CN1367926A - 存储在可移动存储媒体上的内容升级的制作的系统、方法及物品 - Google Patents

Abstract

本发明提供了用于更新存储在一个便携式存储媒体上的内容的制作的系统、方法和物品。当一个用户将一个便携式存储媒体放入一个机器时,存储在该便携式存储媒体上的内容立刻被读取。在读取存储在该便携式存储媒体上的内容之后,访问一个单独的存储媒体并从中接收内容。这些来自该单独的存储媒体的内容是该便携式存储媒体的更新内容。然后显示该单独的存储媒体的内容。

Description

存储在可移动存储媒体上的内容升级的制作的系 统、方法及物品

本发明所属技术领域

本发明涉及一种可移动存储媒体，特别涉及一种在制造后内容可更新的可移动存储媒体。

与本发明相关的背景技术

光盘存储技术是将信息作为一系列排列在一个环状磁盘表面磁道中的精微的凹点和光滑的区域来进行存储的。通过使一道聚焦的激光束沿着磁道移动，检测激光束在磁盘上精微的凹点和光滑区域上反射的激光束强度的变化来读取存储的信息。

数字化多功能光盘(DVD)是一种越来越被广泛应用的光存储媒体。DVD产品可以被用于保存视频、音频和计算机资料。目前，DVD类型包括：用于保存视频节目的DVD-Video，用于存储计算机资料的DVD-ROM，和用于存储音频信息的DVD-Audio。由于DVD产品的多功能性，它的用途非常广泛，包括家庭娱乐，计算机和商业信息系统。电影、电视和音乐制作人正逐渐转向以DVD产品作为存储媒体，向大众提供电影、电视剧插曲和音乐唱片。

DVD产品是提供全长度电影的最佳媒体。DVD产品可以产生类似摄影棚的视频和音频效果，这比CD磁盘的效果要好。DVD产品也比录像带更耐用，并且不会由于使用而磨损。现在，一个DVD已可以存储八小时以上的高品质数字视频信息，并且能存储多重音频和对白的字幕信息。DVD产品也可以在存储信息时，让视频进行自动和无缝切换，从而允许浏览在单独一个盘片上的多个情节线索。此外，DVD产品也可以将电影字幕、片头以及制作人员和工作人员的人名等信息存储为文本信息。DVD产品还可以包含菜单和其它图形界面，可以帮助用户读取磁盘提供的不同的放映内容，从而增强用户的娱乐。

然而，在过去存储在消费者最普遍使用的光磁盘存储媒体(包括那些在DVD上的)上的电影和音频记录是以固定的，只读的格式提供的。使用这样一个格式，信息一旦被存储在磁盘上，这个信息通常会很快过时，因为在原始信息存储在磁盘之后，其它新的信息就不可能再加进去。这样，制造商就面临这样一个问题，如何用这种光磁盘存储媒体的格式来给消费者提供最新的、最时尚的产品。这个问题还会产生这样的结果，固定的、只读格式的磁盘在发行使用时，在它成为过时产品之前的保存期限会很短。最后的结果是，制造商不得不定期回收已经陈旧、过时的磁盘，并同时用新的磁盘，发行他们产品的更新版本，以此为他们的消费者提供最新的产品。

举一个例子，如果一部存储在磁盘上的电影中的演员的电影胶片包括在这张光盘中，那么要想返回和更新光盘内容，使其包含在光盘制成之后，这些演员又上演的新的电影是不可能的。如果电影磁盘在制成之后几个月提供给消费者，这时演员可能又拍了其它电影。结果，获得此光盘的消费者，当他浏览存储在磁盘中的电影胶片时不可能得知这些后来拍摄的电影。这样，为消费者提供电影光盘的制造商，就不得不回收旧电影磁盘，并发行包含在电影胶片更新版本内的演员后来又拍的电影制成的新光盘。

由固定的、只读格式带来另一个问题就是：一旦作品被存储在磁盘后，修改错误是不可能的。例如，如果存储在只读格式的磁盘上的电影中的文本出现拼写错误，这张磁盘就得被销毁，然后改正了的文本就得存在一张新光盘上。这个过程开销很大，可能会降低发行某些电影光盘可获取的利润。

