CN101751959A - 信号处理系统和信息存储介质 - Google Patents

信号处理系统和信息存储介质 Download PDF

Info

Publication number
CN101751959A
CN101751959A CN200910226592A CN200910226592A CN101751959A CN 101751959 A CN101751959 A CN 101751959A CN 200910226592 A CN200910226592 A CN 200910226592A CN 200910226592 A CN200910226592 A CN 200910226592A CN 101751959 A CN101751959 A CN 101751959A
Authority
CN
China
Prior art keywords
sub
information
modulator
module
signal
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN200910226592A
Other languages
English (en)
Inventor
长井裕士
能弹长作
渡部一雄
小川昭人
黑田和人
吉田展久
内藤信正
森下直树
中村直正
大泽英昭
佐藤裕治
山田尚志
兼重敏彦
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toshiba Corp filed Critical Toshiba Corp
Publication of CN101751959A publication Critical patent/CN101751959A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G11—INFORMATION STORAGE
    • G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B20/00—Signal processing not specific to the method of recording or reproducing; Circuits therefor
    • G11B20/10—Digital recording or reproducing
    • G11B20/14—Digital recording or reproducing using self-clocking codes
    • G—PHYSICS
    • G11—INFORMATION STORAGE
    • G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B20/00—Signal processing not specific to the method of recording or reproducing; Circuits therefor
    • G11B20/00086—Circuits for prevention of unauthorised reproduction or copying, e.g. piracy
    • G11B20/0021—Circuits for prevention of unauthorised reproduction or copying, e.g. piracy involving encryption or decryption of contents recorded on or reproduced from a record carrier
    • G—PHYSICS
    • G11—INFORMATION STORAGE
    • G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B20/00—Signal processing not specific to the method of recording or reproducing; Circuits therefor
    • G11B20/00086—Circuits for prevention of unauthorised reproduction or copying, e.g. piracy
    • G11B20/00572—Circuits for prevention of unauthorised reproduction or copying, e.g. piracy involving measures which change the format of the recording medium
    • G11B20/00579—Circuits for prevention of unauthorised reproduction or copying, e.g. piracy involving measures which change the format of the recording medium said format change concerning the data encoding, e.g., modulation schemes violating run-length constraints, causing excessive DC content, or involving uncommon codewords or sync patterns
    • G—PHYSICS
    • G11—INFORMATION STORAGE
    • G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B20/00—Signal processing not specific to the method of recording or reproducing; Circuits therefor
    • G11B20/00086—Circuits for prevention of unauthorised reproduction or copying, e.g. piracy
    • G11B20/00884—Circuits for prevention of unauthorised reproduction or copying, e.g. piracy involving a watermark, i.e. a barely perceptible transformation of the original data which can nevertheless be recognised by an algorithm
    • G—PHYSICS
    • G11—INFORMATION STORAGE
    • G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B20/00—Signal processing not specific to the method of recording or reproducing; Circuits therefor
    • G11B20/10—Digital recording or reproducing
    • G11B20/14—Digital recording or reproducing using self-clocking codes
    • G11B20/1403—Digital recording or reproducing using self-clocking codes characterised by the use of two levels
    • G11B20/1423—Code representation depending on subsequent bits, e.g. delay modulation, double density code, Miller code
    • G11B20/1426—Code representation depending on subsequent bits, e.g. delay modulation, double density code, Miller code conversion to or from block codes or representations thereof
    • G—PHYSICS
    • G11—INFORMATION STORAGE
    • G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B20/00—Signal processing not specific to the method of recording or reproducing; Circuits therefor
    • G11B20/10—Digital recording or reproducing
    • G11B20/14—Digital recording or reproducing using self-clocking codes
    • G11B20/1403—Digital recording or reproducing using self-clocking codes characterised by the use of two levels
    • G11B20/1423—Code representation depending on subsequent bits, e.g. delay modulation, double density code, Miller code
    • G11B20/1426—Code representation depending on subsequent bits, e.g. delay modulation, double density code, Miller code conversion to or from block codes or representations thereof
    • G11B2020/1457—Code representation depending on subsequent bits, e.g. delay modulation, double density code, Miller code conversion to or from block codes or representations thereof wherein DC control is performed by calculating a digital sum value [DSV]

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Computer Security & Cryptography (AREA)
  • Signal Processing For Digital Recording And Reproducing (AREA)

Abstract

本发明公开了一种信号处理系统和信息存储介质。根据一个实施例，第一编码器(12)编码主信息，第二编码器(12)编码子信息，第一调制器(62)基于第一编码器的输出调制载波，复制模块(104)复制第二编码器的输出以产生编码的子信息单元，并且第二调制器(64)基于编码的子信息单元对第一调制器的输出进行幅度调制。第二调制器(64)以σ/(μ×(2N)1/2)为0.4或者更小进行幅度调制，其中，传输路径或者存储介质的噪声功率为σ2，编码的子信息单元的数量是N，在幅度调制后对应于编码的子信息单元的比特1和比特0的信号电平是A和B，并且电平差A-B是μ。

