专利名称：音频信号记录装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及在记录媒体上记录音频信号的装置，该音频信号由左声道及右声道组成，该装置具有分别接受左声道和右声道的第一和第二输入端，所述的第一和第二输入端分别耦合到记录单元的第一和第二输入端，记录单元把送到其输入端的信号记录到记录媒体上。
本发明还涉及记录媒体，音频信号就利用依据本发明的装置被记录在该媒体上。
在开始段落中所定义的那种类型的装置是熟知的磁带录音机形式，例如RDAT(旋转磁头数字磁带录音机)或SDAT(静止磁头数字磁带录音机)。在这两种录音机中，音频信号被数字化之后记录在磁带上。为此目的，RDAT采用旋转磁头，音频信号以相邻磁道记录在记录媒体上，这些磁道相对于记录媒体的纵向是倾斜的。在SDAT中，已数字化并被编码的音频信号分配给多个静止磁头，并以相同数量的磁道记录在记录媒体上，这些磁道在记录媒体的纵向方向上延伸。
上述两个系统的全面阐述可参考J.Watkinson所著《数字音频技术》一书，Focal出版社，伦敦，1988年。
这种系统至今未被市场接受的原因之一是复制问题未被许可。由于这个原因，预录制的记录媒体的供应厂商不愿意提供这样的记录媒体供所述系统使用。
数字式复制，即不必先进行D/A转换，然后再进行A/D转换，而是直接对数字化并编码的音频信号进行复制，在所述系统中几乎不引起质量的下降。因此，面临的是数字式复制将假设是大量的，这导致专利权税的很大损失。
在过去，已经提出许多方案来禁止数字式复制。这些方案都基于在记录媒体上记录时，在数字数据流的子码中插入防复制码。
一旦检测到子码中的防复制码，复制就被禁止了。这种方法的优点是由于防复制码没有插入音频信号本身内，所以对音频信号没有干扰。
用这样的方法预防不了经模拟途径来复制预录制的记录媒体，即要复制的音频信号首先在复制装置中被D/A转换，然后以模拟形式送到模拟记录装置，在这儿，它再被数字化然后记录。
由于利用上述两个系统复制预复制的记录媒体的(模拟)方法都不会引起质量上的很大降低，因此，面临的也是，模拟复制将大规模地使用。
禁止用模拟法复制的方案在过去已提出过。例如，CBS(哥伦比亚广播系统)的一个方案是在把信号记录于记录媒体上之前，通过非常窄带的带阻滤波器来馈送音频信号。如果在记录音频信号时，在相关的频率范围内没有检测到信号内容，则该信号显然与防复制信息有关，于是中断记录或干扰要记录的音频信号。
这种方法的缺点在于由于通过带阻滤波器馈送信号，所以，使音频信号发生失真，此失真有时是可听的，令人十分烦恼。
本发明的目的就是提出一些步骤，使得用模拟方法非法复制(预录制的)记录媒体能被禁止或发出通知。
为此，本发明装置的特征在于第一和第二输入端分别耦合到第一和第二滤波器件的输入端，这两个滤波器件用来分别从左、右声道提取第一和第二低频信号分量并把第一和第二低频信号分量送到一个输出端;第一滤波器件的输出端耦合到第一信号处理单元的输入端，第二滤波器件的输出端耦合到第二信号处理单元的输入端;第一和第二信号处理单元的输出端分别耦合到记录单元的第一和第二输入端;第一信号处理单元用来把第一辅助信号加到该处理单元输入端的信号上并把经这样处理过的信号送到其输出端;第二信号处理单元用来把第二辅助信号加到该处理单元输入端的信号上并把经这样处理过的信号送到其输出端;第一和第二辅助信号以这样的方式选择在经过以立体声结构配置的两个扬声器单元来重放包括加在其上的第一和第二辅助信号的音频信号时，听众基本上听不见辅助信号。
本装置打算用于生产具有防复制码的预录制盒式带。这种装置一般将使用在软件工业中。为此，在开头章节中所定义那种型式的另一装置的特征在于第一和第二输入端分别耦合到第一和第二滤波器件的输入端;第一和第二滤波器件用来分别从左、右声道提取第一和第二低频信号分量，并且把第一和第二低频信号分量送到一个输出端;两个滤波器件中的至少一个的输出端耦合到检测器单元的一个输入端;检测器单元构造成检测两个信号通道中的至少一个信号通道的低频信号分量中的辅助信号的存在，并且用来当检测到辅助信号时产生一个控制信号并把这个控制信号送到其输出端;该检测器单元的输出端耦合到记录单元的控制信号的输入端;记录单元用来在控制信号存在时禁止记录，并在控制信号不存在时记录音频信号。
