專利名稱：記錄信號的復制保護系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種記錄信息復制保護系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括其上包含表示第一位模式的媒體標記的一個信息載體、用于將信息記錄在信息載體上的一個記錄器和用于將記錄信息從信息載體上再現(xiàn)的一個播放器。
本發(fā)明還涉及一種記錄器，其用于將信息記錄在其上包含表示位模式的一個記錄載體上。
本發(fā)明還涉及一種信息載體，其中包含記錄的信息和標記位模式的媒體標記。
本發(fā)明還涉及一種播放器，用于從信息載體中再現(xiàn)信息，并且包括用于檢測表示位模式的媒體標記的裝置。
背景技術：
復制保護在音頻產(chǎn)品出版中具有很長的歷史。當前建立的設備基準，包括帶有聲卡的PC機，對于未經(jīng)授權的復制幾乎不能防止。按照任何一種復制保護方法，最困難的問題是非法復制者總是能夠試圖播放一張原版盤，他可以處理其中的內(nèi)容，就象它是模擬信號的原始記錄并記錄這個內(nèi)容。用戶記錄器應當可以毫無限制地復制記錄用戶自己創(chuàng)造的作品，但是禁止記錄擁有版權的作品。因此，復制保護機構必須能夠區(qū)別出用戶自己的創(chuàng)作和來源于專業(yè)音樂制作人的內(nèi)容。設備進行這種甄別必須僅僅根據(jù)內(nèi)容本身，因為對內(nèi)容的物理源(例如盤或麥克風)的任何參考都是不可靠的。對于數(shù)字存儲媒體，例如DCC，已經(jīng)限定了“復制位”，這些位信息指示出版權狀態(tài)，例如“不允許復制”，“自由復制”或“允許復制一次”。其它復制位可以指示存儲信息的媒體必須是由模壓制成的“專用”媒體，而不是“可記錄”盤。
從EP-0545472(相關文獻列表中D1)可以知曉關于包括一個記錄器、信息載體和播放器的記錄信息的復制保護系統(tǒng)的內(nèi)容。復制保護基于所謂的媒體標記，即，表示一個位模式的物理標記，該位模式指示出媒體狀態(tài)，例如一個代碼指示出這是一張通過模壓制成的“專用”盤片。媒體標記應當是無法利用標準記錄設備復制和改變的，所以它是以與記錄信息，如音頻或視頻信息不同的方式存儲在信息載體上的。媒體標記由播放器檢測，如果不存在或者指示一種不同狀態(tài)(例如，進行非法復制的“可記錄盤”)，則停止播放。已知的信息載體包括預先設置的引導記錄道，即所謂的預制溝道。在由預制溝道確定的記錄道中，可以以一種預定方式寫入信息，所說預定模式由一組光學可讀模式表示，其由第一物理參數(shù)的變化構成，例如掃描表面的高度。預制溝道在第二物理參數(shù)方面也具有變化，例如沿橫向的偏移，也表示為擺動。該擺動是FM調(diào)制的，這種調(diào)制表示一個位模式，其用于將信息，例如用于恢復信息的不保密代碼恢復存儲為保密信息。所說的位模式構成一個媒體標記，因為在標準記錄設備上無法將記錄道擺動復制到一張可記錄盤片上。已知的播放器包括用于讀取光模式的讀裝置和用于將位模式從媒體標記中恢復的恢復裝置。播放器和信息載體構成一個控制信息再現(xiàn)的系統(tǒng)。為此，播放器包括用于根據(jù)媒體標記再現(xiàn)信息的裝置。如果將信息復制到一個可寫信息載體上，則復制的信息將無法用播放器再現(xiàn)，因為在寫入過程中僅僅按照預定方式寫入了光模式，復制內(nèi)容本身并不包括任何媒體標記。
已知系統(tǒng)的問題是不能足夠有效地控制在再現(xiàn)之后復制信息。如果信息中包括所說復制位，則這種位信息利用PC機或小的電子電路很容易處理。帶有經(jīng)過處理的位模式的信息可以隨便復制。如果信息是以保密方式記錄的，并利用位模式在再現(xiàn)過程中解密，則可以在其普通(解密)狀態(tài)下記錄這些信息，而且對于復制根本不起防止作用。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的一個目的是提供一種系統(tǒng)，利用這種系統(tǒng)可以較好地控制復制，而且無法通過對復制位的簡單處理回避復制保護。
