CN101044570A - 用于在光盘上将辅助信号嵌入原始数据位流的设备和方法 - Google Patents

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Abstract

用于嵌入、提取、携带和表示辅助信号的设备和方法、记录载体以及信号，所述辅助信号诸如嵌入在原始信号中的复制保护信号，所述原始信号诸如通过17PP RMTR有限游程长度调制码来调制的蓝光盘信号。每个帧都包括帧同步模式，随后是多个DC控制块，每个DC控制块都包括DC控制位。使用两个调制表。以遵照调制码约束和DC控制算法的方式通过帧同步信号的极性和DC控制位的值之间的关系来表示辅助信号的每一位。

Description

用于在光盘上将辅助信号嵌入原始数据位流的设备和方法
技术领域
本发明涉及一种用于将辅助通道的辅助信号嵌入主通道的原始数据位流中的设备及对应的方法，其中所述原始数据位流包括许多记录帧，每个记录帧都以帧同步开始，随后是许多DC控制块，每个DC控制块都包括许多原始数据位和DC控制位，并且其中利用第一或第二调制表对带有嵌入的辅助信号的所述原始数据位流进行调制编码，特别是由17PP调制编码器来进行所述调制编码，其中该第二调制表仅用于记录帧最后几位的预定组合的调制编码，并且其中帧同步的第一位表示已经使用哪个调制表来对前一个记录帧的最后几位进行了调制编码。
本发明还涉及一种用于将主通道的原始信号和辅助通道的辅助信号编码成通道位流的设备及对应的方法。
本发明还涉及一种用于从调制位流中提取辅助通道的辅助信号的设备及对应的方法，所述调制位流代表具有已嵌入辅助信号的主通道的原始数据位流。
最后，本发明涉及一种用于存储调制位流的记录载体以及携带这种调制位流的对应的信号，该调制位流代表已经嵌入辅助通道的辅助信号的主通道的原始数据位流。
背景技术
为了复制保护和数字权利管理，在记录载体上存储密钥(通常是256或512位)通常是必需的。在WO 02/15185(PHNL000451)中描述了怎样将RLL代码序列中的辅助信号进行编码和解码。辅助信号以绝对极性存储在预定位置；利用在DC控制方案中的自由度来设置该极性(对于CD：合并位；对于DVD：主/辅助同步，主/置换表，状态倒转(stateflip)；对于BD：DC控制位)。为了以通道位流的极性对辅助信号进行编码，两个参数很重要：控制该极性的位置，和检测该极性的位置。
在蓝光盘(BD)格式中，用记录帧中的一个或多个DC控制位来控制该极性。选择检测该极性的位置是更困难的。DC控制位值的选择会进一步影响调制位流中通道位的极性，可能导致完全不同的调制位流。一般来说，DC控制位的两种选择不会导致通道位流的彼此刚好是极性反向型的两个候选部分。此外，并非在所有位置处的DC控制位的反转都会导致调制位流的反极性。这两个方面与17PP调制码的特殊结构有关，该17PP调制码被设计为同步可变长度码，并且上述两个方面与怎样利用该代码来实现DC控制的方式有关。
BD标准的细节在不同的美国专利中公开。特别是，US 5477222公开了一种用于将n位源字编码/解码成相对应的m位通道字的设备，以及如在BD中所用的PP通道代码的细节。US 6225921公开了在这种PP通道代码中使用不同的同步字。US 6496541和US6677866公开了PP通道代码的更多细节，例如DSV控制装置。与理解和实施本发明有关的BD通道代码的细节，特别是17PP调制码的细节也能够在这些文件中得到，这些细节在此引入作为参考。
发明内容
本发明的目的在于提供一种针对上述问题的解决方案，即在于找到用于将辅助通道的辅助信号嵌入主通道的原始数据位流中的极性控制的最佳位置，以及在从调制位流中提取辅助信号的过程中的极性检测的最佳位置。
本发明通过一种用于将辅助通道的辅助信号嵌入主通道的原始数据位流中的设备来实现，如权利要求1中所述的，该设备包括：
检查单元，用于检查将第一记录帧的最后一个DC控制位设置为两个不同位值是否会导致直接位于所述第一记录帧之后的第二记录帧的帧同步的相同极性，
设置单元，其用于
在所述检查导致不同极性的第一种情况下，该设置单元将第一记录帧的最后一个DC控制位设置成由将要被嵌入的所述辅助信号的辅助位的位值所控制的位值，产生代表所述辅助位的位值的第二记录帧的帧同步的极性，或者
在所述检查导致相同极性的第二种情况下，该设置单元将第一记录帧的倒数第二个DC控制位或者第二记录帧的帧同步的第一位设置成由所述辅助位的位值来控制的位值。
本发明基于在记录帧的帧同步(也称为同步模式)中选择极性检测的位置。帧同步的同步体一般包含很长的游程长度，优选对于BD格式是9T的游程长度，帧同步中出现两个连贯的9T游程长度，这可以被稳固地检测到。在第一种情况下，利用前一个(第一)记录帧的最后一个DC控制位来进行极性控制。如果这不能唯一地确定随后的(第二)记录帧的帧同步的极性，即如果DC控制位值的反转没有产生同步模式的反极性，那么在第二种情况下，通过前一个(第一)记录帧的倒数第二个DC控制位，或者通过随后的(第二)记录帧的帧同步的第一位来进行极性控制。
