JP2004152467A - コードにおけるデータの領域の開始を識別する情報のコード化 - Google Patents

Abstract

【課題】 ユーザデータを低減または変更することなく、ディジタルデータにデータを他のデータに埋込みこんで記録・伝送する。
【解決手段】 例えば、デジタル媒体におけるエンターテイメントコンテンツのコピー保護のために、エンターテイメントコンテンツとともに暗号化鍵とコピー制御情報とを配布するときなど、データを他のデータ内に埋込むことが必要な場合がある。本発明においては、コードに、変調されたデータビットストリームの領域の開始を識別するために使用されるデジタルデータが埋め込まれる。あるいは、複数の選択的コードから１コードを選択することにより、データが指定される。あるいは、コード内の可変フィールドによってデータが指定される。
【選択図】図２

Description

本発明は、包括的には、デジタルデータ伝送および記録に関する。

データを他のデータ内に埋込むことが必要な場合がある。
たとえば、デジタル媒体におけるエンターテイメントコンテンツのコピー保護のために、エンターテイメントコンテンツとともに暗号化鍵とコピー制御情報とを配布する必要がある。
暗号化鍵とコピー制御情報とを、媒体の予約領域に記録してもよい。
予約領域は、本来はユーザデータのために使用することができる空間を先取りしてもよい。
代替的に、コピー制御情報を、デジタル透かしの形式でエンターテイメントコンテンツ内に埋込んでもよい。
デジタル透かしは、オリジナルデータを変更する。

米国特許第５，６９９，４３４号（Hogan）とその特許の分割出願（米国特許第５，８２８，７５４号、米国特許第６，２７８，３８６号および米国特許出願第０９／８５５，８８９号）とは、オリジナルデータを変更しない方法で、およびオリジナルデータを記録するための容量を低減しない方法で、データを符号化データに埋込む複数の方法を開示している。

ユーザデータを低減または変更することなくデータを他のデータに埋込むさらなる方法が、目下必要とされている。

コードに、変調されたデータビットストリームの領域の開始を識別するために使用されるデジタルデータを埋込む。
実施形態例では、複数の選択的コードから１コードを選択することにより、データを指定する。
一実施形態例では、コード内の可変フィールドによってデータを指定する。

本発明によれば、ユーザデータを低減または変更することなくデータを他のデータに埋込むさらなる方法が提供される。

伝送デジタルデータと、デジタル媒体に記録されたデータとは、一般に、信号検出エレクトロニクスによって課される複数の制約、特に、符号化データにおける連続する２進０の最小および最大数に対する制約と、変調されたデータビットストリームにおける低周波数コンテンツに対する制約とを満たす方法で、符号化される。
通常、オリジナルデータはシンボルに分割される。
シンボルは、固定数の少数ビットである。
通常、各シンボルは、あらゆる制約を満たすビットパターン（コード、または時にチャネルビットと呼ばれる）を含むルックアップテーブルへのインデックスとして使用される。
符号化システムによっては、各シンボルに対しコードの複数の選択があり、符号化データにおける低周波数コンテンツの制御に基づいて選択が行われることが一般的である。

１および０の変調されたストリームにおいて、デコーダは、変調されたビットからユーザデータビットへの変換を正確に開始するために周期的な位置合せ方法を必要とする。
この周期的位置合せを提供するために、典型的には同期コードまたは同期フィールドと呼ばれる、一意のパターンのビットを使用することが知られている。
同期コードにおけるビットのパターンは、通常、データ符号化要件を違反するビットのシーケンスを含めることにより、符号化ユーザデータから容易に検出され識別される。
たとえば、データは、符号化データに１０より多くの連続した０が存在し得ないという符号化要件を有するものとし、１０より多くの連続した０を有することにより、同期コードを識別し検出することができる。

