專利名稱：用于將二進(jìn)制信源信號(hào)比特?cái)?shù)據(jù)流編碼為二進(jìn)制信道信號(hào)比特?cái)?shù)據(jù)流的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于將有關(guān)二進(jìn)制信源的信號(hào)比特?cái)?shù)據(jù)流編碼為有關(guān)二進(jìn)制信道的信號(hào)比特?cái)?shù)據(jù)流的方法，該二進(jìn)制信源包含一個(gè)主信源和一個(gè)輔助信源，主信源在主信道編碼，輔助信源在輔助信道編碼，輔助信道嵌入在主信道中以便形成二進(jìn)制信道。
本發(fā)明還涉及用于將有關(guān)二進(jìn)制信道的信號(hào)比特?cái)?shù)據(jù)流編碼為有關(guān)二進(jìn)制信源的信號(hào)比特?cái)?shù)據(jù)流的方法，該二進(jìn)制信道包含一個(gè)主信道和一個(gè)輔助信道，輔助信道嵌入在主信道中，涉及主信道的二進(jìn)制信道校正比特?cái)?shù)據(jù)流用于校正涉及輔助信道的二進(jìn)制信道比特?cái)?shù)據(jù)流中的差錯(cuò)。
本發(fā)明還涉及一個(gè)編碼器，包含用于接收有關(guān)二進(jìn)制信源的信號(hào)比特?cái)?shù)據(jù)流的一個(gè)輸入和用于提供有關(guān)二進(jìn)制信道的信號(hào)比特?cái)?shù)據(jù)流的一個(gè)輸出，該二進(jìn)制信源包含一個(gè)主信源和一個(gè)輔助信源，編碼器包含在主信道編碼主信源的裝置、在輔助信道編碼輔助信源的裝置和嵌入在主信道中的輔助信道以便形成二進(jìn)制信道的裝置。
本發(fā)明還涉及用于將涉及二進(jìn)制信道的信號(hào)比特?cái)?shù)據(jù)流解碼為涉及二進(jìn)制信源的信號(hào)比特?cái)?shù)據(jù)流的一個(gè)設(shè)備，該設(shè)備包含設(shè)計(jì)為解碼主信道的解碼裝置、也設(shè)計(jì)為解碼輔助信道的解碼裝置，輔助信道嵌入在主信道中，并且利用有關(guān)主信道的二進(jìn)制信道的校正比特?cái)?shù)據(jù)流校正有關(guān)輔助信道的二進(jìn)制信道的比特?cái)?shù)據(jù)流中的差錯(cuò)。
本發(fā)明最后涉及光可讀類型的記錄載體，其中信息被記錄為表示沿磁道排列的二進(jìn)制信道的光可檢測(cè)標(biāo)記的圖形。
本發(fā)明可應(yīng)用在具有不同種類的信道代碼的信息載體上。例如存儲(chǔ)在這些載體上的信息可以根據(jù)游程長(zhǎng)度受限碼(RLL)進(jìn)行編碼。RLL碼的特征是分別代表最大和最小游程長(zhǎng)度的(d+1)和(k+1)的兩個(gè)參數(shù)可以出現(xiàn)在代碼中。例如，象DVD-RAM、DVD+RW或DVD-RW的不同DVD格式使用(d＝2，k＝10)的RLL EFM+代碼從UK專利GB2083322(PHQ80007)中能夠理解將二進(jìn)制信源信號(hào)比特?cái)?shù)據(jù)流編/解碼為二進(jìn)制信道信號(hào)比特?cái)?shù)據(jù)流或反方向變換的方法和設(shè)備的基本功能。在此案例中，要編/解碼的二進(jìn)制信道信號(hào)為游程長(zhǎng)度受限。通過(guò)讀取具有聚焦激光束的信息載體(典型的光信息載體)來(lái)獲得二進(jìn)制信道的比特?cái)?shù)據(jù)流。使用這些RLL代碼和這些讀取技術(shù)導(dǎo)致具有合理的高容量的信息載體。
在目前激光束的聚束點(diǎn)直徑(取決于所用物鏡的NA)和波長(zhǎng)條件下，當(dāng)保持相等的檢測(cè)余量(margin)時(shí)，信息載體的容量無(wú)論如何也不能增加。
未公開(kāi)的歐洲專利申請(qǐng)99200873.0(PHN17.369 EP-P)和99202061.0(PHN17.520EP-P)描述了一些方法以通過(guò)在主信道頂端附加一個(gè)輔助信道來(lái)增加信息載體的容量。此主信道是二進(jìn)制信道，其中凹坑和平臺(tái)(lands)涉及兩個(gè)可能的信號(hào)電平(低于和高于門限電平)。
在這些早期描述的方法中，二進(jìn)制信道包含一個(gè)主信道和一個(gè)輔助信道，輔助信道經(jīng)由多電平編碼或經(jīng)由歸并比特編碼被嵌入在主信道上。有關(guān)主信道的二進(jìn)制信道的校正比特?cái)?shù)據(jù)流在解碼和差錯(cuò)校正之后被再編碼并用于校正有關(guān)輔助信道的二進(jìn)制信道的比特?cái)?shù)據(jù)流中的差錯(cuò)。
