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CN1280820C - 记录方法和设备，再生方法和设备 - Google Patents

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CN1280820C CNB2003101202290A CN200310120229A CN1280820C CN 1280820 C CN1280820 C CN 1280820C CN B2003101202290 A CNB2003101202290 A CN B2003101202290A CN 200310120229 A CN200310120229 A CN 200310120229A CN 1280820 C CN1280820 C CN 1280820C
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Abstract

本发明提供记录方法和设备，再生方法和设备。以与现有CD相同的信号格式，根据径迹间距的允许值的下限值(1.5μm)，线速度的下限值(1.2m/sec)，把数据记录在第1部分PA1。结果，在第1部分PA1上可以记录最大再生时间(74.7分)的数据。现有CD再生装置可以顺利地再生记录在第1部分PA1上的音频数据。进而，把压缩、加密了的音频数据以单密度或倍密度记录在第2部分PA2。单密度意味着与现有CD相同的记录密度，倍密度意味着其两倍的密度。此外，记录在第2部分PA2上的音频数据是从著作权保护的角度在再生时收费者。记录在第2部分PA2上的数据的格式取为CD-ROM的格式。

Description

记录方法和设备，再生方法和设备
本申请是申请号为00803878.3，申请日为2000年11月14日的发明的分案申请。
                      技术领域
本发明涉及可以运用于例如与所谓光盘有互换性的盘状记录媒体的记录媒体，数据记录方法和装置，数据再生方法和装置，以及复制控制方法。
                      背景技术
光盘(CD)、DVD(数字通用盘或者数字视盘)等中，为了著作权保护，提出了种种用来防止违法复制的防复制技术，并且正在实用化。例如，SCMS(系列复制管理系统)虽然允许从CD向MD(MiniDisc：商标)的第1代复制，但是禁止从MD向别的媒体的第2代复制。此外，限制能够作成第几代复制的复制代限制方式也是公知的。
另一方面，最近在以因特网为首的网络的急速发展下，音乐内容经由网络流通起来。在这种状况下，利用因特网、卫星广播等网络的EMD(电子音乐发布)开始了，提出了EMD中的著作权管理的方法。在EMD中，通过收费用户可以取得音乐内容。在此一EMD中还为了防止违法复制而使用着如上所述的SCMS、复制代限制等技术。
如上所述，历来的著作权保护方法因为用防止复制技术来限制复制，保护著作权人的权利，故在推广音乐内容、和在短时间内流通上成为障碍。例如，作为历来的著作权保护系统之一有收费制度。这用DAT(数字磁带录音机)、MD来实施，数字录音机的利用者支付超过产品价格的补偿费。在网络正在发展的今天，进行由个人计算机来接收、再生经由网络配送的内容地，硬件(播放器、媒体)与内容往往并不一一对应，这种收费制度作为著作权保护系统不能说是适当的。
此外，在媒体，例如CD上记录多个曲子的场合，有时用户仅想听其内特定的一个或几个曲子，也有时不打算购买整个媒体，也就是一张CD。进而，因为防复制技术，音乐内容的宣传·流通受到妨碍。倒是免费配送音乐内容可以在短时间内实现该音乐内容的宣传·流通，可以削减宣传·流通用的费用。
鉴于这类问题，为了容易而迅速地进行内容的流通，此外著作权人可以得到正当的补偿，最好是内容的流通·配送免费地进行，在再生内容时进行收费的系统。为了实现这种系统，记录在媒体上的内容有必要加密。而且可以考虑构筑在再生内容时如果解密就收费的系统。但是，存在着记录加密了的内容的记录媒体例如盘用现有的盘再生装置例如CD的再生装置无法再生的问题。
此外，除了使内容的流通·配送免费之外，最好是复制(再配送)也可以自由地进行。在该场合，可以进行加密了的内容的复制。最好是进行复制时所需的时间很短。
因而，本发明的目的在于提供一种既确保与现有的数据记录媒体的互换性，又记录被加密的在解密时可以被收费的内容的记录媒体。
此外，本发明的另一个目的在于提供一种对这种记录媒体记录数据，从记录媒体再生数据，控制复制的记录媒体，数据记录方法和装置，数据再生方法和装置，以及复制控制方法。
                      技术内容
本发明提供一种记录方法，用于在记录媒体上记录数据，该记录媒体的盘记录区的尺寸、径迹间距和最短凹坑长度分别根据标准规定了相应的允许量，该方法包括步骤：按照所述径迹间距的允许宽度的下限值以及所述最短凹坑长度的允许宽度的下限值，在所述记录区记录未压缩数据；在记录了所述未压缩数据的所述记录区的剩下的区中记录被压缩并且被加密的数字信号。
本发明提供一种记录设备，用于在记录媒体上记录数据，该记录媒体的盘记录区的尺寸、径迹间距和最短凹坑长度分别根据标准规定了相应的允许量，该设备包括：第一压缩装置，用于压缩输入数字信号；第一加密装置，用于将由所述第一压缩装置进行压缩所得到的压缩数字信号进行加密；第二加密装置，用于将添加到所述数字信号上的附加信息进行加密；合成装置，用于将由所述第一加密装置加密的所述压缩数字信号和由所述第二加密装置加密的所述附加信息进行合成，以生成被压缩和加密的数字信号；选择装置，用于选择由所述合成装置所生成的所述被压缩和加密的数字信号或作为明文的输入未压缩数据；以及记录装置，按照所述径迹间距的所述允许宽度的所述下限值以及所述最短凹坑长度的所述允许宽度的所述下限值，在所述记录区记录由所述选择装置选择的所述未压缩数据，在记录了所述未压缩数据的所述记录区的剩下的区中记录由所述选择装置选择的被压缩并且被加密的所述数字信号。
本发明提供一种再生方法，用于从盘上再生数据，该盘的记录区的尺寸、径迹间距和最短凹坑长度分别根据标准规定了相应的允许量，该盘的记录区被分为用于未压缩数据的记录区和剩下的区，其中按照所述径迹间距的允许宽度的下限值以及所述最短凹坑长度的允许宽度的下限值，在所述记录区记录未压缩数据，在所述剩下的区中记录被压缩并且被加密的数字信号，所述方法包括如下步骤：从记录了所述未压缩数据的所述记录区再生数据，从记录了所述被压缩和加密的所述数字信号的所述剩下的区再生数据；将再生的所述未压缩数据或者被压缩和加密的所述数字信号进行解码；按照包含在所解码信号中的一个子代码信号，判断再生头是再生记录了所述未压缩数据的所述记录区还是再生记录了被压缩和加密的所述数字信号的所述剩下的区；处理所述未压缩数据以便进行再生；将被压缩和加密的所述数字信号解密和解压缩；按照判断结果选择所述解码的未压缩数据和被压缩和加密的所述数字信号。
本发明提供一种再生设备，用于从盘上再生数据，该盘的记录区的尺寸、径迹间距和最短凹坑长度分别根据标准规定了相应的允许量，该盘的记录区被分为用于未压缩数据的记录区和剩下的区，其中按照所述径迹间距的允许宽度的下限值以及所述最短凹坑长度的允许宽度的下限值，在所述记录区记录未压缩数据，在所述剩下的区中记录被压缩并且被加密的数字信号，该再生设备包括：再生装置，从记录了所述未压缩数据的所述记录区再生数据，从记录了被压缩和加密的所述数字信号的所述剩下的区再生数据；解码装置，将所述再生装置再生的所述未压缩数据或者被压缩和加密的所述数字信号进行解码；判断装置，按照从所述解码装置输出的一个子代码信号，判断所述再生装置是从记录了所述未压缩数据的所述记录区中再生数据还是从记录了被压缩和加密的所述数字信号的所述剩下的区中再生数据；第一信号处理装置，处理所述未压缩数据以便进行再生；第二信号处理装置，将被压缩和加密的所述数字信号解密和解压缩；选择装置，选择所述解码装置和所述第一信号处理装置的连接或者所述解码装置和所述第二信号处理装置的连接；控制装置，按照所述判断装置的判断结果控制所述选择装置。
