專利名稱：采用視頻指紋對(duì)各種記錄媒體拷貝保護(hù)的方法和裝置的制作方法
本申請(qǐng)是由John O.Ryan在94年6月29日提交的、序列號(hào)為08/267,635(′635)、名稱為“對(duì)各種記錄媒體拷貝保護(hù)的方法和裝置”申請(qǐng)的后續(xù)申請(qǐng)。本申請(qǐng)還是在94年8月24日提出的、序列號(hào)為08/294,983(′983)、名稱為“視頻指紋的方法和裝置”申請(qǐng)的后續(xù)申請(qǐng)。
光密紋盤片(CD)通常被公認(rèn)為存儲(chǔ)數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)的最佳媒體。它的高存儲(chǔ)密度、低制造成本和較好的抗誤操作性是其他媒體無法相比的。CD作為高保真音頻的載體的成功應(yīng)用很可能會(huì)在多媒體領(lǐng)域中重現(xiàn)，在這里該技術(shù)已被應(yīng)用于各種目的、符合許多標(biāo)準(zhǔn)如DVD、CD-ROM、CD-視頻、CD-I等的存儲(chǔ)數(shù)字化音頻、視頻和字符數(shù)字信息的廣闊領(lǐng)域。
迄今為止，CD ROM軟件版權(quán)擁有者尚未具有對(duì)付困擾盒式錄像帶和音頻磁帶媒體的蔓延的侵權(quán)行為(非法拷貝)的必要，這幾乎完全是因?yàn)榕c制作母版和復(fù)制CD有關(guān)的大資金投資成本，它對(duì)于侵權(quán)行為產(chǎn)生實(shí)際上的財(cái)政障礙。然而，能夠從預(yù)先錄制的CD做出完好的數(shù)據(jù)拷貝的密紋盤片記錄機(jī)器現(xiàn)在對(duì)于專業(yè)用戶來說，可以用大約兩千美元買到并且很可能從現(xiàn)在開始的幾年中，消費(fèi)者支付得起的播放記錄設(shè)備將很容易買到。這將很快在軟件生產(chǎn)者需要銷售他們的產(chǎn)品為50美元以上以賺取利潤(rùn)和消費(fèi)者獲得的以一個(gè)空白盤的價(jià)格(設(shè)想為10美元到20美元范圍內(nèi))得到一個(gè)完好的拷貝的能力之間產(chǎn)生嚴(yán)重的沖突。此問題很可能比困擾視頻業(yè)務(wù)的侵權(quán)行為更嚴(yán)重，因?yàn)殡m然很少人希望觀看一場(chǎng)電影一次以上，但是許多多媒體軟件產(chǎn)品設(shè)計(jì)為重復(fù)使用的，使得擁有比租用很可能更為常見。
本發(fā)明要解決的基本問題是確保消費(fèi)者只能通過播放合法制造的CD欣賞軟件制造商的產(chǎn)品。
對(duì)抗侵權(quán)行為的一種方法是在CD記錄設(shè)備內(nèi)包括特殊的防拷貝電路，由制造商之間的總協(xié)議管理，類似于為數(shù)字音頻磁帶(DAT)媒體開發(fā)的連續(xù)拷貝管理系統(tǒng)(SCMS)。借助于這個(gè)方案，CD記錄設(shè)備將在數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)中尋找一個(gè)特殊的拷貝禁止指令，一旦找到，就停止記錄。但是，這樣的系統(tǒng)提供非常有限的保護(hù)。甚至當(dāng)?shù)谝淮翁岢鲇糜贒AT媒體的SCMS系統(tǒng)時(shí)，就完全意識(shí)到對(duì)于專業(yè)的或甚至于業(yè)余的侵權(quán)者，它提供很少的保護(hù)，這些侵權(quán)者知道數(shù)據(jù)格式，并因此能夠制成廉價(jià)的“黑盒子”(電子電路)以去除拷貝禁止指令，使得記錄設(shè)備能進(jìn)行無限制的拷貝。
本申請(qǐng)人相信依賴于在數(shù)據(jù)流中插入拷貝禁止指令的所有防拷貝系統(tǒng)會(huì)被與CD記錄設(shè)備中的尋找這些指令的電路相同量級(jí)復(fù)雜度和成本的黑盒子戰(zhàn)勝。因此這樣的系統(tǒng)的效果是有限的。黑盒子將連接在CD播放機(jī)和CD記錄設(shè)備之間的線路中，并且尋找數(shù)據(jù)流中的特殊的拷貝禁止指令，并簡(jiǎn)單地去除或修改這些指令。因此，可以預(yù)計(jì)如果采用這類防拷貝系統(tǒng)，廉價(jià)的黑盒子將激增。
