CN1957417A - 再现方法和再现设备 - Google Patents

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Abstract

在根据内容中嵌入的数字水印信息执行再现控制的设备中，为了提供不会发生根据数字水印信息的检测结果在再现的过程中使再现停止的再现设备和再现方法，该再现设备和再现方法被配置成在再现之前其检测部分检测记录介质上记录的内容中嵌入的附件信息，以便把利用检测部分检测的内容和附件信息存储在其存储部分中，以使其彼此相关，并且根据附件信息控制与存储部分中存储的附件信息对应的内容的再现。

Description

再现方法和再现设备
技术领域
本发明涉及一种用于根据内容中嵌入的附件信息来控制记录了数字音频数据，数字视频数据等的记录介质的内容再现的再现设备和再现方法。
背景技术
近年来，随着视听设备的数字化取得的进展，能够对内容进行复制，而对内容的质量没有任何损害。然而，没有限制地对拥有版权的内容进行复制将导致侵犯版权拥有者的权利。因此，也要求视听设备具有适当的版权保护功能。不仅要求记录设备，而且需要再现设备具有禁止再现非法内容的功能。
作为数字音频设备的复制控制系统，自1980年代以来，已经广泛使用系列复制管理系统(下文简称为SCMS)。在SCMS中，将复制控制信息与内容一起记录到诸如CD和MD之类的记录介质上，和诸如空中波之类的媒体上，在同一房间内的设备或通过数字接口相连的不同设备之间进行复制时，根据内容的复制控制信息执行复制允许/禁止控制。SCMS在诸如MD播放器之类面向消费者的记录设备中获得了明显的效果。
然而，在SCMS中，复制控制信息是与内容无关的数字数据。因此，当根据SCMS对内容进行模拟发送时，不能发送复制控制信息，也不能执行复制控制。此外，在SCMS中，存在着不能使用各人计算机等方便地使复制控制信息无效的问题。
考虑到SCMS中遇到的这类问题，音乐产业、计算机产业、面向消费者的电子产业等收集并建立了SDMI(安全数字音乐初始)标准。在该标准中，提出了使用数字水印技术的复制控制/再现控制系统。
数字水印是嵌入到诸如静止图像，运动图像或音频数据之类的多媒体内容中的信息，以便利用人的感觉感知特征不能感觉，并且是与内容本身不同的信息。换句话说，通过向内容中加入人们感觉不到的微小改变来在内容中嵌入与内容不同的信息。采用诸如回波控制方法，扩频方法，统计操作方法，和相位操作方法和静态方法之类各种方法来执行数字水印。
即使在再现嵌入了数字水印的信号时，普通观看和收听不能感觉与原始信号的区别，并且不损害内容的质量。由于水印是直接嵌入在内容中，即使在使用模拟传输时也能够发送复制控制信息。另外，由于即使在对该信息进行普通的音频压缩/解压缩(MP3等)也能够保留该复制控制信息，因此数字水印具有耐久性。此外，不使用特定的嵌入和解密设备无法读取或写入数字水印。因此，通过将数字水印与内容本身的加密组合能够实现比SCMS更有力的复制控制。
作为使用数字水印的传统再现控制，已知的有日本专利公开No.2001-229612中公开的再现设备的再现控制。该专利公开描述了数字数据复制控制方法和光盘再现方法。
下面描述传统的再现控制，嵌入到使用数字水印的内容中的复制控制信息被称为水印CCI。另一方面，光盘上记录的、作为与内容无关的数字数据的复制控制信息被称为数字CCI。在从光盘再现的过程中，要求对数字CCI和水印CCI进行如图9所示的再现控制。图9是表示针对附件信息(attached information)，即数字CCI和水印CCI，的再现控制的详细内容的表。
图10是采用传统复制控制方法的传统光盘再现设备的方框图。图10所示的传统光盘再现设备设置有转动光盘160的主轴电机161，读取光盘160上记录的信号的光拾取器162，和驱动和控制主轴电机161和光拾取器162的机械控制部分163。在传统的光盘再现设备中，信号处理部分164从光拾取器162的输出中取出数据，并执行纠错以提取系统流，向机械控制部分163输出控制信号。解密装置165检验系统流是否被加密，如果系统流被加密则对系统流解密。数字CCI解码装置166从由解密装置165输出的未加密系统流中检测数字CCI。AV解码装置167从由解密装置165输出的未加密系统流中提取数字音频信号或数字视频信号，并对信号进行解码。水印CCI解码装置169从由AV解码装置167输出的数字音频信号或数字视频信号中检测水印CCI数据。D/A转换器168把数字音频信号或数字视频信号转换成模拟音频信号或模拟视频信号。数字信号输出控制部分170把数字音频信号或数字视频信号转换成特定的输出格式(例如，IEC60958或IEEE1394)，并控制转换信号的输出。模拟信号输出控制部分171控制从D/A转换器168输出的模拟音频信号或模拟视频信号的输出。显示部分172显示操作状态。系统控制部分173读取水印CCI数据和数字CCI数据，控制数字信号输出控制部分170和模拟信号输出控制部分171，并且还控制显示部分172和机械控制部分163。
下面描述如上所述配置的传统光盘再现设备174的数字再现操作。
在数字再现操作中，首先，利用光拾取器162读取光盘160上记录的信号。在向机械控制部分163输出控制信号时，信号处理部分164取出数据并执行纠错处理以提取系统流。解密装置165检验系统流是否被加密，如果被加密则对系统流解密。解密装置165把解密的系统流和未加密的系统流传送到数字CCI解码装置166和AV解码装置167。AV解码装置167从系统流中提取数字音频信号或数字视频信号，并对提取的信号解码，和把该信号传送到水印CCI解码装置169和数字信号输出控制部分170。数字信号输出控制部分170把数字音频信号或数字视频信号转换成特定的输出格式(例如，IEC60958或IEEE1394)，并输出转换的信号。数字CCI解码装置166对来自系统流的数字CCI数据进行解码，并把该数据传送到系统控制部分173。水印CCI解码装置169对来自数字音频信号或数字视频信号的水印CCI数据进行解码，并把该数据传送到系统控制部分173。系统控制部分173读取该数字CCI数据和水印CCI数据，并根据该数据控制数字信号输出控制部分170和机械控制部分163，另外，系统控制部分173把操作显示信息传送到显示部分172。