记录帧的帧同步的第一位用于调制方案中，特别是用于17PP调制方案中，以表示将哪个调制表用于前一个记录帧末端的最后几位的调制编码，即，该位指示解码器：现在应该使用哪个调制表将该记录帧末端的该最后几个位解调。在优选实施例中已经提出，如果检查单元检查到最后一个DC控制位的设置引起相同极性，那么设置单元适合于将第一记录帧的最后一个DC控制位设置成固定的预定位值，从而不使用第二调制表。
特别是，如果使用将终端调制表或主要调制表用于调制编码的17PP调制方案，那么将第一记录帧的最后一个DC控制位设置成位值1。这种情况优选用在第一记录帧的所述倒数第二个DC控制位或第二记录帧的帧同步的所述第一位设置为由所述辅助位的位值来控制的位值的两种情况下。
按照这种方式，17PP调制器从不使用终端调制表，并且第一记录帧的最后一个DC控制位不能影响第二记录帧的帧同步的极性。仅通过第一记录帧的倒数第二个DC控制位或第二记录帧的帧同步的第一位的设置来影响该极性。
由于在这种情况下强行使用主要调制表，因此将第二记录帧的帧同步的第一位设置成位值0，但是也可能不正确地根据两个表的使用而设置成位值1，从而控制帧同步的极性。在这种情况下，因为解调器通过利用终端调制表不能将前一个记录帧的最后位解调，因此解调器能够识别如不正确的帧同步的第一位的设置。这是因为终端调制表不仅具有两个表项目，并且没有覆盖通道位流的所有可能的部分。但是，如果在终端调制表的项目中没有找到通道位序列，或者使用主调制表的通道位序列来代替，那么将修改解调器。按照这种方式，不会违反用于解码的17PP代码表并且总是保证辅助通道。在利用倒数第二个DC控制位的情况下，由于不会违反调制规则因此不需要17PP解调器的这种修改。
应该注意，当本发明用于BD格式时这种措施是优选的，因为BD格式不保证在两个连贯的记录帧之间的边界两端维持极性保持性质(这是17PP代码的必要性质)：将17PP代码表中的终端调制表用于记录帧末端导致违反极性保持性质。
在本发明的另一个实施例中，如果检查单元中检查出最后一个DC控制位的设置引起相同极性，那么该设置单元适应于将第一记录帧的最后一个DC控制位和第二记录帧的帧同步的第一位设置成由所述辅助位的位值来控制的位值序列。这样，根据该实施例，通过适当地选择这些位的组合来控制帧同步的极性。因此，并不强制将最后一个DC控制位设置成位值1，而是将第一记录帧的最后一个DC控制位的位值和第二记录帧的帧同步的第一位的位值选择为使它们一起来设置第二记录帧的帧同步的极性，该极性反映了辅助位的位值。优选的是，对这两个位的位值的组合进行选择使得不会出现违反编码规则，或者可选择的是，使得如果对于一个或多个组合出现了违反规则，那么这些违反可通过解码器来校正，或者不会在解码过程中产生不正确的原始数据。
根据本发明的再一个优选实施例，检查单元包括测试调制编码器和极性检查单元。通过这些装置，记录帧可以作为对通过利用最后一个DC控制位的不同设置而分别调制的进一步评价的测试，并且其检查它们是否引起下一个帧同步的不同或相同极性。
优选的是，用于设置辅助通道位的记录帧的DC控制位位于该记录帧的末端。按照这种方式，该DC控制位的设置不会影响在记录帧的倒数第二个DC控制位和记录帧的末端之间的已调制记录帧的剩余部分的极性。优选的是，记录帧分成许多DC控制块，每个控制块都包括在其末端的一个DC控制位；后面的DC控制位能够影响下一个DC块的通道位流的作用。在记录帧的末端，存在最末的DC控制位，其在上面已经被称为记录帧的最后一个DC控制位。
本发明还涉及一种用于将主通道的原始信号和辅助通道的辅助信号编码成通道位流的设备，如权利要求7中所述，该设备包括：
变换器，其用于将所述原始信号变换成原始数据位流，该原始数据位流包括许多记录帧，每个记录帧都以帧同步开始，随后是许多DC控制块，每个控制块都包括许多原始数据位和DC控制位，
用于将所述辅助通道的所述辅助信号嵌入所述原始数据位流中的设备，如权利要求1至6中任一项所述，以及
利用第一或第二调制表的调制编码器，特别是17PP调制编码器(4)，其中第二调制表仅用于记录帧的最后几位的预定组合的调制编码，并且其中帧同步的第一位表示哪一个调制表用于前一个记录帧的最后几位的调制编码。
在优选实施例中，调制编码器是17PP调制编码器，其按照为了调制编码而使用主调制表和终端调制表的BD标准中所规定的来修改，如下面更详细地解释的。该实施例特别适用于BD可重写介质，但是也可以适用于其他可重写以及可记录或ROM介质。
