Устройство записи и воспроизведения данных

Устройство записи и воспроизведения данных

Реферат

 

Изобретение относится к области защиты авторских прав распространяемых аудиоданных, в том числе аудиоданных в виде пакетов. Устройство записи и воспроизведения данных имеет средство определения характеристики потока, определяющее, является ли сжатым поток аудиоданных, поступающий извне. Блок считывания потока содержит средство считывания потока для считывания потока аудиоданных, которому присвоен флаг идентификации преобразования, из блока запоминания потока и средство введения водяного знака для введения водяного знака в считанный поток аудиоданных. При этом в указанном средстве считанный поток аудиоданных, подлежащий введению в него водяного знака, подвергают обратному процессу преобразования согласно значению упомянутого флага идентификации преобразования, присвоенному потоку аудиоданных. Технический результат - повышение эффективности предотвращения незаконного копирования с помощью введения водяных знаков. 15 з.п. ф-лы, 18 ил.

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение относится к устройствам записи и воспроизведения данных, более конкретно к конструкции для защиты авторских прав распространяемых по сетям аудиоданных или аудиоданных в виде пакетов.

Уровень техники

В последние годы разработаны различные виды мультимедийного оборудования, и получили сбыт объемистые средства программного обеспечения игр и средства образовательного программного обеспечения. Но при существующих условиях авторские права на эти средства программного обеспечения защищены неудовлетворительно, и большое число незаконно скопированного программного обеспечения появляется в продаже.

С распространением Интернет в последние годы среди пользователей персональных компьютеров распространилась “электронная торговля” (ЭТ), в которой пользователи могут получать свои предпочитаемые аудиоданные или аналогичную информацию путем загрузки данных из частных страниц Интернета и оплачивать данные такими расчетными средствами, как кредитные карточки.

Распространение сетевого распределения по ЭТ снимает с пользователей заботу посещения магазинов грамзаписи, и поэтому сетевое распространение по ЭТ имеет возможность в значительной степени изменить существующую систему распространения музыки, особенно сбыт компакт-дисков.

Например, пользователь может неоднократно прослушивать аудиоданные, полученные загрузкой, как указано выше, путем записи их на портативный носитель записи, такой как КД-З (компакт-диск записываемый).

Поэтому, если пользователь получил аудиоданные в ПК (персональный компьютер), будь то аудиоданные, полученные по Интернет, или музыкальный компакт-диск - КД в продаже, то он может свободно копировать аудиоданные с помощью КД-З. Другими словами, авторские права на аудиоданные, запомненные в ПК, эффективно защитить нельзя. Соответственно, при этом сетевом распространении для защиты аудиоданных, полученных загрузкой, т.е. для защиты от нелегального копирования, очень важна защита авторских прав.

Далее следует описание загрузки и воспроизведения аудиоданных с помощью ПК.

Фиг.11 является блок-схемой, изображающей структуру ПК, который выполняет загрузку аудиоданных и воспроизведение загруженных аудиоданных. ПК выполняет запись и воспроизведение аудиоданных, загруженных по сети, и далее ПК называется “устройством записи и воспроизведения данных”.

Устройство 1000 записи и воспроизведения данных содержит носитель 1002 записи, в котором записывают сжатый поток аудиоданных в виде упоминаемых выше аудиоданных; средство записи потока для записи потока сжатых аудиоданных ESau, загруженных по сети 10а, на носитель 1002 записи и средство 1003 считывания потока для считывания потока сжатых аудиоданных ESau с носителя 1002 записи.

Далее, устройство 1000 записи и воспроизведения данных содержит средство 1004 декодирования для расширения декодированием сжатого потока аудиоданных ESau, выводимых из средства 1003 считывания потока, в целях выведения несжатого потока данных RSau и средство цифроаналогового преобразования для выполнения цифроаналогового преобразования несжатого потока аудиоданных RSau в целях выведения аналоговых аудиоданных Ааu в громкоговоритель 20.

В устройстве 1000 записи и воспроизведения данных этой конструкции: при загрузке сжатого потока аудиоданных ESau по сети 10а сжатый поток аудиоданных ESau записывают на таком носителе 1002 записи, как жесткий диск, с помощью средства 1001 записи потока.

При воспроизведении аудиоданных в устройстве 1000 записи и воспроизведения данных сжатый поток аудиоданных ESau считывают с носителя 1002 записи средством 1003 считывания потока. Затем сжатый поток аудиоданных ESau расширяют декодированием в средстве 1004 декодирования, в результате чего восстанавливают несжатый поток аудиоданных RSau.

