CN1266559C - 用于处理拷贝保护信号的方法和装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种利用记录装置将具有第一拷贝保护信息的信息信记录到存储介质上的方法和装置，根据第一拷贝保护信息识别的第一拷贝规则执行此记录过程。该方法包括步骤：检测用于识别所述第一拷贝规则的所述第一拷贝保护信息；根据所述检测到的第一拷贝规则，至少记录第二拷贝保护信息，所述第一和至少第二拷贝保护信息识别待被读取装置解释的合法消息，根据一种解释规则，在所述检测到的第一拷贝规则发生变化后，在预定时间间隔内，此至少第二拷贝保护信息发生变化。

Description

用于处理拷贝保护信号的方法和装置
技术领域
本发明涉及用于记录信息信号的方法和装置，本发明还涉及用于读取信息信号的方法和装置。本发明又涉及用于记录和/或读取信息信号的设备。
背景技术
随着廉价数字IC技术的出现，已经出现了两种保护多媒体内容(视频、音频等)的方法：加密和水印。将这些工具附加到现有的象用于CD和影像的CGMS拷贝位以及用于VCR的Macrovision窜改文件者(spoiler)信号。由于这些保护方法均具有其特别强项和弱项，所以将它们作为各种组合形式的混合进行应用。
水印是嵌入/附加到包括多媒体内容的信息/主信号的看不见的标记。该标记可以含有例如：版权信息、拷贝保护信息以及内容所有者的名称。通常将可以存储在水印内的信息，或者可以根据水印获得的信息称为收费载荷(payload)，并以位的形式表示。在大多数水印解决方案中，水印是伪随机噪声序列(pn-序列)，在时域、空间域或变换域(例如：傅里叶、离散余弦或小波域)内，将它附加到主信号/信息信号。然后，通常根据水印与嵌入主信号之间的相关进行水印检测。
在播放/记录了与水印有关的信息项目后，检测并解码水印，这样就产生了感兴趣的实时问题。许多流行的拷贝保护系统结构遵循如下规则：
1.在从模拟(非加密数字)源接收时，如果已经利用水印对输入内容标记了拷贝一次(CO)，意思是利用此记录器只能对它拷贝一次，而不允许对第一拷贝进行再拷贝，那么此内容应该被：
(a)再标记，即加上第二水印，表明不能再对它进行拷贝：禁止再拷贝(CNM)。
(b)在转录到存储媒体(磁带、光盘或磁盘)上之前，进行加密。例如，DVD-论坛第9工作组要求在存储到盘上时应该对拷贝一次内容进行加密。4C CPSA拷贝保护结构(由IBM、Intel、Matsushita、Toshiba公司推出的记录媒体拷贝保护)是另一个例子。
请注意，如果对内容标记了CO，但是又对其进行了再标记(CNM)，显然不能再对它进行记录。
2.不应该记录用水印标记为永不拷贝(CN)或CNM的内容。
3.用水印标记为自由拷贝(CF)的内容或无水印标记的内容应该可以拷贝而不需再加密。这还没有正式商定，而是多数人的意见。
4.在播放器中，应该在记录载体上对CNM和CN内容进行加密。因此，认为具有CNM或CN水印的非加密内容非法。从而不可能重放具有非法内容的媒体，非法内容可能是通过盗版者使用例如非标准(compliant)记录器读出盘上的水印标记内容来记录的。
5.只需要在非加密内容(重放或记录)中检验水印。
最近，定义了一种新型内容，称为“自由拷贝，禁止互联网再传播”(CFNIR)：可以在家庭内自由拷贝，但是不能，通过例如因特网再传播到在家庭外。将它作为CO内容进行处理，而无需再标记步骤。对于这种内容，确定了如下规则：
6.可以记录利用水印标记为“自由拷贝，禁止互联网再传播”(CFNIR)的内容。应该在将此内容转录到记录媒体(磁带、光盘或磁盘)上之前进行加密。
在记录和重放此内容时，如上述规则确定的那样，对与CNM、CN、CF以及CO有关的水印中的信息进行解释和使用。
上述规则应该能够对3种记录器进行处理：
标准的可以进行CO标记的记录器
这些类型的记录器可以进行CO记录。
