专利名称：数据记录方法及设备、数据再生方法及设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及将信息记录到信息记录媒体以及从信息记录媒体再生信息的技术，具体地说，涉及将信息记录到信息记录媒体以及从信息记录媒体再生信息的技术，其中，这种信息记录媒体可以进行多次重写，如相变型光盘。
背景技术：
近年来，诸如2.6GB DVD-RAM、4.7GB DVD-RAM以及4.7GB DVD-RW之类的相变型光盘已经面市，这个领域中的记录技术正趋向于越来越高的密度。
对于诸如DVD-RAM和DVD-RW光盘之类的信息记录媒体，它们可以多次重写数据，而不象CD-R光盘之类的媒体，这种媒体只可以写入数据一次。
然而，尽管DVD-RAM盘等具有可以多次写入的特性，但仍然存在与这种重复写入相关的问题。
例如，对盘上相同位置的重复写入所引起的盘材料的恶化可能会使数据记录以及再生处理无法正常进行。作为解决这个问题的一种方法，采用了日本未审查的专利公告No.H.10-49872中所述的一种方法。
随着密度的增加，这些问题可能会成为更大的问题。
下面是这个问题的一个原因。例如在目前的相变型记录方法中，记录薄膜(film)在信息记录时被熔化，当重复进行数据写入时，该记录薄膜被熔化部分的粘度降低，并且记录薄膜流向某一方向，结果改变了记录薄膜各处的厚度。所再生信号的振幅中心电平(level)和振幅主要取决于记录薄膜的厚度。记录薄膜厚度的变化所引起的再生信号的振幅中心电平和振幅的波动大小很易变得大于最短痕迹(mark)的再生信号的电平，导致信号错误检测。因此，对应于记录薄膜厚度的畸变出现在再生的信号中，并产生抖动。当同样的信息被多次写入相同的位置时，由于写入模式是同样的模式，所以这种现象就更加显著。
随着不断增加的密度，这个问题可能会成为更大的问题。
并且，在这些记录媒体中，当记录数据时，还有许多记录附加信息的要求，所述附加信息例如有关记录时间和所记录内容的标识码以及诸如有关版权的信息之类的有关所记录数据的相关信息，并且还要使用这种附加信息来执行各种控制和服务。为了记录这些信息，为此在光盘上需要一个记录区，这样就减少了记录数据的可用空间。
发明内容
因此，本发明的一个目的是解决这些问题，防止记录薄膜的薄膜厚度的局部变化，从而能够进行良好的记录和再生，并且提供一种向记录媒体写入数据的方法，通过这种方法可以有效地记录附加信息，它还提供了使用这种方法来记录与数据相关的附加信息的途径以及再生该附加信息的途径。
尽管DVD-RAM盘等具有可以多次重写的特性，但由于对盘上相同位置的重复写入所引起的盘材料的恶化可能会使数据记录以及再生处理无法正常进行，进行记录时，每次不同的数据被迭加在待记录的数据上，使所写入的数据每次均不相同。为了使数据每次均不相同，就要改变初始值，以便产生每次不同的加扰数据，并且这种加扰数据被迭加在待记录的数据上。此外，附加信息在这时被嵌入初始值中并随数据一起被记录。
为了实现这点，在本发明中(1)可重写记录媒体的数据记录设备配置了转换装置，用于将待写入记录媒体的数据转换成与记录在此记录媒体同样位置上的数据不同的数据，并且把用于进行这种转换的数据记录在记录媒体上。
(2)在上述(1)中，用于进行转换的数据被改变，以便在待写入的数据上迭加与其无相关性的其它数据，并将其改变成每次写入操作均不同的数据。
(3)在上述(2)中，作为伪随机数数据序列来产生迭加在待写入数据上的数据，对于每一个写入操作，改变用于产生伪随机数的初始值，并且所改变的初始值被写入记录媒体。
(4)附加信息被嵌入初始值中指定的位置并被生成。
(5)在用于从可重写记录媒体再生数据的方法中，通过数据转换步骤来进行数据再生，该转换步骤包括从记录在记录媒体上的基于逆转换的数据来逆转换再生数据，并检测嵌入在基于转换的数据中的附加数据。
(6)根据从基于数据逆转换的信息中所检测的附加信息来控制再生处理。
图1是说明本发明一个最佳实施例的方框图；图2是说明准备记录数据的处理顺序的视图；图3是说明图2所示数据区的构造的视图，；图4是说明图3所示标识数据(扇区ID)的构造的视图；图5是说明图3所示保留区RSV的构造的视图；图6是说明用于加扰的数据的移位寄存器的初始值的表；图7是说明产生加扰数据的反馈移位寄存器的构造的视图；图8是说明图2所示ECC块的构造的视图；图9是说明行交错之后ECC块的构造的视图；图10是说明图2所示第三数据单元的构造的视图；图11是说明本发明最佳实施例中在记录媒体上记录信息的保留区的示例的视图；图12是说明产生加扰数据的信号生成电路的构造的示例的视图；图13是说明本发明的另一个最佳实施例的方框图；图14是说明本发明的又一个最佳实施例的方框图；图15是说明对图10所示第三数据单元加SYNC码时将所调制的数据顺序写入记录媒体的操作的视图；图16是说明DVD-RAM盘上用户区和备用区的布置的视图；图17是说明DVD-RAM的卷构造的视图；图18是说明当待记录的数据量小时数据区的构造的示例的视图；图19是说明图2所示编码处理的流程的流程图；图20是光盘记录和再生设备的构造的示例的方框图；图21是说明本发明的另一个最佳实施例的记录和再生设备的方框图；图22是说明图21所示初始值生成单元的构造的示例的视图；图23是说明编码步骤的具体示例的流程图；图24是说明在记录媒体上记录初始值的保留区的构造的示例的视图；图25是说明编码步骤的另一个示例的流程图；图26是说明将初始值添加到第三数据单元的方法的示例的视图；图27是说明当所记录的数据仅被部分写入时数据排列的示例的视图；图28是说明将初始值添加到第三数据单元的方法的另一个示例的视图；图29是说明初始值生成单元的构造的另一个示例的视图；图30是说明初始值生成单元的构造的另一个示例的视图；图31是说明由连续的ECC块单元组成的数据的示例的视图；图32是说明本发明中加扰方法的另一个示例的视图；
