CN101231862A - 数据输出、回放、记录以及记录和回放方法和设备 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种数据输出、回放、记录以及记录和回放方法和设备。更具体地，涉及一种将从记录媒介中读取的数据输出的方法，包括：将从记录媒介中读取的数据解码，在所述被解码的数据作为记录数据被输出时，将电子水印信息嵌入在所述被解码的数据中，并且输出所得到的数据。

Description

数据输出、回放、记录以及记录和回放方法和设备
本申请是申请号为01141108.2、申请日为2001年8月31日、发明名称为“数据输出、回放、记录以及记录和回放方法和设备”的专利申请的分案申请。
技术领域
本发明涉及一种数据输出方法和设备，用来输出所要保护，使其不受版权侵犯的目录数据，所述目录数据包括音频数据、电影等的视频数据以及游戏程序数据。本发明还涉及一种数据回放方法和设备，用来回放这种目录数据，还涉及一种数据记录和回放方法和设备，用来记录和回放所述目录数据。
背景技术
随着最近在互联网、光盘、数字光盘等上的数字内容的普及，涉及这种数字内容的非法复制(拷贝)的版权侵犯逐渐成为一个问题。
因此，为了解决版权保护的问题，已经采取措施把版权信息例如复制控制信息加到数字内容上，这样该附加的信息被用来防止该内容在没有得到授权的情况下被复制(拷贝)。一种值得注意的防止非法拷贝的技术是电子水印方法，该方法使得难以篡改附加的信息。
电子水印技术是这样一种技术，其中附加的信息作为噪音被嵌入在视频或音频数据的一部分中，该噪音对于人们来说是不可察觉的，也就是说，它对于所得到的音乐或图象来说是多余的。
已经采用该电子水印技术被嵌入在视频或音频数据中的附加信息不容易被删除。同时，即使该附加的信息被嵌入在已经被过滤或被压缩的视频或音频数据中，该嵌入的附加信息也能从那种视频或音频数据中被探测出。
因此，内容数据被传送，其中版权信息例如复制生成限制信息已经作为电子水印附加信息(以下称为“电子水印信息”)被嵌入，并且用来进行复制(拷贝)控制，从而在该内容数据上实现一种有效的版权保护。
嵌入在内容数据中的数字水印信息是看不见听不着的，但不会完全不影响所重现的和输出的声音或读出的和输出的图象的质量。
也就是说，在采用电子水印信息的传统版权保护方法中，其中电子水印信息被预先嵌入在内容数据中，而不考虑被传送之前的记录(复制)应用，从而使最终的音乐或图象的质量可能在某种程度遭到破坏。
发明内容
本发明的一个目的在于提供一种输出从记录媒介种读出的数据的方法，该方法解决了上述问题。
本发明的另一个目的在于提供一种解决了上述问题的数据记录方法。
本发明还有一个目的在于提供一种解决了上述问题的数据输出方法。
本发明还有一个目的在于提供一种解决了上述问题的记录介质的记录设备。
本发明的另一个目的在于提供一种解决了上述问题的记录介质的回放设备。
根据本发明，提供了一种输出从记录媒介中所读取数据的方法。该方法包括以下步骤：把从记录媒介中读出的数据解码；在该被解码的数据作为记录数据被输出的条件下将电子水印信息嵌入被解码的数据中。
根据本发明，提供一种数据记录方法。该方法包括以下步骤：确定从被接收的数据中是否探测出电子水印信息；如果探测到电子水印信息，则根据被探测到的电子水印信息执行被接收的数据的记录操作；并且，如果没有探测到电子水印信息的话，则取消被接收的数据的记录操作。
根据本发明，提供一种输出从记录媒介中读出的数据的方法。该方法包括以下步骤：从记录媒介中读出的数据检测拷贝管理信息；确定被探测的拷贝管理信息；并且在该从记录媒介中读出的数据作为记录数据被输出的情况下，根据所确定的版权管理信息，将电子水印信息嵌入在从记录媒介中读出的数据中。
根据本发明，提供一种数据输出方法。该方法包括以下步骤：确定数据被输出到的目的装置的类型；确定该目的装置是否是一种能够在安全的状态下传送和接收数据的装置；在确定该目的装置是一种能够在安全的状态下传送和接收数据的装置的情况下，确定该目的装置是否是一种记录设备；在确定该目标装置是一种记录设备的情况下，确定附加在该输出数据上的拷贝管理信息；并且根据所确定的拷贝管理信息把电子水印信息嵌入输出数据。
根据本发明，提供一种记录媒介的回放设备，该设备包括磁头、解码器和加入装置。磁头从记录媒介中读取数据。解码器将来自磁头的输出信号解码。在来自解码器的数据作为记录数据被输出的情况下，加入装置将电子水印信息嵌入来自解码器的数据。
根据本发明，提供一种数据记录设备，该设备包括探测器、编码器和控制器。探测器探测来自被接收数据的电子水印信息。编码器将所接收的数据编码。控制器让从探测器中被探测到的电子水印信息能够被解码，并且根据被解码的电子水印信息控制来自编码器的数据的记录操作。
根据本发明，提供一种记录媒介的回放设备，该设备包括磁头、探测器和加入装置。磁头从记录媒介中读取数据。探测器从来自磁头的输出信号中探测拷贝管理信息。在从记录媒介中读取的数据作为记录数据被输出的情况下，根据从记录媒介中读取的数据中被探测到的拷贝管理信息，加入装置嵌入电子水印信息。
图1为根据本发明的第一实施方案的数据输出设备的方框图；
图2为用于说明根据第一实施方案的操作的视图；
图3A和3B为用于说明根据拷贝生成管理系统SCMS的信息的视图；
图4为用来说明根据第一实施方案的操作的程序框图；
图5为根据本发明的第一实施方案的数据记录设备的方框图；
图6为用于说明根据图5中所示的第一实施方案的数据记录设备的操作的程序框图；
图7为根据本发明的第二实施方案的数据输出设备的方框图；
图8A和8B为用于说明第二实施方案的视图；
图9为用于说明根据第二实施方案的操作的程序框图；
图10为根据本发明的第二实施方案的数据记录设备的方框图；
图11为用于说明根据图10中所示的第二实施方案的数据记录设备的操作的程序框图；
图12为根据本发明的第三实施方案的数据输出设备的方框图；
