KR100886406B1 - 워터마크를 갖는 기록매체 - Google Patents

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인테마게르트얀
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코닌클리케 필립스 일렉트로닉스 엔.브이.
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Abstract

본 발명은, 복수의 마크의 형태로 데이터를 저장하는 거의 평행한 복수의 트랙(2)의 패턴을 구비하고, 데이터가 채널 코드를 사용하여 인코딩된 기록매체(1)에 관한 것이다. 이 기록매체는, 채널 코드의 파라미터를 제어하여, 기록매체 상의 마크들 내부에 소정의 런길이 분포를 도입함으로써 설치된 워터마크(3)를 더 구비한다. 또한, 본 발명은, 기록매체를 판독하는 장치, 기록매체 상에 워터마크를 설치하는 방법과, 기록매체 상에 워터마크를 설치하는 장치에 관한 것이다.
워터마크, 기록매체, 런길이, 휘도, 복제방지

Description

워터마크를 갖는 기록매체{RECORD CARRIER WITH WATERMARK}
본 발명은, 복수의 마크의 형태로 데이터를 저장하기 위한 거의 평행한 복수의 트랙의 패턴을 구비하되, 상기 데이터가 채널 코드를 사용하여 인코딩되고, 워터마크를 포함하는 기록매체에 관한 것이다.
또한, 본 발명은, 기록매체를 판독하는 장치, 기록매체 상에 워터마크를 설치하는 방법과, 기록매체 상에 워터마크를 설치하는 장치에 관한 것이다.
이와 같은 형태의 기록매체는 미국 특허 US 5,608,717에 공지되어 있다. 이 문헌에는, 기록면과 패턴 표시 영역을 갖는 기록매체가 개시되어 있다. 기록면의 목적은 복수의 피트 패턴의 형태로 데이터를 기록하기 위한 것으로, 이 데이터는 채널 코드를 사용하여 인코딩된다. 패턴 표시 영역의 목적은, 시각적으로 검출가능한 워터마크를 저장하기 위한 것이다. 이와 같은 워터마크는, 그것의 평균 광 반사율이 서로 다른 일정한 다른 피트 패턴들을 선택함으로써 설치된다. 이와 관련하여, 워터마크는 재생 및 제거하기가 곤란한 마크를 의미한다.
이와 같은 기록매체는, 패턴 표시 영역의 일부가 기록매체 상에 예약되어야 하므로, 기록매체 상에 더 적은 데이터가 기록될 수 있다는 문제점을 갖는다. 사실상, 패턴 표시 영역에 놓인 패턴들은 데이터 패턴이 아니라, 시각적인 패턴을 제공하기 위해 특별히 선택된 패턴들이다.
결국, 본 발명의 목적은, 기록매체의 가용 데이터 용량에 악영향을 미치지 않으면서, 워터마크가 그 위에 설치되는 기록매체를 구현하는 것이다.
본 발명에 따르면, 이와 같은 목적은, 기록매체 상의 복수의 마크에 소정의 런길이 분포를 도입하도록 채널 코드의 파라미터가 제어되어, 워터마크가 기록매체 상에서 검출가능한 것을 특징으로 하는 기록매체에 의해 달성된다. 이와 같은 방식으로 기록매체 상에 워터마크를 설치함으로써, 데이터 위치와 동일한 위치에 워터마크를 설치할 수 있다. 그 결과, 이와 같은 워터마크는 기록매체의 가용 데이터 용량을 희생하여 얻어지지 않는다.
본 발명자들은, 특히, 채널 코드의 파라미터를 제어함으로써 기록매체 상의 복수의 마크에 소정의 런길이 분포를 도입할 수 있다는 것을 알게 되었다. 이것은 워터마크가 기록매체 상에서 검출가능하도록 보장하는 휘도 차이를 일으킨다. 이들 휘도 차이는 짧은 런길이를 갖는 피트들이 더 긴 런길이를 갖는 피트와 다른 각도에서 빛을 반사시킨다는 사실에 기인한다. 워터마크를 설치할 때, 인코딩된 데이터 그 자체는 물론 변경되지 않는다. 이를테면, 워터마크는 인코딩된 데이터 내부에 짜넣어진다.
본 발명에 따른 기록매체의 일 실시예는, 소정의 런길이 분포가 트랙마다 연관되어, 워터마크가 시각적으로 검출가능한 것을 특징으로 한다. 소정의 런길이 분포를 트랙마다 연관시킴으로써, 기록매체 상에 시각적으로 검출가능한 워터마크를 설치하는 것, 즉 워터마크를 육안으로 검출하는 것이 가능해진다는 것이 밝혀졌다. 이와 같은 워터마크는 비시각적으로 검출가능한 워터마크에 비해 검출하기가 훨씬 용이하다는 것은 명백하다. 본 발명자들에 의해 행해진 실험에 따르면, 기록매체 상에 원하는 이미지를 시각적으로 설치하는 것이 조금이라도 가능한 경우에는, 기록매체 상의 정확한 위치를 아는 것이 중요하다는 것이 밝혀졌다.
