信號處理系統和信息存儲介質的制作方法

專利名稱：信號處理系統和信息存儲介質的制作方法
技術領域：
本發明的一個實施例涉及通過把子信息疊加在主信息上來記錄所述子信息的信
息記錄/再現系統、通過把子信息疊加在主信息上來傳送所述子信息的信息傳輸系統，以 及信息存儲介質。
背景技術：
—般來說，在很多情況下，在信息記錄/再現和信息傳輸/接收中，除了由用戶數 據組成的主信息以外，還記錄/再現或者傳送用于同步/排列識別的地址信息或者用于版 權保護等的子信息。在典型的記錄/傳送子信息的方法的例子中，子信息以及主信息以使 得子信息被以預定的間隔插入或混入主信息中的格式編碼，并且主信息和子信息通過相同 的調制方法傳送。在所述方法的另一個例子中，主信息和子信息經過不同的編碼/調制處 理以產生記錄信號或者傳輸信號，然后所產生的信號被疊加。 存在供在例如CSS(內容加擾系統)的版權保護系統中使用的加密密鑰或者與其 相關的信息被用作子信息的情況。在版權保護系統中，為了加密作為作品的內容，并且為了 使其加密密鑰保密，該加密密鑰被另一個加密密鑰加密，并且被加密的加密密鑰與被加密 的內容一起記錄，從而防止非法拷貝。 這種版權保護系統在只限再現裝置(播放器)中有效地工作，但是在個人計算機 環境中不能防止非法拷貝。存在通過拷貝包括被加密的加密密鑰的整個被加密的內容來進 行非法拷貝的違規者。在這種情況下，遞交了針對其中引入了秘密信息記錄/再現系統的 版權保護系統的專利申請文檔1 :日本專利申請公開No. 2000-3560 (第0007到0009段)； 文檔2 :日本專利申請公開No. 2003-109302(第0010段)；和文檔3 :日本專利申請公開 No. 2003-122637 (第0011段)。 在這些系統中，為了版權保護，對其要求保密性的秘密信息通過不同于主信息的 調制方法的物理調制方法記錄，從而使秘密信息的再現和復制很困難。在這些系統中的每 一個中，在編碼處理中，子信息被替換并被嵌入主信息中(編碼包括糾錯編碼和碼調制)。
在文檔1到3中的每一個中，秘密信息調制/記錄方法在信息編碼處理中針對主 信息和秘密信息采用不同的調制方法。因此，在僅具有主信息再現系統的裝置中，秘密信息 的再現被禁止，并且在主信息再現系統的處理結果中不留下秘密信息的蹤跡。當考慮到普 通光盤驅動器和連接到這個光盤驅動器的個人計算機之間的組合的結構時，具有在從個人 計算機讀出的數據比特中不包括秘密信息的優點，由此可以防止逐比特拷貝(以比特為單 位的拷貝)。此外，在制造存儲秘密信息的光盤時，秘密信息記錄系統只被提供給被授權的 特定盤片制造商。在另一方面，在制造播放光盤的裝置時，秘密信息再現系統只被提供給被 授權的特定再現裝置制造商。因此，秘密信息記錄/再現系統能夠向有限的、必要的范圍公 開。秘密信息記錄/再現系統只通過檢查和協議向可靠的制造商公開。因此，這也起到了 防止非法制造商制造非法盤片和制造非法再現裝置的作用。 子信息在主信息上的疊加意味著子信息的存在是對主信息的干擾。因此，存在把
4子信息的電平降低到子信息被完全再現而主信息的再現可以不受子信息影響的電平的需 求。但是，還不存在用于定量地確定子信息的適當電平的標準。 此外，如上所述，由于秘密信息在編碼處理中被嵌入主信息中，因此有可能當由專 業人員執行碼分析時，秘密信息記錄/再現系統可能被解碼。在這里的上下文中，所述專業 人員例如指具有等同于被授權光盤制造商的制造設備和專業知識的非法盤片制造商。
在使用傳輸介質代替存儲介質的信號傳輸的情況下，類似地出現上述問題，與在 信息存儲介質上執行記錄/再現的情況一樣。 如上所述，當子信息被疊加在主信息上時，子信息的適當電平還不清楚。 此外，當保密子信息被嵌入主信息中時，存在所述子信息的記錄/再現系統通過
專門分析被解碼、然后所述子信息被公開的可能性。

發明內容