Несжатый поток аудиоданных RSau преобразуют в аналоговые аудиоданные Ааu средством 1005 цифроаналогового преобразования для выведения их к громкоговорителю 20.

Как указывалось выше, устройство 1000 записи и воспроизведения данных выполняется с помощью ПК, и аудиоданные, распространяемые по сети 10а, нетрудно незаконным образом скопировать путем записи сжатого потока аудиоданных ESau, загруженного по сети 10а, на носителе 1002 записи.

Также в последнее время получили распространение проигрыватели мини-дисков (МД) в качестве устройств записи и воспроизведения, выполненные с возможностью записи цифровых аудиоданных, записанных на таких носителях записи, как КД.

Фиг.12 представляет блок-схему, иллюстрирующую конструкцию МД-проигрывателя.

Этот МД-проигрыватель 1100 содержит носитель 1103 записи, на который записывают цифровые аудиоданные; средство 1101 кодирования для сжатия несжатого потока аудиоданных Sau, считанных с КД 10b, посредством кодирования для выведения сжатого потока аудиоданных ESau и средство 1102 записи потока для записи сжатого потока аудиоданных ESau на носителе 1103 записи в виде упоминаемых выше цифровых аудиоданных.

Далее, МД-проигрыватель 1100 содержит средство 1104 считывания потока для считывания сжатого потока аудиоданных ESau с носителя 1103 записи; средство 1105 декодирования для расширения считанного сжатого потока аудиоданных ESau путем декодирования в целях выведения несжатого потока аудиоданных RSau и средство 1106 цифроаналогового преобразования для цифроаналогового преобразования несжатого потока аудиоданных RSau в целях выведения аналоговых аудиоданных Ааu на громкоговоритель 20.

В МД-проигрывателе 1100 описываемой здесь конструкции: когда вводят цифровые аудиоданные (несжатый поток аудиоданных) Sau, полученные из КД, несжатый поток аудиоданных Sau сжимают за счет кодирования в средстве 1101 кодирования, чтобы вывести их как сжатый поток аудиоданных ESau. Сжатый поток аудиоданных ESau записывают в МД 1103 с помощью средства 1102 записи.

При воспроизведении аудиоданных в МД-проигрывателе 1100 сжатый поток аудиоданных ESau считывают с носителя 1103 записи с помощью средства 1104 записи потока, а сжатый поток аудиоданных ESau расширяют путем декодирования в средстве 1105 декодирования, чтобы вывести их в виде несжатого потока аудиоданных RSau.

Несжатый поток аудиоданных RSau преобразуют в аналоговые аудиоданные Ааи с помощью средства 1005 цифроаналогового преобразования, чтобы вывести их на громкоговоритель 20.

В описываемом выше МД-проигрывателе цифровые аудиоданные, записанные в КД, нетрудно незаконным образом скопировать с помощью цифровой записи аудиоданных на МД.

Согласно новой технической тенденции имеется спрос на устройство записи и воспроизведения, такое как МД-проигрыватель, который способен загружать аудиоданные с частной страницы в Интернет; и разработано устройство записи и воспроизведения, отвечающее этой потребности.

Фиг.13 представляет блок-схему, поясняющую устройство записи и воспроизведения, выполненное с возможностью получать аудиоданные как с частной страницы Интернета, так и с КД для их воспроизведения.

Это устройство 1200 записи и воспроизведения данных содержит носитель 1204 записи, содержащий сжатый поток аудиоданных; и средство 1201 определения характеристики потока, определяющее, является ли входящий поток аудиоданных сжатым или нет. Обычно поток аудиоданных, загружаемый по сети 10а, сжатый, а поток аудиоданных, считываемый с КД 10b, несжатый.

Устройство 1200 записи и воспроизведения содержит средство 1202 кодирования для сжатия несжатого потока аудиоданных Sau, выводимого из средства 1201 определения характеристики потока, путем кодирования для выведения сжатого потока аудиоданных ESau и средство 1203 записи потока для записи сжатого потока данных ESau, выводимого из средства 1202 кодирования, и несжатого потока аудиоданных DSau, выводимого из средства 1201 определения характеристики потока, на носителе 1204 записи.

