CN1236470A - 用于在载体上记录信息的方法和设备 - Google Patents

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Abstract

一种用来在适当的介质上,特别是所描述的CD上以数字方式记录信息的方法,其中,记录段(11)是在记录过程中形成的。记录段(11)包括一个带有要记录信息的节目部分(20)。在记录节目部分(20)之前,先记录预定数量的结束块(25,26)。在记录过程中,标识用于相关记录过程的记录装置的识别码(RID)被记录在介质上。根据本发明,识别码(RID)被记录在至少一个所描述的起始块(21,22,23,24)和结束块(25,26)中。这使得即使在相对较短记录段的情况下,也可能记录完整的识别码。

Description

用于在载体上记录信息的方法和设备
本发明通常涉及在栽体上记录信息，尤其涉及在压缩盘，这里称为CD的载体上记录信息。
在本发明范围内，术语“信息”被理解为具有广泛的含义：它指各种形式的信息，不仅是数据文件，而且还是例如音频或视频信息。
尽管本发明在CD记录上尤为重要，但是该领域的技术人员明白的是，本发明并不局限于此，它对于在其它载体上，例如DVD上记录信息也是有用的。然而，本发明在下文中将特别针对CD记录来阐述。
信息记录可以粗略划分为两类：一方面，生产者记录信息，另一方面，消费者记录信息。生产者记录涉及的场合是，例如，制造商大量在载体上记录音乐并通过正常渠道销售这些载体。终端使用者(消费者)可以在商店里买到这些CD并在他们的播放设备上播放。消费者记录所涉及的场合是，消费者自己拥有记录装置并且可以利用该装置进行记录操作。
消费者记录是一个长期存在的现象，该现象在音频工业上是非常重要的。它使得消费者能够利用例如无线电接收机、留声机等等作为记录源，按照自己决定的顺序来记录他喜欢的音乐。消费者可以使用磁带(磁带录音机、盒式录音机)作为记录介质。原则上，该记录可能违反版权法。因为传统的记录系统是基于模拟记录技术的，这种技术常常降低了质量，所以它的使用常局限于私人范围，而非正当使用一般在小规模内发生。
最近，可以在例如磁带或CD上进行数字记录的装置已经被引入消费市场。尤其是，消费者被给予一种相对较新的手段：将CD作为记录介质。由于使用了数字记录技术，这些CD具有很高的质量使得存在不可忽视的大规模盗版冒险现象。此外，这种技术使得复制计算机程序成为可能，同样在该领域盗版(非法复制)也是不希望的。
出于这些原因，用于消费市场的CD记录设备按下述方式设计：当记录CD时，一个唯一的特定设备码也被写入CD，利用该识别码可以识别出相应的记录装置。如果发现非法记录，那麽就有可能查出进行这种非法记录的装置。该码被表示为RID码(记录机识别码)。
本发明特别涉及RID码被记录的方式。
正如这里将要详细解释的，RID码与实际信息交织在一起。这意味着当写入完整的RID码时，必须在相对较长的时间内不中断地记录信息。在音频记录的情形中，这不是一个缺点，因为最短几秒钟、通常几分钟的序列将会被记录下来。然而，在数据记录时，这就成为一个缺点，在数据记录中，需要相对较短的记录长度。
本发明的一个重要目标是给出一个针对该问题的解决方案，该解决方案与现存方法能很好地兼容。
如同该领域内的技术人员明白的，在数字记录操作中需要使用错误校正方法，利用该方法，错误写或读的比特可以被“修复”。在当前使用的错误校正方法中，预定数量的连续字节被组合起来考虑。为了保证记录段的第一和最后比特都能被检查并可能被校正，在实际记录过程开始之前先记录一些起始块，在实际记录过程之后再记录一些结束决。如同已知的，对于读记录的装置来说，起始块也充当“捕捉”块的作用。例如，通过这些块捕捉读装置的时钟，并且例如，解码器与之同步，使得当读装置的读出头达到第一数据块的起始位置时，正确的读出直接发生。
尽管这些起始和结束块对于使得读装置能够令人满意地读出实际记录是必要的，但是在这种情况下，所述起始和结束块的信息内容是没有用的。本发明基于这样一种认识：所述的块表示与每个记录段相关的大量存储空间，这些空间迄今还没有用到，这些块对于记录与实际记录段和/或记录装置有关的信息是非常合适的。