시각적으로 검출가능한 마크로서는 단어, 예를 들면 상품명이 선택될 수 있다. 이와 같은 워터마크는, 예를 들면 기록매체의 정품 여부를 나타내는데 사용될 수 있다. 더구나, 기록매체 상의 정보와 시각적으로 검출가능한 워터마크 모두를 다른 기록매체에 복제하는 사람을 상표권 침해를 이유로 고소할 수 있다. 더욱이, 기록매체의 외관이, 예를 들면 음악 CD 상의 워터마크로 해당 음악가의 이미지를 배치함으로써, 명백하게 영향을 받기 때문에, 시각적으로 검출가능한 워터마크는 마켓팅 기능을 가질 수도 있다. 더구나, 기록매체 상의 단어의 기록은 기록매체의 상부면의 인쇄를 불필요하게 만들 수 있다. 이것은 기록매체의 제조비용을 줄이게 된다.
본 발명에 따른 기록매체의 또 다른 실시예는, 워터마크가 비시각적으로 검출가능한 것을 특징으로 한다. 몇몇 경우에, 비시각적으로 검출가능한 워터마크를 설치하는 것이 바람직하다. 비시각적으로 검출가능한 워터마크란 광 검출기를 사용해서만 워터마크가 검출가능한 것을 의미하는 것으로 이해되어야 한다. 이와 같은 워터마크는, 기록매체가 워터마크를 구비하는지를 즉시 알 수 있지 않다는 이점을 갖는다. 그 결과, 해커가 한가지 방법 또는 다른 방법으로 워터마크를 제거하기를 시도하려는 생각을 고쳐먹게 된다.
채널 코드가 CD 디지털 오디오 디스크에 사용된 것과 같이 EFM 채널 코드인 본 발명에 따른 기록매체의 또 다른 실시예는, 상기 파라미터가 병합 비트들의 선택인 것을 특징으로 한다. ("레드북"으로 불리는) CD 디지털 오디오 기록매체에 의해 기술된 CD 표준에는, 병합 비트 조합들을 선택하기 위한 알고리즘이 제시되어 있다. 이들 병합 비트들은 두가지 목적을 갖는다. 이들은 서로 다른 EFM 채널어들을 함께 고정시키고, 신호의 저주파 성분을 최소화하는데 사용된다. 이와 같은 EFM 코드는 US 특허 4,501,000에 기재되어 있다. 본 발명자들에 의해 수행된 실험에 따르면, 이와 같은 알고리즘으로부터 벗어나게 되면 CD를 재생할 수 있는 가능성이 즉시 줄어들지는 않는다는 것이 밝혀졌다. 이와 같은 알고리즘으로부터 벗어남으로써, 런길이 분포 차이를 국부적으로 제공하는 것이 가능한 것으로 밝혀졌다. 이것은 기록매체 상에 워터마크를 설치하는데 사용될 수 있는 휘도 차이를 발생하였다. 이와 같은 기록매체는, 기록매체 상의 데이터가 복제될 때 워터마크를 잃어버리게 된다는 또 다른 중요한 이점을 갖는다. 사실상, 병합 비트들이 데이터와 관련된 정보를 포함하지 않으므로, CD 재생장치/기록장치는 기록매체 상의 데이터 사이에 존재하는 병합 비트들을 무시한다. 디스크의 비트 단위의 복제가 행해지더라도, 서로 다른 기록매체들 사이의 제조 편차로 인해 대부분의 경우에 워터마크가 사라진다.
본 발명에 따른 기록매체의 또 다른 실시예는, 상기 파라미터가 대체표(alternative table)들로부터의 정보어들, 예를 들면 DVD에서 사용되는 EFM+ 채널 코드에서는 정보어 1 내지 88에 대한 채널어들 사이에서의 선택, 동기어들 사이에서의 선택 또는 상태들 사이에서의 선택인 것을 특징으로 한다. 예를 들면, EFM+ 채널 코드가 워터마크가 설치될 수 있도록 인코딩된 데이터의 런길이 분포를 변형하는 것이 가능한 것으로 밝혀졌다. 이와 같은 채널 코드는 유럽 특허명세서 EP 0 745 254 B1에 기재되어 있다. 예를 들면, 정보어 1 내지 88에 대한 채널어의 선택에 의해 런길이 분포를 변경하는 것이 가능하다. 또한, 동기어들 또는 인코딩 상태들의 선택에 의해 런길이 분포를 변경하는 것도 가능하다.
본 발명에 따른 기록매체의 또 다른 실시예는, 상기 파라미터가 대체표들로부터의 정보어들, 예를 들면 DVD에서 사용되는 EFM+ 채널 코드에서는 정보어 1 내지 88에 대한 채널어들 사이에서의 선택, 동기어들 사이에서의 선택 또는 상태들 사이에서의 선택인 것을 특징으로 한다. 이와 같은 워터마크는 해당하는 기록장치를 추적하는데 사용될 수 있다. 본 발명에 따른 기록매체의 또 다른 실시예는, 기록매체가 2개의 영역을 갖고, 기록매체 상의 마크들에 소정의 런길이 분포를 도입하기 위해 제 1 영역에서 채널 코드의 파라미터가 제어되어, 기록매체 상에서 워터마크가 검출가능한 한편, 제 2 영역에 워터마크가 존재하지 않는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명은, 기록매체를 판독하며, 기록매체 상의 광 스폿을 통해 마크들을 검출하는 시스템과, 광 스폿의 위치를 제어하는 트랙킹수단을 구비한 장치에 있어서, 기록매체 상의 마크들의 런길이 분포의 특성을 판정하여, 워터마크를 검출하는 검출수단을 구비한 것을 특징으로 한다. 본 발명에 따른 이와 같은 장치는, 기록매체 상의 마크들에 일정한 런길이 분포를 설치함으로써 워터마크가 도입된 기록매체 상의 워터마크를 검출할 수 있는 가능성을 제공한다.