标准的不能进行CO标记的记录器
这些类型的记录器不能记录CO内容，例如，因为不能根据规则1进行再标记或加密。该记录器具有水印检测器，用于识别CN或CO状态。
非标准记录器
这些类型的记录器是被伪造者改造的记录器或法定设备。
水印检测是一种检测处理，其检测成功概率在很大程度上依赖于象基础内容(许多边缘、高标准偏差等)的性质、输入信号的信噪比(SNR)、同步等的事项。结果是，会出现水印暂时漏失现象，并且在根据规则1记录CO内容期间，加密过程将被中断。
这样不仅导致次优的内容保护，而且在在重放期间，非加密内容的断续展开会对用户产生恐吓。如上述规则4所述，水印检测器不仅在记录阶段工作，而且还在重放期间工作。还是因为检测过程的统计性质，非常容易出现记录器内的水印检测器未识别出CO水印，而播放器内的检测器却在非加密展开中识别出CO水印的情况。规则4指出要求播放器将此解释为非法，因为所有CO内容均应该被加密，并将停止重放。尽管记录器内与播放器内的水印检测器的性质不同的概率不高，但是对于市售的大量记录器和播放器却不能忽视此问题。
第二个相关问题是标准的不能进行CO标记的记录器的问题，它试图在CO内容之后记录CF内容。根据惯例，在紧接着记录器不能并且不希望拷贝的CO段结束之前设置时标。然而，在播放要求节目时，并且在水印不复存在时，记录器就不知道是将此解释为水印漏失，还是根据规则3开始播放没有水印的要求CF节目。
第三个相关问题是标准的可以进行CO标记的记录器的问题，它在CF内容之后进行包括CO内容的记录。这不仅是因为具有不同水印状态的两个相邻节目，而且是因为例如机顶盒上的频道变更而发生。在此过渡期间，出现两个问题：第一个是，水印检测过程存在等待时间，即断开加密/再标记过程太晚，第二个是，水印检测器不能肯定未标记水印的信息信号是否存在漏失或CF内容。
已经有建议通过对CO和CF内容进行加密来解决上述问题。如果还对CF内容进行加密，则关心水印检测漏失就显得不重要了。尽管在SDMI领域内的某些实施者已经采用了此原理，但是仍存在一个主要缺点，即：即使用户要对它们自己制作的内容(例如：编辑家庭影像需要的许可软件)内容进行处理，也需要标准软件(即：含有解密密钥)。不清楚加密密钥许可代理是否愿意使密钥可用于影像编辑计算机程序，这样可能会泄露加密系统的极重要机密内容。
发明内容
本发明目的是提供一种用于解决上述问题的方法。
该目的是通过采用记录装置将具有第一拷贝保护信息的信息信号记录到存储媒体上的方法实现的，根据所述第一拷贝保护信息识别的第一拷贝规则实现所述记录过程，所述方法包括步骤：
检测用于识别所述第一拷贝规则的所述第一拷贝保护信息，
根据所述检测到的第一拷贝规则，至少记录第二拷贝保护信息，所述第一和至少第二拷贝保护信息识别要被读取装置解释的合法消息，根据一种解释规则，在所述检测到的第一拷贝规则发生变化后，在预定时间间隔内，此至少第二拷贝保护信息发生变化。
从属权利要求确定了本发明优选实施例。
本发明进一步涉及读取信息信号的方法，该方法包括步骤：
检测是否存在根据第一拷贝保护信息和至少第二拷贝保护信息解释的合法消息，所述第二拷贝保护信息是利用记录装置加上的，
根据合法消息，确定信息信号的合法性，在确定信息信号合法性之前，忽略所述合法消息。
本发明还涉及根据上述方法记录或读取信息信号的设备。
根据本发明，获得了一种记录信息信号的方法，从而解决了拷贝保护信号不一致的问题。在记录信息信号和/或在记录器确定信息信号合法性时，引入时间延迟/滞后可以解决此问题。
附图说明
以下将参考附图说明本发明的优选实施例，附图包括：
图1示出信息信号内的水印信息；
图2示出水印检测器和加密器在记录具有水印漏失的图1所示信号时的实时特性；
图3示出在非可以进行CO标记的记录器内从CO过渡到CF内容期间，水印检测器和加密器的实时特性；
图4示出在可以进行CO标记的记录器内从CO过渡到CF内容期间，水印检测器和加密器的实时特性；