图13为用于说明根据第三实施方案的操作的程序框图；
图14为根据本发明第四实施方案的数据输出设备的方框图；
图15为用于说明根据第四实施方案的操作的程序框图。
具体实施方式
现在将参照这些附图对本发明的示例性实施方案进行描述。在以下的实施方案的说明中，内容数据为音乐数据。
第一实施方案
图1为根据本发明第一实施方案的数据回放设备的方框图。
光盘10包括能够被安装的只读(以下被称作“ROM(只读存储器)型”)光盘和可记录(以下被称作“RAM(随机存储器)型”)光盘，并且数据可以从任一类型的光盘中被读出。ROM型光盘是数据由唱片公司等的编辑系统记录的那种类型，而RAM型光盘是数据能够被使用者为了私人用途记录的那种类型。在第一实施方案中使用的RAM型光盘可以是一种CD-R(可记录光盘)光盘或CD-RW(可擦写光盘)。
光盘10在伺服电路12的作用下以和普通的CD播放机相同的速度转动，所述伺服电路12控制着主轴马达11的转速。由光头13从光盘10中读取的数据通过RF放大器14被送给解调电路15。
解调电路15解调根据EFM(8-14调制)所记录和调制的数据。由解调电路15解调的数据被送给ECC解码器16。ECC解码器16利用CIRC(交叉交插里德-索罗蒙码)来进行纠错，并且将经过纠错的音频PCM数据提供给水印添加电路17(以下被称作“WM添加电路”)。
来自水印产生电路23(以下被称作“WM产生电路”)的电子水印信息通过开关电路24被提供给WM添加电路17。该开关电路24响应于来自将在下文介绍的记录命令确定装置25的控制信号被打开或关闭。通过打开或关闭开关电路24，从而确定电子水印信息是否被WM添加电路17嵌入进音频PCM数据中。
在这里所采用的电子水印信息是一种拷贝生成限制信息，即用于音频数据的SCMS(串行拷贝管理系统)信息。该SCMS信息可以是图2中所示的二位SCMS信息。来自WM发生电路23的电子水印信息包含二位SCMS信息，用于根据被提供到其上的控制信息进行选择。在WM添加电路17中，该电子水印信息以一种即使与音频数据重叠也听不到的形式被嵌入在音频数据中。
WM添加电路17的输出数据作为数字输出数据被输出到数字输出终端19D，并且还被输送到D/A(数字-模拟)转换器18上以便转换成模拟信号，该信号然后从模拟输出终端19A中作为模拟输出信号被输出。
根据本发明的数据回放设备被设计成让使用者能够在播放光盘10的时候选择回放应用，也就是说，可以选择回放，以便重现声音，例如该数据作为可听得到的声音从扬声器等中被输出，也可以选择回放，以便复制或记录光盘10上所记录的数据，从而回放信号被输出到记录设备上。因此，根据本发明，键盘输入装置26包括：回放命令键，用来给出重现声音的回放命令；以及记录命令键，用来给出记录命令以便将回放信号输出到记录设备上。没有必要在该设备中将回放命令键和记录命令键彼此分开设置，并且这些键可以被结合成如一种单一的交互转换开关。
当在键盘输入装置26中操作记录命令键时，开关电路被打开，从而电子水印信息通过WM添加电路17被嵌入在音频数据中。也就是说，系统控制器20探测在键盘输入装置26中已经操作了哪个键，并且一旦它探测出记录命令键的操作，就通知记录命令确定装置25。然后，记录命令确定装置25确认回放信号被输出到记录设备上所采用的记录命令模式，并且打开开关电路24。这使得来自WM发生电路23的电子水印信息能够被输送给WM添加电路23以进行电子水印信息的嵌入。
在第一实施方案中，从WM发生电路23中所产生的电子水印信息根据装在该设备上的光盘10是ROM型的还是RAM型的来改变。
当它是ROM型光盘的时，记录在其上的音频数据一般可以是原始数据。因此，在SCSM中，该ROM型光盘的回放信号可以指示“允许第一级拷贝”，并且将要作为电子水印信息被嵌入的SCMS信息可以为二位信息[01]。
另一方面，当它是一种RAM型光盘时，被记录在其上的数据可以已经被拷贝过一次，并且将要作为电子水印信息被嵌入的SCMS信息可以是二位信息[11]。
在第一实施方案中，根据所装的光盘10的类型，WM发生电路23确定所要产生的电子水印信息。因此，所装的光盘10的类型在本发明中必须被确定出。根据本发明确定所装的光盘10的类型的方法在下面进行说明。
根据第一实施方案，其中凹坑31呈摇摆状分布的部分形成在ROM型光盘上，如图3A中所示。该凹坑摇摆信息在一般的记录设备中不能被记录，因此当拷贝在RAM型光盘上时候，被形成在图3B中所示的一系列凹坑中。
因此根据本发明，能够通过探测凹坑摇摆来看出该光盘10是ROM型光盘还是RAM型光盘。
来自光头13中的信息被送给摇摆探测电路21以确定图3A中所示的凹坑摇摆是否被探测出，并且该探测的输出被输送给媒介确定电路22。
媒介确定电路22根据是否发现有图3A中所示的凹坑摇摆来确定该光盘10是ROM型还是RAM型，并且将确定的结果输出到系统控制器20以及WM发生电路23上。
如上所述，当光盘10是ROM型光盘时，WM发生电路23产生作为电子水印信息的二位信息，指示“允许第一级拷贝”。当该光盘10为RAM型光盘时，它产生作为电子水印信息的表示“禁止拷贝”的二位信息。
当在键盘输入装置26中操作记录命令键时，WM发生电路23能够(可操作的)产生电子水印信息，并且开关电路24打开，从而该电子水印信息被WM添加电路17嵌入进随后要被输出的音频数据中。
系统控制器20使得用户所需的信息能够被显示在包括LCD(液晶显示器)在内的显示装置27上。
下面将参照图4中所示的程序框图，对根据已经参照图1描述过的第一实施方案的数据回放设备的数据回放操作(根据第一实施方案的数据回放方法)进行描述。
首先，确定该光盘10是否装在数据回放设备上(步骤S1)。然后，确定所装的光盘10是ROM型的还是RAM型的(步骤S2)。步骤S2中确定所装光盘10的类型是通过探测上述的凹坑摇摆来进行的。