Description

信号处理系统和信息存储介质
技术领域
本发明的一个实施例涉及通过把子信息叠加在主信息上来记录所述子信息的信息记录/再现系统、通过把子信息叠加在主信息上来传送所述子信息的信息传输系统，以及信息存储介质。
背景技术
一般来说，在很多情况下，在信息记录/再现和信息传输/接收中，除了由用户数据组成的主信息以外，还记录/再现或者传送用于同步/排列识别的地址信息或者用于版权保护等的子信息。在典型的记录/传送子信息的方法的例子中，子信息以及主信息以使得子信息被以预定的间隔插入或混入主信息中的格式编码，并且主信息和子信息通过相同的调制方法传送。在所述方法的另一个例子中，主信息和子信息经过不同的编码/调制处理以产生记录信号或者传输信号，然后所产生的信号被叠加。
存在供在例如CSS(内容加扰系统)的版权保护系统中使用的加密密钥或者与其相关的信息被用作子信息的情况。在版权保护系统中，为了加密作为作品的内容，并且为了使其加密密钥保密，该加密密钥被另一个加密密钥加密，并且被加密的加密密钥与被加密的内容一起记录，从而防止非法拷贝。
这种版权保护系统在只限再现装置(播放器)中有效地工作，但是在个人计算机环境中不能防止非法拷贝。存在通过拷贝包括被加密的加密密钥的整个被加密的内容来进行非法拷贝的违规者。在这种情况下，递交了针对其中引入了秘密信息记录/再现系统的版权保护系统的专利申请：文档1：日本专利申请公开No.2000-3560(第0007到0009段)；文档2：日本专利申请公开No.2003-109302(第0010段)；和文档3：日本专利申请公开No.2003-122637(第0011段)。
在这些系统中，为了版权保护，对其要求保密性的秘密信息通过不同于主信息的调制方法的物理调制方法记录，从而使秘密信息的再现和复制很困难。在这些系统中的每一个中，在编码处理中，子信息被替换并被嵌入主信息中(编码包括纠错编码和码调制)。
在文档1到3中的每一个中，秘密信息调制/记录方法在信息编码处理中针对主信息和秘密信息采用不同的调制方法。因此，在仅具有主信息再现系统的装置中，秘密信息的再现被禁止，并且在主信息再现系统的处理结果中不留下秘密信息的踪迹。当考虑到普通光盘驱动器和连接到这个光盘驱动器的个人计算机之间的组合的结构时，具有在从个人计算机读出的数据比特中不包括秘密信息的优点，由此可以防止逐比特拷贝(以比特为单位的拷贝)。此外，在制造存储秘密信息的光盘时，秘密信息记录系统只被提供给被授权的特定盘片制造商。在另一方面，在制造播放光盘的装置时，秘密信息再现系统只被提供给被授权的特定再现装置制造商。因此，秘密信息记录/再现系统能够向有限的、必要的范围公开。秘密信息记录/再现系统只通过检查和协议向可靠的制造商公开。因此，这也起到了防止非法制造商制造非法盘片和制造非法再现装置的作用。
子信息在主信息上的叠加意味着子信息的存在是对主信息的干扰。因此，存在把子信息的电平降低到子信息被完全再现而主信息的再现可以不受子信息影响的电平的需求。但是，还不存在用于定量地确定子信息的适当电平的标准。
此外，如上所述，由于秘密信息在编码处理中被嵌入主信息中，因此有可能当由专业人员执行码分析时，秘密信息记录/再现系统可能被解码。在这里的上下文中，所述专业人员例如指具有等同于被授权光盘制造商的制造设备和专业知识的非法盘片制造商。
在使用传输介质代替存储介质的信号传输的情况下，类似地出现上述问题，与在信息存储介质上执行记录/再现的情况一样。
如上所述，当子信息被叠加在主信息上时，子信息的适当电平还不清楚。
此外，当保密子信息被嵌入主信息中时，存在所述子信息的记录/再现系统通过专门分析被解码、然后所述子信息被公开的可能性。
发明内容
本发明的目的是提供一种系统，该系统用于传送或者记录信息，其中子信息被叠加在主信息上，该系统抑制叠加所述子信息对主信息的传输或者记录的影响(记录/再现质量、传输质量、记录/再现性能、传输性能，等等)，并确保所述子信息的记录/再现性能和传输性能。
本发明的另一个目的是提供一种系统，所述系统传送或者记录信息，其中子信息被叠加在主信息上，并且在所述系统中，很难识别存在用于版权保护的子信息，以便防止对信息的非法拷贝和轻易识别所述子信息。
本发明的额外优点和目的在下面的描述中将会被给出，并且根据所述描述将部分地清晰，或者可以通过实践本发明而被了解。通过后面具体指出的手段和组合，可以实现和获取本发明的目的和优点。
附图说明
附图被包含在说明书中并构成其一部分，附图示出了本发明的实施例，并且与上面给出的一般描述和下面给出的对实施例的具体描述一起用来说明本发明的原理。
图1是示出根据本发明实施例的信号记录/再现/传输系统的例子的示范性框图；
图2是示出图1中所示编码模块的例子的示范性框图；
图3是示出图1中所示的信号调制模块14和16部分的例子的示范性框图；
图4是示出图1中所示的信号调制模块14和16部分的另一例子的示范性框图；
图5是示出图1中所示的信号调制模块14和16部分的又一例子的示范性框图；
图6是示出图1中所示的信号调制模块14和16部分的再一例子的示范性框图；
图7示出了图1中的编码模块22的编码处理的例子；
图8示出了图1中所示的码复制/混排(shuffling)/加扰模块24的复制/混排处理的例子；