本装置打算禁止复制防复制受保护的音频信号，或使这种信号在记录之前严重失真。这些装置特别是将被使用在消费装置中。
本发明基于承认这样的事实利用插入到音频信号中的防复制码能够防止模拟复制，而且这种保护码对音频信号没有有害影响。为此，第一和第二辅助信号分别插在音频信号的左、右声道的低频信号分量中。该低频信号分量最好是频率范围低于150-200HZ的音频信号，在此频率范围内，音频信号几乎不含立体声信息并且音频信号是冗余的。这使第一和第二辅助信号能够以这样的方式插入尽管辅助信号存在于音频信号中，但是在重放时听不见。
假如借助于打算用在消费市场上的装置来记录这样受保护的音频信号的话，有可能在这种装置中检测辅助信号是否已加在音频信号上。如果已经加上了，则停止记录或使要记录的音频信号失真。检测一个辅助信号或利用两个辅助信号都存在能够进行辅助信号的检测。
开头章节中所定义型式的第三个装置的特征在于第一和第二输入端分别耦合到第一和第二滤波器件的输入端;第一和第二滤波器件分别用来从左、右声道提取第一和第二低频信号分量，并且把第一和第二低频信号分量送到一个输出端;两个滤波器件中的至少一个滤波器件的输出端耦合到检测器单元的一个输入端;检测器单元用来检测两个声道中的至少一个声道的低频信号分量中的辅助信号的存在，并且用来在检测到辅助信号时产生一控制信号并把该控制信号送到一个输出端;检测器单元的这个输出端耦合到信号发送单元;信号发送单元用于指示在控制信号存在时，所要记录的音频信号是带有辅助信号的音频信号。此装置也能使用在消费装置中，此装置并不能禁止防复制的信息被复制，而仅能用来检测并发出信号相关信息受到保护，不该去复制。
打算用于消费市场的本装置的特征还在于第一滤波器件的输出端耦合至第一信号处理单元的一个输入端，第二滤波器件的输出端耦合到第二信号处理单元的一个输入端;第一和第二信号处理单元的输出端耦合到记录单元的第一和第二输入端;第一信号处理单元用于把第一辅助信号加到送到其输入端的信号上，并且把经这样处理过的信号送到其输入端;第二信号处理单元用于把第二辅助信号加到送到其输入端的信号上，并且把经这样处理过的信号送到其输出端;此器件用于在没有控制信号的情况下可选择地把第一和第二辅助信号加到送到其输入端的音频信号上，并且把经这样处理过的或未处理的音频信号送到记录单元的输入端;第一和第二辅助信号以这样的方式选择在经过以立体声结构配置的两个扬声器单元来重放包括加在其上的第一和第二辅助信号的音频信号时，听众基本上听不见所述的辅助信号。
这样，消费者能在盒式带上做自己的记录，如果需要的话它能受到保护、防止复制。第一和第二辅助信号能够分别直接加到左和右声道的低频信号分量中。与这样方式不同，打算用于消费市场的装置其特征在于第一滤波器件的输出端耦合到第一信号处理单元的输入端，第二滤波器件的输出端耦合到第二信号处理单元的输入端;第一和第二信号处理单元的输出端耦合到记录单元的第一和第二输入端;第一信号处理单元用于把第一辅助信号加到送到其输入端的信号上，并且把经这样处理过的信号送到其输入端;第二信号处理单元用于把第二辅助信号加到送到其输入端的信号上，并且把经这样处理过的信号送到其输出端;此器件用于在没有控制信号情况下，把第一和第二辅助信号加到送到其输入端的音频信号上，并且把经这样处理过的音频信号送到记录单元的输入端;第一和第二辅助信号以这样的方式选择在经过以立体声结构配置的两个扬声器单元来重放包括加在其上的第一和第二辅助信号的音频信号时，听众基本上听不见所述辅助信号。在这种情况下，没有选择的余地，而是在所有情况下都把辅助信号加到要记录的、但还不包括辅助信号的音频信号上。这提供了一解决办法使原始记录(不带辅助信号的)或预录制磁带(应该不带辅助信号)能够被复制并防止复制带再被复制。
而且，至今所阐述的所有装置的特征还在于第一和第二滤波器件的输出端耦合到信号组合单元的第一和第二输入端，组合单元具有一个耦合到两个信号处理单元输入端上的输出端。在这种情况下，使左、右声道的低频信号分量实际上互相相等。现在，在两个声道中都产生了低于50至200HZ的低频范围单音信号。接着把第一和第二辅助信号加到这两个单音信号上。这种方法的优点是能更简单、更可靠地检测消费装置中的防复制码。