본 장치의 일 실시예는, 상기 검출수단이 채널 코드에 따라 인코딩된 데이터 를 표시하지 않는 마크들의 런길이 분포의 특성을 판정하도록 더 구성된 것을 특징으로 한다. 본 발명에 따른 이와 같은 장치는, 데이터를 표시하는 마크들의 런길이 분포와 데이터를 표시하지 않는 마크들의 런길이 분포 모두를 판정할 수 있다는 이점을 갖는다.
본 발명의 또 다른 실시예는, 상기 검출수단이 런길이 카운터를 구비한 것을 특징으로 한다. 이와 같은 런길이 카운터는, 인코딩된 데이터의 런길이 분포를 판정할 수 있는 가능성을 제공한다. 이와 같은 정보는 기록매체 상에 존재할 수 있는 워터마크를 검출하는데 사용될 수 있다. 이러한 장치의 또 다른 실시예에 있어서, 상기한 장치는 워터마크가 검출되는지 또는 검출되지 않는지에 의존하여 기록매체의 판독을 허용하는 수단을 구비한다.
또한, 본 발명은, 기록매체 상에 워터마크를 설치하는 방법에 관한 것으로, 이 방법은,
· 인코딩되지 않은 데이터를 수신하는 단계와,
· 인코딩된 데이터에 설치하려는 워터마크에 대한 정보를 수신하는 단계와,
· 채널 코드의 파라미터가 기록매체 상의 마크의 소정의 런 길이 분포를 도입하기 위하여 워터마크에 대한 정보의 영향하에서 제어되는 것에 의해, 상기 워터마크가 상기 기록매체 상에서 시각적으로 검출가능하도록, 상기 채널 코드에 의해 인코딩되지 않은 데이터를 인코딩된 데이터로 인코딩하는 단계와,
· 기록매체 상에 인코딩된 데이터를 저장하는 단계를 포함하고,상기 워터마크는 인코딩된 데이터를 변경하지 않고 채널 코드의 파라미터를 제어하는 것에 의해 상기 데이터와 동일한 위치에 설치되는 것을 특징으로 한다.
본 방법의 일 실시예에서, 이 방법은,
· 워터마크에 대한 정보에 근거하여 병합 비트들을 계산하는 단계를 더 구비한다.
더구나, 본 발명은, 기록매체 상에 워터마크를 설치하는 장치에 관한 것으로, 이 장치는, 인코딩되지 않은 데이터를 수신하며 상기 기록매체에 설치하려는 워터마크에 대한 정보를 더 수신하는 수신수단을 구비하고, 채널 코드의 파라미터가 기록매체 상의 마크의 소정의 런 길이 분포를 도입하기 위하여 워터마크에 대한 정보의 영향하에서 제어되는 것에 의해, 상기 워터마크가 상기 기록매체 상에서 시각적으로 검출가능하도록, 상기 채널 코드에 의해 인코딩되지 않은 데이터를 인코딩된 데이터로 인코딩하는 인코딩 수단을 더 구비하며, 상기 기록매체 상에 인코딩된 데이터를 저장하는 수단을 더 구비하고, 상기 인코딩 수단은 인코딩된 데이터를 변경하지 않고 상기 채널 코드의 파라미터를 제어하는 것에 의해 상기 워터마크를 상기 데이터와 동일한 위치에 설치하도록 구성된 것을 특징으로 한다.
본 발명의 이들 발명내용과 또 다른 발명내용은 이하에서 설명하는 실시예를 참조하여 더욱 더 명백할 것이다.
도면에서,
도 1은 짧은 런 길이를 갖는 피트들과 긴 런길이를 갖는 피트들에 의한 빛의 반사를 나타낸 것이고,
도 2a는 (x,y) 좌표에서의 워터마크를 나타낸 것이며,
도 2b는 (r,φ) 좌표에서의 워터마크를 나타낸 것이고,
도 2c는 도 2b에 도시된 워터마크의 확대도이며,
도 3은 병합 비트들의 최적의 선택을 계산하기 위한 알고리즘의 코드를 나타낸 것이고,
도 4는 EFM 채널어들 사이의 병합 비트의 배치를 나타낸 것이며,
도 5는 병합 피트들의 최적의 선택을 계산하기 위한 판정트리를 나타낸 것이고,
도 6은 CD-DA 디스크의 표준 런길이 분포와 알고리즘을 사용한 런길이 분포를 나타낸 그래프이며,
도 7은 워터마크를 갖는 기록매체와 워터마크를 갖지 않은 기록매체의 스펙트럼 밀도를 나타낸 그래프이고,
도 8은 도 7의 그래프의 확대도이며,
도 9는 워터마크의 일례를 나타낸 것이고,
도 10은 기록매체 상의 도 9에 도시된 워터마크의 일례를 나타낸 것이며,
도 11은 기록매체를 판독하는 장치를 나타낸 것이다.
