專利名稱：信號、存儲介質(zhì)、用于記錄信號的方法和設(shè)備、用于再現(xiàn)信號的方法和設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及含有允許拷貝的免費拷貝數(shù)據(jù)的信號。
另外，本發(fā)明涉及包含這種信號的存儲介質(zhì)。
另外，本發(fā)明涉及用于記錄包含數(shù)據(jù)流的信號的方法，包含步驟-接收想要記錄的數(shù)據(jù)流，-判定所述接收到的數(shù)據(jù)流是否是免費拷貝的，-如果所述接收到的數(shù)據(jù)流未被判定為免費拷貝，則終止和/或禁止任何記錄，-如果所述接收到的數(shù)據(jù)流被判定為免費拷貝，則啟動記錄準備，以便生成將要記錄的信號，以及-記錄所述的信號。
此外，本發(fā)明涉及用于記錄包含數(shù)據(jù)流的信號的相應(yīng)設(shè)備。
此外，本發(fā)明涉及用于再現(xiàn)包含在信號的數(shù)據(jù)流中的數(shù)據(jù)的方法以及相應(yīng)設(shè)備。
在視頻存儲領(lǐng)域中，DVD盤和DVD播放器得到了廣泛應(yīng)用。通常，DVD視頻盤是作為模壓盤發(fā)行的。然而，也已經(jīng)可以獲得供終端用戶使用的DVD記錄設(shè)備。這樣就使得由終端用戶創(chuàng)建DVD視頻盤成為可能。這種由終端用戶創(chuàng)建的盤是可記錄的盤，包括可寫盤和可重寫盤，例如DVD+RW、DVD-RW、DVD-R或DVD-RAM盤。
這種記錄的DVD盤的創(chuàng)建可以合法或非法地進行。特別是，可以在將解密的(毀損的)DVD視頻內(nèi)容記錄在這種可記錄DVD盤上時錄制非法的DVD盤。因此，一個目標是防止這種非法拷貝的錄制。
然而，應(yīng)當允許存儲合法創(chuàng)建的視頻資料，也就是由終端用戶自己例如通過使用數(shù)字照像機創(chuàng)建的視頻資料。像這樣將合法生成的視頻資料存儲在可記錄DVD盤上理想地是通過兼容于DVD視頻播放器的方式進行的。然而，如果將DVD視頻格式不加修改地用于這一目的，則這種格式會成為用于制造解密毀損的DVD視頻盤的位真(bit true)拷貝的理想格式。
因此本發(fā)明的一個目標是防止非法拷貝而不排除創(chuàng)建合法記錄數(shù)據(jù)的可能性。
通過提供包含上面所提到類型的數(shù)據(jù)流的信號來達到這一目的，其特征在于與僅為免費拷貝數(shù)據(jù)保留的免費拷貝簽名一起編碼所述的免費拷貝數(shù)據(jù)，由此使所述數(shù)據(jù)流構(gòu)成為免費拷貝編碼的數(shù)據(jù)流。
該目的還可通過提供存儲這種信號的存儲介質(zhì)來達到，該目的還可通過提供用于記錄包含上面所提到類型的數(shù)據(jù)流的信號的方法來達到，其特征在于所述的記錄準備包括通過在所述接收到的數(shù)據(jù)流中插入免費拷貝簽名來編碼所述接收到的數(shù)據(jù)流，從而生成作為包含上面所提到類型的免費拷貝編碼的數(shù)據(jù)流的信號的所述信號。
該目的還可通過提供用于記錄包含數(shù)據(jù)流的信號(14)的相應(yīng)設(shè)備來達到，該設(shè)備包含-用于接收想要記錄的數(shù)據(jù)流(2，3)的接收裝置(模擬輸入，數(shù)字輸入)，-用于判定所述接收到的數(shù)據(jù)流是否為免費拷貝的判定裝置(4，7)，-所述的判定裝置(4，7)被設(shè)計用于-如果所述接收到的數(shù)據(jù)流未被判定為免費拷貝，則終止或禁止(5)任何記錄，-如果所述接收到的數(shù)據(jù)流(2，3)被判定為免費拷貝，則啟動記錄準備(6，8)，以便生成將要記錄的信號(14)，以及-用于記錄所述信號(14)的記錄裝置(16)，其特征在于編碼裝置(12)，該編碼裝置(12)用于在所述記錄準備(6，8)啟動時通過在所述接收到的數(shù)據(jù)流(2，3)中插入免費拷貝簽名來編碼所述接收到的數(shù)據(jù)流，以便生成作為包含按照權(quán)利要求1-4任一項中的免費拷貝編碼的數(shù)據(jù)流的信號的所述信號(14)。
此外，該目的還可借助于再現(xiàn)包含在信號的數(shù)據(jù)流中的數(shù)據(jù)的方法來達到，該方法的特征在于步驟判定所述數(shù)據(jù)流是否是包含在上面所提到類型的信號中的免費拷貝編碼的數(shù)據(jù)流，并且只有在存在免費拷貝簽名時才執(zhí)行所述的再現(xiàn)。