本發明的目的是提供一種系統，該系統用于傳送或者記錄信息，其中子信息被疊 加在主信息上，該系統抑制疊加所述子信息對主信息的傳輸或者記錄的影響(記錄/再現 質量、傳輸質量、記錄/再現性能、傳輸性能，等等)，并確保所述子信息的記錄/再現性能和 傳輸性能。 本發明的另一個目的是提供一種系統，所述系統傳送或者記錄信息，其中子信息 被疊加在主信息上，并且在所述系統中，很難識別存在用于版權保護的子信息，以便防止對 信息的非法拷貝和輕易識別所述子信息。 本發明的額外優點和目的在下面的描述中將會被給出，并且根據所述描述將部分 地清晰，或者可以通過實踐本發明而被了解。通過后面具體指出的手段和組合，可以實現和 獲取本發明的目的和優點。


附圖被包含在說明書中并構成其一部分，附圖示出了本發明的實施例，并且與上 面給出的一般描述和下面給出的對實施例的具體描述一起用來說明本發明的原理。
圖1是示出根據本發明實施例的信號記錄/再現/傳輸系統的例子的示范性框 圖； 圖2是示出圖1中所示編碼模塊的例子的示范性框圖； 圖3是示出圖1中所示的信號調制模塊14和16部分的例子的示范性框圖；
圖4是示出圖1中所示的信號調制模塊14和16部分的另一例子的示范性框圖；
圖5是示出圖1中所示的信號調制模塊14和16部分的又一例子的示范性框圖；
圖6是示出圖1中所示的信號調制模塊14和16部分的再一例子的示范性框圖；
圖7示出了圖1中的編碼模塊22的編碼處理的例子； 圖8示出了圖1中所示的碼復制/混排(shuffling) /加擾模塊24的復制/混排 處理的例子； 圖9示出了圖1中所示的碼復制/混排/加擾模塊24的復制/混排處理的另一 例子； 圖10A、10B、10C、10D和圖IOE示出了圖1中所示的信號積分模塊36的處理的例子； 圖11示出了圖1中的子信息鑒別模塊的例子； 圖12A和圖12B示出了圖1中子信息檢測信號的分布的例子； 圖13示出了圖1中子信號檢測信號的估計的例子； 圖14示出了比特誤差率和P / ii之間的關系的例子； 圖15示出了在圖1中在信號記錄/信號傳輸側的具體電路的例子； 圖16示出了在圖1中在信號再現/傳輸信號接收側的具體電路的例子。
具體實施例方式
此后將參考附圖描述根據本發明的各種實施例。 一般來說，根據本發明的一個實 施例，提出一種在主信息信號上疊加子信息信號以便進行傳輸或記錄的信號處理系統，所 述系統包含第一編碼器，被配置成編碼主信息；第二編碼器，被配置成編碼子信息；第一 調制器，被配置成基于第一編碼器的輸出調制載波；復制模塊，被配置成復制第二編碼器的 輸出以產生編碼的子信息單元；和第二調制器，被配置成基于編碼的子信息單元對第一調 制器的輸出進行幅度調制，其中，第二調制器被配置成以X(2N)1/2)為0.4或者更小 進行幅度調制，其中，傳輸路徑或者存儲介質的噪聲功率為02，編碼的子信息單元的數量 是N，幅度調制后的對應于編碼的子信息單元的比特1和比特0的信號電平是A和B，并且 電平差A-B是ii 。 圖1示出了根據本發明的第一實施例的信息記錄/再現/傳輸系統的基本結構。 主信息10被編碼模塊12編碼。編碼模塊12執行糾錯編碼、針對例如對應于存儲介質或者 通信路徑的帶寬限制的調制編碼、和同步碼添加。從編碼模塊12輸出的編碼數據被提供給 信號調制模塊14。信號調制模塊14根據主信息的編碼數據調制載波信號(未示出)，并輸 出要被記錄在介質上的記錄信號或者要被傳送到通信路徑的傳輸信號。存在各種信號調制 方法，例如，幅度調制、頻率調制、相位調制，以及它們的組合。本發明不依賴于信號調制方 法。 子信息20被編碼模塊22編碼。編碼模塊22執行與由編碼模塊12執行的處理類 似的處理。從編碼模塊22輸出的編碼數據被提供給碼復制/混排/加擾模塊24。碼復制 /混排/加擾模塊24以預定的數據單元復制和復用子信息的編碼數據，以便在再現時可以 執行積分(integration)處理。同時，碼復制/混排/加擾模塊24執行混排處理，用于在 復制數據的預定單元之間混排數據的順序。混排的單元可以是比特單元或者碼單元，或者， 混排的單元可以跨多個數據單元。從保密的觀點，期望以較細小的單元執行混排。代替混 排，或者除了混排以外，還可以執行加擾。因此，保密性被進一步提高。通過使用特定信息 作為種子，可以連續地產生用于加擾的加擾序列，或者，可以使用預定的模式(pattern)。