DE69729150T2

DE69729150T2 - Gerät mit Urheberrechtsinformation

Info

Publication number: DE69729150T2
Application number: DE69729150T
Authority: DE
Inventors: Norihiko Yamato-shi Fuchigami; Shoji Fujisawa-shi Ueno; Yoshiaki Fujisawa-shi Tanaka
Original assignee: Victor Company of Japan Ltd
Current assignee: Victor Company of Japan Ltd
Priority date: 1996-07-31
Filing date: 1997-07-30
Publication date: 2004-10-28
Anticipated expiration: 2017-07-31
Also published as: US5960398A; KR980010791A; KR100263825B1; DE69729150D1; EP0822550A1; EP0822550B1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft allgemein eine Urheberrechtinformations-Einbettungsvorrichtung, die zum Einbetten von Informationen zum Urheberrechtmanagement in einem Speichermedium entworfen ist, wenn analoge Signale, wie beispielsweise Audiosignale, in digitaler Form aufgezeichnet werden, und einen Datenträger, auf den diese Informationen aufgezeichnet werden.
Optisch lesbare Platten, wie beispielsweise "Compact Discs", haben breitere Verwendung als Audiodatenträger gefunden als herkömmliche magnetische Bänder. Ein EFM-Aufzeichnungsformat, das 8-Bit-Datensymbole fester Länge verwendet, und ein Datenformat, das einen Subcode, Audiodaten und einen CRC enthält, sind gängige logische Formate für CDs. Es werden CD-Spieler mit einer Vielfalt von Anwendungsfunktionen entwickelt.
Durch Unterscheiden von Steuerbits (vier Bits) in einem Subcode eines Q-Kanals oder Erkennen des Fehlens eines TOC werden CDs auch als CD-ROMs verwendet und haben eine weite Anwendbarkeit auf dem Gebiet der elektronischen Publikation für Massenspeicher und Hochgeschwindigkeitszugriff. Die CD-ROMs haben jedoch den Nachteil, dass Audiosignale durch ADPCM komprimiert sind, was es unmöglich macht, die Audiosignale auf ursprünglichen Qualitätsniveaus zu reproduzieren. Es wird ein zum Erreichen einer hohen Wiedergabetreue entworfenes Aufzeichnungssystem gesucht. Das heißt, es wird die Entwicklung optischer Platten erwartet, die dazu fähig sind, Audiosignale innerhalb eines doppelten Bandes einer konventionellen CD aufzuzeichnen.
Derartige hochqualitative Hi-Fi-Signale werden in einem Vervielfältigungsvorgang nicht verschlechtert, solange sie in digitaler Form kopiert werden, was für Anwender recht angenehm, aus der Sicht des Urheberrechtschutzes aber unerwünscht ist. Um ein derartiges Problem zu vermeiden, wurden ein zur Limitierung der Anzahl der Kopien digitaler Informationen entworfenes System (U.S.P. No. 5,428,598), ein System, das keine digitalen Signalausgabeanschlüsse hat, ein zur Entfernung eines Teils eines Bandes eines analogen Ausgabesignals entworfenes System, ein System, das in digitale Daten Urheberrechtdaten einbettet (U.S. P. Nr. 5,319,735) und ein System, das durch Erkennung eines durch leichtes Ändern ursprünglicher Daten gebildeten Identifizierungssignals einen Anwender identifiziert, der eine Kopie gemacht hat, vorgeschlagen.
Das System, das in digitale Daten Urheberrechtdaten einbettet, hat jedoch den Nachteil, dass D/A-Wandlung der digitalen Daten in analoge Audiosignale bei einer Vervielfältigungsoperation verursachen würde, dass die reproduzierte Tonqualität verschlechtert oder unangenehm verändert ist.
Des Weiteren offenbart das Dokument EP-A-0 372 601 ein Verfahren und technische Vorrichtungen zum Aufnehmen zusätzlicher Informationen in ein digitales Audiosignal mit einem vorbestimmten Format. Das entsprechende Verfahren basiert auf psychoakustischen Eigenschaften des menschlichen Hörsystems, und ein entsprechendes Signal, das zusätzliche Information trägt (Zusatzsignal), kann dem quantisierten digitalen Signal hinzugefügt werden, wobei zeitliches Maskieren in den Zeitintervallen kurz vor und/oder kurz nach einer lauten Passage des digitalen Signals verwendet wird. Das Signal, das die zusätzlichen Informationen enthält, und das quantisierte digitale Signal werden zu einem Mischsignal kombiniert und das Mischsignal kann in ein digitales Signal mit dem vorbestimmten Format rückgewandelt werden. Das Zusatzsignal wird durch Verwenden eines psychoakustischen Effekts zeitlich aufgenommen. Dies wird des Weiteren mit Frequenzsubbandmaskierung kombiniert.
Es ist deshalb eine Hauptaufgabe der vorliegenden Erfindung, die Nachteile des Stands der Technik zu vermeiden.
Es ist eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Urheberrechtinformations-Einbettungssystem bereitzustellen, das zum Einbetten von Informationen zum Urheberrechtschutz in digitale Signale ohne Verschlechterung reproduzierter analoger Signale entworfen ist.
Gemäß der vorliegenden Erfindung werden diese Aufgaben durch Urheberrechtinformations-Einbettungsvorrichtungen, Träger und Verfahren gelöst, die in den beigefügten Ansprüchen dargelegt sind.
Kurze Beschreibung der Zeichnung
Die vorliegende Erfindung wird durch die nachfolgende ausführliche Beschreibung und durch die beigefügte Zeichnung des bevorzugten Ausführungsbeispiels der Erfindung verständlicher, was jedoch nicht als Beschränkung der Erfindung auf das spezielle Ausführungsbeispiel verstanden werden sollte, sondern nur zur Erläuterung und dem Verständnis dient.
In der Zeichnung
ist 1 ein Blockdiagramm, das eine Urheberrechtinformations-Einbettungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt,
ist 2 ein Blockdiagramm, das eine Schaltkreisstruktur eines Signalverarbeitungs-Schaltkreises der Urheberrechtinformations-Einbettungsvorrichtung in 1 zeigt,
ist 3 ein Graph, der einen durch einen A/D-Wandler abgetasteten Datenstrom zeigt,
zeigt 4 einen durch einen Zuweisungsschaltkreis des Signalverarbeitungs-Schaltkreises in 2 bereitgestellten Anwenderdatencode,
ist 5 ein Flussdiagramm eines Programms einer Urheberrechtdaten-Einbettungsoperation, die von einem Steuerschaltkreis des in 2 gezeigten Signalverarbeitungs-Schaltkreises gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung durchgeführt wird,
zeigt 6(a) eine Welleform eines ursprünglichen Eingabesignals,
zeigt 6(b) die Beziehung zwischen einem Scheitelpegel und einem Durchschnittspegel eines Signals, in das das ursprüngliche Signal in 6(a) in digitaler Form gewandelt ist, und der Zeit, während der ein Urheberrechtdatensignal eingebettet wird,
ist 7 ein Flussdiagramm eines Programms einer Urheberrechtdaten-Einbettungsoperation, das eine Modifikation des in 5 gezeigten ist,
ist 8 ein Blockdiagramm, das einen Decodierer der Erfindung zeigt,
ist 9 ein Schaltkreisdiagramm, das einen Signalverarbeitungs-Schaltkreis des Decodierers in 8 zeigt,
ist 10 ein Graph, der einen Datenstrom zeigt, der durch einen Interpolator in 9 interpoliert ist,
ist 11 ein Blockdiagramm, das einen Signalverarbeitungs-Schaltkreis zeigt, der eine Modifikation des in 2 gezeigten ist,
ist 12 ein Schaltkreisdiagramm, das einen Signalverarbeitungs-Schaltkreis zeigt, der eine Modifikation des in 9 gezeigten ist,
