专利名称：用于同步和再生信号的方法和装置及信号记录装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及信息信号记录的方法和装置，信息信号的复制系统和方法，以及信息记录介质。本发明尤其是涉及一种用于防止复制的系统，即使是在利用模拟信号进行通信时也不丢失信号。
在数字数据的记录系统中已经有了一些用于防止复制的方法，比如说数字VTR(录像机)。方法之一是通过把一个复制控制信号加到数字数据来禁止复制。先来描述防止复制的原理。
图1是一个表示本发明的原理图。图1中参考符号100表示一个再生装置；101是一个用于再生记录介质；102是再生单元；110是记录装置；111是记录单元；112是复制控制信号检测单元；113是用于记录的介质；121是来自记录介质101的读出信号；122是从再生装置100送到记录装置110的再生信号；123是复制控制信号；124是一个写到记录介质113的信号。
在由图1中的用于再生的记录介质101和再生单元102构成的再生装置100中，记录信号是由再生单元102从记录介质101中读出并输出作为数字或模拟再生信号122。另一方面，在由记录单元111，复制控制信号检测单元112和用于记录的记录介质113构成的记录装置中，复制控制信号检测单元112检测该复制控制信号123。根据检测结果，记录单元产生一个写信号124，禁止或允许对于记录介质113的记录。
现在来描述用于把由再生装置100所再生的信号记录到记录介质101的记录装置。图2是记录数字信号的记录装置的框图。图2中，参考符号200表示一个模拟单元；201是提供将要记录的信息的信息源；210是一个数字单元。数字单元210包括编码单元211，防止复制码产生单元212，合成器213，写单元214和记录介质215。模拟信息信号231由一个ADC(模拟/数字转换器)221转换成一个数字信号232并送到数字单元210。在数字单元210中，编码单元211编码数字信息信号并将该编码的数字信息信号233送到合成器213。合成器213将该信息码233与来自防止复制码产生器212的防止复制码234合成。来自合成器213的输出信号235被送到写单元214，并将该写单元214的输出信号236记录在记录介质215。信息码233和防止复制码234被记录在记录介质215。图2所示的系统可被用于例如一个只读盘介质的控制。
图3示出了用于数字记录的记录装置的另一个实例。根据图3的实例，防止复制码被加到编码单元211。来自编码单元211的信息码233被加到码读出单元216，并且所加的防止复制码237是分离的。该防止复制码被送到防止复制码的控制单元217。控制单元217限制复制的产生。例如，当防止复制码是一个允许一次复制的码时，控制单元217产生用于重写该防止复制码成为用于禁止复制的一个码的控制信号238，以及用于指令对于由写单元214所执行的信号到记录介质215的记录的允许或禁止的一个控制信号239。当一个原始防止复制码允许一个产生的复制时，控制信号238被提供到一个码改变单元218，该防止复制码被改变成具有禁止复制内容的一个码，并由控制信号239允许写入。图3的系统可被用于例如一个数字VTR中。
在复制系统中使用了一个数字介质，在数字的和模拟的情况中的操作不同。在这些情况中的实例经分别描述。首先描述数字连接方式。图4是数字连接方式的一个示意图。参考符号301表示一个数字数据再生装置；302是数字数据记录装置；311是数字信号。关于图4的操作，数字数据311从数字数据再生装置301送到数字数据记录装置302，该数字数据记录装302的记录操作是受控于包括在数字信号311中的复制控制信号。
图5示出了数字方式的复制系统的一个实例。在图5中，参考数字400表示一个再生装置。401是在再生一侧记录介质；402是一个读出单元；410是一个数字接口；411是通信路径；420是记录装置；424是防止复制码读出装置；425是一个复制控制信号控制单元；426是码改变单元；421是写单元；423是在记录一侧的记录介质；431是读出信号；432是数字再生信号；435是读出的防止复制码；436和437是控制信号；438是写入信号。