為了實現(xiàn)這個目的，本發(fā)明的系統(tǒng)的特征在于記錄信息包括表示第二位模式的水印(watermark)，該第二位模式與第一位模式具有預定關系，所說記錄器包括用于將水印嵌入信息中的編碼器和用于根據(jù)第一和第二位模式之間的預定關系生成第二位模式的發(fā)生器，播放器包括用于驗證第二位模式與第一位模式之間關系的驗證裝置。水印指示出記錄信息的版權狀態(tài)。其優(yōu)點在于，由于用水印指示的信號的版權狀態(tài)在不擾亂信號的情況下無法改變或操縱，在再現(xiàn)之后表示信息的信號中仍然包含水印，記錄器可以察覺到用于復制的信號的版權狀態(tài)。使用媒體標記作為解密鑰或一個不變代碼的現(xiàn)有技術系統(tǒng)對于具有固定的、假媒體標記的“非法”可記錄盤片是沒有作用的。例如，從一張加密的帶復制保護片中讀取的任何信息都能夠在用不變的、假密鑰解密之后記錄在一張非法復制盤上。水印位模式與媒體標記位模式之間的關系要求媒體標記位模式與記錄信息相關。所以，在本發(fā)明的系統(tǒng)中，無法使用不變的、假媒體標記進行非法復制。由于在第一(媒體)位模式與第二(水印)標記位模式之間存在預定的關系，所以能夠實現(xiàn)很強的復制保護功能，因為非法復制必須包含根據(jù)預定關系與水印相關的特定媒體標記，所以迫使惡意復制者找到所說的關系以進行操縱。選擇一種適合的關系能夠建立對抗這種操縱的壁壘。在播放器中檢驗水印是相對簡單的，對于從信息載體中讀取的信息不需要進行任何處理，例如解密。在播放器中對于水印位模式與媒體標記關系的驗證對于復制具有極強的防止作用，因為任何一種標記都不容易操縱。另一個優(yōu)點在，在播放器中的驗證功能可以是相對較慢的，因為當開始再現(xiàn)記錄信息時對于所說的預定關系只需要進行一次驗證。
應當指出，在WO 97/13248-A1(該國際申請的申請日早于本申請的優(yōu)選權日，但是其
公開日在本申請優(yōu)先權日之后)(PHN 15391，文獻D2)中記載了一種應用于視頻信號的水印系統(tǒng)。加上水印的視頻信號記錄在包含一個媒體標記的盤片中。但是該媒體標記僅僅指示出媒體的類型，而與信號或水印無關。
本發(fā)明系統(tǒng)的一個優(yōu)選實施例的特征在于，所說關系包含一個密碼單向函數(shù)。該單向函數(shù)防止了當已知所需結果時，可以通過“反向”計算找到源信息(例如媒體標記位模式)。它的優(yōu)點在于，迫使惡意復制者從原始媒體中直接獲得媒體標記位模式。而這個原始媒體可能是他無法得到的，或者播放器的設置使其無法從外部獲得媒體標記位模式。這樣就對惡意復制者試圖利用媒體標記的“象形”(“Chinese”)復制進行非法復制建立了堅固的壁壘。


通過以下參照附圖對實施例的解釋，可以清楚地了解本發(fā)明的這些和其它方面，在所說附圖中圖1表示常規(guī)的播放規(guī)則，圖2表示包括一個記錄器、信息載體和播放器的一個復制保護系統(tǒng)，圖3表示一個單向函數(shù)，圖4表示一個記錄器，和圖5表示一個播放器。
具體實施例方式
我們提出一種適用于存儲在存儲媒體如DVD音碟(數(shù)字多用途盤)中的位流信號或DSD(直流數(shù)字)信號的復制控制方法。該方法以一種水印方法，例如由A.A.M.Bruekers等人提出的方法(記載在相關文獻列表的文獻D3中)為基礎。近來，人們已經(jīng)認識到使用水印或嵌入信號能夠使復制保護方法更加有力地抵抗盜版。嵌入信號或水印是將信息埋入音頻內(nèi)容中的一種方法。在本說明書中我們將由經(jīng)營者向官方注冊(這表示錄制業(yè)和硬件制造商的利潤)的產(chǎn)品稱為專業(yè)產(chǎn)品。而我們將其它產(chǎn)品稱為用戶產(chǎn)品。并假定用戶產(chǎn)品遵守版權法，可根據(jù)專利許可協(xié)議或根據(jù)法律或兩者強制實施。