Устройство 1200 записи и воспроизведения данных содержит средство 1205 считывания потока для считывания сжатого потока аудиоданных ESau с носителя 1204 записи; средство 1206 декодирования для расширения считанного сжатого потока аудиоданных ESau путем декодирования в целях выведения несжатого потока аудиоданных RSau и средство 1207 цифроаналогового преобразования для осуществления цифроаналогового преобразования несжатого потока аудиоданных RSau в целях выведения аналоговых аудиоданных Ааu на громкоговоритель 20.

В устройстве 1200 записи и воспроизведения данных согласно излагаемой здесь конструкции: при введении потока аудиоданных средство определения характеристики потока 1201 решает, является ли этот поток данных сжатым или нет. Согласно результату этого решения поток аудиоданных выводят к одному из средств 1203 записи потока и к средству 1202 кодирования. Например, при введении сжатого потока аудиоданных ESau по сети 10а этот сжатый поток аудиоданных ESau выводят в средство 1203 записи потока согласно решению средства 1201 определения характеристики потока. С другой стороны, при вводе несжатого потока аудиоданных Sau, полученного с КД 10b, этот несжатый поток аудиоданных Sau выводят в средство 1202 кодирования согласно решению средства 1201 определения характеристики потока.

Сжатый поток аудиоданных Esau, таким образом, записывают в МД-проигрывателе 1204 с помощью средства 1203 записи потока.

При воспроизведении аудиоданных: в устройстве 1200 записи и воспроизведения данных сжатый поток аудиоданных ESau считывают с носителя 1204 записи с помощью средства 1205 считывания потока. Этот сжатый поток 1206 аудиоданных расширяют с помощью декодирования в средстве 1206 декодирования в целях выведения в виде несжатого потока аудиоданных RSau.

Несжатый поток аудиоданных RSau преобразуют в аналоговые аудиоданные Ааu с помощью средства 1207 цифроаналогового преобразования в целях выведения их на громкоговоритель 20.

В устройстве записи и воспроизведения согласно фиг.13 незаконное копирование аудиоданных, авторские права на которые должны быть защищены, становится более легким, и поэтому исключение такого незаконного копирования аудиоданных становится еще более важным.

В качестве контрмеры против незаконного копирования аудиоданных имеется способ введения водяного знака в аудиоданные, авторские права на которые должны быть защищены.

Этот водяной знак вводят в цифровые аудиоданные. Цифровые аудиоданные с веденным в них водяным знаком преобразуют в аналоговые аудиоданные. Водяной знак можно извлечь из аналоговых или цифровых данных независимо от следующего: остаются ли в том же виде аналоговые аудиоданные, полученные цифроаналоговым преобразованием цифровых аудиоданных с введенным водяным знаком, или их преобразуют в цифровые данные.

Далее следует описание общего принципа введения и извлечения водяного знака. Сначала в общих чертах описывается процесс введения водяного знака в цифровые аудиоданные.

Фиг.14 изображает схему, концептуально иллюстрирующую введение и извлечение водяного знака в цифровые аудиоданные и из них.

Выполняют процесс Pad введения данных сигнатуры (водяного знака) Dwmi в цифровые аудиоданные, записанные как файл аудиоданных ODau, и затем цифровые аудиоданные, в которые введены данные сигнатуры, записывают как файл SDau аудиоданных с введенными данными сигнатуры.

Затем выполняют процесс Рех извлечения данных сигнатуры Dwmx из цифровых аудиоданных в соответствии с цифровыми аудиоданными, записанными как файл Odau аудиоданных, и цифровыми аудиоданными, запомненными как файл Sdau аудиоданных с введенными данными сигнатуры.

Фиг.15 представляет собой принципиальную схему процесса введения водяного знака.

Сначала цифровые аудиоданные подвергают разделению на блоки (этап S1). Этот процесс заключается в разделении цифровых аудиоданных на некоторое множество групп (блоков) данных, каждая из которых содержит заранее определенное число данных дискретизации - для удобства последующего процесса.

Затем каждый блок подвергают преобразованию Фурье (этап S2). Арифметическая операция для преобразования Фурье далее описывается подробнее.

Затем в качестве процесса введения водяного знака выполняют следующее преобразование данных.

Водяной знак состоит из множества разрядов цифровых данных (данные сигнатуры), и каждый разряд данных сигнатуры соответствует каждому блоку.

