图案，在其中它们也被插入或加到源数据的选择的位置和/或选择的文件上。在下一个第四步骤S17，包括最终修正的文件的源数据被重新格式化。在下一个第五步骤S18，子代码随之得到修正，例如，开始时间信息被调整。而且，在以下的第六步骤S19，修正的源数据(包括复制保护图案)和修正的子代码被发送到控制机器的信号馈送器。最后，在第七步骤S20，执行产生压模所必须的所有的步骤，以及在第八步骤S21，从压模产生光盘(第五到第八步骤S18到S21类似于图5所示的、产生光的音频记录载体的第一可能性的第四到第七步骤S4到S7)。
图8显示阐述按照本发明的、复制音频记录载体的第一种可能性的流程图。在第一步骤S22，例如从原始的音频记录载体或存储原始的音频记录载体的内容的数据库中读出要被复制的源数据和子代码。此后，在第二步骤S23，搜索按照本发明的复制保护图案。在搜索复制保护图案后，在第三步骤S24，这些图案被其他图案代替或被删除。在下一个第四步骤S25，如果必要的话，子代码得到修正，例如，开始时间信息被调整。而且，在以下的第五步骤S26，修正的源数据和最终修正的子代码被发送到例如PC的光记录系统。最后，在第六步骤S27，由光记录系统记录光盘。
图9显示阐述按照本发明的、复制音频记录载体的第二种可能性的流程图。在第一步骤S28，例如从原始的音频记录载体或存储原始的音频记录载体的内容的数据库中读出要被复制的源数据和子代码。此后，在第二步骤S29，搜索按照本发明的复制保护图案。在搜索复制保护图案后，在第三步骤S30，这些图案被其他图案代替或被删除。在下一个第四步骤S31，如果必要的话，子代码得到修正，例如，开始时间信息被调整(第一到第四步骤S28到S31类似于图8所示的、复制光的音频记录载体的第一可能性的第一到第四步骤S22到S25)。而且，在以下的第五步骤S32，修正的源数据(不包括复制保护图案)和最终修正的子代码被发送到控制机器的信号馈送器。最后，在第六步骤S33，执行产生压模所必须的所有的步骤，以及在第七步骤S34，从压模产生光盘。
图10显示阐述按照本发明的、复制数字数据记录载体的第一种可能性的流程图。在第一步骤S35，例如从原始的数字数据记录载体或存储原始的数据记录载体的数字数据内容的数据库中读出要被复制的源数据和子代码。此后，在第二步骤S36，搜索按照本发明的复制保护图案。在搜索复制保护图案后，在第三步骤S37，这些图案被其他图案代替或被删除(第一到第三步骤S35到S37基本上类似于图8所示的、复制光的音频记录载体的第一可能性的第一到第三步骤S22到S24)。在下一个第四步骤S38，包括最终改变的文件的源数据被重新格式化，如果必要的话。在下一个第五步骤S39，如果必要的话，子代码得到修正，例如，开始时间信息被调整。而且，在以下的第六步骤S40，修正的源数据和最终修正的子代码被发送到例如PC的光记录系统。最后，在第七步骤S41，由光记录系统记录光盘(第五到第七步骤S39到S41基本上类似于图8所示的、复制光的音频记录载体的第一可能性的第四到第六步骤S25到S27)。
图11显示阐述按照本发明的、复制数字数据记录载体的第二种可能性的流程图。在第一步骤S42，例如从原始的数字数据记录载体或存储原始的数字数据记录载体的内容的数据库中读出要被复制的源数据和子代码。此后，在第二步骤S43，搜索按照本发明的复制保护图案。在搜索复制保护图案后，在第三步骤S43，这些图案被其他图案代替或被删除(第一到第三步骤S42到S44基本上类似于图8所示的、复制光的音频记录载体的第二可能性的第一到第三步骤S28到S30)。在下一个第四步骤S45，包括最终改变的文件的源数据被重新格式化，如果必要的话。在下一个第五步骤S46，如果必要的话，子代码得到修正，例如，开始时间信息被调整。而且，在以下的第六步骤S47，修正的源数据(不包括复制保护图案)和最终修正的子代码被发送到控制机器的信号馈送器。最后，在第七步骤S48，执行产生压模所必须的所有的步骤，以及在第八步骤S49，从压模产生光盘(第五到第八步骤S46到S49基本上类似于图9所示的、复制光的音频记录载体的第二可能性的第四到第七步骤S31到S34)。