下面参考图11描述如上所述配置的传统光盘再现设备中再现期间的复制控制流程的实例。
首先，检验从解密装置165输出的系统流是否被加密(步骤1001)。在系统流被加密的情况下，检验是否存在数字CCI数据(步骤1002)。在存在数字CCI数据的情况下，检验数字CCI数据是否是“免费复制(copy-free)”(步骤1003)。如图9所示，仅当加密的数字音频数据或数字视频数据的数字CCI是“有限复制(copy-limited)”或“禁止复制(copy-prohibited)”时才允许再现，而在数字CCI是“免费复制”时，不允许再现。因此，在数字CCI数据是“免费复制”的情况下，判断该盘是非法复制的盘。结果是，控制数字信号输出控制部分170和模拟信号输出控制部分171，并使数字信号输出和模拟信号输出二者消音(mute)(步骤1004)。另一方面，在步骤1003判断数字CCI数据不是“免费复制”的情况下，执行普通的再现(步骤1008)。
此外，在步骤1001判断系统流没有被加密的情况下且在步骤1002盘判断即使系统流被加密也没有数字CCI数据的情况下，检验在水印CCI解码装置169中获得的水印CCI是否出现(步骤1009)。接下来，在出现水印CCI数据的情况下，检验水印CCI数据是否是“免费复制”(步骤1010)。如图9所示，仅当水印CCI数据是“免费复制”时能够进行普通再现(步骤1012)。在其它情况下，就是说，在水印CCI数据是“有限复制”的情况下和水印CCI数据是“禁止复制”的情况下，判断该盘是非法复制的盘。结果是，控制数字信号输出控制部分170和模拟信号输出控制部分171，并使数字信号输出和模拟信号输出二者消音(步骤1011)。
判断再现单元(一首音乐等内容)是否到达结尾(步骤1005)。如果到达结尾处，判断是否到达整个盘的再现结尾(步骤1006)。在未到达整个盘的再现结尾的情况下，将数字信号输出控制部分170和模拟信号输出控制部分171重置到其普通输出状态(步骤1007)，过程返回步骤1001。另一方面，当到达整个盘的再现结尾时，结束再现过程。
专利文献1：日本专利公开No.2001-229612
发明内容
本发明要解决的问题
然而，由于上述传统的光盘再现设备被配置成在进行再现时检测水印CCI数据，在再现过程中检测到水印CCI数据的情况下，该设备的操作可能在再现过程中停止，从而具有造成不方便的问题。
下面描述用于DVD音频再现设备和半导体音频再现设备(记忆棒音频再现设备，SD音频再现设备等)的SDMI数字水印技术。
在数字水印技术中，可以将12比特的信息作为水印CCI嵌入以线性PCM格式表示的数字音频数据中。在这12比特中，2比特用于复制控制信息(CCI)，并由复制控制信息(CCI)表示“免费复制”，“有限复制”，和“禁止复制”三种状态。虽然能够使用2比特表示四种状态，禁止使用剩余的一种状态。
由于上述数字CCI数据被以直接可读的格式记录在例如盘的TOC区，或比特流的首部的预定位置，能够容易并快速地读取该数据。另一方面，通过对具有预定时间长度(在SDMI系统的情况下是15秒)的、并由线性PCM格式表示的数字音频数据进行预定信号处理来检测数字水印。不公开信号处理方法以确保数字水印的可靠性。
在以MP3格式等对内容进行压缩的情况下，在把内容解码成线性PCM格式之后，通过执行预定的信号处理来进行数字水印检测。即使在模拟信号的情况下，在使用A/D转换器将其转换成线性PCM格式之后，通过执行预定的信号处理来进行数字水印检测。
数字水印检测的结果是是否检测到数字水印。在检测到数字水印的情况下，识别“免费复制”，“有限复制”，和“禁止复制”这三种状态之一。
要求即使在对数字水印进行数字压缩和模拟记录/再现后也不被擦除。然而，随着数字音频信号变劣，数字水印检测的精度降低，使检测可能变得出现差错或不能进行检测。由于检测可能变得出现差错或不能进行检测，已经规定了使用该检测的结果的方法。
在检测到“禁止复制”状态的情况下，依据每种设备类别的规范，有时候不能进行记录和再现。为了防止对用户不利，规定即使没有嵌入表示“禁止复制”的数字水印而错误地检测到该状态为“禁止复制”的概率小于10-12。相反，在检测到“禁止复制”状态的情况下，检测的可靠性非常高，并立即根据该状态执行处理。
另一方面，规定虽然嵌入数字水印而没有检测到数字水印的概率小于50％。因此，在进行一次检测时而没有检测到数字水印的情况下，如果立即做出内容中没有嵌入数字水印的判断，该判断很有可能是错的。
图12是表示从光盘上记录的内容中检测数字水印的时序的实例示意图。如上所述，一次数字水印检测所需的数据长度(该数据是指检测窗口)是15秒。在数字音频数据具有15秒以上的长度的情况下，能够每隔15秒进行一次数字水印检测。能够进行第一次数字水印检测的范围是从开始位置(0秒)到从开始位置起经过了30秒的位置。此外，数字水印检测窗口的开始不必处在内容的开始位置。因此，在后一种情况下，检测窗口能够在从内容的开始起经过了大约14秒的位置开始。这种情况下，在从内容的开始起经过大约29秒的位置检测到内容中的第一个数字水印。在没有在第一个检测窗口中检测到数字水印的情况下，在从相同内容的头部起经过了45秒或更多的位置再次尝试进行数字水印检测。如果即使在尝试检测时没有检测到数字水印，则判断内容中没有被嵌入数字水印。
如上所述，在传统的数字水印检测方法中，从内容再现开始起经过15秒以上之后，存在着根据在第一检测窗口中的检测结果来停止内容再现的可能性。此外，在再现开始后经过了一分钟或更多时间之后，有可能根据第二检测窗口中的检测结果停止内容的再现。如上所述，在使用传统数字水印检测的情况下，可能经常出现诸如在再现过程使再现停止之类的不便。因此，传统设备对用户是不方便的。