當(dāng)在主信道的差錯(cuò)校正和輔助信道的差錯(cuò)校正之間建立此交互時(shí)，創(chuàng)建了可靠的輔助信道。必須注意由于主信道分層結(jié)構(gòu)的特權(quán)使輔助信道存在?？梢砸圆煌姆绞将@得多電平編碼。輔助信道的物理參數(shù)可以用于多電平編碼，例如，可以使用所謂的“花生”結(jié)構(gòu)，坑和標(biāo)記的深度和/或?qū)挾瓤梢愿淖?。另一種可能是使用所謂的歸并比特用于創(chuàng)建額外的容量。
在多電平編碼的情況下，此編碼用于nmin或更大的游程長(zhǎng)度，其中nmin是預(yù)定值，例如nmin＝6。除主信道攜帶游程長(zhǎng)度中出現(xiàn)的信息之外，在更長(zhǎng)的游程長(zhǎng)度(輔助信道)幅度電平中則可以得到額外容量。由于涉及此輔助信道的比特只能容納在此信道比特流中的那些位置上，輔助信道分層地取決于主信道，其中主信道編碼使用較長(zhǎng)的游程長(zhǎng)度。經(jīng)由有限的多電平(LML)編碼實(shí)現(xiàn)此輔助信道。這種限制構(gòu)成要選擇多電平編碼只用于nmin或更長(zhǎng)的游程長(zhǎng)度，其中nmin是預(yù)定整數(shù)。
在歸并比特編碼的情況下，利用這樣的事實(shí)即在CD所用的EFM信道中，8個(gè)信源比特被編碼為14個(gè)信道比特+3個(gè)歸并比特。歸并比特可用于防止違背EFM信道代碼或DC控制的游程長(zhǎng)度約束d＝2和k＝10以便保持所有比特DC值在大約零。根據(jù)前一個(gè)EFM字和下一個(gè)EFM字，即分別在一個(gè)特定歸并比特圖形(MBP)之前和之后的字，選擇1-4個(gè)MBP是可行的。當(dāng)多于一個(gè)的選擇可行時(shí)，可以通過(guò)只使用某些DC控制的MBP和其他來(lái)自由選擇以便產(chǎn)生額外的容量。
由于歸并比特之前和之后的兩個(gè)字決定可行的MBP數(shù)目，則歸并比特信道分層地取決于EMF主信道。為了獲得可靠的MBP比特檢測(cè)，象在多電平解碼中，可以通過(guò)再編碼EFM信道比特來(lái)使用主信道中的差錯(cuò)校正并使用這些來(lái)校正在MBP比特?cái)?shù)據(jù)流中的差錯(cuò)。
由于在MBP編碼和在多電平編碼中，輔助信道分層地取決于主信道，可行的MBP比特和多電平編碼比特?cái)?shù)目是變化的。當(dāng)然，希望預(yù)定數(shù)目的輔助比特能夠適應(yīng)在預(yù)定數(shù)量的EFM字中，例如在64K字節(jié)用戶比特的一個(gè)塊中。為了獲得這種情況，則根據(jù)這個(gè)事實(shí)即在多電平編碼的較長(zhǎng)效果分布或在MBP編碼中的MBP比特分布是高斯分布，確定哪個(gè)數(shù)目的輔助比特能夠以確定概率進(jìn)行調(diào)節(jié)。在前面提及的方法中，選擇了較長(zhǎng)效果的數(shù)目，即游程Inmin＞6，或者用于輔助信道為8個(gè)標(biāo)準(zhǔn)時(shí)長(zhǎng)(8σ)的MBP編碼數(shù)目，小于較長(zhǎng)效果或MBP代碼的平均數(shù)。通過(guò)這樣做，一個(gè)塊不包含足夠數(shù)目的較長(zhǎng)效果或用于編碼的MBP的概率只是大約6*10-16作為一個(gè)示例給出應(yīng)用在主信道中實(shí)現(xiàn)輔助信道的方法的一些特點(diǎn)。對(duì)于最大熵(maxentropic)d＝2，k＝10的RLL序列來(lái)說(shuō)，Inmin＝6輔助/LML信道中的可用額外容量總計(jì)平均為11.5％。對(duì)于足夠長(zhǎng)的數(shù)據(jù)序列來(lái)說(shuō)，額外容量在輔助信道中的分布變得非常窄。對(duì)于64Kb的完整部分來(lái)說(shuō)，實(shí)際上總能保證11.3％的容量(1-10-15的概率)，即不能保證的概率小于將要討論的糾錯(cuò)編碼(ECC)的誤糾錯(cuò)概率(10-12的概率)。如果相同的ECC開(kāi)銷施加到主/RLL和輔助/LML信道，那么只考慮輔助/LML源的信道編碼開(kāi)銷。
LML信道代碼實(shí)際是一個(gè)Dc-free d＝0碼，能對(duì)凹坑和平臺(tái)(land)上的附加幅度電平進(jìn)行限幅控制。即使是低速率8到9d＝0代碼(12.5％的開(kāi)銷；見(jiàn)美國(guó)專利5642113(PHN14789))，在RLL信道上另外獲得增長(zhǎng)約10.0％的最終容量。
本發(fā)明的目的是進(jìn)一步增加當(dāng)前類型的信息載體容量。
根據(jù)本發(fā)明的方法，其特征在于二進(jìn)制信道被劃分為塊，每塊包含若干個(gè)用戶比特，在至少其中一塊中，輔助信道也用于編碼非用戶比特。
本發(fā)明基于這樣的觀點(diǎn)即由于上述的概率限制，只有輔助信道的一部分真實(shí)容量用于編碼，那么剩余的附加容量可被用于除了編碼用戶數(shù)據(jù)的其他目的。