现描述图5的结构操作。在再生装置400中包括用于再生的记录介质401和读出单元402。从记录介质401获得的读出信号431被送到读出单元402并作为一个数字再生信号432输出。数字再生信号432通过数字接口410的通信路径411送到编码读出单元424并将防止复制码分离。复制控制信号的控制单元425解码所分离的防止复制码433并读出该信息。用于改变防止复制码的控制信号436被输出到码的改变单元426，并且，用于指示允许或禁止该信号记录到记录介质的控制信号437被输出到写单元421。在图5的结构中，不仅是对于记录的允许或禁止，而且是对于复制产生的限制都能被执行。
现描述模拟结构的复制系统。图6示出了这样一个结构。参考符号501表示一个数字数据再生装置；502是一个数字数据记录装置；511是一个在装置501和502之间发送的模拟信号。在图6的构形中，模拟信号511由D/A转换器转换之后被从数字数据再生装置501送到数字数据记录装置502并被A/D转换且数字地记录。在这样的一个系统中，当在模拟信号511中的复制控制信号已经消失时，就不能在数字数据记录单元502中执行防止复制的控制。
作为利用模拟接口防止复制的方法已经提出了几种。比如说，当模拟信号是视频信号时，模拟视频信号的色同步信号的相位被部分地反相输出，或具有及高电平的伪随机同步信号被插入作为AGC的同步信号，以使得既使是正常的再生也能被执行。当视频信号由VTR记录时，在监视器接收机上不能得到正常重放的图象。
在一个传统的复制系统中，数字的防止复制码被加到其中一个信息源被数字编码的信号中。然而在数字接口的情况中，数字记录装置检测该复制控制信号并能执行该防止复制控制。可是，既使在模拟接口的情况中采用数字数据再生装置，由D/A转换器所加入的作为复制控制信号的数字信号将被失落。在最终对信号记录的数字记录装置中，不能顺序地检测到复制控制信号。防止复制的控制不能被执行。所以，有必要利用VTR和监视器接收机的AGC方法之间的不同和APC特征之间的不同防止复制。
如上所述，当利用VTR和监视器接收机的AGC方法之间的不同和APC特征之间的不同执行防止复制时，存在的担心是出现复制不能防止的问题，监视器接收机的再生图象受到防止复制的相反手段的干扰。
所以本发明的一个目的是提供信息信号的记录装置，和信息信号的复制系统和方法，以及在模拟接口的情况中确能防止复制且能几乎不对在此情况中的原始信号施加例如劣变的记录介质。
根据本发明的一个方面，提供一种信息信号合成的装置和方法，其特征在于，一个信息源提供一个主信息信号，一个辅助信息源提供一个辅助信息信号，一个扩展频谱单元对于辅助信息信号执行扩展频谱处理，以及一个合成器对从扩展频谱单元提供的已被扩展频谱处理的辅助信息信号和来自主信息信号源的主信息信号进行合成，从而产生一个合成的信息信号。
根据本发明的另一方面，提供一种信息信号合成装置及其方法，其特征在于，一个信息读出单元，利用对扩展频谱处理的辅助信息信号执行相反的扩展频谱处理，从主信息信号和扩展频谱处理的辅助信息信号的合成信号再生出一个辅助信息信号，并产生主信息信号；一个辅助信息信号控制单元，通过改变从信息读出单元提供的辅助信息信号而形成改变的辅助信息；以及一个合成器，形成经扩展频谱处理的被改变的辅助信息信号和来自该改变的辅助信息信号的主信息信号以及来自信息读出单元的主信息信号的一个合成信号。
根据本发明，还提供一个信息信号的记录装置，其特征在于，通过对于来自主信息信号和扩展频谱处理的复制控制信号的模拟合成信号的扩展频谱处理的复制控制信号执行反相的扩展频谱处理，一个信息读出单元再生一个复制控制信号；一个模拟/数字转换器，将合成信号转换成一个数字信号，根据复制控制信号，由一个记录器控制该数字输出信号对于一个记录介质的记录的允许禁止。
