記錄方法和設備，再生方法和設備的製作方法

2023-10-05 01:39:19 1

專利名稱：記錄方法和設備，再生方法和設備的製作方法
技術領域：
本發明涉及可以運用於例如與所謂光碟有互換性的盤狀記錄媒體的記錄媒體，數據記錄方法和裝置，數據再生方法和裝置，以及複製控制方法。
背景技術：
光碟(CD)、DVD(數字通用盤或者數字視盤)等中，為了著作權保護，提出了種種用來防止違法複製的防複製技術，並且正在實用化。例如，SCMS(系列複製管理系統)雖然允許從CD向MD(MiniDisc商標)的第1代複製，但是禁止從MD向別的媒體的第2代複製。此外，限制能夠作成第幾代複製的複製代限制方式也是公知的。
另一方面，最近在以網際網路為首的網絡的急速發展下，音樂內容經由網絡流通起來。在這種狀況下，利用網際網路、衛星廣播等網絡的EMD(電子音樂發布)開始了，提出了EMD中的著作權管理的方法。在EMD中，通過收費用戶可以取得音樂內容。在此一EMD中還為了防止違法複製而使用著如上所述的SCMS、複製代限制等技術。
如上所述，歷來的著作權保護方法因為用防止複製技術來限制複製，保護著作權人的權利，故在推廣音樂內容、和在短時間內流通上成為障礙。例如，作為歷來的著作權保護系統之一有收費制度。這用DAT(數字磁帶錄音機)、MD來實施，數字錄音機的利用者支付超過產品價格的補償費。在網絡正在發展的今天，進行由個人計算機來接收、再生經由網絡配送的內容地，硬體(播放器、媒體)與內容往往並不一一對應，這種收費制度作為著作權保護系統不能說是適當的。
此外，在媒體，例如CD上記錄多個曲子的場合，有時用戶僅想聽其內特定的一個或幾個曲子，也有時不打算購買整個媒體，也就是一張CD。進而，因為防複製技術，音樂內容的宣傳·流通受到妨礙。倒是免費配送音樂內容可以在短時間內實現該音樂內容的宣傳·流通，可以削減宣傳·流通用的費用。
鑑於這類問題，為了容易而迅速地進行內容的流通，此外著作權人可以得到正當的補償，最好是內容的流通·配送免費地進行，在再生內容時進行收費的系統。為了實現這種系統，記錄在媒體上的內容有必要加密。而且可以考慮構築在再生內容時如果解密就收費的系統。但是，存在著記錄加密了的內容的記錄媒體例如盤用現有的盤再生裝置例如CD的再生裝置無法再生的問題。
此外，除了使內容的流通·配送免費之外，最好是複製(再配送)也可以自由地進行。在該場合，可以進行加密了的內容的複製。最好是進行複製時所需的時間很短。
因而，本發明的目的在於提供一種既確保與現有的數據記錄媒體的互換性，又記錄被加密的在解密時可以被收費的內容的記錄媒體。
此外，本發明的另一個目的在於提供一種對這種記錄媒體記錄數據，從記錄媒體再生數據，控制複製的記錄媒體，數據記錄方法和裝置，數據再生方法和裝置，以及複製控制方法。
技術內容本發明提供一種記錄方法，用於在記錄媒體上記錄數據，該記錄媒體的盤記錄區的尺寸、徑跡間距和最短凹坑長度分別根據標準規定了相應的允許量，該方法包括步驟按照所述徑跡間距的允許寬度的下限值以及所述最短凹坑長度的允許寬度的下限值，在所述記錄區記錄PCM信號；在記錄了所述PCM信號的所述記錄區的剩下的區中記錄被壓縮並且被加密的數位訊號。
本發明提供一種記錄設備，用於在記錄媒體上記錄數據，該記錄媒體的盤記錄區的尺寸、徑跡間距和最短凹坑長度分別根據標準規定了相應的允許量，該設備包括第一壓縮裝置，用於壓縮輸入數位訊號；第一加密裝置，用於將由所述第一壓縮裝置進行壓縮所得到的壓縮數位訊號進行加密；第二加密裝置，用於將添加到所述數位訊號上的附加信息進行加密；合成裝置，用於將由所述第一加密裝置加密的所述壓縮數位訊號和由所述第二加密裝置加密的所述附加信息進行合成，以生成被壓縮和加密的數位訊號；選擇裝置，用於選擇由所述合成裝置所生成的所述被壓縮和加密的數位訊號或作為明文的輸入PCM信號；以及記錄裝置，按照所述徑跡間距的所述允許寬度的所述下限值以及所述最短凹坑長度的所述允許寬度的所述下限值，在所述記錄區記錄由所述選擇裝置選擇的所述PCM信號，在記錄了所述PCM信號的所述記錄區的所述剩下的區中記錄由所述選擇裝置選擇的被壓縮並且被加密的所述數位訊號。
本發明提供一種再生方法，用於從盤上再生數據，該盤的記錄區的尺寸、徑跡間距和最短凹坑長度分別根據標準規定了相應的允許量，該盤的記錄區被分為用於PCM信號的記錄區和剩下的區，其中按照所述徑跡間距的允許寬度的下限值以及所述最短凹坑長度的允許寬度的下限值，在所述記錄區記錄PCM信號，在所述剩下的區中記錄被壓縮並且被加密的數位訊號，包括如下步驟從記錄了所述PCM信號的所述記錄區再生數據，從記錄了所述被壓縮和加密的所述數位訊號的所述剩下的區再生數據；將再生的所述PCM信號或者被壓縮和加密的所述數位訊號進行解碼；按照包含在所述解碼信號中的一個子代碼信號，判斷一個再生頭再生記錄了所述PCM信號的所述記錄區還是再生記錄了被壓縮和加密的所述數位訊號的所述剩下的區；處理所述PCM信號；將被壓縮和加密的所述數位訊號解密和解壓縮；按照判斷結果選擇所述解碼的PCM信號和被壓縮和加密的所述數位訊號。
本發明提供一種再生設備，用於從盤上再生數據，該盤的記錄區的尺寸、徑跡間距和最短凹坑長度分別根據標準規定了相應的允許量，該盤的記錄區被分為用於PCM信號的記錄區和剩下的區，其中按照所述徑跡間距的允許寬度的下限值以及所述最短凹坑長度的允許寬度的下限值，在所述記錄區記錄PCM信號，在所述剩下的區中記錄被壓縮並且被加密的數位訊號，該再生設備包括再生裝置，從記錄了所述PCM信號的所述記錄區再生數據，從記錄了被壓縮和加密的所述數位訊號的所述剩下的區再生數據；解碼裝置，將所述再生裝置再生的所述PCM信號或者被壓縮和加密的所述數位訊號進行解碼；判斷裝置，按照所述解碼裝置輸出的一個子代碼信號，判斷所述再生裝置從記錄了所述PCM信號的所述記錄區中再生數據還是從記錄了被壓縮和加密的所述數位訊號的所述剩下的區中再生數據；第一信號處理裝置，處理所述PCM信號；第二信號處理裝置，將被壓縮和加密的所述數位訊號解密和解壓縮；選擇裝置，選擇所述解碼裝置和所述第一信號處理裝置的連接或者所述解碼裝置和所述第二信號處理裝置的連接；控制裝置，按照所述判斷裝置的判斷結果控制所述選擇裝置。


圖1A和1B是用來說明根據本發明的數據記錄媒體的原理圖。
圖2是關於根據本發明的第1實施例中盤的區域的說明用的原理圖。
圖3是用來說明根據本發明的第1實施例中盤的尺寸的原理圖。
圖4是表示根據本發明的第1實施例中附帶信息的數據格式之一例的原理圖。
圖5是表示根據本發明的第1實施例中附帶信息的數據格式之一例的原理圖。
圖6是表示作為本發明的第1實施例的主盤刻錄裝置的構成的方框圖。
圖7是表示本發明的第1實施例中幀格式之一例的原理圖。
圖8是表示本發明的第1實施例中Q通道格式之一例的原理圖。
圖9是表示本發明的第1實施例中數據位塊的格式之一例的原理圖。
圖10是表示本發明的第1實施例中TOC數據位塊的格式之一例的原理圖。
圖11A至11D是表示可以運用本發明的CD-ROM數據格式之一例的原理圖。
圖12A和12B是表示本發明的第1實施例中標題部格式之一例和另一例的原理圖。
圖13是表示作為本發明的第1實施例的再生裝置的構成的方框圖。
圖14是用來說明再生裝置的工作的程序框圖。
圖15是用來說明本發明的第1實施例中第2部分的再生處理和收費處理之一例的程序框圖。