图33是说明图32所示制导加扰(guided scrambling)的构造的示例的视图；图34是说明图32所示制导加扰的解码器的构造的示例的视图；图35是说明本发明中加扰和解扰中的数据构造的视图；图36是说明对图21所示再生系统中的再生输出进行控制的系统的示例的方框图；图37是说明根据本发明实施例执行记录控制的系统的示例的方框图；图38是方框图，说明在始终使用相同格式的情况下，根据本发明最佳实施例的再生和记录处理的构造的示例；图39是说明构成集成电路的图36所示结构的示例的方框图。
具体实施例方式
先对附图中用到的主要数字进行说明。
12…加扰数据，13…初始值，301…ID数据，302…ID+IED，305…第一数据单元，307…第二数据单元，308…第三数据单元。
下面将参照附图以DVD的情况来说明本发明的最佳实施例。
首先说明DVD-RAM的记录数据区的格式。
图2是说明准备记录数据的处理顺序的方框图。
根据信号处理所到达的阶段，数据被称作第一数据单元305、第二数据单元307以及第三数据单元308，并根据图2所示的处理顺序(编码流程)来执行准备记录数据的处理。
图3说明第一数据单元305的构造。
如图3所示，第一数据单元305是2064字节的数据，其中包括2048字节的主数据、12字节包含扇区标识数据(扇区ID)的识别地址信息以及4字节检错码(EDC)，由12行172字节组成。在12字节识别地址信息中增加了如图2所示的6字节RSV(保留)。在EDC计算之后，加扰数据被加到第一数据单元305的2048字节主数据中。并且，经过形成ECC(纠错码)块的16个第一数据单元305，执行交错瑞德-索罗门(Cross-Reed-Solomon)纠错码编码。通过增加PO(外码奇偶校验)和PI(内码奇偶校验)以及在ECC编码之后的交错来获得第二数据单元307。在由16个第一数据单元305所形成的ECC块中生成PO和PI。第三数据单元308是具有对每91字节的头加有同步信号(SYNC码)的第二数据单元。
图4是方框图，说明标识数据ID(扇区ID)401的示例。
图中，标识数据ID401由1字节扇区信息(数据字段信息)和3字节扇区号(数据字段号)组成。
扇区信息405包括盘的扇区格式类型信息407、跟踪方法信息408以及反射率信息409等。它还包括表示数据区域和导入/导出区域的区域类型信息411、表示是只再生数据还是添加/重写数据的数据类型信息412以及表示盘层的层号信息413。扇区号406是分配给数据区域的序列号，并且将030000h分配为数据区域的起始位置。图3中的EDC 404是附属于加扰前的2064字节数据单元的检验码。采用这个EDC码404，可以检验加扰是否正确，并且在进行纠错后，检验是否进行了不正确的修正。
图5是一个视图，说明图3中数据区域的RSV 403的示例。如图所示，目前所有48位均被保留。
图6说明移位寄存器的初始值，图7说明用于生成对主数据进行加扰的加扰数据的电路。采用图6所示的初始值来生成加扰数据。图6中的初始预置号对应于4位，即扇区ID的b7至b4。也就是说，如果扇区ID没有变化，则生成相同的加扰数据。
图8是一个视图，说明ECC块的构造的示例。
图中，ECC块由16个经加扰的作为信息字段的“数据区”305所组成。采用172字节×192行即相当于172字节×12行×16(数据区)来作为信息字段，16字节外码奇偶校验PO 502被加到172列的每一列，以便形成Reed-Solomon RS(208，192，17)外码。然后，10字节内码奇偶校验PI501被加到所有208行(＝192行+16行)，包括PO 502，以便形成Reed-Solomon RS(182，172，11)内码。图8所示的ECC块被交错、调制并记录在盘上。在这种交错之后，如图9所示，扦入16行外码奇偶校验PO，其中每12行数据区域对应于16行外码奇偶校验PO中的一行。行交错之后ECC块中的每个13行×182字节部分被称作第二数据单元307，如上所述，它是指行交错之后的ECC块由16个这样的第二数据单元307所组成。
图9是一个视图，说明行交错之后ECC块的构造的示例。图中，通过顺序调制交错的13行×182字节(＝2366字节)的第二数据单元307，从第0行开始，每次一行，同时在第0和第91列之前添加2个SYNC码(同步码)，就能够构成第三数据单元308。如图10所示，1个第三数据单元包括13×2个SYNC帧，由(2B+91B)×13行×2×16(每字节的位数)＝38688通道位组成。记录在盘上的还有8/16调制，以便将8位输入数据转换成16通道位代码。SYNC码组合如图10所示。每个第三数据单元的头可以由SY0(SYNC码“0”)来指定，并且每行由SY1至SY4、SY5、SY6以及SY7来指定，其中SY1至SY4周期地重复。对16个第三数据单元的组进行纠错跟随每个第三数据单元308的SY0的ID信息被读入，并且块头在每个可由16除尽的地址处被识别。因此，第三数据单元的头SY0在数据编码中极为重要。在图10所示的扇区结构中，因为行可以被指定，如果数行被读取，通过采用其周期性，还能够预测SY0的位置。
图1说明本发明的一个最佳实施例，它运用于对数据进行编码和记录数据的记录方法。图1中具有与图2相同的参考号的组件具有与图2中其对应组件的相同的结构/功能。
本最佳实施例是一种方法，其中，一直到加扰前的第一数据单元304的技术均与图2所示的相关技术相同，然而，在将加扰数据加到上述DVD-RAM格式的主数据的处理方面，加扰数据不是采用来自图6所示扇区ID的初始值来生成的，而是通过图1中的初始值13来生成的，其中初始值13是随机生成的并被用来生成待加到主数据上的加扰数据12。所生成的初始值被记录在记录媒体的保留区11，在再生时该初始值可以被读出并再次用来生成同样的加扰数据。