此外，本发明还涉及一种用于从调制位流中提取辅助通道的辅助信号的设备，该调制位流代表具有已嵌入辅助信号的主通道的原始数据位流，其中所述原始数据位流包括许多记录帧，每个记录帧都以帧同步开始随后是许多DC控制块，每个控制块都包括许多原始数据位和DC控制位，并且其中已经利用第一或第二调制表对所述具有已嵌入辅助信号的所述原始数据位流进行了调制编码，特别是通过17PP调制编码器来进行调制编码，其中第二调制表仅用于记录帧的最后几位的预定组合的调制编码，帧同步的第一位表示哪一个调制表用于前一个记录帧的最后几位的调制编码，所述设备包括极性检查单元，其用于检查直接在已调制第一记录帧之后的已调制第二记录帧的帧同步的极性，所述极性代表所述辅助信号的辅助位的位值。
权利要求11至13中限定了对应于上述设备的本发明的方法。
此外，本发明涉及一种用于存储调制位流的记录载体，以及用于携带调制位流的信号，该调制位流代表已经将辅助通道的辅助信号嵌入到其中的主通道的原始数据位流，其中
所述调制位流包括许多已调制记录帧，每个已调制记录帧都以帧同步开始，随后是许多DC控制块，每个控制块都包括许多原始数据位和DC控制位，
利用第一或第二调制表由调制编码器对具有已嵌入辅助信号的所述原始数据位流进行调制编码，特别是由17PP调制编码器进行调制编码，其中第二调制表仅用于记录帧的最后几位的预定组合的调制编码，并且帧同步的第一位表示哪一个调制表用于前一个记录帧的最后几位的调制编码，以及
如果将第一记录帧的最后一个DC控制位设置成两个不同的位值引起直接在所述第一记录帧之后的所述第二记录帧的帧同步的相同极性，将第一记录帧的倒数第二个DC控制位或者第二记录帧的帧同步的第一位设置成由嵌入在所述原始数据位流中的所述辅助信号的辅助位的位值来控制的位值，产生第二记录帧的帧同步的极性，该极性代表所述辅助位的位值。
优选的是，如果将第二记录帧的帧同步的第一位设置成由嵌入在所述原始数据位流中的所述辅助信号的辅助位的位值来控制的位值，那么可能会出现将一个或多个已调制记录帧的帧同步的第一位设置成等于1的位值，考虑到主调制表用于在所述第一位之前的最后几个调制位因此这是不正确的，通过设置等于1的最后一个DC控制位来强制使用主调制表，上述方法清楚地表明了本发明的用法。
最后，本发明还涉及一种用于在计算机上实施根据本发明的所述方法的计算机程序。
附图说明
现在参照附图更详细地解释本发明，在附图中
图1示出根据本发明的记录装置的方框图，
图2示出如在BD标准中规定的ECC簇的各行与记录帧之间的关系，每一行都包括155个字节符号，
图3示出17PP调制码转换表，
图4示出30位帧同步码，
图5示出用DC控制位的不同设置来说明极性控制的问题的两个实例，
图6示出在最后一个DC控制位具有两个相反设置的帧同步之前的所有可能的数据位模式，
图7示出说明本发明第一实施例的流程图，
图8示出说明本发明第二实施例的流程图，
图9示出根据本发明的嵌入单元的实施例，以及
图10示出根据本发明的读出设备。
具体实施方式
在下文中，将参考特定实施例来解释本发明，其中，为了对主通道的原始信号进行编码而应用BD可重写格式。将辅助通道的辅助信号嵌入到该原始信号的原始数据位流中，该辅助信号例如用于加密或解密的密钥、特殊记录载体的标识符或者一些其他复制保护数据，这些辅助信息对于用户是不可更改的，但是需要是稳固地可检测的。
首先，参照图1至4简要地说明根据本发明的用于将主(主要)通道的原始信号和辅助(侧)通道的辅助信号以及BD可重写格式的相关部分进行编码的设备的总布置图。
如图1中所示，首先，ECC编码器1将原始信号ECC编码成所谓的ECC簇。图2的上面示出了该ECC簇的一行10，该行包括155个字节。变换器2通过增加帧同步位的位置和DC控制位的位置而将ECC簇的每一行10变换成如图2下面所示的记录帧12。为此目的，将ECC簇每一行10的155个字节所形成的包括1240个数据位的流11分成1个包括25个数据位的组以及27个包括45个数据位的组，首先处理这些字节的最高有效位。用***同步帧的20个“虚拟”数据位的位置来扩展第一组的25个数据位，这是30个调制/通道位的特别顺序(那里不存在用于同步模式的这些通道位序列的等效用户位)。接着，用1个附加位的位置使包括45个数据位的每一组完整，从而形成DC控制块。ECC簇的496个行10，变换成记录帧12，被称为物理簇。
在通过利用嵌入设备3将辅助信号嵌入到原始数据位流中之后(这一过程将在下面更详细地解释)，根据17PP调制码由17PP调制器4将记录帧中除了帧同步之外的所有位都转变为调制位。这是RLL(1，7)码，具有游程长度≥2T且≤8T，以及一些特殊性质。PP意味着：极性保持/禁止RMTR。极性保持表示如果在数据位流中“1”的数量是偶数，那么在调制位流中“1”的数量也是偶数，并且，如果在数据位流中“1”的数量是奇数，那么在调制位流中“1”的数量也是奇数。该极性使其易于控制已记录信号效率的低频率成分(content)。禁止RMTR意味着连续最小游程长度(2T)的数量限于6。由于最小游程长度上的低信号电平，这可以提高读出性能；RMTR限制为6也限制了在用于位检测的维特比处理器的追溯程序中的回溯深度(back-tracking depth)。