對于復制保護需要一種總的解決方法。水印不限于數(shù)字格式，也可以嵌入模擬信號中和從中檢驗。通常采用擴展頻譜方法在音頻信息中嵌入水印。擴展頻譜方法的技術難點是這種嵌入數(shù)據(jù)的檢索或檢測需要大量的信號處理。盡管這對于用于法律案件中證明音頻制品的原始性的專業(yè)設備來說不是一個問題，但是巨大的計算量遠遠超過對于用戶電子產(chǎn)品的復制保護來說可行和經(jīng)濟上合理的程度。一個特殊問題是唱片業(yè)設定的音頻質量要求需要如此之大的擴展增益，使得同步和數(shù)據(jù)檢測耗費極長的處理時間。在擴展頻譜水印方法中使用的參數(shù)估計可能不滿足目前的音頻質量要求。未來的標準目標在于進一步提高音頻質量，同時要求對音樂制品知識產(chǎn)權嚴格保護。我們深信，在不遠的將來不可能真正找到令人滿意的方法，以合理的成本將這兩種要求結合起來。特別是，在已經(jīng)建立的音頻設備標準中缺乏保護措施產(chǎn)生了問題。實際上似乎不可能防止將信號回復成模擬信號后復制。此外，用戶希望復制某些類型的家用磁帶，例如在汽車中聽的磁帶是可以的。關于這一點，在某些國家對于空白磁帶征收一定的稅費，允許為私人用途而進行模擬信號復制，某些限制模擬信號復制的技術裝置是不合法的。這似乎是建立關于存儲和表現(xiàn)數(shù)字音頻信號(例如DVD)的新標準的一個機會，但是，在技術上完全解決復制保護問題(即包括模擬信號復制)是不可能很快實現(xiàn)的。對于音頻產(chǎn)品，可以使用僅有位流的解決方案。在這種情況下，保護新的音頻存儲媒體不遭到“象形”復制是有用的，即使模擬信號復制仍然是可以的。為了復制，需要將信號轉換成其它域的信號(例如模擬信號)，并且噪聲質量的下降。本申請中提出的利用數(shù)字水印的方案不能解決現(xiàn)存的非法復制問題和過度的家用磁帶復制問題，其中將音頻信號轉換成模擬信號是復制過程的一部分工作。如果業(yè)界采用基于水印的復制保護方案，就有可能形成一種多層次的方法。最牢固的水印應當能夠承受D/A和A/D轉換，但是檢測它們卻需要很長的處理時間。這意味著記錄或播放禁止決定將延遲。位流中的水印可以在毫秒時間內(nèi)檢測出來，并立即觸發(fā)復制保護措施。如果位流信號通過開放總線(諸如P 1394)傳輸，這種快速檢測似乎是必需的?？傊诒疚墨I中記載的方法具有以下特性-從家庭記錄內(nèi)容中立即甄別出位流或DSD信號具有版權限制。
-專業(yè)或用戶記錄器的跟蹤能力-它可以與其它還防止其它形式的復制(例如模擬信號復制)的方法共同使用。特別是，將使用本申請?zhí)岢龇椒ǖ挠袟l件的播放增加到有條件的記錄方法中是有意義的，后者也檢查擴展頻譜水印。
在本發(fā)明中，我們提出一種防止對高質量數(shù)字DSD數(shù)據(jù)流進行直接(按位)復制的方法。該方法不防止將DSD轉換成PCM或模擬信號。但是，在某種意義上說也對這種非法復制行為具有一定的防止作用，如果將位流/DSD信號轉換回DSD格式，它會帶有用戶DSD編碼器的序列號的水印。該方法基于加水印方法，例如由A.A.M.Bruekers等人提出的方法。我們的方法可以與許多其它復制保護方法共同使用，包括序列復制控制位和擴展頻譜水印的嵌入信號。用戶設備中的附加硬件非常小。在該系統(tǒng)實施例中使用的另一個工具是媒體標記，即，區(qū)別專業(yè)原版盤與可記錄盤的一種方法。這種工具的實施方式可以是擺動密鑰(wobble key)(如從D1所知)，信道編碼錯誤的調(diào)制(例如EFM)或對盤片表面凹坑和平面之間抖動的有意調(diào)制，或者嵌入一個盤載芯片，或者僅讓寫入引導區(qū)的數(shù)據(jù)無法用用戶記錄器讀取。這兩種工具(水印和媒體標記)用于支持以下特征(兩種或僅僅其中一種)-有條件的記錄是復制保護的最公知的方法。除非用戶記錄器能夠確定有關內(nèi)容是可以合法復制的，否則用戶記錄器將不能進行記錄。-另一方面，有條件的播放接收某些人可以在非法復制盤上記錄擁有版權的DSD位流。