图11是一个视图，说明记录媒体上记录信息的保留区的示例。
图5说明一个保留(RSV)区的构造，其中，从b0至b47的所有位均被定为保留区。对此，图11所示的示例是这样一种示例，其中，b0至b15这16位被用来提供记录加扰数据初始值的区域。在本最佳实施例中，尽管记录初始值的区域定为b0至b15的16位区域，但本发明并不限于此，只需要能够将加扰数据的初始值记录在与其相关的块中的至少一个位置上。而且记录加扰数据初始值的区域并不限于这种CPR-MAI，它可以是任何可记录数据区域。初始值本身附有检验码，用于检验是否读出了正确的初始值。
图12是一个视图，说明生成加扰数据的信号生成电路的构造的示例。
本示例被称作M系列信号生成电路，通过确定移位寄存器长度(m)和抽头数(n)，相对长周期的信号可以被生成，并且这可以被用作伪随机数。可以提供多个EXOR。最好，为了减少生成相同数据的可能性，即使是在电源被切断时，该加扰数据的生成不被复位，它从最初被设置开始便不断地被更新。
图13是一个视图，说明本发明的另一个最佳实施例。
本最佳实施例是一种方法，其中，还将单独的加扰数据14加到图2所示的相关技术格式中。只是通过仅加上新的加扰数据的添加就可以采用这种方法，而不需要改变用于相关技术方法的电路。此时，由于新生成的加扰数据必须不同于相关技术的加扰数据，所以移位寄存器长度和抽头数就不同于相关技术的加扰数据生成电路。加扰数据的初始值可以采用随机数来生成，其中，随机数在每次进行记录时会改变，例如，当使用用户数据的前2字节(16位)时，就不需要新存储初始值的区域。
图14是一个视图，说明本发明的另一个最佳实施例。
本最佳实施例是一种方法，其中，在第三数据单元308根据图2所示的相关技术格式以16的集来构成之后，还加上单独的加扰数据。添加的结果就是16个加扰的第三数据单元15。只是通过将新的加扰数据的添加加到用于相关技术方法的集成电路中，就可以采用这种方法，而不需要改变集成电路输出。加扰数据的初始值被存储在保留区16。此时，由于新生成的加扰数据必须不同于相关技术的加扰数据，所以移位寄存器长度和抽头数就与相关技术的加扰数据生成电路中的不同。
图15是一个视图，说明当顺序地将已调制的数据写入记录媒体时，将SYNC码加到图10所示的第三数据单元308的操作。
不同的数据被写入用户数据部分，如上所述，但作为用户数据中的SYNC和扇区ID以及IED(ID检错码)，每次写入相同的数据。因此，当写入记录媒体时，这些部分不会被重写，并且只有已经改变的写入数据被记录。此处，只示出了SYNC、扇区ID以及IED，但除此之外，当写入数据变化很小时，通过象这样执行的控制，就不会执行不必要的重写。而且，当写入数据前已知以前写入的数据时，如图所示，控制则按以下方法执行数据没有改变的部分不被重写，而只记录写入数据有差别的部分。通过这种方法，就能够减少写入所引起的损坏。图15是在SYNC为起始位置的帧的数据单元中写入控制的示例。然而本发明不限于此，可以在其它一些合适的单元中进行写入控制，这些单元有诸如帧单元、扇区单元、ECC块单元或位单元。
图16是一个视图，说明DVD-RAM盘中用户区和备用区的布置。
如图所示，盘区主要分为内边缘的导入区、数据区以及外边缘的导出区，其中，数据区被分为区段，区段0至区段23，各区段均由用户区和备用区组成。在DVD-RAM中，为了确保数据的可靠性，当盘上存在缺陷时，为每个用户区提供备用区来弥补缺陷。缺陷处的信息在导入区尾和导出区头被记录两次。在每次进行缺陷弥补处理时更新这种缺陷列表，因为除新增加的缺陷外，写入数据并没有变化，所以，正如上述示例所述，只记录写入数据已改变的部分。
图17是一个视图，说明DVD-RAM的卷结构。
图中，卷结构中有VRS(卷识别序列)、VDS(卷描述符序列)以及LVIDS(逻辑卷完整性描述符序列)。VRS管理标准扩展，在DVD-RAM中记录了ISO/ICE 1344所规定的标准标识符NSR02。VDS管理卷结构，LVIDS管理逻辑卷中出现的干扰，并且故障后的恢复信息被记录。在卷管理信息中有一些字段在每次重写一个文件时均被重写，这些字段在每次诸如文件创建/更新/删除/复制等涉及写入的各种操作中总是会被重写。因此，这个区域遇到大量文件重写并损坏盘。为此，还按照以下方法执行控制数据没有改变的部分不被重写，只记录写入数据已改变的部分。还对管理信息进行加扰，并且写入数据每次均不相同。通过这种方法，就能够减少写入所引起的损坏。另外，这些管理信息不会在每次操作时被重写，而是保持在设备的存储器中，并在盘变化时、断电时或者当数据以预定间隔进行保存时被重写，以便减少重写次数。如果一个状态以前的管理信息被保持在存储器中不变，即使管理信息未被正确写入，都可以实现恢复。
图18是一个视图，说明当待记录的数据量较小时数据单元的构造的示例。
由于数据被转换成2064字节数据，其中包括2048字节主数据、诸如扇区ID的12字节识别地址信息以及4字节检错码(EDC)，如图3所示，当待记录的数据量小于2048字节时，主数据以外部分的数据没有改变，并且即使在图6和7所示的加扰数据被迭加其上之后，它变成与以前相同的数据。为此，当待记录的数据量小于2048字节时，已知的随机数据被添加，使其达到2048字节。
此处，假定很少出现待记录的数据量正好与以前相同的情况，只需要一个已知的随机数据序列，并且当这个数据系列出现时，随后的数据可以看作是不必要的数据。由于图8所示中，待记录的数据是16个数据单元的分组，按照上述示例中的相同方法，当待记录的数据量较小时，通过嵌入已知数据可以得到相同的效果。这样做，就能够防止同样的数据被写入相同的位置，而无需重新准备一个区域用来记录随机数据系列的初始值。
