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CN1261941C - 记录介质的再现装置和再现方法、数据输出控制方法、数据输出方法、检错方法以及数据输出和再现方法 - Google Patents

记录介质的再现装置和再现方法、数据输出控制方法、数据输出方法、检错方法以及数据输出和再现方法 Download PDF

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CN1261941C CNB018021379A CN01802137A CN1261941C CN 1261941 C CN1261941 C CN 1261941C CN B018021379 A CNB018021379 A CN B018021379A CN 01802137 A CN01802137 A CN 01802137A CN 1261941 C CN1261941 C CN 1261941C
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Abstract

一种记录介质的再现方法，该再现方法包括下述步骤：对从所述记录介质读出的数据进行解调，在该记录介质中记录有内容数据，至少管理信息和辅助信息被嵌入内容数据中，管理信息是有关复制管理，辅助信息至少包含添加到管理信息中的检错码和纠错码其中之一；从进行的解调处理的输出信号中检测该辅助信息；根据检测出的辅助信息中的检错码和纠错码其中之一进行检错；以及当在检错过程中没有错误发生时，根据管理信息，对从该记录介质读出的内容数据控制进行了解调处理的输出信号的输出操作。

Description

记录介质的再现装置和再现方法、数据输出控制方法、 数据输出方法、检错方法以及数据输出和再现方法
技术领域
本发明涉及记录介质的再现装置和再现方法、数据输出控制方法、数据输出方法、检错方法以及适用于其中嵌入有辅助信息的内容数据的数据输出和再现方法。
背景技术
为保护被记录到记录介质上的音频内容或视频内容的版权，复制管理信息作为辅助信息被叠加和嵌入到内容数据中的水印已被研制出。作为这样的一种水印的一个示例，把辅助信息插入内容数据的低位中的方法是公知的。
为了保护音频数据的版权，SCMS(串行复制管理系统)被用作以水印形式嵌入内容中的复制管理信息。利用SCMS复制管理信息，不仅可实现自由复制操作和禁止复制操作的复制管理，而且还可实现多代复制管理。
为此，把水印数据嵌入内容数据的低位，并且把SCMS复制管理信息记录到水印数据中。
但是，当利用SCMS复制管理信号，进行多代的复制管理时，必须重写复制管理信息。
例如，以2位的信息表示SCMS数据。当SCMS数据等于“00”时，它表示记录介质是原始记录介质，可进行一代复制操作。当SCMS数据等于“01”时，它表示记录介质是复制的记录介质，禁止进一步的复制。当SCMS数据等于“11”时，它表示记录介质是可自由进行复制操作的记录介质。当对SCMS数据等于“00”的记录介质进行复制操作时，SCMS数据从“00”被重写为“01”，以便能进行一代复制操作。
水印的这种重写处理变成比水印的检测更为沉重的负担。
此外，当水印被记录时，例如，CRC码被加入以便能检测错误。当SCMS数据变化时(即重写)，必须改变CRC码。
本专利申请的申请人提出了一种技术，其中水印的数据被作为由48位构成的分组来处理。在该分组中，加入16位检错CRC码。在这种情况下，为了允许一代复制操作，当原始光盘被复制时，SCMS数据从“00”被重写为“01”。此时，除了重写SCMS数据，必须重写16位CRC码。因此，所需负担增加。
特别地，希望有这样一种技术，即由固件实现借助水印的复制管理，该固件不使用专用集成电路而借助ROM(只读存储器)中写入的程序实现。但是，固件的处理能力相当低，如果利用固件执行水印的重写处理，则这种处理将变成极大的负担。
如上所述，当对复制世代进行管理时，必须重写该水印。当该水印被重写时，同时必须重写CRC码。因此，重写水印的过程对该固件增加了额外的负担。
因此，本发明的目的是提供记录介质的再现装置和再现方法、数据输出控制方法、数据输出方法、检错方法以及数据输出和再现方法，其使得能够由固件充分地进行需要重写嵌入在内容中的水印的管理，而无需重写检错码和纠错码。
发明内容
本发明是一种记录介质的再现装置，该再现装置包括：
头部分，用于扫描记录介质，在所述记录介质中记录有内容数据，管理信息和辅助信息被嵌入内容数据中，管理信息是有关复制管理，辅助信息包含添加到管理信息中的检错码和纠错码其中之一；
解调处理部分，用于对由所述头部分从所述记录介质读出的数据进行解调；
检测电路部分，用于从所述解调处理部分的输出信号中检测所述管理信息和所述辅助信息；以及
判定电路部分，用于根据包含在由所述检测电路部分检测出的辅助信息中的相应检错码或纠错码，对由所述检测电路部分提供的检测结果进行检错，并且当在检错过程中没有错误发生时，根据管理信息，对从该记录介质读出的内容数据控制所述解调处理部分的输出信号的输出操作；
其中当所述判定电路部分输出所述解调处理部分的输出信号时，所述判定电路部分重写管理信息并且不经修改地将所述检错码和所述纠错码其中之一添加到重写的管理信息中。
本发明是一种记录介质的再现方法，该再现方法包括下述步骤：
对从所述记录介质读出的数据进行解调，在所述记录介质中记录有内容数据，管理信息和辅助信息被嵌入内容数据中，管理信息是有关复制管理，辅助信息包含添加到管理信息中的检错码和纠错码其中之一；
从进行的解调处理的输出信号中检测该管理信息和该辅助信息；
根据检测出的辅助信息中的检错码和纠错码其中之一对所述管理信息进行检错；以及
当在检错过程中没有错误发生时，根据管理信息，对从该记录介质读出的内容数据控制进行了解调处理的输出信号的输出操作；
其中，通过重写该管理信息并将至少所述检错码和所述纠错码其中之一添加到重写的管理信息中执行该控制步骤。
本发明是一种数据输出控制方法，包括下述步骤：