另外，該目的還可借助于相應(yīng)的設(shè)備來達到-用于判定所述數(shù)據(jù)流(18)是否是包含在按照權(quán)利要求1-4任一項中的信號中的免費拷貝編碼的數(shù)據(jù)流的判定裝置(25)，-所述判定裝置(25)被設(shè)計成只有在存在免費拷貝簽名的情況中才執(zhí)行所述再現(xiàn)(23)。
與免費拷貝簽名一起編碼免費拷貝數(shù)據(jù)的本發(fā)明使諸如DVD視頻回放設(shè)備的回放設(shè)備能夠區(qū)分解密數(shù)據(jù)的非法位真拷貝(例如視頻存儲媒介的視頻資料)與免費拷貝(家庭)記錄的內(nèi)容。特別的，在記錄之前只有免費拷貝的視頻內(nèi)容被與免費拷貝簽名一起編碼，而根本不記錄任何其他的視頻資料。因此，任何合法生成的記錄數(shù)據(jù)流都包含這種免費拷貝簽名，而非免費拷貝的數(shù)據(jù)不與免費拷貝簽名一起被編碼。
作為結(jié)果，依從免費拷貝簽名的回放設(shè)備通常不回放不包含這種免費拷貝簽名的所接收的數(shù)據(jù)流的數(shù)據(jù)，因為不帶有免費拷貝簽名就表明該數(shù)據(jù)流不是合法記錄的。
然而，優(yōu)選地，如果包含數(shù)據(jù)流的存儲介質(zhì)是模壓的存儲介質(zhì)，則也會再現(xiàn)所接收的數(shù)據(jù)流的數(shù)據(jù)，因為模壓的存儲介質(zhì)表示該存儲介質(zhì)是由授權(quán)制造商生產(chǎn)的存儲介質(zhì)，即，該存儲介質(zhì)不是非法拷貝。因此，允許甚至由依從免費拷貝簽名的回放設(shè)備來回放模壓的存儲介質(zhì)。
然而，首選地，在另一種情況中，如果在編碼的數(shù)據(jù)流中不存在免費拷貝簽名，則終止和/或禁止對所述數(shù)據(jù)流的數(shù)據(jù)進行再現(xiàn)。
優(yōu)選地，在數(shù)據(jù)流的每個可尋址數(shù)據(jù)單元中(例如在DVD盤上的視頻對象的每個視頻對象單元中)插入所述免費拷貝簽名。由此保證數(shù)據(jù)流的所有部分被指示為合法生成的視頻流。所以，除來自模壓的存儲介質(zhì)的資料之外，可以拒絕對其他任何資料進行回放。
優(yōu)選地，可以在不對數(shù)據(jù)流中的導航數(shù)據(jù)產(chǎn)生影響的情況下來插入免費拷貝簽名，即，免費拷貝簽名插入在這種導航數(shù)據(jù)之外。然而，免費拷貝簽名插入在播放數(shù)據(jù)之內(nèi)。因此，以所插入的免費拷貝簽名的量來移位播放數(shù)據(jù)。
優(yōu)選地，所述免費拷貝簽名是插入在播放數(shù)據(jù)中的。優(yōu)選地，所述免費拷貝簽名是插入在導航數(shù)據(jù)之外的。優(yōu)選地，所述免費拷貝簽名是在導航包(pack)之外插入的。優(yōu)選地，所述免費拷貝簽名是通過移位所述播放數(shù)據(jù)插入的。優(yōu)選地，在邏輯扇區(qū)內(nèi)所述免費拷貝簽名的大小為大于兩比特。優(yōu)選地，所述免費拷貝簽名是插入在視頻對象單元的預先確定的視頻和/或音頻包中的。優(yōu)選地，所述預先確定的包是所述視頻對象單元的第一個視頻和/或音頻包。優(yōu)選地，所述免費拷貝簽名是作為填充分組插入在所述視頻對象單元中的。優(yōu)選地，所述填充分組具有預先確定的特性，特別是預先確定的大小、字節(jié)數(shù)、內(nèi)容和/或位模式。優(yōu)選地，所述免費拷貝簽名是借助于用戶定義的包插入的，所述用戶定義的包不是在視頻對象單元中的預先確定位置處的視頻包或音頻包。優(yōu)選地，所述預先確定的位置是在視頻對象單元的第一個視頻或音頻包之后的第一個包的位置。優(yōu)選地，所述免費拷貝簽名是通過在預先確定的位置插入具有預先確定的內(nèi)容的子圖包來進行編碼的。優(yōu)選地，所述預先確定的位置是在視頻對象單元的第一個視頻或音頻包之后的第一個包的位置。優(yōu)選地，所述預先確定的內(nèi)容是不可見子圖信息。優(yōu)選地，所述預先確定的內(nèi)容是像素數(shù)據(jù)中的虛線。
其他的有利進步在從屬權(quán)利要求中得到了定義。
根據(jù)在這里參照附圖描述實施例，對本發(fā)明的這些和其他方面進行具體解釋，從而使它們變得更為明顯，在附圖中

圖1是按照本發(fā)明的一個實施例的依從免費拷貝簽名的記錄器、依從免費拷貝簽名的播放器以及輸出設(shè)備的示意圖；圖2是生成非法視頻盤的數(shù)據(jù)記錄器的工作的圖解；圖3是DVD盤的典型結(jié)構(gòu)的圖解；圖4是DVD盤的物理扇區(qū)的結(jié)構(gòu)的圖解；圖5是包含流數(shù)據(jù)的DVD盤的邏輯扇區(qū)的結(jié)構(gòu)的圖解；圖6是按照本發(fā)明的一個實施例將免費拷貝簽名插入數(shù)據(jù)流的圖解；圖7是按照本發(fā)明的另一個實施例將免費拷貝簽名插入數(shù)據(jù)流的圖解；圖8是按照本發(fā)明的另一個實施例將免費拷貝簽名插入數(shù)據(jù)流的圖解；圖9是按照本發(fā)明的另一個實施例將免費拷貝簽名插入數(shù)據(jù)流的圖解。