接着，确定在键盘输入装置26中是否操作了回放命令键(步骤S3)。如果确定已经操作了回放命令键，则光盘10回放，并且，其中没有嵌入电子水印信息的数字信号或模拟信号作为回放数据从数字输出终端19D和/或模拟输出终端19A中被输出(步骤S4)。
响应于记录命令确定装置25的输出，WM发生电路23停止工作(不操作)并且开关电路24关闭。因此，电子水印信息就不会输送到WM添加电路17，并且来自ECC编码器16的数据从数字输出终端19D被输出和/或首先被转换成模拟信号，然后该模拟信号从模拟输出终端19A中被输出。
如果在步骤S3中确定还没有操作回放命令键的话，则确定记录命令键是否已经被操作(步骤S5)。如果确定记录命令键已经被操作，则确定在步骤S2中所确定的光盘类型是否为ROM型(步骤S6)。如果确定它是ROM型的话，则该光盘10被回放，并且该音频数据与被嵌入在其中的表示“允许第一级拷贝”的电子水印信息一起被输出(S7)。
由于已经操作了记录命令键，所以响应记录命令确定装置25的输出，WM发生电路23被激活并且开关电路24打开。指示该光盘10是ROM型的确定过程输出结果也从光盘类型确定电路22中被输送到WM发生电路23上。因此，表示“允许第一级拷贝”的电子水印信息通过WM添加电路17被嵌入在来自ECC编码器16的数据中。带有嵌入在其中的电子水印信息的音频数据从数据输出终端19D和/或模拟输出终端19A中被输出。
如果在步骤S6中确定光盘10是RAM型的话，则播放该光盘10，并且在该实施例中表示“禁止拷贝”的电子水印信息被嵌入在该音频数据中，然后该数据被输出。
由于记录命令键已经被操作，所以响应记录命令确定装置25的输出，WM发生电路23被激活并且开关电路24打开。表示光盘10是RAM型的确定过程输出结果也从光盘类型确定电路22中被输送给WM发生电路23。因此，表示“禁止拷贝”的电子水印信息通过WM发生电路17被嵌入在来自ECC编码器16的数据中。带有嵌入在其中表示“禁止拷贝”的电子水印信息的音频数据从数据输出终端19D被输出，或首先被转换成模拟信号，然后该模拟信号从模拟输出终端19A中被输出。
应该注意的是，如果在键盘输入装置26中已经操作了一个回放命令键和记录命令键之外的键的话，则执行对应于那个键的程序(步骤S9)。
因此，在第一实施方案的数据回放设备中，电子水印信息只是在从光盘10中读取的数据作为记录数据被输出的时候才被嵌入进音频数据中，同时该电子水印信息没有被嵌入在用于正常回放的数据中。由于该电子水印信息被嵌入在其中，避免了该数据的质量降低。
接下来，将对在响应根据上述程序输出的数据来记录数据的第一实施方案中的数据记录设备进行描述。图5为根据第一实施方案的数据记录设备的方框图。
在图5中，通过数字输入终端41D输入的数字音频PCM数据被输送给选择器42。通过模拟输入终端41A输入的模拟音频信号被输送给A/D转换器43以便转换成音频PCM数据，然后该数据被输送给选择器42。
系统控制器40输送给输入选择器42一种输入选择信号，该信号表示哪个音频PCM数据将要从输入选择器42中被输出。该系统控制器40还根据由用户操作通过键盘输入装置53输入的选择来产生出一种输入选择信号。
由选择器42得到的数据被输送给记录控制电路45以及水印探测电路44。水印探测电路44输出的探测结果被输送给系统控制器40。根据水印探测电路44输出的探测结果，该系统控制器40把控制信号输送给记录控制电路45以进行记录控制，该记录控制确定是执行记录操作还是不允许进行记录。
如果在记录控制电路45中确定进行记录的话，则该音频PCM数据从记录控制电路45被输送给ECC编码器46。
该ECC编码器46采用CIRC(交叉交插里德-索罗蒙码)在输入数据上进行纠错编码。该ECC编码器46将经过纠错编码的数据输送给记录调制电路47。该记录调制电路47根据EFM(8-14调制)在该数据上进行记录调制程序。
该记录调制电路47通过记录放大器48将被调制的数据输送给记录头49。该记录头49用来将数据写入RAM型光盘50中。该光盘50在主轴马达51的作用下转动，以便在伺服电路52的作用下通过具有恒定线性速度的伺服控制来提供预定的转速。该伺服电路52根据例如所要记录的音频PCM信号来产生出速度伺服信号，并且将该信号输送给主轴马达51。
在根据第一实施方案的数据记录设备中，如果该光盘50是CD-R型光盘，则记录头49对用作光盘50的记录层的有机染料层进行加热以使光盘50的基片变形以引起物理变化，从而具有与ROM型光盘的凹坑一样的功能，这样就可以记录数据了。如果光盘是CD-RW型光盘，则状态可以在晶体状态和非晶体状态之间可逆地改变，从而可以记录数据。
该系统控制器40使得用户所需的信息能够显示在显示装置54上。
下面将参照图6中所示的程序框图对根据已经参照图5描述的第一实施方案的数据记录设备的数据记录操作(根据第一实施方案的数据记录方法)进行描述。
首先，确定在键盘输入装置53中是否已经操作了记录命令键以给出一个记录命令(步骤S11)。如果确定没有操作记录命令键，则执行对应于已经操作的一些其他键的程序(S12)。
如果已经操作了记录命令键，则确定已经给出记录命令，并且进行电子水印信息的探测，从而确定是否探测到电子水印信息(步骤13)。
如上所述，根据本发明，如果选择了记录回放的话，则电子水印信息必须已经被嵌入在音频数据中。因此，如果没有探测到该电子水印信息的话，则可以认为该回放的数据是在未经允许的情况下输入的。
因此，如果在步骤S13中没有探测到电子水印信息的话，则系统控制器40控制记录控制电路45，不允许记录(步骤S17)。更具体地说，停止将记录数据输送给ECC编码器46，从而取消了记录操作。
如果在步骤S13中探测到电子水印信息的话，则该电子水印信息被解码(步骤S14)。确定被解码的电子水印信息是否表示“允许第一级拷贝”(步骤S15)。如果该信息表示“允许第一级拷贝”，则记录控制电路45被控制以执行记录操作(步骤S16)。然后，该数据被输送给ECC编码器46以及随后的部件，从而该数据被复制和记录在光盘50上。