在上述最佳实施例中，说明了DVD记录媒体的情况；然而，本发明并不限于此，它可以运用于任何信息记录媒体，采用这种信息记录媒体时是通过用能量射束的辐射热熔化记录薄膜并改变其原子排列来进行信息记录的。本发明还可以被运用到记录媒体是光卡等的情况下。作为用于产生热并熔化用于记录的记录薄膜的射束，本发明并不限于激光束，而是可以采用能够熔化记录薄膜的任何能量射束。当射束为激光束时，本发明没有对激光束的波长和类型进行限制。当使用诸如蓝激光或紫外线激光等相对短波长激光时，可以容易地实现高密度记录。
图19是流程图，说明图2所示编码处理的流程。
图20是方框图，说明光盘记录和再生设备的构造的示例，图中为DVD-RAM驱动器。
在图20中，2123表示光盘；2112表示读取记录在光盘2123上的数据的光学传感器；2113表示转动盘的主轴马达；2114表示激光驱动器。伺服系统2116控制光学传感器等。读出通道2115对于从盘2123读出的模拟再生信号执行波形均衡、二值化以及同步时钟生成；解码器2118对所读出数据执行诸如解调和纠错之类的处理；RAM2119暂时存储数据。当数据被写入时，编码器2117执行诸如调制和纠错码添加之类的处理。参考号2120表示数字信号处理的集成电路；2121表示执行有关上位装置(higher device)的数据输入-输出控制的接口；2122表示控制系统的微型计算机。
由于这个构造采用连接到个人计算机的DVD驱动器的示例，所以接口2121还表示与个人计算机的连接，并作为与MPEG(运动图像专家组)板或HDD(硬盘驱动器)连接的示例。当然，记录和再生设备的构造并不限于此，而且它所连接的装置可以是象STB(机顶盒)之类的接收机或者是其它图像/声音记录和再生装置，并且该装置没有特别的限定。形成图2所示的第三数据单元308的编码处理通过编码器2117来进行。本发明涉及信号处理的部分具体涉及由编码器2117和解码器2118所进行的处理。现在将说明这种处理的方法和设备。
图21说明根据本发明的方法的最佳实施例，其中，记录数据被加扰，附加信息被嵌入到加扰的初始值中，并被记录在记录媒体上，再生时从被加扰的数据和初始值中检测附加信息。
在图21中，参考号2211表示随机数，2212表示所嵌入的有关记录数据的附加信息，如版权信息。初始值2213从随机数2211和嵌入信息2212中生成，这些块总称为初始值生成块2214。预定的随机数生成公式2215根据初始值生成块2214所生成的初始值来产生加扰数据2216。此处，在初始值生成块2214中，当数据被记录时，为记录数据的预定单元生成初始值，以便使记录数据随机化。在相关技术中，如图6所示，对于移位寄存器的初始值，因为初始预置号对应于扇区ID的4位b7至b4，如果扇区ID没有改变，那么加扰数据也将被生成为相同的数据。因为扇区ID对应于盘上的地址，在盘的同样的位置中，总是生成同样的加扰数据，并且当主数据相同时，每次在盘上均记录同样的数据。为了避免这一点，就需要每次写入不同的数据。
参考号2217表示记录数据。图中没有示出用于记录的前后的纠错奇偶校验生成和调制。加法器2218将加扰数据2216迭加在记录数据2217上，并且由这种相加和基于初始值生成块2214生成的初始值的信息所产生的加扰的数据2219以预定的格式被记录在可重写记录媒体2220上。这里已经说明了一种方法，这种方法通过生成随机数系列并用其作为加扰数据2216来对数据进行加扰；但是，还有其它生成加扰数据的方法，本发明没有特别限定所用的方法，只要它是这样一种系统，其中，当数据被写入时，每次均不相同的加扰数据被生成，并且该加扰数据的初始值被写入盘中。
接下来将说明图21的再生系统。
记录在记录媒体2220上的数据被再生为已经增加了加扰数据的数据(通常，在此之前和之后均包括解调和纠错，但在此处，图中未示出)。通过初始值检测2222，从被再生的加扰的数据2221中检测在记录时所增加的加扰数据的初始值。此处，检错的数据可以已经被添加到初始值中，并且在这种情况下，在进行检错或纠错之后得到初始值。所检测的初始值显示加扰数据系列，使用它来进行解扰2223并获得再生的数据2224。而且，通过嵌入信息检测2225，从初始值检测2222所检测的初始值中检测嵌入信息，并获得嵌入信息2226。
图22是一个视图，说明图21所示的初始值生成块2214的构造的示例。这里将说明一种情况，在这种情况中，当要生成15位的初始值时，将嵌入信息嵌入到最低有效位d0；然而，初始值的位数以及嵌入位的位置、长度、模式并不限于在此说明的这些。
在图22中，每次进行初始值生成时，随机数2211被加到14位d1至d4中。嵌入信息按照例如模式1的n位数据的系列被加上，第一次“0”被加入，然后是“1”，接着是“0”，等等。结果，所生成的初始值被生成为先是“xxx xxxx xxxx xxx0”再是“xxx xxxx xxxxxxx1”然后再是“xxx xxxx xxxx xxx0”，等等(其中，x表示“0”或者“1”)。当n个初始值已象这样被生成之后，一系列n位数据被嵌入到位d0的位置。并且，按同样的方式，能够生成包括由反向模式1组成的模式2的数据的初始值。这样生成的模式1或模式2被嵌入预定周期的初始值中。通过多次重复这种嵌入，错误的检测可能变少。并且如果模式1和模式2被交替地嵌入，即使数据反复被记录在同样的位置，但由于具有不同的被加入的加扰数据的数据被记录，所以记录产生较少的损坏。