Сначала подтверждают, что значение каждого разряда как составляющая цепочки блока данных сигнатуры (битовая строка данных сигнатуры) является “0” или “1” (этап S3). Блок, соответствующий разряду “0”, не подвергают введению водяного знака. Блок, соответствующий разряду “1”, подвергают введению водяного знака, при этом мнимую часть и реальную часть коэффициентов преобразования Фурье аудиоданных, соответствующих этому блоку, заменяют друг на друга, и реальную часть умножают на -1 (этап S4). Этот процесс выполняют для каждого блока.

Затем каждый блок повергают обратному преобразованию Фурье (этап S5). Тем самым восстанавливают аудиоданные каждого блока. Обратное преобразование Фурье более подробно описывается ниже.

В течение описываемого выше процесса в аудиоданные вводят водяной знак, который для обычного человеческого слуха неслышен. Соответствующие процессы методики введения водяного знака более подробно описываются ниже.

Ниже следует краткое описание преобразования Фурье и обратного преобразования Фурье. Преобразование Фурье, применяемое в процессе введения водяного знака (встраиваемой информации), называют “дискретным преобразованием Фурье”, которое характеризуется следующим образом.

При некоторой дискретной одномерной функции вещественного числа f(n) (n Z, 0 n<N) функция, получаемая выполнением дискретного преобразования Фурье для f(n), определяется дискретной одномерной функцией комплексного числа F(k) (k Z, 0 k<N), которая определяется формулой (1).

Здесь Z обозначает множество целых чисел. Формула (1) удовлетворяет условиям, задающимся формулами (2) и (3).

j²=-1;(2)

W_N=e^{j2 /N}=cos(2 /N)+jsin(2 /N). (3)

Обратное преобразование Фурье более подробно описывается ниже.

При некоторой дискретной одномерной функции вещественного числа f(n) (n Z, 0 n<N), и если дискретная одномерная функция комплексного числа F(k) (k Z, 0 k<N) является функцией, получаемой выполнением дискретного преобразования Фурье для f(n), будет справедливой следующая формула (4).

Здесь Z обозначает множество целых чисел. Формула (4) удовлетворяет условиям, определяемым формулами (5) и (6).

j²=-1; (5)

W_N=e^{j2 /N}=cos(2 /N)+jsin(2 /N). (6)

Далее процесс встраивания водяного знака для аудиоданных излагается более конкретно.

Во-первых, разделение на блоки аудиоданных будет описываться со ссылкой на Фиг.16.

Разделением на блоки является процесс, цель которого заключается в представлении выборочных значений Sound(i) цифровых аудиоданных, в которые встраивают водяной знак (далее - “целевые аудиоданные”) в виде некоторой совокупности блоков, каждый из которых содержит выборки числом 2 в n-й степени (2ⁿ). Здесь предполагается, что общее число получаемых разделением на блоки целевых аудиоданных составляет (t+1); первым блоком является В₀, k-м блоком (k: произвольное число) является блок B_k, и последним блоком является блок B_t. Выборочные значения k-го блока представлены как B_k(j).

Взаимосвязь между выборочными значениями Sound(i) целевых аудиоданных и соответствующими выборочными значениями B_k(j) в блоке представлено следующей формулой (7):

B_k(j)=Sound(i), (7)

где Z обозначает множество целых чисел; k и j удовлетворяют условию k, j Z и i удовлетворяет условию i=2ⁿk+j (0 j<2^).

Разумеется, используемые здесь n и k отличаются от переменных n и k, используемых в формуле (1), которая определяет общее дискретное одномерное преобразование Фурье, и в формуле (4), которая определяет дискретное обратное преобразование Фурье.

Далее следует описание процесса встраивания водяного знака.

Сначала аудиоданные (выборочные значения) B_k(j) k-го блока B_k подвергают дискретному преобразованию Фурье с получением данных F_k(m). Здесь k является переменным значением, указывающим произвольный блок в числе блоков В₀~B_t, и удовлетворяет условию k Z, k [0, t (общее число блоков)].

Вводимая строка битов данных определяется одномерной дискретной функцией целого числа U(d), а данные, получаемые встраиванием информации в данные F_k(m) (m Z, m [1, 2ⁿ]) в соответствии со значением каждого разряда в строке битов данных, определяемой функцией U(d), представлены как F'_k(m).

Здесь d и d_n удовлетворяют условию (d, d_n Z). Если d_n удовлетворяет условию d_n<2^{, то U(d) является U(d)=1 или 0. Если d не удовлетворяет условию d [1, d_n]), то U(d) является U(d)=0.}

Затем F'_k(m) представляют с помощью следующих формул (8)-(15), где m удовлетворяет условию m Z, m [1, 2ⁿ].