這種拷貝保護(hù)方法的另一個(gè)困難是需要確保所有CD記錄設(shè)備制造商要在他們的產(chǎn)品中包括必需的檢測(cè)電路。一些制造商可能不遵守此規(guī)范，也許是期待增加他們的市場(chǎng)份額。甚至在市場(chǎng)上一個(gè)小的百分比的不規(guī)范的機(jī)器的存在也將危及這類拷貝保護(hù)方案的生存力。
由于前面的原因，對(duì)于密紋盤片媒體需要一個(gè)拷貝保護(hù)系統(tǒng)，給軟件版權(quán)擁有者提供一個(gè)高水平的保護(hù)，它可以防黑盒子侵害并且不會(huì)被拒絕遵守該標(biāo)準(zhǔn)的少數(shù)硬件制造商所損害。
根據(jù)本發(fā)明，一個(gè)條件播放系統(tǒng)為先前記錄在各種媒體，如密紋盤片媒體或數(shù)字視盤上的資料提供版權(quán)保護(hù)。由于描述的本發(fā)明可應(yīng)用于許多不同的媒體，一個(gè)本領(lǐng)域普通的技術(shù)人員就可以容易地應(yīng)用本發(fā)明的方法于其他媒體，下面將描述對(duì)于一種密紋盤片媒體的數(shù)字視盤(DVD)媒體的應(yīng)用。
本發(fā)明克服了上述系統(tǒng)的缺點(diǎn)。條件播放系統(tǒng)并不打算防止DVD記錄設(shè)備從受保護(hù)的DVD中拷貝數(shù)據(jù)，而是通過一種方法使DVD播放機(jī)能夠確定一個(gè)特定的DVD是一個(gè)合法的原版還是一個(gè)非法的拷貝。如果是合法的，播放機(jī)正常地播放DVD。如果不是，播放機(jī)關(guān)機(jī)并顯示一個(gè)適當(dāng)?shù)陌鏅?quán)警告信息。
在母版盤片的制造期間，一個(gè)鑒別特征標(biāo)記以一種方式刻劃在盤片上，該特征標(biāo)記不能被DVD播放機(jī)的常規(guī)的光拾取器讀取，但是可由其他裝置容易地檢測(cè)。這個(gè)鑒別特征標(biāo)記的特性是準(zhǔn)確地傳送到由這個(gè)母版制造的所有生產(chǎn)盤片。然而，如果采用DVD記錄設(shè)備進(jìn)行生產(chǎn)盤片的非法拷貝，該拷貝可以包含盤片的節(jié)目數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確的復(fù)制，但是鑒別特征標(biāo)記不能傳送到該拷貝上。所有符合這個(gè)拷貝保護(hù)標(biāo)準(zhǔn)的DVD播放機(jī)將包括一個(gè)搜索鑒別特征標(biāo)記的子系統(tǒng)。如果沒有找到特征標(biāo)記，DVD播放機(jī)將不播放該盤片。
對(duì)于如DVD的密紋盤片應(yīng)用，鑒別特征標(biāo)記最好通過徑向位置調(diào)節(jié)寫光頭刻劃在母版盤片上，寫光頭在光頭的正常位置附近以幾十毫微米的峰峰值產(chǎn)生母版盤片。然后，如下面將描述的利用播放機(jī)現(xiàn)有的徑向跟蹤伺服系統(tǒng)，使播放機(jī)復(fù)雜度增加最小的DVD播放機(jī)讀出這個(gè)鑒別特征標(biāo)記。
在所有的DVD播放機(jī)中，讀光頭通過作為播放機(jī)功能的常規(guī)部分的一個(gè)復(fù)雜的誤差檢測(cè)系統(tǒng)保持在軌跡上。例如，如果光頭稍微朝向軌跡的一邊或另一邊移動(dòng)，或者由于偏心軸軌跡在光頭下移開，則檢測(cè)到一個(gè)誤差并在放大后施加到徑向執(zhí)行機(jī)構(gòu)以將光頭重新定位到軌跡中心。由于讀光頭還必須跟蹤一個(gè)為定義鑒別特征標(biāo)記而引入的徑向位置調(diào)節(jié)信號(hào)，因此這個(gè)誤差電壓包含一個(gè)對(duì)應(yīng)于這個(gè)的信號(hào)分量，以及對(duì)應(yīng)于橢圓誤差等的其他信號(hào)。因此，通過適當(dāng)?shù)靥幚磉@個(gè)誤差電壓，可以檢測(cè)鑒別特征標(biāo)記。