在再生侧，当初始值被检测时，如果事先知道模式1被嵌入d0，则嵌入信息可以被检测，但如果嵌入位置、模式以及周期不能事先知道，那么嵌入信息就无法获得。当图22所示的15位的初始值被生成、加扰数据以这些初始值为基础被生成以及低8位被加到记录数据时，这种方法可以被运用，而只需对现有DVD加扰电路及其初始值进行少量的电路改变。在这种情况下，图6所示的初始值就不再需要，而是在每次进行记录时生成并在盘上记录不同的初始值。
图23示出这种方法的处理步骤的示例。对于图19，通过在步骤250进行的记录数据加扰，ID、IED以及主数据被加扰，同时在步骤251，初始值被写入RSV(保留)。
此处，仅采用一系列n位数据的模式检测，存在一定的发生错误的检测的可能性。因此，需要通过例如在记录时使模式长度长或定期将其反复嵌入、并在检测时确定检测连续的次数或至少确认一定时间内检测的次数，以改进可靠性。通过这种方法，尽管使检测时间长，但能够防止错误的检测。这与数据纠错的结果相结合，如果修正不可能，该位则不被用于确认，或者相反地，它被确定为任何一种。当指定模式的长度或重复的次数根据数据的重要性而改变时，重要数据的错误检测就更少，可以迅速地控制在短时间内能够被检测的数据。当嵌入的信息被检测时，尽管图中没有示出，检测结果可以在显示器上显示。
图24说明在记录媒体2220的保留区中记录初始值的区域的示例。
在图24所示的示例中，b0至b23的24位被用来记录加扰数据的初始值以及用于检测其中任何错误的检验码。
此处，在本最佳实施例中，记录初始值的区域为b8至b23的16位的区域，错误检验码为b0至b7的8位；但是，本发明并不限于这种比特位置，只要是加扰数据的初始值可以被记录在其中至少一个单元的任何区域都可以满足需要。并且，记录加扰数据的初始值和错误检验码的区域并不限于RSV，可以是能够记录数据的任何区域。初始值区域为16位区域，用于图22所示的15位的初始值，其中提供了1位保留，但初始值和检验码的位数并不限于此。当然，也可以不添加错误检验码。当初始值象这样被记录在RSV(保留)区时，由于读出时也是首先读出初始值的情况下较易进行解扰，所以在图3所示的第一数据单元305中，RSV以及扇区ID、IED的顺序可以相互变换。
此时的处理步骤的一个示例如图25所示。
图中，相对于图19，通过步骤252的扇区数据加扰，ID、IED以及主数据被加扰，同时在步骤253中，初始值被写入RSV。通过按这种顺序对数据进行加扰，即使记录失败并且记录数据被重新加扰用于再次进行记录，都不需要对检错码重新进行编码，而只需要再次执行从加扰开始的处理。
图26说明初始值被添加到图9所示DVD的第二数据单元情况下的示例。
在图26中，初始值0至15被添加到图9所示的16个第一数据单元的头以形成第二数据单元。此处，如上所述，通过将图22所示的模式1或模式2之类的模式嵌入初始值0至15，就能够嵌入16个数据的系列。当然，初始值被加入其中的单元的数量可以比此处所示的多或者少，在间隔方面，它们也不需要是连续的，并且可以处于预定的单元中。例如，嵌入信息可以仅被嵌入偶数第二数据单元的初始值中。对于初始值被加入其中的单元，如果初始值被放置在要用该初始值加扰的数据的邻近位置并处于加扰数据之前，则使用该初始值进行解扰的处理可以更易于进行。但是，如果采用一种方法，其中初始值预先被首先读取并存储在例如提供给初始值的存储区中，那么就不需要将该初始值放置在邻近位置上。
图27是一个视图，说明仅部分地替换记录数据来执行重写的情况。
图中，例如当扇区号3的主数据将被重写并记录在相同位置时，由于所嵌入的模式不同时不能检测嵌入信息，与以前所记录模式的值相同的值被记录。例如，如果以前所记录的模式为“xxxx xxx1”，那么仅d0位被处理成同样的值，再次给出“xxxx xxx1”，对于其它位，初始值采用不同于以前的随机数据来产生。通过这种方法，由于被调制后记录模式是不相同的，所以就能够在保持加扰效果的同时来记录嵌入信息。
图28是一个视图，说明初始值已被添加到图10所示构造的第三数据单元308时数据构造的示例。
图中，I0至I25的初始值被添加在同步信号之后，并与数据一起被记录。此处，如前所述，通过将图22所示类型的模式嵌入I0至I25的初始值中，就能够嵌入26位数据的系列。当然，初始值被加入其中的单元的数量可以比此处所示的多或者少，在间隔方面，它们也不需要是连续的，并且可以处于预定的单元中。例如，嵌入信息可以仅被嵌入偶数SYNC帧的初始值中。
这样，使用现有DVD数据构造的示例来说明了记录初始值的一个示例，并说明了将一种模式嵌入初始值中的方法；然而，可以将与伪随机数的生成一致的模式嵌入其中伪随机数与记录数据一起被记录在记录媒体上的任何系统中，而不仅仅是DVD数据构造。初始值最好记录在添加了基于这些初始值所生成的加扰数据的加扰的数据单元中，并且最好记录在加扰的数据之前。
图29是一个视图，说明图21中初始值生成块2214的构造的另一个示例。
该图说明一种情况，在这种情况中，当生成8位的初始值的情况下，嵌入信息被嵌入最低有效位d0中，但每个初始值的位数以及所嵌入位的单元、长度及模式并不限于图中所示的那样。每次执行初始值生成时，随机数11被生成并被加到d1至d7的7位。嵌入信息被加到位d0作为例如模式1的n个数据的系列，并且首先“0”被加入，然后是“1”，接着是“0”，等等。结果，所生成的初始值被生成，先是“xxxx xxx0”，然后是“xxxx xxx1”，接着是“xxxxxxx0”，等等(其中，x表示“0”或“1”)。当n个初始值象这样生成之后，n个数据的系列被嵌入这n个初始值的位d0的单元中。
图30说明图21中初始值生成块2214的构造的另一个示例。
此处，位d0和位d4为嵌入信息位，剩余的位用于由随机数据组成的初始值。此处，嵌入位的单元和数量以及嵌入数据的模式和长度当然也不限于此。通过嵌入位d0和d4形成例如01→10→00→11→…似的模式a，就能够将2位模式嵌入单个初始值中。嵌入单元可以按预定序列随时间改变，例如先将一个模式嵌入位d0然后再将一个模式嵌入位d4。