在本發(fā)明中，術(shù)語“免費拷貝”包括“拷貝一次”、“拷貝兩次”......，即，術(shù)語“免費拷貝”應(yīng)被理解為表示實際的拷貝處理。但是，特別地，術(shù)語“免費拷貝”不表示“不再拷貝”和“從不拷貝”。
術(shù)語“存儲介質(zhì)”(或僅僅“介質(zhì)”)包括任何類型的數(shù)據(jù)載體，尤其包括盤，例如光盤、磁盤、磁光盤、電子卡、芯片卡、磁帶等等。
此外，術(shù)語“記錄的盤”或“記錄的介質(zhì)”表示可記錄的盤或由記錄器記錄了數(shù)據(jù)的存儲介質(zhì)，與術(shù)語“模壓的”盤/介質(zhì)相反，該“模壓的”盤/介質(zhì)表示這樣一種盤，該盤已經(jīng)通過用于復制盤或存儲媒介的主盤處理使用(玻璃)主盤進行了模壓。術(shù)語“可記錄的”盤或介質(zhì)尤其還包括任何類型的可寫、可重寫和可記錄的盤或介質(zhì)，特別是DVD-ROM、DVD-R(用于通用和用于授權(quán))、DVD-RAM、DVR-RW、DVD+RW。
圖1顯示了依從免費拷貝簽名的記錄器1及其工作。該依從免費拷貝簽名的記錄器1包含用于例如從模擬調(diào)諧器或外部模擬源接收模擬視頻信號的模擬輸入端2，所述的外部模擬源例如是模擬照相機或模擬回放設(shè)備或具有模擬輸出端的數(shù)字回放設(shè)備。
此外，該依從免費拷貝簽名的記錄器1可包含用于接收數(shù)字信號的數(shù)字輸入端3，所述的數(shù)字信號例如是來自數(shù)字源(比如來自數(shù)字照相機或數(shù)字回放設(shè)備)的數(shù)字數(shù)據(jù)流。
通過模擬輸入端2或數(shù)字輸入端3接收的信號或數(shù)據(jù)流優(yōu)選為音頻和/或視頻信號。然而，所接收的數(shù)字信號可替換或附加地包含任何類型的數(shù)字數(shù)據(jù)，例如軟件代碼或用戶文件。
通過模擬輸入端2接收的信號被傳送至拷貝控制信息檢查塊4，該拷貝控制信息檢查塊4檢查所接收的信號是否包含指示所接收的信號為免費拷貝的拷貝控制信息。當在塊4中判定該拷貝控制信息指示所接收的信號不是免費拷貝時，不會執(zhí)行記錄，并且記錄器1將停止其工作，如在停止塊5中指示的。因此，記錄器1轉(zhuǎn)變成停止狀態(tài)，禁止和/或終止任何記錄處理。
然而，如果在拷貝控制信息檢查塊4中判定所接收的信號為免費拷貝，則在模數(shù)轉(zhuǎn)換塊6中將所接收的信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號。
對通過數(shù)字輸入端3接收的信號執(zhí)行一個非常相似的操作。在拷貝控制信息檢查塊7中檢查這種所接收的數(shù)字信號，判定所接收的信號是否包含拷貝控制信息，并判定這個拷貝控制信息是否指示所接收的信號是免費拷貝的。
如果所接收的信號未被指示為免費拷貝，則終止和/或禁止任何記錄處理，因為記錄器1進入停止狀態(tài)5。
然而，如果沒有找到拷貝控制信息，或者拷貝控制信息指示所接收的信號為免費拷貝信號，則所接收的信號被發(fā)送到譯碼視頻塊8。
譯碼視頻塊8對所接收的信號執(zhí)行轉(zhuǎn)換。特別地，譯碼包括下列步驟第一，根據(jù)輸入格式將輸入視頻格式解碼到基帶電平。
第二，將基帶電平的信號編碼為MPEG DVD視頻格式。
模數(shù)轉(zhuǎn)換塊的結(jié)果也是相同格式的信號，即，模數(shù)轉(zhuǎn)換塊6不僅將模擬信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，還將數(shù)字信號編碼為MPEG DVD視頻格式。
接下來，譯碼視頻塊8或模數(shù)轉(zhuǎn)換塊6的輸出被發(fā)送到復用塊9，該復用塊9將所接收的MPEG DVD視頻信號與音頻數(shù)據(jù)復用。將在復用塊9的輸出端11得到的復用數(shù)據(jù)流10發(fā)送到免費拷貝簽名插入塊12，該免費拷貝簽名插入塊12將該數(shù)據(jù)流10與免費拷貝簽名CFS編碼。作為替換，免費拷貝簽名可以在例如用戶數(shù)據(jù)的視頻編碼或復用期間被包含。