特別是，此附加容量可用于對(duì)正確譯碼沒(méi)有相當(dāng)高可能性保證的信息進(jìn)行編碼。例如，這種信息可以組成出現(xiàn)在多于一塊或甚至所有塊的用戶比特中的相同形式的信息，和例如，這種信息可以是用于鑒別目的而識(shí)別CD的信息，以便防止未授權(quán)的復(fù)制，這種信息可以包含由非用戶比特構(gòu)成的密鑰。
根據(jù)本發(fā)明的第一方面，輔助信道通過(guò)多電平編碼，最好通過(guò)只施加到Inmin或更長(zhǎng)的游程長(zhǎng)度的電平編碼(其中nmin是預(yù)定整數(shù))來(lái)嵌入主信道中。
根據(jù)本發(fā)明的第二方面，使用歸并比特以把輔助信道嵌入到主信道中。
根據(jù)本發(fā)明的第三方面，在多電平編碼情況下，根據(jù)非用戶比特值，通過(guò)給不用于輔助信道編碼的Inmin或更長(zhǎng)的所有游程長(zhǎng)度一個(gè)預(yù)定值，每塊只有一個(gè)非用戶比特被編碼。
在此第三方面的另一個(gè)實(shí)施例中，當(dāng)編碼非用戶比特的第一值時(shí)，不被輔助信道編碼使用的Inmin或更大的所有游程長(zhǎng)度被替換地給出第一二進(jìn)制值和第二二進(jìn)制值，當(dāng)必須編碼非用戶比特的第二個(gè)值時(shí)，被替換地給出第二二進(jìn)制值和第一二進(jìn)制值。后一個(gè)方案比較有利的是在一塊基礎(chǔ)上，DC內(nèi)容不受附加密鑰編碼的影響。
根據(jù)本發(fā)明的第四方面，對(duì)于一塊的基本信道中的比特?cái)?shù)目來(lái)說(shuō)，輔助信道的附加容量用于改變?cè)搲K的LML比特?cái)?shù)目。在簡(jiǎn)單的方案中，可以使用兩個(gè)不同的比率，當(dāng)一塊中的比率具有第一值時(shí)，編碼第一二進(jìn)制值，當(dāng)比率具有第二值時(shí)，編碼第二二進(jìn)制值。
出于防止復(fù)制的目的，每部分一個(gè)密鑰比特的編碼通常多于必需的以便獲得足夠的保護(hù)。公知的復(fù)制保護(hù)方案諸如wobble-key保護(hù)使用每碟64比特。
根據(jù)本發(fā)明的第五方面，對(duì)基本信道比特的擾碼用于影響可用的輔助信道比特?cái)?shù)目。通過(guò)這樣作，可以在LML比特?cái)?shù)目和基本信道比特?cái)?shù)目之間定義不同的比率。每個(gè)比率或比率范圍對(duì)應(yīng)于某個(gè)數(shù)據(jù)字。當(dāng)可以利用M比率或不相連的比率范圍時(shí)，能夠寄存log2(M)比特的數(shù)據(jù)字。
當(dāng)校正涉及輔助信道的二進(jìn)制信道比特?cái)?shù)據(jù)流差錯(cuò)時(shí)，通過(guò)從主信道中擦除信息，能夠改進(jìn)傳統(tǒng)的輔助信道糾錯(cuò)(以前被稱為輔助信道糾錯(cuò)第二階段)。擦除信息是表示比特?cái)?shù)據(jù)流中可能存在的差錯(cuò)信息并在主信道糾錯(cuò)期間產(chǎn)生。使用此擦除信息增加了利用輔助信道糾錯(cuò)第二階段校正的差錯(cuò)數(shù)。
根據(jù)本發(fā)明的編碼器的特征在于，提供一種裝置將二進(jìn)制信道劃分為塊，每塊包含若干個(gè)用戶比特，并且在其中至少一塊中，輔助信道也對(duì)非用戶比特編碼。
根據(jù)本發(fā)明的設(shè)備的特征在于，所述解碼裝置也被設(shè)計(jì)為解碼輔助信道中的非用戶比特。
根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)設(shè)備的特征在于，該設(shè)備進(jìn)一步包括閱讀裝置，用于閱讀信息載體以獲得二進(jìn)制信道信號(hào)的比特?cái)?shù)據(jù)流。
根據(jù)本發(fā)明的記錄載體的特征在于，二進(jìn)制信道被劃分為塊，每塊包含若干個(gè)用戶比特并且在其中至少一塊中，輔助信道比特包含非用戶比特。
在以下附圖描述中進(jìn)一步說(shuō)明本發(fā)明，其中

圖1表示根據(jù)本發(fā)明的編碼方法的第一實(shí)施例。
圖2a，b表示在輔助信道中的比特片的存在和原點(diǎn)(origin)。
圖3表示檢測(cè)輔助信道的一個(gè)實(shí)施例，圖4表示根據(jù)本發(fā)明解碼方法的一個(gè)實(shí)施例，圖5表示根據(jù)本發(fā)明編碼方法的第二實(shí)施例，圖6表示根據(jù)本發(fā)明編碼方法的第三實(shí)施例，和圖7表示根據(jù)本發(fā)明解碼設(shè)備的一個(gè)實(shí)施例。