ist 13 ein Flussdiagramm eines Programms einer Urheberrechtdaten-Einbettungsoperation gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung,
zeigt 14(a) eine Wellenform eines ursprünglichen Eingabesignals,
zeigt 14(b) die Beziehung zwischen einem Scheitelpegel und einem Durchschnittspegel eines Signals, in das das ursprüngliche Signal in 14(a) in digitaler Form gewandelt ist, und der Zeit, während der ein Urheberrechtdatensignal eingebettet wird,
ist 15 ein Flussdiagramm eines Programms einer Urheberrechtdaten-Einbettungsoperation gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel der Erfindung,
ist 16 ein Flussdiagramm eines Programms einer Urheberrechtdaten-Einbettungsoperation gemäß dem vierten Ausführungsbeispiel der Erfindung,
zeigt 17(a) eine Wellenform eines ursprünglichen Eingabesignals,
zeigt 17(b) die Beziehung zwischen einem Scheitelpegel und einem Durchschnittspegel eines Signals, in das das ursprüngliche Signal in 17(a) in digitaler Form gewandelt ist, und der Zeit, während der ein Urheberrechtdatensignal eingebettet wird,
ist 18 ein Flussdiagramm eines Programms einer Urheberrechtdaten-Einbettungsoperation gemäß dem fünften Ausführungsbeispiel der Erfindung,
ist 19 ein Flussdiagramm eines Programms einer Urheberrechtdaten-Einbettungsoperation gemäß dem sechsten Ausführungsbeispiel der Erfindung,
zeigt 20(a) eine Wellenform eines ursprünglichen Eingabesignals,
zeigt 20(b) die Beziehung zwischen einem Scheitelpegel und einem Durchschnittspegel eines Signals, in das das ursprüngliche Signal in 20(a) in digitaler Form gewandelt ist, und der Zeit, während der ein Urheberrechtdatensignal eingebettet wird,
ist 21 ein Flussdiagramm eines Programms einer Urheberrechtdaten-Einbettungsoperation, das eine Modifikation des sechsten Ausführungsbeispiels ist,
ist 22 ein Flussdiagramm eines Programms einer Urheberrechtdaten-Einbettungsoperation gemäß dem siebten Ausführungsbeispiel der Erfindung,
ist 23 ein Flussdiagramm eines Programms einer Urheberrechtdaten-Einbettungsoperation, das eine Modifikation des siebten Ausführungsbeispiels in 22 ist,
zeigt 24(a) eine Wellenform eines ursprünglichen Eingabesignals,
zeigt 24(b) die Beziehung zwischen einem Scheitelpegel und einem Durchschnittspegel eines Signals, in das das ursprüngliche Signal in 24(a) in digitaler Form gewandelt ist, und der Zeit, während der ein Urheberrechtdatensignal eingebettet wird,
ist 25 ein Blockdiagramm, das einen Signalverarbeitungs-Schaltkreis gemäß dem achten Ausführungsbeispiel der Erfindung zeigt,
ist 26 ein Graph, der einen Hörbarkeitsmaskierungs-Effekt zeigt,
ist 27 ein Graph, der die Beziehung zwischen einer Maskierungsempfindlichkeit und der Frequenz zeigt,
ist 28 ein Graph, der ein CMR (Code-zu-Musik- Verhältnis, "Code to Music Ratio") zwischen einem ursprünglichen Signal und einem Urheberrechtdatensignal hinsichtlich der Frequenz zeigt,
ist 29 ein Flussdiagramm eines Programms einer Urheberrechtdaten-Einbettungsoperation gemäß dem neunten Ausführungsbeispiel der Erfindung,
zeigt 30(a) eine Wellenform eines ursprünglichen Eingabesignals,
zeigt 30(b) die Beziehung zwischen einem Scheitelpegel und einem Durchschnittspegel eines Signals, in das das ursprüngliche Eingabesignal in 30(a) in digitaler Form gewandelt ist,
zeigt 30(c) eine Pegeländerung eines Urheberrechtdatensignals,
ist 31 ein Flussdiagramm eines Programms einer Urheberrechtdaten-Einbettungsoperation, das eine Modifikation des neunten, in 29 gezeigten Ausführungsbeispiels ist,
ist 32 ein Schaltkreisdiagramm, das eine Modifikation eines in 25 gezeigten Signalverarbeitungs-Schaltkreises des achten Ausführungsbeispiels zeigt,
veranschaulicht 33 eine Paketstruktur einer DVD (digitale Videoplatte, "Digital Video Disc"),
zeigt 34 ein anderes CMR zwischen einem ursprünglichen Signal und Urheberrechtdaten wie auch 28,
zeigt 35(a) eine Wellenform eines ursprünglichen Eingabesignals, und
35(b) zeigt die Beziehung zwischen einem Scheitelpegel und einem Durchschnittspegel eines Signals in 31.
Beschreibung des bevorzugten Ausführungsbeispiels
Nun wird auf die Zeichnung Bezug genommen, insbesondere auf 1, die eine Urheberrechtinformations-Einbettungsvorrichtung (Codierer) 300 gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt.
Die Urheberrechtinformations-Einbettungsvorrichtung 300 enthält generell einen A/D-Wandler 31, einen Signalverarbeitungs-Schaltkreis 32, einen Speicher 33, einen DVD-Codierschaltkreis 34, und einen Modulationsschaltkreis 35. Wenn ein analoges Signal, wie beispielsweise ein Audiosignal, in einen Eingabeanschluss EIN eingegeben wird, wird es durch den A/D-Wandler 31 mit einer hohen Abtastfrequenz (d. h., Abtastperioden Δt in 3), beispielsweise 192 kHz, abgetastet, was genug ist, um unberechtigtes digitales Kopieren zu verhindern, und beispielsweise in einen Datenstrom mit 24-Bit PCM-Signalen hoher Auflösung, wie nachfolgend gezeigt, entlang einer Kurve α in 3 gewandelt.
xb1, x1, xa1, x2, xb2, x3, xa2, ... xbi, x2i–1, xai, x2i ...
Der vorangehende Datenstrom wird durch den Signalverarbeitungs-Schaltkreis 32 und den Speicher 33 codiert und durch den DVD-Codierschaltkreis 34 gepackt, was wiederum direkt von einem Ausgabeanschluss AUS1 ausgegeben oder durch den Modulationsschaltkreis 35 gemäß einem Aufzeichnungsträgertyp moduliert und von einem Ausgabeanschluss Q2 ausgegeben wird. Von einem Ausgabeanschluss Q3 werden Urheberrechtdaten wie benötigt ausgegeben.
2 zeigt eine Schaltkreisstruktur des Signalverarbeitungs-Schaltkreises 32.
Ein Ausgabesignal vom A/D-Wandler 31 wird einem Addierschaltkreis 121 eingegeben. Der Addierschaltkreis 121 addiert Urheberrechtdaten, wie später ausführlich diskutiert wird, zum Eingabesignal und gibt es einem Tiefpassfilter (TPF) 36 aus. Das TPF 36 enthält beispielsweise ein FIR-Filter, das Signale mit Frequenzen innerhalb eines 1/2 Bandes hindurch passieren lässt und wählt einen Datenstrom von xc1, *, *, *, xc2, *, *, *, xc3, *, *, *, xci, *, *, *, ... entlang einer Kurve β, wie in 3 gezeigt, vom Datenstrom der xbi, x2i–1, xai, x2i entlang der Kurve α aus.
Ein Dezimierungsschaltkreis 37 entfernt Datenabtastwerte * vom durch das TPF 36 ausgegebenen Datenstrom, um einen Datenstrom der xc1, cx2, ..., xci, ... zu erzeugen. Ähnlich entfernt ein Dezimierungsschaltkreis 38 Datenabtastwerte xi vom durch das TPF 36 ausgegebenen Datenstrom, um einen Datenstrom der xb1, xa1, xb2, xa2, ..., xbi, xai, ... zu erzeugen.
Ein Differenzberechnungs-Schaltkreis 39, der einen Addierer beinhaltet, bestimmt auf der Basis der von den Dezimierungsschaltkreisen 37 und 38 ausgegebenen Datenströmen die Differenzen Δ1i (= xib – xci) und Δ2i (= xai – xci). Die Differenzdaten Δ1i und Δ2i bestehen jeweils aus 24 oder weniger Bits. Die Anzahl an Bits kann entweder fest sein oder geändert werden.