(在免費拷貝簽名插入塊12的輸出端13處)得到的數(shù)據(jù)流是包含在最后記錄在可記錄存儲介質(zhì)15上的信號中的免費拷貝編碼的數(shù)據(jù)流14。該記錄是通過記錄單元16執(zhí)行的。
接下來，依從免費拷貝簽名的播放器17的操作將被描述。該播放器17包含至少一個能從記錄的盤15、模壓的盤19上接收數(shù)據(jù)的輸入端18，該播放器17還/或可以通過其他輸入端20從任意其他源(例如從因特網(wǎng))接收數(shù)據(jù)。
依從免費拷貝簽名的播放器17初步地認為只有模壓的存儲介質(zhì)(模壓的盤19)是合法的。
沒有被存儲在這種模壓的存儲介質(zhì)(模壓的盤19)上的任意其他數(shù)據(jù)可能是非法產(chǎn)生的拷貝。這種非法產(chǎn)生的拷貝會被依從免費拷貝簽名的播放器拒絕，即，這種資料的任何回放處理會被禁止和/或終止。
然而，并不是說包含在記錄的盤15上或從其他輸入端20接收的所有數(shù)據(jù)資料都是本身非法的。因此播放器17會區(qū)分非法資料與合法資料，比如，區(qū)分例如解密的DVD視頻盤的非法位真拷貝與免費拷貝(家庭)記錄的視頻資料。
按照依從免費拷貝簽名的記錄器1的操作，任何合法產(chǎn)生的免費拷貝編碼的數(shù)據(jù)流14都包含免費拷貝簽名，因此依從免費拷貝簽名的播放器17首先在檢查塊21中檢查所接收的數(shù)據(jù)是否是源于模壓的存儲介質(zhì)(模壓的盤19)。如果所接收的資料是源于這種模壓的存儲介質(zhì)19，則所接收的資料通過線22傳輸?shù)交胤艍K23，該回放塊23再現(xiàn)所接收的數(shù)據(jù)流的數(shù)據(jù)，即，再現(xiàn)存儲在模壓的存儲介質(zhì)19上的視頻內(nèi)容。
然而，如果所接收的數(shù)據(jù)不是源于模壓的存儲介質(zhì)19，則所接收的數(shù)據(jù)通過線24傳輸?shù)矫赓M拷貝簽名判定塊25。判定塊25判定通過線24傳輸?shù)臄?shù)據(jù)流是否是由依從免費拷貝簽名的記錄器1產(chǎn)生的免費拷貝編碼的數(shù)據(jù)流，即，所接收的數(shù)據(jù)流是否包含免費拷貝簽名。
如果免費拷貝簽名判定塊25判定在所接收的數(shù)據(jù)流中沒有免費拷貝簽名，則終止和/或禁止任何回放處理，因為依從免費拷貝簽名的播放器17進入停止塊26中的停止狀態(tài)。
然而，如果免費拷貝簽名判定塊25判定在所接收的數(shù)據(jù)流中存在免費拷貝簽名，即，所接收的數(shù)據(jù)流是免費拷貝編碼的數(shù)據(jù)流，則將該信號發(fā)送至回放塊23以便再現(xiàn)視頻資料。由于免費拷貝簽名的設(shè)計使得傳統(tǒng)DVD播放器會忽略該免費拷貝簽名，所以要使免費拷貝編碼的數(shù)據(jù)流向回兼容于這種傳統(tǒng)的DVD播放器。
回放塊23重新生成基帶電平的視頻信號，通過線27將該基帶電平的視頻信號輸出到依從免費拷貝簽名的播放器17的數(shù)字輸出端28或數(shù)模轉(zhuǎn)換塊29，該數(shù)模轉(zhuǎn)換塊29將數(shù)字信號轉(zhuǎn)換成模擬信號，通過依從免費拷貝簽名的播放器17的模擬輸出端30輸出該模擬信號。
通過模擬輸出端30或數(shù)字輸出端28輸出的信號可被發(fā)送至免費拷貝簽名記錄器1或輸出設(shè)備31，例如視頻顯示器或音頻接收器。
輸出設(shè)備31包含模擬輸入端32和/或數(shù)字輸入端33。通過模擬輸入端32接收的模擬信號被傳輸至輸出端37，例如CRT(陰極射線管)和/或揚聲器以便再現(xiàn)音頻和/或視頻信號。
通過數(shù)字輸入端33接收的數(shù)字信號被發(fā)送至數(shù)模轉(zhuǎn)換器40，該數(shù)模轉(zhuǎn)換器40將該數(shù)字信號轉(zhuǎn)換成模擬信號，該模擬信號通過輸出端37輸出。
圖2顯示了一種數(shù)據(jù)記錄器的操作，該數(shù)據(jù)記錄器基本上是一種用作個人計算機(PC)中的數(shù)據(jù)驅(qū)動器的記錄DVD驅(qū)動器。借助于這種數(shù)據(jù)驅(qū)動器，終端用戶可將各種文件寫入相應(yīng)的可記錄盤，例如DVD-R、DVD-RW、DVD+RW和DVD-RAM盤。DVD驅(qū)動器不知道它所讀取或?qū)懭氲臄?shù)據(jù)的類型?，F(xiàn)在將描述非法DVD視頻拷貝處理的數(shù)據(jù)流動在讀取塊41，DVD盤驅(qū)動器從DVD視頻盤(只讀盤)讀取加密的視頻文件。讀取的文件在解密塊42中例如借助于所謂的DeCSS軟件進行解密。DeCSS軟件是一種用于解密其內(nèi)容由所謂的內(nèi)容加擾系統(tǒng)(CSS)保護的視頻資料的(非法)軟件。