作 為所述特定信息，可以利用秘密信息，例如盤片唯一 ID、單獨傳送的ID，或者秘密密鑰。當 所述特定信息被通過其他手段保密時，子信息的保密性被進一步提高。作為模式產生方法， 可以利用使用M順序隨機數的方法。此外，如果期望更可靠的隨機數序列，則可以利用使用 可靠i央密碼(firm block cipher)的序列，例如AES。 信號調制模塊14的輸出和碼復制/混排/加擾模塊24的輸出被提供到信號調制 模塊16。和信號調制模塊14相似，信號調制模塊16根據碼復制/混排/加擾模塊24的輸出調制信號調制模塊14的輸出。 因此，主信息的被調制信號和子信息的被調制信號以疊加狀態被記錄在存儲介質 中/從存儲介質再現，或者通過傳輸介質傳送。信號的疊加依賴于信號調制模塊14和16 的調制方法。例如，當主信息被幅度調制而子信息被頻率調制時，通過根據子信息的被調制 信號對主信息的被調制信號的頻率進行頻率調制來執行信號疊加。對于頻率調制，可以利 用采用PLL的普通頻率調制器。當主信息和子信息都被幅度調制時，可以由加法器或者乘 法器執行信號疊加。無論采用哪種調制方法，都需要子信息是細微的并且可通過積分再現， 子信息信號的信息量小于主信息信號的信息量，其中可以預期高記錄效率和高傳輸效率的 頻帶被分配給主信息信號，并且主信息信號分量通過在鑒別子信息信號時進行濾波而被充 分地抑制。因此，期望子信息信號的頻帶充分低于主信息信號的頻帶。當主信息信號的記 錄/再現/傳輸頻帶中的中心頻率是Fmain時，應該滿足如果子信息信號的記錄/再現/ 傳輸頻帶中的中心頻率是Fsub，則Fsub < Fmain/100。此外，子信息可以被疊加在整個主 信息信號上，或者可以只被疊加在一部分主信息信號上。 已從介質讀出的信號，或者已被傳送的信號，被提供給信號檢測模塊26。被檢測模 塊26檢測的信號被傳遞到主信息再現模塊28和子信息信號檢測模塊32。主信息再現模塊 28執行比特鑒別/解調/解碼處理，并再現主信息30。比特鑒別處理是根據信號調制方法 和存儲介質/通信路徑的特性執行預定的濾波、相位同步和檢波的處理。子信息信號檢測 模塊32以對應于子信息的信號調制方法的預定信號單元執行同步處理。在這種情況下，作 為同步信號，可以利用主信息中的同步信號。當同步信號被包括在子信息中時，這個同步信 號可以被使用。在子信息信號的同步處理之前和之后，根據子信息信號調制方法和通信路 徑的特性選擇濾波處理、相位同步處理或者檢波處理。已經經過同步處理的子信息信號被 解混排(deshuffling)/解擾模塊34按原始數據順序重新排列。此后，由信號積分模塊36 按復制數據的單元執行信號積分，從而能夠獲得子信息信號的信號分量加強(emphasis) 的效果和噪聲抑制的效果。除了積分處理以外，還可以執行用于限制算術位數(arithmetic bit digits)的平均處理。已經針對比特鑒別而被充分加強的信號積分模塊36的輸出被比 特鑒別模塊38和解調和解碼模塊40處理，并且子信息42被再現。 圖2示出了編碼模塊12 (或者22)的例子。地址(分組)信息添加模塊52把地 址信息添加到主信息10或子信息20 (編碼前數據)。然后，校正碼添加模塊54把校正碼添 加到主信息10或子信息20，并且碼調制模塊56調制/編碼結果信息。同步信號添加模塊 58把同步信號添加到碼調制模塊56的輸出，并且調制/編碼數據被產生。
圖3到圖6示出了信號調制模塊14和16的一部分的具體結構的例子。
圖3示出了主信息和子信息的調制方法都是幅度調制(AM)的例子。載波信號被 提供給AM調制模塊62，并且AM調制模塊62的輸出信號被提供給AM調制模塊64。來自編 碼模塊12的編碼的主信息數據被提供給AM調制模塊62，并且載波信號被編碼的主信息數 據進行幅度調制。來自編碼模塊22的編碼的子信息數據被提供給AM調制模塊64。已經在 AM調制模塊62中被編碼的主信息數據進行幅度調制的載波信號被編碼的子信息數據進一 步進行幅度調制。因此，主信息的被調制信號和子信息的被調制信號被疊加。