圖16是表示根據本發明的第2實施例的用來生成記錄在盤上的水印所嵌入的線性PCM信號和壓縮數據的信號處理電路的方框圖。
圖17是表示根據本發明的第2實施例的記錄在盤上的線性PCM信號和壓縮數據中所嵌入的強水印的嵌入情況的示意波形圖。
圖18是表示用來從線性PCM信號、壓縮數據提取水印的信號處理電路的方框圖。
圖19是表示基於嵌入線性PCM信號、壓縮數據的水印來進行的複製控制的程序框圖。
具體實施例方式
下面就本發明的第1實施例進行說明。在圖1A中示出根據本發明的記錄媒體例如盤1。盤1是記錄區沿其徑向分割成兩部分，設有第1記錄區(稱為第1部分)PA1和第2記錄區(稱為第2部分)PA2的光碟。在盤1內周側的第1部分PA1上記錄著作為未加密數據(明文)的第1內容數據例如第1音頻數據。在盤1外周側的第2部分PA2上記錄著至少一部分加密了的第2內容數據例如第2音頻數據。再者，在盤1的中心部分形成中心孔2。
在圖1B中示出運用本發明的盤的另一例。盤1』通過程序區沿徑向方向分割成四部分，形成記錄區PA1、PA2、PA3、PA4。對記錄區PA1和PA3記錄未加密數據的第1和第3數據，對記錄區PA2和PA4記錄加密數據的第2和第4數據。雖然未畫出，但是沿盤1的徑向方向所形成的記錄區的個數不限於圖示的四個的例子，可以選成任意數。
如圖1A中所示，就具有兩個記錄區的盤1更詳細地進行說明。圖1A中所示的光碟1考慮了與現有CD的互換性。圖2示出盤1的區域。在盤1最內周側的夾持區的外周配置引入區LI1，在引入區LI1的外側配置作為程序區的第1部分PA1，在此一第1部分PA1的外側配置引出區LO1。在引出區LO1的外側配置引入區LI2，在引入區LI2的外側配置作為程序區的第2部分PA2，在第2部分的外側配置引出區LO2。在引出區LO1的外側與引入區LI2之間設置反射鏡區，在此一反射鏡部如後所述第1部分PA1與第2部分PA2的線速度被切換。
圖3示出與CD的物理尺寸相同的盤1的尺寸。圖3中的單點劃線示出盤1的中心位置。如圖3中局部放大所示，盤1的厚度為1.2mm。盤1具有在1.2mm厚的聚碳酸酯基板3上通過濺射鋁等形成的反射層4(40～80nm)，為了保護此一反射層4而設置的由紫外線固化型樹脂形成的保護層5(10～20μm)，通過印刷在保護層5上形成的標籤6疊層的結構。在基板3一方的表面上形成與數據相對應的凹坑(凹凸)，從基板3另一方的表面側照射雷射束，檢測由反射層4所反射的雷射束，藉此作為所反射的雷射束的光量差來讀取例如凹坑的有無。
離盤1的中心23mm的位置到離中心25mm的位置取為引入區LI1。在現有CD的場合，在直到離盤中心58mm的範圍內，在引入區的外側配置程序區，在直到離盤中心58.5mm的範圍內，在程序區的外側配置引出區。
在現有CD的標準(稱為紅皮書)中，徑跡間距為1.6μm±0.1μm，CVL(恆定線速度)中的線速度規定為1.2m/sec～1.4m/sec。在記錄數據的數據格式為規定者的場合，CD上的最短凹坑長度取決於線速度。在線速度為1.25m/sec的場合，EFM(8到14調製)調製方式的最小時間寬度(成為記錄信號的1與1之間0的個數的最小值的時間寬度)Tmin為3T，與3T相當的凹坑長度為0.87μm。與T相當的凹坑長度為最短凹坑長度。CD中的最大再生時間(74.7分)在(徑跡間距1.6μm，線速度1.2m/sec)的場合實現。
在盤1的第1部分PA1中，以與現有CD相同的信號格式記錄著數字音頻信號。在第1部分PA1上在CD標準中的徑跡間距允許值的下限值(1.5μm)，線速度的下限值(1.2m/sec)下記錄音頻數據。結果，在直到離盤1中心56.5mm的範圍(也就是第1部分PA1)內，可以記錄基於現有CD格式的最大再生時間(74.4分)的數字音頻數據。在第1部分PA1的外側，徑向上0.5mm的範圍取為引出區LO1。
這樣設置的引入區LI1、第1部分PA1和引出區LO1滿足現有CD標準。因而，現有CD再生裝置可以與現有CD同樣順利地再生記錄在第1部分PA1上的音頻數據。
進而，在直到離盤1的中心58mm的範圍內，在引出區LO1的外側，作為記錄區在徑向剩下1mm。在此一1mm範圍的記錄區上，形成引入區LI2和第2部分PA2。在第2部分PA2外側的0.5mm的範圍內形成引出區LO2。結果，直到盤1的引出區LO2的徑向尺寸為58.5mm，滿足現有CD的標準尺寸。從盤1的中心到基板最外周的徑向尺寸為60mm(直徑上120mm)。
概略地說，在第1部分PA1上，以與現有CD相同的格式記錄音頻數據，例如未壓縮數據的線性PCM信號，在第2部分PA2上以單密度或倍密度記錄壓縮的、加密了的音頻數據。單密度意味著與現有CD相同的記錄密度，倍密度意味著其兩倍的密度。記錄在第2部分PA2上的音頻數據是從著作權保護的角度例如在音頻數據被再生時收費的。在第2部分PA2上，基於例如CD-ROM格式，也就是CD-ROM模式2形式1的格式來記錄數據。
就可以記錄在上述這種尺寸的盤1上的數據量進行說明。如果把第1部分PA1的最大允許容量取為74.7分，把引出區LO1取為90秒，則在單密度下通過壓縮第2部分PA2的最大允許容量可以是35分(線速度1.2m/sec，徑跡間距1.5μm)，在倍密度下第2部分PA2的最大允許容量可以是74.7～80分(線速度0.87m/sec，徑跡間距1.1μm)。也就是說，藉助於倍密度，第2部分PA2上可以記錄與第1部分PA1上的數據時間相同時間的音頻數據。
在既保持與這種現有CD的互換性，又在再生時收費的音頻數據記錄在第2部分PA2上的盤1中，在把盤1裝入再生裝置時最初再生的引入區LI1上，除了記錄著與現有TOC(內容表)同樣的表以外，還記錄著圖4和圖5中所示的附帶信息。附帶信息根據需要加密。
圖4中所示的附帶信息是用來描述有多個部分的情況的識別，和關於部分的信息的。開頭配置(記錄)盤1總部分數的信息201(4位)。在圖2和圖3中所示的例子中，部分數＝2。接著，配置部分編號的信息202。通常，部分編號從1開始按上升順序變化成2、3、...。
接在部分編號之後配置2位的ID1(識別信息)203。ID1表示在其他部分有沒有與部分1的內容相同的內容。其後用4位的數據204記錄與部分1的內容相同的內容所記錄的部分編號。若是未記錄相同內容的場合，則數據204全都為0。
接著2位的ID21(205)是關於部分1的加密識別信息。也就是說，由ID21(205)來表示部分1有沒有加密，和加密的種類。例如規定為(ID21＝00)意味著未加密數據，(ID21＝01)意味著按DES(數據加密標準)加密，(ID21＝10)意味著按RSA加密，(ID21＝11)未定義。
接在ID21(205)之後配置表示第1部分PA1記錄位置的開始位置的開始地址206(24位)和表示第1部分PA1記錄結束位置的結束地址207(24位)。開始地址206、結束地址207等地址的表述方法與現有CD同樣使用BCD的M(分)、S(秒)、F(幀)。如後所述，開始地址206、結束地址207等地址的表述方法，在CD格式以外的數據的場合，也可以使用M、S、F以外的二進位數。
在第1部分PA1的結束地址207之後配置下一個部分(第2部分)的部分編號208。在其後配置關於第2部分PA2的加密識別信息ID22(209)、第2部分的開始地址210(24位)、其結束地址211(24位)。以後，在有三個以上部分的場合，依次記錄各部分的部分編號、加密識別信息、開始地址、和結束地址。再者，表示各部分的記錄位置的地址表示各部分的程序區的開頭位置，或者表示各部分的引入區的開頭位置。