特定の実施例では、ＤＶＤ光ディスクは、データの領域の開始を識別することにより、検出器エレクトロニクスに対して既知のパターンを提供する、同期（ＳＹＮＣ）コードと呼ばれる２値ビットパターンを有する。
特に、ＤＶＤ光ディスクの場合、２，０４８バイトの未符号化ユーザデータに１６バイトのオーバヘッドデータを付加したものが、データフレームに符号化される。
ＥＣＣブロックは、論理的に行にフォーマットされる１６のスクランブルされたデータフレームに、行および列ＥＣＣデータを足したものを含む。
ＥＣＣブロックは、論理的に１６の物理セクタに分割され、物理セクタの論理的にフォーマットされた行の各々は、２つの同期フレームに分割される。
各同期フレームは、３２ビット同期コードと、それに続く１，４５６ビットの符号化データとを含む。
各同期コードは、１３の連続した２進０のコード違反を含み、符号化データは、２進１の間の最小２の連続した２進０と最大１０の連続した２進０という制約を有する。

図１Ａは、光ディスク１００とスパイラルデータトラック１０２の一部とを示す。
図１Ｂは、トラック１０２が物理セクタ１０３に分割されることを示す。
図１Ｃは、物理セクタ１０４がさらに同期フレームを含むことを示し、各同期フレームは、３２ビットの同期コード１０６と、それに続く１，４５６ビットの符号化データ１０８とを含む。

目下のＤＶＤ規格では、論理的に８つの対に分割される、１６の異なる同期コードがある。
同期コードの８つの対のうちの１つの対は、物理セクタ内の各同期コード位置に対して指定される。
物理セクタ内の各同期コード位置において、その位置に対する２つの代替同期コードのうちの１つが選択され、その選択は、低周波数コンテンツを最小化することに基づく。
本発明のあらゆる実施形態例では、２進データを指定するために同期コードが選択される。

図２は、第１実施形態例を示し、物理セクタ内のある位置に対して２つの選択的同期コードがある場合、一方の選択肢は２進１を表してもよく、他方の選択肢は２進０を表してもよい。
図２において、ステップ２００で、２進１が埋込まれる場合、ステップ２０２において、物理セクタの適当な位置に第１の選択的同期コードが挿入される。
そうでない場合、ステップ２０４において、物理セクタの適当な位置に第２の選択的同期コードが挿入される。

図３は、第２実施形態例を示し、そこでは、物理セクタ内の各同期コード位置に対し、同期コードの３つ以上の選択肢を提供してもよい。
たとえば、各同期コード位置に対して４つの選択肢が提供される場合、各選択肢は、２つのビット（００、０１、１０、１１）を表すことができる。
図３において、ステップ３００で、２進数ＸＸＸが埋込まれる場合、ステップ３０２において、２進ＸＸＸに対応する同期コード選択肢が、物理セクタの適当な位置に挿入される。

図４は、第３実施形態例を示し、そこでは、データを、少なくとも１つの同期コードを含むビットのストリームのセグメントのパリティに埋込んでもよい。
目下のＤＶＤ規格では、物理セクタの各位置に対して一方の選択的同期コードが、偶数の２進１を含む場合、その位置の他方の選択的同期コードは、奇数の２進１を含む。
したがって、少なくとも１つの同期コードを含むビットのストリームのセグメントでは、ビットストリームのパリティを、少なくとも１つの同期コードの選択によって制御することができる。
たとえば、同期フレームのパリティを偶数または奇数にすることにより、同期フレームに１ビットの情報を埋込むことができる。
図４において、ステップ４００で、同期コードを含むビットストリームのセグメントのパリティが、所望のビットに対応するパリティに一致する場合、ステップ４０２において、同期コードはそのままにされる。
そうでない場合、ステップ４０４において、選択的同期コードが物理フレーム内の適当な位置に挿入され、それによりビットストリームのセグメントのパリティが変更される。