图3中的表规定了从数据位到调制位的转变规则。这些数据位应当从左到右进行处理(参见图2，首先是最高有效位)。如果记录帧末端的最后两个或四个剩余位的值全都等于0，那么应当根据用于使这些位终止的表来对记录帧末端的最后两个或四个剩余位进行编码。表中的“1”代表在记录信号中的变换(NRZ通道位流)。
之后，由转换器5将调制位流转换为NRZI通道流，随后由记录器6记录在诸如光盘的记录载体7上，如该实施例中所示，或者经由诸如互联网的传输线或者经由通信网络的通信路径作为信号传输。
由于调制位流中的“1”表示记录信号中的转换，因此，如果以可控的方式将奇数个“1”增加到调制位流中那么能够将该信号的极性反转。由于17PP调制码的极性保持性质，因此仅仅在将附加位***到数据位流中并且如果需要反转将这些设置为“1”，上述才是可能的。按照这种方式，在每个DC控制块之后通过将前一个DC控制块末端的DC控制位设置为“0”或“1”使记录信号的积累的DSV最小(参见图1)。
物理簇由16个地址单元组成，每个地址单元都包含31个记录帧(参见图2)。已调制记录帧以包括30个通道位的帧同步开始。帧同步的主体由违反17PP调制规则的24位模式形成(游程长度(runlength)9T的两倍)。最后6位限定了签名，其识别7个不同的帧同步模式。帧同步ID的6位签名选择为使其与转换移动有关的距离≥2。
如果根据终端调制表已经将帧同步之前的最后几个数据位进行了编码(参见图3)，那么将帧同步的第一个调制位，即#-位设置成“1”，否则将#-位设置成“0”(参见图4)。该帧同步模式依据调制位来定义。表中的“1”代表在记录信号中的转换。在记录到盘上之前或者传输该信号之前，由转换器5将帧同步码转变为NRZI通道位流。
关于BD格式的更多细节可以例如在BD可重写格式标准中获得，但是并不需要用来理解和实现本发明。
在BD格式中，利用记录帧中的DC控制位能够控制极性。检测该极性的位置更难以选择。DC控制位值的选择进一步影响在调制位流中通道位的极性，这可能形成完全不同的调制位流，但是出现下面的问题：
1)DC控制位存在于记录帧的预定位置，但是根据在DC控制位之前的数据位(例如，如果DC控制位N的值是“0”，并且所有其他数据位都是“0”，那么在数据位模式中是“0N 00 00 00”、“00 0N 00 00”、“00 00 0N 00”、“00 00 00 0N”\“0N 00 00”等)，该DC控制位可能位于主调制表(从记录帧的第一位的“0”开始计数)的不同表项目的数据位模式中的不同(奇数索引的)位置。这些不同的位置可能形成完全不同的调制位流。
2)DC控制位的相反值不一定产生处于该DC控制位之后所有位置的随后的通道位的反极性。仅仅在记录帧的末端(最后一个通道位)和调制字的末端(最后一个通道位)才保证这种反极性的性质(因为17PP调制码的极性保持性质)，但是调制字的长度取决于数据模式(由于17PP调制码是可变长度码，即，代码表包括从2个用户位映射到3个通道位，而且还包括4到6、6到9和8到12的类型的映射)。
由于这些问题，如果在记录帧的最后一个通道位处检测极性，那么仅仅能够保证辅助通道(也称为侧通道)。极性控制可以在记录帧中的任一个DC控制位进行，只要由于为极性控制所使用的DC控制位的选择使其他随后的DC控制位不改变；因此，实际的位置是记录帧中的最后一个DC控制位。也可以是通道位的极性与记录帧的最后一个通道位的极性唯一相关的任何位置。
图5中示出了上述两个问题：举例来说，示出了任意数据流。在例A中，DC控制位是数据流中的第2位，在例B中，DC控制位是数据流中的第4位。这两个例子示出了对于DC控制位的两个可能值(0或1)的数据位流和调制位流。在“极性差异”这一行中，示出了对于DC控制位值是0或1时调制位流在哪些通道位的位置具有相同(0)或相反(1)的值(当然，如果相反的DC控制位值产生在调制位流中的相反通道位值，那么可以仅将侧通道嵌入到调制位流中)。从图5可以看到，如果选择了DC控制值，那么不是所有通道位的位置都具有反极性值，还可以看到，根据DC控制位在数据位模式中的位置，相同的DC控制值能够给出不同的调制极性，这又取决于前一个数据位的值。
根据上面得出的结论是，极性检测的优选位置是记录帧的最后一个通道位。但是，这具有下面的缺点：最后一个通道位可以是3T的游程长度的第一位，这一位对于侧通道的稳固检测不是优选的，因为其信号幅度可能很低。
为了克服上述问题，在记录帧的同步模式中选择极性检测的位置。如图4中所示，同步体包含9T的游程长度，由于两个连贯的9T游程长度产生信号幅度的最大调制，因此可以被稳固地检测到。优选利用前一个记录帧的最后一个DC控制位来进行极性控制。如果像这样将侧通道编码，那么会出现另一个问题：在同步帧的最后一个DC控制位设置成“0”并且根据终端调制表来调制最后几个数据位的情况下，如果将DC控制位转向“1”，那么在该同步帧之后的同步模式的极性不会发生反转。其原因是，如果使用了终端调制表，那么同步模式的第一位(如图4中所示的“#-位”，并且在蓝光盘标准中有简要说明)设置成“1”，然而，如果DC控制位转向“1”(意味着转换)，那么就从不使用终端调制表，并且“#-位”设置成“0”。这在图6中示出：该图示出刚好在同步帧之前的所有可能的数据位模式，每一个都具有两种相反的情况，即DC控制位是“0”或“1”。