圖4示出了主信息的調制方法是幅度調制，而子信息的調制方法是頻率調制(FM) 的例子。載波信號被提供給AM調制模塊66，并且AM調制模塊66的輸出信號被提供給FM調制模塊68。來自編碼模塊12的編碼的主信息數據被提供給AM調制模塊66，并且載波信 號被編碼的主信息數據進行幅度調制。來自編碼模塊22的編碼的子信息數據被提供給FM 調制模塊68。已經在AM調制模塊66中被編碼的主信息數據進行幅度調制的載波信號被編 碼的子信息數據進行頻率調制。因此，主信息的被調制信號和子信息的被調制信號被疊加。
圖5示出了主信息的調制方法是幅度調制，而子信息的調制方法是相位調制(PM) 的例子。載波信號被提供給AM調制模塊70，并且AM調制模塊70的輸出信號被提供給PM 調制模塊72。來自編碼模塊12的編碼的主信息數據被提供給AM調制模塊70，并且載波信 號被編碼的主信息數據進行幅度調制。來自編碼模塊22的編碼的子信息數據被提供給PM 調制模塊72。已經在AM調制模塊70中被編碼的主信息數據進行幅度調制的載波信號被編 碼的子信息數據進行相位調制。因此，主信息的被調制信號和子信息的被調制信號被疊加。
圖6示出了主信息的調制方法是脈沖調制(例如脈沖寬度調制、脈沖幅度調制)， 而子信息的調制方法是幅度調制的例子。載波信號被提供給脈沖調制模塊74，并且脈沖調 制模塊74的輸出信號被提供給AM調制模塊76。來自編碼模塊12的編碼的主信息數據被 提供給脈沖調制模塊74，并且利用編碼的主信息數據對載波信號進行脈沖調制，例如脈沖 寬度調制或者脈沖數量調制。來自編碼模塊22的編碼的子信息數據被提供給AM調制模塊 76。已經在脈沖調制模塊74中被編碼的主信息數據進行脈沖調制的載波信號被編碼的子 信息數據進行幅度調制。因此，主信息的被調制信號和子信息的被調制信號被疊加。
圖7示出了編碼子信息的例子。根據預定方法的糾錯碼("次級數據奇偶校驗") 被產生，并被添加到子信息，因此組成了子信息數據塊("次級數據塊")。作為糾錯碼，可以 利用任意碼，例如一般的循環碼或者塊碼。誤差編碼之后的碼還可以經受預定的碼調制處 理，用于帶寬或者模式限制。例如，利用任意方法，例如用于根據預定的表以不同的序列替 換任意長度的比特序列的調制方法。具體來說，為了減少對主信息的影響并更容易檢測子 信息，期望具有DC抑制效果的碼調制方法。這種碼調制方法的例子包括包括碼的DSV(數 字和值)控制比特的調制系統和雙相位調制系統。此外，當子信息中包括同步信號時，用于 同步的模式可以被嵌入子信息數據塊的預定單元。 —般來說，積分處理具有提高信噪比(S/N)的效果。例如，如果噪聲特性是白噪 聲，則通過N次積分，可以預期31ogjN)的改善效果。具體地說，即使子信息信號是微小的， 并且對于通信路徑中的噪聲或者因主信息信號所致的噪聲的S/N比是0dB，通過32次積分， S/N比可以被提高達到15dB。 圖10A到圖10E示出了通過積分，S/N比的改善。圖10A示出了原始數據，并且圖 IOB、 IOC、 10D和圖10E分別示出了在8次積分、16次積分、32次積分和64次積分之后的數 據。在這種情況下，積分處理基于相同數據以比特為單位執行。代替執行信號積分，可以采 用以下方法，其中在每一個數據單元中執行過比特鑒別之后，基于相同數據，針對被鑒別 的比特執行多數判定(majority decision)，從而增強鑒別可靠性。當信噪比變低時，子信 息對主信息的影響降低，并且子信息的保密性得到提高，但是為了再現，需要更多次數的積 分。圖12A示出了在積分之后的子信息信號波形，并且圖12B示出了其分布。在這個例子 中，通過閾值被設置在0電平的二值化執行確定。這表明當以-l和1為中心的分布的可分 離性較高時，檢測比率較高。 圖13示出了根據上面的原理估計子信息的檢測信號的方法。圖13是繪出當對應于碼極性的兩個分布的中心(閾值)被設置在0時信號的絕對值的圖。在這種情況下，可 以通過從分布中心到閾值的距離P和分布的標準差o計算與碼極性的檢測比率具有相關 性的值。P值對應于子信息的調制信號量。因此要理解，使用P和o作為確定子信息的 信號檢測比率、保密性和減小對主信息的影響的方法是有益的。例如，作為用于估計檢測比 率的手段，存在使用o/ii或者誤差函數的方法，并且其上限被指定。作為用于估計保密性 和對主信息的影響程度的手段，P值的上限被指定。O/P和P的下限可以被指定。