Ein Zuweisungsschaltkreis 40 packt den Datenstrom xci vom Dezimierungsschaltkreis 37, die Differenzdaten Δ1i und Δ2i und Urheberrechtdaten zusammen, um Anwenderdatencodes (einer ist in 4 gezeigt) zu produzieren, die wiederum beispielsweise auf einer DVD (Digital Video Disc) aufgezeichnet oder zu einem Übertragungspfad ausgegeben werden. Wenn er in der DVD aufgezeichnet wird, besteht jeder Anwenderdatencode aus 2034 Bytes wie in 33 gezeigt, die Anzahl der Stücke der Daten xci und der Differenzdaten Δ1i und Δ2i ist jeweils 225, jedes Datum besteht aus 3 Bytes und ein Subheader besteht aus 9 Bytes. Der Datenstrom der xci entspricht einem mit einem Viertel der Abtastfrequenz im A/D-Wandler abgetastetem Datenstrom.
Nachfolgend wird das Einbetten von Urheberrechtdaten diskutiert.
Ein Urheberrechtdaten-Generator 100 erzeugt Urheberrechtdaten bezüglich einem in den Eingabeanschluss EIN eingegebenen Audiosignal, die beispielsweise eine Urheberrecht-Seriennummer ISRC (Internationaler Standardaufzeichnungscode, "International Standard Recording Code", 16 Bytes oder weniger) zum Urheberrechtmanagement, einen Schneidespieler-Identifizierungscode (4 Zeichen oder weniger), der als ein SID- (Quellidentifizierungs-, "Source Identification") Code verwendet wird, ein Aufzeichnungsdatum (3 Bytes), eine Nummer einer Aufzeichnung (3 Bytes), die Anzahl an Kopien (4 Bytes) und die Anzahl der Male, die das Anfertigen einer Kopie zulassen (3 Bytes) enthält, und führt sie sowohl einem FM-Modulator 114 als auch dem Zuweisungsschaltkreis 40 zu.
Der Zuweisungsschaltkreis 40 unterteilt die Urheberrechtdaten in mehrere Stücke und fügt sie zu einigen der Subheader der Anwenderdatencodes, wie in 4 gezeigt, hinzu. Im Fall einer DVD werden die Urheberrechtdaten auch in einem Urheberrechtmanagementinformations- (CMI-, "Copyright Management Information") Bereich aufgezeichnet, der auf einem inneren peripheren Abschnitt der DVD ausgebildet ist und beispielsweise einem auf einer CDR-Platte bereitgestellten TOC-Bereich entspricht. Der CMI-Bereich ist innerhalb eines partiellen RAM oder eines PCA (Nach-Schneidegebiet, "post cutting area"), BCA (Bündel-Schneidegebiet, "burst cutting area"), definiert.
Der FM-Modulator 114 moduliert die Urheberrechtdaten bei einer Frequenz von beispielsweise 5 kHz, die von einem Oszillator 115 ausgegeben wird, und führt sie einem Spreizmodulator 116 zu. Der Spreizmodulator 116 spreizt das Frequenzspektrum der durch den FM-Modulator 114 modulierten Urheberrechtdaten unter Verwendung eines von einem Spreizcodegenerator 117 erzeugten Spreizcodes, so dass sie selbst dann nicht akustisch wahrgenommen werden können, falls sie D/A-gewandelt sind. Ein Pegelsteuerschaltkreis 118 steuert den Pegel einer Ausgabe vom Spreizmodulator 116 gemäß dem Pegel des vom Dezimierungsschaltkreis 38 ausgegebenen Datenstroms (xbi, xa1). Wenn zum Beispiel die Frequenz eines ursprünglichen Rudiosignals 2 kHz ist, senkt der Pegelsteuerschaltkreis 118 den Pegel der Ausgabe vom Spreizmodulator 116 um–25 dB. Wenn sie 10 kHz ist, wird der Pegel der Ausgabe vom Spreizmodulator 116 um–19 dB gesenkt. Im Einzelnen senkt der Pegelsteuerschaltkreis 118 den Pegel der Ausgabe vom Spreizmodulator 116 derart unter ein CMR (Code-zu-Musik-Verhältnis) in einem psychoakustischen Modell, dass die Urheberrechtdaten durch einen Zuhörer akustisch nicht wahrgenommen werden können, und stellt dem Addierer 121 durch einen Schalter 201 ein pegelgesteuertes Signal bereit, um es in das Ausgabesignal vom A/D-Wandler 31 einzubetten.
Der Steuerschaltkreis 200 stellt dem Urheberrechtdaten-Generator 100, dem Spreizcodegenerator 117 und dem Schalter 201 in einer Urheberrechtdaten-Einbettungsoperation Steuersignale a, b und c bereit.
5 zeigt ein Programm bzw. eine Sequenz logischer Schritte der Urheberrechtdaten-Einbettungsoperation, die durch den Steuerschaltkreis 200 durchgeführt wird.
Nach dem Eintretten in das Programm schreitet die Routine zum Schritt 10 fort, bei dem ein Ausgabesignal vom A/D-Wandler 31 unter Verwendung eines Bewertungsfilters gefiltert wird, um dessen Pegel in einem hohen und mittleren (hoch-mittel) Frequenzband zum Modifizieren der Hörbarkeit zu senken. Die Routine schreitet zum Schritt 20 fort, bei dem ein Durchschnittspegel Lav (ein korrigierter Wert) und ein Scheitelwert Lp des gefilterten, vom A/D-Wandler 31 ausgegebenen Signals bestimmt werden. Der Durchschnittspegel Lav wird beispielsweise durch Abtasten des vom A/D-Wandler 31 über 300 Millisekunden ausgegebenen Signals bestimmt, so dass es, wie in 6(b) gezeigt, mit dem Scheitelpegel Lp übereinstimmen kann, wenn eine gegebene Anzahl an aufeinanderfolgenden konstanten Amplituden eines ursprünglichen Signals, wie in 6(a) gezeigt, auftritt.
Die Routine schreitet zum Schritt 30 fort, bei dem bestimmt wird, ob der Scheitelpegel Lp größer als der Durchschnittspegel Lav ist oder nicht. Falls eine JA-Antwort erhalten wird (Lp > Lav), dann schreitet die Routine zum Schritt 40 fort, bei dem der Steuerschaltkreis 200 dem Urheberrechtdaten-Generator 100, dem Spreizcodegenerator 117 und dem Schalter 201 die Steuersignale a, b und c eines AN-Pegels bereitstellt, um die Urheberrechtdaten-Einbettungsoperation zu starten. Im Einzelnen erzeugt der Urheberrechtdaten-Generator 100 die Urheberrechtdaten für den Zuweisungsschaltkreis 40 und den FM-Modulator 114. Der Spreizmodulator 116 moduliert auf das dem Spreizcodegenerator 117 eingegebene Steuersignal b hin die Ausgabe vom FM-Modulator 114. Der Schalter 201 wird eingeschaltet, um die durch den Pegelsteuerschaltkreis 118 pegelgesteuerten Urheberrechtdaten in die Ausgabe vom A/D-Wandler 31 durch den Addierer 121 einzubetten.
Anderenfalls, falls im Schritt 30 eine NEIN-Antwort erhalten wird, dann schreitet die Routine zum Schritt 50 fort, bei dem der Steuerschaltkreis 200 dem Urheberrechtdaten-Generator 100, dem Spreizcodegenerator 117 und dem Schalter 201 die Steuersignale a, b und c eines AUS-Pegels bereitstellt, um die Urheberrechtdaten-Einbettungsoperation zu verhindern. Im Einzelnen hält der Urheberrechtdaten-Generator 100 die Urheberrechtdaten zurück, damit sie nicht zum Zuweisungsschaltkreis 40 und zum FM-Modulator 114 ausgegeben werden. Der Spreizmodulator 116 ist deaktiviert. Der Schalter 201 ist ausgeschaltet, um die Kommunikation zwischen dem Addierer 121 und dem Pegelsteuerschaltkreis 118 zu blockieren. Falls die Steuersignale a, b und c des AUS-Pegels bereitgestellt werden, bevor einer der Datencodes, die die Urheberrechtdaten bilden, vollständig aufgezeichnet ist, wird die Urheberrechtdaten-Einbettungsoperation nach Abschluss der Aufzeichnung dieses Datencodes deaktiviert.
7 zeigt ein Programm der durch den Steuerschaltkreis 200 durchgeführten Urheberrechtdaten-Einbettungsoperation, das eine Modifikation des in 5 gezeigten ist. Die gleichen wie in 5 verwendeten Bezugszeichen bezeichnen gleiche Schritte, auf ihre ausführliche Erläuterung wird hier verzichtet.