克服该问题的一种选择是在需要同时满足下列条件的情况下通过将#-位(同步帧的第一位)反转来控制同步模式的极性：
1)不使用终端调制表，这将意味着对于在BD中的标准17PP编码器来说，必须将#-位设置成0。
2)在所有情况下，将记录帧的最后一个DC控制位值反转不会产生在下一个记录帧的同步模式中的反极性(这是如果DC控制位值是“0”导致使用终端调制表的情况，如从图6中的第一和第三个例子中显而易见的，两个圆圈表示DC控制位是“0”)。应该注意，游程长度约束满足这里考虑的所有这些情况。
因为对于编码器使用主代码表(并且不使用终端调制表)是显而易见的情况将#-位设置为等于1，因此由于当利用17PP解码器进行测试时不存在模糊，所以将不会在解码过程中产生误差。
通常，也可以利用#-位直接对侧通道进行编码，即，#-位将从“0”反转为“1”。但是，不是有保证的通道，因为使用了终端表使数据模式可能存在一些或甚至所有的帧同步的#-位都已经是“1”的情况。如果#-位从“1”  (表示使用终端调制表)倒转为“0”，那么在解码过程中可能在主通道中出现误差，如通过显示出记录帧中最后几位的下面的例子所示的：
数据位              01   00
通道位              010  000|1(#-位设置成“1”)
通道位              010  000|0(对于辅助通道，#-位倒转成“0”)
作为检测的用户位    00   10   (主要通道或基本通道的误差)
在#-位设置成1的情况下，其不表示使用了终端调制表，尽管使用主调制表而不使用终端调制表，但是依照如在BD标准中存在的代码表来进行解码的现有解码器根据其解码策略可能有一些冲突。一些解码器甚至可能考虑有意引入的不一致作为通道误差，并且使其作为当前记录帧的最后一个ECC符号的擦除信息而传送到ECC解码器。
本发明用于克服当利用记录帧的最后一个DC控制位或记录帧的帧同步的#-位时出现的上述问题的另一个选择方案是将记录帧的倒数第二个DC控制位用于极性控制。根据该选择，仅仅在终端调制表用于主通道的最后几个数据位的调制的情况下，如图6中所示，将DC控制位27(对于第一个DC控制位从0开始计数)，即记录帧的最后一个DC控制位缺省地设置成“1”。按照这种方式，不会使用终端调制表。结果就是在该记录帧之后的同步体中将第一位即#-位设置成“0”。之后，检查作为结果的用户数据流，并且按照帧同步具有正确极性，即具有代表通过利用该极性要编码的辅助位的位值的极性来选择DC控制位26，DC控制位26即该记录帧的倒数第二个DC控制位，所述帧同步特别是在下一个记录帧的同步体中的两个19游程长度中选出的一个19游程长度。按照这种方式，不存在违反用于解码的17PP代码表，并且完全保证辅助通道。
为了说明本发明的用于将辅助信号嵌入到原始数据位流中的方法，图7和8中示出了两个流程图来说明两个实施例，图9中示出了嵌入单元3的方框图。首先，将原始数据位流供给检查单元31，该原始数据位流包括如上面已经解释过的记录帧的序列，以及辅助信号，该辅助信号之前被任选地进行了编码。其中，在第一步骤S1中，通过利用测试调制器33，使用由17PP调制器4施加的17PP调制码对记录帧进行17PP调制。利用最后一个DC控制位的不同设置对同一个记录帧进行两次这种测试调制，所述控制位优选用于对将要嵌入在该记录帧中的辅助信号的一个位进行编码。
之后，在步骤S2中通过利用极性检查单元34来检查两个不同调制的记录帧是否引起下一个帧同步的不同极性，即在随后的记录帧的帧同步的同步体中的不同极性。如果是这种情况，那么当前记录帧的最后一个DC控制位可以用于对辅助信号的一个位进行编码，该辅助信号的一个位在步骤S3中通过利用设置单元32而设置为所希望的值，从而使下一个帧同步的极性，特别是在下一个记录帧的同步体中的两个19游程长度中选出的一个19游程长度来代表辅助信号的编码位的位值。
但是，如果在步骤S2中的检查显示出最后一个DC控制位的不同设置没有引起下一个帧同步中的不同极性，那么该最后一个DC控制位不能用于对辅助信号的那一个位进行编码。在这种情况下，存在两个可能的实施例，其基于同一思想等效地保证辅助通道，该同一思想是利用在下一个帧同步中产生不同极性的极性控制的位而不影响可能产生不同调制位流的其余记录帧。图7中示出了第一实施例，该实施例在不使用终端调制表的情况下利用下一个帧同步的第一位(#-位)连同当前记录帧的最后一个DC控制位。图8中示出了第二实施例，其利用当前记录帧的倒数第二个DC控制位。通常，这是哪个实施例在实践中用在特殊设备或方法中的实施的原因。