有條件的播放將使這樣一張非法復制盤不能在用戶播放器上播放。就是說，非法復制者無法銷售其非法復制產(chǎn)品。按照有條件播放方法，一臺用戶DVD音頻播放器只能播放音碟，并且是在滿足一定的版權條件時。播放器通過檢測或檢查音頻數(shù)據(jù)流中的水印來驗證音頻信息內(nèi)容是用戶記錄的，還是專業(yè)出版的。在后一種情況下(受到版權保護的專業(yè)出版物)，播放器檢查物理盤是否是原版盤和專業(yè)錄制的，而不是在用戶記錄器或用戶刻盤器上制作的。這要求同時采用對于內(nèi)容的標記方法(水印法)和標記物理存儲媒體的方法，這種存儲媒體只能由專業(yè)記錄器或模壓機生產(chǎn)。
圖1示意性表示嵌入用戶播放器中的有條件播放規(guī)則，該規(guī)則在檢測到水印之后實施。第一檢查步驟11由讀頭以與讀取記錄信息不同的方式，例如將所說擺動解調(diào)制的方式檢測是否存在媒體標記，它通常是一個物理標記。如果存在媒體標記，則在第二檢查步驟16驗證該標記是否為有效的專業(yè)盤標記，如果是，即如果水印和媒體標記按照預定的關系相關，則進入播放步驟17。如果沒有媒體標記或者指示是用戶記錄盤(在第三檢查步驟12)，則在解碼器13中對水印解碼。這個水印可能指示自由復制(音頻)信息，則可以播放14這張盤。如果水印指示復制保護信息，則在步驟15停止播放操作。
在該系統(tǒng)的第一實施例中，專業(yè)錄制的音碟載有出版者獨有的識別標記，它是無法復制的。例如這種識別標記可以是寫入一個無法用記錄器讀取區(qū)域中的一組位信息，可以是擺動密鑰或是運行用于DVD中的EFM增強信道代碼的DC分量的特殊模式。DVD音頻播放器檢查這種標記。如果檢測不到這種標記，或者如果該標記中包含私用盤記錄器的特定代碼，則只能在找到確認DSD編碼器的特殊水印的條件下播放DSD位流。如果沒有找到這種水印，就向在將專業(yè)錄制的音頻位流非法復制到一張可記錄盤上的情況一樣，根本無法播放其中的音頻信息。為了避免使專業(yè)版DSD的質量下降，其定義表不要求將專業(yè)版音頻信息名稱的內(nèi)容加上水印，但是這種定義表要求在用戶設備中使用水印嵌入方法。除了頻繁重復使用的復制控制位，還在音頻數(shù)據(jù)流中嵌入所有在市場上銷售的編碼器/記錄器的一個唯一的序列號。嵌入這個號的電路是非常簡單的。用戶不能將DSD音頻信息直接復制到一張DVD音碟上，因為無法播放(由于沒有水印)。如果他將信號轉換成模擬信號、PCM格式或其它格式，然后重新生成DSD格式，則可以跟蹤特定的DSD記錄器。此外，該方法還可以這樣限定，使家庭記錄具有較小的動態(tài)范圍。如果每臺播放器都不僅檢查在用戶盤上是否存在水印，而且檢查是否嵌入一個有效的序列號，則可以進一步增強防護作用?？梢允褂靡阎募用芊椒ㄟM行完整性檢查，例如，將一個數(shù)字簽名與該序列號鏈接。這樣避免了非法復制者竄改序列號。
第二實施例與第一實施例相似，不同之處在于在專業(yè)錄制的音頻位流中也包含水印。這個水印用于驗證一個加密的媒體標記。該媒體標記隨信息標題不同而不同。由水印表示的位模式與由媒體標記表示的位模式之間的關系是不容易操縱的?？扇〉氖?，選擇如下的加密關系。讓y＝F(x)和x＝G(u)為兩個加密的單向函數(shù)，即，利用有限的運算方式幾乎不可能進行完成反向運算。這個定義表按照x＝G(u)和y＝F(x)＝F(G(u))的函數(shù)關系使用一個籽數(shù)(seed)u生成x和y。按照這種構思，G和F可以是相同的函數(shù)，但這不是必需的。在一張專業(yè)錄制盤上，嵌入水印中包含y，而媒體標記中含有x。專業(yè)記錄器總是在寫入媒體標記之前運算G函數(shù)。就是說，它們嵌入一個媒體標記x，而該x值是用使用者輸入的籽數(shù)u在內(nèi)部生成的。如果找到一個水印，其指示存儲內(nèi)容是復制保護的，則所有的(用戶)播放器都運算F函數(shù)，以驗證媒體標記。假設用戶記錄器都根本不能寫入媒體標記。使用該系統(tǒng)，版權擁有者可以自己決定是否釋放籽數(shù)u，這樣將許可復制。在專業(yè)音樂出版物中，可能有必要創(chuàng)建音樂標題的一個母帶。然后利用嵌入的水印y將音頻信息預編碼。在制作過程中，專業(yè)記錄器(母盤產(chǎn)生機)直接接收標有水印的DSD數(shù)據(jù)30，并在圖2所示DSD編碼器/水印器23之后插入。在這個過程中還將籽數(shù)u22插入。如果母帶被盜，但是u沒有泄露，也能提供一定的保護作用。可取的是，記錄器檢查水印中的u和x(如參照圖4所述，有條件記錄)。
