CN1365496A - 数字音频致密盘的复制保护 - Google Patents
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Abstract
诸如CD－ROM驱动器的数据读出器从数字音频致密盘访问、提取或读取数据的能力为音乐产业带来了问题。用户可以使用他的CD－ROM驱动器来从音频盘读取数据并将其转化为计算机文件,然后此数据可以被复制。为了提供复制保护,错误被故意地引入CD上的数据,但这些错误的类型通常对音频播放器是明显的,但它会干扰数据读出器对音频数据的读取。按照标准,在CD上的数据被通过EFM(8到14调制)方法编码成多个帧。每个帧包含同步数据、提供控制和显示码元的子码比特、数据比特和奇偶校验比特,并包括24字节的数据,该数据是CD－DA的音频数据。标准要求98个这样的帧被组成一个扇区。为了提供复制保护,每个扇区被提供了非标准数目的帧,例如是99而非98个帧。于是S0和S1子码同步模式被布置成比它们原本的位置拖后一个帧,但是每个帧内的数据保持相同。音频播放器会将来自扇区的每个帧的24字节的数据细分成4字节的子样并继续播放该盘,但时间的显示会不准确。然而,用于从CD－DA读取音频数据以使能制作复制品的数据读出器将制作出有质量降级的声音的复制品。
Description
本发明涉及一种数字音频致密盘的复制保护的方法，并涉及一种被复制保护的数字音频致密盘。
带有音乐或其它音频内容的数字音频致密盘(CD-DA)可以被更多的复杂装置，如CD-ROM驱动器，播放或读取。这意味着，例如，用户在CD-DA上获取的数据可以通过它的ROM驱动器被读入计算机并复制到另一盘或其它记录媒体上。能够写入CD的记录器的越来越容易的获得因此成为对音乐产业的巨大威胁。
在一种早期建议的方法中，通过使编码到盘上的控制数据不正确和/或不准确来进行数字音频致密盘的复制保护。编码到CD上的错误数据不是不能被CD-DA播放器访问就是不能被其一般地使用。因此，用户购买的合法音频CD可以在致密盘音乐播放器上正常地播放。然而错误数据使CD不能被CD-ROM驱动器播放。
但是，由于音频致密盘不能在CD-ROM驱动器上播放，也阻止了用户使用CD-ROM驱动器仅仅合法地播放在盘上的音乐或其它音频内容。
如果提供下面一种数字音频致密盘复制保护方法显然更为有利：在防止生产可用的复制盘的同时不使在具有播放音频盘功能的所有播放器上播放合法的音频盘被阻止或降级。
按照本发明的第一个方面，提供了一种复制保护数字音频致密盘的方法，其中控制数据被编码到致密盘上，该复制保护方法包括步骤：使所选择的控制数据不正确和/或不准确，从而该不正确和/或不准确的控制数据干扰从数字音频致密盘读取音频数据。
通常，该不正确和/或不准确的控制数据被安排成，它不能被可用数据读出器的错误校正装置所校正。一些数据读出器的错误校正装置可能表面上提供了校正，但是从而将错误地使任何数据被提取。其它数据读出器将因为它们不能校正错误而被阻止读取该数据。
在本发明的一个实施例中，编码到CD上的不正确数据将或者被忽略，或者通常不对从致密盘播放音频数据有影响。因此，用户购买的合法音频CD可以正常地在任何能够播放音频数据的播放器上被播放。然而，如果通过读取音频数据而进行被复制保护的CD的复制，则该复制出的CD的播放不是被阻止就是能够产生的声音将被降级。
在本文的说明书和权利要求中，术语“音频播放器”被用来指安排或控制来播放在数字音频致密盘上的音频数据的播放器和驱动器。因此这样的播放器将包括可商业方式获得的CD音乐播放器，它只是用来播放CD上的音乐或其它音频内容。要求编码到CD上的不正确数据通常不影响这样的一个“音频播放器”的正常操作。
在本文的说明书和权利要求中，术语“数据读出器”被用来指安排或控制来读取致密盘上数据的所有播放器和驱动器，例如通过提取或访问盘上的数据。因此这样的播放器将包括被配置或控制来从盘读取或提取数据的CD-ROM驱动器。在这一方面，要求能够使CD-ROM驱动器播放合法的CD-DA盘，但是防止这样的CD-ROM驱动器用来制作该盘的可用的复制品。
在本发明的方法的一个实施例中，已被编码到致密盘上并使得不正确的数据是致密盘上的数据扇区的结构。
本发明的一个方法可能额外和/或代替性地有不正确和/或不准确的其它控制数据。
众所周知，致密盘上的数据被编码成多个帧，传统上98个这样的帧被组成一个扇区。在本发明的方法的优选实施例中，在每个扇区中组成组的帧的数目与标准不同。
本发明的申请者已经确认，在一个音频播放器上从每个扇区带有97或99帧的致密盘再现的声音在质量上没有任何降级。相反的是，如果以此方式被记录的数据被使用数据读出器再次记录，则声音的质量被降级。丢掉的子样以令人不愉快的相位噪音形式出现。