如圖1中所示，在碼復制以后，子信息被混排。在再現子信息時，混排是擾動因素， 但是在對因主信息所致的噪聲或者信息存儲介質或傳輸路徑中的噪聲進行白化時混排是 有效的。當主信息或噪聲具有作為對子信息信號有不利影響的頻帶特性的性質時，認為該 噪聲不能通過積分被充分地抑制，結果，不能預期信噪比的足夠的改善。具體來說，近年來， 為了提高信息存儲介質密度的增加和根據信息傳輸的高速度的傳輸密度的增加，能夠保證 質量的大多數頻帶被分配給主信息的記錄/再現和傳輸。在這種情況下，認為把能夠保證 用于子信息檢測的足夠信噪比的頻帶分配給子信息的記錄信號/傳輸信號的頻帶很困難。 因此，期望通過混排執行白化。當子信息要求保密性時，能夠預期難以容易地估計積分順序 的效果。關于混排的模式，可以利用預定的順序，如圖8中所示，或者，可以利用通過預定的 模式產生方法基于特定信息接連地產生的數值序列，如圖9中所示。在任一情況下，基于預 定的隨機數序列產生模式。關于隨機數產生方法，可以使用采用M序列隨機數的方法。如 果期望更可靠的隨機數序列，則可以利用使用可靠塊密碼的序列，例如AES。在結合特定信 息接連產生的情況下，例如盤片唯一 ID、單獨傳送的ID或者秘密密鑰的秘密信息可以被用 作所述特定信息。當所述特定信息被通過其他手段保密時，子信息的保密性被進一步提高。
在圖8中，第0單元到第N-l單元指示子信息的N個復本，并且子信息數據單元 ("次級數據單元")指示混排以后的子信息。第0復制單元到第N-l復制單元這N個單元 由(m+n)字節信息B組成。通過把子信息的字節D工到D一—工中的任何一個分配給字節信息 B來執行混排。 圖9示出了執行混排的硬件的例子。子信息被提供給混排模塊78，并且混排模式 產生模塊80的輸出被提供給混排模塊78。初始值或者種子(此后稱為"種子")被提供給 混排模式產生模塊80，產生對應于所述初始值的隨機數，并且對應于所述隨機數的混排模 式被提供給混排模塊78。混排模塊78根據所述混排模式混排子信息。作為種子，可以利用 秘密信息，例如盤片唯一 ID、單獨傳送的ID或者秘密密鑰。種子可以每次改變，或者可以總 是使用單個種子。 已被記錄在介質上的子信息信號，或者已被傳送的子信息信號被如圖11中所示 的鑒別模塊處理。從信號檢測模塊26輸出的子信息信號的再現信號(或傳輸信號)由濾 波器(帶通濾波器)模塊82進行噪聲抑制處理，然后由AM/FM/PM解調模塊84根據子信息 的信號調制方法進行檢測處理。在這種情況下，作為濾波器模塊82的截止頻率，可以利用 能夠充分地抑制主信息信號分量的截止頻率，因為主信息和子信息的參考頻率被充分地分 離。此后，參考子信息中所包括的同步信號或者從主信息獲取的同步信號，解混排模塊86 根據由混排模式產生模塊90單獨產生的混排模式執行解混排處理。在通過解混排恢復了 原始順序的子信息信號之后，積分/平均模塊88以相同數據單元執行積分處理。在這種情 況下，除了積分處理以外，可以執行用于算術位數限制的平均處理。積分后的信號被輸入后級比特鑒別處理。同時，當子信息被加擾時，在解混排處理之后，也執行解擾處理。
通過把子信息信號降低到單個數據單元不容易被鑒別的程度，可以在沒有解調側 的積分處理的情況下禁止子信息的再現。此外，通過利用混排改變積分順序，可以使得在非 法裝置(其中積分和混排的細節不被識別)中子信息的再現很困難。當被編碼的子信息的 單個數據單元是M字節，并且混排的單位是1字節時，混排的模式的數量是M的階乘M !。 另外，如果子信息的再現所需的積分的數目是N，則所有混排模式的數量是M ! XN。因此， 對于不理解積分和混排的細節的非法人員，為了通過執行全部數目來指定混排模式，她/ 他需要執行M ! XN次嘗試。