使用这种固定的只读格式的制造商还会遇到的问题就是，为已拥有制造商的这种格式的产品的消费者提供更新和更正的产品是很困难的。例如，使用固定的，只读的格式，如果不为用户提供新生产的包含更新内容的光盘，制造商就无法为已购买该产品的用户附加补充菜单和其它的图形界面。一种可以采取的方法就是，制造商可以向购买了现有产品的客户宣布召回声明，提供该产品的最新版本作为现有产品的替代。然而，这样做耗费太多的财力，人力和时间，并且通常收效不大，原因是已有的用户很少愿意费力将光盘返还给制造商。另一种制造商可以采取的方法就是，为已拥有产品的消费者发送新生产的光盘，而不需要他们返还旧光盘。然而，这样做就会导致用户将他的旧光盘(还有用的)处理给其它消费者，那样就非常有害地降低了新消费者对制造商产品的需求。

发明简述

本发明提供了用于更新存储在一个便携式存储媒体上的内容的制造的系统、方法和物品。当一个便携式存储媒体由用户插入一个机器后，存储在便携式存储媒体上的内容就被读取了。在读取该便携式存储媒体的内容之后，访问一个单独的存储媒体，并从中接收一些内容。从该单独的存储媒体上接收的内容就是该便携式存储媒体的更新内容。然后显示该单独的存储媒体的内容。

在一优选实施例中，在接收到由用户实施的用户行为指示后访问该单独的存储设备。在此实施例的一个情况中，这类用户行为可以是从存储在该便携式存储媒体上的内容的一个菜单或类似物中选择至少一部分内容。

在本发明的另一优选实施例中，该便携式存储媒体的内容可与单独的存储媒体的内容比较，这样，只有在单独的存储媒体上的内容是便携式存储媒体的更新内容时，单独的存储媒体的内容才可以被接收。

在本发明的另一优选实施例中，该单独的存储媒体可以是一远程服务器，其能通过一个广域网如国际互连网络与机器连接。在此优选实施例的一个情况中，该远程服务器的内容在一个本地存储媒体中被快取，以便让这些快取的内容接下来还可以使用。作为一种选择，该优选实施例的这种情况还需要确定远程服务器和机器之间的连接是否存在，以便当确定连接不存在时，该快取内容可从当地存储媒体接收。如果连接存在，远程服务器将被自动访问。在本发明的这个实施例的另一种情况中，该单独的存储媒体的内容可以使用超文本链接标示语言(HTML)来显示。

本发明还包含这样一些实施例，其中该便携式存储媒体是一个光盘，例如激光光盘、数字化多功能光盘(DVD)、光盘只读存储器(CD-ROM)、可写光盘(CD-W)、和可复写光盘(CD-RW)。可选地，在这些实施例中，信息可以存储在特定光盘的脉冲刻写区(BCA)或其它存储区域中。

本发明还包括另外一个实施例，其中所接收到的单独的存储媒体的更新内容包括基于以下信息所选取的内容，例如：内容的拥有者、用户简介、该便携式存储媒体的零售商、该便携式存储媒体的批发商、机器的制造商、该便携式存储媒体的生产日期、该便携式存储媒体的内容的版本、和/或该便携式存储媒体的标识符。在此实施例中，所接收到的单独的存储媒体的更新内容也可以有选择的包含一个菜单。

本发明使得更新存储在固定的、只读格式媒体中的内容变得容易了。使用本发明，固定的、只读格式媒体的保存期限大大延长。旧的固定的、只读格式的媒体不再会因为要用新的媒体给用户提供更多的最新的信息、或为了更改存储在媒体上的错误信息而被替换。在一个实际应用的例子中，本发明对于更新包含在固定的、只读格式媒体中的广告，以便新的广告能定期的面向媒体的用户是特别有用的。此外，内容还可以针对用户的情况制作。这样广告可以以一种灵活的方式特别地根据特定用户的要求和口味定制。

本发明还允许只读媒体的设计适合某个用户的需要和爱好，从而增加该用户欣赏固定的、只读格式媒体上内容的快乐。此外，本发明还允许固定的、只读格式媒体上的信息可以限时释放或定期解锁，促使用户定期使用该媒体以便读取新发布的资料。