圖2表示包括一個記錄器、信息載體和播放器的一個復制保護系統(tǒng)。專業(yè)記錄器包括與一個DSD編碼器23相連的音頻輸入21，所說DSD編碼器還在記錄在母盤26上的位流30中嵌入水印位模式y(tǒng)。所說水印位模式y(tǒng)由發(fā)生器25的輸出中得到，在其輸入中包含用媒體標記20表示的位模式x。媒體標記20在母盤26中創(chuàng)建?？扇〉氖?，位模式x由發(fā)生器24根據(jù)輸入22中的籽數(shù)u生成。利用常規(guī)的制作方法將母盤26翻制成能夠復制保護的載體27，這種載體27可以在用戶播放器28中播放。用戶播放器包括一個檢驗器29，該檢驗器將檢測到的水印位模式y(tǒng)與一個計算值y’進行比較，該計算值是根據(jù)從媒體標記中檢測的位模式x獲得的。使用這樣的定義表，非法復制者不得不使用一種兼容的專業(yè)記錄器在非法復制盤上創(chuàng)建媒體標記。非法復制者可以復制音頻信息和復原y，但是他無法計算出x。這種系統(tǒng)增強了復制保護方法的安全性，特別是如果我們能夠確保無法容易地從盤中讀取x，即將該值保存在主引擎的一級芯片中(它必須使用x檢驗水印y)。此外，即使非法復制者能夠讀取x，他還必須找到籽數(shù)u以將其輸入記錄器中，并將x寫入媒體標記。沒有記錄器能夠直接接受x，并將其寫入盤中。按照這種定義表，非法復制者必須從結構上改裝他的記錄器(官方注冊的原本設備)(以運行G函數(shù))和他的播放器(以讀取x)。
在另一個實施例中，可以對用戶記錄設置復制保護功能?？梢韵胂笥脩粝胍谝粋€小范圍內(nèi)出版或傳播他們自己錄制的音頻作品。我們現(xiàn)在描述用戶記錄器如何能夠實施上述方法的某些部分。如果復制者還知道籽數(shù)u，則用戶有可能創(chuàng)建只能直接復制的盤(逐位地)。有一部分媒體標記必須是可由復制者記錄的。一種可能的實施例是將x分成兩個部分，使x＝x1‖x2，從而y＝F(x1‖x2)。于是，與上述定義表相似，x1用作一個媒體標記，而x2則寫在盤上的另一個獨立的文件中。專業(yè)記錄器可以寫入x1以及x2。用戶記錄器可以寫入x2，但是必須寫在可記錄盤上，x1具有一個預先模壓在盤上的默認值x1＝x_c。用戶記錄器嵌入水印y＝F(x_c‖x2)，其中x2是根據(jù)籽數(shù)u產(chǎn)生的，即通過取G(u)位的一部分。版權擁有者可以復制他自己的產(chǎn)品，因為他知道u。在播放器中，無論是x1還是x2都無法從主引擎中分離出來，所以使用者無法知道。
對于上述實施例，水印位模式與媒體標記位模式之間適合的關系為一個單向函數(shù)。這種單向函數(shù)的實施方式可以是y＝x2對N求模函數(shù)，其中N為一個公開模數(shù)。這里N為兩個加密的大素數(shù)之積(N＝pq)。事實上，N可以是嵌入水印中數(shù)據(jù)的一部分，即與y鏈接。另一種可以使用的關系是由Diffie和Hellman 猜想的離散對數(shù)單向函數(shù)(＝文獻D6)F(x)＝αxinGF(p)，其中α為GF(p)的原函數(shù)元。這里p為一個大素數(shù)，因此，p-1具有大素數(shù)因子。上述兩種實施方式的缺點在于自變量數(shù)目，即需要保密的位數(shù)太大?；谳^少位數(shù)的一種實用系統(tǒng)可以采用一種適合的密鑰加密算法，例如DES，使y＝F(x)＝xDES(x)。這表示在圖3的電路中。圖3表示基于密鑰加密算法的一個單向函數(shù)發(fā)生器的實施方式。在輸入端31，施加媒體標記位模式x，并在加密器32中使用從一個密鑰輸入端33輸入的一個密鑰進行處理。加密器32的輸出為由邏輯單元34對輸入x按位進行EXOR’d處理的結果，根據(jù)輸出35得到位模式y(tǒng)。在這個電路中，可以使密鑰公開或包含在水印中，即與y鏈接。