图9示出了图1中所示的码复制/混排/加扰模块24的复制/混排处理的另一例子；
图10A、10B、10C、10D和图10E示出了图1中所示的信号积分模块36的处理的例子；
图11示出了图1中的子信息鉴别模块的例子；
图12A和图12B示出了图1中子信息检测信号的分布的例子；
图13示出了图1中子信号检测信号的估计的例子；
图14示出了比特误差率和ρ/μ之间的关系的例子；
图15示出了在图1中在信号记录/信号传输侧的具体电路的例子；
图16示出了在图1中在信号再现/传输信号接收侧的具体电路的例子。
具体实施方式
此后将参考附图描述根据本发明的各种实施例。一般来说，根据本发明的一个实施例，提出一种在主信息信号上叠加子信息信号以便进行传输或记录的信号处理系统，所述系统包含：第一编码器，被配置成编码主信息；第二编码器，被配置成编码子信息；第一调制器，被配置成基于第一编码器的输出调制载波；复制模块，被配置成复制第二编码器的输出以产生编码的子信息单元；和第二调制器，被配置成基于编码的子信息单元对第一调制器的输出进行幅度调制，其中，第二调制器被配置成以σ/(μ×(2N)1/2)为0.4或者更小进行幅度调制，其中，传输路径或者存储介质的噪声功率为σ2，编码的子信息单元的数量是N，幅度调制后的对应于编码的子信息单元的比特1和比特0的信号电平是A和B，并且电平差A-B是μ。
图1示出了根据本发明的第一实施例的信息记录/再现/传输系统的基本结构。主信息10被编码模块12编码。编码模块12执行纠错编码、针对例如对应于存储介质或者通信路径的带宽限制的调制编码、和同步码添加。从编码模块12输出的编码数据被提供给信号调制模块14。信号调制模块14根据主信息的编码数据调制载波信号(未示出)，并输出要被记录在介质上的记录信号或者要被传送到通信路径的传输信号。存在各种信号调制方法，例如，幅度调制、频率调制、相位调制，以及它们的组合。本发明不依赖于信号调制方法。
子信息20被编码模块22编码。编码模块22执行与由编码模块12执行的处理类似的处理。从编码模块22输出的编码数据被提供给码复制/混排/加扰模块24。码复制/混排/加扰模块24以预定的数据单元复制和复用子信息的编码数据，以便在再现时可以执行积分(integration)处理。同时，码复制/混排/加扰模块24执行混排处理，用于在复制数据的预定单元之间混排数据的顺序。混排的单元可以是比特单元或者码单元，或者，混排的单元可以跨多个数据单元。从保密的观点，期望以较细小的单元执行混排。代替混排，或者除了混排以外，还可以执行加扰。因此，保密性被进一步提高。通过使用特定信息作为种子，可以连续地产生用于加扰的加扰序列，或者，可以使用预定的模式(pattern)。作为所述特定信息，可以利用秘密信息，例如盘片唯一ID、单独传送的ID，或者秘密密钥。当所述特定信息被通过其他手段保密时，子信息的保密性被进一步提高。作为模式产生方法，可以利用使用M顺序随机数的方法。此外，如果期望更可靠的随机数序列，则可以利用使用可靠块密码(firm block cipher)的序列，例如AES。
信号调制模块14的输出和码复制/混排/加扰模块24的输出被提供到信号调制模块16。和信号调制模块14相似，信号调制模块16根据码复制/混排/加扰模块24的输出调制信号调制模块14的输出。
因此，主信息的被调制信号和子信息的被调制信号以叠加状态被记录在存储介质中/从存储介质再现，或者通过传输介质传送。信号的叠加依赖于信号调制模块14和16的调制方法。例如，当主信息被幅度调制而子信息被频率调制时，通过根据子信息的被调制信号对主信息的被调制信号的频率进行频率调制来执行信号叠加。对于频率调制，可以利用采用PLL的普通频率调制器。当主信息和子信息都被幅度调制时，可以由加法器或者乘法器执行信号叠加。无论采用哪种调制方法，都需要子信息是细微的并且可通过积分再现，子信息信号的信息量小于主信息信号的信息量，其中可以预期高记录效率和高传输效率的频带被分配给主信息信号，并且主信息信号分量通过在鉴别子信息信号时进行滤波而被充分地抑制。因此，期望子信息信号的频带充分低于主信息信号的频带。当主信息信号的记录/再现/传输频带中的中心频率是Fmain时，应该满足如果子信息信号的记录/再现/传输频带中的中心频率是Fsub，则Fsub＜Fmain/100。此外，子信息可以被叠加在整个主信息信号上，或者可以只被叠加在一部分主信息信号上。
已从介质读出的信号，或者已被传送的信号，被提供给信号检测模块26。被检测模块26检测的信号被传递到主信息再现模块28和子信息信号检测模块32。主信息再现模块28执行比特鉴别/解调/解码处理，并再现主信息30。比特鉴别处理是根据信号调制方法和存储介质/通信路径的特性执行预定的滤波、相位同步和检波的处理。子信息信号检测模块32以对应于子信息的信号调制方法的预定信号单元执行同步处理。在这种情况下，作为同步信号，可以利用主信息中的同步信号。当同步信号被包括在子信息中时，这个同步信号可以被使用。在子信息信号的同步处理之前和之后，根据子信息信号调制方法和通信路径的特性选择滤波处理、相位同步处理或者检波处理。已经经过同步处理的子信息信号被解混排(deshuffling)/解扰模块34按原始数据顺序重新排列。此后，由信号积分模块36按复制数据的单元执行信号积分，从而能够获得子信息信号的信号分量加强(emphasis)的效果和噪声抑制的效果。除了积分处理以外，还可以执行用于限制算术位数(arithmetic bit digits)的平均处理。已经针对比特鉴别而被充分加强的信号积分模块36的输出被比特鉴别模块38和解调和解码模块40处理，并且子信息42被再现。