位置調(diào)節(jié)信號(hào)可以是一個(gè)簡(jiǎn)單的正弦頻率信號(hào)使得盤片每轉(zhuǎn)刻劃整數(shù)個(gè)周期，或者盤片每整數(shù)個(gè)轉(zhuǎn)刻劃一個(gè)完整的周期。在這兩種情況下，簡(jiǎn)化了從各種其它跟蹤誤差信號(hào)中提取的鑒別特征標(biāo)記。在Morimoto的美國(guó)專利5,247,507中描述了一個(gè)相關(guān)類型的非正常掃描(供參考)，其中描述了在中頻附近正弦路徑上正常跟蹤信號(hào)的擺動(dòng)導(dǎo)致跟蹤的擺動(dòng)。
顯然這個(gè)拷貝保護(hù)系統(tǒng)不能被任何連接在DVD播放機(jī)的信號(hào)輸出和DVD記錄設(shè)備的信號(hào)輸入之間的外部黑盒子損害，因?yàn)殍b別特征標(biāo)記不傳送到記錄設(shè)備。
如果少數(shù)制造商在他們的DVD播放機(jī)上不建立鑒別系統(tǒng)，該系統(tǒng)也不會(huì)受損害，因?yàn)榍謾?quán)盤片的制造者將必須給他們的產(chǎn)品標(biāo)明僅能夠在市場(chǎng)上有限的不規(guī)范DVD播放機(jī)上播放。侵權(quán)盤片制造者實(shí)際上在宣傳他們產(chǎn)品的非法性并會(huì)招致起訴。
下面描述這樣的條件播放系統(tǒng)的三種形式，所有這三種條件播放系統(tǒng)的一個(gè)共同點(diǎn)是使用了上述特殊的鑒別特征標(biāo)記，它以一種方式被刻劃在合法制造的DVD或其他的媒體上，該方式使得鑒別特征標(biāo)記不是記錄的“節(jié)目”信號(hào)的部分，因此不會(huì)傳送到非法的拷貝上。
這些條件播放系統(tǒng)的第一個(gè)要求是符合特定的如所討論的DVD標(biāo)準(zhǔn)的所有DVD播放機(jī)必須單獨(dú)在將被播放的每個(gè)DVD上尋找鑒別特征標(biāo)記。如果缺少鑒別特征標(biāo)記，則所設(shè)計(jì)的DVD播放機(jī)的控制系統(tǒng)將停止播放DVD。如前所述，由于DVD的非法拷貝沒有鑒別特征標(biāo)記，這樣的拷貝實(shí)際上是無用的。因此，即使非法拷貝可能包括節(jié)目信息的完全復(fù)制，也能夠?qū)崿F(xiàn)有效的拷貝保護(hù)。
此第一種系統(tǒng)的缺點(diǎn)是要求在這些特殊的DVD播放機(jī)上播放的所有合法的DVD必須加上鑒別特征標(biāo)記。因此這個(gè)系統(tǒng)只適用于封閉系統(tǒng)，其中系統(tǒng)控制器能夠管理所有DVD的拷貝保護(hù)。然而從商業(yè)的觀點(diǎn)來看，希望能夠逐個(gè)節(jié)目地提供和加注拷貝保護(hù)。下面描述的第二種和第三種條件播放系統(tǒng)具備這種能力。
在第二種條件播放系統(tǒng)中，被拷貝保護(hù)的DVD包含一個(gè)特定的指令以通知所有的DVD播放機(jī)尋找鑒別特征標(biāo)記，并且當(dāng)不存在鑒別特征標(biāo)記時(shí)不播放這樣的DVD。該指令記錄在例如DVD的初始分區(qū)，該部分通常保留用于非節(jié)目信息。該指令通過在所有規(guī)范的DVD播放機(jī)中一個(gè)特殊的子系統(tǒng)起作用。這樣，只有受拷貝保護(hù)的原版DVD能夠播放，而拒絕非法拷貝。這個(gè)指令將在不需要拷貝保護(hù)節(jié)目的DVD中省去，這樣節(jié)目的原版DVD和拷貝都能正常播放。以這種方式，通過使用或者不使用這個(gè)“尋找鑒別特征標(biāo)記并只在找到時(shí)播放”指令，可以逐個(gè)節(jié)目地提供拷貝保護(hù)。
然而，盡管第二種條件播放系統(tǒng)具有逐個(gè)節(jié)目地提供拷貝保護(hù)的特性，但在原理上它會(huì)被連接在DVD播放機(jī)和DVD記錄設(shè)備之間的信號(hào)線路上的特殊的黑盒子所損害。這些黑盒子將從DVD播放機(jī)的數(shù)據(jù)流中搜尋這個(gè)“尋找.”指令并且去除或修改它，使得得到的非法拷貝不會(huì)觸發(fā)DVD播放機(jī)中的鑒別過程。
稱為可編程條件播放系統(tǒng)(PCPS)的第三種條件播放系統(tǒng)克服了上述系統(tǒng)的缺點(diǎn)，提供了一種能逐個(gè)節(jié)目地啟動(dòng)的拷貝保護(hù)方案，它還能強(qiáng)烈地抵抗黑盒子的攻擊。它在′983申請(qǐng)中進(jìn)行了全面的描述。