                    附图说明
图1A和1B是用来说明根据本发明的数据记录媒体的原理图。
图2是关于根据本发明的第1实施例中盘的区域的说明用的原理图。
图3是用来说明根据本发明的第1实施例中盘的尺寸的原理图。
图4是表示根据本发明的第1实施例中附带信息的数据格式之一例的原理图。
图5是表示根据本发明的第1实施例中附带信息的数据格式之一例的原理图。
图6是表示作为本发明的第1实施例的主盘刻录装置的构成的方框图。
图7是表示本发明的第1实施例中帧格式之一例的原理图。
图8是表示本发明的第1实施例中Q通道格式之一例的原理图。
图9是表示本发明的第1实施例中数据位块的格式之一例的原理图。
图10是表示本发明的第1实施例中TOC数据位块的格式之一例的原理图。
图11A至11D是表示可以运用本发明的CD-ROM数据格式之一例的原理图。
图12A和12B是表示本发明的第1实施例中标题部格式之一例和另一例的原理图。
图13是表示作为本发明的第1实施例的再生装置的构成的方框图。
图14是用来说明再生装置的工作的程序框图。
图15是用来说明本发明的第1实施例中第2部分的再生处理和收费处理之一例的程序框图。
图16是表示根据本发明的第2实施例的用来生成记录在盘上的水印所嵌入的线性PCM信号和压缩数据的信号处理电路的方框图。
图17是表示根据本发明的第2实施例的记录在盘上的线性PCM信号和压缩数据中所嵌入的强水印的嵌入情况的示意波形图。
图18是表示用来从线性PCM信号、压缩数据提取水印的信号处理电路的方框图。
图19是表示基于嵌入线性PCM信号、压缩数据的水印来进行的复制控制的程序框图。
                   具体实施方式
下面就本发明的第1实施例进行说明。在图1A中示出根据本发明的记录媒体例如盘1。盘1是记录区沿其径向分割成两部分，设有第1记录区(称为第1部分)PA1和第2记录区(称为第2部分)PA2的光盘。在盘1内周侧的第1部分PA1上记录着作为未加密数据(明文)的第1内容数据例如第1音频数据。在盘1外周侧的第2部分PA2上记录着至少一部分加密了的第2内容数据例如第2音频数据。再者，在盘1的中心部分形成中心孔2。
在图1B中示出运用本发明的盘的另一例。盘1’通过程序区沿径向方向分割成四部分，形成记录区PA1、PA2、PA3、PA4。对记录区PA1和PA3记录未加密数据的第1和第3数据，对记录区PA2和PA4记录加密数据的第2和第4数据。虽然未画出，但是沿盘1的径向方向所形成的记录区的个数不限于图示的四个的例子，可以选成任意数。
如图1A中所示，就具有两个记录区的盘1更详细地进行说明。图1A中所示的光盘1考虑了与现有CD的互换性。图2示出盘1的区域。在盘1最内周侧的夹持区的外周配置引入区LI1，在引入区LI1的外侧配置作为程序区的第1部分PA1，在此一第1部分PA1的外侧配置引出区LO1。在引出区LO1的外侧配置引入区LI2，在引入区LI2的外侧配置作为程序区的第2部分PA2，在第2部分的外侧配置引出区LO2。在引出区LO1的外侧与引入区LI2之间设置反射镜区，在此一反射镜部如后所述第1部分PA1与第2部分PA2的线速度被切换。
图3示出与CD的物理尺寸相同的盘1的尺寸。图3中的单点划线示出盘1的中心位置。如图3中局部放大所示，盘1的厚度为1.2mm。盘1具有在1.2mm厚的聚碳酸酯基板3上通过溅射铝等形成的反射层4(40～80nm)，为了保护此一反射层4而设置的由紫外线固化型树脂形成的保护层5(10～20μm)，通过印刷在保护层5上形成的标签6叠层的结构。在基板3一方的表面上形成与数据相对应的凹坑(凹凸)，从基板3另一方的表面侧照射激光束，检测由反射层4所反射的激光束，借此作为所反射的激光束的光量差来读取例如凹坑的有无。
离盘1的中心23mm的位置到离中心25mm的位置取为引入区LI1。在现有CD的场合，在直到离盘中心58mm的范围内，在引入区的外侧配置程序区，在直到离盘中心58.5mm的范围内，在程序区的外侧配置引出区。
在现有CD的标准(称为红皮书)中，径迹间距为1.6μm±0.1μm，CVL(恒定线速度)中的线速度规定为1.2m/sec～1.4m/sec。在记录数据的数据格式为规定者的场合，CD上的最短凹坑长度取决于线速度。在线速度为1.25m/sec的场合，EFM(8到14调制)调制方式的最小时间宽度(成为记录信号的1与1之间0的个数的最小值的时间宽度)Tmin为3T，与3T相当的凹坑长度为0.87μm。与T相当的凹坑长度为最短凹坑长度。CD中的最大再生时间(74.7分)在(径迹间距1.6μm，线速度1.2m/sec)的场合实现。
在盘1的第1部分PA1中，以与现有CD相同的信号格式记录着数字音频信号。在第1部分PA1上在CD标准中的径迹间距允许值的下限值(1.5μm)，线速度的下限值(1.2m/sec)下记录音频数据。结果，在直到离盘1中心56.5mm的范围(也就是第1部分PA1)内，可以记录基于现有CD格式的最大再生时间(74.4分)的数字音频数据。在第1部分PA1的外侧，径向上0.5mm的范围取为引出区LO1。
这样设置的引入区LI1、第1部分PA1和引出区LO1满足现有CD标准。因而，现有CD再生装置可以与现有CD同样顺利地再生记录在第1部分PA1上的音频数据。
进而，在直到离盘1的中心58mm的范围内，在引出区LO1的外侧，作为记录区在径向剩下1mm。在此一1mm范围的记录区上，形成引入区LI2和第2部分PA2。在第2部分PA2外侧的0.5mm的范围内形成引出区LO2。结果，直到盘1的引出区LO2的径向尺寸为58.5mm，满足现有CD的标准尺寸。从盘1的中心到基板最外周的径向尺寸为60mm(直径上120mm)。
概略地说，在第1部分PA1上，以与现有CD相同的格式记录音频数据，例如未压缩数据的线性PCM信号，在第2部分PA2上以单密度或倍密度记录压缩的、加密了的音频数据。单密度意味着与现有CD相同的记录密度，倍密度意味着其两倍的密度。记录在第2部分PA2上的音频数据是从著作权保护的角度例如在音频数据被再生时收费的。在第2部分PA2上，基于例如CD-ROM格式，也就是CD-ROM模式2形式1的格式来记录数据。
就可以记录在上述这种尺寸的盘1上的数据量进行说明。如果把第1部分PA1的最大允许容量取为74.7分，把引出区LO1取为90秒，则在单密度下通过压缩第2部分PA2的最大允许容量可以是35分(线速度1.2m/sec，径迹间距1.5μm)，在倍密度下第2部分PA2的最大允许容量可以是74.7～80分(线速度0.87m/sec，径迹间距1.1μm)。也就是说，借助于倍密度，第2部分PA2上可以记录与第1部分PA1上的数据时间相同时间的音频数据。
在既保持与这种现有CD的互换性，又在再生时收费的音频数据记录在第2部分PA2上的盘1中，在把盘1装入再生装置时最初再生的引入区LI1上，除了记录着与现有TOC(内容表)同样的表以外，还记录着图4和图5中所示的附带信息。附带信息根据需要加密。