도 1은 짧은 런길이를 갖는 피트들과 긴 런길이를 갖는 피트들에 의한 빛의 반사를 나타낸 것이다. 소정의 런길이 분포를 설치함으로써, 기록매체 상에 휘도 차이를 구현할 수 있다. 전술한 것과 같이, 이와 같은 휘도 차이는 빛이 서로 다른 런길이에 의해 다르게 반사된다는 사실에 기인한다. 짧은 런길이(=고주파)를 갖는 디스크에 대해, 빛은 긴 런길이(=저주파)를 갖는 디스크에 대해서보다 더 큰 각도로 반사된다. 이것을 도 1에 개략적으로 도시하였다. 도 1은 광원으로부터의 빛을 반사시키는 기록매체(1)를 나타내고 있다. 그후, 위치 A 및 B에서의 빛의 품질이 검사된다. 점 A에서의 효과는 다음과 같다: 비교적 작은 양의 빛이 짧은 런길이를 갖는 디스크 상의 위치에서 나오는 한편, 비교적 큰 양의 빛이 긴 런길이를 갖는 디스크 상의 위치로부터 나온다. 점 B에서의 효과는 다음과 같다: 비교적 작은 양의 빛이 긴 런길이를 갖는 디스크 상의 위치에서부터 나오는 한편, 비교적 큰 양의 빛이 짧은 런길이를 갖는 디스크 상의 위치에서 나온다.
기록매체의 일정한 부분에 대해 동일한 런길이 분포가 주어지면, 시각적인 효과, 즉 시각적으로 검출가능한 워터마크가 존재하게 된다. 더 작은 표면(예를 들면, 한 개의 트랙)에 대해서는, 런길이 분포가 그 위치에서는 눈에 보이지 않으며, 정보 레벨에 있는 검출기에 의해 검출될 수 있다. 시각적으로 검출가능한 워터마크를 형성하기 위해서는, 런길이 분포가 트랙마다 연관되어야만 한다. 따라서, 기록매체 상의 (x,y) 좌표 또는 (r,φ) 좌표로 표시되는 정확한 위치를 알아야만 한다. 도 2a는 워터마크를 (x,y) 좌표로 나타낸 것이다. 도 2b는 워터마크(3)를 (r,φ) 좌표로 나타낸 것이다. 도 2c는 도 2b의 워터마크(3)의 확대도를 나타낸 것이다. 이와 같은 확대도는, 워터마크(3)가 복수의 트랙(2)을 통해 연장되는 것을 나타내고 있다. 기록매체(1) 상의 정확한 위치를 결정하기 위해, 도 2a의 워터마크 내부의 주어진 (x,y) 위치가 도 2b의 워커마크의 관련된 (r,φ) 위치로 변환된다.
이와 달리, 각각의 (x,y) 위치를 사인/코사인 표시로 이와 같은 위치의 표현으로 변환할 수도 있다. 연산시간의 양을 줄이기 위해, 기록매체를 예를 들면 1000개의 원으로 분할하고, 원마다 워터마크가 놓일 위치를 계산할 수도 있다. CD는 대략 20,000개의 트랙을 갖기 때문에, 이것은 일정한 점에서의 계산이 20개의 트랙마다 행해져야 한다는 것을 의미한다.
설치하려는 워터마크의 일부를 구성하는 정확한 채널 비트들은 (r,φ) 위치를 사용하여 계산된다. 이들 채널 비트의 위치를 알아내기 위해서는, 일회전마다의 채널 비트의 수도 알아야만 한다. 실험에 따르면, 기록매체의 CLV(Central Linear Velocity), 피치(기록매체 상의 연속된 트랙들 사이의 거리)와 기록매체의 기록 영역의 시작점 직경을 매우 정확하게 알거나 계산하여야 한다는 것이 밝혀졌다. CD-DA 디스크 상에 시각적으로 검출가능한 워터마크를 설치할 수 있도록 하기 위해서는, 1E-6의 정밀도로 (CLV·피치)를 알아야 하며 시작점 직경 및 종료점 직경을 1.6㎛의 정밀도로 알아야만 한다는 것이 밝혀졌다.
워터마크를 기록매체 상의 일정한 위치에 설치함으로써, 워터마크가 비트 단위의 복사에 의해 복제되는 것이 방지된다. 그후, 기록매체를 판독하는 장치에 있어서는, 예를 들어 타코(tacho)신호를 사용하여, 워터마크가 항상 디스크의 동일한 모서리에서 측정되는지 여부가 검출될 수 있다. 사실상, 비트 단위의 복사의 경우에는, 복제물 내부의 일정한 채널 비트가 마스터 카피 상에서와 동일한 디스크 상의 위치를 정확히 차지하도록 보장하는 것이 거의 불가능하다는 것이 밝혀졌다.