从内容数据中检测管理信息和辅助信息，管理信息和辅助信息被嵌入内容数据中，管理信息是有关复制管理，辅助信息包含添加到管理信息中的检错码和纠错码其中之一；
根据检测出的辅助信息中的检错码和纠错码其中之一进行检错；以及
当在检错过程中没有错误发生时，根据管理信息，控制内容数据的输出操作；
其中当该内容数据被输出时，通过重写该管理信息并不经修改地将所述检错码和所述纠错码其中之一添加到重写的管理信息中执行该控制步骤。
本发明是一种数据输出方法，该方法包括下述步骤：
当至少管理信息和辅助信息被嵌入内容数据中，管理信息是有关复制管理，辅助信息至少包含添加到管理信息中的检错码和纠错码其中之一，重写该管理信息，将检错码和纠错码其中之一添加到重写的管理信息中，并输出产生的数据。
本发明是一种数据输出和再现方法，该方法包括下述步骤：
当被添加了检错码和纠错码其中之一的数据的至少一部分被重写时，将至少检错码和纠错码其中之一添加到该数据中并输出产生的数据；
在至少部分数据被重写的情况下，预先获得一并发位(syndrome)；
当数据被再现时，根据至少检错码和纠错码其中之一，获得一并发位；以及
根据所获得的并发位和预先获得的并发位，检测是否有错误发生。
附图说明
图1是说明水印数据的示意图；
图2A、2B和2C是说明分组的示意图；
图3是说明偏离信息的示意图；
图4是说明水印结构的示意图；
图5是说明水印结构的示意图；
图6A、6B和6C是说明SCMS重写的示意图
图7是根据本发明的记录装置的例子的方框图；
图8是水印编码器的一个例子的方框图；
图9是水印解码器的一个例子的方框图；
图10是根据本发明的再现装置的一个例子的方框图；
图11是说明水印的再现过程的流程图；
图12是说明借助SCMS的管理的一个例子的流程图；
图13是说明根据本发明的检错的流程图。
实施本发明的最佳方式
下面将参考附图说明本发明的一个实施例。根据本发明的该实施例，当内容数据被记录到记录介质中时，水印数据被嵌入内容数据中。
图1表示了嵌入内容数据中的水印的结构。每个样本2个字节(16位)地逐一处理内容的数据(这里是左(L)声道和右(R)声道的音频数据)。水印数据(图1中由阴影部分表示)被嵌入到内容数据的最低有效位中。于是，以2位的比例把水印数据嵌入左声道的一个样本及右声道的一个样本的内容数据中(2字节+2字节＝4字节)。
通过把48位作为一个信息部分(分组)来处理水印数据。由于以2位的比例把水印数据嵌入左右声道的一个样本的4字节中，因此水印数据的一个分组(48位)被嵌入内容数据的左右声道的24个样本中(24样本×4字节＝96字节)。
如同后面将说明的一样，由48位构成的分组有2类，第一类是有效负载分组，第2类是有效负载分组位置表示分组。(下文中将第1类分组称为有效负载分组，第2类分组称为有效负载分组位置表示分组)提供标识符ID，以便能够识别有效负载分组和有效负载分组位置表示分组。有效负载分组的标识符ID为(ID＝0)。有效负载分组位置表示分组标识符ID为(ID＝1)。本例中，分组编号PCK(PCK＝0)的分组是有效负载分组(ID＝0)。分组编号PCK(PCK＝1～2449)的分组是有效负载分组位置表示分组(ID＝1)。每2450个分组设置有效负载分组(ID＝0的分组)。在2个有效负载分组(标识为ID＝1)之间是有效负载分组位置表示分组(ID＝1)。
作为水印插入的一个分组的数据(48位)由16位的sync、4位的标识符ID、12位的数据和16位的CRC码构成。
sync被用于检测分组的开始以进行同步。该sync被设置成固定的模式，例如5555h(h表示十六进制记数法)。
在sync之后设置用于识别分组类型的标识符ID。如上所述，有2类分组。第1类是有效负载分组(见图2B)，第2类是有效负载分组位置表示分组(见图2C)。有效负载分组的标识符ID被设置为(ID＝0)，有效负载分组位置表示分组的标识符ID被设置为(ID＝1)。
取代这样的标识符ID，还可利用sync模式来识别描述有效负载分组(见图2B)和表示有效负载分组位置表示分组(见图2C)。例如，还可把第1类的sync模式设置为5555h，把第2类的sync模式设置为9999h。
紧接着识别分组类型的标识符ID设置数据。描述有效负载分组的数据结构和表示有效负载分组位置表示分组的数据结构不同。
图2B表示描述有效负载分组(ID＝0的分组)中的数据的结构。如图2B中所示，该数据分组描述12位数据的有效负载。
12位有效负载中的前8位被保留。
接下来的2位被用作识别原始记录介质的类型的OMD(原始介质描述符)。当OMD为“00”，它表示原始介质是只读介质(CD(压缩光盘)或CD-ROM(只读存储器))；当OMD为“01，表示原始介质是一次写入型记录介质(CD-R(可记录光盘))；当OMD为“10”，表示原始介质是可记录/可再现的记录介质(CD-RW(可重写光盘))；当OMD为“11”，表示原始介质是任意光盘。
OMD可被用于管理再现操作等的收费，如果原始记录介质是目前实际的记录介质，因为使用的是原始介质，因此不收费。如果原始记录介质和实际的记录介质不同，由于实际的记录介质是复制的记录介质，因此再现操作收费。因此，依据记录介质是原始记录介质还是复制的记录介质，进行收费。因此，版权所有人的利益得到保证。
OMD之后的2位被用作管理版权的SCMS(串行复制管理系统)数据。如果SCMS数据等于“00”，它表示光盘是原始光盘，其上记录的内容数据许可一代复制。如果SCMS数据等于“01，它表示光盘是复制的光盘，从其上读出的数据禁止被复制。如果SCMS数据等于“11”，它表示它是其上读出的数据可自由复制的光盘。
利用SCMS，如上所述进行复制世代管理。当一种记录介质被复制到另一种记录介质一次，复制世代增加1。因此，为了管理复制世代，当执行复制操作时，必须重写SCMS数据。于是，可以说有效负载分组(ID＝0)是具有重写可能性的分组。
图2C说明了有效负载分组位置表示分组(ID＝1的分组)中的数据的结构。有效负载分组位置表示分组描述，表示到有效负载分组的距离的偏离信息(Offset_Info)。