图4中所示的附带信息是用来描述有多个部分的情况的识别，和关于部分的信息的。开头配置(记录)盘1总部分数的信息201(4位)。在图2和图3中所示的例子中，部分数＝2。接着，配置部分编号的信息202。通常，部分编号从1开始按上升顺序变化成2、3、…。
接在部分编号之后配置2位的ID1(识别信息)203。ID1表示在其他部分有没有与部分1的内容相同的内容。其后用4位的数据204记录与部分1的内容相同的内容所记录的部分编号。若是未记录相同内容的场合，则数据204全都为0。
接着2位的ID21(205)是关于部分1的加密识别信息。也就是说，由ID21(205)来表示部分1有没有加密，和加密的种类。例如规定为(ID21＝00)意味着未加密数据，(ID21＝01)意味着按DES(数据加密标准)加密，(ID21＝10)意味着按RSA加密，(ID21＝11)未定义。
接在ID21(205)之后配置表示第1部分PA1记录位置的开始位置的开始地址206(24位)和表示第1部分PA1记录结束位置的结束地址207(24位)。开始地址206、结束地址207等地址的表述方法与现有CD同样使用BCD的M(分)、S(秒)、F(帧)。如后所述，开始地址206、结束地址207等地址的表述方法，在CD格式以外的数据的场合，也可以使用M、S、F以外的二进制数。
在第1部分PA1的结束地址207之后配置下一个部分(第2部分)的部分编号208。在其后配置关于第2部分PA2的加密识别信息ID22(209)、第2部分的开始地址210(24位)、其结束地址211(24位)。以后，在有三个以上部分的场合，依次记录各部分的部分编号、加密识别信息、开始地址、和结束地址。再者，表示各部分的记录位置的地址表示各部分的程序区的开头位置，或者表示各部分的引入区的开头位置。
图5示出记录在引入压LI1的关于收费的附带信息的数据构成之一例。此一附带信息在开头布置固定值(固定码)301。固定值301是1字节(8位)的固定码例如“11110000”。固定值301表示其后的数据是附带信息的数据。依次就接在固定值301之后的数据进行说明。
8位的内容总数302表示盘1内的内容总数。在其后配置(记录)着内容号303(8位)。内容号303表示总数内的序号，第1号#1的内容配置在最前面。从内容号303开始的256位的单位表示关于#1的附带信息。
在内容号303之后，配置着该内容的标题304(128位)。标题304表述标题名、ISRC(国际标准记录码)(著作权码)。表述标题名用的语言、代码预先规定。在内容标题304之后配置各4位的标志FLG1(305)、FLG2(306)、FLG3(307)、FLG4(308)。
标志FLG1(305)表示有没有著作权。在没有著作权的内容的场合，取为FLG1＝0000。没有著作权的例子是失去著作权的内容。标志FLG2(306)表示有没有加密。在未加密内容的场合，取为FLG2＝0000。一般来说没有著作权的内容就不加密。标志FLG3(307)表示是否是促销用的内容。在促销用的内容的场合，取为FLG3＝0000。标志FLG4(308)表示本身是否是原始内容。在本身是原始内容的场合，取为FLG4＝0000。
在上述标志FLG1～FLG4之后配置着关于收费的附带信息。是不是以收费处理为前提的内容，如果即使上述标志FLG1至FLG4之内的一个为(0000)，则可以知道该内容是不要收费的内容。关于收费的附带信息由8位的收费类型309，和96位的收费处理条件310来构成。收费类型309是区别购买型、总分型、次数型等的信息。收费处理条件310是表示各收费类型中的收费处理条件信息的数据。
作为一个例子，在收费类型309为购买型的场合，例如记录在第2部分PA2上的数据，也就是内容数据的购买价格的数据作为收费处理条件310来配置(或记录)，在收费类型309为总分型的限制再生次数的场合，上述内容数据再生次数的数据作为收费处理条件310来配置，在收费类型309为总分型的限制再生期间的场合，上述内容数据再生期间的数据(1日、1周、1个月等)作为收费处理条件310来配置，在收费类型309为次数型的场合，次数的数据(1日元/2分，1日元/1分，1日元/30秒，……)作为收费处理条件310来配置。进而，即使是以收费为前提的内容数据，也可以把能够免费视听时的条件作为收费处理条件310来配置。
在关于上述内容号#1的信息(256位)之后配置着关于下一个内容(内容号#2)的信息。关于内容号#2的信息(256位)的构成取为与上述关于内容号#1者同样的数据配置。以后记录关于盘1内所有内容的信息。
也可以把上述图4和图5中所示的附带信息的一部分记录在第2部分PA2的引入区LI2上。通过把附带信息重复记录在引入区LI2内，还可以提高对附带信息的错误的耐受性。
参照图6，就盘1的记录装置，也就是主盘刻录装置10进行说明。主盘刻录装置10如图6中所示，备有作为例如Ar离子激光器、He-Cd激光器或Kr离子激光器等气体激光器或半导体激光器的光源11，基于来自CD用信号发生器的信号对从此一光源11出射的激光进行调制(通/断)的声光效应型光调制器12，有把通过此一光调制器12的激光聚光，照射作为感光物质的光致抗蚀剂所涂布的盘状玻璃原盘19的光致抗蚀剂面的物镜等的光学传感器13。
设置用来一边控制成使光学传感器13保持与玻璃原盘19的距离恒定，一边控制心轴电动机18的旋转驱动动作的伺服电路14。借助于来自光学传感器13的激光，在径迹间距1.5μm下记录数据，进行旋转控制以便玻璃原盘19线速度为1.2m/sec。CD用信号发生器15基于经由选择器16的主数据和来自子码发生器17的子码发生基于记录在玻璃原盘19上的CD标准的记录信号，基于此一记录信号光学调制器12被通/断控制。玻璃原盘19靠心轴电动机18旋转驱动成上述线速度。再者，心轴电动机18在对盘1的第1部分PA1的区域刻音沟时被旋转驱动成线速度1.2m/sec，在对第2部分PA2的区域刻音沟时被旋转驱动成线速度0.87m/sec。此时，光学传感器13送进切换成径迹间距也为1.1μm。电动机18等的切换由未画出的控制器基于来自检测光拾取器13的位置的未画出的位置检测器的输出来切换。
主盘刻录装置10按照由CD用信号发生器15所发生的记录信号来调制来自光源11的激光。主盘刻录装置10把此一所调制的激光照射到玻璃原盘19的光致抗蚀剂面，借此作成记录基于CD标准的数据的主盘。
CD用信号发生器15把经由选择器16的主数据和来自子码发生器17的子码变换成基于CD标准的数据。也就是说，一个样本或一个字的16位分割成高8位和低8位分别取为符号，施行在以此一符单位中附加用例如CIRD(交叉交错里德-索络蒙码)的纠错用奇偶数据等纠错编码处理或加扰处理，进而按EFM(8到14调制)方式来调制。
选择器16切换记录在第1部分PA1上的数据，和记录在第2部分PA2上的数据。在把数据记录在第1部分PA1时选择器16选择输入端子a以便选择来自输入端子18的线性音频。在把数据记录在第2部分PA2时选择输入端子b以便选择来自加法器24的数据。选择器16虽然未画出，但是由控制主盘刻录装置10总体的控制器来控制。
对输入端子19供给记录在第2部分PA2上的音频数据。此一音频数据供给到压缩编码编码器20，进行压缩编码。作为压缩编码可以使用MPEG2(动画专家组阶段2)的AAC(高级音频代码)，MP3(MPEG1音频层次III)，ATRAC(自适应变换声音代码)，ATRAC3等。ATRAC3对前述MD中所使用的ATRAC加以改良，实现更高的压缩率(约1/11)。在能够进行多个压缩编码的场合，也可以在图4和图5中所示的附带信息中记录表示压缩编码种类的信息。