根据本发明的一个重要方面，RID码至少被记录在起始和/或结束块之一中的。
所有的起始和/或结束块最好以相同的方式写入。
参考下面描述的实施方案，本发明的所有方面都会变得一清二楚。
在附图中
图1表示CD上记录信息的结构。
图2是读装置中的数据处理。
图3是Q字节的结构。
图4是写装置的图。
实际中在CD上记录信息是已知的技术。记录中所使用的格式将参考图1A-1D来阐明。
图1表示CD上记录信息的结构。由于物理实现记录的方式不是本发明的主题，并且对记录模式的了解对于该领域的技术人员理解本发明也不是必要的，并且这些知识也是已知的，这个方面将不再描述。
在图1A中，CD中的记录信息由线形记录槽10来表示。对于该领域的技术人员来说明白的是CD记录段实际上是圆形或螺旋线形的。记录槽10可以在单个的写过程中被写入信息，但是如图1A中表示的，另外的可能是记录槽10也可能在多个互相独立的写过程中被写入信息，然而，原则上，在不同的写过程中可能不同的记录装置被激活。在一个单独写过程中被写入信息的部分记录槽10将被称做记录段11。
图1B是图1A中记录槽10的一部分尺寸放大后的示例，该图还说明每个记录段11包括一个节目部分20，其长度原则上是无限的(当然是在CD的可能范围之内)。图1C以更大的比例说明了图1B中的节目部分20的一部分，并说明节目部分20被划分成连续的节目帧30。每个节目帧30包括涉及实际记录信息的32个8比特字节，一个额外的8比特字节40被称做子码字节。在所说的32个8比特字节中，其中24个字节带有实际的记录信息，因此被称做信息字节，而其它8字节被加起来用做错误校正码，并因此被称做校正字节。如下面将要解释的，子码字节40被用来记录附加信息。
图1D表示了起始到图1C中所示每个节目帧30中的子码字节40。如图1D中所示的，子码字节40的8个比特由连续8个字母P,Q,R,S,T,U,V,W表示，98个连续的子码字节401到4098对应于98个连续的节目帧30，共同形成一个子码帧50，该帧定义子码信息的一个整周期。
图2表示从CD1中读到的信息是如何在读装置100中处理的。读组件101将信号102送给一个信号选择组件103，该信号表示连续的节目帧30。CD读装置100有一个第一信号处理通道110用于对实际记录信息进行例如，音乐还原的“正常”处理。信号选择组件103将节目帧30的32个信息字节送给第一信号处理通道110。
CD读装置100有一个第二信号处理通道120称为P通道用来处理由子码字节40的P比特表示的信息。CD读装置100有一个第三信号处理通道130称为Q通道用来处理由子码字节40的Q比特表示的信息。CD读装置100有一个第四信号处理通道140称为R-W通道用来处理组合中R-W比特表示的信息。因此，信号选择组件103将P比特从节目帧30定向给P通道120，将Q比特从节目帧30定向到Q通道130，并把其它比特从子码字节40定向到R-W通道140。
子码帧50的98个连续P比特P1-P98定义了一个P帧。子码帧50的98个连续的Q比特Q1到Q98定义了Q帧。子码帧50的588个比特R1到W98定义了R-W帧。这里通过例子陈述了P帧包括标识CD上记录槽之间区域、盘片的起始区和结束区及类似的区域的信息。例如，盘片的内容表可以通过盘片的起始区域的Q帧存储起来，而与记录相关的Q帧包括记录槽数和播放时间。R-W通道用于文本和图形。
图3说明了通常用参考标号60表示的Q帧的内容，由子码帧50的98个连续的Q比特Q1到Q98定义。每个Q帧60包括9个帧组成部分61到69。第一帧组成部分包括2个同步比特。第二帧组成部分62包括4个控制比特，表明记录信息是音频信息还是数据信息。第三帧组成部分63包括4个模式比特，表明使用相关Q帧60的模式。
在模式3中，其它的帧组成部分具有下述的含义。
第七帧组成部分67包括4个等于0的比特。第8帧组成部分68包括8个表示绝对时间的帧值的比特。第9帧组成部分69包括用于错误校正码(CRC)的16个比特。