图2示出了编码模块12(或者22)的例子。地址(分组)信息添加模块52把地址信息添加到主信息10或子信息20(编码前数据)。然后，校正码添加模块54把校正码添加到主信息10或子信息20，并且码调制模块56调制/编码结果信息。同步信号添加模块58把同步信号添加到码调制模块56的输出，并且调制/编码数据被产生。
图3到图6示出了信号调制模块14和16的一部分的具体结构的例子。
图3示出了主信息和子信息的调制方法都是幅度调制(AM)的例子。载波信号被提供给AM调制模块62，并且AM调制模块62的输出信号被提供给AM调制模块64。来自编码模块12的编码的主信息数据被提供给AM调制模块62，并且载波信号被编码的主信息数据进行幅度调制。来自编码模块22的编码的子信息数据被提供给AM调制模块64。已经在AM调制模块62中被编码的主信息数据进行幅度调制的载波信号被编码的子信息数据进一步进行幅度调制。因此，主信息的被调制信号和子信息的被调制信号被叠加。
图4示出了主信息的调制方法是幅度调制，而子信息的调制方法是频率调制(FM)的例子。载波信号被提供给AM调制模块66，并且AM调制模块66的输出信号被提供给FM调制模块68。来自编码模块12的编码的主信息数据被提供给AM调制模块66，并且载波信号被编码的主信息数据进行幅度调制。来自编码模块22的编码的子信息数据被提供给FM调制模块68。已经在AM调制模块66中被编码的主信息数据进行幅度调制的载波信号被编码的子信息数据进行频率调制。因此，主信息的被调制信号和子信息的被调制信号被叠加。
图5示出了主信息的调制方法是幅度调制，而子信息的调制方法是相位调制(PM)的例子。载波信号被提供给AM调制模块70，并且AM调制模块70的输出信号被提供给PM调制模块72。来自编码模块12的编码的主信息数据被提供给AM调制模块70，并且载波信号被编码的主信息数据进行幅度调制。来自编码模块22的编码的子信息数据被提供给PM调制模块72。已经在AM调制模块70中被编码的主信息数据进行幅度调制的载波信号被编码的子信息数据进行相位调制。因此，主信息的被调制信号和子信息的被调制信号被叠加。
图6示出了主信息的调制方法是脉冲调制(例如脉冲宽度调制、脉冲幅度调制)，而子信息的调制方法是幅度调制的例子。载波信号被提供给脉冲调制模块74，并且脉冲调制模块74的输出信号被提供给AM调制模块76。来自编码模块12的编码的主信息数据被提供给脉冲调制模块74，并且利用编码的主信息数据对载波信号进行脉冲调制，例如脉冲宽度调制或者脉冲数量调制。来自编码模块22的编码的子信息数据被提供给AM调制模块76。已经在脉冲调制模块74中被编码的主信息数据进行脉冲调制的载波信号被编码的子信息数据进行幅度调制。因此，主信息的被调制信号和子信息的被调制信号被叠加。
图7示出了编码子信息的例子。根据预定方法的纠错码(“次级数据奇偶校验”)被产生，并被添加到子信息，因此组成了子信息数据块(“次级数据块”)。作为纠错码，可以利用任意码，例如一般的循环码或者块码。误差编码之后的码还可以经受预定的码调制处理，用于带宽或者模式限制。例如，利用任意方法，例如用于根据预定的表以不同的序列替换任意长度的比特序列的调制方法。具体来说，为了减少对主信息的影响并更容易检测子信息，期望具有DC抑制效果的码调制方法。这种码调制方法的例子包括：包括码的DSV(数字和值)控制比特的调制系统和双相位调制系统。此外，当子信息中包括同步信号时，用于同步的模式可以被嵌入子信息数据块的预定单元。
一般来说，积分处理具有提高信噪比(S/N)的效果。例如，如果噪声特性是白噪声，则通过N次积分，可以预期3log2(N)的改善效果。具体地说，即使子信息信号是微小的，并且对于通信路径中的噪声或者因主信息信号所致的噪声的S/N比是0dB，通过32次积分，S/N比可以被提高达到15dB。
图10A到图10E示出了通过积分，S/N比的改善。图10A示出了原始数据，并且图10B、10C、10D和图10E分别示出了在8次积分、16次积分、32次积分和64次积分之后的数据。在这种情况下，积分处理基于相同数据以比特为单位执行。代替执行信号积分，可以采用以下方法，其中：在每一个数据单元中执行过比特鉴别之后，基于相同数据，针对被鉴别的比特执行多数判定(majority decision)，从而增强鉴别可靠性。当信噪比变低时，子信息对主信息的影响降低，并且子信息的保密性得到提高，但是为了再现，需要更多次数的积分。图12A示出了在积分之后的子信息信号波形，并且图12B示出了其分布。在这个例子中，通过阈值被设置在0电平的二值化执行确定。这表明当以-1和1为中心的分布的可分离性较高时，检测比率较高。