压缩编码编码器20的输出数据供给到加密电路21。在加密电路21中，进行根据DES、RSA等的加密。加密电路21的输出数据供给到CD-ROM编码器23。CD-ROM编码器23把记录在第2部分PA2上的数据的格式变换成后述的CD-ROM格式。
CD-ROM编码器23的输出数据供给到加法器24。加密电路25的输出供给到加法器24。来自输入端子22的附带信息供给到加密电路25。附带信息如参照图4和图5所说明的，表述关于部分的信息和关于收费的信息，与子码发生器17发生的现有CD子码不同。加密电路25用来给附带信息加密。附带信息也可以像虚线所示的路径那样，输入到加密电路21，进行与从输入端子19所输入的音频数据共同的加密。对由上述主盘刻录装置10所记录的玻璃原盘19进行显像、电铸处理，借此作成金属主盘，接着从金属主盘作成母盘，然后从母盘作成压模。使用压模，用具有透光性的合成树脂材料，通过压缩成形、注射成形等方法，制造盘1的基板3。在此一盘1的基板3的压模的凹凸所转印的面上设置反射层4、保护层5，在保护层5上设置标签6，借此完成盘1。
就记录在各部分上的信号进行说明。图7示出CD用信号1帧的数据构成。记录在第1部分PA1上的数据基于CD标准。在CD中，由两个通道的数字音频数据合计12样本(24符号)形成各4符号的奇偶Q和奇偶P。把对此一合计32符号加上子码的1符号的33符号(264数据位)作为一组处理。也就是说，在EFM调制后的1帧内包含由子码、24符号的数据、4符号的Q奇偶、4符号的P奇偶组成的33符号。
在EFM调制中，各符号(8数据位)变换成14通道位。在各14通道位之间配置3位的连接位。进而在帧的开头附加帧同步图形。帧同步图形在把通道位的周期取为T时为11T、11T和2T连续的图形。由于这种图形在EFM调制规则中不能产生，所以能够由特异的图形来检测帧同步。1帧由总位数588通道位组成。
把这种帧集合98个者称为子码帧。把98个帧沿纵向连续换排表示的子码帧由用来识别子码帧的开头的帧同步部、子码部、数据和奇偶部组成。再者，此一子码帧相当于通常的CD再生时间的1/75秒。
从上述子码发生器17所发生的子码记录在子码部。此一子码部由98个帧来形成。子码部中开头的2帧分别是子码帧的同步图形，和EFM的不合规则的图形。子码部中的各位分别构成P、Q、R、S、T、U、V、W通道。
R通道至W通道用于例如静止画面或所谓卡拉OK的文字显示等特殊用途。P通道和Q通道用于记录在盘上的数字数据再生时的光学传感器的跟踪位置控制动作。
P通道仅用来在位于盘内周部的所谓引入区记录“0”信号，在位于盘外周部的所谓引出区记录以规定的周期重复“0”和“1”的信号。此外，仅用来在P通道在位于盘的引入区与引出区之间的程序区在各曲之间记录“1”，在其以外记录“0”这个信号。这种P通道是为了记录在CD上的数字音频数据再生时的各曲的开头而设置的。
Q通道为了记录在CD上的数字音频数据再生时的更精细的控制成为可能而设置。Q通道的1子码帧的结构如图8中所示，由同步位部51、控制位部52、地址位部53、数据位部54、和CRC位部55来构成。
同步位部51由2位的数据组成，记录着上述同步图形的一部分。控制位部52由4位的数据组成，记录着用来进行音频的通道数、加重或数字数据等的识别的数据。在此一4位的数据为“0000”的场合指明没有预加重的2通道音频，在为“1000”的场合指明没有预加重的4通道音频，在为“0001”的场合指明带有预加重的2通道音频，在为“1001”的场合指明带有预加重的4通道音频。在4位的数据为“0100”的场合指明不是音频的数据径迹。地址位部53由4位的数据组成，记录着表示后述的数据位部54内的数据格式或种类的控制信号。CRC位部55由16位的数据组成，记录着进行循环代码(循环冗余检验码CRC)查错用的数据。
数据位部54由72位的数据组成。在地址位部53的4位的数据为“0001”的场合，数据位部54的结构如图9中所示，由径迹编号部(TNO)61、变址部(INDEX)62、经过时间分分量部(MIN)63、经过时间秒分量部(SEC)64、经过时间帧编号部(FRAME)65、零部(ZERO)66、绝对时间分分量部(AMIN)67、绝对时间秒分量部(ASEC)68、和绝对时间帧编号部(AFRAME)69来构成。这些各部分别由8位的数据组成。
径迹编号部(TNO)61由2数字的二进制编码的十进制(BCD)来表达。此一径迹编号部(TNO)61用“00”来表示作为开始数据的读出的径迹的引入径迹的编号，用“01”至“99”来表示符合各曲或乐章等的编号的径迹编号。径迹编号部(TNO)61用16进数表示的“AA”来表示作为结束数据的读出的通道的引出径迹的编号。
变址部(INDEX)62用2数字的BCD来表达，用“00”表示一时停止，即所谓暂停，用“01”至“99”来表示进一步细分各曲或乐章的径迹者。
经过时间分分量部(MIN)63、经过时间秒分量部(MIN)64、经过时间帧编号部(FRAME)65分别用2数字的BCD来表达，用合计6数字来表示各曲或乐章内的经过时间(TIME)。零部(ZERO)66的8位全赋值为“0”。
绝对时间分分量部(AMIN)67、绝对时间秒分量部(ASEC)68、绝对时间帧编号部(AFRAME)69分别用2数字的BCD来表达，用合计6数字来表示从第1曲目算起的经过时间(ATIME)。
盘的引入区中TOC(内容表)中的数据位部54的结构如图10中所示，由径迹编号部(TNO)71、点部(POINT)72、经过时间分分量部(MIN)73、经过时间秒分量部(SEC)74、经过时间帧编号部(FRAME)75、零部(ZERO)76、绝对时间分分量部(PMIN)77、绝对时间秒分量部(PSEC)78、和绝对时间帧编号部(PFRAME)79来构成，这些各部分别由8位的数据组成。
径迹编号部(TNO)71、经过时间分分量部(MIN)73、经过时间秒分量部(SEC)74、经过时间帧编号部(FRAME)75各由16进数表示并固定为“00”，零部(ZERO)76与上述零部(ZERO)66同样，8位全都被赋值为“0”。
绝对时间分分量部(PMIN)77在点部(POINT)72用16进数表示为“A0”的场合，表示最初的曲编号或乐章编号，在点部(POINT)72用16进数表示为“A1”的场合，表示最初的曲编号或乐章编号。在点部(POINT)72用16进数表示为“A2”的场合，绝对时间分分量部(PMIN)77、绝对时间秒分量部(PSEC)78、和绝对时间帧编号部(PFRAME)79分别表示引出区开始的绝对时间(PTIME)。在点部(POINT)72由2数字的BCD来表达的场合，绝对时间分分量部(PMIN)77、绝对时间秒分量部(PSEC)78、和绝对时间帧编号部(PFRAME)79分别成为以绝对时间(PTIME)来表达的其数值所示的各曲或乐章开始的地址。
这样一来，Q通道虽然盘1的程序区与引入区中格式有所不同，但是全都记录着由24位来表达的时间信息。
下面就运用于记录在第2部分PA2上的数据的CD-ROM数据格式(称为黄皮书的标准书中规定着)进行说明。在CD-ROM中，作为包含在子码的1周期的98帧中的数据，以2352字节为访问单位。此一访问单位也称为块、扇区。此一帧的长度为与上述CD的子码帧相同的1/75秒。在CD-ROM中，有模式0、模式1、模式2(形式1)、模式2(形式2)等模式，CD-ROM的数据格式如图11A至图11D中所示，因模式而有所不同。