Re(F'_k(m))=-Im(F_k(m)) (если U(m)=1); (8)

Re(F'_k(m))=-Re(F_k(m)) (если U(m)=0); (9)

Im(F'_k(m))=Re(F_k(m)) (если U (m)=1); (10)

Im(F'_k(m))=Im(F_k(m)) (если U(m)=0); (11)

Re(F'_k(2ⁿ-m+1))=-Im(F_k(m)) (если U(m)=l); (12)

Re(F'_k(2ⁿ-m+1))=Re(F_k(m)) (если U(m)=0); (13)

Im(F'_k(2ⁿ-m+1))=Re(F_k(m)) (если U(m)=l); (14)

Im(F'_k(2ⁿ-m+1))=Im(F_k(m)) (если U(m)=0). (15)

Приводимые выше формулы (8)-(11) прилагают к низкочастотным составляющим из числа 2ⁿ данных (частотных составляющих) F_k(m), получаемых путем дискретного преобразования Фурье 2ⁿ данных (выборочных значений) B_k(j). С другой стороны, описываемые выше формулы 12~15 прилагают к высокочастотным составляющим 2ⁿ данных (частотные составляющие) F_km, полученных дискретным преобразованием Фурье 2ⁿ данных (выборочные значения) B_k(j).

В соответствии с формулами (9), (11), (13) и (15) блок, соответствующий разряду 0 в битовой строке данных сигнатуры, не подвергается процессу встраивания водяного знака. С другой стороны, согласно формулам (8), (10), (12) и (14) блок, соответствующий разряду 1 в битовой строке данных сигнатуры, подвергается процессу встраивания водяного знака, согласно которому мнимая часть и реальная часть данных F_k(m), полученные преобразованием Фурье аудиоданных (выборочные значения) B_k(j), соответствующих этому блоку, заменяют друг на друга, и реальную часть умножают на -1.

Далее процесс встраивания водяного знака выполняют на парах прошедших преобразование Фурье данных на низкочастотной стороне и соответствующих прошедших преобразование Фурье данных на высокочастотной стороне, в результате чего целевые аудиоданные, в которые встроена информация, не раздражают слух слушателя. Здесь m-е прошедшие преобразование Фурье данные F_k(m), которые прошли процесс встраивания водяного знака, соответствуют (2ⁿ-m+1)-м прошедшим преобразование Фурье данным F'_k(2ⁿ-m+l), которые подверглись процессу встраивания водяного знака.

Далее следует описание процесса извлечения водяного знака.

Фиг.17 представляет принципиальную схему процесса извлечения водяного знака.

Сначала аудиоданные, подвергнувшиеся процессу встраивания водяного знака, разделяют на несколько блоков (этап S11a), и каждый блок подвергают преобразованию Фурье (этап S12a). Затем аудиоданные, не подвергнувшиеся процессу встраивания водяного знака, разделяют на множество блоков (этап S11b), и аудиоданные каждого блока подвергают преобразованию Фурье (этап S12b).

Затем данные, полученные в результате указанных этапов преобразования Фурье, сравнивают, поблочно, с блоками аудиоданных, подвергнувшихся процессу встраивания водяного знака, и с соответствующими блоками аудиоданных, которые не подверглись процессу встраивания водяного знака (этап S13).

По результату этого сравнения, если данные соответствующих блоков согласуются друг с другом, определяют, что водяной знак не встроен в блок, подвергнувшийся процессу встраивания водяного знака, и разряд данных сигнатуры является 0 (этап S14a).

Если данные соответствующих блоков отличаются друг от друга, тогда определяют, что водяной знак встроен в блок, подвергнувшийся процессу встраивания водяного знака и разряд данных сигнатуры является 1 (этап S15).

Этот процесс повторяют поблочно для извлечения битовой строки (встроенной информации), составляющей данные сигнатуры. Далее процесс встраивания водяного знака и процесс извлечения водяного знака излагаются более подробно.

Сначала излагается процесс встраивания водяного знака в каждом блоке.

Далее Sound(n) означает аудиоданные (выборочные значения) в одном блоке, в котором должны быть встроены данные сигнатуры; b syomei[u] означает битовую строку данных сигнатуры, которая должна быть встроена в данные, полученные в результате преобразования Фурье аудиоданных Sound(n) в одном блоке. F[Sound](p) означает данные, полученные в результате дискретного преобразования Фурье целевых аудиоданных Sound(n); и F'[Sound](p) означает данные, полученные путем встраивания битовой строки данных сигнатуры в F[Sound](p).