在第一个实施例中，在步骤S4中由设置单元32直接设置#-位，因此该帧同步的极性代表要被嵌入的辅助信号的那一位的位值。优选的是，在以前的步骤S5中，当前记录帧的最后一个DC控制位设置成位值1。其作用是终端调制表不用于原始数据位流的最后几位的17PP调制以及下一个帧同步的第一位(#-位)将自动设置成位值0。
现在，在步骤S4中，根据所希望的辅助位的位值来设置#-位。如果这导致#-位的位值是1，那么这意味着稍后首先用于解调解码的解码器假定已经使用了终端调制表。通过利用终端调制表尝试着将最后几个调制位(例如最后一个DC控制位的“010”＝1，参见图6第2行第4列)解码成数据位。但是，项“010”不会出现在终端调制表的调制位中。由于该项不会出现在表中，因此智能解码器将不会错误地解码，但是将尝试着利用主调制表来解码。那么，不管为了调节极性所需的#-位中的“误差”或“不一致”，解码都将再次是正确的。
在图8中所示的第二实施例中，在步骤S8中由设置单元32来设置当前记录帧的倒数第二个DC控制位，从而使其代表辅助位的位值。此外，在以前的步骤S9中，优选将当前记录帧的最后一个DC控制位设置成位值是1，从而将下一个帧同步的第一位(#-位)将自动设置成位值是0。在该实施例中，最后一个DC控制位和#-位对下一个帧同步的极性没有任何影响，而是只有倒数第二个DC控制位确实控制帧同步中的目标极性。此外，第二实施例不具有如上面第一实施例所解释的与当前17PP解码器略微不兼容的缺点。
在步骤S6中，输出记录帧，该记录帧具有已选择的最后一个或倒数第二个DC控制位的设置以及如果需要根据选择的哪个实施例得到的下一个帧同步的#-位的设置。如果有在步骤S7中检查出的原始数据位流中的更多记录帧，那么继续步骤S1，否则继续具有将辅助信息嵌入到调制位流中的原始数据位流的17PP调制。
补充图7中所示的#-位用于极性控制的实施例，根据该实施例存在其他可能性。如在图6中所看到的，第一行具有DC控制位0，其产生某一极性。图6中的表的第二行具有DC控制位1，而且产生相同极性。为了在这种情况下产生不同极性，可以将第二行中的#-位设置成位值1。这意味着通过选择最后一个DC控制位等于0且#-位等于1的第一行可以产生第一极性，并且通过仅仅将图6中第二行的#-位设置成1来设置反极性，尽管最后一个DC控制位等于1。因此，这与图7中所示的实施例不同，图7的实施例中，优选将最后一个DC控制位缺省设置为1，并且仅仅通过#-位来调节极性。因此，事实上，如果选择为利用#-位来选择极性，那么最后一个DC控制位不一定需要设置成位值1。
这也可以按照如下的另一种方式来解释。参看图6的表中的前两行，示出了下面的两种情况：
DC控制位          #-位          极性
0                 1             1
1                 0             1
在图7中所示的实施例的一种选择中，将最后一个DC控制位设置成1并且利用#-位来调节极性：
DC控制位        #-位        极性
1               0           1          或者
1               1           0
在图7中所示的实施例的修改中，也允许将最后一个DC控制位设置成0。
为了产生极性0选择：
DC控制位        #-位        极性
1               1           0
为了产生极性1，可以在下面两种可选择的方案之间选择：
DC控制位        #-位        极性
0               1           1        或者
1               0           1
因此在应该设置极性1的情况下，仍然可以根据上述修改来选择最后一个DC控制位的值。只有当应该设置极性0时，那么才会存在违反#-位的编码规则，但是，这能够通过适合的解码器来校正。但是，最后一个DC控制位和后面的#-位的组合“00”是不允许的，因为该组合将产生不正确的解码结果，如在其他地方解释的。
图10示出了调制位流的读出设备的总布置图，该调制位流代表如上所述已经将辅助信号嵌入到其中的主通道的原始数据位流。在图10中所示的实施例中，将调制位流作为NRZI通道位流而记录在光学记录载体7上，并由读取单元20读出。然后将NRZI通道位流供给极性检查单元21，其从中提取辅助信息。随后检查这些记录帧的帧同步的极性，每个帧同步的极性都代表所述辅助信号的一个位。然后从极性检查单元21输出辅助信号。此后由转换器22将NRZI通道位流转变为调制位流，之后根据用于编码的17PP调制码由17PP解调器23将调制位流解调。此外，已解调的位流也供给解码器24，该解码器用于将原始信号解码并将其输出。
一般来说，也可以将极性检查单元21放置在17PP解调器23和解码器24之间。但是，在转换和17PP解调之后，根据17PP解调器的实施可能丢失极性信息，在该解调器的输出端原则上仅仅保留用户数据位。因此为了确保适当地进行极性检查，优选将极性检查单元21放置在读取单元20和转换器22之间。