′983申請(qǐng)中的概念僅可應(yīng)用于實(shí)際上只有得到許可的(所謂合法的)制造商才能制造盤片的系統(tǒng)。該系統(tǒng)考慮了在公用密碼和私人密鑰下對(duì)盤片中運(yùn)行數(shù)據(jù)進(jìn)行加密的需要。這些密鑰必須由每個(gè)母版盤片的合法制造商保持。如果一個(gè)人嘗試保護(hù)一個(gè)消費(fèi)者可記錄的裝置，他必須能夠使盤片在他們自己使用的機(jī)器上播放。有了這種想法，一旦開始給每個(gè)人密鑰，如上所述的系統(tǒng)就缺少了所需的安全性。因此上面所述系統(tǒng)仍局限于封閉系統(tǒng)。因?yàn)橛脩舨幌胱寗e人在這些機(jī)器上播放盤片，所以具有一個(gè)公開的格式是不可取的。在有人做出一通用記錄盤片恰好能夠在這些機(jī)器上播放的情況下，這種系統(tǒng)的目的就達(dá)不到了。
然而，所討論的大多數(shù)新型數(shù)字視盤(DVD)格式是更公開的格式，任何人都能夠在播放機(jī)上播放這些盤片。預(yù)計(jì)在五年內(nèi)下一代數(shù)字格式將具有一種消費(fèi)者可記錄的產(chǎn)品。消費(fèi)者將能夠如同他們現(xiàn)在使用的VHS機(jī)器一樣地使用它。因此任何要求依需要僅根據(jù)密鑰下載數(shù)據(jù)的系統(tǒng)就不太合意了。
因此，需要一種稍微不同的稱為指紋條件播放系統(tǒng)的解決途徑。為了克服封閉系統(tǒng)的缺陷，人們需要在視頻系統(tǒng)中加入一個(gè)標(biāo)記，該標(biāo)記告訴播放機(jī)只有當(dāng)播放機(jī)見到擺動(dòng)的跟蹤時(shí)才播放盤片或無條件地播放盤片。這個(gè)信號(hào)不容易被去除。這個(gè)標(biāo)記將取代在申請(qǐng)08/267,635中描述的加密/解密系統(tǒng)。一種加入這種標(biāo)記方法是以一個(gè)低電平加入一個(gè)視頻指紋信號(hào)到輸入視頻。在由Gregory Copeland在94年8月24日提出的名稱為“一種視頻指紋的方法和裝置”的′983申請(qǐng)中描述了一個(gè)類似的視頻指紋系統(tǒng)。這種視頻指紋的要素是1)視頻信號(hào)中低能見度，2)易于檢測(cè)，以及3)難于旁路操作。人們不能只在垂直消隱間隔中加上一位，因?yàn)樗菀妆蝗コ?。觀看者能夠容忍在視頻信號(hào)中一定量的噪聲或誤差。如在′983申請(qǐng)中描述的指紋系統(tǒng)中加上少量不能看到但能夠可靠地提取的低電平的提升。
借助于這樣一個(gè)指紋系統(tǒng)能夠達(dá)到上面列出的目的。在數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)的情況下，某位或在某位中的單個(gè)誤差會(huì)破壞整個(gè)計(jì)算機(jī)程序。這種破壞可能是較小直至災(zāi)難性的。只要純圖像完好，即使在視頻信號(hào)中可以有許多誤差，也不成問題。
在視頻范圍內(nèi)視頻指紋很容易去除。甚至在數(shù)字視頻范圍它也相當(dāng)容易去除，但在MPEG范圍中它是相當(dāng)困難去除的。大多數(shù)相關(guān)的數(shù)字視頻系統(tǒng)將使用活動(dòng)圖像專家組格式的一個(gè)或多個(gè)版本。這些格式包括為了更有效傳輸數(shù)據(jù)的視頻壓縮技術(shù)。沒有辦法查看和定位MPEG數(shù)據(jù)。MPEG是一個(gè)非線性系統(tǒng)。因此，在MPEG數(shù)據(jù)中沒有指示視頻被提升或不被提升的數(shù)據(jù)。侵權(quán)者必須譯碼MPEG信號(hào)到基帶視頻。在此刻可以移去指紋，但是現(xiàn)在侵權(quán)者必須再次重新編碼它成為MPEG格式以制造盤片。編碼是一個(gè)重要的操作。它不是一個(gè)無足輕重的事情。雖然有人可以得到MPEG編碼器，但這不是一個(gè)極簡(jiǎn)單的系統(tǒng)，這樣一個(gè)裝置的成本為幾十萬美元。