辅助信号能以各种方法加到音频信号上，例如，在第一个实施例中，第一信号处理单元用来以每次两个连续时间间隔T1和T2为周期，分别以(1+a)和(1-a)的值放大送到其输入端的信号;第二信号处理单元用来以同样的时间间隔T1和T2为周期，分别以基本上等于(1-a)和(1-a)的值放大送到其输入端的信号，a是小于1的恒定值。在第二个实施例中，第一信号处理单元用来以每次两个连续时间间隔T1和T2为周期，分别以(1+a)和(1-a)的值放大送到其输入端的信号，第二信号处理单元以同样的时间间隔T1和T2为周期，分别以基本上等于(1-a)和(1+a)的值放大送到其输入端的信号，a是小于1的恒定值。而且，各信号处理单元可以进一步用来以每次两个连续时间间隔T1和T2为周期把辅助信号加、然后不加到送到其输出端的信号上。在所有这些情况下都应用了关于听觉特性的知识。已发现，可以把附加信息加到音频信号上，并使听众感觉不到这种附加信息。
本装置的特征还在于第一输入端还耦合到第三滤波器件上，第二输入端还耦合到第四滤波器件上;第三和第四滤波器件用来分别从左、右声道提取第二较高频信号分量;第三和第四滤波器件的一个输出端分别耦合到记录单元的第三和第四输入端，以便在记录媒体上记录左、右声道的较高频率的信号分量。
本实施例适当地采用了一个子带编码的编码器，正如特别是本申请人在欧洲专利申请书289080(PHN12，108)中所描述的。在分析滤波装置中的数字滤波器，无论怎样出现在子带编码器中，在各子带信号分量之间都能产生强烈的隔离。因此，不需要附加滤波器。
现将借助实例，参考附图更详细地描述本发明的各实施例。附图中
图1示出用来制作防复制记录媒体的装置的第一个实施例;
图2示出图1所示装置中信号处理单元的第一实施例;
图3示出其第二实施例;
图4示出其第三实施例;
图5示出其第四实施例;
图6示出打算用于消费市场的装置的实施例;
图7示出图6所示装置中所用检测器的实施例;
图8示出另一个实施例;
图9示出第三个实施例，以及图10示出的还是此装置的另一实施例。
图1示出一包括分别用于音频信号的左、右声道的第一输入端1和第二输入端2的装置。这两个输入端分别耦合到第一滤波器件3和第二滤波器件4。滤波器件3和4构造成能分别从左、右声道提取第一和第二低频信号分量。这两个滤波器件可构造成例如具有截止频率范围150HZ到200HZ的两个低通滤波器。滤波器件3的输出端耦合到第一信号处理单元5的输入端。滤波器件4的输出端耦合到第二信号处理单元6的输入端。这些耦合可以是直接耦合。图1所示的是通过包括信号组合单元8的电路7的耦合，这时，滤波器件3和4的输出端耦合到信号组合单元8的两个输入端，信号组合单元8的输出端耦合到两个信号处理单元5和6的输入端。信号组合单元8可以是一加法器，例如把送到其输入端的信号除以2然后再把它们互相相加。
信号处理单元5和6用来把第一和第二辅助信号分别加到送到其输入端的信号上，并且把经这样处理过的信号送到它们的输出端。
信号处理单元5和6的输出端分别与信号组合单元9和10的输入端耦合。输入端1和2分别经滤波器件11和12还分别耦合到信号组合单元9和10的输入端。滤波器件11和12从左、右声道提取高频信号分量，这种高频信号分量的频率范围与低频信号分量的频率范围互补。因此滤波器件取高通滤波器形式，其截止频率基本上相当于滤波器件3和4中低频信号分量的截止频率。组合单元9和10打算用来重新组合有关的低频和高频信号分量。因此，就高频范围而言，能够分别在组合单元9和10的输出端13和14上再获得初始的立体声信号。关于低频范围，在两输出端能获得同样的(单音)信号。第一辅助信号加到一个信号上，第二辅助信号加到另一信号上。
输出端13和14分别耦合到记录单元17的输入端15和16上。当下，这是RDAT录音机的一个记录单元，它利用装在旋转磁头鼓18上的两个记录磁头19和20在记录媒体21上记录经这样处理过的音频信号。用RDAT录音机在记录媒体上记录音频信号的方法在文献中已全面论述过了，特别见前述Watkinson的书。这里不再赘述，因为本发明并不涉及在记录媒体上记录音频信号的具体方法。