本发明提供了一种简单且有效的方式将辅助信号嵌入到主通道的原始数据位流中，由此能够保证该辅助通道并且该辅助通道不取决于数据位流的性质。而且，根据调制位流以高检测可靠性来检测辅助信号，因为其以长游程长度(19或9T)的极性来编码。
本发明优选在BD格式中应用，但是也可以在使用同一类型的调制码和DC控制的其他格式中应用。

Claims (17)

1.一种用于将辅助通道的辅助信号嵌入主通道的原始数据位流中的设备，其中所述原始数据位流包括许多记录帧(12)，每个记录帧都以帧同步开始，随后是许多DC控制块，每个DC控制块都包括许多原始数据位和DC控制位，并且其中利用第一或第二调制表对带有嵌入的辅助信号的所述原始数据位流进行调制编码，特别是由17PP调制编码器(4)来进行所述调制编码，其中该第二调制表仅用于记录帧最后几位的预定组合的调制编码，并且其中帧同步的第一位表示已经使用哪个调制表来对前一个记录帧的最后几位进行了调制编码，所述设备包括：
检查单元(31)，用于检查将第一记录帧的最后一个DC控制位设置为两个不同位值是否会导致直接位于所述第一记录帧之后的第二记录帧的帧同步的相同极性，
设置单元(32)，其用于
在所述检查导致不同极性的第一种情况下，该设置单元将第一记录帧的最后一个DC控制位设置成由将要被嵌入的所述辅助信号的辅助位的位值所控制的位值，引起代表所述辅助位的位值的第二记录帧的帧同步的极性，或者
在所述检查导致相同极性的第二种情况下，该设置单元将第一记录帧的倒数第二个DC控制位或者第二记录帧的帧同步的第一位设置成由所述辅助位的位值来控制的位值。
2.如权利要求1所述的设备，其中如果所述检查单元(31)检查到最后一个DC控制位的设置引起相同极性，那么所述设置单元(32)适应于将第一记录帧的最后一个DC控制位设置成固定的预定位值。
3.如权利要求2所述的设备，其中通过17PP调制编码器将主调制表用于完整的记录帧或至少该记录帧的主要部分或者将终端调制表用于记录帧的最后几位的预定组合而对具有已嵌入辅助信号的所述原始数据位流进行调制编码，并且其中如果检查单元(31)检查出最后一个DC控制位的设置引起相同极性，那么所述设置单元(32)适应于将第一记录帧的最后一个DC控制位设置成位值1以防止将终端调制表用于调制编码。
4.如权利要求1所述的设备，其中如果所述检查单元(31)中检查出最后一个DC控制位的设置引起相同极性，那么所述设置单元(32)适应于将第一记录帧的最后一个DC控制位和第二记录帧的帧同步的第一位设置成由所述辅助位的位值来控制的位值序列。
5.如权利要求1所述的设备，其中所述检查单元(31)包括：
测试调制编码器(33)，用于利用第一记录帧的最后一个DC控制位的两个不同位值对第一记录帧的最后几个数据位进行调制编码，以及
极性检查单元(34)，用于检查所述两个测试调制编码之后的第二记录帧的帧同步的极性。
6.如权利要求1所述的设备，其中用于设置辅助通道位的记录帧的DC控制位位于该记录帧的末端。
7.一种用于将主通道的原始信号和辅助通道的辅助信号编码成调制位流的设备，该设备包括：
变换器(2)，其用于将所述原始信号变换成原始数据位流，该原始数据位流包括许多记录帧，每个记录帧都以帧同步开始，随后是许多DC控制块，每个控制块都包括许多原始数据位和DC控制位，
如权利要求1至6中任一项所述的用于将所述辅助通道的所述辅助信号嵌入所述原始数据位流中的设备(3)，以及
利用第一或第二调制表的调制编码器(4)，特别是17PP调制编码器(4)，其中第二调制表仅用于记录帧的最后几位的预定组合的调制编码，并且其中帧同步的第一位表示哪一个调制表用于前一个记录帧的最后几位的调制编码。
8.如权利要求7所述的用于编码的设备，其中所述调制编码器(4)是17PP调制编码器，且其适应于将主调制表和终端调制表用于调制编码，所述终端调制表用于记录帧的最后几位的预定组合的调制编码，在这种情况下，将下一个记录帧的帧同步的第一位设置成位值1。
9.一种用于从调制位流中提取辅助通道的辅助信号的设备，该调制位流代表具有已嵌入辅助信号的主通道的原始数据位流，其中所述原始数据位流包括许多记录帧(12)，每个记录帧都以帧同步开始，随后是许多DC控制块，每个控制块都包括许多原始数据位和DC控制位，并且其中已经利用第一或第二调制表对所述具有已嵌入辅助信号的所述原始数据位流进行了调制编码，特别是通过17PP调制编码器(4)来进行调制编码，其中第二调制表仅用于记录帧的最后几位的预定组合的调制编码，帧同步的第一位表示哪一个调制表用于前一个记录帧的最后几位的调制编码，
所述设备包括极性检查单元(21)，其用于检查直接在已调制的第一记录帧之后的已调制第二记录帧的帧同步的极性，所述极性代表所述辅助信号的辅助位的位值。
10.如权利要求9所述的设备，其中所述检查单元(21)适合于检查在帧同步的同步体中I9游程长度处的极性。