最初の３つの実施形態例では、ビットストリームの低周波数コンテンツに対する同期コード選択の影響は無視している。
図５は、第４実施形態例を示し、そこでは、各２進値に対して３つ以上の選択的同期コードを提供してもよい。
特定の２進値に対する要件が与えられると、最低周波数コンテンツを提供する選択肢が選択されてもよい。
図５において、ステップ５００で、２進１が埋込まれる場合、ステップ５０２において、低周波数コンテンツが測定されるビットストリームに対しいずれの選択肢が最少低周波数コンテンツを提供するかに基づき、２進１に対して複数の選択的同期コードから１つの同期コードが選択される。
そうでない場合、ステップ５０４において、低周波数コンテンツが測定されるビットストリームに対しいずれの選択肢が最少低周波数コンテンツを提供するかに基づき、２進０に対して複数の選択的同期コードから１つの同期コードが選択される。

２進信号の１つの状態に対し＋１の値が割当てられる場合、および反対の状態に対し−１の値が割当てられる場合、これらの値の移動合計（または曲線下の面積）は、信号の低周波数コンテンツの測度である。
移動合計は、デジタル合計分散（Digital Sum Variance（ＤＳＶ））と呼ばれる。
ＤＶＤの場合、ＤＳＶを、複数のＥＣＣブロックに亙って制御してもよい。
同期コードを、まず複数のＥＣＣブロックに対する選択肢の任意の選択によって挿入し、その後、同じ埋込みデータを提供するが複数のＥＣＣブロック内でＤＳＶのピーク絶対値を低減する同期コードによって置換えてもよい。
代替的に、各同期コードを挿入する際に、同期コードを、各々が同じ埋込みデータ値を有する複数の選択的同期コードから、新たに挿入された同期コードの終りで測定されるＤＳＶの絶対値を最小化することに基づいて、選択することができる。

図６は、第５実施形態例を示す。
同期コード６００は、複数のフィールド６０２〜６０８を有する。
フィールド６０４は可変であり、データを符号化するために使用される。
フィールド６０４は、単一ビットであってもよく、あるいは複数ビットであってもよい。
フィールド６０６は、同期フィールドを識別するために特有なパターンを含む。
たとえば、フィールド６０６内のビットは、フィールド６０６をデータから検出し識別することができるように、データに対する符号化要件を故意に違反してもよい（たとえば、連続した０が多すぎる）。

以下の論考では、単に例示の目的のために、同期コード６００が含まれるビットストリームが右から左に読出されるものと仮定する。
すなわち、フィールド６０２が最初に読出され、次にフィールド６０４、次にフィールド６０６、次にフィールド６０８が読出される。
コンパクトディスク（ＣＤ）では、データコードが連結される場合、１つのコードの終りのビットと次のコードの開始のビットとが、あらゆる符号化要件を違反する可能性がある。
したがって、ＣＤフォーマットでは、可変ビット（マージビットと呼ばれる）を計算して事前定義されたコード間に挿入することにより、符号化要件が満たされることを保証する。
目下のＤＶＤ規格では、事前定義されたデータコードと同期コードとが、いかなる順序でも連結することができるように指定され、１つのコードの終りのビットと次のコードの開始のビットとが、あらゆる符号化要件を満たす。
図６において、フィールド６０４が可変であるため、低周波数コンテンツを含む符号化要件が満足されることを保証するために、フィールド６０２のビットもまた可変であって、ＣＤフォーマットで使用されるマージビットと機能が同様であることもまた必要である場合がある。
フィールド６０４は、先のフィールドの終りのビットとフィールド６０４のビット（単数または複数）とに依存してもよい。
同様に、フィールド６０８は可変である必要がある場合があり、フィールド６０４のビット（単数または複数）と次のフィールドの開始のビットとに依存してもよい。