一旦解密了視頻文件，寫入塊43就將解密的視頻文件寫入可記錄盤。
根據(jù)圖2中的這種拷貝處理，當源不是模壓的介質(zhì)或盤時，源中不存在免費拷貝簽名，因此在得到的盤中沒有加入免費拷貝簽名。檢查免費拷貝簽名(即，是否存在免費拷貝簽名)的播放器將播放原始的盤，即模壓的盤，并且該播放器不會對免費拷貝簽名進行檢查。然而，當該拷貝是記錄的盤(例如，可重寫的盤)，且在該盤中沒有免費拷貝簽名時，播放器將不會播放該拷貝。
作為結(jié)果，在依從免費拷貝簽名的播放器17上不會播放非法產(chǎn)生的拷貝。
在下面將更詳細地解釋免費拷貝簽名。優(yōu)選地，將免費拷貝簽名插入存儲于DVD視頻盤上的MPEG(尤其是MPEG-2)視頻格式中。下面將描述基本的DVD結(jié)構(gòu)。
圖3是DVD視頻盤4 4的物理數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的圖解。DVD視頻盤44包含導入?yún)^(qū)45，之后是卷空間(volume space)46，再之后是導出區(qū)47。導入?yún)^(qū)45是在卷空間46的數(shù)據(jù)區(qū)之前的物理區(qū)。它包含同步扇區(qū)和控制數(shù)據(jù)，該控制數(shù)據(jù)包括例如盤的關(guān)鍵字和其他信息。導出區(qū)47是在卷空間44的數(shù)據(jù)區(qū)結(jié)束處的相應(yīng)的區(qū)。
卷空間46包含文件系統(tǒng)區(qū)48，在該文件系統(tǒng)區(qū)48中包含文件系統(tǒng)數(shù)據(jù)、DVD視頻區(qū)域49，還可能包含其他的區(qū)域50。
DVD視頻區(qū)域49包含視頻管理器50和最多為99個的視頻標題集。視頻管理器可選地包含該盤的主菜單，即所謂的標題菜單或頂部菜單。該菜單通常包含該盤的內(nèi)容表。這種菜單可在將盤插入播放器之后或在用戶請求(例如按下播放器上或播放器的遙控器上的菜單按鈕)之后首先呈現(xiàn)。
視頻管理器51包含保存在視頻管理器信息區(qū)53、一個或多個視頻對象集(VOBS)54和視頻管理器信息備份區(qū)55內(nèi)的控制數(shù)據(jù)，在該視頻管理器信息備份區(qū)55中含有視頻管理器信息區(qū)53的一份拷貝以便使該系統(tǒng)更健壯。
每個視頻標題集52包括其中含有控制數(shù)據(jù)的視頻標題集信息(VTSI)區(qū)56，還可選地包括其中含有根菜單的視頻對象集(VOBS)57、包含標題內(nèi)容的視頻對象集(VOBS)58和視頻標題集信息備份區(qū)59。
每個視頻對象集(VOBS)包含一個或多個(最多為32767個)視頻對象(VOB)60。視頻對象(VOB)60包含一個或多個(最多為255個)元素61。元素61包含許多圖像或音頻塊，可能只有一秒鐘那么短，也可能有一部電影那么長。
此外，元素61被分成許多視頻對象單元(VOBU)62。視頻對象單元是可單獨回放的最小的可尋址單元。視頻對象單元62不必包含視頻。然而，視頻對象單元62基本上包含許多視頻域，長度為0.4到1秒，除此之外，元素中的最后一個視頻對象單元62的長度可達1.2秒。
視頻對象單元62中的視頻數(shù)據(jù)包含零或更多個圖像組。圖像組(GOP)是MPEG視頻流的基本單元。
一般，視頻對象單元62包含一個這樣的圖像組。視頻對象單元62通常開始于MPEG序列頭，之后是圖像組頭，再之后是I幀(參照下文)。如果視頻對象單元62中的圖像組的結(jié)束不與視頻對象單元的結(jié)束對齊，或者如果下一個視頻對象單元62不包含視頻數(shù)據(jù)，則必須存在特殊的MPEG序列結(jié)束碼。每個視頻對象單元62也許不包含一個以上的這種序列結(jié)束碼。
每個視頻對象單元62包含許多個包63。有不同類型的包63，即導航(nav)包64、視頻包65、音頻包66、子圖包67和其他由用戶定義的包。
視頻對象單元62的第一個包63是導航包64，其后是上面提到的其他包之一，即，視頻包65、音頻包66、子圖包67或由用戶定義的包之一。
每個包63還被分為一個或多個分組68。每個分組68代表按照MPEG格式的視頻數(shù)據(jù)的單元，包含屬于單一基本流(例如視頻、音頻、控制等等)的數(shù)據(jù)的連續(xù)字節(jié)。
根據(jù)MPEG格式，提供了三種幀編碼方法。根據(jù)第一種方法生成幀內(nèi)編碼的幀或I幀，其中對整個幀進行壓縮而無需使用來自周圍圖像的信息。這種I幀用作形成連續(xù)幀的參考幀。歸因于這種I幀，使得對于視頻流的隨機訪問成為可能。優(yōu)選地，在一秒的幀中包含兩個I幀。