图13示出了根据上面的原理估计子信息的检测信号的方法。图13是绘出当对应于码极性的两个分布的中心(阈值)被设置在0时信号的绝对值的图。在这种情况下，可以通过从分布中心到阈值的距离μ和分布的标准差σ计算与码极性的检测比率具有相关性的值。μ值对应于子信息的调制信号量。因此要理解，使用μ和σ作为确定子信息的信号检测比率、保密性和减小对主信息的影响的方法是有益的。例如，作为用于估计检测比率的手段，存在使用σ/μ或者误差函数的方法，并且其上限被指定。作为用于估计保密性和对主信息的影响程度的手段，μ值的上限被指定。σ/μ和μ的下限可以被指定。
如图1中所示，在码复制以后，子信息被混排。在再现子信息时，混排是扰动因素，但是在对因主信息所致的噪声或者信息存储介质或传输路径中的噪声进行白化时混排是有效的。当主信息或噪声具有作为对子信息信号有不利影响的频带特性的性质时，认为该噪声不能通过积分被充分地抑制，结果，不能预期信噪比的足够的改善。具体来说，近年来，为了提高信息存储介质密度的增加和根据信息传输的高速度的传输密度的增加，能够保证质量的大多数频带被分配给主信息的记录/再现和传输。在这种情况下，认为把能够保证用于子信息检测的足够信噪比的频带分配给子信息的记录信号/传输信号的频带很困难。因此，期望通过混排执行白化。当子信息要求保密性时，能够预期难以容易地估计积分顺序的效果。关于混排的模式，可以利用预定的顺序，如图8中所示，或者，可以利用通过预定的模式产生方法基于特定信息接连地产生的数值序列，如图9中所示。在任一情况下，基于预定的随机数序列产生模式。关于随机数产生方法，可以使用采用M序列随机数的方法。如果期望更可靠的随机数序列，则可以利用使用可靠块密码的序列，例如AES。在结合特定信息接连产生的情况下，例如盘片唯一ID、单独传送的ID或者秘密密钥的秘密信息可以被用作所述特定信息。当所述特定信息被通过其他手段保密时，子信息的保密性被进一步提高。
在图8中，第0单元到第N-1单元指示子信息的N个复本，并且子信息数据单元(“次级数据单元”)指示混排以后的子信息。第0复制单元到第N-1复制单元这N个单元由(m+n)字节信息B组成。通过把子信息的字节D1到Dm+n-1中的任何一个分配给字节信息B来执行混排。
图9示出了执行混排的硬件的例子。子信息被提供给混排模块78，并且混排模式产生模块80的输出被提供给混排模块78。初始值或者种子(此后称为“种子”)被提供给混排模式产生模块80，产生对应于所述初始值的随机数，并且对应于所述随机数的混排模式被提供给混排模块78。混排模块78根据所述混排模式混排子信息。作为种子，可以利用秘密信息，例如盘片唯一ID、单独传送的ID或者秘密密钥。种子可以每次改变，或者可以总是使用单个种子。
已被记录在介质上的子信息信号，或者已被传送的子信息信号被如图11中所示的鉴别模块处理。从信号检测模块26输出的子信息信号的再现信号(或传输信号)由滤波器(带通滤波器)模块82进行噪声抑制处理，然后由AM/FM/PM解调模块84根据子信息的信号调制方法进行检测处理。在这种情况下，作为滤波器模块82的截止频率，可以利用能够充分地抑制主信息信号分量的截止频率，因为主信息和子信息的参考频率被充分地分离。此后，参考子信息中所包括的同步信号或者从主信息获取的同步信号，解混排模块86根据由混排模式产生模块90单独产生的混排模式执行解混排处理。在通过解混排恢复了原始顺序的子信息信号之后，积分/平均模块88以相同数据单元执行积分处理。在这种情况下，除了积分处理以外，可以执行用于算术位数限制的平均处理。积分后的信号被输入后级比特鉴别处理。同时，当子信息被加扰时，在解混排处理之后，也执行解扰处理。
通过把子信息信号降低到单个数据单元不容易被鉴别的程度，可以在没有解调侧的积分处理的情况下禁止子信息的再现。此外，通过利用混排改变积分顺序，可以使得在非法装置(其中积分和混排的细节不被识别)中子信息的再现很困难。当被编码的子信息的单个数据单元是M字节，并且混排的单位是1字节时，混排的模式的数量是M的阶乘M！。另外，如果子信息的再现所需的积分的数目是N，则所有混排模式的数量是M！×N。因此，对于不理解积分和混排的细节的非法人员，为了通过执行全部数目来指定混排模式，她/他需要执行M！×N次尝试。例如，当一次尝试所需要的时间是1ms，M是16并且N是32时，全部数目尝试要求20000年或更久。在另一方面，当一次尝试所需要的时间是1ms，M是8并且N是32时，全部数目尝试要求大约21分钟。此外，为了获得使子信息白化的效果，期望选择高度随机的混排模式，并且通过重复指定部分混排模式，尝试的次数可以指数减少。因此，期望模式数量M！×N尽可能大。具体来说，和N相比，M对模式数量的增加影响更大，并且期望把M设置为16或者更大。
接着，描述具体例子。举例描述通过幅度调制传送子信息的情况。图15示出了传输侧信号处理单元。子信息20被编码模块22编码，并且信号复制模块104产生N个复本106(第0单元到第N-1单元)，每一个均由预定的数据单元组成。在这种情况下，每一个单元可以包含单条子信息、多条子信息，或者单条子信息的一部分。每一个单元均被顺序改变模块108混排。
在另一方面，初始值(种子)被提供给混排模式产生模块114(图9中的80)，产生对应于所述初始值的随机数，并且对应于所述随机数的混排模式115(第0模式到第N-1模式)被提供给顺序改变模块108(图9中的混排模块78)。顺序改变模块108根据由混排模式产生模块114产生的每一个模式所指示的顺序信息，混排每一个子信息单元。