在再生侧，当检测初始值时，如果预先知道指定的模式被嵌入在位d0和d4中，那么嵌入信息可以被检测，但如果预先不知道所嵌入的单元、模式以及周期，那么嵌入信息无法获得。此处，可能出现仅知道嵌入在位d0中的模式的情况，或者出现仅知道嵌入在位d4中的模式的情况，又或者出现既知道嵌入在位d0中的模式又知道嵌入在位d4中的模式的情况。因为所获得的信息在每种情况下均不相同，因此可以执行不同的控制，并且不同的重要程度可以被附加到信息中。通过这种方法，就能够执行对诸如记录/再生时间、次数以及质量等因素结合多个限制的控制。
此外，通过首先将所嵌入的模式从位d0传送到再生系统侧，然后再在必要时使用位d4来改变模式，还能够改变嵌入信息。
此处说明了一个示例，其中，信息被嵌入每个初始值的2位中，但位数并不限于此。而且，当8位被嵌入8位的初始值中，通过以指定的值来改变初始值生成序列，也能使它具有指定的信息。
图31说明在图9所示ECC块的单元中连续构成的数据的示例。
图中，此时如果初始值将记录在RSV区域中，那么可以采用记录扇区的位置来构造指定的模式，例如记录在块1的RSV中的初始值的d0位，记录在块2的RSV中的初始值的d0位，记录在块3的RSV中的初始值的d0位，以及记录在块4的RSV中的初始值的d0位。此时，如果这些位以“xxxx xxx0”、“xxxx xxx1”、“xxxx xxx0”的方式被反转，即使所生成的随机数碰巧相同，那么不同的初始值也被生成，并且所生成的加扰数据系列可以不相同。
图32说明根据本发明的另一个加扰方法。
图7所示的方法是这样一种方法，其中，M系列发生器采用图6所示的初始值来产生加扰数据，并且前面已经说明了通过与此类似的方法每次改变初始值的一种方法。在图32所示的示例中，预先用M系列发生器271产生随机数据，并由加法器272将其加到记录数据17中，以便产生包含添加的随机数据273的记录数据。这个包含添加的随机数据273的记录数据通过第二加扰电路274被再次加扰，以便产生加扰的记录数据276。对添加了随机数据的数据执行第二加扰274的过程被称作“制导加扰”275。
图33说明图32中制导加扰275的示例构造。此处，加扰数据根据本原多项式P(X)＝X8+X4+X3+X2+1来生成。图中，参考号277表示输入数据，279至286表示保持1位数据的寄存器，这些寄存器共同组成8位移位寄存器。参考号278以及287至289表示加法器，290为所生成的加扰数据。
图中，8位随机数据被加到移位寄存器作为初始值，当输入数据277被输入时，产生加扰数据290。采用这种方法，错误的传播降到8位，因此，即使初始值的再生失败，随后的数据可以被解码。
图34说明图32中制导加扰275的解码器的构造的示例。此处，291表示输入数据，292至299为保持1位数据的寄存器，这些寄存器共同组成8位移位寄存器。参考号260至263表示加法器，264表示加扰的数据。
在此图中，8位初始值被加到移位寄存器中，并且当输入数据291被输入时，产生加扰的数据264。
图35是一个视图，说明图32至34所示加扰和解扰的数据构造。
在此图中，加扰时，8位任意数据作为初始值被加到原始数据中，以便生成加扰数据，而在解扰时，使用初始值从加扰数据中产生原始数据，然后去除初始值，只有原始数据被传递。通过使用这种加扰和解扰方法，可以进行极少错误传播的数据交换，并且由于初始值在记录时被添加而在再生时被去除，所以很难进行分析或篡改。
图36说明对图21的再生系统再生的输出进行控制的系统的示例。此处，2231表示根据所检测的嵌入信息来控制输出的单元，2232为输出端。
此处，当不确知嵌入方法即嵌入模式和周期等时，嵌入的信息无法被嵌入。因此，如果在保证正确地控制嵌入信息的嵌入方法时才知道嵌入方法，就可以判断对于与信息嵌入的控制相关的控制被正确地执行时，随所添加的嵌入信息所记录的记录数据被记录。因此，就有可能使用此嵌入信息来正确地执行控制。并且，有关再生的限制信息包含在嵌入信息中，例如当包括再生周期或再生次数(reproduction number)或诸如再生时的输出率(output rate)或抽样频率的质量、或视频扫描线数或压缩比时，输出亦保持一致。例如，当嵌入信息无法读出时，只允许一个再生，但当使用了能够检测嵌入信息的设备时，就能够提供一种服务，使再生数能够增加。这样，具有对用户有价值的嵌入信息可以被添加。
图37说明用于检测上述嵌入信息并根据该信息执行记录控制的系统的示例。此处，2250为输入信号，诸如再生的数据或某种通信/传送装置所接收的信号等，2251表示所检测的嵌入信息为授权记录的信息，通过这一单元，当需要更新嵌入信息时(例如把仅允许一次记录/再生的嵌入信息更新为不再允许记录的嵌入信息时)，所更新的信息被传递给嵌入信息生成块2214。再生的数据2224和记录数据2217通常是相同的，但由于有时这些数据是不同的，例如当改变再生数据2224的质量来形成记录数据2217时，所以将它们分别列出。并且输出控制2231被表示为控制单元，用于终止记录再生的数据2224。当嵌入信息检测2225所检测的嵌入信息为授权再次记录的信息时，例如当允许进行多达两次记录时，如果表示是已经被记录过一次的信号的嵌入信息已被添加，由于该信号可以再一次被记录，所以，再生数据2224作为记录数据2217，执行记录处理。此时，产生下一个嵌入信息，表示记录已经被执行两次，更新嵌入信息，以便不能再进行记录。在输出控制2231，当再生的数据2224作为记录数据2217被输出时，如有必要，则执行诸如该记录数据的速率交换的处理。