병합 비트들은, 특히 CD 디지털 오디오 디스크의 채널 코드에서 사용된다. 전술한 것과 같이, 이들 병합 비트들은 두가지 목적을 갖는다. 이들은, 서로 다른 EFM 채널어들을 함께 "고정(sticking)"시키며, 신호의 저주파 성분을 최소화하기 위해 사용된다. 이 신호의 저주파 성분을 제어하기 위해, RDS(Running Digital Sum) 값이 일정한 한계 내로 유지된다. 이것은 DC 제어로 불린다(이 경우에 DC는 Direct Current를 나타낸다). 이와 같은 RDS 값은 신호에 값 "0" 또는 값 "1"을 갖는 더 많은 채널 비트가 발생하는지 여부를 나타낸다. RDS 값을 가능한한 제로값 근처로 유지함으로써, 신호의 저주파 성분이 충분히 작게 유지되는 것이 보장된다. 병합 비트들의 일정한 선택에 의해 신호에 여분의 전이(transition) 때문에, 이들 병합 비트들의 선택은 RDS 값에 영향을 미친다. 레드북에는, 신호의 DC 성분을 최소화하기 위해 1개의 EFM 워드만큼 예견하는(look ahead) 알고리즘이 제시되어 있다.
본 발명자들은, 병합 비트들의 정확한 선택이 CD-DA 상이 시각적으로 검출가능한 워터마크를 제공할 수 있는 가능성과, 충분한 DC 제어를 행할 수 있는 가능성을 제공한다는 것을 발견하였다. 제 1 실시예에 있어서, 이것은 다음과 같은 간단한 알고리즘에 의해 구현된다. 밝아져야만 하는 영역들에 대해서는, 전이를 갖는 병합 비트 조합이 선택되고, 어두워져야만 하는 영역들에 대해서는, 전이를 갖지 않은 병합 비트 조합이 선택된다. RDS 값이 일정한 순간에 소정의 최대값을 초과하면, 시각적인 워터마크의 콘트라스트를 희생해야만 하더라도, 최저의 RDS를 발생하는 병합 비트 조합이 항상 선택된다. 이 알고리즘에 따라 설치된 워터마크를 갖는 기록매체에 대한 실험에 따르면, 기록매체의 재생 가능성이 거의 영향을 받지 않는다는 것이 밝혀졌다. 그러나, (채널 비트 스펙트럼에서 "노치(notch)"로 표시되는) 신호의 저주파 성분은 레드북에 따른 표준 CD-DA 디스크 상에서의 신호의 저주파 성분에 비해 큰 것으로 나타났다.
제 2 실시예는 "n 심볼 예견"에 근거를 두며, 선형 계획법(Linear Programming) 기술을 사용한다. 이와 같은 알고리즘은, 양호한 콘트라스트와 양호 한 채널 비트 스펙트럼을 갖는 워터마크를 생성할 수 있는 가능성을 제공한다. 이와 같은 스펙트럼은, 레드북에 따른 EFM 채널 코딩에서 사용되는 "1 심볼 예견"에 의해 얻어지는 스펙트럼과 유사하다. 도 3은 병합 비트들의 최적의 선택을 계산하기 위한 알고리즘의 코드를 나타낸 것이다. 이와 같은 코드는 정확한 병합 비트 조합들을 계산하기 위한 선형 계획법 기술을 이용한 간단한 구현예이다. 반복시마다, 모든 가능한 병합 비트 조합들이 생성되고 테스트되어, 최적의 결과를 제공한다. 즉, 4개의 모든 가능한 병합 비트 조합들이 선택되고, 각각의 조합에 대해 워터마크의 DSV 값과 콘트라스트가 계산된다. 그후, 지정된 한계 내에서의 DSV 값과 워터마크의 최대 콘트라스트를 보장하는 한편, 채널 코드에 의해 부과된 런길이 제약(EFM 채널 코드의 경우에, 이것은 2의 k 제약과 10의 d 제약에 해당한다)이 연속적으로 충족되는 조합이 선택된다.
이와 같은 알고리즘을 도 4 및 도 5를 참조하여 설명한다. 도 4는 EFM 채널어들 사이에서의 병합 비트들의 배치를 나타낸 것이다. 도 5는 병합 비트들의 최적의 선택을 판정하는 판정 트리를 나타낸 것이다. 도 5에서, 판정 트리는 3의 깊이를 갖는데, 즉 최적의 병합 비트 조합을 결정하는데 3개의 EFM 워드가 예견되며, 이것은 "3 심볼 예견"으로 불린다. 그 결과, 64개(4x4x4)의 가능한 병합 비트 조합이 존재한다. 이 알고리즘은 모두 64개의 가능성을 발생하고, 채널 코드에 부과된 제약에 근거하여 어떤 가능성들이 허용되고, 그후 어느 것이 지정된 한계 내의 DSV 값과 워터마크의 최대 콘트라스트를 보장하는지를 계산한다. 이 알고리즘에는 복수의 파라미터가 사용된다. 이들은 다음과 같은 의미를 갖는다:
possible solution: 제약을 고려하지 않은 임의의 가능한 병합 비트 조합
possible solution is feasible: 채널 코드에 부과된 제약이 충족되는 병합 비트 조합
t[n]: 전이 또는 비전이(non-transition)가 필요한지 여부를 나타낸다.
number_of_ones_within: 주어진 병합 비트 조합 내부의 "제로값들"의 수를 나타낸다.
calculate RDS: 파라미터 "start_sign" 및 계산된 병합 비트 조합에 근거하여 RDS 값을 계산한다. 마지막 EFM 워드는 색인 n을 갖는다.