根據(jù)第二種方法，產(chǎn)生了預測編碼的所謂的P幀，包含指示與前一I幀或P幀之間的差別的運動矢量。
根據(jù)第三種方法，產(chǎn)生了雙向預測編碼的幀，即所謂的B幀。從而在向前和向后的方向中尋找匹配的塊。
這些幀編碼方法使用了用于所有幀類型的DCT(離散余弦變換)量化。
歸因于這些方法，P幀和B幀比相應(yīng)的I幀小得多，因此，在沒有按照這三種方法之一編碼的情況下，減小了存儲幀序列所需的數(shù)據(jù)量。通常在每個I或P幀之間有兩個B幀，由此形成一秒30個MPEG視頻幀，例如，根據(jù)下面的順序IBBPBBPBBPBBPBBIBBPBBPBBPBBPBB。
圖4是物理扇區(qū)69的圖解，該物理扇區(qū)69包含12字節(jié)的物理扇區(qū)頭70，后面是2048字節(jié)用戶數(shù)據(jù)的邏輯扇區(qū)或塊71，再之后是4字節(jié)的檢錯碼(EDC)72。
圖5是包含流數(shù)據(jù)的邏輯扇區(qū)71的更詳細的圖解。這種邏輯扇區(qū)71代表在圖3中所示的包63，例如視頻包65、音頻包66、子圖包67。
這種包63或邏輯扇區(qū)71包含14字節(jié)的包的頭72，之后是2034字節(jié)的分組化基本流(PES)分組73。該PES分組73包含一個指示流的類型和流編號的分組頭74和包含例如視頻、音頻或子圖數(shù)據(jù)的分組數(shù)據(jù)75。
圖6是包含在免費拷貝編碼的數(shù)據(jù)流中的免費拷貝簽名的圖解。在此實施例中，如果視頻對象單元62(即，邏輯扇區(qū)71)的特定的(例如第一個、第二個、第三個......第n個)視頻和/或音頻包65、66包含具有某種特性的填充分組，所述的某種特性特別是某一大小或某一長度的字節(jié)，則認為存在免費拷貝簽名。如果在預先確定的視頻或音頻包或者視頻對象單元的預先確定的邏輯扇區(qū)中包含這種具有某種預先確定的特性的填充分組，則認為存在免費拷貝簽名。因此，特別地可以借助于具有預先確定的大小或其他特性(例如某種內(nèi)容或位模式)的某種分組來將免費拷貝簽名插入數(shù)據(jù)流。
如果視頻或音頻PES分組的大小小于2034字節(jié)，則可以將這種填充分組76加入緊跟在視頻或音頻77a(包含分組頭78和視頻/音頻數(shù)據(jù)77)之后的包或邏輯扇區(qū)71中。填充分組76包含指示填充流和填充分組有效負荷(或分組數(shù)據(jù))76a的填充分組頭79。
圖7是包含在包或邏輯扇區(qū)71中的免費拷貝簽名的另一實施例的圖解。根據(jù)該實施例，如果預先確定的包(例如在視頻對象單元的第一個視頻或音頻包之后的第一個包)不是視頻或音頻包，而是由用戶定義的包含一些特殊數(shù)據(jù)分組80的包，則認為存在免費拷貝簽名。這種由用戶定義的包包含分組頭81，該分組頭81包含專用流標識。在該分組頭81之后的特殊數(shù)據(jù)分組80包含子流標識符，指明提供者定義的流，之后是提供者定義的流數(shù)據(jù)，即，免費拷貝簽名。該免費拷貝簽名(CFS)包含預先確定的位模式，該位模式的數(shù)據(jù)大小優(yōu)選為預先確定的，或者，該免費拷貝簽名(CFS)也可以包含大小為預先確定的任意或隨機的位模式。優(yōu)選地以一種方式選擇大小，使得邏輯扇區(qū)完全填滿。
圖8顯示了免費拷貝簽名碼的另一個實施例。特別地，圖8顯示了包含在視頻對象單元62中的視頻流82。它包含I、P和B幀(或圖像)的序列。值得注意，I、P和B圖像的邊界不必須與導航包64之后的包的邊界同步。因此，在圖8中沒有示出視頻、音頻和/或子圖包的邊界。
在導航包64之后的第一個幀(I幀)83前面有一個序列頭89，而之后的幀84-88開始于起始碼90。
序列頭89和起始碼90包含按照預定規(guī)則的用戶(定義的)數(shù)據(jù)91。這個按照預定規(guī)則的用戶數(shù)據(jù)代表免費拷貝簽名，因此形成了免費拷貝編碼的數(shù)據(jù)流或視頻流82。
圖9顯示了將免費拷貝簽名插入數(shù)據(jù)流的另一實施例。根據(jù)該實施例，如果在始于導航包64的視頻對象單元62的預先確定的(例如第一個)視頻包65之后的預先確定的(例如第一個)包是具有特定的預先確定的要求的子圖包67，則認為存在免費拷貝簽名。這種預先確定的要求例如是不可見子圖，所述的不可見子圖覆蓋在視頻之上，不過，是無法看到但可以通過電子裝置檢測到的。特定的預先確定的要求特別地包含像素數(shù)據(jù)中的特定虛線。
因此，在視頻對象單元62中的預先確定的位置包含不可見的免費拷貝簽名92。