也就是说，模式0中的数据格式虽然未画出，但是由全都为“0”的2336字节的数据部来形成。模式0把引入区和引出区用于与CD-ROM结构相同时的虚设块。
模式1中的数据格式如图11A中所示，由记录分帧信号的12字节的同步部、后述的4字节的标题部、作为目标信息的2048字节(2K字节)的用户数据部、和记录查错·纠错的代码的288字节的预备数据部来形成。模式1靠预备数据部提高纠错能力，适合于例如文字码或计算机数据等要求可靠性的数据的记录。
模式2中的数据格式如图11B中所示，由记录分帧信号的12字节的同步部、4字节的标题部、和作为目标信息的2336字节的用户数据部来形成。模式2虽然没有附加的纠错码，却可以把标题部以后的区域全都用作用户数据部，适合于主要记录像音频或图像等那样能通过插补处理来纠错的数据之际。
模式2(形式1)中的数据格式如图11C中所示，由记录分帧信号的12字节的同步部、4字节的标题部、8字节的子标题部、作为目标信息的2336字节的用户数据部、和280字节的预备数据部来形成。
模式2(形式2)中的数据格式如图11D中所示，由记录分帧信号的12字节的同步部、4字节的标题部、8字节的子标题部、作为目标信息的2324字节的用户数据部、和4字节的EDC(查错部)来形成。
在模式2(形式1)和模式2(形式2)中的子标题部中，由各1字节的文件号、通道号、子模式、编码信息、文件号、通道号、子模式、编码信息组成。
在根据本发明的盘1中，记录在第2部分PA2上的数据取为具有CD-ROM格式者。作为此一场合的CD-ROM格式的模式，可以使用图11A至图11D中所示的多个模式中的某一个。由于记录音频数据，所以可以采用例如图11A中所示的模式1的格式。CD-ROM的数据传送率为150K字节/秒。
现有CD-ROM中的标题部与模式无关地具有图12A中所示的结构。也就是说，标题部由以分(MIN)、秒(SEC)、帧编号(FRAME)这些时间信息来表达帧的绝对地址的由24位组成的绝对地址部(ADDRESS)，和表示上述模式的8位组成的模式部(MODE)来构成。
绝对地址部(ADDRESS)由绝对地址分分量部(MIN)、绝对地址秒分量部(SEC)、绝对地址帧编号分量部(FRAME)来构成，这些分别由8位组成。此一绝对地址部(ADDRESS)与上述CD-ROM中的子码的Q通道的时间信息等效(一一对应)，绝对地址分分量部(MIN)、绝对地址秒分量部(SEC)、绝对地址帧编号分量部(FRAME)分别由2数字的BCD来表达。
再者，在CD-ROM中也是，虽然未画出但是另外设置上述子码部，由上述“MIN”、“SEC”、“FRAME”所表达的绝对地址也记录在此一Q通道。
作为记录在第2部分PA2上的数据的CD-ROM格式的地址的表述方法，除了图12A中所示者外，也可以使用图12B中所示的二进制表述。也就是说，由24位的二进数来表达标题部的“MIN”、“SEC”、“FRAME”的整个区域。如果用24位的二进数来表达地址，则由于24＝16 777 216，所以如果把1帧的数据量取为2K字节，则能够表达多达约33G字节的数据的地址，可以适应高密度化。在以倍密度记录第2部分PA2的场合，最好是使用二进制表述。
借助于24位的预定的1位或多位，可以识别由BCD表达的地址信息和由二进数表达的地址信息。例如可以把24位的最高位用于识别。不限于最高位，可以使用特定的1位或多位来识别。进而，可以利用变址方式在时间信息和二进数上不同的情况来进行识别。通过地址表达不同的识别，可以判别盘的种类。
CD-ROM数据中的子码的Q通道中的时间信息，虽然说明了与CD格式相同，但是通过部分地修正子码的时间信息，可以表达比现有者更长的时间信息。也就是说，在子码的时间信息中存在着8位全都为“0”的零部(ZERO)66、76。通过利用此一零部66、76，可以扩展时间信息。例如使用零部(ZERO)66、76的所有8位或其低4位来记录小时(HOUR)的信息。或者，把零部(ZERO)66、76的所有8位或其低4位用于分的百位的表达。这样一来，子码中的时间信息也可以适应高密度化。
接下来，参照图13就对根据由主盘刻录装置10所记录的主盘作成，线性PCM信号按CD格式记录在第1部分PA1，进行了压缩编码或加密的音频数据按CD-格式记录在第2部分PA2的盘1进行再生的盘再生装置进行说明。
在图13中，盘1被心轴电动机81以恒定线速度旋转驱动，由光学拾取器82从盘1读出记录在盘1上的信号。光学拾取器82由把激光照射到盘1的半导体激光器、物镜等光学系统、接受来自盘1的反光的探测器、沿聚焦和跟踪方向驱动物镜的聚焦和跟踪机构等组成。进而，光学拾取器82靠未画出的线性机构沿盘1的径向送进。心轴电动机81在靠CPU 93使光学拾取器82扫描盘1的第1部分PA1期间，基于CD标准被旋转驱动以便线速度成为1.2m/sec，同时在光学拾取器82扫描盘1的第2部分PA2期间被旋转驱动以便线速度为0.87m/sec。线速度的切换在光学拾取器82扫描引出区LO1与引入区LI2之间的反射镜部期间由CPU 93来进行。
来自光学拾取器82例如四分仪探测器的输出信号供给到RF放大器83。RF放大器83运算光学拾取器82的四分仪探测器的各探测器的输出信号，借此生成再生(RF)信号、聚焦误差信号、跟踪误差信号。再生信号供给到EFM解调电路84，聚焦误差信号、跟踪误差信号供给到伺服电路91。
伺服电路91基于RF信号的再生时钟来控制心轴电动机81的旋转动作，基于来自RF放大器83的聚焦误差信号、跟踪误差信号来驱动上述聚焦和跟踪机构，实现光学拾取器82的聚焦伺服、跟踪伺服。EFM解调电路84对从RF放大器所供给的RF信号施行EFM解调。EFM解调电路84基于所供给的RF信号输出解调数据，并且从RF信号分离并输出子码数据。子码数据供给到子码解码器92。由子码解码器92所解码的子码数据供给到伺服电路91和CPU 93。
CPU 93由微计算机等构成，具有作为控制再生装置总体工作的系统控制器的功能。与CPU 93关联地设有操作部94和显示部95。在操作部94上设有与通常的CD再生装置同样的操作键，和指定第1部分PA1/第2部分PA2的再生的键等。伺服电路91由CPU 93来控制，借此来控制再生装置的工作、对盘1的访问动作。CPU 93基于子码的信息生成在显示部95显示的信息。进而，CPU 93控制后述的收费处理。CPU 93基于例如来自子码解码器92的子码数据来判别传感器82扫描盘1的第1部分PA1还是扫描第2部分PA2，把控制信号供给到伺服电路91以便控制心轴电动机82的旋转。
EFM解调部84的解调数据供给到CIRC纠错部85。CIRC纠错部85进行靠CIRC的纠错。CIRC纠错部85由进行C1系列纠错的C1纠错部、解除由此一C1纠错部施行纠错的数据的交错的解交错部、和对解交错了的数据进行C2系列纠错的C2纠错部组成。设有实现靠此一CIRC纠错部85的纠错之际的缓冲作用的RAM 86。
CIRC纠错部85的输出供给到切换器87的输入端子。切换器87有输出端子87a和87b，其切换动作由CPU 93来控制。记录在引入区LI1的图4和图5中所示的附带信息在盘1装入时被读入CPU 93。CPU 93参照操作部94的用户指定输入和读入的信息发生控制切换器87的信号。