很清楚，每个扇区的帧的数量可以按需要选取以满足特殊情况的要求。
最好，编码到致密盘上的控制数据在制作致密盘母片之前已被改变。具体而言，改变在母片处理中使用的编码器的参数以改变制作的母片盘的帧结构。
本发明也伸展到一个被复制保护的数字音频致密盘，其中控制数据被编码到致密盘上，而且其中已经使得所选择的控制数据不正确和/或不准确，该不正确和/或不准确的控制数据被安排成干扰从数字音频致密盘读取音频数据。
通常，不正确和/或不准确的控制数据被安排成，它不能被可用数据读出器的错误校正装置所校正。
在本发明的被复制保护的数字音频致密盘的一个优选实施例中，数据被以帧形式编码到致密盘上，这些帧在扇区中成组，其中每个扇区中有非标准数目的帧。
本发明的被复制保护的数字音频致密盘可能仅有非标准扇区，或可能有不正确和/或不准确的其它控制数据。
下面将通过示例参照附图说明本发明的实施例，其中：
图1示意性地示出了示出螺旋数据轨道的致密盘；
图2示出了用于CD的音频播放器；
图3示出了编码到CD上的数据帧的结构；
图4示出了多个帧被成组地组织在其中的一个扇区；
图5示出了一个如图4的标准扇区和一个非标准扇区；
图6a和6b示出了数据读出器处理扇区的方式，图6a示出了标准扇区的接收，图6b示出了非标准扇区的使用；以及
图7图示了一个音频播放器对在一个非标准扇区中安排的数据的帧的使用。
数字音频致密盘(CD-DA)载有音乐，要在诸如传统CD盘播放器的音频播放器上播放，该致密盘被制作和记录成标准格式，该格式称为“红书”(Red Book)标准。除了限定盘的如其尺寸的物理属性和如其激光波长的光学属性外，“红书”还限定信号格式和要使用的数据编码。
众所周知，“红书”标准的使用保证了任何按这些标准生产的CD-DA将可在按这些标准生产的任何音频播放器上播放。
图1示意性地示出了CD6上的螺旋轨道4。在CD-DA上的该螺旋轨道4被细分成一个导入轨道8、多个连续音乐或音频轨道10和一个导出轨道12。该导入轨道8包括一个内容表，它为播放器识别后面的轨道，而导出轨道12告知轨道4已经到了终点。
音频播放器总是在开始时访问导入轨道8。然后音乐轨道会随着读出头沿着轨道4从导入轨道到导出轨道运动时而被连续播放。作为另一选择，播放器按要求将读出头移向每条音频轨道的开始处。
对于裸眼，一张CD-ROM看起来和CD-DA一样并且具有同样的分成多个扇区的螺旋轨道。然而，数据读出器，如CD-ROM驱动器，更复杂并能够按照数据或信息的特性从致密盘的每个扇区读取数据和处理信息。数据读出器能够从每个扇区读取信息，读出头可以按要求被驱动去访问螺旋轨道4的任何适当部分。
为了保证任何数据读出器能够读取任何CD-ROM，致密盘和读出器也被制成符合已知标准，在此情况下称为“黄书”(Yellow Book)标准。这些“黄书”标准合并了但又扩展了“红书”标准。因此，诸如CD-ROM驱动器的数据读出器可以被控制来播放CD-DA。
数据读出器访问、提取或者读取CD-DA上的数据的能力为音乐产业带来了一个问题。用户可以使用他的CD-ROM驱动器从音频盘读取数据，将其变成例如计算机文件，然后该数据就可以被复制了。能够向致密盘记录的记录器的越来越容易获得意味着个人或单位现在可以轻易地接触到制作音频致密盘的完美复制品的技术。这是音乐产业非常关心的事。
如果一个音频播放器是一个专用的致密盘音乐播放器，或者是一个被控制来播放音频盘的更复杂的CD-ROM驱动器，则该音频播放器仅仅寻找和使用按“红书”标准编码的数据。而且，如果在数据中有不准确的地方，音频播放器一般会继续播放而不试图纠正错误。例如，如果读出头移动到轨道的起始处并开始播放该轨道，即使例如很明显在定时信号上有一些错误，音频播放器也会持续播放该轨道直到其结尾。相反，数据读出器被设计成能够识别和纠正错误。本发明因此建议应当故意将错误引入“红书”数据中，但是这些错误应当是对音频播放器明显的类型，但它们将干扰数据读出器对音频数据的提取或读取。通过这种方法，数据读出器不能读出音频盘和/或制作出带有降级的声音的复制品。
由于在CD-DA和CD-ROM上的数据编码为公众所知且遵照适当的标准，因此这里不必详述。
简而言之，CD上的数据被通过EFM(8到14调制法)方法编码成多个帧。图3示出了一个帧的格式，从此可以清楚地看出，每个帧包含同步数据、提供控制和显示码元的子码比特、数据比特和奇偶检验比特。每个帧包含24字节的数据，这是CD-DA的音频数据。子码码元P、Q、R、S、T、U、V、W被布置在子码块中，每个都将同步模式S0和S1作为前两个码元。