圖5示出記錄在引入區LI1的關於收費的附帶信息的數據構成之一例。此一附帶信息在開頭布置固定值(固定碼)301。固定值301是1位元組(8位)的固定碼例如「11110000」。固定值301表示其後的數據是附帶信息的數據。依次就接在固定值301之後的數據進行說明。
8位的內容總數302表示盤1內的內容總數。在其後配置(記錄)著內容號303(8位)。內容號303表示總數內的序號，第1號#1的內容配置在最前面。從內容號303開始的256位的單位表示關於#1的附帶信息。
在內容號303之後，配置著該內容的標題304(128位)。標題304表述標題名、ISRC(國際標準記錄碼)(著作權碼)。表述標題名用的語言、代碼預先規定。在內容標題304之後配置各4位的標誌FLG1(305)、FLG2(306)、FLG3(307)、FLG4(308)。
標誌FLG1(305)表示有沒有著作權。在沒有著作權的內容的場合，取為FLG1＝0000。沒有著作權的例子是失去著作權的內容。標誌FLG2(306)表示有沒有加密。在未加密內容的場合，取為FLG2＝0000。一般來說沒有著作權的內容就不加密。標誌FLG3(307)表示是否是促銷用的內容。在促銷用的內容的場合，取為FLG3＝0000。標誌FLG4(308)表示本身是否是原始內容。在本身是原始內容的場合，取為FLG4＝0000。
在上述標誌FLG1～FLG4之後配置著關於收費的附帶信息。是不是以收費處理為前提的內容，如果即使上述標誌FLG1至FLG4之內的一個為(0000)，則可以知道該內容是不要收費的內容。關於收費的附帶信息由8位的收費類型309，和96位的收費處理條件310來構成。收費類型309是區別購買型、總分型、次數型等的信息。收費處理條件310是表示各收費類型中的收費處理條件信息的數據。
作為一個例子，在收費類型309為購買型的場合，例如記錄在第2部分PA2上的數據，也就是內容數據的購買價格的數據作為收費處理條件310來配置(或記錄)，在收費類型309為總分型的限制再生次數的場合，上述內容數據再生次數的數據作為收費處理條件310來配置，在收費類型309為總分型的限制再生期間的場合，上述內容數據再生期間的數據(1日、1周、1個月等)作為收費處理條件310來配置，在收費類型309為次數型的場合，次數的數據(1日元/2分，1日元/1分，1日元/30秒，……)作為收費處理條件310來配置。進而，即使是以收費為前提的內容數據，也可以把能夠免費視聽時的條件作為收費處理條件310來配置。
在關於上述內容號#1的信息(256位)之後配置著關於下一個內容(內容號#2)的信息。關於內容號#2的信息(256位)的構成取為與上述關於內容號#1者同樣的數據配置。以後記錄關於盤1內所有內容的信息。
也可以把上述圖4和圖5中所示的附帶信息的一部分記錄在第2部分PA2的引入區LI2上。通過把附帶信息重複記錄在引入區LI2內，還可以提高對附帶信息的錯誤的耐受性。
參照圖6，就盤1的記錄裝置，也就是主盤刻錄裝置10進行說明。主盤刻錄裝置10如圖6中所示，備有作為例如Ar離子雷射器、He-Cd雷射器或Kr離子雷射器等氣體雷射器或半導體雷射器的光源11，基於來自CD用信號發生器的信號對從此一光源11出射的雷射進行調製(通/斷)的聲光效應型光調製器12，有把通過此一光調製器12的雷射聚光，照射作為感光物質的光致抗蝕劑所塗布的盤狀玻璃原盤19的光致抗蝕劑面的物鏡等的光學傳感器13。
設置用來一邊控制成使光學傳感器13保持與玻璃原盤19的距離恆定，一邊控制心軸電動機18的旋轉驅動動作的伺服電路14。藉助於來自光學傳感器13的雷射，在徑跡間距1.5μm下記錄數據，進行旋轉控制以便玻璃原盤19線速度為1.2m/sec。CD用信號發生器15基於經由選擇器16的主數據和來自子碼發生器17的子碼發生基於記錄在玻璃原盤19上的CD標準的記錄信號，基於此一記錄信號光學調製器12被通/斷控制。玻璃原盤19靠心軸電動機18旋轉驅動成上述線速度。再者，心軸電動機18在對盤1的第1部分PA1的區域刻音溝時被旋轉驅動成線速度1.2m/sec，在對第2部分PA2的區域刻音溝時被旋轉驅動成線速度0.87m/sec。此時，光學傳感器13送進切換成徑跡間距也為1.1μm。電動機18等的切換由未畫出的控制器基於來自檢測光拾取器13的位置的未畫出的位置檢測器的輸出來切換。
主盤刻錄裝置10按照由CD用信號發生器15所發生的記錄信號來調製來自光源11的雷射。主盤刻錄裝置10把此一所調製的雷射照射到玻璃原盤19的光致抗蝕劑面，藉此作成記錄基於CD標準的數據的主盤。
CD用信號發生器15把經由選擇器16的主數據和來自子碼發生器17的子碼變換成基於CD標準的數據。也就是說，一個樣本或一個字的16位分割成高8位和低8位分別取為符號，施行在以此一符單位中附加用例如CIRD(交叉交錯裡德-索絡蒙碼)的糾錯用奇偶數據等糾錯編碼處理或加擾處理，進而按EFM(8到14調製)方式來調製。
選擇器16切換記錄在第1部分PA1上的數據，和記錄在第2部分PA2上的數據。在把數據記錄在第1部分PA1時選擇器16選擇輸入端子a以便選擇來自輸入端子18的線性音頻。在把數據記錄在第2部分PA2時選擇輸入端子b以便選擇來自加法器24的數據。選擇器16雖然未畫出，但是由控制主盤刻錄裝置10總體的控制器來控制。
對輸入端子19供給記錄在第2部分PA2上的音頻數據。此一音頻數據供給到壓縮編碼編碼器20，進行壓縮編碼。作為壓縮編碼可以使用MPEG2(動畫專家組階段2)的AAC(高級音頻代碼)，MP3(MPEG1音頻層次III)，ATRAC(自適應變換聲音代碼)，ATRAC3等。ATRAC3對前述MD中所使用的ATRAC加以改良，實現更高的壓縮率(約1/11)。在能夠進行多個壓縮編碼的場合，也可以在圖4和圖5中所示的附帶信息中記錄表示壓縮編碼種類的信息。
壓縮編碼編碼器20的輸出數據供給到加密電路21。在加密電路21中，進行根據DES、RSA等的加密。加密電路21的輸出數據供給到CD-ROM編碼器23。CD-ROM編碼器23把記錄在第2部分PA2上的數據的格式變換成後述的CD-ROM格式。
CD-ROM編碼器23的輸出數據供給到加法器24。加密電路25的輸出供給到加法器24。來自輸入端子22的附帶信息供給到加密電路25。附帶信息如參照圖4和圖5所說明的，表述關於部分的信息和關於收費的信息，與子碼發生器17發生的現有CD子碼不同。加密電路25用來給附帶信息加密。附帶信息也可以像虛線所示的路徑那樣，輸入到加密電路21，進行與從輸入端子19所輸入的音頻數據共同的加密。對由上述主盤刻錄裝置10所記錄的玻璃原盤19進行顯像、電鑄處理，藉此作成金屬主盤，接著從金屬主盤作成母盤，然後從母盤作成壓模。使用壓模，用具有透光性的合成樹脂材料，通過壓縮成形、注射成形等方法，製造盤1的基板3。在此一盤1的基板3的壓模的凹凸所轉印的面上設置反射層4、保護層5，在保護層5上設置標籤6，藉此完成盤1。
就記錄在各部分上的信號進行說明。圖7示出CD用信號1幀的數據構成。記錄在第1部分PA1上的數據基於CD標準。在CD中，由兩個通道的數字音頻數據合計12樣本(24符號)形成各4符號的奇偶Q和奇偶P。把對此一合計32符號加上子碼的1符號的33符號(264數據位)作為一組處理。也就是說，在EFM調製後的1幀內包含由子碼、24符號的數據、4符號的Q奇偶、4符號的P奇偶組成的33符號。