因为RDAT录音机用数字方法和编码形式在记录媒体上记录信号，所以该装置应该包括有A/D转换器。例如，可以把两个A/D转换器分别连在1端和结点81之间及端和结点82之间。然后所有的操作都对数字信号执行，这意味着所有的元件，例如滤波器3、4、11和12都是数字元件(滤波器)。
另一种可能性是在输出端13和14以后才把信号数字化。在那种情况下，操作对模拟信号执行。
现在将更详细地阐述信号处理单元5和6的操作及作用。信号处理单元5和6用来插入第一和第二辅助信号。这些辅助信号以这样的方式选择在经过以立体声结构配置的两个扬声器单元来重放音频信号时，听众听不见这些辅助信号。
图2示出信号处理单元5和6的第一个例子。在此图中，处理单元的参考号为5′和6′。处理单元5′的输入端23耦合到放大器27和28的输入端。放大器27和28的输出端分别耦合到开关S1的a端和b端。此开关的第三端C耦合到处理单元5′的输出端25。
信号处理单元6′有同样的构造。而且，单元5′和6′有一共用的矩形波发生器31，此发生器31提供一矩形波CS，此矩形波在两个连续时间间隔T1和T2的周期中分别是“高”电平即逻辑“1”和“低”电平即逻辑“0”。把矩形波CS以这样的方式送到两个开关S1和S2作为控制信号假如矩形波CS是“高”电平，开关处于所示位置，假如矩形波是“低”电平，开关处于另一位置。
放大器27和29以系数(1+a)放大送到其输入端的信号，此处a是小于1的恒定值。放大器28和30以系数(1-a)放大送到其输入端的信号。
因此，顺序地，在时间间隔T1内，左声道以系数(1+a)放大，右声道以系数(1-a)放大;在时间间隔T2内，左声道以系数(1-a)放大，右声道以系数(1+a)放大。
图3示出信号处理单元5和6的第二个例子的原理图。在此图中，处理单元的参考号为5″和6″。该电路非常类似于图2所示的电路。其差别是图2中的放大器27至30被移相器32至35代替。移相器32和34每个都比其输入信号的相位领先相角α°，移相器33和35每个都比其输入信号的相位滞后相角α°。α值可以是例如45°。一方面，α不应太小，以保证正确地检测辅助信号(见后);另一方面，它也不能太大，以防过度衰减音频信号。假如无视这点使相移较大，则应该在已相移的信号上加上相应的幅度补偿。控制系统利用矩形波发生器31以与图2所示电路中控制开关S1和S2的同样方法来控制开关S1和S2。
每次从相移+α°到相移-α°，不必切换信号。还可给左声道的低频信号分量一个不变的相移+α°，给右声道低频信号分量一个不变的相移-α°这样，可省略元件33、34、31，直接连到输出端25和26上来代替开关S1及S2。一种可能是把元件32做成一提供2α°信号相移的延时线。这样从输入端24到输出端26的连接中就不必用移相器3。应该把使信号相移α°的延迟线分别装在从滤波器11和12到组合单元9和10的连接中。
图4示出信号处理单元5和6的第三个例子。在此图中，处理单元的参考号为5′′′和6′′′。输入端23经单元40耦合到开关S1′的a端。输入端23还直接耦合到此开关的b端。开关S1′的C端耦合到输出端25。同样地，输入端24经单元41耦合到开关S2′的a端并直接耦合到此开关的b端，开关S2′的a端耦合到输出端26。这两个开关都受控于控制信号CS′。CS′由两个信号处理单元5′′′和6′′′共用的矩形波发生器31′产生。矩形波发生器31′产生矩形波CS′，此矩形波以每次两个连续时间间隔Ta和Tb为周期，分别是“高”电平即逻辑“1”和“低”电平即逻辑“0”。如果矩形波CS′是“高”电平，开关S1′和S2′处于所示的位置;如果矩形波是“低”电平，开关将处于另一位置。
事实上，参照图1、2和3所述的单元5、5′或5″及6，6′或6″的任一个都可以用作参考号40和41的单元。
信号处理单元5′′′和6′′′的工作如下以每次两个连续时间间隔Ta和Tb为周期，交替地把辅助信号加或不加到送到其输出端25和26的信号上。