도 6, 도 7 및 도 8은 전술한 알고리즘에 따라 계산된 신호의 런길이 분포와 스펙트럼 밀도를 나타낸 그래프이다. 도 6은 CD-DA 디스크의 표준 런길이 분포(표준 DC)와 알고리즘을 사용하여 변경된 런길이 분포를 나타낸 그래프이다. 이 도면은, 변경된 런길이 분포가 더 큰 수의 짧은 런길이를 갖는, 상기한 알고리즘을 사용하여 변경된 런길이 분포([-10,10] 전이)와, 변경된 런길이 분포가 더 큰 수의 긴 런길이를 갖는, 상기한 알고리즘을 사용하여 변경된 런길이 분포([-10,10] 비전이)를 나타낸다. 이 도면은, RDS 값이 구간 [-10,10] 내에서 유지된 경우를 나타내고 있다.
"[-10,10] 전이"의 경우에, 이것은 (가능한한 많은) 전이를 제공하여, 긴 런길이보다 많은 짧은 런길이가 존재하는 병합 비트 조합들이 선택된다는 것을 의미한다. RDS 값이 구간을 벗어날 위험이 존재하면, RDS 값이 구간 내로 유지되도록 보장하는 병합 비트 조합이 선택된다. 이와 같은 선택이 더 큰 수의 짧은 런길이를 발생한다는 사실이 (특히, 런길이 3 및 4에 대해) 도 6에 도시되어 있다. 가능한 병합 비트 조합들을 판정하기 위해, 이 경우에는 3개의 EFM 워드를 예견하였다("3 심볼 예견").
"[-10,10] 비전이"의 경우에는, 허용되는 경우에(RDS 값이 지정된 구간을 벗어나지 않는 경우에) 비전이를 선택함으로써, 더 큰 수의 런길이가 신호에서 발생되는 것이 보장된다. 이와 같은 선택이 더 큰 수의 긴 런길이들 발생한다는 사실은 (특히, 8, 9, 10 및 11의 런길이에 대해) 도 6에서 알 수 있다. 이 경우에도, "3 심볼 예견"이 사용된다.
RDS 값의 크기를 변경함으로써, DC 제어와 워터마크의 콘트라스트 사이에서 원하는 균형을 찾을 수 있다. 구간 [-5,5]의 경우에는, 결과적으로 얻어진 신호의 저주파 신호 성분이 작아지지만(향상된 DC 제어), 더 많은 경우에 큰 콘트라스트를 보장하는 병합 비트 조합이 선택되지 않고, RDS 값이 부과된 구간 내로 유지되도록 보장하는 병합 비트 조합이 선택되기 때문에, 워터마크의 콘트라스트도 줄어들게 된다. 이 구간이 줄어들 때, "스펙트럼 노치"가 더 폭이 넓어진다는 것이 밝혀졌다.
다수의 EFM 워드에 의해 예견하여 임의의 가능한 병합 비트 조합에 대한 결과적인 RDS를 계산하는 대신에, 다수의 EFM 워드에 의해 예견을 하고, 관련된 스펙트럼 밀도를 계산하여, 가장 적합한 병합 비트 조합들을 결정할 수도 있다.
도 7은 워터마크를 갖는 기록매체와 워터마크를 갖지 않는 기록매체의 스펙트럼 밀도를 나타낸 그래프이다. 도 8은 스펙트럼 밀도를 dB로 나타낸 도 7에 도시 된 그래프의 확대도이다. 이 경우에, 전이들과 비전이들을 사용하여 기록매체 상에 워터마크가 도입되는데, 이때 RDS 값은 [-5,5]의 구간 내로 유지되어야만 한다. 이것은, 짧은 런길이의 수가 예를 들면 워터마크가 설치될 위치에서 더 크게 선택되는 한편, 긴 런길이의 수의 증가가 워터마크가 설치되지 않는 위치에서 선택된다는 것을 의미한다. 이것은, 워터마크가 설치될 위치에서 런길이 분포를 변경하기 위한 선택이 행해지는 한편, 워터마크가 설치되지 않는 위치에서는 런길이가 변경되지 않는 도 6의 경우와 대조적이다. 이에 따르면, 설치하려는 워터마크의 콘트라스트를 증가시킬 수 있다.
도 7에서, 워터마크를 갖는 기록매체 상의 신호의 스펙트럼이 워터마크를 갖지 않은 기록매체 상의 신호의 스펙트럼과 대부분 일치하는 것으로 보인다. 이것은, 특히, 도 8에서 볼 수 있는 것과 같이, 저주파에서의 스펙트럼에 해당한다.
도 9는 워터마크의 일례를 나타내는 한편, 도 10은 기록매체 상의 이 워터마크의 예를 나타낸 것이다. 본 발명자들은 이와 같은 워터마크를 콤팩트 디스크 상에 설치하는데 성공하였으며, 이때 [-5,5]를 RDS 구간으로 선택하였다.