在EFM調製中，各符號(8數據位)變換成14通道位。在各14通道位之間配置3位的連接位。進而在幀的開頭附加幀同步圖形。幀同步圖形在把通道位的周期取為T時為11T、11T和2T連續的圖形。由於這種圖形在EFM調製規則中不能產生，所以能夠由特異的圖形來檢測幀同步。1幀由總位數588通道位組成。
把這種幀集合98個者稱為子碼幀。把98個幀沿縱向連續換排表示的子碼幀由用來識別子碼幀的開頭的幀同步部、子碼部、數據和奇偶部組成。再者，此一子碼幀相當於通常的CD再生時間的1/75秒。
從上述子碼發生器17所發生的子碼記錄在子碼部。此一子碼部由98個幀來形成。子碼部中開頭的2幀分別是子碼幀的同步圖形，和EFM的不合規則的圖形。子碼部中的各位分別構成P、Q、R、S、T、U、V、W通道。
R通道至W通道用於例如靜止畫面或所謂卡拉OK的文字顯示等特殊用途。P通道和Q通道用於記錄在盤上的數字數據再生時的光學傳感器的跟蹤位置控制動作。
P通道僅用來在位於盤內周部的所謂引入區記錄「0」信號，在位於盤外周部的所謂引出區記錄以規定的周期重複「0」和「1」的信號。此外，僅用來在P通道在位於盤的引入區與引出區之間的程序區在各曲之間記錄「1」，在其以外記錄「0」這個信號。這種P通道是為了記錄在CD上的數字音頻數據再生時的各曲的開頭而設置的。
Q通道為了記錄在CD上的數字音頻數據再生時的更精細的控制成為可能而設置。Q通道的1子碼幀的結構如圖8中所示，由同步位部51、控制位部52、地址位部53、數據位部54、和CRC位部55來構成。
同步位部51由2位的數據組成，記錄著上述同步圖形的一部分。控制位部52由4位的數據組成，記錄著用來進行音頻的通道數、加重或數字數據等的識別的數據。在此一4位的數據為「0000」的場合指明沒有預加重的2通道音頻，在為「1000」的場合指明沒有預加重的4通道音頻，在為「0001」的場合指明帶有預加重的2通道音頻，在為「1001」的場合指明帶有預加重的4通道音頻。在4位的數據為「0100」的場合指明不是音頻的數據徑跡。地址位部53由4位的數據組成，記錄著表示後述的數據位部54內的數據格式或種類的控制信號。CRC位部55由16位的數據組成，記錄著進行循環代碼(循環冗餘檢驗碼CRC)查錯用的數據。
數據位部54由72位的數據組成。在地址位部53的4位的數據為「0001」的場合，數據位部54的結構如圖9中所示，由徑跡編號部(TNO)61、變址部(INDEX)62、經過時間分分量部(MIN)63、經過時間秒分量部(SEC)64、經過時間幀編號部(FRAME)65、零部(ZERO)66、絕對時間分分量部(AMIN)67、絕對時間秒分量部(ASEC)68、和絕對時間幀編號部(AFRAME)69來構成。這些各部分別由8位的數據組成。
徑跡編號部(TNO)61由2數字的二進位編碼的十進位(BCD)來表達。此一徑跡編號部(TNO)61用「00」來表示作為開始數據的讀出的徑跡的引入徑跡的編號，用「01」至「99」來表示符合各曲或樂章等的編號的徑跡編號。徑跡編號部(TNO)61用16進數表示的「AA」來表示作為結束數據的讀出的通道的引出徑跡的編號。
變址部(INDEX)62用2數字的BCD來表達，用「00」表示一時停止，即所謂暫停，用「01」至「99」來表示進一步細分各曲或樂章的徑跡者。
經過時間分分量部(MIN)63、經過時間秒分量部(MIN)64、經過時間幀編號部(FRAME)65分別用2數字的BCD來表達，用合計6數字來表示各曲或樂章內的經過時間(TIME)。零部(ZERO)66的8位全賦值為「0」。
絕對時間分分量部(AMIN)67、絕對時間秒分量部(ASEC)68、絕對時間幀編號部(AFRAME)69分別用2數字的BCD來表達，用合計6數字來表示從第1曲目算起的經過時間(ATIME)。
盤的引入區中TOC(內容表)中的數據位部54的結構如圖10中所示，由徑跡編號部(TNO)71、點部(POINT)72、經過時間分分量部(MIN)73、經過時間秒分量部(SEC)74、經過時間幀編號部(FRAME)75、零部(ZERO)76、絕對時間分分量部(PMIN)77、絕對時間秒分量部(PSEC)78、和絕對時間幀編號部(PFRAME)79來構成，這些各部分別由8位的數據組成。
徑跡編號部(TNO)71、經過時間分分量部(MIN)73、經過時間秒分量部(SEC)74、經過時間幀編號部(FRAME)75各由16進數表示並固定為「00」，零部(ZERO)76與上述零部(ZERO)66同樣，8位全都被賦值為「0」。
絕對時間分分量部(PMIN)77在點部(POINT)72用16進數表示為「A0」的場合，表示最初的曲編號或樂章編號，在點部(POINT)72用16進數表示為「A1」的場合，表示最初的曲編號或樂章編號。在點部(POINT)72用16進數表示為「A2」的場合，絕對時間分分量部(PMIN)77、絕對時間秒分量部(PSEC)78、和絕對時間幀編號部(PFRAME)79分別表示引出區開始的絕對時間(PTIME)。在點部(POINT)72由2數字的BCD來表達的場合，絕對時間分分量部(PMIN)77、絕對時間秒分量部(PSEC)78、和絕對時間幀編號部(PFRAME)79分別成為以絕對時間(PTIME)來表達的其數值所示的各曲或樂章開始的地址。
這樣一來，Q通道雖然盤1的程序區與引入區中格式有所不同，但是全都記錄著由24位來表達的時間信息。
下面就運用於記錄在第2部分PA2上的數據的CD-ROM數據格式(稱為黃皮書的標準書中規定著)進行說明。在CD-ROM中，作為包含在子碼的1周期的98幀中的數據，以2352位元組為訪問單位。此一訪問單位也稱為塊、扇區。此一幀的長度為與上述CD的子碼幀相同的1/75秒。在CD-ROM中，有模式0、模式1、模式2(形式1)、模式2(形式2)等模式，CD-ROM的數據格式如圖11A至圖11D中所示，因模式而有所不同。
也就是說，模式0中的數據格式雖然未畫出，但是由全都為「0」的2 336位元組的數據部來形成。模式0把引入區和引出區用於與CD-ROM結構相同時的虛設塊。
模式1中的數據格式如圖11A中所示，由記錄分幀信號的12位元組的同步部、後述的4位元組的標題部、作為目標信息的2 048位元組(2K字節)的用戶數據部、和記錄查錯·糾錯的代碼的288位元組的預備數據部來形成。模式1靠預備數據部提高糾錯能力，適合於例如文字碼或計算機數據等要求可靠性的數據的記錄。
模式2中的數據格式如圖11B中所示，由記錄分幀信號的12位元組的同步部、4位元組的標題部、和作為目標信息的2 336位元組的用戶數據部來形成。模式2雖然沒有附加的糾錯碼，卻可以把標題部以後的區域全都用作用戶數據部，適合於主要記錄像音頻或圖像等那樣能通過插補處理來糾錯的數據之際。
模式2(形式1)中的數據格式如圖11C中所示，由記錄分幀信號的12位元組的同步部、4位元組的標題部、8位元組的子標題部、作為目標信息的2 336位元組的用戶數據部、和280位元組的預備數據部來形成。
模式2(形式2)中的數據格式如圖11D中所示，由記錄分幀信號的12位元組的同步部、4位元組的標題部、8位元組的子標題部、作為目標信息的2 324位元組的用戶數據部、和4位元組的EDC(查錯部)來形成。
在模式2(形式1)和模式2(形式2)中的子標題部中，由各1位元組的文件號、通道號、子模式、編碼信息、文件號、通道號、子模式、編碼信息組成。