為了實(shí)現(xiàn)視頻指紋，一個(gè)視頻指紋信號(hào)在MPEG編碼之前加到視頻上。通過加上一個(gè)少量的提升到第一場(chǎng)，大約為1毫伏到第一場(chǎng)并從第二場(chǎng)減去1毫伏的提升來實(shí)現(xiàn)視頻指紋信號(hào)。這將在電影或其他視頻記錄中自始至終地進(jìn)行。接收裝置將連續(xù)地存儲(chǔ)第一場(chǎng)，然后從第二場(chǎng)減去它。因?yàn)闇p去兩個(gè)相反的量，所以視頻指紋信號(hào)相加而視頻信號(hào)被減去。其結(jié)果在一個(gè)時(shí)間周期上積分，幾秒鐘足以建立一個(gè)能被檢測(cè)的電壓。播放機(jī)在MPEG譯碼后檢測(cè)這個(gè)電壓信號(hào)。如果該信號(hào)存在，則播放機(jī)知道該盤片是一個(gè)受拷貝保護(hù)的盤片。播放機(jī)將通過查看伺服信號(hào)來看是否跟蹤是擺動(dòng)的。在視頻系統(tǒng)中檢測(cè)到的該標(biāo)記告訴播放機(jī)只有當(dāng)它見到一個(gè)鑒別信號(hào)時(shí)才播放盤片。如果檢測(cè)不到視頻指紋信號(hào)，播放機(jī)將不尋找鑒別信號(hào)并且將無條件地播放。
上面的描述是基于盤片會(huì)攜帶視頻信號(hào)這一前提的。因?yàn)樵S多數(shù)字視盤具有大量數(shù)據(jù)處理能力，它們可以用于計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)。然而，很可能在大量的應(yīng)用中，計(jì)算機(jī)程序也將包括視頻。
下面將描述一個(gè)DVD系統(tǒng)中指紋條件播放系統(tǒng)的實(shí)施例。


圖1是結(jié)合本發(fā)明的一些部件的母版處理硬件的方框圖；以及圖2是結(jié)合本發(fā)明的其它部件的密紋盤片重放裝置的方框圖。
本發(fā)明涉及用于拷貝保護(hù)各種節(jié)目分配媒體如數(shù)字視盤(DVD)的一種方法和裝置。這個(gè)發(fā)明可應(yīng)用于所有盤片媒體并且其原理可以由一個(gè)本領(lǐng)域中普通技術(shù)人員擴(kuò)展到如磁帶的其它媒體。本發(fā)明對(duì)于軟件版權(quán)擁有者提供高水平的保護(hù)，不怕黑盒子破壞并且將不會(huì)因少數(shù)硬件制造商拒絕遵守標(biāo)準(zhǔn)而受到損害。
如前面提到的，希望能夠逐個(gè)節(jié)目地對(duì)版權(quán)所有者提供拷貝保護(hù)并且接受每個(gè)節(jié)目的費(fèi)用或每個(gè)盤片的費(fèi)用作為回報(bào)。通過在指紋條件播放系統(tǒng)(FPCPS)中使用視頻指紋系統(tǒng)和鑒別信號(hào)的組合以允許DVD播放機(jī)以一種方式處理拷貝保護(hù)或者非拷貝保護(hù)盤片來實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)，這種方式使得很難或有極高代價(jià)和時(shí)間耗費(fèi)地來利用黑盒子搞破壞。
FPCPS的一個(gè)實(shí)施例包含如圖1中盤片母版裝置的一部分和如圖2中一個(gè)DVD播放機(jī)中的另一個(gè)部分。
FPCPS盤片母版設(shè)備包括一個(gè)接收來自常規(guī)源的視頻信號(hào)的拷貝保護(hù)記錄裝置10，和輸入到視盤指紋插入器12的輸入端子22。這種常規(guī)視頻源可以是525/60格式或625/50格式。此外，視頻指紋插入器12從開關(guān)20接收版權(quán)資料命令信號(hào)22以在MPEG編碼之前給視頻信號(hào)插入一個(gè)視頻指紋信號(hào)。通過給第一場(chǎng)加上少量(近似于一毫伏)的提升量，并且從第二場(chǎng)減去一毫伏的提升來插入視頻指紋信號(hào)。在電影或其他視頻記錄中自始至終進(jìn)行這種交替的場(chǎng)插入。只有當(dāng)開關(guān)20如圖1所示在版權(quán)位置時(shí)，視頻指紋插入器才插入視頻指紋信號(hào)。當(dāng)開關(guān)20在非版權(quán)位置時(shí)不會(huì)發(fā)生視頻指紋插入。視頻指紋插入器12的輸出耦合到MPEG編碼器14。MPEG編碼器14轉(zhuǎn)換具有或不具有一個(gè)視頻指紋信號(hào)的常規(guī)視頻信號(hào)為一個(gè)MPEG格式信號(hào)。MPEG編碼器14的輸出耦合到盤片母版裝置用于制造母版盤片。