Nach dem Schritt 20 schreitet die Routine zum Schritt 130 fort, bei dem bestimmt wird, ob der Durchschnittspegel Lav größer als ein Wert eines vollen Scheitels minus 19 dB ist oder nicht. Der volle Scheitel ist eine Obergrenze, bei der ein Signal aufgezeichnet werden darf. Falls eine JA-Antwort erhalten wird, dann schreitet die Routine zum Schritt 40 fort, bei dem der Steuerschaltkreis 200 dem Urheberrechtdaten-Generator 100, dem Spreizcodegenerator 117 und dem Schalter 201 die Steuersignale a, b und c des AN-Pegels bereitstellt, um die Urheberrechtdaten-Einbettungsoperation zu starten. Andernfalls, falls im Schritt 130 eine NEIN-Antwort erhalten wird, dann schreitet die Routine zum Schritt 30 fort, bei dem bestimmt wird, ob der Scheitelpegel Lp größer als der Durchschnittspegel Lav ist oder nicht. Falls eine NEIN-Antwort erhalten wird, dann schreitet die Routine zum Schritt 50 fort, bei dem der Steuerschaltkreis 200 dem Urheberrechtdaten-Generator 100, dem Spreizcodegenerator 117 und dem Schalter 201 die Steuersignale a, b und c eines AUS-Pegels bereitstellt, um die Urheberrechtdaten-Einbettungsoperation zu verhindern.
8 zeigt eine Schaltkreisstruktur eines Decodierers 500 gemäß der vorliegenden Erfindung.
Der Decodierer 500 enthält einen Demodulator 41, einen DVD-Decodierschaltkreis 42, einen Signalverarbeitungs-Schaltkreis 43, einen Speicher 44, einen Decodierer/Komparator 50, einen Urheberrechtdaten-Aktualisierungsschaltkreis 30, ein Tiefpassfilter 53 und einen D/A-Wandler 56.
Wenn ein von der Urheberrechtinformations-Einbettungsvorrichtung 300 codiertes Signal dem Demodulator 41 eingegeben wird, demoduliert der Demodulator 41 das Eingabesignal gemäß einem Modulationsformat des Modulationsschaltkreises 35 der Urheberrechtinformations-Einbettungsvorrichtung 300 und gibt es zum DVD-Decodierschaltkreis 42 aus. Der DVD-Decodierschaltkreis 42 decodiert das Eingabesignal und stellt dem Signalverarbeitungs-Schaltkreis 43 und dem Urheberrechtdaten-Aktualisierungsschaltkreis 30 decodierte Signale bereit, die jeweils aus dem Datenstrom der xci, worin die Urheberrechtdaten eingebettet sind, und den Differenzdaten Δ1i und Δ2i besteht. Der DVD-Decodierschaltkreis 42 stellt außerdem dem Decodierer/Komparator 50 die Urheberrechtdaten bereit, die aus den Subheadern der Nutzerdatencodes entpackt werden oder vom CMI-Bereich der DVD reproduziert werden.
Der Signalverarbeitungs-Schaltkreis 43 enthält, wie in 9 gezeigt, einen Addierer 46 und einen Interpolator 47. Der Addierer 46 empfängt das decodierte, vom DVD-Decodierschaltkreis 42 ausgegebene Signal und führt Additionsoperationen wie nachfolgend gezeigt durch, um den Datenstrom der xbi und xai wiederherzustellen, von denen jedes, ähnlich dem ursprünglichen Datenstrom, aus 24 Bits besteht. Δ1i + xci = xbi Δ2i + xci = xai
Der Interpolator 47 findet oder interpoliert dazwischenliegende Daten xi zwischen den Daten xai und xbi, wie in 10 gezeigt. Die Interpolation der Daten xi kann durch Setzen der Daten xi zu null (0) unter Verwendung der sogenannten Hoch-Abtastungstechnik ("up sampling") und deren Weiterleitung durch ein Tiefpassfilter erreicht werden. Die Daten xi können alternativ durch Kurvenapproximation oder durch Prädiktionsapproximation gefunden werden. Im Fall der Prädiktionsapproximation kann ein Approximationsmaß durch Hinzufügen approximierter Subdaten zu den Differenzdaten Δ1i und Δ2i verbessert sein.
Die Daten xai, xbi und xi sind wie folgt angeordnet:
xbi, x1, xa1, x2, xb2, x3, xa2, ... xbi, x2i–1, xa1, x2i, ...
Der vorangehende Datenstrom wird vom Signalverarbeitungs-Schaltkreis 43 dem D/A-Wandler 55, dem TPF 56 und dem digitalen Ausgabeanschluss 90 zugeführt.
Der D/A-Wandler 45 wandelt den Datenstrom der xbi, x2i–1, xai und x2i, die durch den Codierer (d. h., die Urheberrechtinformations-Einbettungsvorrichtung 300) mit 24 Quantisierungsbits A/D-gewandelt sind und in die Urheberrechtdaten eingebettet sind, bei einer Abtastfrequenz von 192 kHz in ein analoges Signal und gibt sie durch einen analogen Ausgabeanschluss 55 aus. Das TPF lässt das Eingabesignal vom Signalverarbeitungs-Schaltkreis 43 innerhalb eines Frequenzbandes (z. B. 48 kHz) durch, das ein Viertel des Frequenzbandes des Eingabesignals beträgt, und gibt es durch einen Ausgabeanschluss 53 aus. Der vom Signalverarbeitungs-Schaltkreis 43 ausgegebene Datenstrom der xbi, x2i–1, xai und x2i wird auch direkt von einem digitalen Ausgabeanschluss 90 ausgegeben.
Die 11 und 12 zeigen Modifikationen des in den 1 und 2 gezeigten Codierers (d. h., der Urheberrechtinformations-Einbettungsvorrichtung 300) bzw. des in den 8 und 9 gezeigten Decodierers. Die gleichen wie in den vorangehenden Ausführungsbeispielen verwendeten Bezugszeichen bezeichnen gleiche Teile, auf ihre ausführliche Erläuterung wird hier verzichtet.
Der Codierer 310 hat, wie aus der Zeichnung ersichtlich ist, nicht den Dezimierungsschaltkreis 38, der die Daten xi vom Eingabesignal entfernt. Im Einzelnen bestimmt der Differenzberechnungs-Schaltkreis 39 Differenzdaten Δ1i, Δ2i und Δ3i, wie nachfolgend gezeigt. xbi – xci = Δ1i xai – xci = Δ2i xi – xci = Δ3i
Der Zuweisungsschaltkreis 40 packt den Datenstrom der xci, Δ1i, Δ2i und Δ3i und die Urheberrechtdaten zusammen und gibt sie aus. Die Urheberrechtdaten werden, ähnlich dem ersten Ausführungsbeispiel, in den Datenstrom der xci, Δ1i, Δ2i und Δ3i intermittierend eingebettet.
Der Decodierer hat, wie deutlich in 12 gezeigt, nicht den Interpolator 47 von 9, weil der Codierer 310 die Daten xi nicht entfernt oder dezimiert. Im Einzelnen führt der Addierer 46 nachfolgende Additionsoperationen durch, um den ursprünglichen Datenstrom der xbi, x2i–1, xai und x2i wiederherzustellen. Die anderen Anordnungen sind identisch zu den in 8 gezeigten, auf ihre Erläuterung wird hier verzichtet. xci + Δ1i = xbi xci + Δ2i = xai xci + Δ3i = xi
13 zeigt ein Programm der Urheberrechtdaten-Einbettungsoperation gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung.