在根據本發明的盤1中，記錄在第2部分PA2上的數據取為具有CD-ROM格式者。作為此一場合的CD-ROM格式的模式，可以使用圖11A至圖11D中所示的多個模式中的某一個。由於記錄音頻數據，所以可以採用例如圖11A中所示的模式1的格式。CD-ROM的數據傳送率為150K字節/秒。
現有CD-ROM中的標題部與模式無關地具有圖12A中所示的結構。也就是說，標題部由以分(MIN)、秒(SEC)、幀編號(FRAME)這些時間信息來表達幀的絕對地址的由24位組成的絕對地址部(ADDRESS)，和表示上述模式的8位組成的模式部(MODE)來構成。
絕對地址部(ADDRESS)由絕對地址分分量部(MIN)、絕對地址秒分量部(SEC)、絕對地址幀編號分量部(FRAME)來構成，這些分別由8位組成。此一絕對地址部(ADDRESS)與上述CD-ROM中的子碼的Q通道的時間信息等效(一一對應)，絕對地址分分量部(MIN)、絕對地址秒分量部(SEC)、絕對地址幀編號分量部(FRAME)分別由2數字的BCD來表達。
再者，在CD-ROM中也是，雖然未畫出但是另外設置上述子碼部，由上述「MIN」、「SEC」、「FRAME」所表達的絕對地址也記錄在此一Q通道。
作為記錄在第2部分PA2上的數據的CD-ROM格式的地址的表述方法，除了圖12A中所示者外，也可以使用圖12B中所示的二進位表述。也就是說，由24位的二進數來表達標題部的「MIN」、「SEC」、「FRAME」的整個區域。如果用24位的二進數來表達地址，則由於24＝16 777 216，所以如果把1幀的數據量取為2K字節，則能夠表達多達約33 G字節的數據的地址，可以適應高密度化。在以倍密度記錄第2部分PA2的場合，最好是使用二進位表述。
藉助於24位的預定的1位或多位，可以識別由BCD表達的地址信息和由二進數表達的地址信息。例如可以把24位的最高位用於識別。不限於最高位，可以使用特定的1位或多位來識別。進而，可以利用變址方式在時間信息和二進數上不同的情況來進行識別。通過地址表達不同的識別，可以判別盤的種類。
CD-ROM數據中的子碼的Q通道中的時間信息，雖然說明了與CD格式相同，但是通過部分地修正子碼的時間信息，可以表達比現有者更長的時間信息。也就是說，在子碼的時間信息中存在著8位全都為「0」的零部(ZERO)66、76。通過利用此一零部66、76，可以擴展時間信息。例如使用零部(ZERO)66、76的所有8位或其低4位來記錄小時(HOUR)的信息。或者，把零部(ZERO)66、76的所有8位或其低4位用於分的百位的表達。這樣一來，子碼中的時間信息也可以適應高密度化。
接下來，參照圖13就對根據由主盤刻錄裝置10所記錄的主盤作成，線性PCM信號按CD格式記錄在第1部分PA1，進行了壓縮編碼或加密的音頻數據按CD一格式記錄在第2部分PA2的盤1進行再生的盤再生裝置進行說明。
在圖13中，盤1被心軸電動機81以恆定線速度旋轉驅動，由光學拾取器82從盤1讀出記錄在盤1上的信號。光學拾取器82由把雷射照射到盤1的半導體雷射器、物鏡等光學系統、接受來自盤1的反光的探測器、沿聚焦和跟蹤方向驅動物鏡的聚焦和跟蹤機構等組成。進而，光學拾取器82靠未畫出的線性機構沿盤1的徑向送進。心軸電動機81在靠CPU 93使光學拾取器82掃描盤1的第1部分PA1期間，基於CD標準被旋轉驅動以便線速度成為1.2m/sec，同時在光學拾取器82掃描盤1的第2部分PA2期間被旋轉驅動以便線速度為0.87m/sec。線速度的切換在光學拾取器82掃描引出區LO1與引入區LI2之間的反射鏡部期間由CPU 93來進行。
來自光學拾取器82例如四分儀探測器的輸出信號供給到RF放大器83。RF放大器83運算光學拾取器82的四分儀探測器的各探測器的輸出信號，藉此生成再生(RF)信號、聚焦誤差信號、跟蹤誤差信號。再生信號供給到EFM解調電路84，聚焦誤差信號、跟蹤誤差信號供給到伺服電路91。
伺服電路91基於RF信號的再生時鐘來控制心軸電動機81的旋轉動作，基於來自RF放大器83的聚焦誤差信號、跟蹤誤差信號來驅動上述聚焦和跟蹤機構，實現光學拾取器82的聚焦伺服、跟蹤伺服。EFM解調電路84對從RF放大器所供給的RF信號施行EFM解調。EFM解調電路84基於所供給的RF信號輸出解調數據，並且從RF信號分離並輸出子碼數據。子碼數據供給到子碼解碼器92。由子碼解碼器92所解碼的子碼數據供給到伺服電路91和CPU 93。
CPU 93由微計算機等構成，具有作為控制再生裝置總體工作的系統控制器的功能。與CPU 93關聯地設有操作部94和顯示部95。在操作部94上設有與通常的CD再生裝置同樣的操作鍵，和指定第1部分PA1/第2部分PA2的再生的鍵等。伺服電路91由CPU 93來控制，藉此來控制再生裝置的工作、對盤1的訪問動作。CPU 93基於子碼的信息生成在顯示部95顯示的信息。進而，CPU 93控制後述的收費處理。CPU 93基於例如來自子碼解碼器92的子碼數據來判別傳感器82掃描盤1的第1部分PA1還是掃描第2部分PA2，把控制信號供給到伺服電路91以便控制心軸電動機82的旋轉。
EFM解調部84的解調數據供給到CIRC糾錯部85。CIRC糾錯部85進行靠CIRC的糾錯。CIRC糾錯部85由進行C1系列糾錯的C1糾錯部、解除由此一C1糾錯部施行糾錯的數據的交錯的解交錯部、和對解交錯了的數據進行C2系列糾錯的C2糾錯部組成。設有實現靠此一CIRC糾錯部85的糾錯之際的緩衝作用的RAM 86。
CIRC糾錯部85的輸出供給到切換器87的輸入端子。切換器87有輸出端子87a和87b，其切換動作由CPU 93來控制。記錄在引入區LI1的圖4和圖5中所示的附帶信息在盤1裝入時被讀入CPU 93。CPU 93參照操作部94的用戶指定輸入和讀入的信息發生控制切換器87的信號。
在進行盤1的第1部分PA1的再生時，也就是用戶通過操作例如操作部9的鍵來進行再生第1部分PA1時，CPU 93控制切換器87以便切換器87選擇輸出端子87a。在進行再生第2部分PA2時，通過操作操作部94的鍵來進行第2部分PA2的再生時，CPU 93控制切換器87以便切換器87選擇輸出端子87b。插補部88連接到輸出端子87a。插補部88對無法由CIRC糾錯部85糾錯的數據進行插補處理。插補部88的輸出作為數字輸出取出，並且供給到D/A(數字/模擬)轉換部89，從D/A轉換部89輸出模擬音頻信號。所輸出的模擬音頻信號經由放大器由揚聲器、頭戴式耳機等再生。例如光學拾取器82掃描第1部分PA1，一到達引出區LO1就停止第1部分PA1的再生，光學拾取器82返回原始位置，成為等待狀態。此外，光學拾取器82掃描第2部分PA2，一到達引出區LO2就停止第2部分PA2的再生，傳感器82返回原始位置，成為等待狀態。
CD-ROM解碼器101連接到切換器87的輸出端子87b。CD-ROM解碼器101進行CD-ROM格式的分解處理和查錯、糾錯處理，分離作為用戶數據所記錄的數據。所分離的數據供給到密碼的解密部102。與解密部102關聯地設置收費處理部105。
在本例中作為加密的方式，舉例說明使用DES的場合。DES是把明文分塊，對每塊進行密碼變換的塊密碼之一。DES用64位(56位的密鑰和8位的奇偶)的密鑰對64位的輸入進行密碼變換，輸出64位。也可以使用DES以外的加密。例如雖然DES是在加密和解密時用同一個密鑰數據的同密鑰方式，但是也可以採用作為在加密和解密使用不同的密鑰數據的公開密鑰密碼之一例的RSA密碼。密鑰數據由主計算機成立是正式用戶或登記用戶的認證，藉此轉到盤再生裝置。