開關(guān)20也耦合到鑒別特征標(biāo)記發(fā)生器24的一個(gè)輸入。鑒別特征標(biāo)記發(fā)生器24產(chǎn)生一個(gè)鑒別特征標(biāo)記18，其特性和目的已經(jīng)在前面進(jìn)行了描述。只有當(dāng)開關(guān)20選擇了版權(quán)模式時(shí)，線路18才連接鑒別特征標(biāo)記發(fā)生器24的輸出到盤片母版系統(tǒng)內(nèi)的徑向執(zhí)行機(jī)構(gòu)(未示出)。
包含在DVD播放機(jī)內(nèi)的伴隨拷貝保護(hù)裝置30如圖2所示。線路32上被適當(dāng)?shù)淖g碼和糾錯(cuò)的來自DVD的MPEG節(jié)目數(shù)據(jù)輸入到MPEG譯碼器36，譯碼器36轉(zhuǎn)換MPEG節(jié)目數(shù)據(jù)為可以包括或不包括一個(gè)視頻指紋信號(hào)的視頻信號(hào)。
MPEG譯碼器36的輸出耦合到開關(guān)40的一個(gè)輸入端和視頻指紋檢測(cè)器48的一個(gè)輸入端。視頻指紋檢測(cè)器48連續(xù)地存儲(chǔ)每一幀的第一場(chǎng)并且隨后從第二場(chǎng)中減去它。視頻指紋檢測(cè)器48減去兩個(gè)相反的視頻指紋信號(hào)，使視頻指紋信號(hào)相加而視頻信號(hào)減去。視頻指紋檢測(cè)器48在一個(gè)時(shí)間周期上積分其結(jié)果，幾秒鐘就足夠建立起能夠被檢測(cè)的電壓。如果視頻指紋信號(hào)存在，播放機(jī)就知道盤片包含版權(quán)資料。視頻指紋檢測(cè)器產(chǎn)生輸出耦合到“與”門54的第一輸入端的拷貝保護(hù)信號(hào)52。
來自線路34上DVD播放機(jī)的徑向跟蹤伺服放大器的誤差信號(hào)輸入到鑒別信號(hào)檢測(cè)器38。如前面所述，這個(gè)信號(hào)具有一個(gè)相應(yīng)于鑒別特征標(biāo)記的成份。設(shè)計(jì)鑒別特征標(biāo)記檢測(cè)器38以在線路50上產(chǎn)生一個(gè)二進(jìn)制輸出，它表示在鑒別特征標(biāo)記檢測(cè)器38輸入端存在或不存在鑒別特征標(biāo)記。例如這個(gè)輸出可以在鑒別特征標(biāo)記存在時(shí)為邏輯“1”，而在鑒別特征標(biāo)記不存在時(shí)為邏輯“0”。
選擇邏輯電平使得當(dāng)檢測(cè)到鑒別特征標(biāo)記時(shí)引起“與”門54產(chǎn)生一個(gè)輸出。當(dāng)檢測(cè)到視頻指紋信號(hào)和鑒別特征標(biāo)記這兩者時(shí)，“與”門54輸出一個(gè)信號(hào)56到“或”門58。只有當(dāng)沒有選擇任何視頻指紋時(shí)，視頻指紋檢測(cè)器的輸出才給“或”門58的第二輸入。只有當(dāng)視頻指紋信號(hào)和鑒別特征標(biāo)記信號(hào)兩者均存在時(shí)或當(dāng)視頻指紋信號(hào)不存在時(shí)，“或”門58的輸出才耦合到開關(guān)40的選擇器以連接MPEG譯碼器的輸出到視頻和音頻輸出系統(tǒng)。
現(xiàn)在我們可以通過考察這種指紋條件播放系統(tǒng)在不同情況下的響應(yīng)來了解它的操作。
○當(dāng)播放一個(gè)原版拷貝保護(hù)或非拷貝保護(hù)的盤片時(shí)，視頻指紋信號(hào)的存在或不存在不影響開關(guān)40正確地選擇MPEG譯碼視頻。結(jié)果，所有的原版盤片將正常地播放。
○當(dāng)播放一個(gè)非拷貝保護(hù)盤片的拷貝時(shí)，視頻指紋的不存在也不影響開關(guān)S正確地選擇MPEG譯碼視頻，也允許這種盤片正常地播放。
○然而，當(dāng)播放拷貝保護(hù)盤片的非法拷貝時(shí)，鑒別特征標(biāo)記的不存在導(dǎo)致開關(guān)S能正確地不選擇MPEG譯碼視頻信號(hào)。
視頻指紋的安全性使侵權(quán)者非常困難或不經(jīng)濟(jì)地來制造受保護(hù)盤片的可播放拷貝。