值得注意，如果在數(shù)據(jù)流中存在任一種上面提及的免費拷貝簽名實施例以及它們的任意組合，則認為存在免費拷貝簽名。
所建議的免費拷貝簽名只能被加入到預先記錄的DVD-視頻盤的內(nèi)容中，其代價是放松(loose)了復用的流電平上的位真性質(zhì)。所建議的免費拷貝簽名并不簡單地是具有某一值的播放數(shù)據(jù)中的位字段。特別地，根據(jù)本發(fā)明的免費拷貝簽名在每個邏輯扇區(qū)或每個最小的可尋址數(shù)據(jù)單元中(例如在每個視頻對象單元中)包含兩個以上(特別是四個以上)的位。而且，免費拷貝簽名包含于位流的某些預先確定的屬性中，這些屬性在音頻和視頻編碼及復用是在記錄器中本地完成時(例如在從模擬源進行記錄時)容易遇到，但不太可能在模壓的DVD視頻盤中找到。
歸因于本發(fā)明，可以獲得以下優(yōu)點。由于位真拷貝永遠不會包含免費拷貝簽名，所以依從免費拷貝簽名的播放器會拒絕不帶有該簽名的可記錄的盤。免費拷貝簽名的插入需要特殊的軟件。因此，制造非法拷貝的門檻變得相當之高。
免費拷貝簽名的插入破壞了DVD視頻資料的位真性質(zhì)。而且，在音頻/視頻文件和相關(guān)信息文件之間的一致性丟失了。另外，在信息文件中指向音頻/視頻位流的指針和視頻對象自身中的指針變得不準確。這會造成DVD視頻播放器以無法預測的方式行動。此外，菜單可能不再起作用，播放器可能意外停機，或者盤可能被推出。
免費拷貝簽名的插入對免費拷貝編碼的數(shù)據(jù)流要求的空間比沒有免費拷貝簽名的數(shù)據(jù)流更多。因此，與免費拷貝簽名一起編碼數(shù)據(jù)流可能導致文件過大，以至無法包含在記錄的盤上。因此，如果模壓的盤裝滿了達到其極限的數(shù)據(jù)，則不可能實現(xiàn)具有免費拷貝簽名的拷貝。這樣就使得非法拷貝不可能在依從免費拷貝簽名的播放器上進行播放。這是尤其有利的，因為DVD視頻盤通常以最高的可能的位速率進行編碼，以便將文件恰好裝到盤上。
值得注意，本發(fā)明不限于上述優(yōu)選實施例，而可以特別地實施在任意存儲介質(zhì)上，當數(shù)據(jù)通過任意通信線路(例如因特網(wǎng))發(fā)送時，甚至在性質(zhì)上是非物理的。另外，本發(fā)明不限于視頻數(shù)據(jù)，還可應(yīng)用于任意其它類型的數(shù)據(jù)，例如音頻數(shù)據(jù)、軟件應(yīng)用程序數(shù)據(jù)，特別是涉及任一類型的應(yīng)用程序的用戶數(shù)據(jù)文件。此外，本發(fā)明不限于DVD盤，還可應(yīng)用于任意其它類型的存儲介質(zhì)，例如CD、DVR盤以及芯片卡和錄音帶。因此，優(yōu)選的實施例可以在附帶的權(quán)利要求書范圍中變化。
權(quán)利要求
1.一種包括含有允許被拷貝的免費拷貝數(shù)據(jù)(65-67，71，75，77，83-88)的數(shù)據(jù)流(2，3)的信號，其特征在于，所述免費拷貝數(shù)據(jù)(65-67，71，75，77，83-88)與只為免費拷貝數(shù)據(jù)保留的免費拷貝簽名(76，80，92)一起被編碼，由此形成作為免費拷貝編碼的數(shù)據(jù)流(14)的所述數(shù)據(jù)流。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的信號，其特征在于，將所述免費拷貝簽名(76，80，92)插入每個可尋址數(shù)據(jù)單元中。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的信號，其特征在于，將所述免費拷貝簽名(76，80，92)插入每個視頻對象單元(62)中。
4.根據(jù)權(quán)利要求1的信號，其特征在于，通過按照預定規(guī)則將用戶數(shù)據(jù)插入視頻對象單元的視頻流中來編碼所述的免費拷貝簽名(76，80，92)。
5.一種存儲了根據(jù)權(quán)利要求1-4中任一項的信號的存儲介質(zhì)。
6.一種用于記錄包含數(shù)據(jù)流的信號(14)的方法，包含步驟-接收想要記錄的數(shù)據(jù)流(2，3)，-判定(4，7)所述接收到的數(shù)據(jù)流(2，3)是否是免費拷貝的，-如果所述接收到的數(shù)據(jù)流(2，3)未被判定為免費拷貝的，則終止和/或禁止(5)任何記錄，-如果所述接收到的數(shù)據(jù)流(2，3)被判定為免費拷貝的，則啟動記錄準備(6，8)，以便生成將要記錄的信號(14)，以及-記錄(16)所述的信號，其特征在于，所述的記錄準備(6，8)包括通過在所述接收到的數(shù)據(jù)流(2，3)中插入(12)免費拷貝簽名(76，80，92)來編碼所述接收到的數(shù)據(jù)流，從而生成作為包含根據(jù)權(quán)利要求1-4中任一項的免費拷貝編碼的數(shù)據(jù)流的信號的所述信號(14)。