图5示出在采用滞后时记录器和阅读器的功能；
图6示出在采用与滞后状态信息组合的滞后时，记录器和阅读器的另一个实施例。
优选实施例的说明
以下将参考图1至图4说明上述问题。然后，说明可以解决上述问题的本发明优选实施例。
在以下说明的实施例中，第一拷贝保护信号是用于识别拷贝规则：CF(自由拷贝)、CFNIR(自由拷贝禁止通过因特网再传播)或CO(拷贝一次)的水印。第二拷贝保护信息是加密信息信号或非加密信息信号，第三拷贝信息是存在表示CNM(禁止再拷贝)的水印。
图1示出信息信号内的水印信息101，其中信息信号内的某个内容112具有水印CF(自由拷贝)，而其它内容113具有水印CO(拷贝一次)。该图还示出在信息信号内的信息类型发生变化时水印信息如何发生变化。根据上述规则1，在记录该信息时，应该对CO内容进行加密(ENC)并标记CNM(禁止再拷贝)，CF内容应该保持如103所示的明码通信报文。
图2示出水印检测器和加密器在记录具有水印漏失的图1所示信号时的实时特性。图2示出了CF内容到CO内容之间的过渡过程以及返回CF内容的过程，CF内容112可以是例如新闻，CO内容113可以是电影。水印信号示于201，而记录的信息信号的加密状态示于203。在225和227，应该将水印信息检测为CO，但是实际将水印检测为CF，因此，根据规则3，不对信息信号进行加密。然后，在阅读器读取信息时，在225和227可能没有漏失，从而因为非加密信息信号与检测CO内容的该组合，认为该信息信号非法。
图3示出在在非可以进行CO标记的记录器内从CO过渡到CF内容期间，水印检测器和加密器的实时特性。该图示出了从CO内容过渡到CF内容的过程，例如，CF内容303可以是新闻，而CO内容303可以是电影。水印信号305或者是CO或者是CF，记录状态307或者是记录(REC)或者是停止(S)。记录器应该在水印变更为CF时开始进行记录。如果因为进行水印检测需要时间而延迟了检测水印信息的过程，则太晚开始进行记录，以致未记录CF内容的开头309。
图4示出在可以进行CO标记的记录器内从CO过渡到CF内容期间，水印检测器和加密器的实时特性。图4示出从CO内容到CF内容的过渡，例如，CF内容403可以是新闻，CO内容401可以是电影。水印信号405或者是CO，或者是CF，加密状态407或者是加密(ENC)，或者是明码通信报文(CT)，而再标记状态409或者是再标记(RM)，或者是未再标记(！RM)。在可以进行CO标记的记录器根据规则1记录信息信号时，再标记CO内容，并且因为执行水印检测过程需要时间，所以或者再标记状态或者加密状态发生变化太晚。
引入滞后可以解决所有上述漏失以及水印检测延迟问题。根据本发明，或者记录器在拷贝一次水印消失之后的预定时间间隔内保持加密，并且/或者具有水印检测器的阅读器在第二时间间隔内将具有水印的非加密内容看作合法，因此该阅读器在第二时间间隔内忽略上述规则4。
图5示出在采用滞后时记录器和阅读器的功能。信息信号的水印状态501在某个时间间隔内是CO，而在该时间间隔外是CF。记录器检测503所示信息信号的水印状态，而有4次505、507、509、511将水印状态错误地检测为CF，而非CO。根据规则1，在检测到的水印由CO变更为CF水印时，记录器应该停止对信息信号进行加密(改变加密状态)。因为预定时间间隔515，513所示为信息信号的加密状态避免了由于错误检测水印状态507而导致停止对信息信号进行加密。
应该注意，因为记录器滞后，所以在CO水印部分的末端从CO过渡到CF时，对CF内容进行加密，但是不能超过预定时间间隔521。
此外，重放设备或阅读器也具有滞后，因此在预定时间间隔521内规则4被忽略。图5示出读取检测过程519，在未实施规则4时，忽略加密状态时间间隔517，因此，如果将水印信息信号的加密状态检测为非加密(明码通信报文)，则在时间间隔517内不将此信息信号看作非法。