在本发明中，由于象复制控制信号或类似信号的附加的信号频带由扩展频谱处理而被加宽，并且附加的信息被加到信息源的信号带，所以，复制控制信号不能由滤波器所消除。由于扩展频谱处理的信号被加入，由于劣变所造成的影响几乎不能对原始信号施加作用，而且，当扩展频谱被执行时，只要在一个定时没有获得同步信号，就很难执行信号的添加的检测以及复制控制信号的检测。此外，不同的码可被用作PN码，用于扩展频谱和若干种可被相乘的正交码。因此，根据本发明，由于即使在数字信号被D/A转换之后该复制控制信号也不能被擦除，所以，针对与模拟方式相关的数字数据的记录装置的复制被禁止。由于是即使在模拟记录装置中记录的信号中的复制控制信号不能擦除以及复制控制信号不能由滤波器所消除，所以能够获得相当高的防止复制的效果。而且，所具有的优点是，通过将扩展频谱的种类和正交函数相乘，能被添加的信息量可被自由地控制。
本发明的上述的和其它的目的和特征在下面参考附图的描述和权利要求中将变得显而易见。
图1是表示一个防止复制系统的原理的框图；图2是根据复制控制码的数据信号的一个记录装置的实例的框图；图3是通过复制控制码的数据信号所举另一个实例的框图；图4是数字连接的复制系统的示意框图；图5是数字连接的复制系统的一个实例的框图；图6是表示模拟连接的复制系统的示意框图；图7是根据本发明的复制控制码的模拟信号的记录装置的一个实施例的框图；图8是根据本发明的复制控制码的模拟信号的记录装置的另一个实施例的框图；图9是根据本发明的复制系统的实施例的框图；图10是根据本发明的复制系统的另一个实施例的框图；图11是表示根据本发明的另一个实施例中的一个码读出单元的一个实例的结构框图；图12是表示根据本发明的另一个实施例中的一个码改变单元的一个实施例的结构框图。
现参考附图7描述本发明，其中示出了根据本发明的记录装置的一个实施例的结构。
图7中，模拟单元800包括用于产生将要被记录的信息信号的一个信息源801和用于将信息信号831与复制控制码833进行组合的合成器802。来自合成器802的合成信号834由ADC(模拟/数字转换器)821转换成数字信号。该数字信号被送到数字单元810。
复制控制码产生单元811产生复制控制码832以便控制防止复制。复制控制码832送到扩展频谱单元812作扩展频谱处理。已作了扩展频谱处理的复制控制码833被送到合成器802。已经被转换成数字信号的合成信号835被送到编码单元813。编码单元813编码数字信息，并将其输出信号836送到一个写入单元814。来自写入单元814的写入信号837记录到记录介质815。利用图8的构形，与信息源的模拟信号相同基带的复制控制码可被加入。
图8示出了根据本发明的记录装置的另一个实施例。如同8所示，模拟单元800包括一个码读出单元816，用于从信息源801提取多路复用到模拟信号831的经过已被扩展频谱处理的复制控制码；和一个码改变单元818，用于改变复制控制码。码改变单元818产生合成信号834，其中的已被扩展频谱处理的复制控制码与模拟信息信号多路复用。通过ADC(模拟/数字转换器)821，合成信号834被转换成数字信号835。数字信号835被送到数字单元810的编码单元813。以类似于前述的实施例的方式，通过数字单元810，ADC821的输出信号被记录到记录介质815。作为将要被记录的信息的具体的实例，其中包括音频信息和/或视频信息。记录介质815是带状的或盘状的介质，其中可用光或磁记录数字信息。
由码读出单元816提取的复制控制码838被送到复制控制信号控制单元817。控制单元817解码该原始的复制控制码并产生将被重新记录的复制控制码839。复制控制码839在改变之后送到码的改变单元818，并将在合成信号834中的复制控制码改变。例如，当原始复制控制码表示该复制是被允许或被禁止时，产生的新的复制控制码与原始的复制控制码完全一样。当原始的复制控制码表示允许一次复制产生时，新的复制控制码就被变成指示禁止复制的码。
当从复制控制信号控制单元817来的原始复制控制信号840表示允许复制时，写单元814记录一个编码单元813的输出到记录介质815。当信号840表示禁止复制时，写单元814则不将编码单元813的输出记录到记录介质815。