图5示出信号处理单元5和6的第三个例子，其参考号分别为51和61。单元51和61非常类似于图2所示的单元5′和6′。图2中的放大器27至30现在具有参考号27′至30′。放大器27′至30′是放大系数可变的放大器。放大器27′的放大系数为V(A)(1+a);放大器28′的放大系数为V(A)(1-a);放大器29′的放大系数为V(A)(1+a);放大器30′的放大系数为V(A)(1-a)。系数V(A)是一个放大系数V，它取决于送到输入端23和24的输入信号的幅度A。为此，放大器27′至30′分别有一控制信号输入端44、45、46和47。而且有一处理单元51和61共用的检测单元43，该检测单元43有一耦合到信号组合单元8的输出端的输入端和一耦合到控制信号输入端44至47的输出端。
检测单元43构造成能检测组合单元8的输出信号的幅度A。“输出信号的幅度”可以被理解为在一特定时间间隔内该信号的平均值。另一种可能是把信号幅度定义为信号的能量值。
检测单元43产生一取决于输入信号幅度的控制信号。放大系数V(A)依据这个控制信号而改变。因此，四个放大器27′至30′的放大系数以这样的方式改变假如幅度A随时间减小或增加，则放大系数V(A)分别减小和增加。
图6示出根据本发明打算用于消费市场的一装置。
该装置打算使未设防复制码的音频信息正常地记录在记录媒体上。此装置包括一检测防复制码的检测单元，此防复制码可以插在音频信号中以禁止记录音频信号。
为此，本装置包括一耦合到输入端1的第一滤波器件3和一耦合到输入端2的第二滤波器件4。音频信号的左、右声道耦合到1和2端，该音频信号可能包括以第一和第二辅助信号的形式利用图1所示那样的器件加到该音频信号上的防复制码。滤波器件3和4还是截止频率在例如150和200HZ之间的低通滤波器。
滤波器件3和4的输出端耦合到检测器单元62的有关输入端。检测器单元62用于检测滤波器件3和4的输出信号中至少一个辅助信号(假如存在的话)。使滤波器件3和4的输出信号先互相相减能实现可靠的检测。为此，检测器单元62包括一信号组合单元63，它使加于其输入端的两个信号互相相减。组合单元63的输出信号中不再包括单音频信号。如果送到输入端1和2的音频信号中只包括防复制码，则两个辅助信号仍然存在。因此，与组合单元63的输出端耦合的检测器64使一个或两个辅助信号的存在或不存在能被非常精确地检测出。
如果利用图2中的信号处理单元5′和6′已把辅助信号加到音频信号上，则检测器64可以包括例如一整流器65，65对检测器64的输入信号整流，并把经整流过的输入信号送到阀值检测器66，见图7。如果阀值检测器66的输入信号超过规定的阀值，阀值检测器66就产生一个输出信号，以便经线67控制分别装在输入端1和记录装置17的输入端15之间及输入端2和记录装置17的输入端16之间的两个开关S3和S4。
如果在送到1和2端的音频信号的两个信号分量中都存在辅助信号，则控制信号将被送到线67。如果控制信号存在，开关S3和S4被控制在断开位置这意味着，所送的音频信号不能被该装置所记录。
在没有辅助信号时，将不产生控制信号，开关S3和S4处于闭合位置，则可记录所送的音频信号。
如果辅助信号已以不同的方式加到音频信号上，则检测器单元62往往应有不同的结构。
如果在有辅助信号时，不用开关S3和S4来中断音频信号，就可以利用在控制信号作用下使音频信号严重失真的装置来代替这些开关。
图8示出打算用于消费市场的装置的另一实施例。该装置是图6所示装置的扩展。如果送到其输入端的音频信号不带有呈两个辅助信号形式的复制禁止码，则在记录媒体上记录该音频信号之前，该装置能够加上这两个辅助信号。
为此，该装置包括参照图1所阐述的元件。示于图8中的装置，例如包括滤波器件11和12，信号组合单元8、9和10，信号处理单元5和6。另外，它还包括耦合到组合单元9和10的输出端13和14的开关S3′和S4′及开关S5和S6。开关S3和S3′分别耦合到开关S5的a和b端。开关S5的C端耦合到记录单元17′的输入端15。开关S4和S4′分别耦合到开关S6的a和b端。开关S6的C端耦合到记录单元17′的输入端16。
在这种情况下，记录单元17′具有不同的结构，即它是用于SDAT录音机的记录单元。通过该录音机，借助于多个静止记录磁头65.1至65.n，以n条沿记录媒体纵向延伸的平行相邻磁道把音频信号记录在记录媒体上。进一步的说明可参考WatkinSon所著的书。