在记录器和阅读器内都有滞后有2个作用：
1.在作为记录器滞后和阅读器滞后之和的时间间隔，系统可以处理漏失问题。
2.该系统还可以处理在信息信号水印内从CF到CO的变更，记录器不能象阅读器那么快检测此变更，并且阅读器滞后可以避免对此故障检测进行解释。
通过以适当方式选择时间间隔的长短，至少可以将漏失和水印检测延迟问题降低到最小并有可能消除。
在特定实施例中，将记录器滞后设置为0分钟，而仅利用阅读器滞后。因此，未出现意外加密CF内容的情况，但是也有可能存在某个未加密的记录CO内容。
在一个实施例中，保留了水印收费载荷内的一位，在置位该位时，将它解释为采用根据特定规则的记录器滞后，而在不置位时，应该将此滞后设置为0。因此，可以根据信息信号特定内容的特定部分，对滞后进行控制。如果信息信号存在具有不同水印状态的内容(在两种标记之间过渡，CO->CF)，则将滞后设置为0，从而避免对CF内容进行加密。
可以与采用此滞后相联系采用的特定规则可以是例如：
1.保持加密至少确定时间周期/不长于确定时间周期。
2.在确定时间周期内/不在确定时间周期之前停止加密。
3.在确定时间周期内/不在确定时间周期之前开始加密。
对于解决参考图3和图4说明的问题，规则2尤其具有优势。
可以存储用于滞后的时间周期长短作为水印收费荷载的附加信息。因此，尽管有可能存在大量检测错误(漏失)，但是记录器知道它需要使加密保持多长时间，而不考虑水印检测条件。
通常，改善避免检测漏失和水印状态过渡会损失收费荷载带宽。然而，通过对信息进行霍夫曼编码，然后将该信息附加到水印收费荷载，可以保留收费荷载带宽，因为待存储到水印内的附加信息的概率分布非常不均匀，事实上其高峰在1.5至2小时范围内。
图6示出采用滞后时，记录器和阅读器的另一个实施例。在此实施例中，与关于检测水印所属信息信号的特定部分的信息(被称为滞后信息状态)组合，使用此滞后。特定部分可以是节目，并且例如，该部分内的某个位置可以是节目的开头、节目的中部以及节目的结尾。将此滞后状态信息设置在水印收费荷载内。在图6中，示出此滞后状态信息603的解释，确定了节目的开始(ST)605、节目的中部(M)607以及节目的结束(E)。该状态信息用于滞后控制，记录器应该例如仅在节目的中部采用滞后，而在节目的结束不采用。
在时间间隔内，信息信号的水印状态609是CO，而在时间间隔外是CF。记录器检测611所示信息信号的水印状态。根据规则1，在检测到水印从CO水印变更为CF水印时，记录器应该停止加密(改变加密状态)。613示出信息信号加密状态，因为预定时间间隔615，所以避免了由于错误检测水印状态而导致停止加密信息信号。应该注意，因为此滞后状态信息，在CO水印部分的结尾从CO过渡到CF时，不加密CF内容。
在本发明的特定实施例中，水印收费荷载含有两个分组，这两个分组可以如上所述用于滞后控制。第一分组指出信息信号特定部分的时长，例如，它可以与诸如5分钟的特定间隔尺寸一起使用。第二部分指出我们进入信息信号特定部分内多远。在一个实施例中，应该连续广播第一种分组，因为记录器可能错过特定部分的开头，或者检测器可能已经执行开头内的次常态(sub-par)。显然，不必象广播第二种分组那么频繁广播第一种分组。进一步优势在于，在信息(电影)的特定部分被另一个部分(商业)中断时，利用接收的第二种分组，记录器可以重新同步。
获得待用于进行滞后控制的信息的另一个方法是，利用PDC/VPS内的信息控制信号。PDC/VPS是广播台将其包含在电视节目内用于将节目延迟通知VCR的信号的名称。无论如何，这些位中的信息等效于“节目已经开始”或者“节目将要开始/结束”。
在上述描述的将信息附加到水印的特定实施例中，应该只以规则间隔交换该信息。因为水印收费荷载是非常低带宽信道，所以这应该是可以实现的。

Claims (17)