例如，當一次嘗試所需要的時間是lms， M是16并且N是32 時，全部數目嘗試要求20000年或更久。在另一方面，當一次嘗試所需要的時間是lms，M是 8并且N是32時，全部數目嘗試要求大約21分鐘。此外，為了獲得使子信息白化的效果，期 望選擇高度隨機的混排模式，并且通過重復指定部分混排模式，嘗試的次數可以指數減少。 因此，期望模式數量M！ XN盡可能大。具體來說，和N相比，M對模式數量的增加影響更 大，并且期望把M設置為16或者更大。 接著，描述具體例子。舉例描述通過幅度調制傳送子信息的情況。圖15示出了傳 輸側信號處理單元。子信息20被編碼模塊22編碼，并且信號復制模塊104產生N個復本 106 (第0單元到第N-l單元)，每一個均由預定的數據單元組成。在這種情況下，每一個單 元可以包含單條子信息、多條子信息，或者單條子信息的一部分。每一個單元均被順序改變 模塊108混排。 在另一方面，初始值(種子)被提供給混排模式產生模塊114(圖9中的80)，產生 對應于所述初始值的隨機數，并且對應于所述隨機數的混排模式115 (第0模式到第N-l模 式)被提供給順序改變模塊108 (圖9中的混排模塊78)。順序改變模塊108根據由混排模 式產生模塊114產生的每一個模式所指示的順序信息，混排每一個子信息單元。
隨后，為了確定后級相乘模塊102(圖1中的信號調制模塊16)幅度調制的調制 量，每一個順序改變的單元被發送到增益調整模塊110，并產生子信號112 (第0子信號到第 N-l子信號)。在這種情況下，增益調整模塊110中的調整量根據可能的積分次數(積分次 數的上限是子信息的復本的數量N)和在傳輸路徑中子信息傳輸頻帶中的窄帶噪聲電平確 定。信號復制模塊104、順序改變模塊108、增益調整模塊110和混排模式產生模塊114構 成了圖1中的碼復制/混排/加擾模塊24。 如上所述，使用ii和o作為確定子信息的信號檢測比率、保密性和減小對主信息 的影響的方法是有益的。 一般來說，通過測量傳輸路徑中子信息傳輸頻帶中的窄帶噪聲， 可以把o值設置為已知值。此外，當子信息信號關于碼1具有信號電平"A"，并且關于碼 O具有信號電平"B"時，根據子信息信號幅度差y 二A-B和噪聲功率02計算的子信號指 數值o/ii與誤差率(比特誤差率)具有相關性，如圖14中所示。由此，通過上述N次積 分，信噪比增加了31ogjN)dB，即簡單比增加了 (2N)1/2。因此，子信號指數值通過積分以o/ (y X(2N)1/2)的關系被提高。在塊校正碼中，期望實際的誤差率是10—2或更少。因此，從圖 14理解，在積分之后子信號指數值的目標值需要是0. 4或更小。 圖16示出了子信息信號的接收側信號處理單元的例子，如圖15中所示，子信息信 號在傳輸側已被處理。從圖15的電路傳送的子信息信號被信號檢測模塊26通過預定的信 號檢測方法檢測，然后被輸入主信息處理單元和子信息處理單元。在主信息處理單元中，根據所述信號執行同步處理，并且采樣模塊120利用預定的時鐘執行采樣，所述時鐘由同步 處理模塊122產生。被采樣的主信息信號在比特鑒別/解調/解碼模塊28中經受解碼處 理，例如比特鑒別、解調和校正處理，并且主信息信號被再現為主信息30。
在另一方面，在子信息處理單元中，在濾波模塊82執行過濾波處理以后，采樣模 塊126利用由同步處理模塊122產生的時鐘執行采樣。然后，ASK檢測模塊84執行ASK檢 測處理。檢測信號的子信號序列被根據主信息處理單元的比特鑒別/解調/解碼模塊28再 現的地址信息124存儲在寄存器128中。相應的序列被順序改變模塊130(圖11中的86) 根據順序信息解混排，所述順序信息由混排模式產生器136(圖11中的90)產生的每一個 模式指示。此后，由積分/平均模塊88 (圖1中的信號積分模塊36)執行積分處理，并且信 號分量被加強。隨后，二值化模塊38(圖1中的比特鑒別模塊38)執行比特鑒別，并且解碼 模塊40再現子信息。 盡管圖15和圖16描述了信號傳輸系統，但是在上面的描述中，通過用"記錄/再 現"替換"傳輸"，可以類似地實現信號記錄/再現系統。 