为了解决传统数字水印检测方法中遇到的上述问题，本发明目的在于提供一种可靠性高的再现设备和再现方法，其中不发生根据数字水印检测的结果在再现过程中使再现停止。
解决问题的手段
为了实现上述目的，根据本发明第一方面的再现设备包括：
检测部分，用于检测记录介质上记录的内容中嵌入的附件信息，和
控制部分，用于根据附件信息控制与使用检测部分检测的附件信息对应的内容的再现，其中
在已经输入再现开始命令时，在再现操作之前执行用于检测附件信息的附件信息检测操作，和根据检测结果执行再现控制。在根据如上所述配置的本发明的再现设备中，在再现操作之前检测内容中嵌入的附件信息。因此，在再现设备中不会出现根据附件信息的检测结果在再现操作过程中使再现停止。
根据本发明的附件信息分布在具有预定长度的内容部分的整个区域上，与内容成整体，并且与内容的再现控制有关。
根据本发明第二方面的再现设备包括：
检测部分，用于在进行再现操作之前，检测记录介质上记录的内容中嵌入的附件信息，
存储部分，用于存储利用检测部分检测的附件信息和内容，以便使用能够防止窜改的方法或能够检测窜改的方法使附件信息和内容彼此相关，和
控制部分，用于根据附件信息来控制与存储部分中存储的附件信息对应的内容的再现。在根据如上所述配置的本发明的再现设备中，在再现操作之前检测内容中嵌入的附件信息。因此，在再现设备中不会发生根据附件信息的检测结果在再现操作的过程中使再现停止。
根据本发明第三方面的再现设备包括：
检测部分，用于在附件信息处在可检测的状态时，检测记录介质上记录的内容中嵌入的附件信息，
存储部分，用于存储检测的附件信息和内容，以便使用能够防止窜改的方法或能够检测窜改的方法使附件信息和内容彼此相关，和
控制部分，用于根据附件信息来控制与存储部分中存储的附件信息对应的内容的再现。在根据如上所述配置的本发明的再现设备中，即使没有接收到再现开始命令，当附件信息处在可检测的状态时，也能够检测内容中嵌入的附件信息。因此，在再现设备中不会发生根据附件信息的检测结果在再现操作的过程中使再现停止。
根据本发明第四方面的再现设备是根据上述第一至第三方面的再现设备，其中与使用检测部分检测的附件信息有关的检测结果能够记录在记录介质上。
根据本发明第五方面的再现设备是根据上述第一至第四方面的再现设备，其中检测部分是由数字水印检测部分形成的。
根据本发明第六方面的再现设备是根据上述第一至第四方面的再现设备，其中附件信息是作为数字水印嵌入到内容中的信息。
根据本发明第七方面的再现设备是根据上述第一至第四方面的再现设备，其中使用检测部分检测附件信息比再现操作进行得更快。
为了实现本发明的目的，根据本发明第八方面的再现方法包括步骤：
在已经输入再现开始命令时，在执行再现操作之前检测记录介质上记录的内容中嵌入的附件信息，和
根据附件信息控制与检测的附件信息对应的内容的再现。在根据本发明具有上述步骤的再现方法中，在再现操作之前检测内容中嵌入的附件信息。因此，在再现方法中不会发生不便，即，根据附件信息的检测结果在再现操作的过程中使再现停止。
根据本发明第九方面的再现方法包括步骤：
执行再现操作之前检测记录介质上记录的内容中嵌入的附件信息，
存储检测的附件信息和内容，以便使用能够防止窜改的方法或能够检测窜改的方法使附件信息和内容彼此相关，和
根据附件信息来控制与存储的附件信息对应的内容的再现。在根据本发明具有上述步骤的再现方法中，在再现操作之前检测内容中嵌入的附件信息。因此，在再现方法中不会发生不便，即，根据附件信息的检测结果在再现操作的过程中使再现停止。
根据本发明第十方面的再现方法包括步骤：
即使在输入再现开始命令之前，在附件信息处在可检测的状态时，检测内容中嵌入的附件信息，
存储检测的附件信息和内容，和
根据附件信息来控制与存储的附件信息对应的内容的再现。在根据本发明具有上述步骤的再现方法中，即使没有接收到再现开始命令，当附件信息处在可检测的状态时，也能够检测内容中嵌入的附件信息。因此，在再现方法中不会发生不便，即，根据附件信息的检测结果在再现操作的过程中使再现停止。
根据本发明第十一方面的再现方法是根据上述第八至第十方面的再现方法，其中与记录介质上记录的内容的附件信息有关的检测结果能够被记录在记录介质上。
根据本发明第十二方面的再现方法是根据上述第八至第十方面的再现方法，其中附件信息的检测比再现操作进行得更快。
本发明的效果
如上所述，在根据本发明的再现设备和再现方法中，在用户执行再现开始操作的情况下，在内容再现开始之前，检测内容中嵌入的附件信息，并根据检测的附件信息来执行再现控制。因此，不会发生诸如在再现的过程中使再现停止之类的不便。另外，在声音没有输出到再现设备之外的再现之前检验附件信息。因此，能够快速地处理附件信息的检验，并且能够省略对不需要处理的内容部分的处理。这样产生了提高检测处理的效率的效果。
另外，在根据本发明的再现设备和再现方法中，检测内容中嵌入的附件信息，检测结果存储在记录介质本身中。在用户已经执行再现开始操作的情况下，如果存在具有已经检测到的附件信息，根据该附件信息进行再现控制。因此，不会发生诸如在再现的过程中使再现停止之类的不便操作。此外，在把记录介质再次插入到再现设备中的情况下，使用最后一次存储的附件信息的有效信息条目。因此，不需要重新检测附件信息。这样产生了使完成检测过程更快的效果。
此外，在根据本发明的再现设备和再现方法中，如果检测部分处在能够检测内容的附件信息的状态中，即使用户没有执行再现开始操作，检测部分自动地检测内容中嵌入的附件信息。在用户已经执行再现开始操作的情况下，根据已经检测的附件信息进行再现控制。因此，不会发生诸如在再现的过程中使再现停止之类的不便。
此外，根据本发明的再现设备被配置成自动检测内容中嵌入的附件信息，并把检测结果存储在记录介质本身上。在如上所述配置的再现设备中，在用户已经执行再现开始操作的情况下，根据已经检测的附件信息进行再现控制。因此，不会发生诸如在再现的过程中使再现停止之类的不便。此外，在如上所述配置的再现设备中，在把记录介质再次插入到再现设备中的情况下，使用最后一次存储的附件信息的有效信息条目。因此，不需要重新检测附件信息，并且能够快速执行该过程。