1.一种利用记录装置将具有第一拷贝保护信息的信息信号记录到存储媒体上的方法，根据第一拷贝保护信息识别的第一拷贝规则执行所述记录过程，所述方法包括步骤：
检测用于识别所述第一拷贝规则的所述第一拷贝保护信息，
根据所述检测到的第一拷贝规则，至少记录第二拷贝保护信息，所述第一和至少第二拷贝保护信息识别待被读取装置解释的合法消息，根据一种解释规则，在所述检测到的第一拷贝规则发生变化后，在预定时间间隔内，此至少第二拷贝保护信息发生变化。
2.根据权利要求1所述的方法，其中根据所述检测到的第一拷贝规则，与第三拷贝保护信息组合，记录所述第二拷贝保护信息，所述第二与第三拷贝保护信息的组合与所述第一拷贝保护信息一起识别待被所述读取装置解释的所述合法消息，在根据一种解释规则改变所述检测到的第一拷贝规则后的预定时间间隔内，所述第二与第三拷贝保护信息的组合发生变化。
3.根据权利要求2所述的方法，其中第一拷贝保护信息是第一水印，并且其中第二拷贝保护信息或者是节目信息信号，或者是非加密信息信号，利用第一加密过程对具有第一预定密级的所述信息信号进行加密，并且其中第三保护拷贝信息是第二水印。
4.根据权利要求3所述的方法，其中将有关解释规则的信息设置到所述第一水印的收费荷载内。
5.根据权利要求3或4所述的方法，其中解释规则是信息信号的加密状态不应该在时间间隔内发生变化。
6.根据权利要求3或4所述的方法，其中解释规则是信息信号的加密状态应该在时间间隔后发生变化。
7.根据权利要求3至4之任一项所述的方法，其中还将时间间隔值设置在所述第一水印的收费荷载内。
8.根据权利要求3至4之任一项所述的方法，其中将位置信息设置在水印的收费荷载内，该位置信息标识信息信号特定部分内的什么位置与第一水印信息有关。
9.根据权利要求8所述的方法，其中位置信息标识信息信号特定部分内的预定位置。
10.根据权利要求8所述的方法，其中根据所述特定部分的时长的接收到的信息和所述特定部分内的当前时间位置的接收到的信息获得位置信息。
11.根据权利要求4所述的方法，其中以预定时间间隔改变收费荷载。
12.一种读取信息信号的方法，该方法包括步骤：
检测是否存在根据第一拷贝保护信息和至少第二拷贝保护信息解释的合法消息，所述第二拷贝保护信息是利用记录装置加入的，
根据该合法消息，确定信息信号的合法性，在确定信息信号合法性之前的预定时间间隔，忽略所述合法消息。
13.根据权利要求12所述的方法，其中根据第二和第三拷贝保护信息的组合解释合法消息，所述第二和第三拷贝保护信息是利用记录装置加入的。
14.根据权利要求13所述的方法，其中第一拷贝保护信息是第一水印，并且其中第二拷贝保护信息或者是节目信息信号，或者是非加密信息信号，利用第一加密过程对具有第一预定密级的所述信息信号进行加密，并且其中第三拷贝保护信息是第二水印。
15.一种利用记录装置将具有第一拷贝保护信息的信息信号记录到存储介质上的装置，根据所述第一拷贝保护信息识别的第一拷贝规则执行所述记录过程，所述装置包括：
检测装置，用于检测标识所述第一拷贝规则的所述第一拷贝保护信息，
记录装置，根据所述检测到的第一拷贝规则，记录至少第二拷贝保护信息，所述第一和至少第二拷贝保护信息标识待被读取装置解释的合法消息，根据一种解释规则，在改变所述检测到的第一拷贝规则后，在预定时间间隔内，此至少第二拷贝保护信息发生变化。
16.一种用于读取信息信号的设备，该设备包括：
检测装置，用于检测是否存在根据第一拷贝保护信息和至少第二拷贝保护信息解释的合法消息，所述第二拷贝保护信息是利用记录装置加入的，
根据该合法消息，确定信息信号的合法性，在确定信息信号合法性之前的预定时间间隔，忽略所述合法消息。
17.一种用于记录或读取信息信号的设备，该设备包括根据权利要求15影响记录和/或根据权利要求16影响重放的装置。
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