根據上述實施例，當通過用子信息調制主信息信號把子信息疊加在主信息上時， 子信息調制量被減少，以使在每一個子信息單元中的再現很困難，并且記錄信號電平被有 意地降低。此外，使得子信息的傳輸頻帶相對于主信息足夠地低，并且對主信息的信號質量 和再現性能的負面影響可以受到抑制。而且，子信息信號被復制和相乘記錄，并且子信息的 再現僅通過積分從檢測側的多個子信息單元讀出的信號來實現。因此，可以充分地保證子 信息檢測性能。具體地說，當子信息被疊加在主信息上并被記錄/再現或傳輸時，有可能既 抑制對主信息信號的記錄/再現/傳輸(例如記錄/再現質量、傳輸質量、記錄/再現性能， 和傳輸性能)的影響，又保證子信息的足夠的記錄/再現性能和傳輸性能。
當疊加子信息時，如果存在即使通過上述積分也很難抑制的頻帶噪聲，則通過混 排把上述噪聲白化，從而能夠實現穩健的子信息再現。此外，當子信息是用于例如版權保護 的值并且需要防止被非法輕易拷貝/識別時，積分順序被混排以便不容易被估計，從而能 夠防止非法的子信息再現。 此外，由于秘密信息在信號調制處理中而非編碼處理中被嵌入主信息，即使執行 了專業的碼分析，所述秘密信息的記錄/再現系統和傳輸系統也不被解碼。
如上所述，根據本實施例，當子信息被記錄/再現或傳送時，可以既抑制對主信息 信號的記錄/再現/傳輸(例如記錄/再現質量、傳輸質量、記錄/再現性能、和傳輸性能) 的影響，又保證子信息的足夠的記錄/再現性能和傳輸性能。 根據本實施例，當子信息被用于例如版權保護并且需要防止被輕易拷貝/識別
時，積分順序被混排以便不容易被估計，從而能夠抑制子信息本身存在的可識別性。 本發明可應用于在/從信息存儲介質記錄/再現信號的記錄/再現系統，并可應
用于通過傳輸介質傳送信號的信號傳輸系統。 雖然已經描述了本發明的某些實施例，但是僅通過舉例給出了這些實施例，并非 旨在限制本發明的范圍。實際上，可以用各種其他形式具體實施這里所描述的新穎方法和 系統；此外，不偏離本發明的精神，可以對這里所描述的方法和系統的形式做出各種省略、 替換和改變。這里所描述的系統的各種模塊可以被實施為軟件應用程序、硬件，和/或軟件 模塊，或者一個或更多個例如服務器的計算機上的部件。雖然單獨地示出了各種模塊，但是它們可以共享一些或者全部的相同底層邏輯或者代碼。預期所附權利要求及其等同物覆蓋 將落入本發明的范圍和精神內的這些形式或者修改。
權利要求
一種在主信息信號上疊加子信息信號以便進行傳輸或者記錄的信號處理系統，所述系統的特征在于包含第一編碼器(12)，被配置成編碼主信息；第二編碼器(22)，被配置成編碼子信息；第一調制器(62)，被配置成基于第一編碼器的輸出調制載波；復制模塊(104)，被配置成復制第二編碼器的輸出以產生編碼的子信息單元；和第二調制器(64)，被配置成基于編碼的子信息單元對第一調制器的輸出進行幅度調制，其中，第二調制器(64)被配置成以σ/(μ×(2N)1/2)為0.4或者更小進行幅度調制，其中，傳輸路徑或者存儲介質的噪聲功率為σ2，編碼的子信息單元的數量是N，幅度調制后的對應于編碼的子信息單元的比特1和比特0的信號電平是A和B，并且電平差A-B是μ。
2. —種在主信息信號上疊加子信息信號以便進行傳輸或者記錄的信號處理系統，所述 系統的特征在于包含第一編碼器(12)，被配置成編碼主信息； 第二編碼器(22)，被配置成編碼子信息；第一調制器(62、66、70、74)，被配置成基于第一編碼器的輸出調制載波；復制模塊(104)，被配置成復制第二編碼器的輸出以產生編碼的子信息單元；禾口第二調制器(64、68、72、76)，被配置成基于編碼的子信息單元對第一調制器的輸出進 行幅度調制，其中，傳輸或者記錄中的子信息信號的頻帶低于主信息信號的頻帶。
3. 如權利要求1或2所述的系統，其特征在于還包含混排模塊(108)，連接在復制模塊和第二調制器之間，并被配置成基于預定的表混排構 成編碼的子信息單元的數據單元的順序，其中，第二調制器被配置成基于由混排模塊混排的數據單元的順序執行調制。