Nach Eintreten in das Programm schreitet die Routine zum Schritt 210 fort, bei dem der Steuerschaltkreis 200 eine Anstiegs-Zeitkonstante und eine Abfalls-Zeitkonstante auf beispielsweise 1 Millisekunde bzw. 150 Millisekunden setzt, um einen Scheitelpegel Lp einer Ausgabe vom A/D-Wandler 31 zu bestimmen. Die Routine schreitet zum Schritt 220 fort, bei dem ein Durchschnittspegel Lav in der gleichen Weise wie vorangehend anhand von 5 diskutiert bestimmt wird. Die Routine schreitet zum Schritt 230 fort, bei dem bestimmt wird, ob der Scheitelpegel Lp kleiner als der Durchschnittspegel Lav ist oder nicht. Falls eine NEIN-Antwort erhalten wird, dann schreitet die Routine direkt zum Schritt 50 fort, um die Urheberrechtdaten-Einbettungsoperation zu verhindern. Anderenfalls, falls im Schritt 230 eine JA-Antwort erhalten wird, dann schreitet die Routine zum Schritt 240 fort, bei dem bestimmt wird, ob die JR-Antwort im Schritt 230 im ersten Programmdurchlauf, der einem Programmdurchlauf folgt, in dem im Schritt 230 eine NEIN-Antwort erhalten wurde, erhalten wurde oder nicht. Falls eine JA-Antwort erhalten wird, dann schreitet die Routine zum Schritt 40 fort, bei dem der Steuerschaltkreis 200 dem Urheberrechtdaten-Generator 100, dem Spreizcodegenerator 117 und dem Schalter 201 die Steuersignale a, b und c des AN-Pegels bereitstellt, um die Urheberrechtdaten-Einbettungsoperation zu starten.
Im Einzelnen werden, wie in 14(b) gezeigt, die Urheberrechtdaten in die Ausgabe des A/D-Wandlers 31 unmittelbar nachdem der Scheitelpegel Lp abfällt eine Zeitspanne lang eingebettet, während der ein Programmdurchlauf abgeschlossen wird. Es ist gemäß dem Stand der Technik bekannt, dass ein Signal, das in ein Audiosignal eingebettet ist, dessen Pegel sich wie in 14(a) gezeigt ändert, akustisch schwer wahrzunehmen ist, wenn der Pegel des Audiosignals rasch abfällt.
15 zeigt ein Programm der Urheberrechtdaten-Einbettungsoperation gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel, das eine Kombination der in den 7 und 13 gezeigten ist. Die gleichen wie in den 7 und 13 verwendeten Bezugszeichen von Schritten bezeichnen die gleichen Schritte.
In den Schritten 210 und 220 werden der Durchschnittspegel Lav und der Scheitelpegel Lp eines Ausgabesignals des A/D-Wandlers 31 bestimmt.
Die Routine schreitet zum Schritt 130 fort, bei dem bestimmt wird, ob der Durchschnittspegel Lav größer als ein Wert eines vollen Scheitels minus 19 dB ist oder nicht. Falls eine JA-Antwort erhalten wird, dann schreitet die Routine zum Schritt 40 fort, bei dem der Steuerschaltkreis 200 dem Urheberrechtdaten-Generator 100, dem Spreizcodegenerator 117 und dem Schalter 201 die Steuersignale a, b und c des AN-Pegels bereitstellt, um die Urheberrechtdaten-Einbettungsoperation zu starten. Andernfalls, falls im Schritt 130 eine NEIN-Antwort erhalten wird, dann schreitet die Routine zum Schritt 230 fort, bei dem bestimmt wird, ob der Scheitelpegel Lp kleiner als der Durchschnittspegel Lav ist oder nicht. Falls eine NEIN-Antwort erhalten wird, dann schreitet die Routine zum Schritt 50 fort, bei dem der Steuerschaltkreis 200 dem Urheberrechtdaten-Generator 100, dem Spreizcodegenerator 117 und dem Schalter 201 die Steuersignale a, b und c eines AUS-Pegels bereitstellt, um die Urheberrechtdaten-Einbettungsoperation zu verhindern. Anderenfalls, falls eine JA-Antwort erhalten wird, dann schreitet die Routine zum Schritt 240 fort, bei dem bestimmt wird, ob die JA-Antwort im Schritt 230 im ersten Programmdurchlauf, der einem Programmdurchlauf folgt, in dem im Schritt 230 eine NEIN-Antwort erhalten wurde, erhalten wurde oder nicht. Falls eine JA-Antwort erhalten wird, dann schreitet die Routine zum Schritt 40 fort. Anderenfalls, falls eine NEIN-Antwort erhalten wird, dann schreitet die Routine zum Schritt 50 fort, bei dem der Steuerschaltkreis 200 dem Urheberrechtdaten-Generator 100, dem Spreizcodegenerator 117 und dem Schalter 201 die Steuersignale a, b und c eines AUS-Pegels bereitstellt, um die Urheberrechtdaten-Einbettungsoperation zu verhindern.
16 zeigt ein Programm der Urheberrechtdaten-Einbettungsoperation gemäß dem vierten Ausführungsbeispiel, das eine Modifikation des in 13 gezeigten ist. Die gleichen wie im zweiten Ausführungsbeispiel in 13 verwendeten Bezugszeichen von Schritten bezeichnen die gleichen Schritte.
Nach dem Schritt 220 schreitet die Routine zum Schritt 430 fort, bei dem bestimmt wird, ob der Scheitelpegel Lp größer als der Durchschnittspegel Lav ist oder nicht. Falls eine NEIN-Antwort erhalten wird, dann schreitet die Routine zum Schritt 50 weiter, bei dem der Steuerschaltkreis 200 dem Urheberrechtdaten-Generator 100, dem Spreizcodegenerator 117 und dem Schalter 201 die Steuersignale a, b und c des AUS-Pegels bereitstellt, um die nächste Urheberrechtdaten-Einbettungsoperation zu verhindern. Anderenfalls, falls eine JA-Antwort erhalten wird, dann schreitet die Routine zum Schritt 240 fort, bei dem bestimmt wird, ob die JR-Antwort im Schritt 430 im ersten Programmdurchlauf, der einem Programmdurchlauf folgt, in dem im Schritt 430 eine NEIN-Antwort erhalten wurde, erhalten wurde oder nicht. Falls eine JA-Antwort erhalten wird, dann schreitet die Routine zum Schritt 40 fort, bei dem der Steuerschaltkreis 200 dem Urheberrechtdaten-Generator 100, dem Spreizcodegenerator 117 und dem Schalter 201 die Steuersignale a, b und c des AN-Pegels bereitstellt, um die Urheberrechtdaten-Einbettungsoperation zu starten. Anderenfalls, falls im Schritt 240 eine NEIN-Antwort erhalten wird, dann schreitet die Routine zum Schritt 50 fort.
Im Einzelnen werden die Urheberrechtdaten, wie aus den 17(a) und 17(b) ersichtlich ist, in ein Ausgabesignal vom A/D-Wandler 31 während jeder Zeitspanne eingebettet, während der der Pegel der Ausgabe vom A/D-Wandler 31 ansteigt. Es ist bekannt, dass die Urheberrechtdaten akustisch nicht wahrgenommen werden, wenn sie zu einer Zeit in ein Tonsignal eingebettet werden, wenn der Pegel des Signals wie in 17(b) gezeigt stark geändert wird.
18 zeigt ein Programm der Urheberrechtdaten-Einbettungsoperation gemäß dem fünften Ausführungsbeispiel, das eine Kombination der in den 7 und 15 gezeigten ist. Die gleichen wie in den 7 und 15 verwendeten Bezugszeichen von Schritten bezeichnen die gleichen Schritte.
Nach dem Schritt 220 schreitet die Routine zum Schritt 130 fort, bei dem bestimmt wird, ob der Durchschnittspegel Lav größer als ein Wert eines vollen Pegels minus 19 dB ist oder nicht. Falls eine JA-Antwort erhalten wird, dann schreitet die Routine zum Schritt 40 fort, bei dem der Steuerschaltkreis 200 dem Urheberrechtdaten-Generator 100, dem Spreizcodegenerator 117 und dem Schalter 201 die Steuersignale a, b und c des AN-Pegels bereitstellt, um die Urheberrechtdaten- Einbettungsoperation zu starten. Andernfalls, falls im Schritt 130 eine NEIN-Antwort erhalten wird, dann schreitet die Routine zum Schritt 30 fort, bei dem bestimmt wird, ob der Scheitelpegel Lp größer als der Durchschnittspegel Lav ist oder nicht. Falls eine NEIN-Antwort erhalten wird, dann schreitet die Routine zum Schritt 50 fort, bei dem der Steuerschaltkreis 200 dem Urheberrechtdaten-Generator 100, dem Spreizcodegenerator 117 und dem Schalter 201 die Steuersignale a, b und c eines AUS-Pegels bereitstellt, um die Urheberrechtdaten-Einbettungsoperation zu verhindern.