为了阐述未保护的记录载体与按照本发明保护的记录载体的差别，“原始的布局”，即未保护的记录载体的布局，和“改变的布局”，即按照本发明保护的记录载体的布局的一个可能性被显示于图12和13。图12显示按照本发明的、带有和不带有预定的重复比特图案的音频记录载体的数据结构，以及图13显示按照本发明的、带有和不带有预定的重复比特图案的数字数据记录载体的数据结构。各个图a显示各个“原始的布局”和各个图b显示各个“改变的布局”。
图12a显示具有第一引入区Lead-In 1，第一到第四音频轨道Audio Track 1到4，和第一引出区Lead-Out 1的音频CD的原始的布局。在头三个音频轨道Audio Track 1到3之前，安排第一到第三暂停区P1到P3的各个暂停区。图12显示每个轨道的轨道号TrackNo.、每个区的索引号Index、相对时间，即，每个轨道的时间、和绝对时间，即，光盘的总的时间。
第一引入区Lead-In 1具有轨道号00以及没有索引号。在第一音频轨道Audio Track 1之前的以下的第一暂停区P1具有轨道号01和索引号00。第一音频轨道Audio Track 1具有轨道号01和索引号01。在第二音频轨道Audio Track 2之前的以下的第二暂停区P2具有轨道号02和索引号00。第二音频轨道Audio Track 2具有轨道号02和索引号01。在第三音频轨道Audio Track 3之前的以下的第三暂停区P3具有轨道号03和索引号00。第三音频轨道Audio Track 3具有轨道号03和索引号01。以下的第四音频轨道Audio Track 4具有轨道号04和索引号01。以下的第一引出区Lead-Out 1具有轨道号AA以及索引号01。四个音频轨道Audio Track 1到4和第一引出区Lead-Out 1具有各个相对时间R-Time，它从零升计数到相应于各个区长度的实际时间。三个暂停区P1到P3具有各个相对时间R-Time，它从相应于各个区长度的实际时间降计数到零。光盘的绝对时间A-Time从第一暂停区P1的开始点升计数到相应于第一引出区Lead-Out 1的结束点的实际时间。
图12b显示按照本发明的一个示例性实施例的音频CD的改变的布局，它包括第一到第七区1到7，包括按照本发明的预定的重复比特图案，被附加到具有第一引入区Lead-In 1、四个音频轨道Audio Track1到4、三个暂停区P1到P3、和第一引出区Lead-Out 1的、图12a所示的原始的布局上。
第一、第四、和第六区1，4，6分别被安排在(或直接在之后)从00改变到01的各个索引号。在轨道被直接选择的情形下，播放器把它的读光束定位在这个各个位置上。按照本发明的预定的重复比特图案在这样区域中是非常有效的，因为当在可记录的记录载体上应当执行这样的直接定位时，许多播放器通常需要长时间启动重放或中断。
第二、第五、和第七区2，5，7分别被安排在轨道的末端(区2在第一轨道Audio Track 1的末端，区5在第二轨道Audio Track 2的末端，以及区7在第四轨道Audio Track 4的末端)。它们增强按照本发明的复制保护方案的效率，具体地，如果它们拖延按照本发明的预定的重复比特图案的总的持续时间，即，它们被直接安排在包括按照本发明的预定的重复比特图案的另一个区之前或之后。
第三区3被安排在整个第二暂停区P2之上，由此通过“连接”第二和第四区2和4，拖延按照本发明的预定的重复比特图案的总的时间。CD播放器对于长的未中断的区或包括按照本发明的预定的重复比特图案的未中断的区连接，比起对于短的显示出更多的问题。