圖4表示用戶記錄器。該記錄器包括與用于進行DSD或PCM音頻編碼的一個編碼器42相連的一個模擬音頻輸入端41，該編碼器在輸出端產(chǎn)生位流47以記錄在可記錄盤48上。編碼器42在位流47中嵌入水印位模式y(tǒng)。位模式y(tǒng)由發(fā)生器43根據(jù)位模式x生成，因為x是由媒體標記46表示，并且可以包含由根據(jù)預先模壓在可記錄盤48上的一個媒體標記獲得的位數(shù)。記錄器具有與用于生成位模式x的發(fā)生器44相連的一個籽數(shù)u輸入端45。該記錄器還具有與水印檢驗器49相連的一個數(shù)字音頻信號第二輸入端40。檢驗器49還與發(fā)生器43相連，用于接收位模式y(tǒng)和檢驗有無水印。檢驗器的基本記錄控制功能是如果檢測到專用“不得復制”水印就禁止記錄?？扇〉氖牵绻跀?shù)字輸入信號中沒有檢測到水印，則嵌入一個水印。如果有水印，指示內(nèi)容可以復制，則只能在將相應的籽數(shù)u從籽數(shù)輸入端45輸入時才能進行記錄。在另一個實施例中，用戶記錄器只包括數(shù)字輸入端40和水印檢驗器49，因為沒有模擬輸入端和水印編碼器。記錄器的其它實施例與上述基本相同，不同之處在于沒有外部輸入端45，而只有一個內(nèi)置籽數(shù)u發(fā)生器，例如一個隨機數(shù)發(fā)生器。在這種情況下，也可以沒有發(fā)生器44。
按照其純正的格式，有條件記錄定義表在播放過程中不執(zhí)行檢查操作。在一個不同的實施例中，用戶DSD記錄器接收一個模擬信號，有可能有條件地對某些模擬復制信息進行檢查。板載DSD編碼器在位流中嵌入一個水印。這個水印包含兩個部分復制保護數(shù)據(jù)和該記錄器的一個序列ID號。用戶DSD記錄器僅僅當其能夠識別有效的復制控制數(shù)據(jù)時才接收數(shù)字DSD數(shù)據(jù)流。這個復制控制數(shù)據(jù)應當指出該內(nèi)容可以合法地復制到盤上。這樣一種記錄器與圖4所示記錄器相似，但是不具有籽數(shù)輸入端45和發(fā)生器44。
用戶DSD記錄器不接收含有禁止記錄的復制控制標記的DSD數(shù)據(jù)流。在一個增強形式的實施例中，沒有復制控制信息被解釋為“不允許復制”。在一種弱化形式中，沒有復制控制信息的信號將自動被重新采樣和加上水印。這樣削弱了復制保護功能，但是導致質量下降。
在另一個實施例中，包含一種復制一次的特征。專業(yè)錄制的DSD數(shù)據(jù)流中包含嵌入的版權數(shù)據(jù)，該數(shù)據(jù)授權可以復制一次。這可以通過嵌入另一個水印yco(除了前述的水印)來實現(xiàn)。此外在專業(yè)出版盤中還包括一個特定的許可標記xco，其中yco＝H(xco)，H()是一個加密的單向函數(shù)。在播放過程中標記yco保持在音頻信號中(可以是嵌入的)，但是用戶記錄器會去除該標記。
圖5表示用于從一個復制保護的信息載體51再現(xiàn)信息的一個播放器52。該播放器具有一個讀頭58和一個常規(guī)類型的讀信號處理裝置，例如CD或DVD光盤播放器的光學頭、檢測器、信道解碼器和錯誤解碼器。該播放器包括用于檢測由信息載體51上記錄信息中水印所表示的位模式y(tǒng)的水印讀取裝置55。位模式y(tǒng)傳輸?shù)竭壿嬰娐?4中，該電路控制啟動開關56。上文中已經(jīng)參照圖1和有條件的播放規(guī)則討論了電路54的邏輯功能。該播放器包括用于檢測媒體標記和從媒體標記中獲得位模式x，例如如文獻D1所述通過對擺動調(diào)制進行解調(diào)制，的裝置50。播放器包括用于檢驗位模式x與位模式y(tǒng)之間預定關系的檢驗裝置。位模式x傳輸?shù)接糜趫?zhí)行預定函數(shù)F(x)，例如一個單向函數(shù)的函數(shù)單元53。函數(shù)單元53的輸出y’傳送到邏輯單元54中，并與y進行比較。如果位模式x和y存在所說的預定關系，則啟動開關56將復原的音頻信號傳送到輸出端57。