第四帧组成部分64和第六帧组成部分66分别包括30和28个比特，其含义由第五帧组成部分65的内容来定义，其中的第五帧组成部分包括2个比特。如果第五帧组成部分65的内容为00，那麽第四帧组成部分64和第六帧组成部分66的58个比特表示国际标准记录码(ISRC)，该码对于每曲音乐来说是唯一的。如果第五帧组成部分65的内容为01，那麽第四帧组成部分64和第六帧组成部分66的58个比特表示一个还没有被定义、但保留为将来所用的码，因而称为TBD码(待定义)。第五帧组成部分65的值10没有用到。
如果第五帧组成部分65的值为11，那麽第四帧64和第六帧66的58个比特表示RID码。已知的RID码是按下述方式构造的。前18个比特定义了包括3个文字/字母的组合，它们按6比特码来编码，并共同定义一个制造商编码，该码表示写入相关记录段所采用的记录装置生产商的名字。接着的20比特定义了也根据所述的6比特码来编码的包括两个字母/数字的组合，以及两个根据4比特BCD码编码的数字，它们共同定义一个表示写入相关记录的记录装置类型的类型码。后20个比特共同定义一个二进制数，MSB为第一位，没有符号位，该数为一个样本码，以独一无二的方式对应于读装置。
要注意的是，实际中使用的Q帧的格式，它是实际中采用的ISRC的格式，并且它和实际中使用的RID码格式满足一种标准，在该标准中，每100±5个连续Q帧中的一个被根据模式3格式化。连续的模式3Q帧以循环连续的方式包括下面的码：ISRC,ISRC,RID,ISRC,ISRC,TBD等。这意味着每6个模式3Q帧RID码才被记录一次，即每600个Q帧一次，或每58,800个节目帧30记录一次。因为每个音频信息帧包括6个音频样本，而音频以44.1KHz的采样频率被采样，这意味着每8秒的音频时间记录一次RID码。这是可接受的，因为音频记录段很少长于8秒，而这样短的音频段的非法复制不太可能会在商业规模上发生。然而，在数据记录的情况中，这意味着每58,800个包括24个记录数据字节的块才发生一次RID码记录，即每大于1.4M字节一次。由于需要以更小的组成部分记录数据的便利性，已知的记录RID码的方法并不适于数据记录。
如在图1B中说明的，在数据记录中，记录段11的节目部分20之前，存在四个起始块21,22,23,24，记录段11的节目部分20之后存在两个结束块25和26。每个块长为2K字节。4个起始块21,22,23和24之前是一个开始-链接块28。两个结束块25和26之后是一个终止链接块29。记录段11的开始-链接块28与前面的记录段11的终止链接块29部分重叠。
原则上，节目部分20自身具有任意长度，但是，实际上它被划分成每块包括2K字节纯数据的块27。更特别地，每个块27包括98个帧30，即98*24=2352个包括更高级的同步，寻址和错误校正比特的记录信息字节。
4个起始块21,22,23和24以及2个结束块25,26有两个重要目的。首先，它们使得节目部分20的起始和最后数据块的错误校正成为可能。实际上，所使用的错误校正算法扩展到多个连续块。为了保证节目部分20的最后数据块27可以无错读出，两个结束块25和26参与了错误校正算法。与后续记录段11的开始链接块28部分重叠的终止链接块29是不完整和不可改正的，并且最后的结束块26将仅能部分用于记录，因为终止链接块29很大程度上是不可读的。第一结束块25将可能被无错读出，但是这一点不是完全肯定的。
为了保证节目部分20的第一数据块27可以被无错读出，两个最后结束块23和24参与了错误校正算法。
起始块的数量大于结束块的数量的重要原因是读记录段11的读装置必须被调整到记录段11被记录的精确方式。例如，将读装置的时钟与写入信息同步是很必要的。在读装置被可靠捕获之前，已经过去了一个特定的时间段，在此时间段内，相关块(21,22)对于错误校正是无用的；更大量的起始块现在用于对此效果进行补偿。能很肯定的是，最后两个起始块23和24可以无错读出。