收費處理部105在CPU 93的控制下在再生收費對象的音頻數據時按照預定的條件進行收費處理。雖然關於收費處理下文述及，但是在收費處理部105的不易失存儲器中儲存預付款數據，根據再生次數減少預付款數據。解密部102的輸出供給到壓縮編碼的解壓縮(解調)部103，壓縮編碼被解調。解壓縮部103的輸出供給到D/A轉換部104，輸出第2部分PA2的模擬音頻信號。
進而，解密部102的輸出作為壓縮數字音頻輸出被取出。例如在第1部分PA1的音頻內容與第2部分PA2的音頻內容相同的場合可以作為轉錄用來利用壓縮數字音頻輸出。由於輸出被壓縮，所以可以在非常短時間中進行轉錄。進而，解密部102的輸入數據以被加密，而且被壓縮的狀態輸出。此一加密輸出用於複製於其他媒體，經由網絡傳送的場合。所輸出的加密輸出是附帶信息和音頻數據。
上述解密部102、解壓縮部103和收費處理部105最好是作為一個晶片的集成電路來構成，取為所謂防竄改的構成。也就是說，解密部102、解壓縮部103和收費處理部105被單晶片化的集成電路取為從外部無法知道其內容的構成，無法竄改的構成。
作為收費處理如前所述種種類型是可能的。作為收費處理粗分起來有購買型、在總分中收取視聽費用型、和每當用安全解密器進行密碼的解密就收取視聽費用的次數型。購買型是一旦購買內容數據之後就不再對再生處理收費型。在總分中收取視聽費用型是把內容數據的視聽費用匯總起來按月支付型，和限定視聽期間、視聽時間型等。
作為每當用安全解密器進行密碼的解密就收取視聽費用的次數型，可能是幾種形態。第1種形態每當內容數據被再生處理就從預先設定的金額(預付款卡、電子貨幣)或次數減算金額或次數。在餘額或剩餘次數不足的場合內容數據變得不能再生。第2種形態每當內容數據被再生處理就加算金額或次數。以後以月單位支付與累計金額或累計次數相對應的費用，或者累計金額或累計次數一達到預先設定的金額或次數，內容數據就變得不能再生。第3種形態根據內容數據的再生時間加算或減算次數或金額。如第2種形態中所述，費用的支付不限於先付，也可以後付。
金額或次數可以是恆定的，此外也可以根據內容數據的種類或內容等加權。收費處理可以針對內容的一個標題(音樂的例子中一支曲子)或多個標題(音樂的例子中唱片集)來進行。
此外，作為內容的再生處理的定義方法，可以是在再生全部內容的場合進行再生者，此外也可以是在內容的再生時間超過規定時間的場合進行再生者。進而，對於用來促進普及·流通的促銷用的內容的再生不收費。即使是成為收費對象的內容，例如內容的開頭部分例如從開頭起10秒內的再生也可以免費，或者僅內容的精彩部分的再生也可以免費。這樣一來，在對再生處理收費的內容和再生處理免費的內容混合的場合，可以由附帶信息的收費處理條件310來識別收費/免費。
圖14是概略地說明圖13中所示的盤再生裝置的再生工作的程序框圖。在最初的步驟S11裡一裝入盤1，就在步驟S12裡把記錄在引入區LI1上的信息讀入CPU 93內的存儲器。也就是說，與現有CD同樣的TOC及圖4和圖5中所示的附帶信息被讀入CPU 93。除了盤1的裝入之外，在裝入了盤1的狀態下在接通再生裝置的電源時也進行步驟S12的處理。
在步驟S13裡，確定是否是盤1的第1部分PA1的再生工作。用戶通過操作例如操作部94來指示第1部分PA1或第2部分PA2的再生。如果判定為指示盤1的第1部分PA1的再生，則在步驟S14裡進行盤1的第1部分PA1的再生工作。第1部分PA1的再生工作與現有CD再生裝置同樣，省略其細節。在步驟S16裡判定再生工作是否結束。在判定為尚未結束時，處理返回到步驟S13，在步驟S16裡判定為結束了的場合，再生工作結束。
如果在步驟S13裡判定為不是第1部分PA1的再生工作，則看成是第2部分PA2的再生處理而進到步驟S15。關於第2部分PA2的再生處理，下文述及。在步驟S16裡判定第2部分PA2的再生處理是否結束。在第2部分PA2的再生處理尚未結束時，處理返回到步驟S13，在判定為第2部分PA2的再生結束了的場合，再生工作結束。
再者，由於盤1符合CD標準所以不限於圖13中所示的盤再生裝置，也可以用現有CD再生裝置來再生。但是在該場合，只能再生盤1的第1部分PA1的音頻容數據。
圖15更詳細地示出第2部分PA2的再生處理(步驟S15)。在最初的步驟S21裡訪問第2部分PA2上的數據。由於CPU 93基於在盤1裝入時讀入的附帶信息而得知第2部分PA2的位置，所以在CPU93指示第2部分PA2的再生時，光學拾取器82可以沿盤1的徑向送進而訪問第2部分PA2之前的引入區LI2的開頭位置。此時，電動機81被CPU 93旋轉控制，以便盤1以第2部分PA2的線速度，例如0.87m/sec旋轉。
在步驟S22裡確定記錄在第2部分PA2上的數據是否是加密數據。如果確定為不是加密數據，則可以確定記錄在第2部分PA2上的音頻數據為不要收費的內容。在步驟S23裡，判定記錄在第2部分PA2上的數據是再生還是複製。在記錄在第2部分PA2上的數據被再生的場合在步驟S24裡進行免費再生，在複製的場合進到步驟S25進行免費複製。
如果在步驟S22裡判定記錄在第2部分PA2上的數據為加密數據，則在步驟S26裡參照附帶信息判定是否是與記錄在第1部分PA1上的內容大體相同的內容。如果在步驟S26裡判定為記錄在第1部分PA1上的信號，也就是大體相同的內容，則在步驟S27裡判定記錄在第2部分PA2上的數據是再生還是複製。在數據，也就是內容被再生的場合，進到步驟S28把第2部分PA2的加密了的數據解密，在步驟S29裡免費地進行第2部分PA2上的數據的再生。也就是說，由於在購買盤1時支付了針對作為記錄在第1部分PA1上的數據的音頻內容的著作權費用，所以即使再生與記錄在第1部分PA1上的數據大體相同的第2部分PA2上的數據也不收費。這裡說「大體相同」是因為記錄在第2部分PA2上的數據與第1部分PA1的數據相比施加了壓縮和/或加密處理的緣故。在步驟S27裡判別為複製的場合，在步驟S30裡進行記錄在第2部分PA2上的數據的收費複製。步驟S30裡的收費複製複製進行了加密和壓縮編碼的數字輸出。
如果在步驟S26裡根據附帶信息判定為作為記錄在第2部分PA2上的內容的數據與作為記錄在第1部分PA1上的內容的數據不是大體相同，則進到步驟S31，在步驟S31裡判定第2部分PA2上的數據是再生還是複製。在步驟S31裡判定為再生的場合進到步驟S32，在步驟S32裡用戶是否在再生時承諾收費顯示在例如圖13的顯示部95，用戶操作操作部94的鍵來選擇是否承諾。根據需要在顯示部95上向用戶顯示、提示收費條件，用戶基於所提示的條件來確定是否承諾收費。例如在顯示部95上可以包含數據的購買條件等顯示詢問收費條件的消息。用戶基於顯示在顯示部95上的內容通過操作操作部94來回答。
如果在步驟S32裡承諾收費，則進到步驟S33給記錄在第2部分PA2的加密了的數據解密，再生作為第2部分PA2的音頻內容的數據。例如在步驟S33裡把記錄在2部分PA2上的數據再生一次，藉此預付款數據的次數被收費「-1」。若是在步驟S32裡用戶未承諾收費，則進到步驟S34進行禁止第2部分PA2上的數據被再生的處理。如果在步驟S31裡判定為記錄在第2部分PA2上的數據的複製，則進到步驟S35，在步驟S35裡進行收費用複製的處理。在步驟S35裡所進行的收費用複製對加密和壓縮編碼狀態的數據進行複製。