如果在步骤S15中确定电子水印信息表示“禁止记录”的话，则该过程前进到步骤S17，在该步骤中记录操作被取消。然后，记录过程结束。
因此，根据本发明的数据记录设备是这样布置的：复制和记录操作只有在电子水印信息被嵌入在数据中的时候才能进行。因此，如果该电子水印信息被改为从所记录的数据中删去的话，则不允许对该数据进行复制和记录，从而防止了非法复制。
如上所述，其中没有嵌入电子水印信息的数据不能被复制和记录。因此，在数据回放设备中，如果光盘10是ROM型的话，则该数据与嵌入在其中的电子水印信息一起被输出，而如果该光盘10是RAM型的话，则该数据在不带有嵌入在其中的电子水印信息的条件下被输出，从而提供和上述一样的优点。
在那种情况中，在数据回放设备中，没有必要嵌入遵守SCMS的电子水印信息，并且某些数据应该只是作为电子水印信息被嵌入。在该数据记录设备中，应该只确定是否探测到电子水印信息，并且图6的电子水印信息解码步骤S14是不必要的，从而使得该过程更加简单。
在根据第一实施方案的数据回放设备中，开关电路24被打开或关闭以控制电子水印信息的嵌入，但是并不是必须提供开关电路24，并且WM发生电路23可以被打开或关闭，从而提供了同样的优点。
第二实施方案
根据本发明的第二实施方案，根据输出信号的格式采用不同的电子水印信息，并且根据所要输出的内容数据是原始数据(当播放ROM型光盘时)还是拷贝的数据(当播放RAM型光盘时)，以不同方式嵌入电子水印信息。
图7为根据第二实施方案的数据回放设备的方框图。图7的说明与图1的说明的不同之处在于，两种类型的水印添加电路装置分别设置用于数字输出数据格式和用于模拟输出数据格式。在图7中，相同的引用编号指代图1中那些相同部件。
根据第二实施方案，来自ECC解码器16的数据通过数字水印添加电路(以下被称为“DWM添加电路”)17D被输送给数字输出终端19D，并且被输送给D/A转换器18以便转换成模拟信号。所得到的模拟信号通过模拟水印添加电路(以下被称为“AWM添加电路”)17A被输送给模拟输出终端19A。
用于来自数字水印产生电路(以下被称为“DWM产生电路”)23D的数字数据的电子水印信息通过开关电路24D被输送给DWM添加电路17D。用于来自模拟水印产生电路(以下被称为“AWM产生电路”)23A的模拟数据(下文被称作模拟水印信息)的电子水印信息通过开关电路24A被输送给AWM添加电路17A。
光盘类型确定电路22输出的确定结果被输送给DWM发生电路23D和AWM发生电路23A。
根据第二实施方案，记录命令确定装置25确定为记录命令选择的是数字输出还是模拟输出。键盘输入装置26还包括用于数字输出和模拟输出的输出选择键。系统控制器20识别记录命令键和输出选择键，并且将这些键上的信息传送到记录命令确定装置25。
根据识别的结果，记录命令确定装置25输出用于控制DWM发生电路23D和开关电路24D的信号，或者输出用于控制AWM发生电路23A和开关电路24A的信号。如果两个输出都被选择的话，则输出用于控制两者的信号。
如上所述，根据所要被输出的内容数据是原始数据还是拷贝数据，DWM发生电路23D和AWM发生电路23A各自产生并输出不同的电子水印信息。在这一点上，使声音质量的降低尽可能最小的电子水印信息被嵌入在原始数据中。另一方面，即使在牺牲了声音质量的条件下也能提供精确度更高的电子水印信息探测的电子水印信息被嵌入在拷贝数据中。
例如，DWM产生电路23D产生出被嵌入在用于原始数据的16位PCM数据的最低有效位(LSB)中的电子水印信息，同时产生出被嵌入在用于拷贝数据的16位PCM数据中的高达4SB(从LSB起第四位)中的电子水印信息。
AWM产生电路23A产生出被嵌入如图8A所示在听不见的50kHz附近中的部分中用于原始数据的电子水印信息，并且产生出如图8B所示嵌入在15kHz附近的部分中的用于拷贝数据的电子水印信息。
其他部件的结构与图1中所示的数据回放设备中的一样。
下面将参照图9中所示的程序框图来对根据已经参照图7被描述的第二实施方案的数据回放设备的数据回放操作(根据第二实施方案的数据回放方法)进行描述。
首先，确定光盘10是否被装在该数据回放设备中(步骤21)。然后以和图4中的步骤S2相同的方式确定所装的光盘10是ROM型的还是RAM型的(步骤S22)。
接下来，确定在键盘输入装置26中是否已经操作了回放命令键(步骤S23)。如果确定已经操作了回放命令键，则该光盘10被回放，并且回放的数据从数字输出终端19D和/或模拟输出终端19A中被输出，同时电子水印信息没有被嵌入在输出信号中，所述输出信号随着来自该设备的回放命令而被输出(步骤S24)。
响应记录命令确定装置25的输出，DWM产生电路23D和AWM产生电路23A被停止(不可操作)并且开关电路24D和开关电路24A被关闭。因此电子水印信息不会被输送到DWM添加电路27D和AWM添加电路27A，并且来自ECC编码器16的数据从数字输出终端19D和/或模拟输出终端19A中被输出。
如果在步骤S23中确定还没有操作回放命令键，则接着确定是否操作了以模拟输出格式的记录命令(步骤S25)键。如果确定已经操作了以模拟输出格式的记录命令键，则播放光盘10，并且音频数据与被嵌入在其中的模拟水印信息从数据回放设备中被输出(步骤S26)，所述模拟水印信息与在步骤S22中所确定的光盘类型一致。
响应记录命令确定装置25的输出，AWM产生电路23A被激活并且开关电路24A被打开。根据光盘类型确定电路22输出的光盘类型的确定结果，AWM发生电路23A确定所要回放和输出的数据是原始数据或拷贝数据。如果确定是原始数据，表示“允许第一级拷贝”的电子水印信息被输送到AWM添加电路17A中，这样它以图8A中所示的方式被嵌入。如果确定是拷贝数据，则表示“禁止拷贝”的电子水印信息被输送给AWM添加电路17A，这样它以图8B中所示的方式被嵌入。模拟音频数据与被嵌入其中的电子水印信息一起从模拟输出终端19A被输出。