Здесь аудиоданные Sound(n) являются функцией, определяемой в интегральном пространстве и имеющей значение целого числа. Нужно отметить, что u=0, 1,..., N.

Далее битовая строка syomei[u] данных сигнатуры также является функцией, определяемой в интегральном пространстве (см. формулу (16)), и имеет значение только 0 или 1. Нужно отметить, что u=0, 1.

syomei [u]={1,0} (16)

При преобразовании Фурье аудиоданных Sound(n) получаются следующие соответствующие данные F[Sound](p), прошедшие преобразование Фурье:

F[Sound](p) является функцией, определяемой в интегральном пространстве и имеющей значение сложного числа.

Нужно отметить, что р=0, 1,...,N.

Предположив, что реальная часть прошедших преобразование Фурье данных F[Sound](р), которые являются сложным числом, это Re{F[Sound](р)}, а мнимая их часть является Im{F[Sound](р)}, можно представить данные F'[Sound](р) с помощью приводимых выше формул (8)~(15) в соответствии со значением битовой строки syomei[u] данных сигнатуры.

Предположив, что битовой строкой данных сигнатуры, встраиваемой в прошедшие преобразование Фурье данные F[Sound](р), соответствующие одному блоку, является syomei [0]=1: первое значение разряда F[Sound](1) прошедших преобразование Фурье данных F[Sound](р) и их N-e значение разряда F[Sound](N) подвергают процессу встраивания информации с помощью формул (8), (10), (12) и (14).

Приводимые ниже формулы (18)~(21) представляют прошедшие преобразование Фурье данные F'[Sound](1) и F'[Sound](N), полученные в процессе встраивания водяного знака.

Re{F'[Sound](1)}=-Im{F[Sound](1)}; (18)

Im{F'[Sound](1)}=Re{F[Sound](1)}; (19)

Re{F'[Sound](N)}=-Im{F[Sound](N)}; (20)

Im{F'[Sound](1)}=Re{F[Sound](1)}, (21)

где Re, Im указывают реальную часть и мнимую часть сложного числа в {} соответственно.

С другой стороны, предположив, что битовая строка данных сигнатуры, встраиваемая в аудиоданные Sound(n), соответствующие одному блоку, есть syomei[1]=0: второе значение разряда F[Sound](2) прошедших преобразование Фурье данных F[Sound](р) и их (N-l)-e значение F[Sound](N-1) разряда подвергают процессу встраивания водяного знака с помощью формул (9), (11), (13) и (15).

Следующие формулы (22)-(25) представляют прошедшие преобразование Фурье данные F'[Sound](2) и F' [Sound](N-1), полученные в процессе встраивания водяного знака.

Re{F'[Sound](2)}=Re{F[Sound](2)}; (22)

lm{F'[Sound](2)}=Im{F[Sound](2)}; (23)

Re{F'[Sound](N-1)}=Re{F[Sound](N-1)}; (24)

Im{F'[Sound](N-1)}=Im{F[Sound](N-1)}. (25)

Путем выполнения обратного дискретного преобразования Фурье данных F'[Sound](p), полученных в результате того, что прошедшие преобразование Фурье данные F[Sound](р), соответствующие аудиоданным Sound(n) в одном блоке, были подвергнуты процессу встраивания водяного знака с помощью формул (8)-(15), аудиоданные Sound'(n) со встроенным водяным знаком получают согласно следующей формуле:

Далее следует краткое описание процесса извлечения водяного знака.

В этом процессе Sound(n) и Sound'(n), соответственно, подвергают преобразованию Фурье, и сравнивают соответствующие данные, прошедшие преобразование Фурье. Если значения этих данных отличаются друг от друга, тогда битовую строку данных сигнатуры извлекают с данными разряда сигнатуры, равными 1. Если значения этих данных одинаковые, тогда битовую строку данных сигнатуры извлекают с данными разряда сигнатуры, равными 0.

Краткое описание алгоритма:

В {} n перемещается от 1 к N в порядке.

{

Если F[Sound](n)=F[Sound'](n) не удовлетворяется, syomei[n-1]=1

Если F[Sound](n)=F[Sound'](n) удовлетворяется, syomei [n-1]=0

}

В имеющихся устройствах воспроизведения, таких как МД-проигрыватели, которые не детектируют водяные знаки, потоки аудиоданных со встроенными водяными знаками согласно вышеизложенному можно записывать и воспроизводить аналогично потокам аудиоданх, в которых водяной знак не встроен.