應當指出，使用有條件記錄和有條件播放的混合方案可以共存。特別有意義的是定義表，按照該定義表(盡管存在在引言中所說的技術困難)應當由記錄器在模擬域中進行水印檢驗。如果一個非法復制者試圖改裝他的記錄器以通過這種有條件記錄檢驗，并且利用某些方式將專業(yè)錄制的DSD信息記錄在一張盤上，則本申請所述的復制保護方案能夠禁止其在市售的播放器上播放。
盡管已經(jīng)通過使用DSD音頻信號的實施例對本發(fā)明進行了充分的介紹，但是還可以使用音頻和/或視頻水印的其它一些實施例。水印技術對于PCM音頻信號也是可以采用的。一個實例是將數(shù)據(jù)隱藏在LSB中，可以包含它們效果的頻譜形狀。Oomen等人1994年已經(jīng)提出這種嵌入方法的一種實施方式(文獻D4)。對于我們的應用，可取的是，我們僅僅在有限數(shù)量的預選采樣中嵌入數(shù)據(jù)，使每個選定的采樣信號對應一位。這種嵌入方案可以在將專業(yè)音頻(24位)信號轉換成低分辨率(例如16位)的同一裝置中實施。前述的用于添加DSD水印的方法還可以用于在PCM中嵌入數(shù)據(jù)。另一種選擇是使用無損編碼技術嵌入信號。Bruekers等人提出了一種無損編碼的方法(記載在文獻D5中)。嵌入數(shù)據(jù)的一種可能的方法是根據(jù)添加水印規(guī)則選擇預測濾波器的屬性或參數(shù)(D5中圖10，術語152)。例如，數(shù)字水印“1”可以通過選擇偶數(shù)濾波器分接頭表示，水印“0”可以通過選擇奇數(shù)分接頭表示。在另一種實施方式中，根據(jù)類似的規(guī)則將濾波器系數(shù)量化。此外，熵編碼器通過修改其參數(shù)可以嵌入數(shù)據(jù)。嵌入PCM信號中的這種信號可以用于創(chuàng)建基于前述構思的復制保護方案。非法復制者已不能再將經(jīng)過壓縮的PCM數(shù)據(jù)逐位地復制到盤上，和用于商業(yè)銷售。他必須經(jīng)過解壓縮和壓縮的步驟。盡管這不會導致質量的下降(因為編碼是無損的)，但是仍然會生成不同的數(shù)字信號，如果用戶記錄器不能非常有效地壓縮，則所得文件可能包含更多的位，并且所得文件會包含有關記錄器序列號的信息。
在這些實施例中，介紹了使用光盤作用信息載體，但是在本發(fā)明中也可以使用其它載體，諸如磁帶或廣播，只要能以無法簡單復制的方式施加媒體標記即可。此外，本發(fā)明由每一個新穎特征或這些特征的組合所限定。
相關文獻列表(D1)EP-0545472(PHN 13922)具有物理拷貝保護的封閉信息系統(tǒng)(D2)WO 97/13248-A1(PHN 15391)水印編碼信號(D3)EP-A 97200197.8申請日27.01.97(PHN 16209)位流-或DSD-信號的水印(A.A.M.Bruekers et al.)(D4)US patent 5,649,054(PHN 14700)嵌埋數(shù)據(jù)信道(D5)WO IB97/01156(PHN 16452)DVD音頻的無損編碼(A.A.M.Bruekers et al.)(D6)密碼學的新方向(Diffie and Hellman)，IEEE信息理論事務處理，Vol IT-22，No.6，November 1976，p.644-65權利要求
1.記錄信息的復制保護系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括帶有表示第一位模式(x)的媒體標記的信息載體、用于在信息載體上記錄信息的一個記錄器和用于再現(xiàn)所述信息載體上記錄信息的一個播放器，其特征在于所述記錄信息包含表示第二位模式(y)的水印，所述第二位模式與第一位模式具有預定關系，預定關系在于第二位模式(y)是單向函數(shù)(F)應用于第一位模式(x)所得的結果，所述記錄器包括用于在信息中嵌入水印的編碼裝置(23)和用于根據(jù)第一位模式與第二位模式之間的預定關系生成第二位模式的發(fā)生器(25)，所述播放器包括用于檢驗所述第二位模式與所述第一位模式之間關系的檢驗裝置(29)。