包括按照本发明的、预定的重复比特图案的区，当被安排在音频数据之前或之后时，被附加地插入到音频数据以及代替暂停音频数据，即，第一、第二、和第四到第七区1，2，和4到7被附加地插入以及第三区3代替暂停音频数据。
在本例中，所有的暂停P1、P2和P3每个具有2秒的长度，以及所有的轨道Audio Track 1，Audio Track 2，Audio Track 3，和Audio Track 4，每个具有1分30秒的长度。第一、第二、第四、第五、第六和第七区1，2，4，5，6，和7每个具有1秒的长度，第三区3具有相应于第二暂停P2的长度的长度。所以，在音频光盘的内容表TOC中显示的(除了其他信息以外)轨道的开始时间必须如下地改变音频光盘的原始的TOC轨道开始时间轨道A-Time0100:02:000201:34:000303:06:000404:36:00AA06:36:00音频光盘的修正的TOC轨道开始时间轨道A-Time0100:02:000201:36:000303:10:000404:41:00AA06:12:00图13a显示具有第二引入区Lead-In 2，数据轨道Data Track 1，和第二引出区Lead-Out 2的数据光盘的原始的布局。在数据轨道DataTrack 1之前，安排前间隙区P以及在数据轨道Data Track 1之后，安排后间隙区PG。图13显示每个轨道的轨道号Track No.、每个区的索引号Index、相对时间，即，每个轨道的时间、和绝对时间，即，光盘的总的时间。
第二引入区Lead-In 2具有轨道号00以及没有索引号。在数据轨道Data Track 1之前的以下的前间隙区P具有轨道号01和索引号01。数据轨道Data Track 1具有轨道号01和索引号01。以下的后间隙区PG没有各自的轨道和索引号。以下的第二引出区Lead-Out 2具有轨道号AA以及索引号01。包括以下的后间隙区PG的数据轨道Data Track1和第二引出区Lead-Out 2具有各自的相对时间R-Time，它是从零起升计数到相应于各个区长度的实际时间。前间隙区P具有相对时间R-Time，它在访问期间内从相应于各个区长度的实际时间起降计数到零。光盘绝对时间A-Time从前间隙区的开始点起升计数到相应于第二引出区Lead-Out 2的末端的实际时间。
图13b显示按照本发明的一个示例性实施例的数据CD的改变的布局，它包括第八到第十一区8到11，包括按照本发明的预定的重复比特图案，被附加到具有第二引入区Lead-In 2、数据轨道Data Track1、前间隙区P、后间隙区PG、和第二引出区Lead-Out 2的、图13a所示的原始的布局上。
第八区8被安排在(或直接在之后)从00改变到01的各个索引号。当光盘被插入到播放器中并从该光盘检索数据，播放器把它的读光束定位在这个各个位置上。如上所述，按照本发明的预定的重复比特图案在这样的区域中是非常有效的，因为在使用可记录的记录载体时，许多播放器(在CD-ROM情况下，为阅读器)通常需要长时间启动重放或拒绝读出该光盘。
第九和第十区9和10分别被安排在数据轨道内。按照本发明的预定的重复比特图案可以作为“虚假数据”被插入在文件的末端，作为用户数据的附加，或可以作为“虚假文件”被存储，它不存储任何用户数据，而只存储按照本发明的预定的重复比特图案。
第十一区11被安排在数据轨道的末端。它增强按照本发明的复制保护方案的效率。
包括按照本发明的、预定的重复比特图案的区可以代替现有的数据(例如，00数据)或被附加地插入到原始的数据，例如，当“虚假文件”被加到数据结构内或“虚假数据”被安排在数据轨道的末端。
在本例中，前间隙区P具有2秒的长度，以及包括后间隙区PG的数据轨道Data Track 1具有15分00秒的长度。所以，在第八区8代替00数据，以及第九到第十一区9到11，每个具有1秒的长度，在数据光盘的内容表TOC中显示的(除了其他信息以外)轨道的开始时间必须如下地改变数据光盘的原始的TOC轨道开始时间轨道A-Time0100:02:00AA15:02:00数据光盘的修正的TOC轨道开始时间轨道A-Time0100:02:00AA15:05:00当然，按照本发明的修正的音频和数据光盘的轨道结构满足红皮书、黄皮书或IEC-908的要求，在这些标准中，进一步说明不同的使用的术语，诸如暂停、前间隙、后间隙、轨道、索引、A-Time、A-Time、和TOC。