附图说明
图1是表示根据本发明实施方式1的再现设备109的配置方框图；
图2(a)是表示普通再现期间的解码和数字水印检测的时序的示意图，
图2(b)是表示根据实施方式1的解码和数字水印检测的时序的示意图；
图3是表示根据本发明实施方式2的再现设备209的配置方框图；
图4是表示将存储卡101刚插入根据实施方式2的再现设备209之后的处理流程图；
图5是表示签名检验系统的示意图；
图6是表示将存储卡101刚插入根据实施方式3的再现设备209之后的处理流程图；
图7是表示根据实施方式4的再现设备309的配置方框图；
图8是表示将存储卡201刚插入根据实施方式4的再现设备309之后的处理流程图；
图9是表示使用传统复制控制方法的光盘再现设备的再现控制状态的表；
图10是表示使用传统复制控制方法的光盘再现设备的配置方框图；
图11是表示传统再现期间的复制控制流的示意图；和
图12是表示数字水印检测时序的实例的示意图。
参考标号解释
101，201存储卡
102受保护内容
103未受保护内容
104解密部分
105解码部分
106数字水印检测部分
107输出控制部分
108控制部分
109，209，309再现设备
310，610存储部分
具体实施方式
下面参考附图描述根据本发明的优选实施方式。在对上面提到的背景技术的描述中，使用光盘作为记录介质的实施例。然而，在下面对实施方式的描述中，使用存储卡作为记录介质。
《实施方式1》
图1是表示根据本发明实施方式1的再现设备109的配置方框图。
在图1中，把作为加密的压缩音频数据的受保护内容102和作为未加密的压缩音频数据的未受保护内容记录在作为用于记录内容等的介质的存储卡101中。可以在存储卡101中存在多个受保护的内容和多个未受保护内容。解密部分104检验从存储卡101获得的内容是否被加密，如果内容被加密则对内容进行解密。解码部分105对从解密部分104输出的未加密的压缩音频流解码。数字水印检测部分106从由解码部分105输出的线性PCM音频信号中检测数字水印。输出控制部分107控制线性PCM信号的输出。控制部分108控制存储卡101，解密部分104，解码部分105，数字水印检测部分106和输出控制部分107。根据实施方式1的再现设备109包括解密部分104，解码部分105，数字水印检测部分106，输出控制部分107，和控制部分108。在根据实施方式1的再现设备中，由数字水印检测部分106形成其检测部分。
在实施方式1中，存储卡101和再现设备109还装配有认证功能(未示出)。使用专用设备(专用记录设备，个人计算机上的防篡改应用软件等)对存储卡101中受保护的内容加密，然后记录加密的内容。普通用户不能伪造受保护的内容102。因此，使用再现设备109中的解密部分104解密的受保护内容102，和该内容的附件信息(例如，复制控制信息)是足够可靠的。在受保护内容102的再现过程中，应该只直接使用解密的附带的复制控制信息。不需要进行数字水印检验。
另一方面，使用通用个人计算机等创建未受保护内容103，并不加密地记录在存储卡101上。使用免费的编码软件编码的MP3文件是已知的未受保护内容103的实例。因此，未受保护内容103没有附带复制控制信息等。然而，在使用数字水印把复制控制信息嵌入在内容本身的情况下，应该为了版权保护而执行与该复制控制信息对应的再现控制。根据SDMI标准，在符合该标准的再现设备中，把在再现期间检测到指示“禁止复制”状态的数字水印的内容作为是通过把数据非法复制到存储卡101而获得的，并禁止再现该内容。
下面描述根据如上所述配置的本发明实施方式1的再现设备109的操作。
在存储卡101被插入再现设备109的状态中，当用户操作以再现未受保护内容103时，发出再现开始命令，使用解码部分105对从未受保护内容103获得的压缩音频比特流进行解码。然后，从由解码部分105输出的线性PCM音频信号检测数字水印。解码过程和数字水印检测过程将在稍后描述。此时，使用输出控制部分107对解码的线性PCM音频信号消音，以使其不被输出到再现设备109的外部。
完成对要再现的未受保护内容103的数字水印的检验之后，根据检验结果执行再现控制。换句话说，在写入“复制禁止”状态作为复制控制信息的情况下，显示该状态，并且不进行再现。另一方面，在“免费复制”状态或“有限复制”状态的情况下，或在未检测到数字水印的情况下，以正常速度对未受保护内容解码，并输出线性PCM音频信号。此时，取消输出控制部分107的消音处理。由于已经完成了数字水印检测，再现不会在进行的过程中停止。在上面提到的操作序列中，各个部分在控制部分108的控制下执行上述操作。
下面进一步描述解码过程和数字水印检测过程。
如上面提到的图12所示，执行一次或两次数字水印检测。在第二次数字水印检测需要根据第一次数字水印检测的结果的情况下，跳过位于从第一检测窗口的结尾处到第二检测窗口的开始处的内容部分，检测操作立即从第二检测窗口的开始处开始。
此外，在解码部分105和数字水印检测部分106的处理能力充足的情况下，可以以比规定的再现速度更高的速度执行检测操作。例如，在以88.2kHz的速度对通常以44.1kHz的取样频率再现的线性PCM音频信号解码的情况下，虽然普通检测操作占用15秒，能够在7.5秒完成检测操作。
此外，下面利用图2描述提高解码处理和数字水印检测处理的速度的过程。图2中的水平轴表示时间，逐帧地执行针对普通再现的解码处理和数字水印检测处理，每帧包括恒定数量的PCM取样，如图2(a)所示，根据下一帧中的取样频率以恒定速度输出PCM缓存器中存储的线性PCM音频信号。例如，在MP3(MPEG1)中，一帧包括1152个线性PCM音频信号的取样。当取样频率是44.1kHz时，一帧需要大约26毫秒。另一方面，用于解码和数字水印检测所需的处理时间将根据压缩音频比特流的详细内容而改变。如果处理时间变得比该帧时间长，声音则中断。因此，设计该设备使得处理在比帧时间短的时间内完成，并且获得等待下一帧开始的状态。然而，在实施方式1中，在数字水印检测期间，不需要输出线性PCM音频信号来作为声音听到。因此，可以跳过处理等待时间，并且能够连续地执行该处理，如图2(b)所示。结果是，能够使没有处理等待并且在图2(b)中示出的检测操作的时间比图2(a)所示的普通再现中的检测操作的时间短20至30％。