随后，为了确定后级相乘模块102(图1中的信号调制模块16)幅度调制的调制量，每一个顺序改变的单元被发送到增益调整模块110，并产生子信号112(第0子信号到第N-1子信号)。在这种情况下，增益调整模块110中的调整量根据可能的积分次数(积分次数的上限是子信息的复本的数量N)和在传输路径中子信息传输频带中的窄带噪声电平确定。信号复制模块104、顺序改变模块108、增益调整模块110和混排模式产生模块114构成了图1中的码复制/混排/加扰模块24。
如上所述，使用μ和σ作为确定子信息的信号检测比率、保密性和减小对主信息的影响的方法是有益的。一般来说，通过测量传输路径中子信息传输频带中的窄带噪声，可以把σ值设置为已知值。此外，当子信息信号关于码1具有信号电平“A”，并且关于码0具有信号电平“B”时，根据子信息信号幅度差μ＝A-B和噪声功率σ2计算的子信号指数值σ/μ与误差率(比特误差率)具有相关性，如图14中所示。由此，通过上述N次积分，信噪比增加了3log2(N)dB，即简单比增加了(2N)1/2。因此，子信号指数值通过积分以σ/(μ×(2N)1/2)的关系被提高。在块校正码中，期望实际的误差率是10-2或更少。因此，从图14理解，在积分之后子信号指数值的目标值需要是0.4或更小。
图16示出了子信息信号的接收侧信号处理单元的例子，如图15中所示，子信息信号在传输侧已被处理。从图15的电路传送的子信息信号被信号检测模块26通过预定的信号检测方法检测，然后被输入主信息处理单元和子信息处理单元。在主信息处理单元中，根据所述信号执行同步处理，并且采样模块120利用预定的时钟执行采样，所述时钟由同步处理模块122产生。被采样的主信息信号在比特鉴别/解调/解码模块28中经受解码处理，例如比特鉴别、解调和校正处理，并且主信息信号被再现为主信息30。
在另一方面，在子信息处理单元中，在滤波模块82执行过滤波处理以后，采样模块126利用由同步处理模块122产生的时钟执行采样。然后，ASK检测模块84执行ASK检测处理。检测信号的子信号序列被根据主信息处理单元的比特鉴别/解调/解码模块28再现的地址信息124存储在寄存器128中。相应的序列被顺序改变模块130(图11中的86)根据顺序信息解混排，所述顺序信息由混排模式产生器136(图11中的90)产生的每一个模式指示。此后，由积分/平均模块88(图1中的信号积分模块36)执行积分处理，并且信号分量被加强。随后，二值化模块38(图1中的比特鉴别模块38)执行比特鉴别，并且解码模块40再现子信息。
尽管图15和图16描述了信号传输系统，但是在上面的描述中，通过用“记录/再现”替换“传输”，可以类似地实现信号记录/再现系统。
根据上述实施例，当通过用子信息调制主信息信号把子信息叠加在主信息上时，子信息调制量被减少，以使在每一个子信息单元中的再现很困难，并且记录信号电平被有意地降低。此外，使得子信息的传输频带相对于主信息足够地低，并且对主信息的信号质量和再现性能的负面影响可以受到抑制。而且，子信息信号被复制和相乘记录，并且子信息的再现仅通过积分从检测侧的多个子信息单元读出的信号来实现。因此，可以充分地保证子信息检测性能。具体地说，当子信息被叠加在主信息上并被记录/再现或传输时，有可能既抑制对主信息信号的记录/再现/传输(例如记录/再现质量、传输质量、记录/再现性能，和传输性能)的影响，又保证子信息的足够的记录/再现性能和传输性能。
当叠加子信息时，如果存在即使通过上述积分也很难抑制的频带噪声，则通过混排把上述噪声白化，从而能够实现稳健的子信息再现。此外，当子信息是用于例如版权保护的值并且需要防止被非法轻易拷贝/识别时，积分顺序被混排以便不容易被估计，从而能够防止非法的子信息再现。
此外，由于秘密信息在信号调制处理中而非编码处理中被嵌入主信息，即使执行了专业的码分析，所述秘密信息的记录/再现系统和传输系统也不被解码。
如上所述，根据本实施例，当子信息被记录/再现或传送时，可以既抑制对主信息信号的记录/再现/传输(例如记录/再现质量、传输质量、记录/再现性能、和传输性能)的影响，又保证子信息的足够的记录/再现性能和传输性能。
根据本实施例，当子信息被用于例如版权保护并且需要防止被轻易拷贝/识别时，积分顺序被混排以便不容易被估计，从而能够抑制子信息本身存在的可识别性。
本发明可应用于在/从信息存储介质记录/再现信号的记录/再现系统，并可应用于通过传输介质传送信号的信号传输系统。
虽然已经描述了本发明的某些实施例，但是仅通过举例给出了这些实施例，并非旨在限制本发明的范围。实际上，可以用各种其他形式具体实施这里所描述的新颖方法和系统；此外，不偏离本发明的精神，可以对这里所描述的方法和系统的形式做出各种省略、替换和改变。这里所描述的系统的各种模块可以被实施为软件应用程序、硬件，和/或软件模块，或者一个或更多个例如服务器的计算机上的部件。虽然单独地示出了各种模块，但是它们可以共享一些或者全部的相同底层逻辑或者代码。预期所附权利要求及其等同物覆盖将落入本发明的范围和精神内的这些形式或者修改。