在本例中，如图1中所示，每2450个分组设置一个描述有效负载分组(ID＝0的分组)。分组编号PCK等于(PCK＝0)的分组是描述有效负载分组(ID＝0的分组)。分组编号PCK等于(PCK＝1～2449)的分组是有效负载分组位置表示分组(ID＝I的分组)。于是，偏离信息(Offset_Info)被表示为如下：
Offset_Info＝2450-PCK
PCK：分组编号
可以说有效负载分组(ID＝0)是可能必须重写的分组，有效负载分组位置表示分组(ID＝1)是不重写的分组。
在图2A中，检错CRC码被加入到一个分组的数据中。作为CRC码，使用了下述生成多项式：
G(x)＝x16+x15+x2+1
如上所述，水印数据被作为一个48位的分组嵌入到内容数据中。一个48位的分组等于内容数据的24个样本(96字节)。每2450个分组设置一个有效负载分组(ID＝0的分组)，其它的分组(ID＝1的分组)是表示有效负载分组的位置的指针。
在译解水印数据的情况下，从内容数据的最低有效位中提取一个48位的分组的数据。
从读取的水印数据中检测标识符ID以使识别分组的类型。
如果检测到的标识符ID为(ID＝0)，由于该分组是有效负载分组(见图2B)，因此根据该分组的说明执行处理。
如果检测到的标识符ID为(ID＝1)，由于该分组是表示有效负载的存在位置的分组(见图2C)，读取偏离信息(Offset_Info)。因此，读取与有效负载位置表示分组的距离为对应于偏离信息(Offet_Info)的距离的分组。由于与有效负载位置表示分组的距离为对应于偏离信息(Offset_Info)的距离的分组是有效负载分组(见图2B)，因此根据该有效负载分组的说明进行处理。
即，如图3中所示，分组编号PCK(PCK＝0)的分组是有效负载分组。表示有效负载分组的标识符ID(ID＝0)已分配给分组PCK(PCK＝0)的分组中。该分组的有效负载包含识别原始记录介质类型的OMD和用于版权管理的SCMS。
随后的分组是有效负载分组位置表示分组。分组编号PCK(PCK＝1～2449)被分配给这些分组。标识符ID(ID＝I)被分配给这些分组，并且偏离信息(Offset_Info)被写入这些分组中。偏离信息(Offset_Info)表示有效负载分组(ID＝0)分组的位置。
即，(2450-1＝2449)作为到下一有效负载分组的偏离信息(Offet_Info)被写入分组编号PCK(PCK＝I)的分组中。类似地，(2450-2＝2448)作为到下一有效负载分组的偏离信息(Offet_Info)被写入分组编号PCK(PCK＝2)的分组中。(2450-3＝2447)作为到下一有效负载分组的偏离信息(Offset_Info)被写入分组编号PCK(PCK＝3)的分组中。
于是，当存在有效负载分组位置表示分组(ID＝1的分组)，有效负载数据的分组(ID＝0的分组)存在于该有效负载位置表示分组的分组编号PCK加上偏离信息(Offset_Info)的偏离量的位置。
因此在本例中，通过把48位设置为一个分组，把水印数据嵌入内容数据中，并且一个48位的分组等于内容数据的24个样本(96字节)。每2450个分组设置描述有效负载分组(ID＝0的分组)。其它的分组是有效负载分组位置表示分组(ID＝1的分组)。必须重写的分组是有效负载分组(ID＝0的分组)。相反，有效负载分组位置表示分组(ID＝1的分组)不必重写。于是，每2450个分组中出现一个需要重写的分组。
2450个分组等于
24样本×2450分组＝58800样本
由于一个样本由4个字节组成，因此下述关系式成立：
58800样本×4字节＝235200字节。
在CD(压缩光盘)中，98帧被处理为一个扇区(sector)(子代码块)。CD的一个扇区的容量等于2352字节。于是，有效负载数据的分组(ID＝0的分组)等于内容数据的100个扇区。
于是，当每2450个分组中出现一个需要重写的分组，需要每100个扇区执行一个分组(48位)的处理。这是大约每2个扇区1位的处理，并且借助固件足以进行这样的处理。
因此，根据本发明的实施例，每隔借助固件足以进行这种处理的间隔设置有效负载分组(ID＝0的分组)，并且设置在有效负载分组之间的分组是有效负载分组位置表示分组(ID＝1)。于是，利用固件足以完成有效负载的重写过程。由于设置在有效负载分组(ID＝0的分组)之间的分组是有效负载分组的位置的分组(ID＝1的分组)，有效负载分组(ID＝0的分组)可被迅速访问并进行处理。
在该示例中，每2450个分组设置有效负载分组(ID＝0的分组)，但是该间隔并不局限于此。考虑到水印重写处理时间，确定有效负载分组(ID＝0的分组)的间隔。
虽然在图1的例子中，水印数据被嵌入内容数据的各个样本中，但是并不需要把水印数据嵌入所有内容的每个数据样本中。
例如，如图4中所示，在水印数据被嵌入内容数据一个24个样本的分组之后，水印数据未被嵌入内容数据的几个分组。在图3的例子中，在水印数据被嵌入内容数据的一个24个样本的分组之后，水印数据未被嵌入内容数据的九个分组。这种情况下，每间隔(24×10＝240)个样本水印数据被嵌入内容数据。由于1个样本由4个字节组成，下述关系式成立：
24样本×10分组×4字节＝960字节
按照上述例子的方式，假定每隔100个扇区的内容数据的间隔设置有效负载分组(ID＝0的分组)，则每间隔245个分组设置一个有效负载分组(ID＝0的分组)。因此，分组编号PCK(PCK＝0～244)被分配。
在水印数据被嵌入内容数据的一个24个样本的分组之后，无水印被嵌入内容数据的几个分组中，在这种情况下增加了其中不嵌入任何水印的内容数据的样本数目，从而可改善音质。即，把水印数据嵌入内容数据的低位中。尤其是固定模式被包括在水印数据中，该固定模式很可能表现为噪声。因此，当其中不嵌入任何水印数据的内容数据的样本数增大时，可减少这种噪声的发生。
当然，当增大其中不嵌入任何水印的样本的数目时，有效负载分组位置表示分组(ID＝1的分组)的数目减少。于是，有效负载分组(ID＝0的分组)存取的时间变长。但是，即使在最坏的情况下，在有效负载分组位置表示分组(ID＝1的分组)之间(在本示例中为100个扇区)，可检测到有效负载分组位置表示分组(ID＝1的分组)。因此有效负载分组(ID＝0的分组)可被存取。于是，处理时间并未显著变慢。