如上所述，在用户的再现开始操作已经输入再现开始命令的情况下，在未受保护内容103再现之前，检测作为数字水印并嵌入内容中的附件信息，并根据检测的附件信息执行再现控制。因此，在再现设备109中不会发生诸如在再现过程中使再现停止之类的不便操作。另外，在再现设备109中，在没有向再现设备109的外部输出声音的再现之前，检验附件信息。因此，能够快速处理附件信息的检验，并且能够省略对不需要处理的内容部分的处理。这样能够产生提高检测处理的效率的效果。
实施方式1中的附件信息被分布在具有预定长度的内容的整个区域中，与该内容成整体，并且与内容的再现控制相关。
此外，如上所述，数字水印是嵌入到诸如静止图像，运动图像或音频数据之类的多媒体内容中的信息，以便利用人的感觉感知特征不能感觉，并且是与内容本身不同的信息。换句话说，通过向内容中加入人们感觉不到的微小改变来在内容中嵌入与内容不同的信息。在实施方式1中采用回波控制方法执行数字加水印。
下面描述实施方式1中使用的回波控制方法。
可以通过向音频信号加入回波效果来嵌入数字水印信息。当原始音频信号与回波之间的时间差变为恒定值(接近1毫秒)或更少时，人耳感觉到原始声音和回波是合并的，用具有比该值(接近1毫秒)短的延迟时间的两种回波作为水印数据，并加到原始音频信号，由此能够创建嵌入有水印的信号。将数字音频信号分割成恒定部分(例如，各具有512个取样)，根据水印数据把两种回波中的一种加入到每个部分。为了具有高声音质量，应该逐步地而不是阶梯式地在分割部分进行回波切换。为了嵌入多比特信息，需要与比特数量对应的数量的部分。此外，还需要用于指示比特串的开始点的同步比特串。回波控制方法集中处理该比特数据。例如，当假设要作为数字水印嵌入的主数字水印数据具有8比特，和同步数字水印数据具有8比特时，总比特数是16。当数字水印被嵌入具有44.1kHz的取样速率的数字音频信号时，需要大约186毫秒的数字音频信号。此外，在通过D/A转换把数字音频信号被转换成模拟信号，或进行诸如MP3之类的压缩处理的情况下，由于在音频信号幅度较小的位置的噪声的影响，对数字水印信息的分析变得困难。因此，需要通过将相同的数据嵌入许多次和通过在检测时使用多数(majority)决定处理来提高可靠性。因此，为了检测可靠的数字水印信息，根据操作过程需要数秒或数十秒的数字音频。
由于仅通过测量原始音频信号和回波之间的延迟时间就能够复原(检测)水印数据，获得了信号的自相关函数。可以将用于声音信号分析的对数倒频谱技术应用于该目的。通过计算自相关函数获得延迟时间。通过延迟时间的顺序计算，获得包括“0”和“1”的数据串。当从该数据串检测到同步码型时，捕获到被嵌入的、其首部位于检测位置的主水印数据。当从恒定时间的音频信号检测到预定次数的相同数据时，假设所检测的数据是检测值并作为水印数据。通过该检测处理，能够改善可靠性。
《实施方式2》
图3是表示根据本发明的实施方式2的再现设备209的配置方框图。在图3所示的再现设备209中，与上述图1中所示的再现设备109的部件具有相同功能和配置的部件用相同的标号指定，实施方式1中的描述应用
实施方式2的描述中。
在图3中，把作为加密的压缩音频数据的受保护内容102和作为未加密的压缩音频数据的未受保护内容103记录在作为用于记录内容等的介质的存储卡101中。可以在存储卡101中存在多个受保护的内容和多个未受保护内容。解密部分104检验从存储卡101获得的内容是否被加密，如果内容被加密则对内容进行解密。解码部分105对从解密部分104输出的未加密的压缩音频流解码。数字水印检测部分106从由解码部分105输出的线性PCM音频信号中检测数字水印。输出控制部分107控制线性PCM信号的输出。存储部分310存储未受保护内容103和使用数字水印检测部分106检测的数字水印，以便使用能够防止窜改的方法或能够检测窜改的方法使他们彼此对应。控制部分108控制存储卡101，解密部分104，解码部分105，数字水印检测部分106，输出控制部分107和存储部分310。根据实施方式2的再现设备209包括解密部分104，解码部分105，数字水印检测部分106，输出控制部分107，控制部分108和存储部分310。在根据实施方式2的再现设备中，由数字水印检测部分106形成其检测部分。
下面描述根据实施方式2，如上所述配置的再现设备209的再现操作。
图4是表示根据实施方式2的再现设备209的再现操作的流程图。当用户执行再现未受保护内容103的操作，并输入再现开始命令时，检验存储部分310中是否出现未受保护内容103的数据。更具体地讲，检验存储卡101的识别信息、未受保护内容103的文件名等作为关键字。此外，在存在未受保护内容103的数据的情况下，检验该数据是否有效。虽然存储部分310中的数据本身是采用能够防止用户进行窜改的方法或能够检测窜改的方法存储的，也存在着重新写入对应的未受保护内容103的可能性。因此，需要确认二者是否正确地相互对应，例如，检验存储部分310中存储的未受保护内容103的时间标记，文件大小等是否与实际的未受保护内容103的时间标记、文件大小等一致。作为替换，在数字水印检测期间能够在存储部分310中存储未受保护内容103的杂散值(hash value)，在使用期间再次计算未受保护内容103的杂散值，并通过检验二者是否相互一致来确认对应关系(步骤401)。杂散值是通过使用杂散函数处理原始信息(该实施例中是未受保护内容103)而获得的摘要(digest)信息。杂散函数是具有下列特性的函数：(1)单向特性(指示很难从杂散值获得原始信息的特性)，和(2)无冲突特性(指示即使信息与原始信息只有1比特的区别，也产生完全不同的杂散值，并且很难找到具有相同杂散值的两个不同原始信息条目的特性。对于该函数，使用块密码，或使用诸如SHA-1之类的专用杂散函数。