滤波器单元3和4既检测辅助信号也提取低频信号分量。因此，在信号处理单元5和6中的辅助信号可以加到已经在组合单元8中相加过的低频信号分量上。而且，由检测单元64产生的控制信号不仅经线67送到开关S3和S4，还送到开关S3′和S4′。一旦检测到输入音频信号中的辅助信号，检测单元64就把控制信号送到开关S3、S3′、S4和S4′，使得这些开关置于断开位置。因此，不再可能记录音频信号了。在输入的音频信号中没有辅助信号时，就没有控制信号送到开关S3、S3′、S4和S4′，因此，这些开关是闭合的。
现在，能够在记录媒体上直接记录输入的音频信号。为此，开关S5和S6应设置于这样的位置在经过端75所送控制信号的作用下，两个开关的a端和C端互联。
另一种可能性是在记录到记录媒体上之前，把两个辅助信号加到音频信号上，以保护这样的节目防止其后的非法复制。在加于端75的另一控制信号的作用下，开关S5和S6置于与图8所示不同的另一位置，包括防复制码的音频信号能被记录在记录媒体上。
另一种可能性是要排除在不防复制的音频信号中是否加防复制码的选择。这意味着假如检测单元64检测到没有辅助信号，则在音频信号被记录之前自动加辅助信号。这利用图8所示的装置做如下的修改以后，就能办到。
省略从输入端1和2分别到记录单元17′的输入端15和16的连接，包括开关S3、S4、S5和S6。现在从开关S3′和S4′的输出端分别到记录单元17′的输入端15和16直接互联。假如检测单元64检测到辅助信号，则开关S3′和S4′断开。如果检测到没有辅助信号，则开关S3′和S4′闭合，并且记录已加入了辅助信号的音频信号。
如果决定只允许复制预录制的记录媒体(没有所述辅助信号)和原始记录(也没有所述的辅助信号)，而不容许复制这些复制带的话，这样的装置是非常有用的。
现在预录制的记录媒体都能正常地被复制。但是，所得到的复制带现在带有辅助信号，不能再复制。
前面已假定，假如检测到辅助信号，则应该禁止记录或在记录音频信号之前使之严重失真。
假如愿意的话，可以接受另一个基本观点。可以采取这样的观点，还是应该能够记录具有防复制码的音频信号。在这种情况下，只需要提供一指示，说明被记录的信号包括这种防复制码。这种装置的一个实施例示于图9中。此装置非常类似于图6所示的装置。其中，开关S3和S4被互连代替。而且，检测单元64的输出耦合到一信号发出单元80例如发光二极管。现在，在音频信号中的辅助信号起信号发出码的作用，而不起防复制码的作用，该辅助信号指明这样一个事实要复制的音频信号实际上不应当被复制。
音频信号是否接着被复制现在由用户自己决定。如果检测到要录制的音频信号中包括辅助信号，检测单元就产生送到信号发出单元80的控制信号。灯(发光二极管)则亮，用户现在可以决定中断记录。
图10示出一个实施例，其中，把本发明应用到一包括音频信号子带编码的编码器的系统上，就像例如欧洲专利申请书289080(PHN12.108)所描述的。在相关的情况下，把音频信号所处的频率范围分为多个相邻的子带。子带的宽度随频率升高而增加。但，这不是必须的。利用打算用于这种用途的分析滤波器装置把总带宽分成若干带宽相等的子带是另一种可行的方法。在图10中，分析滤波器装置的参考号分别为85和86。立体声音频信号的左、右声道分别通过1和2端加到此装置上。分析滤波器装置把左和右声道分为P个子带信号，它们分别被送到装置85和86的输出端1到P。最低子带的输出信号用在滤波装置85和86的输出端1上，它们按照参考图8所述的方式在信号组合单元8和63中组合。借助于检测单元64，能够检测送到1和2端的信号中是否存在辅助信号。产生的控制信号送到记录单元87的控制信号输入端88，并保证记录被禁止或使要记录的信号严重失真。
在音频信号中没有辅助信号时，利用信号处理单元5和6，还能够把两个辅助信号加到送到输入端1和2的音频信号上。
处于增大频率的频率范围内的子带输出信号加在分析滤波装置的相应的较高序号的输出端。信号处理单元5和6的输出端分别耦合到数字转换器89.1和90.1的输入端。具有序号2、3……P的分析滤波器装置85和86的输出端分别耦合到数字转换器89.2和89.3……89.P和90.2、90.3、……90.P的输入端。如果愿意的话，数字转换器可做成自适应数字转换器。在编码器中利用自适应数字转换器进行子带编码可参考例如本申请人的荷兰专利申请书88.02.769(PHN.12.735)。