在内容数据是音频数据的情况下，根据处理时间和音质确定不嵌入水印数据部分的间隔。
如上所述，通过利用该方法，在水印数据被嵌入内容数据的一个24个样本的分组之后，如果不把水印数据嵌入内容数据的几个分组，存在不嵌入水印数据的样本。利用这样的部分也可嵌入另一种水印。包含在利用这种部分嵌入的水印中的信息有收费信息、加密的密钥信息等等。
在上面的例子中，虽然其中不嵌入水印数据的间隔等于预定数目分组，但是该间隔并不总是固定的。换句话说，还可在按照例如N分组、(N+2)分组、(N-2)分组、(N+4)分组和(N-4)分组的预定模式改变不嵌入水印的间隔。
还可把不嵌入水印数据的间隔设置为随机产生的随机数。
当不嵌入水印数据的间隔为常数，则该分量有可能表现为噪声。但是，如上所述，当不嵌入水印数据的间隔被改变时，可防止产生这样的噪声。
在上述例子中，把不嵌入水印的间隔设置为内容数据的一个分组的24个样本。
但是并不总是，把不嵌入水印的间隔设置为内容数据的一个24个样本的分组。例如，在把水印数据插入内容数据低位中的情况下，由于水印数据以一个样本为单位被插入，因此间隔也可以一个样本方案被设置。
例如，还可通过以一个扇区(2352字节)为单位处理内容数据。
即，图5表示了允许一个分组的间隔与一个扇区匹配的一个例子。这种情况下，一个分组的间隔等于
2352字节(2352、96)＝24.5分组
假设以内容数据的100个扇区的间隔设置有效负载分组(ID＝0的分组)，则分组编号PCK(PCK＝0～99)被分配。
因此，水印数据一个分组的48位被插入到每一扇区。这种情况下，水印数据的一个分组的48位间距变为24.5个分组，但是并不总是必须每隔一定间隔插入水印数据。例如，使得由水印数据的一个48位的分组被插入距离一个扇区的位置中，随后，水印数据的一个48位的分组被插入距离(1扇区+2分组)的位置中，之后，由水印数据的一个48位的分组被插入距离(1扇区-2分组)的位置中。以这种方式，按预定的模式改变不嵌入水印数据的间隔长度。或者也可随机改变不嵌入水印的间隔长度。
如图2B所示，为了利用SCMS数据管理复制世代，水印必须被重写。利用有效负载分组(ID＝0的分组)对该水印进行重写。
换句话说，如图2B所示，有效负载分组(ID＝0的分组)包含SCMS数据。如果SCMS数据为“00”，当内容数据被复制时，该SCMS数据从“00”被重写为“01”，使得内容数据仅能够被复制一代。
如图2A所示，检错码CRC码被加入到一个分组中。因此，当有效负载分组(ID＝0的分组)被重写时，必须再次获得并重写该CRC码。但是，再次获得并重写该CRC码的过程是沉重的负担。因此，难于利用固件去实现。
根据本发明的实施例，当SCMS数据被重写时，CRC码没有改变，而是保持不变。当记录介质被再现时，被重写的在有效负载中可能发生的所有的并发位被存储。当所存储的这些并发位中的一个发生时，判定没有错误发生。因此，不必再次获得并重写该CRC码。因此，所需的过程被减轻。
换句话说，有效负载分组的数据包含12位。在这些位中，如图6A和6B所示的b0位必须作为该有效负载的信息被重写。换句话说，当原始记录介质被再现时，图6A所示的SCMS数据可以从图6A所示的“00”被重写为图6B所示的“01”。因此，b0位从“0”被重写为“1”。换句话说，b0位表示其上记录有内容数据的记录介质是原始记录介质还是复制的记录介质(非原始记录介质)。
如上所述，作为CRC生成多项式，使用了下述表达式：
G(x)＝x16+x15+x2+1
当记录介质被再现时，进行CRC计算以便检测错误。此时，当没有错误发生时，该并发位变为“0”。
但是，如图6A和6B所示，SCMS数据可以从“00”被重写为“01”。如上所述，当SCMS数据被重写时，如果CRC码没有改变，而是保持不变，则即使没有错误发生，CRC计算中得到的并发位变为不为“0”的值。
但是，仅SCMS数据的b0位可以被重写。此外，根据被重写的b0位得知可能发生的并发位的值。
换句话说，当假设利用上述的生成多项式进行CRC计算以及原始的CRC码保持不变时，如果b0位从“0”被重写为“1”，则并发位变为如下：
x15+x2+1＝8005h
因此，假设当SCMS数据被重写时，CRC码保持不变，当记录介质被再现时，如果CRC计算中没有错误发生，则并发位变为“0”或“8005h”。仅当SCMS数据的b0位从“0”被重写为“1时”，并发位变为“8005h”。
因此，假设当该记录介质被再现时，如果在所进行的CRC计算中并发位为“0”或一个预定的值(即，“8005h”)，则判定没有错误发生，当SCMS数据被重写时，不必改变CRC码。当不必须改变CRC码时，所需重写水印过程被减轻。
此外，仅当原始记录介质被复制时并发位变为预定值“8005h”，由此SCMS数据的b0位从“0”被重写为“1”。因此，当并发位为预定值“8005h”时，通过判定b0位是否为“0”或“1”，可以提高检错的精确度，并且可以防止非法复制操作。
换句话说，当并发位为预定值“8005h”时，判定b0位是否为“0”或“1”。
当并发位为预定值“8005h”并且b0位为“1”时，因为原始记录介质被复制并且SCMS数据的b0位从“0”被重写为“1”，可以判定没有错误发生。
另一方面，当并发位为预定值“8005h”时，b0位不可能变为“0”。因此，在这种情况下，判定SCMS数据有错误。
换句话说，当SCMS数据为“00”并且记录介质是原始光盘时，b0位变为“0”。当该记录介质是原始光盘时，因为SCMS数据没有被重写，并发位一定是“0”。
因此，当并发位为预定值“8005h”并且b0位为“0”时，认为错误发生或SCMS数据被非法重写。
因此，当并发位为预定值“8005h”时，判定b0位为“0”还是“1”。当b0位为“1”，判定没有错误发生。当b0位为“0”，判定错误发生。
假设SCMS数据的b0位和b1位已经被重写，当该记录介质被再现时，并发位变为如下：
x3+x＝000Ah