圖15的第2部分PA2的再生處理(收費處理)示出一個例子的工作，可以根據收費條件等進行種種處理。例如也可以進行向用戶詢問是否購買第2部分PA2上的數據的處理。此外，在圖15中所示的程序框圖中也可以設置確認用戶(盤再生裝置)能否收費的步驟，若是用戶或再生裝置中所裝填的預付款數據的餘額不足時，也可以進行向用戶要求補充預付款數據的處理。在此一場合，預付款數據可以經由網絡等與銀行或服務中心在線補充或者使用專用收費機進行補充。再者，在收費條件由記錄在第2部分PA2上的數據的再生時間、再生期間等來規定的場合，也可以在進行收費再生的場合起動定時器，內裝記錄在第2部分PA2上的數據的再生時間的經過或計時器，監視記錄在第2部分PA2上的數據的再生時間。
雖然本發明的第1實施例針對取為兩個部分，CD和CD-ROM數據格式的場合運用本發明，但是不限於此。也就是說，作為兩個部分的數據格式，與所謂現行的光碟相同的單密度CD格式與具有現行的記錄密度的兩倍的記錄密度的倍密度CD格式、CD格式與DVD格式、DVD視頻格式與DVD-ROM格式等組合是可能的。
此外，本發明也可以用於可記錄的盤狀記錄媒體，例如CD-RW(CD可改寫)、CD-R(CD可記錄)、DVD-RW(DVD可改寫)、DVD-R(DVD可記錄)等。CD-RW是能夠以具有與雷射CD的互換性的數據格式來記錄數據，通過檢測光量差可以再生的相變型盤。CD-R是用有機色素作為記錄材料，以具有與CD的互換性的數據格式僅能記錄一次的追記型記錄媒體。進而，也可以使用光碟以外的數據記錄媒體，例如軟盤、硬碟、存儲器卡等。
上述本發明的第1實施例如圖1A、1B和圖2中所示，未壓縮的數字數據基於所謂CD格式記錄在盤1的第1部分PA1，壓縮了的數字數據記錄在第2部分PA2。下面用附圖就給記錄在盤1上的數字數據加上水印的根據本發明的第2實施例的盤進行說明。再者，在以下的說明中關於與上述第1實施例共同的部分用相同的標號來說明，詳細的說明引用第1實施例的說明。
在根據本發明的第2實施例的光碟1中，在作為記錄在第1部分PA1的基於所謂CD標準的未壓縮的數字數據的線性PCM信號中嵌入強水印和弱水印兩者，在記錄在第2部分PA2的壓縮和/或加密了的數字數據中僅嵌入強水印。
這裡所說的強水印、弱水印的所謂「強」、「弱」，表示消去水印的難度，換句話說強水印是通過對數字數據施行壓縮等處理難以消去的殘存強度強的水印，所謂弱水印是通過對數字數據施行的信號處理來消去後的殘存強度弱的水印。例如，對水印的數據進行頻譜擴散，把擴散的數據重疊於作為內容的數字數據，藉此來嵌入強水印。通過檢測嵌入水印的信號的峰值部分，把水印嵌入檢測的峰值部分等方法嵌入作為內容的數字數據。弱水印是通過例如把SCMS(系列複製管理系統)等的關於著作權管理信息等水印的數據插入作為內容的數字數據、音頻數據的低位等來嵌入的水印。
下面用圖16來說明生成強水印所嵌入的壓縮數據和強水印與弱水印所嵌入的作為未壓縮音頻數據的線性PCM信號的電路構成之一例。在圖16中，作為音頻信號的線性PCM信號從未畫出的信號源供給到輸入端子201。供給到輸入端子201的線性PCM信號供給到編碼器204，基於由編碼器204變形DCT(變形離散餘弦變換)分解成圖17中所示的頻譜。與此同時供給到輸入端子201的線性PCM信號供給到波形分析部205，進行所供給的線性PCM信號的波形分析。來自編碼器204的輸出和來自波形分析部205的輸出供給到第1水印編碼器206，藉助於編碼器206例如如圖17中所示在來自編碼器204的輸出中水印利用掩蔽效應嵌入圖17中斜線所示的部分。再者，藉助於構成水印的掩蔽密鑰P(m-k)和掩蔽密鑰P(m+k)，原來的頻譜通過嵌入掩蔽密鑰P(m-k)而一方功率增加，此外通過嵌入掩蔽密鑰P(m+k)使原來虛線那樣的頻譜變成斜線所示的頻譜。此時從輸入端子202所供給的水印基於來自波形分析部205的輸出嵌入人的聽覺遲鈍的部分，例如大聲音之後等部分。藉助於此一編碼器206所嵌入的供給到輸入端子202的水印是上述強水印。
來自編碼器206的輸出供給到解碼器207，來自解碼器207的輸出數據通過進行與變形DCT相反的變換再次恢復成線性PCM信號。從解碼器207所輸出的嵌入了強水印的線性PCM信號供給到壓縮編碼器208，由壓縮編碼器208變換成壓縮音頻數據。在壓縮編碼器208中，用MP-3(MPEG-1音頻層次3)、MPEG ACC(MPEG-2高級音頻編碼)、ATRAC-3(自適應變換音頻編碼3)等壓縮方式對來自解碼器207的嵌入了強水印的線性PCM信號施行壓縮信號處理，從輸出端子209輸出。在從輸出端子209所輸出的壓縮音頻中嵌入著強水印。這樣一來由編碼器206所嵌入的從輸入端子202所供給的水印通過編碼器208的壓縮處理而不消去。
從解碼器207所輸出的嵌入了強水印的線性PCM信號供給到第2水印編碼器210，基於從輸入端子203所供給的水印而嵌入水印。在編碼器210中如上所述供給到輸入端子203的水印，例如SCMS等著作權管理信息等的水印嵌入從解碼器207所供給的線性PCM信號的低位，從輸出端子210輸出。從輸出端子210所輸出的線性PCM信號中嵌入著強水印和弱水印。從輸出端子210所輸出的線性PCM信號供給到例如圖6中所示的主盤刻錄裝置10的輸入端子18，從輸出端子209所輸出的壓縮音頻數據供給到圖6的加密電路21，記錄在玻璃原盤19上，用與上述第1實施例同樣的方法來製作光碟1。
這樣一來在光碟1上在記錄在第1部分PA1的線性PCM信號中嵌入強水印和弱水印，在記錄在第2部分PA2上的壓縮音頻數據中嵌入強水印。
根據第2實施例的光碟1能由與圖13中所示的再生裝置同樣的裝置來讀出。下面用圖18來說明從根據第2實施例的光碟1檢測水印的水印檢測裝置的例子。
例如，作為來自圖13中所示的再生裝置的解密電路102的輸出數據的從第2部分PA2所讀出的壓縮音頻數據經由輸入端子220供給到解壓縮電路221。在解壓縮電路221中施行與在壓縮編碼器208中所施行的壓縮處理相反的處理而恢復成線性PCM信號，從輸出端子222輸出，供給到A/D轉換器104。在從輸出端子222所輸出的線性PCM信號中嵌入著強水印。
從解壓縮電路221所輸出的線性PCM信號供給到編碼器224，基於變形DCT分析成圖17中所示的頻譜，供給到第1水印檢測部225，由檢測部225來檢測是否嵌入著如圖17中所示嵌入的水印，也就是強水印，來自檢測部225的輸出供給到第1水印解碼器226，給水印，也就是強水印解碼並從輸出端子227輸出。
作為來自圖13中所示的再生裝置的插補電路88的數位訊號的從第1部分PA1所讀出的線性PCM信號經由輸入端子223照原樣從輸出端子222嵌入著強水印和弱水印地輸出，同時供給到編碼器224，與對從上述解壓縮電路221所輸出的線性PCM信號所施行的處理同樣從經由輸入端子223所供給的線性PCM信號提取強水印。經由輸入端子223所供給的線性PCM信號供給到第2水印檢測部228，檢測所供給的線性PCM信號中是否嵌入弱水印，來自檢測部228的輸出供給到第2水印解碼器229，提取水印，也就是弱水印並從輸出端子230輸出。