圖1表示編碼方法的一個(gè)實(shí)施例。用戶數(shù)據(jù)1在含有主用戶比特3的主信道2和包含由輔助用戶比特5的輔助信道4之間被分割開(kāi)。在步驟6中，差錯(cuò)校正被應(yīng)用到產(chǎn)生主信源比特7的主用戶比特3上。這些主信源比特7包含用戶數(shù)據(jù)和步驟6產(chǎn)生的奇偶校驗(yàn)。在步驟8中，主信源比特7的編碼產(chǎn)生主信道比特9而沒(méi)有幅度信息。例如步驟8的編碼可以經(jīng)由標(biāo)準(zhǔn)RLL信道代碼如本領(lǐng)域技術(shù)人員公知的EFM+完成。
在步驟10，差錯(cuò)校正施加到產(chǎn)生輔助信源比特11的輔助用戶比特5上。這些輔助比特11包含用戶數(shù)據(jù)和步驟10產(chǎn)生的奇偶校驗(yàn)。此輔助信源比特11進(jìn)一步分為帶有輔助凹坑比特的輔助凹坑信道12和帶有輔助平臺(tái)比特的輔助平臺(tái)信道13。
在步驟13中的輔助LML非用戶比特12上，應(yīng)用差錯(cuò)校正以便產(chǎn)生輔助非用戶填充比特14。步驟15中的這些非用戶填充(fill)比特首先被加到輔助信源比特11，形成輔助凹坑比特+非用戶凹坑填充比特16和輔助平臺(tái)信源比特+非用戶填充比特17。
當(dāng)每塊只有一個(gè)非用戶比特要編碼時(shí)，通過(guò)在非用戶比特具有第一二進(jìn)制值時(shí)使所有非用戶比特＝“0”在非用戶比特具有第二二進(jìn)制值時(shí)使所有非用戶比特＝“1”，就能夠獲得非常簡(jiǎn)單的非用戶比特編碼，另一種可能是當(dāng)非用戶比特具有第一二進(jìn)制值時(shí)使所有非用戶比特交替為“1”和“0”，并當(dāng)非用戶比特具有第二二進(jìn)制值時(shí)使所有非用戶比特交替為“0”和“1”。
在步驟18中，d＝0 DC-free信道代碼用于編碼兩個(gè)信道以便產(chǎn)生輔助凹坑信道比特19和輔助平臺(tái)信道比特20。這種d＝0信道代碼的一個(gè)示例是8-9 d＝0代碼，在美國(guó)專利5642113(PHN14789)中可以找到。需要用于編碼的DC-free代碼特性以便從檢測(cè)的輔助比特波形中恢復(fù)(在輔助信道檢測(cè)期間)限幅電平。
輔助信道比特產(chǎn)生幅度信息以便合并到將從輔助信道比特流中產(chǎn)生的波形中。在步驟21，主信道比特9、輔助凹坑信道比特19和輔助平臺(tái)信道比特20組合為匯編信道比特22。這些匯編的信道比特22接著寫(xiě)入信息載體23中。
當(dāng)在信息載體上寫(xiě)入?yún)R編的信道比特時(shí)，只對(duì)Inmin或更長(zhǎng)的游程長(zhǎng)度使用多電平編碼，其中Inmin是預(yù)定值.可以以不同的方式執(zhí)行此多電平編碼。例如，可以用所謂的“花生”結(jié)構(gòu)控制凹坑和平臺(tái)，這是通過(guò)凹坑情況下在預(yù)定位置關(guān)斷激光一個(gè)預(yù)定時(shí)間和在平臺(tái)情況下在預(yù)定位置接通激光一個(gè)預(yù)定時(shí)間來(lái)實(shí)現(xiàn)的。對(duì)多電平編碼能夠使用更窄的凹坑結(jié)構(gòu)。根據(jù)本發(fā)明的方法不局限于特定種類的多電平編碼。在本實(shí)施例中使用了有局限的多電平編碼，但是根據(jù)本發(fā)明的方法不限于此所謂的受限電平編碼。
由于具有更長(zhǎng)游程長(zhǎng)度的輔助幅度效應(yīng)的關(guān)系，輔助信道4取決于主信道2。對(duì)于nmin＝6的情況將解釋主和輔助信道間結(jié)構(gòu)引起的檢測(cè)問(wèn)題。例如假定主信道產(chǎn)生的信道差錯(cuò)(簡(jiǎn)單的移位過(guò)渡)由15個(gè)轉(zhuǎn)為16個(gè)。第一次運(yùn)算不攜帶附加比特而第二次則攜帶。因此，輔助信道的直接檢測(cè)產(chǎn)生比特插入。當(dāng)在RLL檢測(cè)期間16轉(zhuǎn)為15時(shí)發(fā)生比特檢測(cè)。事實(shí)上，RLL信道的簡(jiǎn)單過(guò)渡位移能夠?qū)е翷ML信道中的比特分片(slip)(比特插入和比特刪除)。參考圖2將進(jìn)一步解釋這種情況。
圖2表示在輔助信道中比特片的存在和原點(diǎn)。在圖2中，原始RLL序列51以游程長(zhǎng)度4T、5T、6T、5T、3T、7T、4T、9T和6T表示，在此圖的序列51上表示。虛線52表示用于主電平檢測(cè)的正常限幅電平。在序列51下，LML＝0和LML＝1表示出現(xiàn)的輔助/LML信源比特種類是表示的游程長(zhǎng)度。利用圖3解釋LML＝0和LML＝1的意義。