在进行盘1的第1部分PA1的再生时，也就是用户通过操作例如操作部9的键来进行再生第1部分PA1时，CPU 93控制切换器87以便切换器87选择输出端子87a。在进行再生第2部分PA2时，通过操作操作部94的键来进行第2部分PA2的再生时，CPU 93控制切换器87以便切换器87选择输出端子87b。插补部88连接到输出端子87a。插补部88对无法由CIRC纠错部85纠错的数据进行插补处理。插补部88的输出作为数字输出取出，并且供给到D/A(数字/模拟)转换部89，从D/A转换部89输出模拟音频信号。所输出的模拟音频信号经由放大器由扬声器、头戴式耳机等再生。例如光学拾取器82扫描第1部分PA1，一到达引出区LO1就停止第1部分PA1的再生，光学拾取器82返回原始位置，成为等待状态。此外，光学拾取器82扫描第2部分PA2，一到达引出区LO2就停止第2部分PA2的再生，传感器82返回原始位置，成为等待状态。
CD-ROM解码器101连接到切换器87的输出端子87b。CD-ROM解码器101进行CD-ROM格式的分解处理和查错、纠错处理，分离作为用户数据所记录的数据。所分离的数据供给到密码的解密部102。与解密部102关联地设置收费处理部105。
在本例中作为加密的方式，举例说明使用DES的场合。DES是把明文分块，对每块进行密码变换的块密码之一。DES用64位(56位的密钥和8位的奇偶)的密钥对64位的输入进行密码变换，输出64位。也可以使用DES以外的加密。例如虽然DES是在加密和解密时用同一个密钥数据的同密钥方式，但是也可以采用作为在加密和解密使用不同的密钥数据的公开密钥密码之一例的RSA密码。密钥数据由主计算机成立是正式用户或登记用户的认证，借此转到盘再生装置。
收费处理部105在CPU 93的控制下在再生收费对象的音频数据时按照预定的条件进行收费处理。虽然关于收费处理下文述及，但是在收费处理部105的不易失存储器中储存预付款数据，根据再生次数减少预付款数据。解密部102的输出供给到压缩编码的解压缩(解调)部103，压缩编码被解调。解压缩部103的输出供给到D/A转换部104，输出第2部分PA2的模拟音频信号。
进而，解密部102的输出作为压缩数字音频输出被取出。例如在第1部分PA1的音频内容与第2部分PA2的音频内容相同的场合可以作为转录用来利用压缩数字音频输出。由于输出被压缩，所以可以在非常短时间中进行转录。进而，解密部102的输入数据以被加密，而且被压缩的状态输出。此一加密输出用于复制于其他媒体，经由网络传送的场合。所输出的加密输出是附带信息和音频数据。
上述解密部102、解压缩部103和收费处理部105最好是作为一个芯片的集成电路来构成，取为所谓防窜改的构成。也就是说，解密部102、解压缩部103和收费处理部105被单芯片化的集成电路取为从外部无法知道其内容的构成，无法窜改的构成。
作为收费处理如前所述种种类型是可能的。作为收费处理粗分起来有购买型、在总分中收取视听费用型、和每当用安全解密器进行密码的解密就收取视听费用的次数型。购买型是一旦购买内容数据之后就不再对再生处理收费型。在总分中收取视听费用型是把内容数据的视听费用汇总起来按月支付型，和限定视听期间、视听时间型等。
作为每当用安全解密器进行密码的解密就收取视听费用的次数型，可能是几种形态。第1种形态每当内容数据被再生处理就从预先设定的金额(预付款卡、电子货币)或次数减算金额或次数。在余额或剩余次数不足的场合内容数据变得不能再生。第2种形态每当内容数据被再生处理就加算金额或次数。以后以月单位支付与累计金额或累计次数相对应的费用，或者累计金额或累计次数一达到预先设定的金额或次数，内容数据就变得不能再生。第3种形态根据内容数据的再生时间加算或减算次数或金额。如第2种形态中所述，费用的支付不限于先付，也可以后付。
金额或次数可以是恒定的，此外也可以根据内容数据的种类或内容等加权。收费处理可以针对内容的一个标题(音乐的例子中一支曲子)或多个标题(音乐的例子中唱片集)来进行。
此外，作为内容的再生处理的定义方法，可以是在再生全部内容的场合进行再生者，此外也可以是在内容的再生时间超过规定时间的场合进行再生者。进而，对于用来促进普及·流通的促销用的内容的再生不收费。即使是成为收费对象的内容，例如内容的开头部分例如从开头起10秒内的再生也可以免费，或者仅内容的精彩部分的再生也可以免费。这样一来，在对再生处理收费的内容和再生处理免费的内容混合的场合，可以由附带信息的收费处理条件310来识别收费/免费。
图14是概略地说明图13中所示的盘再生装置的再生工作的程序框图。在最初的步骤S11里一装入盘1，就在步骤S12里把记录在引入区LI1上的信息读入CPU 93内的存储器。也就是说，与现有CD同样的TOC及图4和图5中所示的附带信息被读入CPU 93。除了盘1的装入之外，在装入了盘1的状态下在接通再生装置的电源时也进行步骤S12的处理。
在步骤S13里，确定是否是盘1的第1部分PA1的再生工作。用户通过操作例如操作部94来指示第1部分PA1或第2部分PA2的再生。如果判定为指示盘1的第1部分PA1的再生，则在步骤S14里进行盘1的第1部分PA1的再生工作。第1部分PA1的再生工作与现有CD再生装置同样，省略其细节。在步骤S16里判定再生工作是否结束。在判定为尚未结束时，处理返回到步骤S13，在步骤S16里判定为结束了的场合，再生工作结束。
如果在步骤S13里判定为不是第1部分PA1的再生工作，则看成是第2部分PA2的再生处理而进到步骤S15。关于第2部分PA2的再生处理，下文述及。在步骤S16里判定第2部分PA2的再生处理是否结束。在第2部分PA2的再生处理尚未结束时，处理返回到步骤S13，在判定为第2部分PA2的再生结束了的场合，再生工作结束。
再者，由于盘1符合CD标准所以不限于图13中所示的盘再生装置，也可以用现有CD再生装置来再生。但是在该场合，只能再生盘1的第1部分PA1的音频容数据。
图15更详细地示出第2部分PA2的再生处理(步骤S15)。在最初的步骤S21里访问第2部分PA2上的数据。由于CPU 93基于在盘1装入时读入的附带信息而得知第2部分PA2的位置，所以在CPU93指示第2部分PA2的再生时，光学拾取器82可以沿盘1的径向送进而访问第2部分PA2之前的引入区LI2的开头位置。此时，电动机81被CPU 93旋转控制，以便盘1以第2部分PA2的线速度，例如0.87m/sec旋转。
在步骤S22里确定记录在第2部分PA2上的数据是否是加密数据。如果确定为不是加密数据，则可以确定记录在第2部分PA2上的音频数据为不要收费的内容。在步骤S23里，判定记录在第2部分PA2上的数据是再生还是复制。在记录在第2部分PA2上的数据被再生的场合在步骤S24里进行免费再生，在复制的场合进到步骤S25进行免费复制。
如果在步骤S22里判定记录在第2部分PA2上的数据为加密数据，则在步骤S26里参照附带信息判定是否是与记录在第1部分PA1上的内容大体相同的内容。如果在步骤S26里判定为记录在第1部分PA1上的信号，也就是大体相同的内容，则在步骤S27里判定记录在第2部分PA2上的数据是再生还是复制。在数据，也就是内容被再生的场合，进到步骤S28把第2部分PA2的加密了的数据解密，在步骤S29里免费地进行第2部分PA2上的数据的再生。也就是说，由于在购买盘1时支付了针对作为记录在第1部分PA1上的数据的音频内容的著作权费用，所以即使再生与记录在第1部分PA1上的数据大体相同的第2部分PA2上的数据也不收费。这里说“大体相同”是因为记录在第2部分PA2上的数据与第1部分PA1的数据相比施加了压缩和/或加密处理的缘故。在步骤S27里判别为复制的场合，在步骤S30里进行记录在第2部分PA2上的数据的收费复制。步骤S30里的收费复制复制进行了加密和压缩编码的数字输出。