因此，假设b0位和b1位有被重写的可能性，当并发位为“0”、“8005h”或“000Ah”，可以判定没有错误发生。
下面将说明通过如上所述方式把水印嵌入内容数据中，并把得到的数据记录到记录介质上的记录介质。
图7表示这种记录装置的一个例子。在该例子中，可记录光盘(例如CD-R光盘或CD-RW光盘)被用作记录介质。
在图7中，内容数据被提供给输入端1。内容数据是例如在左右声道上的数字音频数据，在每一声道上的该数字部分数据利用16位被数字化。内容数据从输入端1被提供给水印添加电路2。
水印数据被提供给输入端3。水印数据被提供给水印产生电路4。水印产生电路4的输出被提供给水印添加电路2。
借助水印添加电路2，来自水印产生电路4的水印数据被嵌入到来自输入端1的内容数据中。如上所述，通过把48位作为一个分组处理水印。例如每2450个分组设置有效负载分组(ID＝0的分组)，并且在有效负载分组之间是有效负载分组位置表示分组(ID＝1的分组)。水印添加电路2产生这两种分组。
因为利用SCMS数据管理复制世代，因此水印必须被重写。利用有效负载分组(ID＝0的分组)重写该水印。
换句话说，有效负载分组(ID＝0的分组)包含SCMS数据。如果SCMS数据为“00”，当内容数据被复制时，该SCMS数据被从“00”重写为“01”以便复制操作仅被执行一代。
检错CRC码被加到一个分组中。因此，当有效负载分组(ID＝0的分组)的有效负载被重写时，必须重写获得和重写CRC码。但是，重写获得和重写CRC码的过程给固件增加了沉重的负担。因此，固件不能执行这种处理。
如上所述，当SCMS数据被重写时，CRC码不重新获得，而是保持不变。当记录介质被再现时，在重写的有效负载中发生的所有的并发位被存储。当在重写的有效负载中发生的并发位与任何存储的并发位匹配时，判定该SCMS数据没有错误。
作为一个示例，水印数据被嵌入内容数据的低位。
作为水印的其它方法，辅助信息可以被插入压缩内容数据的高位系数。辅助信息的频谱可扩展到内容数据以便将该辅助信息频谱叠加到内容数据。水印数据可以插入预定范围中的第一或第二峰值或者插入第一或第二峰值附近的位置。当然也可使用另外的水印。
为了通过利用SCMS数据实现复制的世代管理，必须重写水印。当考虑水印的重写时，可以使用把水印插入内容数据的低位的方法，或者把辅助信息插入压缩内容数据的高位系数中的方法。在利用扩展频谱将辅助信息扩展并将扩展的辅助信号叠加到内容数据的方法，或者把水印插入内容数据的预定范围中的第一或第二峰值或者插入第一或第二峰值附近位置的方法中，因为必须按照内容数据添加水印，从而难以重写水印。当内容数据是音频数据时，利用遮蔽效应(maskingeffect)，可防止水印影响再现的内容数据。
水印添加电路2的输出被提供给纠错编码电路5。在纠错编码电路5中执行纠错处理。
纠错编码电路5的输出被提供给调制电路6。调制电路6进行调制处理，该处理是将数据记录到作为记录介质的光盘所必需的。调制电路6的输出通过记录放大器7被提供给光学拾取器8。其中已嵌入水印数据的内容数据由光学拾取器8记录到光盘9上。
其上记录了内容数据的光盘通常以诸如CD或CD-ROM之类的只读光盘的形式销售或发行。这种情况下，如上所述形成的光盘被用作母盘，并制造供销售或发行的光盘。
图8表示了把水印插入内容数据中的编码器的例子。根据该例子，水印的信息被插入内容数据的低位中。在所示的例子中，水印信息被插入数据内容的频带中以便当该数据内容被再现时，水印信息的分量不影响听觉。这种编码器可被用作图6中的水印添加电路2。
在图8中，例如音频数据和视频数据的原始数据被提供给输入端11。水印数据被提供给输入端12。
来自输入端12的水印数据被提供给随机数发生器13。随机数发生器13把提供的水印数据变换成白噪声。随机数发生器13的输出被提供给减法电路14，并被提供给加法电路15。
来自输入端11的数据被提供给减法电路16。减法电路16的输出被提供给减法电路14并被提供给减法电路17。减法电路14的输出被提供给量化电路18。量化电路18的输出被提供给加法电路15。
加法电路15求量化电路18的输出和随机数发生器13的输出之和。加法电路15的输出从输出端21输出，并被提供给减法电路17。减法电路17从加法电路15的输出中减去减法电路16的输出。
减法电路17的输出被提供给噪声整形滤波器20。噪声整形滤波器20的输出被提供给减法电路16。减法电路16从来自输入端11的数据中减去噪声整形滤波器20的输出。
如图8中所示的水印编码器把水印数据插入数据的低位中。噪声分量被插入例如水印不会影响听觉的频带中。
即在图8中，来自输入端11的数据由量化电路18量化。来自随机数发生器13的水印数据被插入从量化电路18输出的数据的低位中。
在量化电路18的前一级设置减法电路14。减法电路14从来自输入端11的数据中减去水印的数据。因此，在量化电路18的前一级，水印数据从来自输入端11的数据中被减去。从而，借助位于量化电路18前一级的加法电路15，消除了把水印数据插入内容数据中产生的影响。
从加法电路15输出已添加水印数据的数据。加法电路15的输出从输出端21输出。此外，减法电路17还完成来自量化电路18的输出数据和量化电路18的输入数据之间的减法，从而除去了量化过程中的噪声分量。所述噪声分量由噪声整形滤波器20转移到该噪声分量不会影响内容数据的位置，并且被提供给减法电路16。
图9表示了检测如上所述插入的水印信息的水印解码器的一个例子。
在图9中，从图8所示的编码器的输出端输出的数据被提供给输入端31。从该编码器的输出端输出的数据是水印已叠加至其上的数据，从输入端31把所述数据提供给量化电路32。从输出端33输出量化电路32的输出，并将其提供给低位提取电路34。
低位提取电路34提取插入量化电路32的输出数据的低位中的水印数据。所述水印数据被提供给反向随机数发生器35。
反向随机数发生器35执行和上述编码器中的随机数发生器13的处理相反的处理。反向随机数发生器35使随机化的水印信息恢复为原始信息。从反相随机数发生器35获得水印信息。从输出端36输出水印信息。