该标准要求98个这样的帧组成一个扇区。每个扇区的起始点定义为作为第一个帧的子码码元的码元S0出现而且作为下一个帧的子码码元的码元S1出现之处，如图4所示。
图2示意性地示出了用于CD6的音频播放器。可以看到，光学系统检测的模拟信号14被转换器16转换为数字EFM形式。EFM数据在译码器18被译码并在阶段20中接受错误校正。从每个帧得到的24字节数据被细分成4字节的子样并被以恒定速率计时进入数字/模拟转换器22以产生音频输出信号。
本发明建议每个扇区应当有如图5所示的非标准数量的帧，在图5中一个标准的98帧的扇区与一个99帧的扇区相邻。在图5中所示的非标准的配置中，S0和S1子码同步模式被放置在比它们原本应当在的位置拖后一个帧处。在每个帧中的数据保持相同。这因而意味着在每个扇区中有一个额外的帧F。
我们已经看到在一个音频播放器中，一个扇区的每个帧的24字节的数据被分成4字节的子样。音频播放器将以图7所示的类似的方式处理一个如图5所示的99帧的扇区。然而，数据读出器随意地决定如何分解2352字节(98帧×24字节)的每个扇区，数据读出器是被设计用来获取和操纵2352字节的扇区的。对于带有99帧的扩展扇区，如图5所示，数据读出器将不得不略去它从一个扇区获取的一些字节。实际上，数据读出器将略去每个扇区的6个子样或每第1/75秒的6个子样，这些略去的子样以相位噪音的形式出现。
因此，如果数据读出器被用于从CD-DA读取音频数据以使复制品能制作，则得到的复制品的声音的质量将降级。
传统的音频播放器会受更多的帧的影响，这是因为当播放盘时，计时器会更慢一些。这意味着在音频播放器上的任何流逝时间的显示会不准确。
本发明说明使用非标准数量的帧的扇区对复制保护CD-DA是有效的。很清楚，一个扇区的帧的数量可以被选取以满足特殊情形的需要。可以做出的改变的上下限依赖于例如诸如特定数据读出器的设计的因素，并与是否将其它不准确或不可访问的控制数据额外地合并在该盘上有关。
很显然，所说明和图解的方法仅仅是一个方法的示例，其中通过读取复制保护盘获得的音频数据可以通过使用非标准扇区而被打断。其它的例子是可能的。而且，导致的打断的特性将不仅依赖于对数据扇区结构做出的改变，也依赖于所使用的数据读出器的设计。
非标准扇区被单独合并在致密盘上来提供复制保护是可行的。作为另一选择，其它不正确或不可访问的控制数据可以被额外地并入致密盘中。
对于所描述和图解的实施例的变化和改进可以在本应用的范围内做出，这是可行的。
Claims (14)
1.一种复制保护数字音频致密盘的方法，其中控制数据被编码到致密盘上，该复制保护方法包括步骤：使所选择的控制数据不正确和/或不准确，从而该不正确和/或不准确的控制数据干扰从数字音频致密盘读取音频数据。
2.如权利要求1所述的复制保护数字音频致密盘的方法，其中不正确和/或不准确的控制数据被安排成，它不能被可用数据读出器的错误校正装置所校正。
3.如权利要求1或权利要求2所述的复制保护方法，其中编码到致密盘上的不正确数据被安排成，或者被忽略，或者通常不对从致密盘播放音频数据有影响。
4.如前面任一权利要求所述的复制保护方法，其中已被编码到致密盘上并使得不正确的数据是致密盘上的数据扇区的结构。
5.如前面任一权利要求所述的复制保护方法，其中致密盘上的数据被编码到组成一个扇区的多个帧中，在每个扇区中组成组的帧的数目与标准不同。
6.如前面任一权利要求所述的复制保护方法，其中编码到致密盘上的控制数据在制作致密盘母片之前已被改变。
7.如权利要求6所述的复制保护方法，包括步骤：改变在母片处理中使用的编码器的参数以改变制作的母片盘的帧结构。
8.一种被复制保护的数字音频致密盘，其中控制数据被编码到致密盘上，而且其中已经使得所选择的控制数据不正确和/或不准确，该不正确和/或不准确的控制数据被安排成干扰从数字音频致密盘读取音频数据。
9.如权利要求8所述的被复制保护的数字音频致密盘，其中不正确和/或不准确的控制数据被安排成，它不能被可用数据读出器的错误校正装置所校正。
10.如权利要求8或权利要求9所述的被复制保护的数字音频致密盘，其中数据被以帧形式编码到致密盘上，这些帧在扇区中成组，其中每个扇区中有非标准数目的帧。
11.如权利要求8至权利要求10之一所述的被复制保护的数字音频致密盘，其中致密盘仅有非标准扇区。
12.如权利要求8至权利要求10之一所述的被复制保护的数字音频致密盘，其中致密盘有非标准扇区，并另外有不正确和/或不准确的其它控制数据。
13.一种参照附图描述的与前面实质相同的对数字音频致密盘进行复制保护的方法。
14.一种参照附图描述的与前面实质相同的被复制保护的数字音频致密盘。
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