借助编码器进行子带编码，可以压缩要记录的数据流的比特率。在数字转换器89.1至89.P和90.1至90.P中数字转换以后，信号被送到记录单元87。在记录单元87中，信号被处理。处理方式不再详述。用这种方式使得借助于记录磁头19和20能够记录信号。
应注意在这里阐述的全部实施例都涉及在磁记录媒体上记录(立体声)音频信号的装置。但是，本发明的范围不限于此。它也适用于在光学记录媒体上记录音频信号的装置。随着可擦除CD(小型激光唱片)一次写入CD及磁光记录技术的到来，将来，一定能在消费者力所能及的范围内达到这种可能性。
权利要求
1.在记录媒体上记录音频信号的一种装置，该音频信号由左声道及右声道组成，该装置具有分别接受左声道和右声道的第一和第二输入端，所述第一和所述第二输入端分别耦合到记录单元的第一和第二输入端，记录单元把送到其输入端的信号记录到记录媒体上，这种装置的特征在于第一和第二输入端分别耦合到第一和第二滤波器件的输入端，这两个滤波器件用来分别从左、右声道提取第一和第二低频信号分量并把第一和第二低频信号分量送到一个输入端；第一滤波器件的输出端耦合到第一信号处理单元的输入端，第二滤波器件的输出端耦合到第二信号处理单元的输入端；第一和第二信号处理单元的输出端分别耦合到记录单元的第一和第二输入端；第一信号处理单元用来把第一辅助信号加到该处理单元输入端的信号上并把经这样处理过的信号送到其输出端；第二信号处理单元用来把第二辅助信号加到该处理单元输入端的信号上并把经这样处理过的信号送到其输出端；第一和第二辅助信号以这样的方式选择在经过以立体声结构的配置两个扬声器单元来重放包括加在其上的第一和第二辅助信号的音频信号时，听众基本上听不见辅助信号。
2.在记录媒体上记录音频信号信号的一种装置，该音频信号由左声道及右声道组成，该装置具有分别接受左声道和右声道的第一和第二输入端，所述第一和所述第二输入端分别耦合到记录单元的第一和第二输入端，记录单元把送到其输入端的信号记录到记录媒体上，这种装置的特征在于第一和第二输入端分别耦合到第一和第二滤波器件的输入端;第一和第二滤波器件用来分别从左、右声道提取第一和第二低频信号分量，并且把第一和第二低频信号分量送到一个输出端;两个滤波器件中的至少一个的输出端耦合到检测器单元的一个端入端;检测器单元构造成检测两个信号通道中的至少一个通道的低频信号分量中的辅助信号的存在，并且用来当检测到辅助信号时产生一个控制信号，并把这个控制信号送到其输出端;该检测器单元的输出端耦合到记录单元的控制信号输入端;记录单元用来在控制信号存在时禁止记录，并在控制信号不存在时记录音频信号。
3.在记录媒体上记录音频信号的一种装置，该音频信号由左声道及右声道组成，该装置具有分别接受左声道和右声道的第一和第二输入端，所述第一和所述第二输入端分别耦合到记录单元的第一和第二输入端，记录单元把送到其输入端的信号记录到记录媒体上，这种装置的特征在于第一和第二输入端分别耦合到第一和第二滤波器件的输入端;第一和第二滤波器件分别用来从左、右声道提取第一和第二低频信号分量，并且把第一和第二低频信号分量送到一输出端;两个滤波器件中的至少一个滤波器件的输出端耦合到检测器单元的一个输入端;检测器单元用来检测两个声道中的至少一个声道的低频信号分量中的辅助信号的存在，并且用来在检测到辅助信号时产生一控制信号并把该控制信号送到一个输入端;检测器单元的这个输入端耦合到信号发送单元;信号发送单元用于指示在控制信号存在时，所要记录的音频信号是带有辅助信号的音频信号。
4.依据权利要求2或3的一种装置，其特征在于第一滤波器件的输出端耦合到第一信号处理单元的一个输入端，第二滤波器件的输出端耦合到第二信号处理单元的一个输入端;第一和第二信号处理单元的输出端耦合到记录单元的第一和第二输入端;第一信号处理单元用于把第一辅助信号加到送到其输入端的信号上，并且把经这样处理过的信号送到其输入端;第二信号处理单元用于把第二辅助信号加到送到其输入端的信号上，并且把经这样处理过的信号送到其输出端;此装置用于在没有控制信号的情况下可选择地把第一和第二辅助信号加到送到其输入端的音频信号上，并且把经这样处理过的或未处理的音频信号送到记录单元的输入端;第一和第二辅助信号以这样的方式选择在通过以立体志结构配置的两个扬声器单元来重放包括加在其上的第一和第二辅助信号的音频信号时，听众基本上听不见所术的辅助信号。