為了制造受拷貝保護(hù)盤片的可播放拷貝，即為了戰(zhàn)勝這個(gè)方案，侵權(quán)者必須做下面中的一項(xiàng)1.檢測(cè)和去除視頻指紋信號(hào)。
2.重新編碼視頻信號(hào)為一個(gè)MPEG信號(hào)。如上所述，這是非常昂貴的。
3.當(dāng)盤片正在被記錄時(shí)，給非法的拷貝加上一個(gè)可行的鑒別特征標(biāo)記，使得規(guī)范的DVD播放機(jī)能夠正常地播放這些盤片，這是可能的。但要這樣做，侵權(quán)者需要對(duì)DVD記錄設(shè)備做許多的修改以使它能夠設(shè)置徑向位置調(diào)節(jié)軌跡。這種修改超出了消費(fèi)者和軟件銷售商的能力。但是，堅(jiān)持認(rèn)為有很好財(cái)政支持的侵權(quán)操作不能找到一種方法來做這件事是不現(xiàn)實(shí)的。有許多方法對(duì)于侵權(quán)者來說要“偽造”一個(gè)鑒別特征標(biāo)記會(huì)更加困難，但所有這些或多或少取決于可獲得的DVD記錄設(shè)備上徑向伺服系統(tǒng)(如果有的話)的精確性能。例如，特征標(biāo)記可以是一個(gè)脈沖函數(shù)的形式(而不是一個(gè)簡(jiǎn)單正弦曲線)，使得商業(yè)上可買到的DVD記錄設(shè)備的徑向伺服不能夠跟蹤它。當(dāng)然，如果我們承認(rèn)這種虛構(gòu)的侵權(quán)者有無限的財(cái)政資源，則他能夠在一個(gè)專業(yè)的盤片母版系統(tǒng)上投資并且做出必須的修改。
然而作為一個(gè)實(shí)際的事情來說，這種能夠消除消費(fèi)者、銷售商和技術(shù)上有專業(yè)水平知識(shí)的人員的侵權(quán)的系統(tǒng)和方法應(yīng)是很有價(jià)值的。
盡管上面的實(shí)施例描述了一種用于DVD和其他密紋盤片格式的指紋條件播放系統(tǒng)，但其原理還可應(yīng)用于磁帶格式。對(duì)于這種應(yīng)用，鑒別特征標(biāo)記信號(hào)可以加到磁帶的控制軌跡上。
雖然結(jié)合優(yōu)選實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了描述，但本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)該理解在不背離它的精神的情況下可以有各種變化。本申請(qǐng)的范圍由權(quán)利要求書和它們的等同物規(guī)定。
權(quán)利要求
1.一種給節(jié)目分配媒體提供拷貝保護(hù)的方法，包括步驟給要受拷貝保護(hù)的所述媒體加入一個(gè)鑒別特征標(biāo)記；輸入節(jié)目數(shù)據(jù)；給所述的節(jié)目數(shù)據(jù)加入一個(gè)指紋信號(hào)；編碼所述印有指紋的節(jié)目數(shù)據(jù)；在所述媒體上記錄所述編碼數(shù)據(jù)；在一個(gè)媒體播放機(jī)中檢測(cè)所述鑒別特征標(biāo)記；檢測(cè)來自所述媒體的所述記錄的編碼數(shù)據(jù)；譯碼所述檢測(cè)的編碼數(shù)據(jù)；檢測(cè)所述指紋信號(hào)；當(dāng)所述鑒別信號(hào)和所述指紋信號(hào)被檢測(cè)到時(shí)，將所述譯碼數(shù)據(jù)輸入到一個(gè)數(shù)據(jù)輸出設(shè)備；以及若沒有檢測(cè)到所述指紋信號(hào)則輸入所述譯碼數(shù)據(jù)。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其中所述節(jié)目數(shù)據(jù)包括視頻信號(hào)。
3.如權(quán)利要求2所述的方法，其中所述指紋包括在所述視頻信號(hào)的多個(gè)幀間在第一場(chǎng)上對(duì)所述視頻信號(hào)有少量提升和在第二場(chǎng)上有少量降低。