Если такие устройства воспроизведения, как МД-проигрыватели, которые будут производиться в будущем, являются только такими устройствами, которые не записывают потоки аудиоданных со встроенными водяными знаками “запрещения копирования”, а записывают потоки аудиоданных, в которых не встроены водяные знаки “запрещения копирования”, то в будущем незаконное копирование потоков аудиоданных можно ограничить с помощью введения водяных знаков.

Но поскольку водяные знаки встраивают в несжатые потоки аудиоданных, поэтому простое применение описываемого выше процесса встраивания водяного знака для устройства записи и воспроизведения 1200, которое принимает сжатые потоки аудиоданных из частной страницы и несжатые потоки аудиоданных с КД, будет затруднено.

Поэтому в устройстве 1200 записи и воспроизведения данных, которое может получать аудиоданные и из частной страницы, и с компакт-диска (КД) и может воспроизводить аудиоданные, незаконное копирование аудиоданных нельзя эффективно предотвратить с помощью введения водяных знаков.

Настоящее изобретение направлено на решение упоминаемых выше проблем, и его объект заключается в обеспечении устройства записи и воспроизведения данных, которое выполнено с возможностью записывать и воспроизводить аудиоданные, направляемые в него в виде несжатого потока аудиоданных или в виде сжатого потока данных, и которое выполнено с возможностью удовлетворительным образом защищать авторские права аудиоданных за счет встраивания водяных знаков в эти потоки аудиоданных, тем самым эффективно исключая незаконное копирование аудиоданных.

Сущность изобретения

Устройство записи и воспроизведения данных согласно данному изобретению (пункт 1 формулы изобретения) представляет собой устройство записи и воспроизведения данных для записи и воспроизведения потока аудиоданных в виде цифровых аудиоданных и содержит блок запоминания потока для запоминания потока аудиоданных, блок записи потока для записи потока аудиоданных в блоке запоминания потока и блок считывания потока для считывания потока аудиоданных из блока запоминания потока. Блок записи потока содержит средство определения характеристики потока для определения следующего: был ли данный поток аудиоданных подвергнут процессу преобразования данных для цифровых аудиоданных; и средство записи потока для присвоения флага идентификации преобразования, имеющего некоторое значение, соответствующее результату этого определения, потоку аудиоданных и для записи имеющего присвоенный флаг потока аудиоданных в блоке запоминания потока. Блок считывания потока содержит средство считывания потока для считывания потока аудиоданных, которому присвоен флаг идентификации преобразования, из блока запоминания потока и средство введения водяного знака для введения водяного знака в считываемый поток данных. Считываемый поток аудиоданных, в который вводится водяной знак, подвергают обратному процессу преобразования процесса преобразования данных в соответствии со значением флага идентификации преобразования, присвоенного потоку аудиоданных.

Согласно данному изобретению (пункт 2 формулы изобретения) в устройстве записи и воспроизведения данных по п.1 блок считывания потока имеет средство цифроаналогового преобразования для преобразования потока аудиоданных, в который введен водяной знак средством введения водяного знака в аналоговые аудиоданные, и выводит аналоговые аудиоданные.

Согласно данному изобретению (пункт 3 формулы изобретения) в устройстве записи и воспроизведения данных по п.1 процесс преобразования, выполняемый с цифровыми аудиоданными, является процессом сжатия для сжатия цифровых аудиоданных посредством кодирования; обратный процесс преобразования процесса преобразования данных является процессом расширения для расширения сжатых цифровых аудиоданных посредством декодирования; и средство записи потока присваивает потоку аудиоданных флаг идентификации преобразования в качестве флага идентификации преобразования, имеющего некоторое значение, соответствующее результату определения, при этом флаг идентификации сжатия указывает, подвергся ли поток аудиоданных процессу сжатия цифровых аудиоданных.

В соответствии с данным изобретением (пункт 4 формулы изобретения) в устройстве записи и воспроизведения данных по п.3 блок считывания потока содержит средство определения флага потока для определения следующего: подвергся ли поток аудиоданных, считанный из блока запоминания потока, процессу сжатия; данное определение делается, исходя из флага идентификации сжатия считанного потока аудиоданных; и средство декодирования для расширения декодированием потока аудиоданных, который определен как подвергшийся процессу сжатия средством определения флага потока. Поток аудиоданных, который определен средством определения флага потока как не подвергшийся процессу сжатия, и расширенный поток аудиоданных, выводимый из средства декодирования, подают в средство введения водяного знака.