본 발명은, 워터마크를 구비한 기록매체와 워터마크의 설치방법 이외에, 워터마크를 갖는 기록매체를 판독하는 장치에 관한 것이다. 이 장치는, 기록매체(1)를 회전시키는 구동수단(26)과, 기록매체 상의 트랙을 판독하는 판독 헤드(27)를 구비한다. 판독 헤드(27)는, 광 빔을 평행광으로 만드는 시준렌즈(39)와 광 빔의 초점을 맞추는 대물렌즈(40) 등의 광학부재들을 통과한 광 빔(29)을 사용하여 기록매체 상의 트랙에 초점이 맞추어진 광 스폿(28)을 발생하도록 의도된 공지된 형태 의 광학계를 구비한다. 이 광 빔(29)은, 방사원(41), 예를 들면 780nm의 파장과 3 mW의 광 출력을 갖는 적외선 레이저 다이오드에 의해 발생된다. 판독 헤드(27)는, 기록매체 상에 광 빔(29)의 초점을 맞추도록 구성된 액추에이터와, 트랙의 중심으로 반경방향으로 광 스폿(28)의 미세 위치조정을 하는 트랙킹 액추에이터(30)를 더 구비한다. 트랙은 대물렌즈(40)의 위치를 변화시킴으로써 레이저 빔에 의해 추종될 수도 있다. 기록매체에 의해 반사된 후, 광 빔(29)은 공지된 형태의 검출기(42), 예를 들면 4분면 검출기에 의해 검출되어, 판독신호, 트랙킹 오차신호, 초점 오차신호, 동기신호 및 로크인(lock-in) 신호를 포함하는 검출신호(31)를 발생한다. 이를 위해, 예를 들면 빔 스플리팅 입방체(43), 편광 빔 스플리팅 입방체, 펠리클(pellicle) 또는 리타더(retarder)가 사용될 수 있다. 이 장치는, 판독 헤드(27)에 연결되어 판독 헤드(27)로부터 트랙킹 오차신호를 수신하고 트랙킹 액추에이터(30)를 제어하는 트랙킹수단(32)을 구비한다. 검출신호(31)는 검출수단(34)에 인가되어, 판독하려는 기록매체 상에 존재할 수 있는 워터마크를 검출한다. 이 검출수단(34)은, 예를 들면 데이터의 런길이를 판정하는 런길이 카운터로 구성될 수 있다. 워터마크는 이와 같은 분포에 근거하여 검출될 수 있다.
런길이 카운터의 단순한 실시예에 있어서, 런길이 카운터는 길이 I3를 갖는 런길이의 수를 계수한다. (병합 비트 조합의 적절한 선택에 의해) 기록매체 상의 서로 다른 부분에 대해 길이 I3를 갖는 다른 수의 런길이를 도입함으로써, 기록매체 상에 키를 설치할 수 있다. 이 장치는, 서로 다른 위치에서 런길이들의 수의 출현을 길이 I3와 비교함으로써, 이 키를 검출할 수 있다.
워터마크를 검출한 후, 판독신호는, 워터마크가 검출되었는지 또는 검출되지 않았는지 여부에 의존하여, 기록매체의 판독을 허용하도록 구성된 수단으로 인가된다. 이를 수단(40)을 거친 후, 기록매체가 판독될 수 있을 때, 판독신호가 출력 정보(39)로 변환된다. 이 장치는, 어드레스 정보를 검출하는 어드레스 검출기(35)와, 트랙의 반경 방향으로 판독 헤드(27)의 대략적인 위치지정을 하는 위치지정수단(36)을 구비한다. 이 장치는, 제어용 컴퓨터 시스템 또는 사용자로부터 명령을 수신하고, 제어 라인(38), 예를 들면 구동수단(26), 위치지정수단(36), 어드레스 검출기(35), 트랙킹수단(32) 및 검출수단(34)에 접속된 시스템 버스를 사용하여 장치를 제어하는 시스템 제어부(37)를 더 구비한다. 이를 위해, 시스템 제어부(37)는 제어회로, 예를 들면, 전술한 과정을 수행하는 마이크로프로세서, 프로그램 메모리 및 제어 포트들을 구비한다. 이 시스템 제어부(37)는 논리회로들의 상태 머신으로 구현될 수도 있다.
본 발명을 전술한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 동일한 목적을 달성하기 위해 이와 다른 실시예들 사용될 수도 있다는 것은 자명하다. 런길이 분포를 변경할 수 있는 가능성을 제공하는 채널 코드의 임의의 파라미터도 본 발명에 따른 기록매체 상에 워터마크를 설치하는데 사용될 수 있다. 본 발명은, 워터마크가 그 위에 설치된 콤팩트 디스크에 한정되지 않으며, CD-R, CD-RW 또는 DVD 디스크와 채널 코드의 파라미터가 워터마크를 설치하는데 사용될 수 있는 임의의 다른 광 기록매체에도 사용될 수 있다. 더구나, 본 발명은 임의의 신규한 특징부 및/또는 이들 특징부의 조합을 포괄한다.

Claims (14)

  1. 런 길이를 갖는 마크 형태의 데이터를 저장하는 인접한 트랙(2)을 구비하는 기록매체로서, 상기 데이터는 채널 코드에 의해 인코딩되고, 상기 기록매체는 워터마크, 상기 기록매체에 상기 마크의 소정의 런 길이 분포를 도입하여 상기 워터마크가 상기 기록매체 상에서 검출되도록 제어되는 채널 코드의 파라미터를 구비하고, 상기 소정의 런 길이 분포는 트랙에서 트랙까지 서로 연관되고, 그에 의해 상기 워터마크가 시각적으로 검출가능한 기록매체에 있어서,
    상기 워터마크는 인코딩된 데이터를 변경하지 않고 상기 채널 코드의 파라미터를 제어하는 것에 의해 상기 데이터와 동일한 위치에 설치되는 것을 특징으로 하는 기록매체.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 채널 코드는 CD 디지털 오디오 디스크에 사용되는 EFM 채널 코드이고, 병합 비트의 선택을 포함하며, 상기 파라미터가 병합 비트의 선택인 것을 특징으로 하는 기록매체.