如将要在下面描述的那样，码读出单元816执行一个相反的扩展频谱的处理，并产生复制控制码838，以及产生合成信号和一个控制信号841，用于对码改变单元818同步控制。如在下面描述的那样，码改变单元818利用相反的扩展频谱擦除原始复制控制码，并随后利用扩展频谱合成新的复制控制码。码改变单元818接收用于同步控制的控制信号841，这种控制的执行是针对来自码读出单元816的反相扩展频谱。
例如，复制控制码是一个两个比特的码，而且，是指令关于例如下述复制控制的信息。
00可用复制01未定10可以执行一次复制11禁止复制现在参考图9描述采用记录介质的复制系统的实施例，其中，复制控制码多路复用到合成信号的合成信号已经由图7和图8所示的结构数字化记录。在图9中，再生装置900再生其中数字地记录有合成信号的记录介质901。
在再生装置900中，从记录介质901输出的用于再生的读出信号931由读出单元902设置成数字再生信号，并输入到解码单元903，由解码单元903解码成数字解码信号933。而且，信号933由DAC(数字/模拟转换器)904转换成模拟合成信号934。经过模拟接口910的通信路径911，该模拟合成信号934被送到在记录装置920中的一个ADC921和反相扩展频谱单元923。已经被频谱扩展处理的复制控制码被加到模拟合成信号934。
在记录装置920中，来自ADC921的数字信息信号935由编码单元922编码。来自编码单元922的编码信号936被送到写入单元925。来自写入单元925的一个写入信号939被记录到用于记录的记录介质926。由反相扩展频谱单元923所反相扩展的信号937被输入到一个复制控制码检测单元924，并对复制控制码938作检测。写入单元925由复制控制码938所控制。当根据复制控制码938允许复制时，执行写入。当复制禁止时，写入禁止。如上所述，利用在模拟方式中的频谱扩展，通过把复制控制信号加到与信息源相同的基带，获得这样的效应，即使是数字数据记录装置连接成模拟方式，也能控制记录而不消除复制控制信号。
图10示出了根据本发明的另一个实施例。以类似于图9的方式，再生装置900再生记录介质901，产生其中的模拟信息和复制控制码已被合成的模拟合成信号934，并将该信号934经过模拟接口910的通信路径911送到记录装置920。
模拟合成信号934被送到记录装置920的码读出单元927，并且提取多路复用的复制控制码940。还提供改变复制控制码的一个码改变单元929。码改变单元929产生合成的信号945，其中的已经扩展频谱处理的复制控制码已被与模拟信息信号多路复用。合成信号945由ADC921转换成数字信号935。该数字信号送到编码单元922。以类似于前述实施例的方式，ADC921的输出信号由编码单元922记录到记录介质926由码读出单元927提取的复制控制码940被送到复制控制码的控制单元928。控制单元928解码原始的复制控制码940并产生一个复制控制码941以供重新记录。复制控制码941被改变之后送到码改变单元929，并且，改变在合成信号945中的复制控制码。比如说，当原始复制控制码所指示的是允许复制或禁止复制时，新的复制控制码已被置成与原始复制控制码相同。当原始复制控制码表示允许一次复制时。新的复制控制码被改变成表示禁止复制的码。
如下所述，码读出单元927执行相反的扩展频谱处理，产生复制控制码940，以及合成信号和控制信号943，用于对码改变单元929的同步控制。如下所述，利用受控于控制信号943的反相扩展频谱，码改变单元929擦除原始的控制码，并随即利用扩展频谱合成新的复制控制码941。
图11示出了以供码读出单元927的实例(类似于816)。合成信号943被送到乘法器11和同步控制电路12。来自PN(伪随机躁声)码产生器14的PN码被送到乘法器11和同步控制电路12。利用PN码具有的步调自动相关的事实，同步控制电路12提取定时信号943。振荡器13的振荡频率和相位由提取的定时信号943控制并且振荡器13的输出信号被送到PN码产生器14。从同步受控的振荡器的输出产生的PN码和合成信号934由乘法器11相乘，以便从乘法器11提取出解调的复制控制码940。复制控制码940被送到控制单元928。