Anderenfalls, falls im Schritt 30 eine JA-Antwort erhalten wird, dann schreitet die Routine zum Schritt 240 fort, bei dem bestimmt wird, ob die JA-Antwort im Schritt 30 im ersten Programmdurchlauf, der einem Programmdurchlauf folgt, in dem im Schritt 30 eine NEIN-Antwort erhalten wurde, erhalten wurde oder nicht. Falls eine JA-Antwort erhalten wird, dann schreitet die Routine zum Schritt 40 fort. Falls eine NEIN-Antwort erhalten wird, dann schreitet die Routine zum Schritt 50 fort.
19 zeigt ein Programm der Urheberrechtdaten-Einbettungsoperation gemäß dem sechsten Ausführungsbeispiel. Die gleichen wie in den vorangehenden Ausführungsbeispielen verwendeten Bezugszeichen von Schritten bezeichnen die gleichen Schritte.
Wenn im Schritt 240 eine NEIN-Antwort erhalten wird, dann schreitet die Routine zum Schritt 800 fort, bei dem ein Einbettungsflag F zu eins (1) gesetzt wird. Die Routine schreitet zum Schritt 50 fort, bei dem die Urheberrechtdaten-Einbettungsoperation unterbrochen wird, und kehrt dann zum Schritt 210 zurück.
Anderenfalls, falls im Schritt 240 eine JA-Antwort erhalten wird, dann schreitet die Routine zum Schritt 500 fort, bei dem bestimmt wird, ob das Einbettungsflag F eins (1) ist oder nicht. Falls eine JA-Antwort erhalten wird, dann schreitet die Routine zum Schritt 470 fort, bei dem ein Zeitmesser gestartet wird um zu bestimmen, ob eine (1) Millisekunde vergangen ist oder nicht. Falls eine NEIN-Antwort erhalten wird, dann schreitet die Routine zum Schritt 40 fort, um die Urheberrechtdaten-Einbettungsoperation durchzuführen.
Anderenfalls, falls im Schritt 470 eine JA-Antwort erhalten wird, dann schreitet die Routine zum Schritt 490 fort, bei dem bestimmt wird, ob eins Komma fünf (1,5) Sekunden vergangen sind oder nicht. Falls eine JA-Antwort erhalten wird, dann schreitet die Routine zum Schritt 700 fort, bei dem das Einbettungsflag F zu eins (1) gesetzt wird. Anderenfalls, falls eine NEIN-Antwort erhalten wird, dann schreitet die Routine zum Schritt 600 fort, bei dem das Einbettungsflag F zu null (0) gesetzt wird, und schreitet zum Schritt 50 fort, um das Starten der Urheberrechtdaten-Einbettungsoperation zu verhindern.
Falls im Schritt 500 eine NEIN-Antwort erhalten wird (F = 0), dann schreitet die Routine direkt zum Schritt 490 fort.
Im Einzelnen werden die Urheberrechtdaten, wie in den 20(a) und 20(b) gezeigt, in ein Ausgabesignal vom A/D-Wandler 31 während einer (1), einem Anstieg des Signals folgenden Millisekunde eingebettet. Die Urheberrechtdaten-Einbettungsoperation wird so oft wie vorgegeben in Abständen von mehr als mindestens 1,5 Sekunden durchgeführt, bis alle Inhalte der Urheberrechtdaten aufgezeichnet sind. Das heißt, die Urheberrechtdaten werden bündelförmig in die Ausgabe des A/D-Wandlers 31 eingebettet. Dies vermeidet eine Verschlechterung der Qualität reproduzierter analoger Signale.
21 zeigt ein Programm der Urheberrechtdaten-Einbettungsoperation, die eine Modifikation des sechsten Ausführungsbeispiels in 19 ist. Die gleichen wie in 19 verwendeten Bezugszeichen von Schritten bezeichnen die gleichen Schritte.
Nach dem Schritt 200 schreitet die Routine zum Schritt 130 fort, bei dem bestimmt wird, ob der Durchschnittspegel Lav größer als ein Wert eines vollen Pegels minus 19 dB ist oder nicht. Falls eine JA-Antwort erhalten wird, dann schreitet die Routine zum Schritt 500 fort. Anderenfalls, falls eine NEIN-Antwort erhalten wird, dann schreitet die Routine zum Schritt 430 fort. Dieses Ausführungsbeispiel bettet ähnlich dem sechsten Ausführungsbeispiel die Urheberrechtdaten in ein Ausgabesignal vom A/D-Wandler 31 während einer (1) einem Anstieg des Signals folgenden Millisekunde so oft wie vorgegeben in Abständen von mehr als mindestens 1,5 Sekunden ein.
22 zeigt ein Programm der Urheberrechtdaten-Einbettungsoperation gemäß dem siebten Ausführungsbeispiel, das eine Modifikation des sechsten Ausführungsbeispiels in 19 ist. Die gleichen wie in 19 verwendeten Bezugszeichen von Schritten bezeichnen die gleichen Schritte.
Dieses Programm ist zum zufälligen Ändern der Zeitintervalle oder Zyklen Tx, in denen die Urheberrechtdaten-Einbettungsoperation durchgeführt werden, entworfen, um zu vermeiden, dass die Urheberrechtdaten in konstanten Zeitintervallen aufgezeichnet werden.
Falls im Schritt 470 eine JA-Antwort erhalten wird, was bedeutet, dass eine (1) Millisekunde vergangen ist, d. h., dass die Urheberrechtdaten-Einbettungsoperation abgeschlossen ist, dann schreitet die Routine zum Schritt 491 fort, bei dem der Zyklus Tx in einem Bereich von 10 Millisekunden bis 1,5 Sekunden zufällig bestimmt wird.
Die Routine schreitet zum Schritt 492 fort, bei dem bestimmt wird, ob der Zyklus Tx vergangen ist oder nicht. Falls eine JA-Antwort erhalten wird, dann schreitet die Routine zum Schritt 700 fort, bei dem das Einbettungsflag F zu eins (1) gesetzt wird. Anderenfalls, falls eine NEIN-Antwort erhalten wird, dann schreitet die Routine zum Schritt 600 fort, bei dem das Einbettungsflag F zu null (0) gesetzt wird.
23 zeigt ein Programm der Urheberrechtdaten-Einbettungsoperation, das eine Modifikation des siebten Ausführungsbeispiels in 22 ist. Die gleichen wie in 22 verwendeten Bezugszeichen von Schritten bezeichnen die gleichen Schritte.
Nach dem Schritt 220 schreitet die Routine zum Schritt 130 fort, bei dem bestimmt wird, ob der Durchschnittspegel Lav größer als ein Wert eines vollen Pegels minus 19 dB ist oder nicht. Falls eine JA-Antwort erhalten wird, dann schreitet die Routine zum Schritt 500 fort. Anderenfalls, falls eine NEIN-Antwort erhalten wird, dann schreitet die Routine zum Schritt 430 fort.
Im Einzelnen werden die Urheberrechtdaten, wie in 24(b) gezeigt, in ein Ausgabesignal des A/D-Wandlers 31 jedes Mal dann eingebettet, wenn der Pegel des Signals ansteigt. Zudem werden die Urheberrechtdaten auch in verschiedenen Zyklen Tx eingebettet, solange der Durchschnittspegel Lav größer als der Wert des vollen Pegels minus 19 dB ist.
Der wie in 8 gezeigte Decodierer 500 ist entworfen, um einen so wie aus einem Aufzeichnungsträger (z. B. einer DVD) gelesenen Bitstrom durch den Urheberrechtdaten-Aktualisierungsschaltkreis 30, den Schalter 51 und den Bitstrom-Ausgabeanschluss 52 auszugeben. Vom Anschluss 49 wird dem Decodierer/Komparator 50 ein Identifizierungscode eingegeben. Der Decodierer/Komparator 50 spricht auf den Identifizierungscode und die vom DVD-Decodierschaltkreis 42 eingegebenen Urheberrechtdaten an, um den Schalter 51 zu schließen und den Urheberrechtdaten-Aktualisierungsschaltkreis 30 zu steuern.