按照本发明，如其他复制保护方法一样，如在以上参考的WO01/78074中显示的两种混淆译码方法，即，时钟再生的混淆和同步与定时的混淆，也可被使用来连同按照本发明的复制保护方案一起用于复制阻止。而且，如在以上参考的WO 01/78074中显示的递归会话指针的安排可以单独地或与所述混淆译码相组合地，连同按照本发明的复制保护方案一起被使用。然而，在这样的情形下，通用读出设备(如CD-ROM阅读器)可以访问复制保护的记录载体的本发明的优点可能丢失。
类似于以上对于CD阐述的修正可以对于DVD作出，它使用类似的信号布局和用于译码过程。
权利要求
1.产生用于数字数据的复制保护记录载体的方法，其特征在于，-确定至少一个预定的重复比特图案，该预定的重复比特图案编码成具有超过第一预定极限值并低于第二预定极限值的、累计数字和值的信道比特，-用该至少一个预定的重复比特图案来替换要被记录的至少一部分所述数字数据，和/或把该至少一个预定的重复比特图案插入到要被记录的至少一部分所述数字数据，和-通过控制处理，把包括该至少一个替换的和/或插入的部分的所述数字数据传送到所述记录载体上，以使得超过所述第一预定极限值并低于所述第二预定极限值的所述累计数字和值在所述至少一个替换的和/或插入的部分中达到。
2.按照权利要求1的方法，其特征在于，所述预定的重复比特图案被选择为使得异常写光束偏离用于可记录的记录载体的记录载体记录设备的写光束的理想位置，该写光束的偏离足够大，以确保写处理被中断或干扰。
3.按照权利要求1或2的方法，其特征在于，所述预定的重复比特图案被选择为使得异常读光束偏离用来读被记录在可记录的记录载体上的复制保护记录载体的拷贝的、记录载体读出设备的读光束的理想位置，该读光束的偏离足够大，以确保读处理被中断或干扰。
4.按照以上权利要求的任一项的方法，其特征在于，所述预定的重复比特图案被选择为使得异常写光束偏离用于可记录的记录载体的记录载体记录设备的写光束的理想位置，以及被选择为使得异常读光束偏离用来读被记录在可记录的记录载体上的复制保护记录载体的拷贝的、记录载体读出设备的读光束的理想位置，其中该写光束的偏离和该读光束的偏离的组合效果足够大，以确保读处理被中断或干扰。
5.按照以上权利要求的任一项的方法，其特征在于，所述预定的重复比特图案被选择为使得异常读光束偏离用来读复制保护记录载体的记录载体读出设备的读光束的理想位置，该偏离足够小，以确保复制保护记录载体的可读出性。
6.按照以上权利要求的任一项的方法，其特征在于，所述预定的重复比特图案被选择为使得归并比特被预先规定，并且由于记录载体的数字数据内容的设计法则，所以这些归并比特不会被记录器的记录电子电路改变。
7.按照以上权利要求的任一项的方法，其特征在于，所述预定的重复比特图案被选择为使得相应于数字数据的信号在预定的时间内显示一个确定的正的或负的数字和值。
8.按照以上权利要求的任一项的方法，其特征在于，在音频情形下，所述预定的重复比特图案优选地被选择为使得达到低的模拟音频DC值。
9.按照以上权利要求的任一项的方法，其特征在于，在音频情形下，所述预定的重复比特图案优选地被选择为使得达到在所有的音频信道中相等的模拟音频DC值。
10.按照以上权利要求的任一项的方法，其特征在于，在音频情形下，所述预定的重复比特图案优选地被选择为使得得到相应于数字数据的音频输出信号，该模拟音频输出信号具有不能被人听见或很难听见的频率和/或幅度。