象M序列(最大长度序列)和GOLD码可被用于一个PN码。在M序列的情况中，比特周期的前半序列和复制控制码(两位)的次要的一侧一位相乘。比特周期的后半序列和复制控制码的重要的一侧一位相乘，并执行扩展频谱的调制。由扩展频谱调制复制控制码的的方式并不限于一个具体的实例，而是可用各种方法。例如，在复制控制码被线性调制之后，也可执行扩展频谱调制。本发明并不局限于直接的调制，而是可由跳频方法或跳时方法调制信号。而且，不同的PN码能够被用于扩展频谱，而且有若干种正交码可被用于相乘。
图12示出了码改变单元929的一个实例(类似于818)。合成信号934送到一个减法器31。由扩展调制单元20产生的信号被送到减法器31。调制单元20包括乘法器21，振荡器23和PN码产生器24。来自码的读出单元927的同步控制信号943被送到振荡器23。振荡器23的输出被送到PN码产生器24，且PN码中的频率和相位与调制产生的频率和相位相同。与由读出单元927所提取的复制控制码相同的信息941a从控制单元928送到乘法器21。因此，通过将乘法器21的输出提供到减法器31，包括在合成信号中的调制复制控制码被擦除。
减法器31的输出信号被送到减法器32。由一个扩展调制单元40提供的信号送到加法器32。调制单元40是由乘法器41和PN码产生器44构成。调制单元20的振荡器23的输出被送到PN码产生器44，且PN码中的频率和相位与调制产生的频率和相位相同。将被新加入的复制控制码的941b从控制单元928送到乘法器41。因此，通过将乘法器41的输出提供到加法器32，重加入了复制控制码。
根据上述的实施例，复制控制码的以模拟的方式被合成。然而，本发明中信息的合成不局限于复制控制码。例如，有可能通过借助扩展频谱将版权管理信息调制成与复制控制码在一起，并将产生的调制信息与模拟信息信号多路复用。版权管理信息是对于作者的姓名的权利管理、涉及文学著作的权利的保留、使用条件、识别号码之类的事宜属于必要的信息。
而且。本发明不局限于记录到记录介质的情况，而且可被用于通过有线或无线发送模拟信息信号的情况。就是说，由扩展频谱调制的附加的信息也能被加到将要被发送的模拟信息信号。在接收一侧，附加信息由反向扩展频谱检测，并且以此为根据在接收一侧控制模拟信号的再生的允许或禁止。
根据本发明，通过对于例如复制控制信号的附加信息的扩展频谱的处理，其频带被加宽且附加信息被加到信息源的信号频带，复制控制信号不能被滤波器之类的这种所消除。当执行扩展频谱时，只要不能获得用于定时的同步，就难于执行复制控制信号的检测以及附加信号的检测。所以，根据本发明，复制控制可被确切地执行。根据本发明，由于加入了已被扩展频谱处理的信号，由于劣变引起的影响几乎不对原始的数据起作用。根据上述的本发明，既使是在数据信号被D/A转换之后，复制控制信号也不能被消除。因此，对于连接成模拟方式的数字数据记录装置而言，可防止复制，并且，甚至可将复制控制信号保存在记录在模拟记录装置中的信号中。它具有很高的防止复制的效果。而且，通过将这种扩展频谱与正交函数相乘，可被加入的信息量能够被自由地控制。
本发明并不局限于上述的实施例，而在本发明的所附的权利要求的精神实质的范围内可以有许多的修改和变型。
权利要求
1.一种信息信号合成装置，它包括一个信息源，用于产生一个主信息信号；一个辅助信息源，用于产生一个辅助信息信号；一个扩展频谱电路，用于执行对从所说的辅助信息源提供的辅助信息信号执行扩展频谱处理；以及一个合成器，用于通过对从所说的扩展频谱电路提供的已被扩展频谱处理的辅助信息信号和来自所说的主信息信号源的所说主信息信号进行合成，从而形成一个合成的信息信号。
2.根据权利要求1的装置，其中所说的辅助信息信号是复制控制信号，用于控制所说的主信息信号复制的允许或禁止。