如果存储部分310中出现未受保护内容103的有效数据，根据有效数据立即执行再现操作。换句话说，在嵌入指示“禁止复制”状态的数字水印的复制控制信息的情况下，不执行再现。另一方面，在嵌入除“禁止复制”状态之外的、指示“免费复制”状态和“有限复制”状态的数字水印的复制控制信息的情况下，执行再现，而不再次执行数字水印检验。
如果未受保护内容103的数据不是有效数据，首先，删除存储部分310中存储的未受保护内容103的无效数据。然后，使用解码部分105对从未受保护内容103获得的压缩音频比特流进行解码。此外，从由解码部分105输出的线性PCM音频信号检测数字水印(步骤402)。
当检测到数字水印时，在存储部分310中存储检测的细节(复制控制信息)和与此对应的未受保护内容103的识别信息(存储卡101的识别码，文件名，时间标记，文件大小，杂散值等(步骤403)。然后，根据复制控制信息执行再现操作(步骤404)。
在存储部分310存储检测细节和与此对应的未受保护内容103的识别信息的情况下，需要采用能够防止窜改的方法或能够检测窜改的方法来执行存储。
作为能够防止窜改的方法，和能够物理地防止存取存储部分310的方法，已知的是对存储内容加密的方法。作为物理地防止存取的方法，已知的是在不能外部存取的半导体内执行所有处理的方法，使用当数据传送到外部总线时，至少一部分总线设置在电路板内部，并且在LSI和电路板之间设置LSI的端子的BGA(球栅阵列)的方法，通过用树脂等材料将LSI的端子阻隔而使总线上流动的信号难以捕获的方法等。另外，在对数据加密的情况下，需要上面提到的能够物理地防止存取密码密钥方法，以使用于加密的密钥不被泄露。此外，在检测的细节和与此对应的未受保护内容103的识别信息被重新更新以防止保存/恢复攻击，并且也可以重新更新与密钥产生有关的信息。
当记录检测的细节和与此对应的未受保护内容103的识别信息时，同时记录他们的杂散值，在使用期间再次计算杂散值和检验记录的杂散值是否与计算的杂散值一致的方法被称为能够检测窜改的方法。
接下来，下面描述根据作为实施方式2中使用的附件信息的实例的、嵌入到内容中的杂散信息，检验内容的有效性，和执行再现控制的情况。
近来，已经在出售预先进行了记录的盗版盘。他们是例如根据在电影院携带视频可携式摄录机和通过使用视频可携式摄录机记录电影获得的内容，或根据通过使用个人计算机的捕获板捕获DVD盘、电视广播节目等的内容获得的内容来制造的。为了从合法盘中区分出这些盗版盘，并排除盗版盘，使用向合法盘的每项内容加入加密的签名的系统，并在记录设备中检验作为记录介质的盘上的签名。利用该系统，禁止了未被确认为合法的盘的再现。
下面参考图5描述上述系统。图5是表示签名检验系统的示意图。在图5中，标题A指定一串数据，以MPEG2等格式化的例如电影或一首音乐。标题B指定一串如同标题A中的数据。标题摘要A存储标题A的每个预定长度的杂散值。标题摘要B存储标题B的每个预定长度的杂散值。标题摘要C存储标题C(未示出)的每个预定长度的杂散值。内容证书存储各个标题摘要A、B、和C的杂散值，和分配至此的签名。图5所示的范围从标题A到内容证书的条目被记录在预先记录的盘上。
下面描述内容证书和标题摘要的创建。
盘制造商把每个标题分成具有预定长度(例如，100k字节)的杂散单元。对每个杂散单元进行杂散处理，将其转换成摘要值，并存储在标题摘要中。例如，将标题A的杂散单元A1转换成标题摘要A的摘要值DA1。忽略在标题结尾小于杂散单元的部分。当完成对每个标题摘要值的计算时，计算每个标题摘要的整体的杂散值，并把通过计算获得的杂散值(DA)作为摘要值存储在内容证书中。通过计算获得的摘要值DA、DB、DC、…被依次存储在内容证书中。盘制造商存储盘上所有标题的摘要值，并将数据传送到认证组织。认证组织针对所有标题的摘要值来计算杂散值。使用认证组织的保密密钥对通过计算获得的杂散值加密，并将其用作签名。该签名被传送到盘制造商。盘制造商把带有签名的证书与标题和标题摘要一起存储在盘上，并销售这些盘。
接下来，描述盘再现期间的处理。当把盘插入再现设备时，再现设备读取盘上记录的内容证书，并对所有标题的摘要值计算杂散值。另一方面，使用认证组织的公钥对内容证书中存储的签名进行解码，该密钥是采用能够防止窜改的方法预先存储到再现设备中的，并捕获以其为基础签名的杂散值。然后，检验通过解码获得的杂散值是否与通过在再现设备本身中进行计算而获得的杂散值一致。此外，再现设备随机地从盘中选择几个杂散单元，例如五个杂散单元，并计算其杂散值。然后，检验通过计算获得的杂散值是否与和盘上记录的杂散单元有关的标题的标题摘要中存储的摘要值一致。此外，计算整个标题摘要的杂散值，并检验通过计算获得的杂散值是否与盘上记录的内容证书中存储的摘要值一致。
在上述的任何检验中出现不一致的情况下，认为所检验的盘是非法的，并完全禁止盘的使用，包括再现和复制。
如上所述，内容的杂散信息不集中在内容的首部或其它特定区域，而是分布在具有预定长度的整个内容部分，并与内容成为整体。因此，如果象传统再现设备中那样在执行再现时进行检验，则象传统再现设备中的情况那样发生诸如在再现过程中使再现停止的不便状态。因此，在根据本发明实施方式2的再现设备和再现方法中，如同数字水印的情况中那样，在再现之前捕获和检验作为附件信息的杂散信息，并根据检验结果执行再现控制。结果是，在根据实施方式2的再现设备和再现方法中，不会发生根据附件信息的检验结果在再现过程中使再现停止。
在根据实施方式2的再现设备中存储部分310的存储容量变满的情况下，删除部分数据。有许多删除方法，例如，按最老的顺序删除数据的方法，和自从最近存取以来按最长时间的顺序删除数据的方法。
此外，在图4所示的步骤402，在检测数字水印的情况下，输出控制部分107可以使音频输出消音。这种情况下，如同在上述实施方式1中描述的情况那样，可以进行高速检测。
如上所述，在实施方式2中，检测作为水印嵌入的附件信息，并把检测结果存储在存储部分310中。在用户执行再现开始操作时已经检测到存在附件信息的情况下，根据附件信息进行再现控制。因此，在根据实施方式2的再现设备中，不会发生在再现过程中使再现停止之类的不便操作。此外，当把记录介质再次插入到再现设备时，只使用最近一次已经存储的附件信息的有效信息，因此不需要重新检验附件信息。为此，能够获得更迅速地完成检测的优秀效果。