Claims (10)

1.一种在主信息信号上叠加子信息信号以便进行传输或者记录的信号处理系统，所述系统的特征在于包含：
第一编码器(12)，被配置成编码主信息；
第二编码器(22)，被配置成编码子信息；
第一调制器(62)，被配置成基于第一编码器的输出调制载波；
复制模块(104)，被配置成复制第二编码器的输出以产生编码的子信息单元；和
第二调制器(64)，被配置成基于编码的子信息单元对第一调制器的输出进行幅度调制，
其中，第二调制器(64)被配置成以σ/(μ×(2N)1/2)为0.4或者更小进行幅度调制，其中，传输路径或者存储介质的噪声功率为σ2，编码的子信息单元的数量是N，幅度调制后的对应于编码的子信息单元的比特1和比特0的信号电平是A和B，并且电平差A-B是μ。
2.一种在主信息信号上叠加子信息信号以便进行传输或者记录的信号处理系统，所述系统的特征在于包含：
第一编码器(12)，被配置成编码主信息；
第二编码器(22)，被配置成编码子信息；
第一调制器(62、66、70、74)，被配置成基于第一编码器的输出调制载波；
复制模块(104)，被配置成复制第二编码器的输出以产生编码的子信息单元；和
第二调制器(64、68、72、76)，被配置成基于编码的子信息单元对第一调制器的输出进行幅度调制，
其中，传输或者记录中的子信息信号的频带低于主信息信号的频带。
3.如权利要求1或2所述的系统，其特征在于还包含：
混排模块(108)，连接在复制模块和第二调制器之间，并被配置成基于预定的表混排构成编码的子信息单元的数据单元的顺序，
其中，第二调制器被配置成基于由混排模块混排的数据单元的顺序执行调制。
4.如权利要求1或2所述的系统，其特征在于还包含：
混排模块(108)，连接在复制模块和第二调制器之间，并被配置成基于根据对传输单元或者记录单元唯一的值产生的伪随机数混排构成编码的子信息单元的数据单元的顺序，
其中，第二调制器被配置成基于由混排模块混排的数据单元的顺序执行调制。
5.如权利要求1或2所述的系统，其特征在于还包含：
加扰模块(108)，连接在复制模块和第二调制器之间，并被配置成根据对编码单元唯一的值对构成编码的子信息单元的数据单元的顺序加扰，
其中，第二调制器被配置成基于由加扰模块加扰的数据单元的顺序执行调制。
6.一种信息存储介质，其特征在于主信息信号和子信息信号被记录，而子信息信号被叠加在主信息信号上，主信息信号和子信息信号被信息处理系统记录，所述信息处理系统包含：
第一编码器(12)，被配置成编码主信息；
第二编码器(22)，被配置成编码子信息；
第一调制器(62)，被配置成基于第一编码器的输出调制载波；
复制模块(104)，被配置成复制第二编码器的输出以产生编码的子信息单元；和
第二调制器(64)，被配置成基于编码的子信息单元对第一调制器的输出进行幅度调制，
其中，第二调制器(64)被配置成以σ/(μ×(2N)1/2)为0.4或者更小进行幅度调制，其中，传输路径或者存储介质的噪声功率为σ2，编码的子信息单元的数量是N，幅度调制后的对应于编码的子信息单元的比特1和比特0的信号电平是A和B，并且电平差A-B是μ。
7.一种信息存储介质，其特征在于主信息信号和子信息信号被记录，而子信息信号被叠加在主信息信号上，主信息信号和子信息信号被信息处理系统记录，所述信息处理系统包含：
第一编码器(12)，被配置成编码主信息；
第二编码器(22)，被配置成编码子信息；
第一调制器(62、66、70、74)，被配置成基于第一编码器的输出调制载波；
复制模块(104)，被配置成复制第二编码器的输出以产生编码的子信息单元；和
第二调制器(64、68、72、76)，被配置成基于编码的子信息单元对第一调制器的输出进行幅度调制，
其中，传输或者记录中的子信息信号的频带低于主信息信号的频带。
8.如权利要求6或7所述的存储介质，其特征在于所述系统还包含：
混排模块(108)，连接在复制模块和第二调制器之间，并被配置成基于预定的表混排构成编码的子信息单元的数据单元的顺序，
其中，第二调制器被配置成基于由混排模块混排的数据单元的顺序执行调制。
9.如权利要求6或7所述的存储介质，其特征在于所述系统还包含：
混排模块(108)，连接在复制模块和第二调制器之间，并被配置成基于根据对传输单元或者记录单元唯一的值产生的伪随机数混排构成编码的子信息单元的数据单元的顺序，
其中，第二调制器被配置成基于由混排模块混排的数据单元的顺序执行调制。
10.如权利要求6或7所述的存储介质，其特征在于所述系统还包含：
加扰模块(108)，连接在复制模块和第二调制器之间，并被配置成基于对编码单元唯一的值对构成编码的子信息单元的数据单元的顺序加扰，
其中，第二调制器被配置成基于由加扰模块加扰的数据单元的顺序执行调制。
CN200910226592A 2008-11-28 2009-11-25 信号处理系统和信息存储介质 Pending CN101751959A (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2008304832A JP4521457B2 (ja) 2008-11-28 2008-11-28 情報伝送システム
JP2008-304832 2008-11-28