2.如權利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于單向函數(shù)(F)尤其是加密的單向函數(shù)。
3.如權利要求1或2所述的系統(tǒng)，其特征在于所述第二位模式標識該編碼裝置。
4.用于權利要求1或2所述系統(tǒng)中的記錄器，用以在包含表示第一位模式(x)的媒體標記的一個信息載體上記錄信息，其特征在于所述記錄器包括用于在信息中嵌入水印的編碼裝置(42)，所述水印表示第二位模式(y)，所述記錄器還包括用于根據(jù)第一位模式與第二位模式之間預定關系生成第二位模式的發(fā)生器(43)，所述預定關系在于第二位模式(y)是單向函數(shù)(F)應用于第一位模式(x)所得的結果。
5.如權利要求4所述的記錄器，其特征在于所述記錄器包括用于在信息載體上創(chuàng)建媒體標記的標記裝置(46)，所述發(fā)生器包括用于按照另一種預定關系從一個籽數(shù)(u)生成第一位模式的裝置(44)。
6.如權利要求4或5所述的記錄器，其特征在于所述發(fā)生器(43)用于通過將由可記錄信息載體上的預先模壓標記表示的第一部分以及從籽數(shù)(u)產(chǎn)生的第二部分結合起來，生成第一位模式(x)。
7.如權利要求5或6所述的記錄器，其特征在于函數(shù)(F)尤其是加密的單向函數(shù)。
8.用于如權利要求1或2所述系統(tǒng)中的信息載體，所述信息載體(51)包括記錄信息和表示第一位模式(x)的媒體標記(50)，其特征在于所述記錄信息包括表示第二位模式(y)的水印，所述第二位模式對所述第一位模式具有預定關系，所述預定關系在于第二位模式(y)是單向函數(shù)(F)應用于第一位模式(x)所得的結果。
9.如權利要求8所述的信息載體，其特征在于所述第一位模式包含標識信息載體源的第一部分和標識記錄信息的第二部分。
10.用于如權利要求1或2所述系統(tǒng)的播放器，所述播放器從信息載體(51)中再現(xiàn)信息，并且包括用于檢測表示第一位模式(x)的媒體標記的裝置(50)，其特征在于所述播放器包括用于檢測由記錄信息中的水印表示的第二位模式(y)的水印讀取裝置(55)，所述播放器還包括用于檢驗所述第二位模式與第一位模式之間預定關系的檢驗裝置(53、54)，所述預定關系在于第二位模式(y)是單向函數(shù)(F)應用于第一位模式(x)所得的結果。
11.如權利要求10所述的播放器，其特征在于所述檢驗裝置(53)包括函數(shù)(F)，其尤其是加密的單向函數(shù)。
12.如權利要求11所述的播放器，其特征在于所述檢驗裝置用于通過將一個單向函數(shù)應用于所述第一位模式(x)生成一個檢驗模式(y’)，并且包括用于比較所述檢驗模式(y’)和第二位模式(y)的裝置(54)。
全文摘要
本申請中記載了一種記錄信息復制保護系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括一個信息載體、一個記錄器和一個播放器。信息載體，例如一張光盤，包含表示第一位模式的媒體標記，該媒體標記不能在標準記錄裝置上復制。記錄信息中包含表示第二位模式的水印，該第二位模式與第一位模式具有預定關系。如果竄改水印就會降低信息再現(xiàn)質量。水印與媒體標記之間的關系，可取的是一個單向函數(shù)，要求非法復制也具有相應的媒體標記。由于既不能操縱水印，也不能操縱媒體標記，所以實現(xiàn)增強對非法復制的防止作用。記錄器包括用于在信息中嵌入水印的編碼器，和用于根據(jù)所說關系生成第二位模式的發(fā)生器。播放器包括用于檢驗所說關系的檢驗裝置。
文檔編號G06T1/00GK101079295SQ20071012639
公開日2007年11月28日 申請日期1998年1月22日 優(yōu)先權日1997年1月27日
發(fā)明者J·P·M·G·林納茨 申請人:皇家飛利浦電子股份有限公司