对于所述的功能，即错误校正和捕获，重要的是起始块21-24和结束块25-26是有效的块，但是这些块中所写的信息内容是不重要的。至于所述的功能，这些块可以被看作具有假信息的附加块。本发明的目的在于通过记录“有用”信息来利用由所述块表示的存储空间，其中的“有用”信息例如为前面提到的识别相关记录装置的RID码。
原则上，在6个起始和结束块中写入互不相同的信息是可能的，但是由于到节目块20的距离很远，无错读出的机会很小。最可用的是最后一个起始块24和(可能程度差一些)第一个结束块25。然而，为了简单，最好是在6个起始和结束块中写入相同的信息。参考最后一个起始块24中的记录，本发明将会被阐述明白。
如这里解释的，写入Q通道的RID码长12个字母，一共为58个比特，它们以相互较大的间隔记录在记录段11的节目部分20中。在本发明的范围内，相同的传统RID码可以被记录到最后的起始块24中。本发明的一个重要优点在于不管记录任何信息，最后一个起始块24都不含有对记录任何信息的任何位置限制，因此标准RID码的58比特可以比传统记录方法更紧密地放在一起。最好的是，这58个比特中的一些，甚至是全部被一个接一个地记录，即连续地写入最后一个起始块24。
将会明白的是，长度为2K字节的块的存储空间是足够存储这样的RID码的。如果需要，这里甚至会有足够的空间留下来存储RID码很多次，并且/或可用来存储其它的有用信息。在本发明的范围内，参考相关记录装置记录的信息甚至可能比传统的RID码更具有扩展性。
在一个特殊的实施方案中，本发明建议下述编码。表明一个有效的RID码已经记录在块中的码被记录在该块前5个字节中(字节0到4)。该码可能包括字母“RID01”。至少暂时接下来的3个字节没有用到并且值为00H。
对应于以前提到的制造商编码的包括三个字母/数字的组合被记录在后续的3个字节(8-10)，至少暂时接着的5个字节没有用并且值为00H。
对应于以前提到的类型码的包括2个数字和两个字母/数字的组合被记录在后续的4个字节(16-19)。至少暂时该后4个字节没有用并且值为00H。
以前提到的样本码以20比特数的形式被记录在接着的连续3个字节(24-26)中。字节24的前4比特等于0。字节24的第5比特为所述20比特数的MSB，而字节26的最后比特为所述20比特数的LSB。至少暂时后5个字节没有用并等于00H。
如果需要，以字母数字组合的形式，字节32-63包括记录装置制造商的全名，其中，利用该记录装置相关记录段被写入。如果这种功能没有用到，这些字节为00H。
如果需要，以字母数字组合的形式，字节64-79包括关于记录装置类型的补充数据，其中，利用该记录装置相关记录段被写入。如果这种功能没有用到，这些字节为00H。
如果需要，以字母数字组合的形式，字节80-95包括关于记录装置样本码的补充数据，其中，利用该记录装置相关记录段被写入。如果这种功能没有用到，这些字节为00H。
字节96-255至少目前没有用到，其值为00H。
字节256-1023是可自由使用的，所存储的信息的含义可以由记录装置的制造商自由定义。在这种情况中，记录装置可以具体存储涉及例如在写过程中设置的写参数。在稍后的写操作中，同样的写装置可以读出此信息，并再次设置相同的写参数，而不需要固定最佳写参数所需的复杂的测试过程。
字节1024-2047至少目前没有使用，其值为00H。
图4表示了用于执行这里描述的记录方法的写装置200。写装置200包括一个写组件201用来实现表示要在CD1中记录的信息的物理变化。写组件201可能是一个标准的写组件，包括，例如一个激光器，这里没有详细描述。
控制组件203产生控制信号202用来控制写组件201。控制组件203与存储器204相关，在存储器204中，存储着标识相关写装置200的RID码。控制组件203被调整来在记录过程中产生控制信号，该控制信号表示记录段11的节目部分20中将要被记录的信息。在表示所述节目部分20的控制信号之前，控制组件203还产生定义起始块21,22,23,24的控制信号，这些驱动信号与存储在所述存储器204中的RID码组合。在表示所述节目部分20的控制信号之后，控制组件203还产生定义结束块25,26的控制信号，该控制信号包含了存储在存储器204中的RID码。