В соответствии с данным изобретением (пункт 5 формулы изобретения) в устройстве записи и воспроизведения данных по п.4 блок считывания потока имеет средство цифроаналогового преобразования для преобразования потока аудиоданных, в который введен водяной знак средством введения водяного знака, в аналоговые аудиоданные и выводит аналоговые аудиоданные.

В соответствии с данным изобретением (пункт 6 формулы изобретения) в устройстве записи и воспроизведения данных по п.1 процесс преобразования, выполняемый с цифровыми аудиоданными, включает в себя, по меньшей мере, один из следующих процессов: процесс сжатия для сжатия цифровых аудиоданных кодированием и процесс скремблирования для скремблирования цифровых аудиоданных или сжатых цифровых аудиоданных; обратный процесс преобразования процесса преобразования данных включает в себя, по меньшей мере, один из следующих процессов: процесс расширения для расширения сжатых цифровых аудиоданных декодированием и процесс дескремблирования для дескремблирования скремблированных цифровых аудиоданных или скремблированных сжатых цифровых аудиоданных; и средство записи потока присваивает флаг идентификации сжатия и флаг идентификации скремблирования потоку аудиоданных в качестве флага идентификации преобразования, имеющего некоторое значение, соответствующее результату определения, при этом флаг идентификации сжатия указывает, подвергся ли поток аудиоданных процессу сжатия цифровых аудиоданных, и флаг идентификации скремблирования указывает, подвергся ли сжатый поток аудиоданных процессу скремблирования цифровых аудиоданных.

В соответствии с данным изобретением (пункт 7 формулы изобретения) в устройстве записи и воспроизведения данных по п.6 блок записи потока содержит средство записи ключа скремблирования для записи ключа скремблирования, адаптированного для потока аудиоданных, подвергшегося процессу скремблирования, в блок запоминания потока. Блок считывания потока содержит средство считывания ключа скремблирования для считывания ключа скремблирования, адаптированного для потока аудиоданных, подвергшегося процессу скремблирования, из блока запоминания потока; первое средство определения флага потока для определения следующего - на основании флага идентификации скремблирования считанного потока аудиоданных: подвергся ли поток аудиоданных, считанный из блока запоминания потока, процессу скремблирования; средство дескремблирования для дескремблирования соответствующим ключом скремблирования потока аудиоданных, который определен как скремблированный, с помощью первого средства определения флага потока; второе средство определения флага потока для определения - на основании флагов идентификации сжатия этих потоков аудиоданных - следующего: подверглись ли процессу сжатия поток аудиоданных, определенный как нескремблированный, первым средством определения флага потока и дескремблированный поток аудиоданных, выводимый из средства дескремблирования; и средство декодирования для расширения декодированием потока аудиоданных, который определен вторым средством определения флага потока как сжатый. Поток аудиоданных, который определен первым средством определения флага потока как нескремблированный, и дескремблированный поток аудиоданных, выводимый из средства дескремблирования, подают во второе средство определения флага потока; и при этом поток аудиоданных, который определен вторым средством определения флага потока как несжатый, и расширенный поток аудиоданных, выводимый из средства декодирования, подают в средство введения водяного знака.

В соответствии с данным изобретением (пункт 8 формулы изобретения) в устройстве записи и воспроизведения данных по п.7 блок считывания потока имеет средство цифроаналогового преобразования для преобразования потока аудиоданных, в который водяной знак введен средством введения водяного знака, в аналоговые аудиоданные и выводит аналоговые аудиоданные.

В соответствии с данным изобретением (пункт 9 формулы изобретения) в устройстве записи и воспроизведения данных по п.1 блок считывания потока образован единым устройством для воспроизведения потока данных, и это устройство воспроизведения потока содержит средство хранения информации о типе устройства для хранения информации о типе устройства, которая указывает тип этого устройства. Блок запоминания потока содержит средство запоминания потока для запоминания потока аудиоданных, направляемого из блока записи потока; средство запоминания информации о разрешенном типе устройства для запоминания информации о разрешенном типе устройства, которая указывает устройства воспроизведения потока, которым разрешено считывать поток аудиоданных из средства запоминания потока; средство получения информации о типе устройства для получения информации о типе устройства, хранимой средством хранения информации о типе устройства; и средство определения разрешения на считывание потока для поиска в средстве запоминан