Wenn der Identifizierungscode eingegeben wird stellt der Decodierer/Komparator 50 im Einzelnen fest, ob der Identifizierungscode korrekt ist oder nicht. Falls festgestellt wird, dass der eingegebene Identifizierungscode korrekt ist, überprüft der Decodierer/Komparator 50 in den Urheberrechtdaten enthaltene Kopierinformation, beispielsweise die Anzahl der Male zulässigen Kopierens, die das Anfertigen einer Kopie zulassen. Falls diese einen von null (0) verschiedenen Wert aufweisen, steuert der Decodierer/Komparator 50 den Urheberrechtdaten-Aktualisierungsschaltkreis 30, um einen im Eingabebitstrom enthaltenen, die Anzahl der Male zulässigen Kopierens anzeigenden Wert um eins (1) zu dekrementieren und den Schalter 51 zu schließen, wodurch der Bitstrom vom Bitstrom-Anschluss 52 ausgegeben werden kann. Anderenfalls, falls die Anzahl der Male zulässigen Kopierens null (0) zeigt, öffnet der Decodierer/Komparator 50 den Schalter 51, um die Kommunikation zwischen dem Urheberrechtdaten-Aktualisierungsschaltkreis 30 und dem Bitstrom-Ausgabeanschluss 52 zu blockieren, wodurch eine Kopie verhindert wird.
Zusätzlich zur Anzahl der Male zulässigen Kopierens kann auf einem Aufzeichnungsträger auch ein Code bezüglich der Dauer zulässigen Kopierens aufgezeichnet sein. In diesem Fall verhindert der Decodierer/Komparator 50 eine Kopie, wenn die Dauer zulässigen Kopierens abläuft, selbst falls der eingegebene Identifizierungscode korrekt ist.
25 zeigt eine Schaltkreisstruktur des Signalverarbeitungs-Schaltkreises 32 der Urheberrechtinformations-Einbettungsvorrichtung 300 gemäß dem achten Ausführungsbeispiel der Erfindung. Die gleichen wie in 2 verwendeten Bezugszeichen bezeichnen gleiche Teile, auf ihre ausführliche Erläuterung wird hier verzichtet.
Wie aus der Zeichnung ersichtlich ist, weist der Signalverarbeitungs-Schaltkreis 32 dieses Ausführungsbeispiels den Schalter 201 nicht auf, und der Steuerschaltkreis 200 steuert direkt den Pegelsteuerschaltkreis 118. Der Pegelsteuerschaltkreis 118 steuert den Pegel einer Ausgabe vom Spreizmodulator 116 auf der Basis der Frequenz des vom Dezimierungsschaltkreis 38 ausgegebenen Datenstroms der xbi und xa1 und einem Steuersignal vom Steuerschaltkreis 200, und stellt es dem Addierer 121 bereit. Der Addierer 121 bettet das pegelgesteuerte Signal vom Pegelsteuerschaltkreis 118 in ein Ausgabesignal vom A/D-Wandler 31 in einer wie nachfolgend ausführlich beschriebenen Weise ein.
26 demonstriert den sogenannten Hörbarkeitsmaskierungs-Effekt. Eine durchgezogene Linie repräsentiert eine Maskierungskurve, die durch einen Maximalpegel eines Signals (Code) C definiert ist, das durch ein Signal (Musik) M zu maskieren ist. Eine Maskierungsempfindlichkeit X (= CMR) hängt von den Charakteristika des Maskierungssignals M ab und beträgt bekanntermaßen:
etwa 25 dB, wenn das Signal M einem Ton gleicht (nahe einer Sinuswelle),
etwa 3 dB, wenn das Signal M Rauschen gleicht.
Ein tatsächliches Audiosignal ist des Weiteren bei kleineren Frequenzen nahe einem Ton, während bei höheren Frequenzen die Überlappung von Harmonischen verschiedener Musikinstrumente Rauschen verursacht. Deshalb kann die Maskierungsempfindlichkeit X (= CMR) wie in den 26 und 27 gezeigt gemäß der Frequenz des Signals M bestimmt sein.
Basierend auf der vorangehenden Tatsache senkt der Pegelsteuerschaltkreis 118 den Pegel eines modulierten Signals (d. h., des Signals C) der Urheberrechtdaten auf der Basis der Frequenz des vom Dezimierungsschaltkreis 38 ausgegebenen Datenstroms der xbi und xa1 auf mindestens einen Pegel, wie durch eine durchgezogene Linie CO in 28 gezeigt, herab, der ein, wie in 27 gezeigt, gemäß dem CMR (Code to Music Ratio) im psychoakustischen Modell unhörbarer Pegel unterhalb des Pegels eines ursprünglichen Audiosignals (d. h., des Signals M) ist. Der Addierer 121 bettet dann, wie vorangehend beschrieben, das pegelgesteuerte Signal vom Pegelsteuerschaltkreis 118 in ein Ausgabesignal vom A/D-Wandler 31 ein.
29 zeigt ein Programm der Urheberrechtdaten-Einbettungsoperation, das vom Steuerschaltkreis 200 der Urheberrechtinformations-Einbettungsvorrichtung gemäß dem neunten Ausführungsbeispiel durchgeführt wird. Die gleichen wie in den vorangehenden Ausführungsbeispielen verwendeten Bezugszeichen von Schritten bezeichnen die gleichen Schritte, auf ihre ausführliche Erläuterung wird hier verzichtet.
Im Schritt 230 wird bestimmt, ob der Scheitelpegel Lp kleiner als der Durchschnittspegel Lav ist oder nicht. Falls eine NEIN-Antwort erhalten wird, dann schreitet die Routine zum Schritt 560 fort, bei dem der Pegelsteuerschaltkreis 118 die Frequenz des ursprünglichen Audiosignals M (d. h., die Frequenz des vom Dezimierungsschaltkreis 38 ausgegebenen Datenstroms der xbi und xa1) erfasst und den Pegel eines modulierten, vom Spreizmodulator 116 ausgegebenen Signals gemäß der erfassten Frequenz entlang der Linie C0, wie in 28 gezeigt, bringt. Anderenfalls, falls im Schritt 230 eine JA-Antwort erhalten wird, dann schreitet die Routine zum Schritt 550 fort, bei dem der Pegelsteuerschaltkreis 118 den Pegel des modulierten Signals vom Spreizmodulator 116 entlang der gestrichelten Linie C1 bringt, die einen höherem Pegel (d. h., Energiedichte (dB/Hz)) aufweist als die Linie C0.
Im Einzelnen wird der Pegel des modulierten, vom Spreizmodulator 116 ausgegebenen Signals, wie in den 30(a) bis 30(c) zu sehen, über die Linie C0 für eine Zeitdauer erhöht, während der der Durchschnittspegel Lav gesenkt wird, um mit dem Scheitelpegel Lp übereinzustimmen, nachdem der Pegel des modulierten Signals abfällt.
31 zeigt ein Programm der Urheberrechtdaten-Einbettungsoperation, das eine Modifikation des in 29 gezeigten ist. Die gleichen wie in den vorangehenden Ausführungsbeispielen verwendeten Bezugszeichen von Schritten bezeichnen die gleichen Schritte.
Nach dem Schritt 220 schreitet die Routine zum Schritt 130 fort, bei dem bestimmt wird, ob der Durchschnittspegel Lav größer als ein Wert eines vollen Pegels minus 19 dB ist oder nicht. Falls eine JA-Antwort erhalten wird, dann schreitet die Routine zum Schritt 560 fort, bei dem der Pegelsteuerschaltkreis 118 den Pegel einer Ausgabe vom Spreizmodulator 116 gemäß der Frequenz des ursprünglichen Audiosignals M entlang der Linie C0, wie in 28 oder 34 gezeigt, bringt. Anderenfalls, falls im Schritt 230 eine JA-Antwort erhalten wird, dann schreitet die Routine zum Schritt 550 fort, bei dem der Pegelsteuerschaltkreis 118 den Pegel der Ausgabe vom Spreizmodulator 116 entlang der gestrichelten Linie C1 in 28 oder 34 bringt.
32 zeigt eine Modifikation des in 25 gezeigten Signalverarbeitungs-Schaltkreises 32 der Urheberrechtinformations-Einbettungsvorrichtung 300.