如果在步骤S26里根据附带信息判定为作为记录在第2部分PA2上的内容的数据与作为记录在第1部分PA1上的内容的数据不是大体相同，则进到步骤S31，在步骤S31里判定第2部分PA2上的数据是再生还是复制。在步骤S31里判定为再生的场合进到步骤S32，在步骤S32里用户是否在再生时承诺收费显示在例如图13的显示部95，用户操作操作部94的键来选择是否承诺。根据需要在显示部95上向用户显示、提示收费条件，用户基于所提示的条件来确定是否承诺收费。例如在显示部95上可以包含数据的购买条件等显示询问收费条件的消息。用户基于显示在显示部95上的内容通过操作操作部94来回答。
如果在步骤S32里承诺收费，则进到步骤S33给记录在第2部分PA2的加密了的数据解密，再生作为第2部分PA2的音频内容的数据。例如在步骤S33里把记录在2部分PA2上的数据再生一次，借此预付款数据的次数被收费“-1”。若是在步骤S32里用户未承诺收费，则进到步骤S34进行禁止第2部分PA2上的数据被再生的处理。如果在步骤S31里判定为记录在第2部分PA2上的数据的复制，则进到步骤S35，在步骤S35里进行收费用复制的处理。在步骤S35里所进行的收费用复制对加密和压缩编码状态的数据进行复制。
图15的第2部分PA2的再生处理(收费处理)示出一个例子的工作，可以根据收费条件等进行种种处理。例如也可以进行向用户询问是否购买第2部分PA2上的数据的处理。此外，在图15中所示的程序框图中也可以设置确认用户(盘再生装置)能否收费的步骤，若是用户或再生装置中所装填的预付款数据的余额不足时，也可以进行向用户要求补充预付款数据的处理。在此一场合，预付款数据可以经由网络等与银行或服务中心在线补充或者使用专用收费机进行补充。再者，在收费条件由记录在第2部分PA2上的数据的再生时间、再生期间等来规定的场合，也可以在进行收费再生的场合起动定时器，内装记录在第2部分PA2上的数据的再生时间的经过或计时器，监视记录在第2部分PA2上的数据的再生时间。
虽然本发明的第1实施例针对取为两个部分，CD和CD-ROM数据格式的场合运用本发明，但是不限于此。也就是说，作为两个部分的数据格式，与所谓现行的光盘相同的单密度CD格式与具有现行的记录密度的两倍的记录密度的倍密度CD格式、CD格式与DVD格式、DVD视频格式与DVD-ROM格式等组合是可能的。
此外，本发明也可以用于可记录的盘状记录媒体，例如CD-RW(CD可改写)、CD-R(CD可记录)、DVD-RW(DVD可改写)、DVD-R(DVD可记录)等。CD-RW是能够以具有与激光CD的互换性的数据格式来记录数据，通过检测光量差可以再生的相变型盘。CD-R是用有机色素作为记录材料，以具有与CD的互换性的数据格式仅能记录一次的追记型记录媒体。进而，也可以使用光盘以外的数据记录媒体，例如软盘、硬盘、存储器卡等。
上述本发明的第1实施例如图1A、1B和图2中所示，未压缩的数字数据基于所谓CD格式记录在盘1的第1部分PA1，压缩了的数字数据记录在第2部分PA2。下面用附图就给记录在盘1上的数字数据加上水印的根据本发明的第2实施例的盘进行说明。再者，在以下的说明中关于与上述第1实施例共同的部分用相同的标号来说明，详细的说明引用第1实施例的说明。
在根据本发明的第2实施例的光盘1中，在作为记录在第1部分PA1的基于所谓CD标准的未压缩的数字数据的线性PCM信号中嵌入强水印和弱水印两者，在记录在第2部分PA2的压缩和/或加密了的数字数据中仅嵌入强水印。
这里所说的强水印、弱水印的所谓“强”、“弱”，表示消去水印的难度，换句话说强水印是通过对数字数据施行压缩等处理难以消去的残存强度强的水印，所谓弱水印是通过对数字数据施行的信号处理来消去后的残存强度弱的水印。例如，对水印的数据进行频谱扩散，把扩散的数据重叠于作为内容的数字数据，借此来嵌入强水印。通过检测嵌入水印的信号的峰值部分，把水印嵌入检测的峰值部分等方法嵌入作为内容的数字数据。弱水印是通过例如把SCMS(系列复制管理系统)等的关于著作权管理信息等水印的数据插入作为内容的数字数据、音频数据的低位等来嵌入的水印。
下面用图16来说明生成强水印所嵌入的压缩数据和强水印与弱水印所嵌入的作为未压缩音频数据的线性PCM信号的电路构成之一例。在图16中，作为音频信号的线性PCM信号从未画出的信号源供给到输入端子201。供给到输入端子201的线性PCM信号供给到编码器204，基于由编码器204变形DCT(变形离散余弦变换)分解成图17中所示的频谱。与此同时供给到输入端子201的线性PCM信号供给到波形分析部205，进行所供给的线性PCM信号的波形分析。来自编码器204的输出和来自波形分析部205的输出供给到第1水印编码器206，借助于编码器206例如如图17中所示在来自编码器204的输出中水印利用掩蔽效应嵌入图17中斜线所示的部分。再者，借助于构成水印的掩蔽密钥P(m-k)和掩蔽密钥P(m+k)，原来的频谱通过嵌入掩蔽密钥P(m-k)而一方功率增加，此外通过嵌入掩蔽密钥P(m+k)使原来虚线那样的频谱变成斜线所示的频谱。此时从输入端子202所供给的水印基于来自波形分析部205的输出嵌入人的听觉迟钝的部分，例如大声音之后等部分。借助于此一编码器206所嵌入的供给到输入端子202的水印是上述强水印。
来自编码器206的输出供给到解码器207，来自解码器207的输出数据通过进行与变形DCT相反的变换再次恢复成线性PCM信号。从解码器207所输出的嵌入了强水印的线性PCM信号供给到压缩编码器208，由压缩编码器208变换成压缩音频数据。在压缩编码器208中，用MP-3(MPEG-1音频层次3)、MPEG ACC(MPEG-2高级音频编码)、ATRAC-3(自适应变换音频编码3)等压缩方式对来自解码器207的嵌入了强水印的线性PCM信号施行压缩信号处理，从输出端子209输出。在从输出端子209所输出的压缩音频中嵌入着强水印。这样一来由编码器206所嵌入的从输入端子202所供给的水印通过编码器208的压缩处理而不消去。
从解码器207所输出的嵌入了强水印的线性PCM信号供给到第2水印编码器210，基于从输入端子203所供给的水印而嵌入水印。在编码器210中如上所述供给到输入端子203的水印，例如SCMS等著作权管理信息等的水印嵌入从解码器207所供给的线性PCM信号的低位，从输出端子210输出。从输出端子210所输出的线性PCM信号中嵌入着强水印和弱水印。从输出端子210所输出的线性PCM信号供给到例如图6中所示的主盘刻录装置10的输入端子18，从输出端子209所输出的压缩音频数据供给到图6的加密电路21，记录在玻璃原盘19上，用与上述第1实施例同样的方法来制作光盘1。
这样一来在光盘1上在记录在第1部分PA1的线性PCM信号中嵌入强水印和弱水印，在记录在第2部分PA2上的压缩音频数据中嵌入强水印。
根据第2实施例的光盘1能由与图13中所示的再生装置同样的装置来读出。下面用图18来说明从根据第2实施例的光盘1检测水印的水印检测装置的例子。
例如，作为来自图13中所示的再生装置的解密电路102的输出数据的从第2部分PA2所读出的压缩音频数据经由输入端子220供给到解压缩电路221。在解压缩电路221中施行与在压缩编码器208中所施行的压缩处理相反的处理而恢复成线性PCM信号，从输出端子222输出，供给到A/D转换器104。在从输出端子222所输出的线性PCM信号中嵌入着强水印。
从解压缩电路221所输出的线性PCM信号供给到编码器224，基于变形DCT分析成图17中所示的频谱，供给到第1水印检测部225，由检测部225来检测是否嵌入着如图17中所示嵌入的水印，也就是强水印，来自检测部225的输出供给到第1水印解码器226，给水印，也就是强水印解码并从输出端子227输出。