如果在步骤S25中确定还没有操作具有模拟输出格式的记录命令键的话，则接着确定是否已经操作了具有数字输出格式的记录命令键(步骤S27)。如果确定已经操作了具有数字输出格式的记录命令键，则光盘10被回放，并且音频数据与被嵌入在其中的与在步骤S22中被确认出的光盘类型一致的数字水印信息一起从数字回放设备中被输出(S28)。
响应记录命令确定装置25的输出，DWM产生电路23D被激活并且开关电路24D被打开。根据光盘类型确定电路22输出的光盘类型确定结果，该DWM产生电路23D确定所要被回放的数据是原始数据还是拷贝数据。如果确定是原始数据，则表示“允许第一级拷贝”的电子水印信息被输送给DWM添加电路17D，从而它只被嵌入在所要回放和输出的数据的LSB中。如果确定是拷贝数据，则表示“禁止拷贝”的电子水印信息被输送给DWM添加电路17D，从而它被嵌入在所要回放和输出的数据的从LSB起最多4SB中。该数字音频数据与这样被嵌入在其中的电子水印信息一起从数字输出终端19D被输出。
如果在键盘输入装置26中已经操作了回放命令键和记录命令键之外的其它键，则执行根据那个键所代表的过程(步骤S29)。
接下来，将对通过上述程序响应数据输出来记录数据的第二实施方案的数据记录设备进行描述。图10为根据第二实施方案的数据记录设备的方框图。相同的引用编号指代在根据图5中所示的第一实施方案的数据记录设备中的那些相同的部件。
在图10中，通过数字输入终端41D输入的数字音频PCM数据被输送给选择器42，并且被输送给数字水印探测电路55(以下被称为“DWM探测电路”)。通过模拟输入终端41A输入的模拟音频信号被输送给A/D转换器43，并且被输送给模拟水印探测电路56(以下被称为“AWM探测电路”)。
根据第二实施方案，DWM探测电路55和AWM探测电路56各自探测用于原始数据和拷贝数据的电子水印信息。
DWM探测电路55输出的探测结果和AWM探测电路56输出的探测结果被输送给系统控制器40。该系统控制器40根据输出的这些探测结果来控制记录控制电路45以实现记录控制。如果用于原始数据的电子水印信息和用于拷贝数据的电子水印信息都被DWM探测电路55或AWM探测电路56探测到的话，则用于拷贝数据的电子水印信息被解码用于记录控制。在记录控制电路45之后的其它部件的结构与图5中所示的数据记录设备中一样。
图11为用于说明根据图10中所示的第二实施方案的数据记录设备的数据记录操作(根据第二实施方案的数据记录方法)的程序框图。
首先，确定在键盘输入装置53中的记录命令键是否已经被操作以给出记录命令(步骤S31)。如果确定还没有操作记录命令键，则执行已经操作了的根据某些其它键的过程(步骤S32)。
如果记录命令键已经被操作，则确定记录命令已经被给出，并且确定该输入的数据是否具有模拟信号格式(步骤S33)。如果确定输入具有模拟信号格式，则进行模拟水印信息的探测，从而确定是否探测到该模拟水印信息(步骤S34)。
如上所述，根据第二实施方案，如果模拟数据被回放以进行记录的话，则该模拟水印信息必须已经被嵌入在该音频数据中。因此，如果没有探测到该模拟水印信息的话，则可以认为该回放数据是在未经允许的情况下输入的。
因此，如果在步骤S34中没有探测到该模拟水印信息的话，则系统控制器40控制这该记录控制电路45，从而不允许该记录(步骤S38)。更具体地说，停止将记录数据输送给ECC编码器46，从而取消了该记录操作。
如果在步骤S34中探测到该模拟水印信息的话，则该模拟水印信息被解码(步骤S35)。确定该被解码的模拟水印信息是否表示“允许第一级拷贝”(步骤S36)。如果它表示“允许第一级拷贝”，则该记录控制电路45被控制以执行记录操作(步骤S37)。然后，该数据被输送给ECC编码器46和随后的部件，从而该数据被复制并被记录在该光盘50上。
如果在步骤S36中确定该模拟水印信息表示“禁止复制”，则该过程前进到步骤S38，在该步骤中记录操作被终止。
如果在步骤S33中确定输入是以数字信号格式而不是模拟信号格式的话，则进行数字水印信息的探测，从而确定出是否探测到该数字水印信息(步骤S39)。如果在步骤S39中没有探测到该数字水印信息，则系统控制器40控制记录控制电路45，从而不允许进行记录(步骤S38)。更具体地说，停止将记录数据输送给ECC编码器46，从而取消了记录操作。
如果在步骤S39中探测到数字水印信息，则数字水印信息被解码(步骤S40)。确定该被解码的数字水印信息是否表示“允许第一级拷贝”(步骤S41)。如果它表示“允许第一级拷贝”，则控制记录控制电路45以执行记录操作(步骤S42)。然后，该数据被输送给ECC编码器46和随后的部件，从而该数据被复制并被记录在该光盘50上。
如果在步骤S41中确定该数字水印信息表示“禁止记录”，则该过程前进到步骤S38，在该步骤中记录操作被取消。然后，该记录过程终止。
因此，在第二实施方案的数据回放设备中，电子水印信息只有在已经操作了记录命令键的时候才被嵌入进音频数据中，同时该电子水印信息没有被嵌入在用于正常回放的数据中。由于该被嵌入在其中的电子水印信息，避免了所得到的数据的质量的降低。
另外，嵌入该电子水印信息的方法可以根据具有数字信号格式的输出或具有模拟信号格式的输出来适当地改变。电子水印信息可以根据所要被回放和输出的原始数据或拷贝数据以不同的方式被嵌入。因此，能够得到数据质量的保持以及可靠的版权保护性能最优的水印。
在根据第二实施方案的数据回放设备中，开关电路24D和24A被打开或关闭以控制电子水印信息的嵌入，但是没有必要设置该开关电路24D和24A，并且DWM产生电路23D和AWM产生电路23A可以被打开或关闭，从而提供相同的优点。
上面所述的模拟和数字水印工艺只是示例性的，根据本发明的水印工艺并不局限于此。