7.一種用于記錄包含數(shù)據(jù)流的信號(14)的設(shè)備，包含-用于接收想要記錄的數(shù)據(jù)流(2，3)的接收裝置(模擬輸入，數(shù)字輸入)，-用于判定所述接收到的數(shù)據(jù)流是否為免費拷貝的判定裝置(4，7)，-所述的判定裝置(4，7)被設(shè)計用于-如果所述接收到的數(shù)據(jù)流未被判定為免費拷貝的，則終止和/或禁止(5)任何記錄，-如果所述接收到的數(shù)據(jù)流(2，3)被判定為免費拷貝的，則啟動記錄準備(6，8)，以便生成將要記錄的信號(14)，以及-用于記錄所述信號(14)的記錄裝置(16)，其特征在于編碼裝置(12)，該編碼裝置(12)用于在所述記錄準備(6，8)啟動時通過在所述接收到的數(shù)據(jù)流(2，3)中插入免費拷貝簽名來編碼所述接收到的數(shù)據(jù)流，以便生成作為包含按照權(quán)利要求1-4任一項中的免費拷貝編碼的數(shù)據(jù)流的信號的所述信號(14)。
8.根據(jù)權(quán)利要求7的設(shè)備，其特征在于，所述設(shè)備(1)被設(shè)計用于執(zhí)行根據(jù)權(quán)利要求6的方法。
9.一種用于再現(xiàn)(23)包含在信號的數(shù)據(jù)流(18)中的數(shù)據(jù)的方法，其特征在于以下步驟-判定(25)所述數(shù)據(jù)流(18)是否是包含在根據(jù)權(quán)利要求1-4中任一項的信號之中的免費拷貝編碼的數(shù)據(jù)流，-僅在存在免費拷貝簽名的情況中執(zhí)行所述的再現(xiàn)(23)。
10.根據(jù)權(quán)利要求9的方法，如果不存在免費拷貝簽名，則終止和/或禁止(26)任何再現(xiàn)。
11.根據(jù)權(quán)利要求9或10的設(shè)備，其特征在于，所述信號是從根據(jù)權(quán)利要求5的存儲介質(zhì)(15)中讀出的。
12.根據(jù)權(quán)利要求9的設(shè)備，其特征在于，檢測(21)所述信號是存儲在模壓的存儲介質(zhì)(19)上還是存儲在記錄的存儲介質(zhì)(15)上，并且在檢測到(22)模壓的存儲介質(zhì)(19)的情況中，也執(zhí)行再現(xiàn)(23)。
13.一種用于再現(xiàn)(23)包含在信號的數(shù)據(jù)流中的數(shù)據(jù)的設(shè)備，其特征在于-用于判定所述數(shù)據(jù)流(18)是否是包含在根據(jù)權(quán)利要求1-4中任一項的信號之中的免費拷貝編碼的數(shù)據(jù)流的判定裝置(25)，-所述的判定裝置(25)被設(shè)計用于僅在存在免費拷貝簽名的情況中執(zhí)行所述的再現(xiàn)(23)。
14.根據(jù)權(quán)利要求13的設(shè)備，其特征在于，如果不存在免費拷貝簽名，則終止和/或禁止(26)任何再現(xiàn)(23)。
15.根據(jù)權(quán)利要求13或14的設(shè)備，其特征在于適合于對根據(jù)權(quán)利要求5的存儲介質(zhì)進行讀取的讀取裝置。
16.根據(jù)權(quán)利要求3的設(shè)備，其特征在于，用于檢測所述信號是存儲在模壓的存儲介質(zhì)(19)上還是存儲在記錄的存儲介質(zhì)(15)上并且在檢測到(22)模壓的存儲介質(zhì)(19)時也實現(xiàn)所述再現(xiàn)(23)的檢測裝置(21)。
17.根據(jù)權(quán)利要求3的設(shè)備，其特征在于，所述設(shè)備(17)被設(shè)計用于執(zhí)行根據(jù)權(quán)利要求9-12中任一項的方法。
全文摘要
本發(fā)明涉及包括含有免費拷貝數(shù)據(jù)65－67、71、75、77、83－88的數(shù)據(jù)流2、3的信號，還涉及包含這種信號的存儲介質(zhì)15。此外，本發(fā)明涉及用于記錄1和再現(xiàn)17這種信號的方法和設(shè)備。為了避免非法復制數(shù)據(jù)，和免費拷貝簽名76、80、92一起來編碼免費拷貝數(shù)據(jù)。因此，就有可能區(qū)分解密的資料的非法位真拷貝與免費拷貝的記錄資料。
文檔編號G11B20/12GK1541392SQ02815868
公開日2004年10月27日 申請日期2002年7月9日 優(yōu)先權(quán)日2001年8月15日
發(fā)明者W·德哈安, W 德哈安 申請人:皇家飛利浦電子股份有限公司