3.一种信息信号记录装置，它包括一个信息源，用于产生一个主信息信号；一个辅助信息源，用于产生一个辅助信息信号；一个扩展频谱电路，用于执行对从所说的辅助信息源提供的辅助信息信号执行扩展频谱处理；以及一个合成器，用于通过对从所说的扩展频谱电路提供的已被扩展频谱处理的辅助信息信号和来自所说的主信息信号源的所说主信息信号进行合成，从而形成一个合成的信息信号；以及一个记录器，用于将由合成器形成的所说的合成信号记录到一个记录介质。
4.根据权利要求3的装置，还包括一个模拟/数字转换器，用于将由所说的合成器形成的合成信号转换成数字信号；并且其中所说的记录器记录所说的合成信号作为一个数字信号。
5.一种信息信号记录装置，它包括一个信息读出单元，被提供有已经过扩展频谱处理的主信息信号和复制控制信号的模拟合成信号，并对于所说的扩展频谱处理的复制控制信号执行相反的扩展频谱处理，从而再生所说的复制控制信号；一个模拟/数字转换器，用于将所说的合成信号转换成数字信号；以及一个记录器，被提供有所说模拟/数字转换器的数字输出信号以及从所说信息读出电路来的所说复制控制信号，其中响应所说的复制控制信号，控制所说输出信号的记录的允许和禁止。
6.一种信息信号合成装置，它包括一个信息读出单元，被提供有已经过扩展频谱处理的主信息信号和复制控制信号的合成信号，并对于所说的扩展频谱处理的辅助信息信号执行相反的扩展频谱处理，从而再生所说的辅助信息信号并输出所说的主信息信号；辅助信息信号控制电路，用于改变从所说的信息读出电路提供的所说的辅助信息信号，从而形成改变的辅助信息信号；以及一个合成器，被提供有来自所说辅助信息信号控制电路的已被改变的辅助信息信号和来自所说信息读出单元的所说主信息信号，形成所说已经过扩展频谱处理的改变的辅助信息信号和所说主信息信号的合成信号。
7.一种信息信号记录装置，它包括一个信息读出电路，被提供有主信息信号和扩展频谱处理的复制控制信号的合成信号，并对所说的扩展频谱处理的复制控制信号执行相反的扩展频谱处理，从而再生所说的复制控制信号，并输出所说的主信息信号；一个复制控制信号控制电路，用于改变从所说的读出电路提供的所说的复制控制信号，从而形成一个改变的辅助信息信号；一个合成器，被提供有来自所说辅助信息信号控制电路的已被改变的辅助信息信号和来自所说信息读出单元的所说主信息信号，形成所说已经过扩展频谱处理的改变的辅助信息信号和所说主信息信号的合成信号；以及一个记录器，其中根据所说的复制控制信号控制由所说的合成器形成的所说合成信息信号到记录介质的记录的允许和禁止。
8.一种信息信号的合成方法，包括以下步骤产生一个模拟主信息信号；产生一个辅助信息信号；对于所说的辅助信息信号执行扩展频谱处理；以及通过合成所说的已扩展频谱处理的辅助信息信号和来自所说的信息源的所说的主信息信号，形成一个合成信息信号。
9.一种信息信号的记录方法.包括以下步骤对于来自主信息信号和所说的已扩展频谱的辅助控制信号的模拟合成信号的已扩展频谱处理的复制控制信号执行相反的扩展频谱处理，并再生所说的复制控制信号；将所说的合成信号转换成数字信号；以及根据所说的复制控制信号控制所说的数字输出信号到一个记录介质的记录的允许和禁止。
10.一种信息信号的合成方法，包括以下的步骤对于来自主信息信号和所说的已扩展频谱处理的所说的辅助信息信号的合成信号的已扩展频谱处理的辅助信息信号执行反相的扩展频谱处理，再生所说的辅助信息信号并输出所说的主信息信号；改变所说的辅助信息信号并形成一个已被改变的辅助信息信号；以及形成包括已被扩展频谱处理的所说的被改变的辅助信息信号和来自被改变的辅助信息信号和主信息信号的合成信号所说主信息信号的一个合成信号。
全文摘要
从再生装置再生的并转换成一个模拟信号的一个合成信号包括一个模拟信息信号和一个复制控制码。该复制控制码由一个扩展频谱所调制，记录装置的一个码读出单元通过反向扩展频谱提取复制控制码。一个码改变单元按照需要利用扩展频谱改变复制控制码。码改变单元的输出信号被转换成一个数字信号。数字信号经历必要的处理，以便记录到一个记录介质。
文档编号G11B20/00GK1161620SQ9612339
公开日1997年10月8日 申请日期1996年12月4日 优先权日1995年12月4日
发明者成濑哲也, 小松原道正, 岩崎润, 真崎晃郎, 森要 申请人:索尼公司