  5. 제 1항 또는 제 4항에 있어서,
    상기 파라미터가 대체 표로부터의 정보어들, 또는 동기어들 사이에서의 선택 또는 상태들 사이에서의 선택인 것을 특징으로 하는 기록매체.
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 기록매체가 2개의 영역을 갖고, 상기 기록매체 상의 마크에 소정의 런 길이 분포를 도입하기 위해 제 1 영역에서 채널 코드의 파라미터가 제어되어, 상기 기록매체 상에서 상기 워터마크가 검출가능하고, 제 2 영역에 워터마크가 존재하지 않는 것을 특징으로 하는 기록매체.
  7. 기록매체 상의 광 스폿(28)을 통해 마크를 검출하는 시스템(27,42)과, 상기 광 스폿의 위치를 제어하는 트랙킹 수단(29, 30)을 구비하고, 런 길이를 갖는 마크 형태의 데이터를 저장하는 인접한 트랙(2)을 구비하는 기록매체(1)를 판독하는 판독장치에 있어서,
    상기 판독장치는 시각 워터마크(3)를 검출하기 위해, 상기 기록매체 상의 마크의 런 길이 분포의 특성을 판정하는 검출수단(34)을 구비하고, 상기 시각 워터마크는 인코딩된 데이터를 변경하지 않고 채널 코드의 파라미터를 제어하는 것에 의해 상기 데이터와 동일한 위치에 설치되고,
    상기 검출수단은 채널 코드에 따라 인코딩된 데이터와 독립적으로 마크의 의 런 길이 분포의 특성으로서 파라미터를 더 판정하도록 구성된 것을 특징으로 하는 판독장치.
  8. 삭제
  9. 제 7항에 있어서,
    상기 검출수단이 런길이 카운터를 구비한 것을 특징으로 하는 판독장치.
  10. 제 7항 또는 제 9항에 있어서,
    상기 시각 워터마크가 검출되는지 또는 검출되지 않는지에 의존하여 상기 기록매체의 판독을 허용하는 수단(40)을 더 구비한 것을 특징으로 하는 판독장치.
  11. 런 길이를 갖는 마크 형태의 데이터를 저장하는 인접한 트랙을 구비하는 기록매체(1) 상에 워터마크(3)를 설치하는 방법에 있어서,
    인코딩되지 않은 데이터를 수신하는 단계와,
    인코딩된 데이터에 설치하려는 워터마크에 대한 정보를 수신하는 단계와,
    채널 코드의 파라미터가 기록매체 상의 마크의 소정의 런 길이 분포를 도입하기 위하여 워터마크에 대한 정보의 영향하에서 제어되는 것에 의해, 상기 워터마크가 상기 기록매체 상에서 시각적으로 검출가능하도록, 상기 채널 코드에 의해 인코딩되지 않은 데이터를 인코딩된 데이터로 인코딩하는 단계와,
    상기 기록매체 상에 인코딩된 데이터를 저장하는 단계를 포함하고,
    상기 워터마크는 인코딩된 데이터를 변경하지 않고 채널 코드의 파라미터를 제어하는 것에 의해 상기 데이터와 동일한 위치에 설치되는 것을 특징으로 하는 워터마크를 설치하는 방법.
  12. 제 4항에 기재된 기록매체 상에 워터마크를 설치하는 제 11항에 기재된 워터마크를 설치하는 방법에 있어서,
    상기 워터마크에 대한 정보에 근거하여 병합 비트를 계산하는 단계를 더 구비한 것을 특징으로 하는 워터마크를 설치하는 방법.
  13. 런 길이를 갖는 마크 형태의 데이터를 저장하는 인접한 트랙을 구비한 기록매체 상에 워터마크를 설치하는 장치에 있어서,
    인코딩되지 않은 데이터를 수신하며 상기 기록매체에 설치하려는 워터마크에 대한 정보를 더 수신하는 수신수단을 구비하고,
    채널 코드의 파라미터가 기록매체 상의 마크의 소정의 런 길이 분포를 도입하기 위하여 워터마크에 대한 정보의 영향하에서 제어되는 것에 의해, 상기 워터마크가 상기 기록매체 상에서 시각적으로 검출가능하도록, 상기 채널 코드에 의해 인코딩되지 않은 데이터를 인코딩된 데이터로 인코딩하는 인코딩 수단을 더 구비하며, 상기 기록매체 상에 인코딩된 데이터를 저장하는 수단을 더 구비하고,
    상기 인코딩 수단은 인코딩된 데이터를 변경하지 않고 상기 채널 코드의 파라미터를 제어하는 것에 의해 상기 워터마크를 상기 데이터와 동일한 위치에 설치하도록 구성된 것을 특징으로 하는 워터마크를 설치하는 장치.
  14. 제 5항에 있어서,
    상기 대체 표로부터의 정보 워드는 DVD에서 사용되는 EFM+ 채널 코드에 1부터 88을 포함하는 정보 워드인 것을 특징으로 하는 기록매체.
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