在上述最佳实施例中，说明了DVD的记录媒体的情况，但本发明并不限于此，它可以运用于任何信息记录媒体，采用这种信息记录媒体时是通过用能量射束的辐射热熔化记录薄膜并改变其原子排列来进行信息记录的。本发明还可以运用到记录媒体是光卡等的情况下。作为用于产生热并熔化用于记录的记录薄膜的射束，本发明并不限于激光束，而是可以采用能够熔化记录薄膜的任何能量射束。当射束为激光束时，本发明未对激光束的波长和类型进行限制。当使用诸如蓝激光或紫外线激光的相对短波长激光时，就可以容易地实现高密度记录。
图38说明一种情况的再生和记录处理，在这种情况中，不仅在可记录上述嵌入信息格式的可记录的记录媒体中，而且对于预记录的媒体，均可采用相同的记录格式进行再生和记录处理，并且在数据传递中也采用相同的格式。参考号2273表示传递数据，2274为所添加的信息检测，并且执行同样的嵌入信息检测。通过这一单元，可以通过同样的再生处理方法来执行处理。
图39是制成了集成电路的图36所示构造的示例。当再生系统和记录系统建立为与此类似的相同构造以将从嵌入信息的检测到再生输出的控制的部分作为一个块来制成再生信号处理集成电路2271时，数据便难以进行分析。并且当从嵌入信息的嵌入到记录的控制作为一个块被制成记录信号处理集成电路2272时，便无法篡改部分途径处理(the processing part-way through)。并且当再生信号处理集成电路2271和记录信号处理集成电路2272合二为一时，这种功能还可以进一步增强。
现在，作为嵌入信息的使用方法，集中对控制和版权保护的授权信息进行了说明；但是，本发明并不限于此。例如，如果嵌入信息为诸如记录开始时间和记录结束时间、节目标题以及通道等信息，那么它还可以用于所谓的带导航。尤其是当它被作为G码来记录时，由于还能与节目信息一致，所以易于使用。
此外，记录数据的作者还可以嵌入必要的信息。即记录次数和周期的控制、再生区域限制代码、记录和再生条件、分辨率以及压缩率等。并且还能通过进行记录的用户所进行的设置使信息被嵌入。记录时间的设置条件可以以指定模式嵌入。记录设备的制造商也可以嵌入信息。例如，不同的编号可以被分配给每台记录设备，并且通过将该编号作为信息嵌入，就能够指定用于进行记录的设备。
并且，有关用户使用功能的信息可以被放置在用户数据区，有关管理的信息可以被放置在非用户数据区的部分，例如盘管理信息。
如上所述，采用本发明，即使执行重复的写入操作，都可以实现稳定的数据记录，并且还可以获得稳定的不失真的再生信号或有效地消除其失真的再生信号。
此外，用于变换的初始值可以被用于记录附加信息。
权利要求
1.一种用于在可重写的记录媒体上记录数据的数据记录方法，它包括以下步骤将待写入所述记录媒体的写入数据转换成不同于已记录在所述记录媒体的相同位置中的数据的数据；以及在可重写记录媒体上记录数据。
2.一种用于在可重写的记录媒体上记录数据的数据记录方法，它包括以下步骤通过在其上迭加根据数据转换信息所产生的信息来对待记录在所述记录媒体上的数据进行数据转换；以及在所述记录媒体上记录所述数据转换信息和所述数据转换的数据。
3.根据权利要求2的数据记录方法，其特征在于所述数据转换信息是每次记录时改变的初始值。
4.根据权利要求3的数据记录方法，其特征在于所述初始值生成伪随机数。
5.根据权利要求2的数据记录方法，其特征在于附加信息被嵌入所述数据转换信息的一部分中。
6.根据权利要求5的数据记录方法，其特征在于在所述数据的一部分被写入时，嵌入在所述数据转换信息中的所述附加信息与重写之前的相同。
7.根据权利1的数据记录方法，其特征在于所述数据转换的数据为主数据、标识数据、检错码以及纠错码。
8.根据权利2的数据记录方法，其特征在于所述数据转换的数据被记录在所述记录媒体上记录所述数据转换信息的记录位置附近。
9.一种用于在可多次重写的记录媒体上记录数据的数据记录方法，它包括以下步骤对接收的记录指令作出响应，指示待记录在所述记录媒体上的数据的信号处理；对所述指示作出响应，将纠错数据添加到所述数据中；通过在其上迭加根据数据转换信息所产生的信息来对这样添加的数据进行数据转换；调制这样数据转换后的转换数据以及所述数据转换信息；将所述数据转换信息记录到所述记录媒体；以及将所述转换数据记录到记录所述数据转换信息的记录位置附近。
10.根据权利要求9的数据记录方法，其特征在于所述数据转换信息为每次记录时改变的初始值。
11.根据权利要求9的数据记录方法，其特征在于附加信息被嵌入所述数据转换信息的一部分中。
12.根据权利要求9的数据记录方法，其特征在于所述数据转换的数据为主数据、标识数据、检错码以及纠错码。
13.一种用于从记录媒体进行再生的数据再生方法，其中在所述记录媒体中记录数据转换信息和通过在其上迭加根据所述数据转换信息所产生的信息进行数据转换的转换数据，它包括以下步骤读取所述数据转换信息；根据所述数据转换信息来生成信息；使用所述读出的数据转换信息以及所述生成的信息，将所述转换数据恢复为数据转换前的转换前数据；以及再生所述转换前数据。
14.根据权利要求13的数据再生方法，其特征在于所述数据转换信息为每次记录时改变的初始值。
15.根据权利要求13的数据再生方法，其特征在于附加信息被嵌入所述数据转换信息的一部分中。
16.根据权利要求15的数据再生方法，其特征在于还包括以下步骤检测所述附加信息并根据检测结果来控制所述转换前数据的再生。
17.根据权利要求16的数据再生方法，其特征在于所述检测被多次进行，并且根据所述检测结果来控制所述转换前数据的再生。
18.根据权利要求17的数据再生方法，其特征在于对多个附加信息的每一个均进行所述检测，并且根据对所述附加信息进行检测的结果来控制所述转换前数据的再生。
19.根据权利要求13的数据再生方法，其特征在于所述转换数据为主数据、标识数据、检错码以及纠错码。