Wie aus der Zeichnung ersichtlich ist, weist der Signalverarbeitungs-Schaltkreis 32 den Dezimierungsschaltkreis 38, der die Daten xi vom Eingabesignal entfernt, nicht auf. Im Einzelnen bestimmt der Differenzberechnungs-Schaltkreis 39 Differenzdaten Δ1i, Δ2i und Δ3i, wie nachfolgend gezeigt. xbi – xci = Δ1i xai – xci = Δ2i xi – xci = Δ3i
Der Zuweisungsschaltkreis 40 packt den Datenstrom der xci, Δ1i, Δ2i und Δ3i und die Urheberrechtdaten zusammen und gibt sie aus. Die Urheberrechtdaten werden, ähnlich dem achten Ausführungsbeispiel, in den Datenstrom der xci, Δ1i, Δ2i und Δ3i intermittierend eingebettet.
Ein Decodierer der ein Signal decodiert, das von der Urheberrechtinformations-Einbettungsvorrichtung codiert wurde, und den Signalverarbeitungs-Schaltkreis 32 von 32 enthält, hat die gleiche Schaltkreisstruktur wie der in 12 gezeigte.
Während die vorliegende Erfindung in Hinblick auf die bevorzugten Ausführungsbeispiele offenbart wurde, um ein besseres Verständnis zu ermöglichen, sollte anerkannt werden, dass die Erfindung auf viele Arten ausgeführt werden kann, ohne vom Prinzip der Erfindung abzuweichen. Deshalb ist zu verstehen, dass die Erfindung alle möglichen Ausführungsformen und Modifikationen der gezeigten Ausführungsbeispiele einschließt, die ausgeführt werden können, ohne vom wie in den beigefügten Ansprüchen dargelegten Prinzip der Erfindung abzuweichen.
Es wird ein Urheberrechtinformations-Einbettungssystem bereitgestellt, dass entworfen ist, um Informationen zum Urheberrechtschutz in digitale Audiosignale ohne Verschlechterung reproduzierter analoger Signale einzubetten. Das Urheberrechtinformations- Einbettungssystem enthält einen A/D-Wandler, einen Modulator, einen Pegeldetektor und einen Urheberrechtdateneinbettungs-Schaltkreis. Der A/D-Wandler wandelt ein analoges Audiosignal in ein digitales Signal. Der Modulator moduliert ein Urheberrechtdaten-Signal für das digitale Signal unter Verwendung von Spektralspreizung. Der Pegeldetektor erfasst eine Pegeländerung des digitalen Signals. Der Urheberrechtdateneinbettungs-Schaltkreis unterteilt das Urheberrechtdaten-Signal in mehrere Codes und bettet sie in das digitale Signal immer dann ein, wenn die Pegeländerung des digitalen Signals eine vorausgewählte Änderung zeigt, wie z. B. einen raschen Anstieg oder Abfall.

Claims

Urheberrechtinformations-Einbettungsvorrichtung, mit einer A/D-Wandlungseinrichtung zum Wandeln eines analogen Audiosignals in digitale Signal-Abtastwerte, einer Modulierungseinrichtung zum Modulieren eines Urheberrechtdatensignals für die digitalen Signal-Abtastwerte unter Verwendung von Spektralspreizung, und einer Pegeländerungs-Erfassungseinrichtung zum Erfassen einer Pegeländerung, einschließlich einer Pegelabnahme und/oder Pegelzunahme der digitalen Signal-Abtastwerte, gekennzeichnet durch einen Urheberrechtdateneinbettungs-Schaltkreis, der das Urheberrechtdatensignal in die digitalen Signal-Abtastwerte über eine vorausgewählte Zeitperiode, in der ein Pegel des digitalen Signals erhöht ist, einbettet, wenn die von der Pegeländerungs-Erfassungseinrichtung erfasste Pegeländerung der digitalen Signal-Abtastwerte eine vorausgewählte Änderung zeigt.
Urheberrechtinformations-Einbettungsvorrichtung gemäß Anspruch 1, wobei der Urheberrechtdateneinbettungs-Schaltkreis die Urheberrechtdaten intermittierend im digitalen Signal aufzeichnet.
Urheberrechtinformations-Einbettungsvorrichtung gemäß Anspruch 1, wobei der Urheberrechtdateneinbettungs-Schaltkreis die Urheberrechtdaten in zufälligen Zyklen im digitalen, Signal aufzeichnet.
Datenträger, wobei dieser aufweist: ein digitales Signal, in das ein analoges Audiosignal gewandelt ist, und ein Urheberrechtdatensignal, das Urheberrechtinformation bezüglich des digitalen Signals trägt und mit Spektralspreizung moduliert ist, wobei das Urheberrechtdatensignal in das digitale Signal über eine vorausgewählte Zeitperiode, in der ein Pegel des digitalen Signals erhöht ist, eingebettet ist, wenn die Pegeländerung des digitalen Signals eine vorausgewählte Änderung zeigt.
Datenträger gemäß Anspruch 4, wobei das Urheberrechtdatensignal intermittierend in das digitale Signal eingebettet ist.
Datenträger gemäß Anspruch 4, wobei das Urheberrechtdatensignal in zufälligen Zyklen in das digitale Signal eingebettet ist.
Datenträger gemäß Anspruch 4, zudem mit: einem zweiten Urheberrechtdatensignal, das identisch zum Urheberrechtdatensignal ist, das auf einem Subcode des digitalen Signals aufgezeichnet ist.
Datenträger gemäß Anspruch 4, zudem mit: einem zweiten Urheberrechtdatensignal, das identisch zum Urheberrechtdatensignal ist, das in einem Urheberrechtinformations-Management-Bereich aufgezeichnet ist, der auf dem Datenträger definiert ist.
Urheberrechtinformations-Einbettungsvorrichtung, die die Schritte A/D-Wandeln eines analogen Audiosignals in ein digitales Signal, Modulieren eines Urheberrechtdatensignals für das digitale Signal unter Verwendung von Spektralspreizung, Erfassen einer Pegeländerung des digitalen Signals, und Einbetten des Urheberrechtdatensignals in das digitale Signal über eine vorausgewählte Zeitperiode, in der ein Pegel des digitalen Signals erhöht ist, wenn die von der Pegel-Erfassungseinrichtung erfasste Pegeländerung des digitalen Signals eine vorausgewählte Änderung zeigt, aufweist.
Urheberrechtdaten-Reproduktionsverfahren, das einen Schritt des Lesens von Urheberrechtdaten aus einem digitalen Signal aufweist, welches durch Wandeln eines analogen Signals in ein ursprüngliches digitales Signal, Modulieren von Urheberrechtdaten davon unter Verwendung von Spektralspreizung, und Einbetten der Urheberrechtdaten in das ursprüngliche digitale Signal durch die Urheberrechtinformations-Einbettungsvorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3 erzeugt wurde.
Urheberrechtinformations-Einbettungsvorrichtung gemäß Anspruch 1, zudem mit: einer Pegel-Erfassungseinrichtung zum Erfassen eines Pegels der digitalen Abtastwerte, und wobei der Urheberrechtdateneinbettungs-Schaltkreis das Urheberrechtdatensignal auch dann in das digitale Signal einbettet, wenn der Pegel des digitalen, über eine vorbestimmte Zeitperiode abgetasteten Signals größer ist als ein gegebener Wert.
Datenträger gemäß Anspruch 8, wobei das Urheberrechtdatensignal intermittierend in das digitale Signal eingebettet ist.
Datenträger gemäß Anspruch 8, wobei das Urheberrechtdatensignal in zufälligen Zyklen in das digitale Signal eingebettet ist.
Datenträger gemäß Anspruch 8, wobei das Urheberrechtdatensignal auch dann in das digitale Signal eingebettet ist, wenn ein Pegel des digitalen, über eine vorbestimmte Zeitperiode abgetasteten Signals größer ist als ein gegebener Wert.
Datenträger gemäß Anspruch 8, zudem mit: einem zweiten Urheberrechtdatensignal, das identisch zum Urheberrechtdatensignal ist, das auf einem Subcode des digitalen Signals aufgezeichnet ist.
Datenträger gemäß Anspruch 8, zudem mit: einem zweiten Urheberrechtdatensignal, das identisch zum Urheberrechtdatensignal ist, das in einem Urheberrechtinformations-Management-Bereich aufgezeichnet ist, der auf dem Datenträger definiert ist.