图10表示再现装置的一个例子。在图10中，光盘41上的记录数据由光学拾取器42读取。光学拾取器42的输出信号通过再现放大器43被提供给解调电路44。解调电路44执行解调处理，它是与由调制电路6执行的调制处理相反的处理。解调电路44的输出被提供给纠错电路45，纠错电路45对解调电路44的输出数据执行纠错处理。
纠错电路45的输出被提供给D/A转换器49。从纠错电路45输出的数字信号由D/A转换器49转换成模拟信号。从输出端50输出D/A转换器49的输出。
纠错电路45的输出被提供给水印检测电路46和水印添加电路51。水印检测电路46从纠错电路45的输出信号中检测水印数据。
水印检测电路46的输出被提供给判定电路47。根据判定电路47的输出控制开关电路48，以便控制从作为记录介质的光盘41上读取的数据的复制操作。
纠错电路45的输出信号被提供给水印添加电路51。水印产生电路52根据判定电路47的输出形成水印。新产生的水印从水印产生电路52提供给水印添加电路51。在必须重写水印的情况下，水印添加电路51对嵌入纠错电路45的输出信号中的水印执行重写水印的过程。
水印添加电路51的输出通过开关电路48被提供给数据输出端53。
水印数据已被嵌入记录在光盘41上的内容数据中。水印数据由水印检测电路46检测。具有图9中所示结构的电路可用作水印检测电路46。
如上所述，以一个48位分组为单位处理水印。例如每4350个分组设置有效负载分组(ID＝0的分组)。2个有效负载分组之间的分组是有效负载分组位置表示分组(ID＝1的分组)。
在判定电路47中，读取一个48位的分组的数据，从水印数据中检测出标识符ID，并且判定分组的类型。如果检测到的标识符ID等于(ID＝0)，由于该分组是有效负载分组，因此根据分组的有效负载的说明，对从光盘41读取的内容数据执行例如复制限制操作。如果检测到的标识符ID等于(ID＝1)，则读取偏离信息(Offset_Info)，并且读取存在于距离为偏离信息(Offset_Info)的位置的有效负载分组。根据该分组的有效负载的说明，执行从光盘41读取的内容数据的复制操作。
图11是表示判定电路47中的处理的流程图。在图11中，在获得水印数据后(在步骤S1)，判定是否安排了一个分组(48位)(在步骤S2)。如果已安排了一个分组的水印数据，则检测标识符ID(在步骤S3)。判定标识符ID是等于(ID＝0)还是等于(ID＝1)(在步骤S4)。如果标识符ID等于(ID＝0)，由于该分组是有效负载分组，因此检测该有效负载(在步骤S5)。根据该有效负载控制例如对从光盘41读取的内容数据进行复制管理的操作(在步骤S6)。
在步骤S4中如果标识符ID等于(ID＝1)，由于该分组是有效负载分组位置表示分组，因此读取偏离信息(Offset_Info)(在步骤S7)。获得存在于距离偏离信息(Offset_Info)位置的分组的水印数据(在步骤S8)。
此后，处理程序返回步骤S2，并且判定是否已安排一个分组(48位)的水印数据。如果已安排一个分组的水印数据，则检测标识符ID(在步骤S3)。
如果根据在步骤S7中得到的偏离信息(Offset_Info)，得到存在于距离偏离信息(Offset_Info)位置的分组的水印数据，则该分组是有效负载分组，因此，标识符ID一定定为(ID＝0)。
在步骤S4中判定标识符ID是等于(ID＝0)还是等于(ID＝1)。如果确定标识符ID等于(ID＝0)，则流程转到步骤S5。在步骤S5中检测有效负载。在步骤S6中根据该有效负载控制例如对从光盘41读取的内容数据进行复制管理的操作。
如果在步骤S4中如果标识符ID等于(ID＝I)，则流程转到S7。在步骤S7中读取偏离信息(Offset_Info)。在步骤S8中获得存在于距离偏离信息(Offset_Info)位置的分组的水印数据。此后，处理程序返回步骤S2。
图12是表示根据有效负载在操作控制(图11中的步骤S6)中使用SCMS数据的复制管理的流程图。
SCMS数据是世代复制管理信息。当SCMS的数据等于“00”时，它表示记录介质是原始记录介质。这种情况下，从光盘41读取的内容数据允许一代复制。在复制该内容数据的情况下，如上所述，SCMS的数据从“00”改写为“01”。当SCMS的数据等于“01”时，它表示记录介质是复制的记录介质。在这种状态下，从光盘41读取的内容数据的进一步复制被禁止。当SCMS的数据等于“11”时，从光盘41读取的内容数据被可以自由复制。
在图12中，从(ID＝0)的分组的有效负载部分中提取SCMS数据(在步骤S21)。
如上所述，利用CRC码，执行检错处理(在步骤S22)。根据检错处理的结果，判定是否有错误发生(在步骤S23)。当判定的结果表示错误发生时，执行NG处理(在步骤S31)。例如，在步骤S31，作为NG处理，执行一侧检错处理。在这种情况下，位于再现装置上的显示部分(未示出)显示提示用户取消或停止该再现操作的报警。
判定SCMS的数据是否等于(SCMS＝00)(步骤S24)。如果SCMS的数据等于(SCMS＝00)，则记录介质是原始记录介质，因此图10中的开关电路48被接通，使得从光盘41读取的内容数据允许被复制(在步骤S25)。利用由水印产生电路52新产生的水印数据重写(ID＝0)的分组，以便把SCMS数据从“00”改变为“01”。因此，复制的内容数据禁止进一步被复制。换句话说，从光盘41读取的内容数据仅允许复制一代。
如果在步骤S24中确定的结果表示SCMS的数据不等于(SCMS＝00)，则判定SCMS的数据是否等于(SCMS＝01)(在步骤S27)。如果SCMS的数据等于(SCMS＝01)，则由于记录介质是复制的记录介质，开关电路48被断开，使得从光盘41读取的内容数据禁止被复制(在步骤S28)。
如果在步骤S27中确定的结果表示SCMS的数据不等于(SCMS＝01)，则判定SCMS的数据是否等于(SCMS＝11)(在步骤S29)。如果SCMS的数据等于(SCMS＝11)，因为从光盘41读取的内容数据可以自由复制，则接通开关电路48，使得从光盘41读取的内容数据可以被复制(在步骤S30)。