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN101751959A true CN101751959A (zh) 2010-06-23

Family

ID=41396492

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN200910226592A Pending CN101751959A (zh) 2008-11-28 2009-11-25 信号处理系统和信息存储介质

Country Status (4)

Country Link
US (1) US7949071B2 (zh)
EP (1) EP2192586B1 (zh)
JP (1) JP4521457B2 (zh)
CN (1) CN101751959A (zh)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104052593A (zh) * 2013-03-15 2014-09-17 埃森哲环球服务有限公司 基于可配置密钥的数据混排和加密
US11818581B2 (en) * 2022-04-15 2023-11-14 Qualcomm Incorporated L1 security by adding artificial AM/PM

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112329591B (zh) * 2020-10-30 2024-03-29 成都凯天电子股份有限公司 一种消除毛刺干扰信号的数字信号处理方法

Family Cites Families (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6427012B1 (en) * 1997-05-19 2002-07-30 Verance Corporation Apparatus and method for embedding and extracting information in analog signals using replica modulation
JP3292295B2 (ja) * 1997-12-18 2002-06-17 ソニー株式会社 光ディスク記録装置、光ディスク記録方法、光ディスク、光ディスク再生装置
JP4047480B2 (ja) 1998-03-17 2008-02-13 株式会社東芝 記録媒体、記録媒体作成装置及びデータ再生装置
EP0955634A1 (en) * 1998-05-04 1999-11-10 Spiro J. Pandelidis High Tech Applications Anti-copying system for audio signals
JP2001043141A (ja) 1999-07-28 2001-02-16 Sony Corp 情報信号伝送方法、情報信号伝送システム、情報信号送信装置、情報信号受信装置および情報信号記録媒体
JP4771635B2 (ja) * 1999-10-06 2011-09-14 コーニンクレッカ フィリップス エレクトロニクス エヌ ヴィ 一次元の情報信号へのウォーターマークの埋め込み及び検出
AU2001290335A1 (en) * 2000-10-03 2002-04-15 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Optical information medium, recording and reproduction apparatus, and recording and reproduction method
WO2002035529A2 (en) * 2000-10-27 2002-05-02 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Optical disc, recording apparatus and method, and reproduction apparatus and method
JP3779580B2 (ja) 2001-09-27 2006-05-31 株式会社東芝 信号処理方法及び装置、信号再生方法及び装置、記録媒体
JP2003122637A (ja) 2001-10-10 2003-04-25 Toshiba Corp 秘匿情報を伴う情報記録方法及び装置及び再生方法及び装置
JP2003168262A (ja) * 2001-11-29 2003-06-13 Toshiba Corp ウォーターマークを含むコンテンツの記録装置及びウォーターマークを含むコンテンツの記録方法
US6885757B2 (en) * 2002-04-18 2005-04-26 Sarnoff Corporation Method and apparatus for providing an asymmetric watermark carrier
JP3994834B2 (ja) 2002-09-13 2007-10-24 ソニー株式会社 情報記録装置、情報記録方法及び光学式記録媒体
KR100937805B1 (ko) 2002-10-18 2010-01-20 파나소닉 주식회사 정보 기록 매체, 그것에 대한 정보 기록 장치 및 정보 재생장치
JP2004139700A (ja) 2002-10-21 2004-05-13 Matsushita Electric Ind Co Ltd 光ディスク記録再生装置
JP4273767B2 (ja) 2003-01-06 2009-06-03 ソニー株式会社 マスタリング装置、ディスク製造方法、ディスク状記録媒体、ディスク再生装置、ディスク再生方法
JP4110530B2 (ja) * 2003-10-22 2008-07-02 ソニー株式会社 情報記録処理装置、情報再生処理装置、情報記録媒体、および方法、並びにコンピュータ・プログラム
WO2006136986A2 (en) * 2005-06-21 2006-12-28 Koninklijke Philips Electronics N.V. Device and a method for embedding a secondary information signal in the channel data stream of a primary information signal using scrambling
JP5064042B2 (ja) * 2006-01-25 2012-10-31 パナソニック株式会社 データ送信装置及びデータ受信装置
CA2685671C (en) * 2007-04-24 2018-09-18 Aviation Communication & Surveillance Systems Llc Systems and methods for providing an atc overlay data link

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104052593A (zh) * 2013-03-15 2014-09-17 埃森哲环球服务有限公司 基于可配置密钥的数据混排和加密
CN104052593B (zh) * 2013-03-15 2017-10-31 埃森哲环球服务有限公司 基于可配置密钥的数据混排和加密
US11818581B2 (en) * 2022-04-15 2023-11-14 Qualcomm Incorporated L1 security by adding artificial AM/PM

Also Published As

Publication number Publication date
EP2192586B1 (en) 2013-06-05
US7949071B2 (en) 2011-05-24
US20100135436A1 (en) 2010-06-03
JP4521457B2 (ja) 2010-08-11
JP2010129143A (ja) 2010-06-10
EP2192586A1 (en) 2010-06-02

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7536727B2 (en) Content management method, recording and/or reproducing apparatus, and recording medium
CN1173273C (zh) 数据记录方法及装置、数据记录媒体与数据重现方法及装置
CN100367247C (zh) 用于管理记录介质的复制保护信息的方法
CN101079295A (zh) 记录信号的复制保护系统
TW530297B (en) Information recording medium for recording a scrambled part of content information, and method and apparatus for reproducing information recorded therein
KR20000035263A (ko) 부가 정보 전송 방법, 부가 정보 전송 시스템, 정보 신호출력 장치, 정보 신호 처리 장치, 정보 신호 기록 장치 및정보 신호 기록 매체
JP2007116659A (ja) 暗号化方法，暗号復号化方法，暗号化装置，暗号復号化装置，送受信システムおよび通信システム
CN1313599A (zh) 加密信息信号、信息记录介质、信息信号再生及记录装置
WO2006044301A2 (en) Method and apparatus for dvd copy protection with selective data pattern insertion
US20050076225A1 (en) Method and apparatus for verifying the intergrity of system data
JP2002108711A (ja) データ処理装置及びデータ処理方法
JPH09128890A (ja) 信号記録方法及び装置、信号再生方法及び装置、信号送信方法及び装置、信号受信方法及び装置、並びに記録媒体
CN100401411C (zh) 信息记录/再现处理设备和方法,记录介质和计算机程序
RU2292092C2 (ru) Способ копирования, устраняющий возможность побитного копирования цифровых данных, и считывающее устройство для его осуществления
US20030215095A1 (en) Time shift outputting method and time shift outputting apparatus for contents data
CN101751959A (zh) 信号处理系统和信息存储介质
RU2001113515A (ru) Способ копирования, устраняющий возможность побитного копирования цифровых данных и считывающее устройство для его осуществления
KR100937805B1 (ko) 정보 기록 매체, 그것에 대한 정보 기록 장치 및 정보 재생장치
CN100382161C (zh) 用于管理记录介质的复制保护信息的方法
CN100385521C (zh) 用于管理记录介质的复制保护信息的方法
JP3796772B2 (ja) データ処理方法、データ記録装置及びデータ再生装置
CN100382156C (zh) 用于管理记录介质的复制保护信息的方法
WO2003085479A2 (en) Apparatus and method for rendering user data
CN1127079C (zh) 数据传递方法、记录装置和再现装置
JP3700546B2 (ja) 著作権保護装置および著作権保護方法

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C02 Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001)
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

Open date: 20100623