11.按照以上权利要求的任一项的方法，其特征在于，在音频情形下，在所述预定的重复比特图案之前和之后添加斜坡信号，该斜坡信号保证从在所述预定的重复比特图案之前的数字数据信号内容平滑地过渡到在所述预定的重复比特图案之后的数字数据信号的内容。
12.计算机程序产品，包括计算机程序装置，该计算机程序装置适合于当在计算机、数字信号处理器等上被执行时执行如在权利要求1到11的任一项中规定的方法步骤或其中的一部分。
13.产生具有复制保护的记录载体的设备，其特征在于-第一单元，用于以至少一个预定的重复比特图案来替换要被记录的至少一部分数字数据，和/或把至少一个预定的重复比特图案插入到要被记录的至少一部分数字数据，其中所述重复比特图案编码成具有超过第一预定极限值并低于第二预定极限值的、累计数字和值的信道比特，和-第二单元，用于通过控制处理，把包括该至少一个替换的和/或插入的部分的所述数字数据传送到产生所述记录载体的记录载体产生单元，以使得在所述至少一个替换的和/或插入的部分中达到超过第一预定极限值并低于第二预定极限值的、所述累计数字和值。
14.复制保护的记录载体，其特征在于，至少一个部分包括至少一个预定的重复比特图案，该重复比特图案编码成具有超过第一预定极限值并低于第二预定极限值的、累计数字和值的信道比特。
15.把被存储在具有复制保护的记录载体上的数字数据复制到可记录的记录载体上的方法，其特征在于-搜索要被复制到所述可记录的记录载体上的至少一部分数字数据，其包括至少一个预定的重复比特图案，该重复比特图案编码成具有超过第一预定极限值并低于第二预定极限值的、累计数字和值的信道比特，以及-用编码成具有低于所述第一预定极限值的累计数字和值的信道比特的比特图案来替换所述至少一个部分，或删除所述至少一个部分。
16.把被存储在具有复制保护的记录载体上的数字数据复制到可记录的记录载体上的方法，其特征在于-搜索要被复制到所述可记录的记录载体上的至少一部分数字数据，其包括至少一个预定的重复比特图案，该重复比特图案最佳地编码成具有超过第一预定极限值并低于第二预定极限值的、累计数字和值的信道比特，以及-把所述至少一个部分非最佳地编码成具有低于所述第一预定极限值的累计数字和值的信道比特。
17.计算机程序产品，包括适合于当在计算机、数字信号处理器等上被执行时执行如在权利要求15或16中规定的方法步骤的计算机程序装置。
18.计算机贮存装置，包括按照权利要求17的计算机程序产品。
19.把被存储在具有复制保护的记录载体上的数字数据复制到可记录的记录载体上的设备，其特征在于-搜索单元，搜索要被复制到所述可记录的记录载体上的至少一部分数字数据，其包括至少一个预定的重复比特图案，该重复比特图案编码成具有超过第一预定极限值并低于第二预定极限值的、累计数字和值的信道比特，以及-替换单元，用于以编码成具有低于所述第一预定极限值的累计数字和值的信道比特的比特图案来替换所述至少一个部分，或删除所述至少一个部分。
20.把被存储在具有复制保护的记录载体上的数字数据复制到可记录的记录载体上的设备，其特征在于-搜索单元，用于搜索要被复制到所述可记录的记录载体上的至少一部分数字数据，其包括至少一个预定的重复比特图案，该重复比特图案最佳地编码成具有超过第一预定极限值并低于第二预定极限值的、累计数字和值的信道比特，以及-编码单元，用于把所述至少一个部分非最佳地编码成具有低于所述第一预定极限值的累计数字和值的信道比特。
全文摘要
描述了用于数字数据的记录载体的复制保护的系统，按照该系统，编码成具有超过第一预定极限值并低于第二预定极限值的、累计数字和值的信道比特的至少一个预定的重复比特图案通过控制处理被确定和被记录在所述记录载体上，以使得在所述至少一个替换和/或插入的部分中得到超过所述第一预定极限值并低于所述第二预定极限值的所述累计数字和值。
文档编号G11B20/10GK1647192SQ03808680
公开日2005年7月27日 申请日期2003年4月4日 优先权日2002年4月17日
发明者G·赖特 申请人:索尼达德克奥地利股份公司