如果在步骤S29中确定SCMS的数据不等于(SCMS＝11)，由于该状态不会发生，因此执行NG处理(在步骤30)。这种情况下，作为NG处理执行禁止从光盘41读取的内容数据被复制或忽略SCMS数据的处理。
图13是说明根据本发明的检错过程(步骤S22，图12)的流程图。如上所述，在该示例中，当SCMS数据被重写时，CRC码保持不变。在这种情况下，当没有检测出错误时，并发位变为“0”或“8005h”。当SCMS数据的b0位被从“0”重写为“1”时，该并发位变为“8005h”。以这种方式，预测的并发位被预先计算和预先存储。
在图13中，进行CRC计算以便获得一并发位(在步骤S51)。在CRC计算中，使用了下述生成多项式：
G(x)＝x16+x15+x2+1
判定该并发位是否为“0”(在步骤S52)。当该并发位为“0”时，判定没有错误发生(在步骤S53)。
当在步骤S52判定的结果表示该并发位不为“0”，判定该并发位是否为“8005h”(在步骤S54)。当该并发位不为“8005h”时，判定错误发生(在步骤S56)。
当该并发位为“8005h”时，判定b0位是否为“1”(在步骤S55)。当b0位为“1”时，判定没有错误发生(在步骤S53)。当b0位为“0”时，判定错误发生(在步骤S56)。
当SCMS数据被重写时，CRC码保持不变。当该记录介质被再现时，进行CRC计算。在这种情况下，当并发位为“0”或“8005h”时，判定没有错误发生。因此，即使当SCMS数据被重写时，也不必改变CRC码。因此，当水印被重写时，减轻了所需的过程。
在该示例中，当该并发位为“8005h”时，判定SCMS数据的b0位是否为“1”。或者，可以判定该并发位是否为“0”或“8005h”以便检测错误。
在上述示例中，使用了CRC码作为检错码。但是，本发明可以应用于另外的检错码或另外的纠错码被使用的情况。
此外，在上述示例中，嵌入了水印的数据内容被记录到记录介质中。但是，本发明也可以应用到内容数据被发送的情况。
换句话说，目前，音乐信息和图片信息通过网络被发送。当这种数据内容被发送时，水印可以被嵌入到其中。在这种情况下，当内容数据被发送时，如果嵌入到被发送的内容数据的水印信息的一部分被重写，检错码和纠错码保持不变。当水印的部分信息被重写时，接受方预先存储将发生的并发位。当水印的部分信息被重写时，利用将发生的并发位可以检测出并校正错误。
根据本发明，水印被嵌入到数据内容。当部分水印被重写时，检测错误的CRC码保持不变。当水印包含SCMS信息并且预测SCMS的b0位将被重写，将相应发生的并发位值“8005h”被预先获得和预先存储。
当再现记录介质和进行CRC计算时，判定计算结果是否为表示没有错误发生的并发位值或当水印信息被重写时可能发生的并发位值。当计算结果是表示没有错误发生的并发位值或当水印信息被重写时可能发生的并发位值时，判定没有错误发生。
例如，预测SCMS数据的b0位将被重写并且当b0位被重写时，并发位值变为“8005h”，如果该并发位值变为“0”或“8005h”，则判定没有错误发生。
因此，即使部分水印被重写，也不必改变检错码和纠错码。因此，重写水印所必须的所需过程被减轻。
工业可应用性
如上所述，本发明适用于再现嵌入了复制管理信息和辅助信息(包含被加入到该管理信息中的检错码和纠错码)的内容数据的再现装置。

Claims (38)

1.一种记录介质的再现装置，该再现装置包括：
头部分，用于扫描记录介质，在所述记录介质中记录有内容数据，管理信息和辅助信息被嵌入内容数据中，管理信息是有关复制管理，辅助信息包含添加到管理信息中的检错码和纠错码其中之一；
解调处理部分，用于对由所述头部分从所述记录介质读出的数据进行解调；
检测电路部分，用于从所述解调处理部分的输出信号中检测所述管理信息和所述辅助信息；以及
判定电路部分，用于根据包含在由所述检测电路部分检测出的辅助信息中的相应检错码或纠错码，对由所述检测电路部分提供的检测结果进行检错，并且当在检错过程中没有错误发生时，根据管理信息，对从该记录介质读出的内容数据控制所述解调处理部分的输出信号的输出操作；
其中当所述判定电路部分输出所述解调处理部分的输出信号时，所述判定电路部分重写管理信息并且不经修改地将所述检错码和所述纠错码其中之一添加到重写的管理信息中。
2.按照权利要求1所述的记录介质的再现装置，还包含：
由所述判定电路部分控制，用于重写包含在所述解调处理部分的输出信号中的管理信息的重写部分。
3.按照权利要求2所述的记录介质的再现装置，其中所述重写部分包含：
根据来自所述判定电路部分的控制信号，产生新的管理信息的产生部分；以及
把所述产生部分新产生的管理信息添加到所述解调处理部分的输出信号中的添加电路部分。
4.按照权利要求2所述的记录介质的再现装置，其中当该管理信息允许从记录介质读取的内容数据被复制时，所述判定电路部分允许所述解调处理部分的输出信号被输出，并使得所述重写部分重写该管理信息。
5.按照权利要求4所述的记录介质的再现装置，其中所述判定电路部分使得所述重写部分重写该管理信息，以便该管理信息禁止从记录介质读取的内容数据被复制。
6.按照权利要求2所述的记录介质的再现装置，其中当该管理信息禁止从记录介质读取的内容数据被复制时，所述判定电路部分禁止所述解调处理部分的输出信号被输出。
7.按照权利要求1所述的记录介质的再现装置，其中当所述判定电路部分根据检错码和纠错码其中之一检测到错误发生时，所述判定电路部分停止该操作。
8.按照权利要求1所述的记录介质的再现装置，其中所述判定电路部分根据检错码计算并发位，并依据所计算出的并发位是否为预定值判定错误是否发生。
9.按照权利要求1所述的记录介质的再现装置，其中所述判定电路部分根据检错码和纠错码其中之一计算并发位，并依据所计算出的并发位是否为预定值以及根据该管理信息判定错误是否发生。
10.按照权利要求9所述的记录介质的再现装置，其中当计算出的并发位是0，并且管理信息允许内容数据被复制时，所述判定电路部分判定没有错误发生。
11.按照权利要求9所述的记录介质的再现装置，其中当计算出的并发位是预定值，并且管理信息禁止内容数据被复制时，所述判定电路部分判定没有错误发生。