這樣一來所檢測的強水印和弱水印如下所述進行作為記錄在光碟1上的內容的線性PCM信號或壓縮音頻數據的複製等控制。下面基於圖19中所示的程序框圖進行說明。首先，內容，例如線性PCM信號或壓縮音頻數據的輸入在步驟S41裡一進行，就在步驟S42裡檢測是否嵌入強水印。在步驟S42裡檢測出未嵌入強水印的場合進到步驟S43按照基於現有SCMS的複製控制來進行內容的複製控制。例如，基於SCMS進行或者允許內容的第一代複製。如果在步驟S42裡判定成嵌入了強水印，則進到步驟S44，檢測是否嵌入弱水印。在步驟S44裡檢測出嵌入了弱水印的場合，進到步驟S45。在此一場合，因為成了在內容中嵌入著強水印和弱水印兩者，故按照弱水印來進行複製控制。弱水印在例如SCMS的場合基於SCMS進行複製控制，同時作為弱水印的SCMS從可複製狀態改寫成不可複製。
在步驟S44裡檢測出未嵌入弱水印的場合，進到步驟S46。在此一場合，由於在內容中僅剩下強水印，所以基於強水印來進行內容的複製。例如，基於強水印禁止內容的複製。
如以上說明的那樣，在根據本發明的第2實施例的光碟1的作為記錄在第1部分PA1的未壓縮數據的線性PCM信號中嵌入強水印和弱水印，在記錄在第2部分PA2上的壓縮數據中嵌入強水印。結果如果用根據第2實施例的光碟1則作為記錄在第1部分PA1上的未壓縮數據的線性PCM信號藉助於水印在基於現有的SCMS在自己錄音的範圍內可以正確地進行著作權管理，記錄在第2部分PA2的壓縮數據藉助於強水印由於即使壓縮數據被解壓縮水印也不消去，所以能限制、防止網際網路上的違法複製。再者，雖然在上述例子中舉出在作為壓縮音頻數據的壓縮數字數據中嵌入強水印的場合為例進行了說明，但是也可以在從編碼器204所輸出的頻譜的高階係數中嵌入弱水印。
此外，在對作為壓縮音頻數據的壓縮數字數據施行加密處理的場合，可以在對來自解碼器207的嵌入了強水印的線性PCM信號施行壓縮處理、WAVE文件化等處理之後施行加密處理。
再者，雖然在上述實施例中主要作為記錄在盤上的內容就音頻內容進行了說明，但是對於音頻內容以外的視頻數據、靜止畫面數據、文字數據、計算機圖形數據、遊戲軟體、以及電腦程式等內容，也可以與上述者同樣地運用本發明。
從以上的說明可以看出，如果用本發明，則在數據記錄媒體上混合記錄未加密數據和加密數據成為可能，可以適應種種的用途。例如把著作權保護用的保密內容和促銷廣告之類非保密內容記錄在同一媒體上成為可能。
此外，如果用本發明，則基於是否進行了加密處理來判斷進行收費處理還是不進行收費處理，藉此簡單的收費處理切換成為可能。
進而，如果用本發明，則通過允許無代限制複製，可以既促進內容的流通，又傳遞收費處理的信息。因而，在網絡發達的社會裡有效地保護著作權成為可能。
權利要求
1.一種記錄方法，用於在盤上記錄數據，該盤的盤記錄區的尺寸、徑跡間距和最短凹坑長度分別根據標準規定了相應的允許量，該方法包括步驟按照所述徑跡間距的可允許寬度的下限值以及所述最短凹坑長度的可允許寬度的下限值，在所述記錄區記錄PCM信號；在記錄了所述PCM信號的所述記錄區的剩餘的區中記錄被壓縮並且被加密的數位訊號。
2.一種記錄設備，用於在盤上記錄數據，該盤的盤記錄區的尺寸、徑跡間距和最短凹坑長度分別根據標準規定了相應的允許量，該設備包括第一壓縮裝置，用於壓縮輸入數位訊號；第一加密裝置，用於將由所述第一壓縮裝置進行壓縮所得到的壓縮數位訊號進行加密；第二加密裝置，用於將添加到所述數位訊號上的附加信息進行加密；合成裝置，用於將由所述第一加密裝置加密的所述壓縮數位訊號和由所述第二加密裝置加密的所述附加信息進行合成，以生成被壓縮和加密的數位訊號；選擇裝置，用於選擇由所述合成裝置所生成的所述被壓縮和加密的數位訊號或作為明文的輸入PCM信號；以及記錄裝置，按照所述徑跡間距的所述可允許寬度的所述下限值以及所述最短凹坑長度的所述可允許寬度的所述下限值，在所述記錄區記錄由所述選擇裝置選擇的所述PCM信號，在記錄所述PCM信號的所述記錄區的所述剩餘的區中記錄由所述選擇裝置選擇的被壓縮並且被加密的所述數位訊號。
3.一種再生方法，用於從盤上再生數據，該盤的記錄區的尺寸、徑跡間距和最短凹坑長度分別根據標準規定了相應的允許量，該盤的記錄區被分為用於PCM信號的記錄區和剩餘的區，其中按照所述徑跡間距的可允許寬度的下限值以及所述最短凹坑長度的可允許寬度的下限值，在所述記錄區記錄PCM信號，在所述剩餘的區中記錄被壓縮並且被加密的數位訊號，包括如下步驟從記錄所述PCM信號的所述記錄區再生數據，從記錄所述被壓縮和加密的所述數位訊號的所述剩餘的區再生數據；將再生的所述PCM信號或者被壓縮和加密的所述數位訊號進行解碼；按照包含在所述解碼信號中的一個子代碼信號，判斷一個再生頭再生記錄了所述PCM信號的所述記錄區還是再生記錄了被壓縮和加密的所述數位訊號的所述剩餘的區；處理所述PCM信號；將被壓縮和加密的所述數位訊號解密和解壓縮；按照判斷結果選擇所述解碼的PCM信號和被壓縮和加密的所述數位訊號。
4.一種再生設備，用於從盤上再生數據，該盤的記錄區的尺寸、徑跡間距和最短凹坑長度分別根據標準規定了相應的允許量，該盤的記錄區被分為用於PCM信號的記錄區和剩餘的區，其中按照所述徑跡間距的可允許寬度的下限值以及所述最短凹坑長度的可允許寬度的下限值，在所述記錄區記錄PCM信號，在所述剩餘的區中記錄被壓縮並且被加密的數位訊號，該再生設備包括再生裝置，從記錄所述PCM信號的所述記錄區再生數據，從記錄被壓縮和加密的所述數位訊號的所述剩餘的區再生數據；解碼裝置，將所述再生裝置再生的所述PCM信號或者被壓縮和加密的所述數位訊號解碼；判斷裝置，按照所述解碼裝置輸出的一個子代碼信號，判斷所述再生裝置從記錄所述PCM信號的所述記錄區中再生數據還是從記錄被壓縮和加密的所述數位訊號的所述剩餘的區中再生數據；第一信號處理裝置，處理所述PCM信號；第二信號處理裝置，將被壓縮和加密的所述數位訊號解密和解壓縮；選擇裝置，選擇所述解碼裝置和所述第一信號處理裝置的連接或者所述解碼裝置和所述第二信號處理裝置的連接；控制裝置，按照所述判斷裝置的判斷結果控制所述選擇裝置。
5.根據權利要求4所述的再生設備，還包括收費處理裝置，當所述收費處理裝置執行一個適當的收費處理時，允許所述第二信號處理裝置的解密處理。
6.根據權利要求4所述的再生設備，還包括輸出裝置，輸出被壓縮和加密的所述數位訊號。
7.根據權利要求6所述的再生設備，輸出被壓縮和加密的所述數位訊號的所述輸出裝置還輸出關於所述收費處理的信息。
8.根據權利要求4所述的再生設備，還包括變更裝置，變更所述再生裝置在所述第一記錄區和所述第二記錄區之間移動的線性速率。
全文摘要
本發明提供記錄方法和設備，再生方法和設備。以與現有CD相同的信號格式，根據徑跡間距的允許值的下限值(1.5μm)，線速度的下限值(1.2m/sec)，把數據記錄在第1部分PA1。結果，在第1部分PA1上可以記錄最大再生時間(74.7分)的數據。現有CD再生裝置可以順利地再生記錄在第1部分PA1上的音頻數據。進而，把壓縮、加密了的音頻數據以單密度或倍密度記錄在第2部分PA2。單密度意味著與現有CD相同的記錄密度，倍密度意味著其兩倍的密度。此外，記錄在第2部分PA2上的音頻數據是從著作權保護的角度在再生時收費者。記錄在第2部分PA2上的數據的格式取為CD－ROM的格式。
文檔編號G06F21/10GK1516168SQ200310120229
公開日2004年7月28日 申請日期2000年11月14日 優先權日1999年11月16日
發明者佐古曜一郎, 也, 豬口達也 申請人:索尼株式會社