4.一種用于節(jié)目分配媒體的拷貝保護(hù)系統(tǒng)，包括將一個(gè)鑒別特征標(biāo)記加入到要受拷貝保護(hù)的所述媒體的裝置；輸入節(jié)目數(shù)據(jù)的裝置；將一個(gè)指紋信號(hào)加入到所述節(jié)目數(shù)據(jù)的裝置；編碼所述印有指紋的節(jié)目數(shù)據(jù)的裝置；在所述媒體上記錄所述編碼數(shù)據(jù)的裝置；在一個(gè)媒體播放機(jī)中檢測(cè)所述鑒別特征標(biāo)記的裝置；檢測(cè)來自所述媒體的所述記錄的編碼數(shù)據(jù)的裝置；譯碼所述檢測(cè)的編碼數(shù)據(jù)的裝置；檢測(cè)所述指紋信號(hào)的裝置；當(dāng)所述鑒別信號(hào)和所述指紋信號(hào)被檢測(cè)到時(shí)將所述譯碼數(shù)據(jù)輸入到一個(gè)數(shù)據(jù)輸出設(shè)備的裝置；以及若沒有檢測(cè)到所述指紋信號(hào)就輸入所述譯碼數(shù)據(jù)的裝置。
5.一種用于拷貝保護(hù)節(jié)目分配媒體的重放設(shè)備，包括一個(gè)鑒別特征標(biāo)記檢測(cè)器；一個(gè)第一檢測(cè)器，用于檢測(cè)來自所述媒體的記錄編碼數(shù)據(jù)；一個(gè)譯碼器，用于譯碼所述檢測(cè)的編碼數(shù)據(jù)；一個(gè)第二檢測(cè)器，用于檢測(cè)所述譯碼數(shù)據(jù)內(nèi)指紋信號(hào)是否存在；一個(gè)第三檢測(cè)器，用于檢測(cè)所述鑒別特征標(biāo)記和所述指紋兩者是否存在或所述指紋信號(hào)是否不存在；一個(gè)選擇器，當(dāng)檢測(cè)到所述鑒別特征標(biāo)記和所述指紋或者檢測(cè)不到所述指紋時(shí)，所述第三檢測(cè)器控制所述選擇器允許所述譯碼數(shù)據(jù)裝置的輸出給一數(shù)據(jù)輸出設(shè)備輸入所述譯碼數(shù)據(jù)。
6.一種用于在記錄媒體的母版制作處理中提供拷貝保護(hù)的方法，包括步驟輸入一個(gè)數(shù)據(jù)流；在所述數(shù)據(jù)流內(nèi)插入一個(gè)指紋信號(hào)；譯碼所述印有指紋的數(shù)據(jù)流；在所述記錄媒體上記錄所述指紋數(shù)據(jù)流；產(chǎn)生一個(gè)鑒別特征標(biāo)記信號(hào)；以及把所述鑒別特征標(biāo)記信號(hào)耦合到一個(gè)盤片母版裝置的時(shí)基控制機(jī)構(gòu)以根據(jù)所述鑒別特征標(biāo)記信號(hào)修改所述時(shí)基控制機(jī)構(gòu)。
7.如權(quán)利要求6所述的方法，其中所述記錄媒體是光密紋盤片。
8.如權(quán)利要求6所述的方法，其中所述記錄媒體是DVD盤片。
9.如權(quán)利要求6所述的方法，其中所述記錄媒體是磁帶。
10.如權(quán)利要求6所述的方法，其中所述數(shù)據(jù)流是視頻信號(hào)。
全文摘要
一種用于各種記錄媒體如數(shù)字視盤(DVD)的版權(quán)保護(hù)的方法和裝置,使用視頻指紋信號(hào)和鑒別特征標(biāo)記的組合以允許播放機(jī)以一種很難被破壞的方式處理拷貝保護(hù)或非拷貝保護(hù)的媒體。只有當(dāng)要求拷貝保護(hù)時(shí)視頻指紋信號(hào)和鑒別特征標(biāo)記才均記錄在媒體上。這種鑒別特征標(biāo)記的特性是它不會(huì)傳送到CD記錄設(shè)備上制造的非法拷貝上。當(dāng)播放一個(gè)受保護(hù)或一個(gè)不受保護(hù)的原版盤片時(shí),鑒別特征標(biāo)記的存在或不存在不影響播放機(jī)正確地播放節(jié)目視頻。因此所有的原版DVD正常地播放。當(dāng)播放一個(gè)不受保護(hù)CD的拷貝時(shí),視頻指紋信號(hào)不存在也不影響播放機(jī)正確地重放視頻信號(hào)數(shù)據(jù)。然而,當(dāng)播放受保護(hù)CD的拷貝時(shí),鑒別特征標(biāo)記的不存在將導(dǎo)致播放機(jī)禁止盤片正常地播放。
文檔編號(hào)H04L9/32GK1187277SQ96194636
公開日1998年7月8日 申請(qǐng)日期1996年5月22日 優(yōu)先權(quán)日1995年6月7日
發(fā)明者約翰·瑞安, 格雷戈里·C·科普蘭 申請(qǐng)人:麥克羅維西恩公司