由于起始和结束块与各个的记录段11相关，而与节目部分20的长度无关，即使节目部分20的长度仅为2K字节，也能保证在每个记录段中记录确能识别所用记录装置的信息。
还会清楚的是，从两种方法可以共同使用且互不干扰的方面上看，本发明建议的记录RID信息的方法与当前已知的方法兼容。实际上，这意味着，根据本发明建议的协议，RID码可以被写入至少一个起始和/或结束块中，并且根据当前协议也可以被写入Q通道。如果出于控制的目的，RID码必须被读出，那麽Q通道或起始和/或结束块中的一个或两者都可被随意查询，同时，根据本发明，在记录段11长度较短的情况下，记录在其中一个起始和/或结束块中的RID码的可读性更加确定。另一方面，如果根据本发明，RID码被记录在至少一个起始和/或结束块中，最好是在所有块中，那麽传统的在Q通道中记录RID码的方法可以取消。
该领域的技术人员明白的是，权利要求所指定的本发明的保护范围并不限于参考附图所表示的实施方案，但是在本发明的范围内，根据本发明对示例实施方案的修改和修正是可能的。例如，在起始块的Q通道中写入RID码是可能的。
在某些系统，例如DVD中还可能的是仅有起始块就足够了，而不需要结束块，在这些系统中，使用了不同的错误校正方法，该领域的技术人员会明白的是，在这种情况中，RID码可以被记录在单个的起始块中。

Claims (4)

1、在适当介质，特别是CD上以数字方式记录信息的方法，其中记录段(11)在记录过程中形成，记录段(11)包括一个具有将要记录信息的节目部分(20)，在该方法中，在节目部分(20)之前，记录了预定数量的起始块(21,22,23,24)，和/或在节目部分(20)之后，记录了预定数量的结束块(25,26)，该方法中，在记录过程中，标识用于相关记录过程的记录装置的识别码RID被记录在介质上，该方法的特征在于所述的识别码(RID)被记录在至少一个所述起始块(21,22,23,24)和结束块(25,26)中。
2、权利要求1的方法，其中识别码(RID)被记录在每个起始块(21,22,23,24)和结束块(25,26)中。
3、带有至少一个记录段(11)的记录载体，例如CD，其中记录段(11)包括一个节目部分(20)和预定数量的起始块(21,22,23,24)和/或预定数量的结束块(25,26)，其中至少一个所述起始块(21,22,23,24)和/或结束块(25,26)包括一个标识用于相关记录过程的记录装置的识别码(RID)。
4、用于在适当介质，特别是CD(1)上以数字方式记录信息的写装置(200)，包括：
用于在所述介质中实现表示将要记录信息的物理变化的写组件(201)；
用于通过控制信号(202)控制写组件(201)的控制组件(203)；
与控制组件(203)相关的存储器(204)，标识所述写装置(200)的RID码存储在该存储器中；
所述控制组件(203)被调整来在记录过程中产生控制信号(202)，其中的控制信号表示记录段(11)的节目部分(20)中将要被记录的信息；
控制组件(203)被调整来在所述记录过程中和表示所述节目部分(20)的控制信号(202)之前产生控制信号(202)，该控制信号定义了预定数量的起始块(21,22,23,24)，和/或该控制组件被调整来在所述记录过程中和表示所述节目部分(20)的控制信号(202)之后产生控制信号(202)，该后续产生的控制信号定义了预定数量的结束块(25,26)；
控制组件(203)被调整来将存储在存储器(204)中的识别码(RID)与所述控制信号结合，其中的控制信号定义至少一个所述起始块(21,22,23,24)和/或结束块(25,26)。
CN98801179A 1997-06-19 1998-05-25 用于在载体上记录信息的方法和设备 Expired - Lifetime CN1114917C (zh)

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