圖3表示檢測(cè)輔助信道的一個(gè)實(shí)施例。輔助信道檢測(cè)以信號(hào)波形為基礎(chǔ)來(lái)執(zhí)行并經(jīng)由對(duì)幅度運(yùn)算的限幅器來(lái)檢查，例如在運(yùn)算中是否運(yùn)算具有輔助信道幅度效應(yīng)。在逐碼元的基礎(chǔ)上對(duì)所有運(yùn)算存儲(chǔ)輔助信道效應(yīng)的信息(對(duì)于長(zhǎng)度等于n個(gè)信道比特的碼元)。還能夠在單獨(dú)比特過(guò)渡位移在主信道中是主差錯(cuò)源的情況下，決定對(duì)范圍從I(nmin-1)和更大的所有運(yùn)算存儲(chǔ)此信息。需要以逐碼元為基礎(chǔ)進(jìn)行存儲(chǔ)以便避免在主信道中丟失運(yùn)算的問(wèn)題，即，信號(hào)波形不超過(guò)主信道的限幅器電平的短游程長(zhǎng)度，這部分能夠以低概率出現(xiàn)。
對(duì)于游程長(zhǎng)度6T和7T，表示輔助/LML比特是怎樣進(jìn)行檢測(cè)的。虛線53表示用于檢測(cè)輔助/LML平臺(tái)比特的LML平臺(tái)限幅器電平。虛線54表示用于檢測(cè)輔助LML凹坑比特所用的LML凹坑限幅器電平。根據(jù)限幅器電平53和54的檢測(cè)，以LML＝0或LML＝1表示LML比特的特征。限幅器電平53和54用于決定這些運(yùn)算是否具有輔助信道幅度作用。
在圖2b，表示原則置后(principle behind)LML比特插入和LML比特刪除。箭頭55表示作為圖2a的原始游程長(zhǎng)度5T的LML比特插入情況被檢測(cè)為6T的游程長(zhǎng)度。在此情況下，如果參數(shù)nmin＝6在RLL檢測(cè)從15變?yōu)?6時(shí)產(chǎn)生一個(gè)比特插入。箭頭56表示作為圖2a的原始游程長(zhǎng)度6T的LML比特刪除情況被檢測(cè)為5T游程長(zhǎng)度。在此情況下，如果參數(shù)nmin＝6在RLL檢測(cè)從16變?yōu)?5時(shí)產(chǎn)生一個(gè)比特刪除。
圖4描述上述比特滑動(dòng)問(wèn)題的解決方案。表示根據(jù)本發(fā)明的解碼方法的一個(gè)實(shí)施例。主信道比特25從信號(hào)波形24中檢測(cè)出來(lái)。將主信道比特25解碼為主用戶比特的方法是本領(lǐng)域技術(shù)人員眾所周知的標(biāo)準(zhǔn)方法在步驟26，主信道比特25解碼為主信源比特27，在步驟28，差錯(cuò)校正被施加到產(chǎn)生校正的主信源比特29的主信源比特27上。這些校正的主信源比特29包含用戶數(shù)據(jù)加奇偶校驗(yàn)。
在根據(jù)本發(fā)明解碼方法的此實(shí)施例中，輔助信道的檢測(cè)需要以下方面在步驟30完成輔助信道的檢測(cè)。在主信道檢測(cè)期間，信道差錯(cuò)可以在主信道比特流中導(dǎo)致差錯(cuò)的游程長(zhǎng)度，即檢測(cè)的游程長(zhǎng)度可以不同于編碼的游程長(zhǎng)度。因此，假定首先每個(gè)游程攜帶一個(gè)潛在的輔助信道比特，第二，對(duì)每個(gè)游程長(zhǎng)度執(zhí)行輔助信道檢測(cè)。注意只要編碼的游程長(zhǎng)度不小于Inmin，那么就檢測(cè)實(shí)際的輔助信道比特。在步驟30，在信號(hào)波形的基礎(chǔ)上執(zhí)行輔助信道檢測(cè)并且經(jīng)由限幅器對(duì)運(yùn)算中心中的幅度進(jìn)行操作來(lái)檢查這些運(yùn)算是否具有輔助信道幅度作用(即是否潛在的LML比特具有1或0的值)。在方框34中的逐碼元基礎(chǔ)上對(duì)所有運(yùn)行存儲(chǔ)輔助信道作用的信息。在單獨(dú)比特過(guò)渡位移是逐信道中的主差錯(cuò)源的情況下，還應(yīng)當(dāng)決定為I(nmin-1)或更大范圍的所有運(yùn)行存儲(chǔ)此信息。需要以逐碼元基礎(chǔ)進(jìn)行存儲(chǔ)以便避免對(duì)丟失運(yùn)行的問(wèn)題，即所述的運(yùn)行指信號(hào)電平不超出主信道的限幅器電平的短游程長(zhǎng)度。
步驟28中的主信道糾錯(cuò)之后，在步驟31中，校正的主信源比特29被再編碼產(chǎn)生精確的主信道比特?cái)?shù)據(jù)流32。在步驟33中，此精確主信道比特?cái)?shù)據(jù)流32用于產(chǎn)生此主信道比特?cái)?shù)據(jù)流中所有運(yùn)行的正確位置并以方框35表示。在步驟36中，存儲(chǔ)在方框35中的的長(zhǎng)游程長(zhǎng)度出現(xiàn)的此精確知識(shí)與存儲(chǔ)在方框34中的有關(guān)潛在輔助信道比特的輔助信道信息組合，所述的輔助信道信息產(chǎn)生檢測(cè)的輔助信道比特37。在步驟38中，輔助信道的解碼產(chǎn)生輔助信道用戶比特39。在步驟40，傳統(tǒng)的輔助信道糾錯(cuò)最后產(chǎn)生校正的輔助信道用戶比特41。
在步驟43中，輔助信道用戶數(shù)據(jù)41與主信道29的用戶數(shù)據(jù)(即校正的主信源比特)組合以再匯編完整的用戶數(shù)據(jù)44。