11.一种用于将辅助通道的辅助信号嵌入主通道的原始数据位流中的方法，其中所述原始数据位流包括许多记录帧(12)，每个记录帧都以帧同步开始，随后是许多DC控制块，每个DC控制块都包括许多原始数据位和DC控制位，并且其中利用第一或第二调制表对带有嵌入的辅助信号的所述原始数据位流进行调制编码，特别是由17PP调制编码器(4)来进行所述调制编码，其中该第二调制表仅用于记录帧最后几位的预定组合的调制编码，并且其中帧同步的第一位表示已经使用哪个调制表来对前一个记录帧的最后几位进行了调制编码，所述方法包括以下步骤：
-检查将第一记录帧的最后一个DC控制位设置为两个不同位值是否会导致直接位于所述第一记录帧之后的第二记录帧的帧同步的相同极性，
-进行设置，
a)在所述检查导致不同极性的第一种情况下，将第一记录帧的最后一个DC控制位设置成由要嵌入的所述辅助信号的辅助位的位值来控制的位值，产生代表所述辅助位的位值的第二记录帧的帧同步的极性，或者
b)在所述检查导致相同极性的第二种情况下，将第一记录帧的倒数第二个DC控制位或者第二记录帧的帧同步的第一位设置成由所述辅助位的位值来控制的位值。
12.一种用于将主通道的原始信号和辅助通道的辅助信号编码成调制位流的方法，该方法包括以下步骤：
用于将所述原始信号变换成原始数据位流，该原始数据位流包括许多记录帧(12)，每个记录帧都以帧同步开始，随后是许多DC控制块，每个控制块都包括许多原始数据位和DC控制位，
通过如权利要求11所述的方法将所述辅助通道的所述辅助信号嵌入所述原始数据位流中，以及
利用第一或第二调制表的调制编码，特别是17PP调制编码，其中第二调制表仅用于记录帧的最后几位的预定组合的调制编码，并且其中帧同步的第一位表示哪一个调制表用于前一个记录帧的最后几位的调制编码。
13.一种用于从调制位流中提取辅助通道的辅助信号的方法，该调制位流代表具有已嵌入辅助信号的主通道的原始数据位流，其中所述原始数据位流包括许多记录帧(12)，每个记录帧都以帧同步开始，随后是许多DC控制块，每个控制块都包括许多原始数据位和DC控制位，并且其中已经利用第一或第二调制表对所述具有已嵌入辅助信号的所述原始数据位流进行了调制编码，特别是通过17PP调制编码器(4)来进行调制编码，其中第二调制表仅用于记录帧的最后几位的预定组合的调制编码，帧同步的第一位表示哪一个调制表用于前一个记录帧的最后几位的调制编码，
包括检查直接在已调制第一记录帧之后的已调制第二记录帧的帧同步的极性的步骤，所述极性代表所述辅助信号的辅助位的位值。
14.一种用于存储调制位流的记录载体，该调制位流代表已经将辅助通道的辅助信号嵌入到其中的主通道的原始数据位流，其中
所述调制位流包括许多已调制记录帧(12)，每个已调制记录帧都以帧同步开始，随后是许多DC控制块，每个控制块都包括许多原始数据位和DC控制位，
利用第一或第二调制表由调制编码器对具有已嵌入辅助信号的所述原始数据位流进行调制编码，特别是由17PP调制编码器(4)进行调制编码，其中第二调制表仅用于记录帧的最后几位的预定组合的调制编码，并且帧同步的第一位表示哪一个调制表用于前一个记录帧的最后几位的调制编码，以及
如果将第一记录帧的最后一个DC控制位设置成两个不同的位值引起直接在所述第一记录帧之后的所述第二记录帧的帧同步的相同极性，那么将第一记录帧的倒数第二个DC控制位或者第二记录帧的帧同步的第一位设置成由嵌入在所述原始数据位流中的所述辅助信号的辅助位的位值来控制的位值，产生所述辅助位的位值的第二记录帧的帧同步的极性。
15.如权利要求14所述的记录载体，其中将一个或多个已调制记录帧的帧同步的第一位设置成一位值，考虑到所述第一位之前的最后几个调制位该位值是不正确的。
16.一种用于携带调制位流的信号，该调制位流代表已经将辅助通道的辅助信号嵌入到其中的主通道的原始数据位流，其中
所述调制位流包括许多已调制记录帧(12)，每个已调制记录帧都以帧同步开始，随后是许多DC控制块，每个控制块都包括许多原始数据位和DC控制位，
利用第一或第二调制表由调制编码器对具有已嵌入辅助信号的所述原始数据位流进行调制编码，特别是由17PP调制编码器(4)进行调制编码，其中第二调制表仅用于记录帧的最后几位的预定组合的调制编码，并且帧同步的第一位表示哪一个调制表用于前一个记录帧的最后几位的调制编码，以及
如果将第一记录帧的最后一个DC控制位设置成两个不同的位值引起直接在所述第一记录帧之后的所述第二记录帧的帧同步的相同极性，那么将第一记录帧的倒数第二个DC控制位或者第二记录帧的帧同步的第一位设置成由嵌入在所述原始数据位流中的所述辅助信号的辅助位的位值来控制的位值，产生代表所述辅助位的位值的第二记录帧的帧同步的极性。
17.一种计算机程序，其包括程序代码装置，其用于在计算机上执行所述计算机程序时在计算机上执行如权利要求11、12或13所述方法的各步骤。
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