20.一种用于在可重写记录媒体上记录数据的数据记录设备，它包括转换器，用于通过在其上迭加根据数据转换信息所产生的信息来对待记录在所述记录媒体上的数据进行数据转换；以及激光传感器，用于将所述数据转换信息和所述数据转换的数据记录在所述记录媒体上。
21.根据权利要求20的数据记录设备，其特征在于所述转换器在写入数据上迭加其它与所述写入数据不相关的数据，从而将所述写入数据转换成每次写入操作时不相同的数据。
22.根据权利要求20的数据记录设备，其特征在于根据所述数据转换信息所产生的所述信息是从输入到移位寄存器并在每次记录时改变的初始值生成的。
23.根据权利要求22的数据记录设备，其特征在于所述初始值生成伪随机数。
24.根据权利要求20的数据记录设备，其特征在于附加信息被嵌入所述数据转换信息的一部分中。
25.根据权利要求24的数据记录设备，其特征在于在所述数据被部分重写的情况下，嵌入在所述数据转换信息中的所述附加信息与重写前的相同。
26根据权利要求20的数据记录设备，其特征在于所述数据转换的数据为主数据、标识数据、检错码以及纠错码。
27.一种用于将数据记录在可多次重写的记录媒体上的数据记录设备，它包括微处理器，用于对接收的记录指令作出响应，指示待记录在所述记录媒体上的数据的信号处理；信号处理电路，用于对所述指示作出响应，将纠错数据添加到所述数据中，通过在其上迭加根据数据转换信息所产生的信息来对这样添加的数据进行数据转换，调制这样数据转换后的转换数据；激光生成源，用于产生记录激光；激光传感器，用于将所述产生的记录激光照射到所述记录媒体上；以及伺服系统，用于控制所述激光传感器以记录所述数据转换信息和所述转换数据。
28.根据权利要求27的数据记录设备，其特征在于根据所述数据转换信息所生成的信息是从输入到移位寄存器中并且每次记录时改变的初始值生成的。
29.根据权利要求27的数据记录设备，其特征在于附加数据被嵌入所述数据转换信息的一部分中。
30.根据权利要求27的数据记录设备，其特征在于所述数据转换的数据为主数据、标识数据、检错码以及纠错码。
31.一种用于从记录媒体进行再生的数据再生设备，其中在所述记录媒体中记录数据转换信息和通过在其上迭加根据所述数据转换信息所产生的信息进行数据转换的转换数据，它包括激光传感器，用于读取所述数据转换信息和所述转换数据；信号处理电路，用于采用所述读取的数据转换信息以及根据所述数据转换信息所生成的信息，以便将所述转换数据恢复到数据转换前的转换前数据；以及再生设备，用于再生所述转换前数据。
32.根据权利要求31的数据再生设备，其特征在于所述数据转换信息为每次记录时改变的初始值。
33.根据权利要求31的数据再生设备，其特征在于附加信息被嵌入所述数据转换信息的一部分中。
34.根据权利要求33的数据再生设备，其特征在于通过检测器来检测所述附加信息，并且根据检测结果来控制所述转换前数据的再生。
35.根据权利要求34的数据再生设备，其特征在于所述检测被多次进行，并且根据所述检测结果来控制所述转换前数据的再生。
36.根据权利要求35的数据再生设备，其特征在于对多个附加信息的每一个均进行所述检测，并且根据对所述附加信息进行检测的结果来控制所述转换前数据的再生。
37.根据权利要求31的数据再生设备，其特征在于所述转换数据为主数据、标识数据、检错码以及纠错码。
38.一种用于可重写的记录媒体的数据记录方法，它包括以下步骤数据写入时将已经记录在所述记录媒的写入位置的第一数据与要新写入相同写入位置的第二数据进行比较；以及在所述比较的结果为所述第一数据和所述第二数据包含不同数据的情况下，将所述第二数据写到所述写入位置。
39.一种用于可重写的记录媒体的数据记录方法，其中，在待记录到所述记录媒体的一个位置中的管理信息的写入数据包含与已经写入所述记录媒体上相同位置中的数据相同的数据的情况下，对于所述数据是相同的部分，所述写入数据不被记录。
40.一种用于在可重写的记录媒体上记录数据的数据记录设备，其中，待记录在所述记录媒体上的写入数据的管理信息暂时存储在单独的存储器中，并在所述记录媒体从所述设备上移去时被写入所述记录媒体。
41.一种用于在可重写的记录媒体上记录数据的数据记录设备，它包括用于将已知数据迭加到待记录到所述记录媒体的写入数据的管理信息中的装置，其中，每次记录操作时被记录为不同的管理信息数据。
42.一种用于可重写的记录媒体的数据记录设备，其中，数据写入时，对已经记录在所述记录媒体的写入位置中的第一数据和要被新写入相同写入位置的第二数据进行比较，并且在所述第一数据和所述第二数据包含不同数据的情况下，所述第二数据被写入所述写入位置。
43.一种用于从其上已经记录了转换成预定格式的数据的记录媒体来再生数据的数据再生设备，它包括输出装置，用于在从进行了所述格式的逆变换的数据中检测到已知数据系列的情况下，认为所述数据系列为无效数据且不将其作为再生数据输出；输出装置，用于输出表示所述数据无效的标志。
全文摘要
一种数据记录和再生的方法及设备,采用这种方法和设备可以获得稳定的再生信号输出,即使是在重复进行重写的情况下。当将数据记录到可重写记录媒体时,在加扰第一数据单元304中,使用从随机数据所生成的初始值13来准备加扰数据12,并且以此来加扰第一数据单元304,使待写入记录媒体的写入数据被转换成不同于已经记录在记录媒体的相同位置中的数据的数据。此时,来自用于产生加扰数据的随机数的初始值被嵌入记录媒体的保留区,并且在再生时这被用来进行解扰。所需的附加信息也包含在初始值中并与其一道被记录。
文档编号G11B7/00GK1342972SQ0112527
公开日2002年4月3日 申请日期2001年8月27日 优先权日2000年9月4日
发明者川前治, 星泽拓, 平重喜, 片山由香里, 宫本真, 竹内敏文 申请人:株式会社日立制作所