《实施方式3》
接下来，描述根据本发明实施方式3的再现设备。根据实施方式3的再现设备的配置与根据上述图3所示的实施方式2的再现设备的配置基本相同。因此，利用图3和6来描述根据实施方式3的再现设备的操作。图6是表示刚把存储卡101插入根据实施方式3的再现设备209之后的处理的流程图。
在图6中，再现设备209处在等待插入存储卡101的状态，步骤501。当插入存储卡101时，即使用户不执行再现操作，自动检验存储卡101中是否包括仍未受到数字水印检验的未受保护内容103(步骤502)。如果包括仍为受到数字水印检验的未受保护内容103，使用解码部分106对从未受保护内容103获得的压缩音频比特流进行解码。此外，从由解码部分105输出的线性PCM音频信号检测数字水印(步骤503)。此时，使解码的线性PCM音频信号消音，以使其不被输出到再现设备之外。当检测到数字水印时，在存储部分310中存储与检测的细节(复制控制信息)对应的未受保护内容103的识别信息(步骤504)。通过上述过程完成一项未受保护内容103的数字水印信息的处理。如果在再现设备209的显示部分(未示出)上显示未受保护内容103的信息，在显示器上也可以反映数字水印检测的结果。例如，在显示存储卡101中存储的未受保护内容103中的文件名的情况下，有许多显示方法。例如，用小的交叉标记指示不能被再现的文件，或根本不显示这些文件的名称。
在完成对一项未受保护内容103的处理时，该过程返回到步骤502，并检验是否有仍未受到检验的未受保护内容103。
如果有仍未受到检验的未受保护内容103，以相同的方式执行数字水印信息检测。如果没有仍未受到检验的未受保护内容103，该过程进入循环，以监视存储卡101是否被退出(步骤505)。
上述数字水印检验处理序列所需的时间是每项内容几秒到几十秒。在用户在该处理周期的过程中执行再现未受保护内容103的操作时(由图6中结尾处带有两个箭头的虚线表示中断接收周期506)，中断处理发生在数字水印检验过程中。中断的细节与上述实施方式2中描述的那些相同。
如上所述，在实施方式3中，如果数字水印检测部分106处在能够检测未受保护内容103的附件信息的状态中，即使用户没有执行再现开始操作(再现开始命令)，数字水印检测部分106自动检测作为数字水印嵌入的附件信息，并将该信息存储在存储部分310中。在用户已经执行再现开始操作的情况下，根据已经检测的附件信息进行再现控制。因此，不会发生诸如在再现的过程中使再现停止的不便操作。此外，在再现之前，在不向再现设备209外部输出声音的情况下检验附件信息。因此，能够进行高速处理，并且能够省略不需要处理的内容部分的处理。这样能够产生提高检测过程的效率的效果。
也可以配置数字水印检测部分106，以便检测内容的附件信息并存储在存储部分310中，而与用户的操作无关，假设内容的附件信息处在可检测状态。
《实施方式4》
图7是表示根据本发明的实施方式4的再现设备309的配置的方框图。在图7所示的再现设备309中，与上述图1中所示的再现设备109的部件具有相同功能和配置的部件用相同的标号指定，实施方式1中的描述应用于对实施方式4的描述。
在图7中，把作为加密的压缩音频数据的受保护内容102和作为未加密的压缩音频数据的未受保护内容103记录在作为用于记录内容等的介质的存储卡201中。此外，存储卡201设置有以防止用户进行解密或窜改的方法存储未受保护内容103和使用数字水印检测部分106检测的数字水印，以使其彼此对应的存储部分610。也可以存在多个受保护内容102和多个未受保护内容103。再现设备309的解密部分104检验从存储卡201获得的内容是否被加密，如果内容被加密则对内容进行解密。解码部分105对从解密部分104输出的未加密的压缩音频流解码。数字水印检测部分106从由解码部分105输出的线性PCM音频信号中检测数字水印。输出控制部分107控制线性PCM信号的输出。控制部分108控制存储卡201，解密部分104，解码部分105，数字水印检测部分106和输出控制部分107。根据实施方式4的再现设备包括解密部分104，解码部分105，数字水印检测部分106，输出控制部分107和控制部分108。在根据实施方式4的再现设备中，由数字水印检测部分106形成其检测部分。
下面描述如上所述配置的、根据实施方式4的再现设备309的操作。
图8是表示存储卡201刚插入到根据实施方式4的再现设备309之后的处理流程图。在步骤701，根据实施方式4的再现设备309处在等待存储卡201插入的状态。当插入存储卡201时，检验存储卡201的存储部分610中是否存在数据(步骤702)。在存储部分610中不存在数据的情况下，过程进行到步骤705。
如果存储部分610中存在数据，检验所有数据是否有效(步骤703)。虽然采用能够防止用户进行解密和窜改的方法或能够检测窜改的方法将数据本身存储在存储部分610中，但是存在着重新写入或删除对应的未受保护内容103本身的可能性。因此，需要确认二者是否彼此正确地对应，例如，检验存储部分610中存储的未受保护内容103的时间标记、文件大小等是否与实际的未受保护内容103的时间标记、文件大小等一致。作为替换，也可以在数字水印检测期间在存储部分610中存储未受保护内容103的杂散值，在使用期间再次计算未受保护内容103的杂散值，并且通过检验二者是否彼此一致来确认对应关系。如果不是所有的数据都有效，则删除无效的数据，并且假设与此对应的未受保护内容103仍未被检验(步骤704)。利用上述处理过程，完成存储部分610中的数据检验。由于上述步骤702，703和704的处理周期较短，这些步骤在插入存储卡201时被立即执行。在这些处理周期中，由用户执行的再现开始操作处在等待该过程结束的状态。