由于每塊的LML比特?cái)?shù)是已知的，那么在步驟45中可將檢測(cè)的非用戶比特46從輔助信道比特中提取出來(lái)。在步驟47中，傳統(tǒng)的非用戶比特糾錯(cuò)產(chǎn)生校正的非用戶比特48。在步驟49中，奇偶校驗(yàn)被移去以產(chǎn)生原始的非用戶比特50，即密鑰。
上述實(shí)施例被考慮為使用根據(jù)本發(fā)明的解碼方法的一個(gè)示例進(jìn)行描述的。利用在主信道糾錯(cuò)(步驟28)期間產(chǎn)生的信息能夠改善輔助信道的糾錯(cuò)(步驟40)。這由虛線42表示。例如，從主信道糾錯(cuò)中產(chǎn)生的有關(guān)脈沖串差錯(cuò)的信息可用于作為輔助信道的糾錯(cuò)擦除信息。
上述非用戶比特變態(tài)變異(mutatis mutandis)的LML解碼的相同原理可以用于歸并比特編碼中。
圖5表示用于編碼每個(gè)用戶比特塊中的非用戶或密鑰比特的本發(fā)明第二實(shí)施例。在此圖中，類似于圖1描述的的方框或步驟的標(biāo)號(hào)比其他圖增加了100。結(jié)合圖5不再描述類似的步驟。在此實(shí)施例中，密鑰不象圖1那樣加到輔助用戶比特中，而是每塊的用戶比特N的數(shù)目和輔助用戶比特的數(shù)目的比率被改變了。當(dāng)具有第一和第二二進(jìn)制值的一個(gè)密鑰比特從用戶比特的總數(shù)f中被編碼時(shí)，LML比特的第一個(gè)編號(hào)f’被選擇為輔助信道比特10，并且當(dāng)?shù)诙M(jìn)制值要編碼時(shí)，LML比特f”的第二個(gè)編號(hào)被選擇為輔助信道比特20。在密鑰的第一二進(jìn)制情況下，主信道的用戶比特?cái)?shù)目是f-f’，并且當(dāng)密鑰具有第二二進(jìn)制值時(shí)，主信道的用戶比特?cái)?shù)目是f-f”。
帶之以單獨(dú)的密鑰比特，當(dāng)存儲(chǔ)一個(gè)碼字時(shí)，通過(guò)改變輔助用戶比特的數(shù)目f’能夠選擇若干個(gè)不同的比率或比率范圍。例如，當(dāng)M個(gè)不同的比率可用時(shí)，log2M的碼字可以被編碼。
正是正確的糾錯(cuò)需求使得進(jìn)入糾錯(cuò)電路的比特總數(shù)為恒定。因此零填充被應(yīng)用到主信道102和輔助信道105的用戶比特，比特?cái)?shù)隨著要編碼的密鑰改變以便獲得用于糾錯(cuò)的主信道比特103’和輔助信道比特105’的恒定常數(shù)。
另外，有必要對(duì)主信道用戶比特?cái)_碼以便編碼足夠數(shù)量的輔助用戶比特的可能性而不影響在某個(gè)RLL字中的沒(méi)有足夠的空間使用的概率。
這在圖5中以單元124和125表示。在步驟124，確定是否以獲得了預(yù)定的擾碼目標(biāo)，如果在步驟121選擇是，在擾碼步驟125選擇否，那么RLL信道比特被再次擾碼并反饋回糾錯(cuò)步驟106。利用圖5方法編碼的二進(jìn)制信道的解碼可以利用類似于圖4的解碼器進(jìn)行解碼，這是通過(guò)比較步驟43獲得的校正的用戶比特?cái)?shù)目與步驟40獲得的校正的LML用戶比特?cái)?shù)目進(jìn)行的，并且確定這些數(shù)目的比率以便檢測(cè)其比率是否是1-f’/f1或1-f”/f”，或者在多余兩個(gè)比率的情況下是否是任何其他比率。根據(jù)檢測(cè)的比率，確定密鑰比特“1”或“0”。
在通過(guò)利用輔助信道編碼一個(gè)密鑰的另一個(gè)可行的實(shí)施例中，使用了基本和輔助信道容量之間的一個(gè)固定比率，因此不需要零填充。
圖6表示此實(shí)施例的方框圖方案。在此方框圖方案中，類似于圖1的步驟和方塊的所有步驟和方塊具有相同的標(biāo)號(hào)，不過(guò)比圖1的標(biāo)號(hào)遞增了200。這些步驟和方塊將不再詳細(xì)描述了。含有非用戶比特的復(fù)制保護(hù)的附加信息(密鑰)是通過(guò)利用適當(dāng)?shù)臄_碼控制LML信道的過(guò)剩容量來(lái)實(shí)施的。當(dāng)在方框226確定LML信道的過(guò)剩容量不足夠時(shí)，則利用擾碼器25進(jìn)行新的擾碼并且擾碼的比特反饋回差錯(cuò)編碼步驟206。通過(guò)選擇此實(shí)施例中的某個(gè)擾碼器獲得的基本信道比特和輔助信道比特之間的比率被用于編碼此非用戶或密鑰比特。為了在解碼期間使用正確的解密碼，擾碼器實(shí)際使用的標(biāo)識(shí)數(shù)據(jù)，ID被存儲(chǔ)在信息載體中的一個(gè)獨(dú)立字段中。在解碼時(shí)，讀取此字段并且選擇解碼器中的正確的解密碼。