如上所述，其中没有被嵌入电子水印信息的数据不能被复制和记录，如在第一实施方案中。因此在根据第二实施方案的数据回放设备中，该电子水印信息在该光盘10为ROM型的时候被嵌入，同时该电子水印信息在光盘10为RAM型的时候没有被嵌入，从而提供了如上所述的相同优点。
在根据第二实施方案的数据回放设备中，没有必要嵌入遵守SCSM的电子水印信息，并且某些数据应该只是作为电子水印信息被嵌入。在该数据记录设备中，应该只是确定是否探测出该模拟或数字水印信息，并且图11的电子水印信息解码步骤S35和S40是不必要的，从而使该过程更加简单。
应该指出的是，和第二实施方案类似，根据第一实施方案的数据回放设备还可以根据所要回放和输出的原始数据或拷贝数据来采用不同的嵌入电子水印信息的方法。
第三实施方案
在第一和第二实施方案中，所要嵌入的电子水印信息的内容是根据光盘类型来确定的。但是，在本发明的第三实施方案中，所要嵌入的电子水印信息是根据预先被加入在内容数据上的拷贝管理信息来确定的。其它设计与第一和第二实施方案中的一样。
根据图12中所示的数据回放设备，设置了拷贝管理信息探测电路28和拷贝管理信息确定电路29来代替图7中所示的摇摆探测电路21和光盘类型确定电路22。拷贝管理信息确定电路29输出的确定结果被输送给DWM产生电路23D和AWM产生电路23A，并被输送给系统控制器20。其它部件的结构和图7中所示的那些一样。
根据第三实施方案的拷贝管理信息可以是和音频数据一起被记录在光盘10上的SCMS信息。它还可以是事先被嵌入在光盘10上的音频数据中的电子水印信息。在后一种情况中，拷贝管理信息探测电路28和拷贝管理信息确定电路29可以被更换为电子水印信息探测电路。该电子水印信息是SCMS信息。
根据第三实施方案，如果由拷贝管理信息确定电路29所确定的拷贝管理信息表示“允许第一级拷贝”，则可以认为自光盘10的数据是原始数据。如果由拷贝管理信息确定电路29所确定的拷贝管理信息表示“禁止拷贝”，则可以认为自光盘10的数据是曾经拷贝过的数据。
因此，在第三实施方案中，如果在键盘输入装置26中已经给出了记录命令，则模拟水印信息和数字水印信息根据拷贝管理信息确定电路29输出的确定结果以与上述相同的方式被产生。
图13为根据第三实施方案的数据回放设备的操作的程序框图。在图13中，采用步骤S220、S260和S280来代替图9中程序框图的步骤S22、S26和S28，图9说明了根据第二实施方案的数据回放设备的操作。其它步骤是相同的。
更具体地说，在根据第二实施方案的图9的步骤S22确定光盘类型的时候，在图13的步骤S220中探测并识别出拷贝管理信息。在模拟水印信息和数字水印信息在第二实施方案中的图9的步骤S26和S28中都根据光盘类型被产生的时候，在图13的步骤S260和S280中根据拷贝管理信息输出的确定结果产生出该模拟水印信息和数字水印信息。更具体地说，如果在步骤S220中识别出的拷贝管理信息表示“允许第一级拷贝”，则在步骤S260和S280中产生出表示“禁止记录”的电子水印信息。如果在步骤S220中被识别出的拷贝管理信息表示“禁止记录”，则即使在已经给出记录命令的条件下也不会输出具有模拟格式或具有数字格式的数据。如果拷贝管理信息表示“免费拷贝”，则在步骤S260和S280中产生出表示“免费拷贝”的电子水印信息。
在该第三实施方案中具有与第二实施方案相同的优点。还可以做出与第二实施方案中相同的改动和变化。
第四实施方案
图14为根据本发明的第四实施方案的数据输出设备。该根据第四实施方案的数据输出设备可以被做成一种用来接收数字电视卫星广播的机顶盒。
如在图14中所示，在根据由用户操作的频道选择的频道选择控制信号从控制装置60被输送给频道选择电路61的时候，该频道选择电路61把所选择的频道的信号输送给去扰电路62以去扰该广播信号。该被去扰的频道信号被输送给信号分离电路63。由于来自频道选择电路61的输出信号包含多个广播程序数据，所以信号分离电路63根据由用户从控制装置60中选择的广播程序提取广播程序数据。
来自信号分离电路63的广播程序音频数据已经采用MPEG被压缩。因此，来自信号分离电路63的音频数据被输送给音频数据解码电路64，并且采用MPEG被解码以便被扩展。
已经采用MPEG被解码的数据通过DWM添加电路65被输送给数字输出终端68D。已经采用MPEG被解码的该数据通过D/A转换器70被转换成模拟信号，并且还通过AWM添加电路71被输送给模拟输出终端74A。来自信号分离电路63的被压缩的音频数据也通过用于被压缩数据的电子水印信息添加电路(以下被称为“CWM添加电路”)被输送给加密电路78，然后通过IEEE 1394接口79被输送给压缩信号输出终端80C。
根据第四实施方案，来自音频数据解码电路64的信号被输送给SCMS解码电路69，并且附在该音频数据上的SCMS信息被解码。对应于根据第三实施方案的拷贝管理信息的来自SCMS解码电路69的SCMS信息被输送给DWM产生电路66、AWM产生电路72以及CWM产生电路76，并且开关控制信号被输送给开关电路67、73和77。控制装置60包括记录命令确定装置。
以与第三实施方案相同的方式，响应已经给出的记录命令，该回放数据和具有模拟信号的输出格式和具有数字信号的输出格式被嵌入在其中的电子水印信息一起被输出。
但是在第四实施方案中，如果即使还没有给出记录命令就通过键盘输入装置81给出具有压缩数据格式的输出回放数据的命令的话，则该电子水印信息被自动地嵌入在向前输出给数据记录设备上的回放数据中。
在第四实施方案中，与在第二实施方案中一样，根据原始数据或拷贝数据可以采用不同的嵌入该电子水印信息的方法。根据模拟信号的输出格式或数字信号的输出模式被处理的电子水印信息和在第二实施方案中的一样。
和在第四实施方案中所用的一样，嵌入具有压缩数据输出格式的电子水印信息的方法用来把电子水印信息嵌入在DCT(离散余弦变换)系数中，这样该电子水印信息只是被嵌入在原始数据的最高级别的系数中，同时该电子水印信息被嵌入在拷贝数据的系数(最高级别减2)中。