作为来自图13中所示的再生装置的插补电路88的数字信号的从第1部分PA1所读出的线性PCM信号经由输入端子223照原样从输出端子222嵌入着强水印和弱水印地输出，同时供给到编码器224，与对从上述解压缩电路221所输出的线性PCM信号所施行的处理同样从经由输入端子223所供给的线性PCM信号提取强水印。经由输入端子223所供给的线性PCM信号供给到第2水印检测部228，检测所供给的线性PCM信号中是否嵌入弱水印，来自检测部228的输出供给到第2水印解码器229，提取水印，也就是弱水印并从输出端子230输出。
这样一来所检测的强水印和弱水印如下所述进行作为记录在光盘1上的内容的线性PCM信号或压缩音频数据的复制等控制。下面基于图19中所示的程序框图进行说明。首先，内容，例如线性PCM信号或压缩音频数据的输入在步骤S41里一进行，就在步骤S42里检测是否嵌入强水印。在步骤S42里检测出未嵌入强水印的场合进到步骤S43按照基于现有SCMS的复制控制来进行内容的复制控制。例如，基于SCMS进行或者允许内容的第一代复制。如果在步骤S42里判定成嵌入了强水印，则进到步骤S44，检测是否嵌入弱水印。在步骤S44里检测出嵌入了弱水印的场合，进到步骤S45。在此一场合，因为成了在内容中嵌入着强水印和弱水印两者，故按照弱水印来进行复制控制。弱水印在例如SCMS的场合基于SCMS进行复制控制，同时作为弱水印的SCMS从可复制状态改写成不可复制。
在步骤S44里检测出未嵌入弱水印的场合，进到步骤S46。在此一场合，由于在内容中仅剩下强水印，所以基于强水印来进行内容的复制。例如，基于强水印禁止内容的复制。
如以上说明的那样，在根据本发明的第2实施例的光盘1的作为记录在第1部分PA1的未压缩数据的线性PCM信号中嵌入强水印和弱水印，在记录在第2部分PA2上的压缩数据中嵌入强水印。结果如果用根据第2实施例的光盘1则作为记录在第1部分PA1上的未压缩数据的线性PCM信号借助于水印在基于现有的SCMS在自己录音的范围内可以正确地进行著作权管理，记录在第2部分PA2的压缩数据借助于强水印由于即使压缩数据被解压缩水印也不消去，所以能限制、防止因特网上的违法复制。再者，虽然在上述例子中举出在作为压缩音频数据的压缩数字数据中嵌入强水印的场合为例进行了说明，但是也可以在从编码器204所输出的频谱的高阶系数中嵌入弱水印。
此外，在对作为压缩音频数据的压缩数字数据施行加密处理的场合，可以在对来自解码器207的嵌入了强水印的线性PCM信号施行压缩处理、WAVE文件化等处理之后施行加密处理。
再者，虽然在上述实施例中主要作为记录在盘上的内容就音频内容进行了说明，但是对于音频内容以外的视频数据、静止画面数据、文字数据、计算机图形数据、游戏软件、以及计算机程序等内容，也可以与上述者同样地运用本发明。
从以上的说明可以看出，如果用本发明，则在数据记录媒体上混合记录未加密数据和加密数据成为可能，可以适应种种的用途。例如把著作权保护用的保密内容和促销广告之类非保密内容记录在同一媒体上成为可能。
此外，如果用本发明，则基于是否进行了加密处理来判断进行收费处理还是不进行收费处理，借此简单的收费处理切换成为可能。
进而，如果用本发明，则通过允许无代限制复制，可以既促进内容的流通，又传递收费处理的信息。因而，在网络发达的社会里有效地保护著作权成为可能。

Claims (8)

1.一种记录方法，用于在盘上记录数据，该盘的盘记录区的尺寸、径迹间距和最短凹坑长度分别根据标准规定了相应的允许量，该方法包括步骤：
按照所述径迹间距的可允许宽度的下限值以及所述最短凹坑长度的可允许宽度的下限值，在所述记录区记录未压缩数据；
在记录了所述未压缩数据的所述记录区的剩余的区中记录被压缩并且被加密的数字信号。
2.一种记录设备，用于在盘上记录数据，该盘的盘记录区的尺寸、径迹间距和最短凹坑长度分别根据标准规定了相应的允许量，该设备包括：
第一压缩装置，用于压缩输入数字信号；
第一加密装置，用于将由所述第一压缩装置进行压缩所得到的压缩数字信号进行加密；
第二加密装置，用于将添加到所述数字信号上的附加信息进行加密；
合成装置，用于将由所述第一加密装置加密的所述压缩数字信号和由所述第二加密装置加密的所述附加信息进行合成，以生成被压缩和加密的数字信号；
选择装置，用于选择由所述合成装置所生成的所述被压缩和加密的数字信号或作为明文的输入未压缩数据；以及
记录装置，用于按照所述径迹间距的所述可允许宽度的所述下限值以及所述最短凹坑长度的所述可允许宽度的所述下限值，在所述记录区记录由所述选择装置选择的所述未压缩数据，在记录了所述未压缩数据的所述记录区的剩余的区中记录由所述选择装置选择的被压缩并且被加密的所述数字信号。
3.一种再生方法，用于从盘上再生数据，该盘的记录区的尺寸、径迹间距和最短凹坑长度分别根据标准规定了相应的允许量，该盘的记录区被分为用于未压缩数据的记录区和剩余的区，其中按照所述径迹间距的可允许宽度的下限值以及所述最短凹坑长度的可允许宽度的下限值，在所述记录区记录所述未压缩数据，在所述剩余的区中记录被压缩并且被加密的数字信号，所述方法包括如下步骤：
从记录了所述未压缩数据的所述记录区再生数据，从记录了所述被压缩和加密的所述数字信号的所述剩余的区再生数据；
将再生的所述未压缩数据或者被压缩和加密的所述数字信号进行解码；
按照包含在所解码信号中的一个子代码信号，判断再生头是再生记录了所述未压缩数据的所述记录区还是再生记录了被压缩和加密的所述数字信号的所述剩余的区；
处理所述未压缩数据以便进行再生；
将被压缩和加密的所述数字信号解密和解压缩；
按照判断结果选择所述解码的未压缩数据和被压缩和加密的所述数字信号。
4.一种再生设备，用于从盘上再生数据，该盘的记录区的尺寸、径迹间距和最短凹坑长度分别根据标准规定了相应的允许量，该盘的记录区被分为用于未压缩数据的记录区和剩余的区，其中按照所述径迹间距的可允许宽度的下限值以及所述最短凹坑长度的可允许宽度的下限值，在所述记录区记录所述未压缩数据，在所述剩余的区中记录被压缩并且被加密的数字信号，该再生设备包括：
再生装置，用于从记录了所述未压缩数据的所述记录区再生数据，从记录了被压缩和加密的所述数字信号的所述剩余的区再生数据；
解码装置，用于将所述再生装置再生的所述未压缩数据或者被压缩和加密的所述数字信号进行解码；
判断装置，用于按照从所述解码装置输出的一个子代码信号，判断所述再生装置是从记录了所述未压缩数据的所述记录区中再生数据还是从记录了被压缩和加密的所述数字信号的所述剩余的区中再生数据；
第一信号处理装置，用于处理所述未压缩数据以便进行再生；
第二信号处理装置，用于将被压缩和加密的所述数字信号解密和解压缩；
选择装置，用于选择所述解码装置和所述第一信号处理装置的连接或者所述解码装置和所述第二信号处理装置的连接；
控制装置，用于按照所述判断装置的判断结果控制所述选择装置。
5.根据权利要求4所述的再生设备，还包括：
收费处理装置，
当所述收费处理装置执行一个适当的收费处理时，允许所述第二信号处理装置的解密处理。
6.根据权利要求4所述的再生设备，还包括：
输出装置，用于输出被压缩和加密的所述数字信号。
7.根据权利要求6所述的再生设备，用于输出被压缩和加密的所述数字信号的所述输出装置还输出关于所述收费处理的信息。
8.根据权利要求4所述的再生设备，还包括：
变更装置，用于变更所述再生装置在所述第一记录区和所述剩余的区之间移动的线性速率。
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