通過(guò)對(duì)所選的一組方框使用圖5和圖6的編碼方法，低速率的潛在信道(子-LML信道)被創(chuàng)建了，并且是安全的，即很難被試圖獲得非法拷貝的人讀取和毀壞，即當(dāng)復(fù)制時(shí)就丟失了，例如由于在第一步驟中根據(jù)本發(fā)明編碼的復(fù)制內(nèi)容制作在硬盤上時(shí)，在第二步驟中信息寫(xiě)在可記錄的CD上時(shí)，主信道用戶比特和LML信道用戶比特之間的原始關(guān)系丟失了。對(duì)于安全的復(fù)制保護(hù)來(lái)說(shuō)，子LML信道中數(shù)據(jù)最好連接到呈現(xiàn)在CD音頻和/或視頻的內(nèi)容上的水印上。
圖7表示用于本發(fā)明的解碼設(shè)備57的一個(gè)實(shí)施例。該設(shè)備包含閱讀裝置58，用于讀取信息載體59，即DVD-ROM。閱讀裝置58包含用于在信息載體59上產(chǎn)生聚焦光點(diǎn)的光系統(tǒng)和用于檢測(cè)反射光點(diǎn)的檢測(cè)器。閱讀裝置58產(chǎn)生涉及二進(jìn)制信道60的信號(hào)比特流。此涉及二進(jìn)制信道60的信號(hào)比特流在解碼器61中被解碼為涉及二進(jìn)制信源62的信號(hào)比特流。解碼器61包含用于解碼RLL信道碼例如(EFM+)-1的標(biāo)準(zhǔn)裝置和用于例如CIRC糾錯(cuò)的糾錯(cuò)裝置，這兩種裝置都是本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知的。解碼器61進(jìn)一步包含根據(jù)本發(fā)明方法解碼輔助信道的裝置。有關(guān)二進(jìn)制信源62的信號(hào)比特流由設(shè)備57進(jìn)行輸出并且能夠被進(jìn)一步處理，例如播放音頻信息或屏幕視頻信息。
雖然參考優(yōu)選實(shí)施例描述了本發(fā)明，但可以理解這些不是受局限的例子。因此，對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員來(lái)說(shuō)各種修改是顯而易見(jiàn)的，而不脫離權(quán)利要求所限定的范圍。
另外，本發(fā)明在于每個(gè)新的特征或特征組合。
權(quán)利要求
1.用于將有關(guān)二進(jìn)制信源的信號(hào)比特?cái)?shù)據(jù)流編碼為有關(guān)二進(jìn)制信道的信號(hào)比特?cái)?shù)據(jù)流的方法，該二進(jìn)制信源包含一個(gè)主信源和一個(gè)輔助信源，主信源在主信道中編碼，輔助信源在輔助信道中編碼，輔助信道嵌入在主信道中以便形成二進(jìn)制信道，其特征在于二進(jìn)制信道被劃分為塊，每塊包含若干個(gè)用戶比特并且在至少一塊中，輔助信道也被用于編碼非用戶比特。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中輔助信道通過(guò)多電平編碼嵌入在主信道中。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其中電平編碼只被應(yīng)用在Inmin或更大的游程長(zhǎng)度中，其中nmin是預(yù)定整數(shù)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中歸并比特被應(yīng)用到嵌入在主信道中的輔助信道中。
5.根據(jù)權(quán)利要求2或3的方法，其中根據(jù)非用戶比特的值，通過(guò)給不用來(lái)編碼輔助信道的Inmin或更長(zhǎng)的所有游程長(zhǎng)度的一個(gè)預(yù)定值來(lái)編碼每塊的一個(gè)非用戶比特。
6.根據(jù)權(quán)利要求2或3的方法，其中當(dāng)非用戶比特的第一值被編碼時(shí)，交替地給出不用來(lái)編碼輔助信道的具有Inmin的所有游程長(zhǎng)度以第一二進(jìn)制值和第二二進(jìn)制值，并且當(dāng)非用戶比特的第二值被編碼時(shí)，交替地給以第二二進(jìn)制值和第一二進(jìn)制值。
7.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的方法，其中對(duì)于編碼非用戶比特來(lái)說(shuō)，一塊的LML比特?cái)?shù)目與該塊的基本信道中的比特?cái)?shù)目的比率是可變的。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其中通過(guò)選擇用于基本信道比特的擾碼器來(lái)排列LML比特?cái)?shù)目。
9.根據(jù)權(quán)利要求7或8所述的方法，其中至少使用兩個(gè)不同的比率，當(dāng)一塊中的比率具有第一值，第一二進(jìn)制值被編碼，和當(dāng)該比率具有第二值時(shí)，第二二進(jìn)制值被編碼。