如果在再现设备309的显示部分(未示出)上显示未受保护内容103的信息，显示器上可以反映存储卡201的存储部分610的内容，例如，在显示存储卡201中存储的未受保护内容103中的文件名称的情况下，有许多种显示方法。例如，用小交叉标记指示不能被再现的文件，或根本不显示文件的名称。
在完成存储部分610的数据检验之后，检验存储卡201中是否包括仍未受到数字水印检验的未受保护内容103(步骤705)。如果存储卡201包括仍未受到数字水印检验的未受保护内容103，使用解码部分105对从未受保护内容103获得的压缩音频比特流进行解码。此外，从由解码部分105输出的线性PCM音频信号检测数字水印(步骤706)。此时，使用输出控制部分107使解码的线性PCM音频信号消音，以使其不被输出到再现设备的外部。因此，能够进行高速处理等。当检测到数字水印时，采用能够防止用户进行窜改的方法把与检测的细节(复制控制信息)对应的未受保护内容103的识别信息(文件名、时间标记、文件大小、杂散值等)存储在存储部分610中。作为该方法的实施例，对该信息特有地加密成不能存取存储的内容，或将该信息存储在用户不能存取的存储区中，当该信息传送到设备时，对该信息进行认证、加密，然后传送该信息。
由上述过程完成一项未受保护内容103的数字水印信息的处理。如果在再现设备309的显示部分(未示出)上显示未受保护内容103的信息，显示器上可以反映数字水印检测的结果。
当完成一项未受保护内容103的处理时，过程进行到步骤705，检验是否存在仍未受到检验的未受保护内容103。如果存在仍未受到检验的未受保护内容103，以相同的方式执行数字水印信息检测。如果没有仍未受到检验的未受保护内容103，该过程进入循环，用于监视存储卡是否被退出(步骤708)。
在上述步骤705、706和707的数字水印检验处理的序列对每项内容所需的周期时间(由图8中的标号709表示的中断接收周期)是几秒到几十秒。在用户在该过程中已经执行再现未受保护内容103的操作的情况下，中断处理发生在数字水印检验过程中。
除了在存储卡610中写入信息的方法外，中断数字水印检验过程的再现处理的细节与上述实施方式3中描述的中断过程相同。
如上所述，在实施方式4中。数字水印检测部分自动检测作为数字水印嵌入的附件信息，并将该结果存储在记录介质自身中。在用户已经执行再现开始操作的情况下，根据已经检测的附件信息进行再现控制。因此，不会发生诸如在再现过程中使再现停止之类的不便操作。此外，在把记录介质再次插入到再现设备的情况下，使用最后一次存储的附件信息的有效信息条目。因此，不需要重新检测附件信息，并且能够更快地结束该过程。
也可以配置数字水印检测部分106，以便在存储卡201的存储部分610中检测和存储该内容的附件信息，而与用户的操作无关，假设内容的附件信息处在可检测状态。
在上述实施方式中，描述了SD存储卡的再现作为记录介质的再现的实施例。然而，本发明不仅可以应用于SD存储卡，而且可以应用于DVD音频盘和其它只再现介质。
此外，在从一种记录介质(例如，CD)向另一种记录介质(例如，HDD或MD)复制(记录)信息的情况下，时常使用数字水印执行记录控制。即使在这种情况下，也可以应用本发明。在用户已经执行记录开始操作的情况下，首先检测附件信息，并根据检测结果执行本发明的再现控制。结果是，能够执行记录控制。
工业实用性
本发明可以应用于根据内容中嵌入的附件信息来执行内容的再现控制的再现设备。

Claims (12)

1.一种再现设备，包括：
检测部分，用于检测记录介质上记录的内容中嵌入的附件信息，和
控制部分，用于根据附件信息控制与使用检测部分检测的附件信息对应的内容的再现，其中
在已经输入再现开始命令时，在再现操作之前执行用于检测附件信息的附件信息检测操作，和根据检测结果执行再现控制。
2.一种再现设备，包括：
检测部分，用于在进行再现操作之前，检测记录介质上记录的内容中嵌入的附件信息，
存储部分，用于存储利用所述检测部分检测的附件信息和内容，以便使用能够防止窜改的方法或能够检测窜改的方法使附件信息和内容彼此相关，和
控制部分，用于根据附件信息来控制与所述存储部分中存储的附件信息对应的内容的再现。
3.一种再现设备，包括：
检测部分，用于在附件信息处在可检测的状态时，检测记录介质上记录的内容中嵌入的附件信息，
存储部分，用于存储检测的附件信息和内容，以便使用能够防止窜改的方法或能够检测窜改的方法使附件信息和内容彼此相关，和
控制部分，用于根据附件信息来控制与所述存储部分中存储的附件信息对应的内容的再现。
4.根据权利要求1至3中的任何一项所述的再现设备，其中与使用所述检测部分检测的附件信息有关的检测结果能够记录在所述记录介质上。
5.根据权利要求1至4中的任何一项所述的再现设备，其中所述检测部分是由数字水印检测部分形成的。
6.根据权利要求1至4中的任何一项所述的再现设备，其中附件信息是作为数字水印嵌入到内容中的信息。
7.根据权利要求1至4中的任何一项所述的再现设备，其中使用所述检测部分检测附件信息比再现操作进行得更快。
8.一种再现方法，包括步骤：
在已经输入再现开始命令时，在执行再现操作之前检测记录介质上记录的内容中嵌入的附件信息，和
根据附件信息控制与检测的附件信息对应的内容的再现。
9.一种再现方法，包括步骤：
执行再现操作之前检测记录介质上记录的内容中嵌入的附件信息，
存储检测的附件信息和内容，以便使用能够防止窜改的方法或能够检测窜改的方法使附件信息和内容彼此相关，和
根据附件信息来控制与存储的附件信息对应的内容的再现。
10.一种再现方法，包括步骤：
即使在输入再现开始命令之前，在附件信息处在可检测的状态时，检测内容中嵌入的附件信息，
存储检测的附件信息，和
根据附件信息来控制与存储的附件信息对应的内容的再现。
11.根据权利要求8至10中的任何一项所述的再现方法，其中与所述记录介质上记录的内容的附件信息有关的检测结果被记录在所述记录介质上。
12.根据权利要求8至10中的任何一项所述的再现方法，其中附件信息的检测比再现操作进行得更快。
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