12.按照权利要求9所述的记录介质的再现装置，其中当计算出的并发位是预定值，并且管理信息允许内容数据被复制时，所述判定电路部分判定错误发生。
13.按照权利要求9所述的记录介质的再现装置，其中当计算出的并发位是0，并且管理信息表示记录介质是原始记录介质时，所述判定电路部分判定没有错误发生。
14.按照权利要求9所述的记录介质的再现装置，其中当计算出的并发位是预定值，并且管理信息表示记录介质是非原始记录介质时，所述判定电路部分判定没有错误发生。
15.按照权利要求14所述的记录介质的再现装置，其中当计算出的并发位是预定值，并且管理信息表示记录介质是原始记录介质时，所述判定电路部分判定错误发生。
16.一种记录介质的再现方法，该再现方法包括下述步骤：
对从所述记录介质读出的数据进行解调，在所述记录介质中记录有内容数据，管理信息和辅助信息被嵌入内容数据中，管理信息是有关复制管理，辅助信息包含添加到管理信息中的检错码和纠错码其中之一；
从进行的解调处理的输出信号中检测该管理信息和该辅助信息；
根据检测出的辅助信息中的检错码和纠错码其中之一对所述管理信息进行检错；以及
当在检错过程中没有错误发生时，根据管理信息，对从该记录介质读出的内容数据控制进行了解调处理的输出信号的输出操作；
其中，通过重写该管理信息并将至少所述检错码和所述纠错码其中之一添加到重写的管理信息中执行该控制步骤。
17.按照权利要求16所述的记录介质的再现方法，还包括下述步骤：
当该管理信息允许从记录介质读取的内容数据被复制时，允许所述输出信号被输出，并重写该管理信息。
18.按照权利要求16所述的记录介质的再现方法，其中执行该重写步骤使得该管理信息禁止从记录介质读取的内容数据被复制。
19.按照权利要求17所述的记录介质的再现方法，还包括下述步骤：
当该管理信息禁止从记录介质读取的内容数据被复制时，禁止所述输出信号被输出。
20.按照权利要求16所述的记录介质的再现方法，还包括下述步骤：
当根据检错码和纠错码其中之一检测到错误发生时，停止该操作。
21.按照权利要求16所述的记录介质的再现方法，还包括下述步骤：
根据检错码和纠错码其中之一计算并发位，并依据所计算出的并发位是否为预定值判定错误是否发生。
22.按照权利要求16所述的记录介质的再现方法，还包括下述步骤：
根据检错码和纠错码其中之一计算并发位，并依据所计算出的并发位是否为预定值以及根据该管理信息判定错误是否发生。
23.按照权利要求22所述的记录介质的再现方法，其中当计算出的并发位是0，并且管理信息允许内容数据被复制时，该判定步骤的结果表示没有错误发生。
24.按照权利要求22所述的记录介质的再现方法，其中当计算出的并发位是预定值，并且管理信息禁止内容数据被复制时，该判定步骤的结果表示没有错误发生。
25.按照权利要求22所述的记录介质的再现方法，其中当计算出的并发位是预定值，并且管理信息允许内容数据被复制时，该判定步骤的结果表示错误发生。
26.按照权利要求22所述的记录介质的再现方法，其中当计算出的并发位是0，并且管理信息表示记录介质是原始记录介质时，该判定步骤的结果表示没有错误发生。
27.按照权利要求22所述的记录介质的再现方法，其中当计算出的并发位是预定值，并且管理信息表示记录介质是非原始记录介质时，该判定步骤的结果表示没有错误发生。
28.按照权利要求22所述的记录介质的再现方法，其中当计算出的并发位是预定值，并且管理信息表示记录介质是原始记录介质时，该判定步骤的结果表示错误发生。
29.一种数据输出控制方法，包括下述步骤：
从内容数据中检测管理信息和辅助信息，管理信息和辅助信息被嵌入内容数据中，管理信息是有关复制管理，辅助信息包含添加到管理信息中的检错码和纠错码其中之一；
根据检测出的辅助信息中的检错码和纠错码其中之一进行检错；以及
当在检错过程中没有错误发生时，根据管理信息，控制内容数据的输出操作；
其中当该内容数据被输出时，通过重写该管理信息并不经修改地将所述检错码和所述纠错码其中之一添加到重写的管理信息中执行该控制步骤。
30.按照权利要求29所述的数据输出控制方法，还包括下述步骤：
当根据检错码和纠错码其中之一检测到错误发生时，停止该操作。
31.按照权利要求29所述的数据输出控制方法，还包括下述步骤：
根据检错码和纠错码其中之一计算并发位，并依据所计算出的并发位是否为预定值判定错误是否发生。
32.按照权利要求29所述的数据输出控制方法，还包括下述步骤：
根据检错码和纠错码其中之一计算并发位，并依据所计算出的并发位是否为预定值以及根据该管理信息判定错误是否发生。
33.按照权利要求32所述的数据输出控制方法，其中当计算出的并发位是0，并且管理信息允许内容数据被复制时，该判定步骤的结果表示没有错误发生。
34.按照权利要求32所述的数据输出控制方法，其中当计算出的并发位是预定值，并且管理信息禁止内容数据被复制时，该判定步骤的结果表示没有错误发生。
35.按照权利要求32所述的数据输出控制方法，其中当计算出的并发位是预定值，并且管理信息允许内容数据被复制时，该判定步骤的结果表示错误发生。
36.按照权利要求32所述的数据输出控制方法，其中当计算出的并发位是0，并且管理信息表示记录内容数据的原始记录介质时，该判定步骤的结果表示没有错误发生。
37.按照权利要求32所述的数据输出控制方法，其中当计算出的并发位是预定值，并且管理信息表示非记录内容数据的原始记录介质时，该判定步骤的结果表示没有错误发生。
38.按照权利要求32所述的数据输出控制方法，其中当计算出的并发位是预定值，并且管理信息表示记录介质是记录内容数据的原始记录介质时，该判定步骤的结果表示错误发生。
CNB018021379A 2000-06-23 2001-06-21 记录介质的再现装置和再现方法、数据输出控制方法、数据输出方法、检错方法以及数据输出和再现方法 Expired - Fee Related CN1261941C (zh)

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