10.根據(jù)權(quán)利要求9的方法，其中使用多于兩個(gè)不同的比率或比率范圍來(lái)編碼非用戶比特。
11.一個(gè)編碼器，包含用于接收有關(guān)二進(jìn)制信源的信號(hào)比特?cái)?shù)據(jù)流的一個(gè)輸入，和用于提供有關(guān)二進(jìn)制信道的信號(hào)比特?cái)?shù)據(jù)流的一個(gè)輸出，該二進(jìn)制信源包含一個(gè)主信源和一個(gè)輔助信源，該編碼器包含用于編碼主信道中的主信源的裝置；用于編碼輔助信道中輔助信源的裝置和用于在主信道中嵌入輔助信道以便形成二進(jìn)制信道的裝置，其中提供這些裝置劃分二進(jìn)制信道為塊，每塊包含若干個(gè)用戶比特并且其中在至少一塊中，輔助信道和非用戶比特被編碼。
12.根據(jù)權(quán)利要求11的編碼器，其中用于嵌入的裝置使用多電平編碼。
13.根據(jù)權(quán)利要求11的編碼器，其中用于嵌入的裝置使用歸并比特編碼。
14.用于將有關(guān)二進(jìn)制信道的信號(hào)比特?cái)?shù)據(jù)流解碼為有關(guān)二進(jìn)制信源的信號(hào)比特?cái)?shù)據(jù)流的方法，該二進(jìn)制信道包含一個(gè)主信道和一個(gè)輔助信道，輔助信道嵌入在主信道中，有關(guān)主信道的二進(jìn)制信道的校正的比特?cái)?shù)據(jù)流被用于校正有關(guān)輔助信道的二進(jìn)制信道的比特?cái)?shù)據(jù)流中差錯(cuò)，其中根據(jù)權(quán)利要求1-10中的任何一種方法來(lái)編碼有關(guān)二進(jìn)制信道的信號(hào)比特?cái)?shù)據(jù)流。
15.用于將有關(guān)二進(jìn)制信道的信號(hào)比特?cái)?shù)據(jù)流解碼為有關(guān)二進(jìn)制信源的信號(hào)比特?cái)?shù)據(jù)流的設(shè)備，該設(shè)備包含解碼裝置，設(shè)計(jì)為對(duì)主信道解碼，該解碼裝置還被設(shè)計(jì)為對(duì)輔助信道解碼，輔助信道嵌入在主信道中，并利用有關(guān)主信道的二進(jìn)制信道的校正比特?cái)?shù)據(jù)流來(lái)校正有關(guān)輔助信道的二進(jìn)制信道的比特?cái)?shù)據(jù)流中的差錯(cuò)，其中所述解碼裝置進(jìn)一步被設(shè)計(jì)為對(duì)輔助信道中的非用戶比特解碼。
16.根據(jù)權(quán)利要求15的設(shè)備，其中該設(shè)備還包含閱讀裝置，用于讀取信息載體以便獲得二進(jìn)制信道信號(hào)的比特?cái)?shù)據(jù)流。
17.一種光可讀類型的記錄載體，其中信息被記錄為表示沿磁道排列的二進(jìn)制信道的光可檢測(cè)標(biāo)記圖形，其中該可檢測(cè)的標(biāo)記包含主信道比特和輔助信道比特，輔助信道比特嵌入在主信道中，主信道比特和輔助信道比特形成二進(jìn)制信道，其中二進(jìn)制信道劃分為塊，每塊包含若干個(gè)用戶比特并且其中在至少一塊中，輔助信道比特包含非用戶比特。
18.根據(jù)權(quán)利要求17的記錄載體，其中輔助信道比特通過(guò)多電平編碼嵌入在主信道中。
19.根據(jù)權(quán)利要求18的記錄載體，其中多電平編碼只應(yīng)用到In-min或更大的游程長(zhǎng)度，其中n-min是預(yù)定整數(shù)。
20.根據(jù)權(quán)利要求17的記錄載體，其中輔助信道比特通過(guò)歸并比特編碼嵌入到主信道比特中。
全文摘要
本發(fā)明涉及用于將有關(guān)二進(jìn)制信源的信號(hào)比特?cái)?shù)據(jù)流編碼為有關(guān)二進(jìn)制信道的信號(hào)比特?cái)?shù)據(jù)流的方法,該二進(jìn)制信源包含一個(gè)主信源和一個(gè)輔助信源,主信源在主信道編碼,輔助信源在輔助信道編碼,輔助信道嵌入在主信道中以便形成二進(jìn)制信道,其中,二進(jìn)制信道劃分為塊,每個(gè)塊包含若干個(gè)用戶比特,并且在至少一個(gè)塊中,輔助信道也用于對(duì)非用戶比特編碼。該發(fā)明進(jìn)一步涉及執(zhí)行此方法的編碼器、對(duì)涉及二進(jìn)制信道的比特?cái)?shù)據(jù)流解碼的解碼器和裝備有光可檢測(cè)標(biāo)記形式的編碼信號(hào)的記錄載體。利用此發(fā)明能夠填加例如用于防止非授權(quán)復(fù)制的非用戶數(shù)據(jù)。
文檔編號(hào)H04L25/49GK1381049SQ01801458
公開(kāi)日2002年11月20日 申請(qǐng)日期2001年2月27日 優(yōu)先權(quán)日2000年3月30日
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