5.依据权利要求2或3的一种装置，其特征在于第一滤波器件的输出端耦合到第一信号处理单元的输入端，第二滤波器件的输出端耦合到第二信号处理单元的输入端;第一和第二信号处理单元的输出端耦合到记录单元的第一和第二输入端;第一信号处理单元用于把第一辅助信号加到送到其输入端的信号上，并且把经这样处理过的信号送到其输出端;第二信号处理单元用于把第二辅助信号加到送到其输入端的信号上，并且把经这样处理过的信号送到其输入端;此装置用于在没有控制信号情况下，把第一和第二辅助信号加到送到其输入端的音频信号上，并且把经这样处理过的音频信号送到记录单元的输入端;第一和第二辅助信号以这样的方式选择在经过以立体声结构配置的两个扬声器单元来重放包括加在其上的第一和第二辅助信号的音频信号时，听众基本上听不见所述的辅助信号。
6.依据权利要求1、4或5的一种装置，其特征在于各信号处理单元用来确定送到其输入端的输入信号的幅度，并用来以这样的方式把辅助信号加到所述的输入信号上，即在输入信号的幅度增加或减小的情况下，被加的辅助信号的幅度也分别增加或减小。
7.依据权利要求1、4、5或6的一种装置，其特征在于第一和第二滤波器件的输出端耦合到信号组合单元的第一和第二输入端，组合单元具有一个耦合到两个信号处理单元的输入端上的输出端。
8.依据权利要求1、4、5、6或7的一种装置，其特征在于第一信号处理单元用来以每次两个连续时间间隔T1和T2为周期，分别以(1+a)和(1-a)的值放大送到其输入端的信号，第二信号处理单元用来以同样的时间间隔T1和T1为周期，分别以基本上等于(1-a)和(1+a)的值放大送到其输入端的信号，a是小于1的恒定值。
9.依据权利要求1、4、5、6或7的一种装置，其特征在于第一信号处理单元用来使送到其输入端的信号移相α°，第二信号处理单元用来使送到其输入端的信号移相基本上等于-α°。
10.依据权利要求1或4至9中任何一项的一种装置，其特征在于信号处理单元用来以每次两个连续时间间隔TA和TB为周期，把辅助信号加、然后不加到送到其输出端的信号上。
11.依据前面的任何一项权利要求的一种装置，其特征在于第一输入端还耦合到第三滤波器件上，第二输入端还耦合到第四滤波器件上;第三和第四滤波器件用来分别从左、右声道提取第二较高频信号分量;第三和第四滤波器件的一输出端分别耦合到记录单元的第三和第四输入端，以便在记录媒体上记录左、右声道的较高频率的信号分量。
12.依据权利要求11的一种装置，该装置包括一用来对于一给定取样率1/T的数字音频信号进行子带编码的编码器，该装置特征在于第一和第二滤波器件属于第一分析滤波器装置，它们分别响应于左、右声道以产生P个子带信号，为了压缩取样率，该分析滤波器装置把每个信号通道的音频信号频率分为带号为P的连续子带(1≤P≤P和P≥2)，这个数随频率的增加而增加;第一和第二分析滤波器装置的P个输出端耦合到记录单元的有关输入端，以在记录媒体上记录P个子带信号。
13.借助于权利要求1至12中任一项的装置，把由左、右声道构成的音频信号记录上去的一种记录媒体，该记录媒体的特征在于第一辅助信号加到左声道低频信号分量上;第二辅助信号加到右声道低频信号分量上;第一和第二辅助信号以这样的方式选择在经过以立体声结构配置的两个扬声器单元来重放记录在这种记录媒体上包括加在其上的第一和第二辅助信号的音频信号时，听众基本上听不到所述的辅助信号。
全文摘要
一种用于获得载有受保护防复制的音频信号的记录媒体的装置。利用滤波器件(3，4)引出音频信号的左、右信号声道的低频分量。第一和第二辅助信号加到被记录的音频信号的低频分量上，在利用以立体声结构配置的两个扬声器单元重放这种音频信号时，听不到这两个辅助信号。还涉及一种装置，它能够正常地记录不带有所述两个辅助信号形式的防复制码的音频信号，但能够禁止记录或发出通知记录的音频信号带有防复制码。
文档编号G11B20/02GK1046408SQ90102070
公开日1990年10月24日 申请日期1990年4月11日 优先权日1989年4月14日
发明者阿伯拉罕·胡根杜恩, 杰拉达斯·科尼利斯·皮特勒斯·洛霍夫 申请人:菲利浦光灯制造公司