在第四实施方案中，如果以模拟输出格式或以数字输出格式给出记录命令的话，则执行和上述实施方案相同的操作，其说明不再赘述。现在对以压缩数据格式的操作进行说明。
图15为用于说明根据第四实施方案的数据回放设备的IEEE 1394接口输出控制的程序框图。
首先在步骤S51中，通过IEEE1394总线形成到/从输出目的地的通讯，并且确定出该输出目的地是否是一种能够以安全的状态发送/接收数据的装置，例如一种与IEEE 1394接口兼容的装置(以下被称为“顺应性装置”)。如果确定该装置不是一种顺应性装置的话，则控制前进到步骤S56，在该步骤中数字信息(已经采用MPEG被压缩的数据)被解密然后被输出，但是在解密过程中所用的密钥没有被发送到该输出目的地上。因此对于非顺应性装置来说就不可能将该数据解密。
如果在步骤S51中确定输出目的地是一种顺应性装置的话，则控制前进到S52以确定该输出目的地顺应性装置是否是一种记录装置。如果在步骤S52中确定该输出目的地不是一种记录装置的话，则控制程序跳到步骤S55，在该步骤中该数字信息(已经采用MPEG被压缩的数据)被解密然后被输出，并且在解密过程中所用的密钥也被传送给该输出目的地。
如果在步骤S52中确定该输出目的地是一种顺应性装置，则控制程序前进到步骤S53，在该步骤中SCMS信息被解码以确定它是否表示“允许第一级记录”。如果在步骤S53中确定该信息表示“禁止记录”而不是“允许第一级记录”，则该控制程序前进到步骤S56，在该步骤中数字信息(已经采用MPEG被压缩的数据)被解密然后被输出，但是在解密过程中所用的密钥不会被传送给该输出目的地。
如果在步骤S53中确定该信息表示“允许记录”，则从CWM产生电路76中通过的该压缩数据水印信息根据SCMS信息通过开关电路77被输送给CWM添加电路75。也就是说，如果已经给出了压缩数据输出命令的话，则该控制装置60使CWM产生电路76可操作，并且在输出目的地是一种记录装置时关闭开关电路77。
然后，该控制程序前进到步骤S55，在该步骤中数字信息(已经采用MPEG被压缩的数据)被解密然后被输出，并且在解密过程中所用的密钥也被传送给该输出目的地。也就是说，该压缩数据水印信息通过CWM添加电路75被嵌入在该压缩的数据中。所得到的数据通过解密电路78被解密，并且通过IEEE 1394接口79被传送给记录设备。
在传送目的地处的数据记录设备将该传送的数据解密，然后进行压缩数据水印信息的探测，从而如果没有探测到该压缩数据水印信息的话，则数据记录设备确定该水印信息表示不允许记录。如果探测到该水印信息的话，则该数据记录设备识别其内容以控制记录。
如上所述，根据第四实施方案，由于数据回放设备知道输出目的地是否是一种记录设备，所以用户只有给出具有压缩数据格式的输出命令才能提供合适的版权保护。
根据第四实施方案，没有必要设置开关电路67、73和77，并且DWM产生电路66、AWM产生电路72以及CWM产生电路76可以被打开或关闭，从而提供相同的优点。
附在所接收的数据上的拷贝管理信息并不局限于SCMS信息，它可以是电子水印信息或其它信息。
其它实施方案
虽然在第一到第四实施方案中该回放数据都是音频数据，但是应该理解的是根据本发明的数据并不局限于音频数据，它可以是所要进行版权保护的视频数据或游戏程序数据。
虽然所要被回放的记录媒介在所述的实施方案中是光盘，但是该记录媒介并不局限于光盘，它可以是一种插卡式存储器。该数据输出设备并不局限于回放设备，它可以做成一种接收设备例如在第四实施方案中的机顶盒，或者其它数据输出设备。本发明还可以通过一种用于输出从互联网上下载下来的数据的数据输出装置来实施。
在所述的实施方案中，如果在数据中没有嵌入电子水印信息，则不允许进行数据记录。但是，只要数据记录在实际上不被允许，那么该数据的记录可以被控制，从而该数据可以被记录但是不能被精确地记录。
另外，本发明还可以应用于在数据中嵌入了强电子水印信息的情况中，这样该电子水印信息总是禁止数据的拷贝。也就是说，在该情况下，如果允许拷贝的话，可以通过本发明得到一种可行的方法，在该方法中除了强电子水印信息之外还嵌入有表示“允许拷贝”的电子水印信息。

Claims (41)

1.一种输出从记录媒介中所读取的数据的方法，包括以下步骤：
对从所述记录媒介中读取的数据进行解码；
如果该被解码的数据作为记录数据被输出的话则在该被解码的数据中嵌入电子水印信息；以及
确定所述记录媒介的类型，并且根据确定的结果来改变所述电子水印信息。
2.一种如权利要求1所述的方法，还包括嵌入所述电子水印信息的步骤，如果记录媒介是只读记录媒介，则电子水印信息表示至少允许第一级记录。
3.一种如权利要求2所述的方法，还包括嵌入所述电子水印信息的步骤，如果记录媒介是可记录记录媒介，则电子水印信息表示禁止记录。
4.一种如权利要求1所述的方法，还包括嵌入所述电子水印信息的步骤，如果记录媒介是只读记录媒介，则电子水印信息表示原始数据。
5.一种如权利要求4所述的方法，还包括嵌入所述电子水印信息的步骤，如果记录媒介是可记录记录媒介，则电子水印信息表示被拷贝的数据。
6.一种如权利要求1所述的方法，其中根据从记录媒介中是否探测到凹坑摇摆部分来确定所述记录媒介的类型。
7.一种如权利要求1所述的方法，还包括在被解码的数据作为回放数据被输出时不把所述电子水印信息嵌入在所述被解码的数据中的步骤。
8.一种如权利要求1所述的方法，还包括嵌入所述电子水印信息的步骤，在被解码的数据以模拟格式被输出的时，电子水印信息用于所述被解码数据中的模拟数据。
9.一种如权利要8所述的方法，其中所述被解码的数据被转换成模拟信号，并且用于模拟数据的电子水印信息被嵌入在该模拟信号中。
10.一种如权利要求8所述的方法，还包括以下步骤：确定记录媒介的类型，并且根据确定的结果来改变用于模拟数据的电子水印信息。
11.一种如权利要求10所述的方法，还包括嵌入用于模拟数据的电子水印信息的步骤，如果记录媒介是只读型记录媒介，则电子水印信息至少表示允许第一级记录。