目下のＤＶＤフォーマットは、各データ層において、４．７ギガバイトのユーザデータとおよそ６０００万の同期コードとを提供する。
あらゆる実施形態例において、１つの同期コードにより少なくとも１ビットが定義される。
各同期コードにより１ビットが定義される場合、ユーザデータのための容量を低減することなく、またユーザデータを変更することなく、１つのＤＶＤデータ層に対するユーザデータ領域の同期コードに、７メガバイトを越えるデータを埋込むことができる。
同様に同期コードを含む非ユーザデータに対し、追加の領域が定義される。

本発明の上述した説明は、例示および説明の目的のために提示した。
網羅的であること、または本発明を開示した厳密な形態に限定することは意図されておらず、上記教示に鑑みて、他の変更および変形が可能である。
本発明の原理とその実際的な適用とを最もよく例示することにより、当業者が、企図された特定の使用に適するよう、本発明をあらゆる実施形態においておよびあらゆる変更態様で最もよく利用することができるように、実施形態を選択し説明した。
添付の特許請求の範囲は、従来技術によって限定されることを除き、本発明の他の代替実施形態を包含するように解釈されることが意図されている。

本発明は、包括的には、デジタルデータ伝送および記録に利用可能である。

第１実施形態例での使用に適した光ディスクのブロック図である。 図１Ａに示すトラックに対する追加の詳細を示すブロック図である。 図１Ｂに示す物理セクタに対する追加の詳細を示すブロック図である。 データを埋込む方法の第１実施形態例のフローチャートである。 データを埋込む方法の第２実施形態例のフローチャートである。 データを埋込む方法の第３実施形態例のフローチャートである。 データを埋込む方法の第４実施形態例のフローチャートである。 第５実施形態例での使用に適した同期フィールド例のブロック図である。

符号の説明

１００・・・光ディスク、
１０２・・・スパイラルデータトラック、
１０３・・・物理セクタ、
１０６・・・同期コード、
１０８・・・符号化データ、
６００・・・同期コード、
６０２〜６０８・・・フィールド、

Claims (10)

1. 第１のデータの少なくとも１ビットを第２のデータに埋込む方法であって、
   前記少なくとも１ビットを指定し、かつ前記第２のデータにおけるデータの領域（１０８）の開始を指定するように、コード（１０６）を選択すること（２０２、２０４、３０２、４０２、４０４、５０２、５０４）
   を含む方法。
2. 前記コードは、ＤＶＤのための同期コードを含むこと
   をさらに含む請求項１記載の方法。
3. 複数の選択的コードから前記コードを、該コードを含むビットストリームの低周波数コンテンツの測定に基づいて選択すること（５０２、５０４）
   をさらに含む請求項１記載の方法。
4. パリティ値を前記少なくとも１ビットに関連付けることと、
   前記データのセグメントのパリティが該少なくとも１ビットに関連付けられた該パリティ値と等しくなるように、前記コードを選択すること（４０２、４０４）と
   をさらに含む請求項１記載の方法。
5. 第１のデータの少なくとも１ビットを第２のデータに埋込む方法であって、
   データの領域の開始を指定するコード内に、前記少なくとも１ビットに対応する可変領域を設定すること（３０２）
   を含む方法。
6. データ媒体であって、
   該媒体に記録された、データの領域（１０８）の開始を指定するコード（１０６、６００）を含み、該コードは情報の少なくとも１ビットも指定する
   データ媒体。
7. 前記情報の少なくとも１ビットは、複数の選択的コードからの１つのコードの選択（５０２、５０４）によって確定されること
   をさらに含む請求項６記載のデータ媒体。
8. 前記情報の少なくとも１ビットは、前記コードを含むビットのシーケンスのパリティによって確定されること（４０２、４０４）を
   さらに含む請求項６記載のデータ媒体。
9. 前記情報の少なくとも１ビットは、前記コード内の可変フィールド（６０４）によって確定されることをさらに含む
   請求項６記載のデータ媒体。
10. データ媒体であって、
    データの領域の開始を指定するためにコード（１０６、６００）を使用する手段と、
    データ値を該コードに関連付ける手段と
    を備えるデータ媒体。

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