4. 如權利要求1或2所述的系統，其特征在于還包含混排模塊(108)，連接在復制模塊和第二調制器之間，并被配置成基于根據對傳輸單元 或者記錄單元唯一的值產生的偽隨機數混排構成編碼的子信息單元的數據單元的順序， 其中，第二調制器被配置成基于由混排模塊混排的數據單元的順序執行調制。
5. 如權利要求1或2所述的系統，其特征在于還包含加擾模塊(108)，連接在復制模塊和第二調制器之間，并被配置成根據對編碼單元唯一 的值對構成編碼的子信息單元的數據單元的順序加擾，其中，第二調制器被配置成基于由加擾模塊加擾的數據單元的順序執行調制。
6. —種信息存儲介質，其特征在于主信息信號和子信息信號被記錄，而子信息信號被 疊加在主信息信號上，主信息信號和子信息信號被信息處理系統記錄，所述信息處理系統 包含第一編碼器(12)，被配置成編碼主信息； 第二編碼器(22)，被配置成編碼子信息；第一調制器(62)，被配置成基于第一編碼器的輸出調制載波；復制模塊(104)，被配置成復制第二編碼器的輸出以產生編碼的子信息單元；禾口第二調制器(64)，被配置成基于編碼的子信息單元對第一調制器的輸出進行幅度調制，其中，第二調制器(64)被配置成以o / (y X (2N)1/2)為O. 4或者更小進行幅度調制，其 中，傳輸路徑或者存儲介質的噪聲功率為o 2，編碼的子信息單元的數量是N，幅度調制后的 對應于編碼的子信息單元的比特1和比特0的信號電平是A和B，并且電平差A-B是。
7. —種信息存儲介質，其特征在于主信息信號和子信息信號被記錄，而子信息信號被 疊加在主信息信號上，主信息信號和子信息信號被信息處理系統記錄，所述信息處理系統 包含第一編碼器(12)，被配置成編碼主信息； 第二編碼器(22)，被配置成編碼子信息；第一調制器(62、66、70、74)，被配置成基于第一編碼器的輸出調制載波； 復制模塊(104)，被配置成復制第二編碼器的輸出以產生編碼的子信息單元；禾口 第二調制器(64、68、72、76)，被配置成基于編碼的子信息單元對第一調制器的輸出進 行幅度調制，其 中，傳輸或者記錄中的子信息信號的頻帶低于主信息信號的頻帶。
8. 如權利要求6或7所述的存儲介質，其特征在于所述系統還包含混排模塊(108)，連接在復制模塊和第二調制器之間，并被配置成基于預定的表混排構 成編碼的子信息單元的數據單元的順序，其中，第二調制器被配置成基于由混排模塊混排的數據單元的順序執行調制。
9. 如權利要求6或7所述的存儲介質，其特征在于所述系統還包含混排模塊(108)，連接在復制模塊和第二調制器之間，并被配置成基于根據對傳輸單元 或者記錄單元唯一的值產生的偽隨機數混排構成編碼的子信息單元的數據單元的順序， 其中，第二調制器被配置成基于由混排模塊混排的數據單元的順序執行調制。
10. 如權利要求6或7所述的存儲介質，其特征在于所述系統還包含加擾模塊(108)，連接在復制模塊和第二調制器之間，并被配置成基于對編碼單元唯一 的值對構成編碼的子信息單元的數據單元的順序加擾，其中，第二調制器被配置成基于由加擾模塊加擾的數據單元的順序執行調制。
全文摘要
本發明公開了一種信號處理系統和信息存儲介質。根據一個實施例，第一編碼器(12)編碼主信息，第二編碼器(12)編碼子信息，第一調制器(62)基于第一編碼器的輸出調制載波，復制模塊(104)復制第二編碼器的輸出以產生編碼的子信息單元，并且第二調制器(64)基于編碼的子信息單元對第一調制器的輸出進行幅度調制。第二調制器(64)以σ/(μ×(2N)1/2)為0.4或者更小進行幅度調制，其中，傳輸路徑或者存儲介質的噪聲功率為σ2，編碼的子信息單元的數量是N，在幅度調制后對應于編碼的子信息單元的比特1和比特0的信號電平是A和B，并且電平差A-B是μ。
文檔編號G11B20/00GK101751959SQ20091022659
公開日2010年6月23日 申請日期2009年11月25日 優先權日2008年11月28日
發明者中村直正, 佐藤裕治, 兼重敏彥, 內藤信正, 吉田展久, 大澤英昭, 小川昭人, 山田尚志, 森下直樹, 渡部一雄, 能彈長作, 長井裕士, 黑田和人 申請人:株式會社東芝