12.一种如权利要求11所述的方法，还包括嵌入用于模拟数据的电子水印信息的步骤，如果记录媒介是可记录型记录媒介，则电子水印信息表示禁止记录。
13.一种如权利要求10所述的方法，还包括嵌入用于模拟数据的电子水印信息的步骤，如果记录媒介是只读型记录媒介，则电子水印信息表示原始数据。
14.一种如权利要求13所述的方法，还包括嵌入用于模拟数据的电子水印信息的步骤，如果记录媒介是可记录型记录媒介，则电子水印信息表示被拷贝的数据。
15.一种如权利要求1所述的方法，还包括嵌入所述电子水印信息的步骤，在所述被解码的数据作为记录数据以数字格式被输出时，电子水印信息用于数字数据。
16.一种如权利要求15所述的方法，还包括以下步骤：确定记录媒介的类型，并且根据确定的结果来改变用于数字数据的电子水印信息。
17.一种如权利要求16所述的方法，还包括嵌入用于数字数据的电子水印信息的步骤，如果记录媒介是只读型记录媒介，则电子水印信息至少表示允许第一级记录。
18.一种如权利要求17所述的方法，还包括嵌入用于数字数据的电子水印信息的步骤，如果记录媒介是可记录型记录媒介，则电子水印信息表示禁止记录。
19.一种如权利要求16所述的方法，还包括嵌入用于数字数据的电子水印信息的步骤，如果记录媒介是只读型记录媒介，则电子水印信息表示原始数据。
20.一种如权利要求19所述的方法，还包括嵌入用于数字数据的电子水印信息的步骤，如果记录媒介是可记录型记录媒介，则电子水印信息表示被拷贝的数据。
21.一种如权利要求1所述的方法，还包括如下步骤：在操作键被操作以给出回放命令，以便在其上装有记录媒介的设备中执行回放操作时，不将所述电子水印信息嵌入所述被解码的数据中。
22.一种如权利要求21所述的方法，还包括如下步骤：在操作键被操作以给出记录命令，以便在其上装有记录媒介的设备中执行记录操作时，将所述电子水印信息嵌入所述被解码的数据中。
23.一种用于回放记录媒介的设备，包括：
用于从记录媒介中读取数据的头；
用于将来自所述头的输出信号解码的解码器；
添加装置，用于来自所述解码器的数据作为记录数据被输出时，将电子水印信息嵌入在来自所述解码器的数据中；以及
确定电路，用于根据来自所述头的输出信号来确定所述记录媒介的类型，
根据所述确定电路所得到的确定结果，所述添加装置加入与所述记录媒介一致的电子水印信息。
24.一种如权利要求23所述的设备，如果所述确定电路确定所述记录媒介是只读型记录媒介，则所述添加装置加入表示至少允许第一级记录的所述电子水印信息。
25.一种如权利要求23所述的设备，如果所述确定电路确定记录媒介是一种可记录型媒介，则所述添加装置加入表示禁止记录的所述电子水印信息。
26.一种如权利要求23所述的设备，其中所述添加装置包括：用于根据所述确定电路的确定结果来产生出电子水印信息的产生电路，以及用于将由所述产生电路产生出的电子水印信息加入到来自所述解码器的数据中的添加电路。
27.一种如权利要求26所述的设备，其中所述添加装置还包括位于所述产生装置和所述添加电路之间的开关电路，所述设备还包括用于在来自所述解码器的数据作为记录数据被输出的时候关闭所述开关电路的控制器。
28.一种如权利要求27所述的设备，其中所述控制器在来自所述解码器的数据作为回放数据被输出时打开所述开关电路。
29.一种如权利要求23所述的设备，其中在所述确定电路确定所述记录媒介是一种只读型记录媒介时，所述添加装置加入表示原始数据的所述电子水印信息。
30.一种如权利要求23所述的设备，其中在所述确定电路确定所述记录媒介是一种可记录型记录媒介时，所述添加装置加入表示被拷贝的数据的所述电子水印信息。
31.一种如权利要求23所述的设备，通过从来自所述头的输出信号中确定出是否得到摇摆凹坑的探测信号，所述确定装置确定记录媒介的类型。
32.一种如权利要求23所述的设备，当来自所述解码器的数据作为回放数据被输出时，所述确定装置不把所述电子水印信息加入到来自所述解码器的数据中。
33.一种如权利要求23所述的的设备，当来自所述解码器的数据作为记录数据被输出时，所述确定装置根据来自所述解码器的数据的输出格式加入电子水印信息。
34.一种如权利要求33所述的设备，其中在来自所述解码器的数据作为记录数据被输出时，如果来自所述解码器的数据是以模拟信号格式输出时，则所述添加装置加入用于模拟数据的电子水印信息。
35.一种如权利要求34所述的设备，还包括用于将来自所述解码器的数据转换成模拟信号的转换器，其中所述添加装置包括：用于产生出用于模拟数据的电子水印信息的产生电路，以及用于将用于模拟数据的所产生出的电子水印信息加入进来自所述转换器的模拟信号中的添加电路。
36.一种如权利要求35所述的设备，其中所述添加电路还包括位于所述产生电路和所述添加电路之间的开关电路，所述设备还包括在来自所述解码器的数据作为记录数据被输出的时候关闭所述开关电路的控制器。
37.一种如权利要求36所述的设备，其中所述控制器在来自所述解码器的数据作为回放数据被输出时打开所述开关电路。
38.一种如权利要求33所述的设备，其中在来自所述解码器的数据作为记录数据被输出时，如果来自所述解码器的数据是以数字信号格式被输出，则所述添加装置加入用于数字数据的电子水印信息。
39.一种如权利要求38的设备，其中添加装置包括：用于产生出用于数字数据的电子水印信息的产生电路，以及用于将用于数字数据的电子水印信息加入进来自所述转换器的数据中的添加电路。
40.一种如权利要求39所述的设备，其中所述添加电路还包括位于所述产生电路和所述添加电路之间的开关电路，所述播放设备还包括在来自所述解码器的数据作为记录数据被输出的时候关闭所述开关电路的控制器。
41.一种如权利要求40所述的设备，其中所述控制器在来自所述解码器的数据作为回放数据被输出时打开所述开关电路。
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