附图简要说明

通过以下对本发明的优选实施例的详细说明及参考附图，可以更好地理解前述内容和其他目的、特点及优点，其中：

图1是用以说明本发明的更新存储在一个便携式存储媒体上的内容的方法的一个方块图。

图2是用以描述本发明设计的通过一个网络接收更新内容的一个实施例的流程图。

图3是用图示说明图2的实施例使用的一个流程图。

图4是说明根据本发明的一个实施例，当没有更新信息时，显示来自一个DVD的特定信息的一个流程图。

图5是说明根据本发明的一个实施例，显示在一个本地存储设备上快取的更新信息的流程图。

图6是说明根据本发明的一个实施例，显示来自一个远程服务器的更新信息的流程图。

图7是根据本发明的一个实施例的一个典型的硬件配置的详细方块图。

发明详述

本发明包括用于更新存储在一个便携式存储媒体上的内容的制作的系统、方法和物品。图1是一个方块图，说明用于更新存储在一个便携式存储媒体上的内容的方法100。在操作102中，在一个用户将该便携式存储媒体插入机器后，读取存储在该便携式存储媒体上的内容。在操作104中，在读取该便携式存储媒体的内容之后，访问一个单独的存储媒体。在操作106中，从单独的存储媒体上接收该便携式存储媒体的更新内容。最后，在操作108中，显示该单独的存储媒体的更新内容。也可以显示存储在该便携式存储媒体上的部分或全部内容。

应该注意的是，该便携式存储媒体可以是任何形式的能存储内容的电子/光学存储媒体。典型的便携式和单独的存储媒体包括本地或远程的可读取硬盘和软盘以及任何激光盘片，包括但不限于数字化多功能光盘(DVD)、光盘只读存储器(CD-ROM)、可写光盘(CD-W)、和可复写光盘(CD-RW)或者袖珍盘片(SONY公司生产)。然而，在本说明中，我们仍然把重点集中在便携式存储媒体的一个实施例，DVD上。

在本发明的一个实施例中，在接收用户实施的行为指示之后，该单独的存储媒体即被访问。在读取该便携式存储媒体的内容之后，可以显示存储在该便携式存储媒体上的内容。在这种情况下，用户的行为包括选择至少一部分显示的内容，例如，便携式存储媒体的一个菜单。

在本发明的另一个实施例中，便携式存储媒体上的内容和单独的存储媒体上的内容要进行比较，例如确定该单独的存储媒体的内容是否是该便携式存储媒体的更新内容。在一个实施例中，只有在该单独的存储媒体的内容是该便携式存储媒体的更新内容时，其内容才能被接收。

在图1的操作106所接收的该单独的存储媒体的更新内容，可以包括基于下列信息而选择的内容，例如：内容的拥有者、用户简介、便携式存储媒体的零售商、便携式存储媒体的批发商、机器的制造商、便携式存储媒体的生产日期、便携式存储媒体内容的版本及/或便携式存储媒体的标识符。

图2是用以描述本发明设计的通过一个网络接收更新内容的一个实施例的流程图。在这个实施例中，该单独的存储媒体是一种能通过一个广域网，如国际互连网，与机器连接的一个远程服务器。在操作200中，在用户将便携式存储媒体插入机器后，读取该便携式存储媒体的内容。在读取该便携式存储媒体的内容之后，在操作202访问一个远程服务器。在操作204在一个本地存储媒体快取来自该远程服务器(例如硬盘或RAM)的内容，其中快取的内容可以被存储以便马上或以后再用。操作205显示一个与操作200类似的操作，只是迟些执行。

在判断206确定该远程服务器和机器之间的连接是否存在。如果在判断206中确定连接存在，则使用判断208将快取的内容与远程服务器的内容相比较，以确定快取的内容是否包含最新的更新内容。如果确定快取的内容确实包含最新的更新内容，则在操作210中，从本地存储媒体接收快取的内容。如果确定快取的内容没有包含最新的更新内容，则在操作212中，从远程服务器中接收最新的更新版本。应该注意的是，通过将快取的内容与存储在远程服务器的原始资料进行比较，就能执行判断208。这个过程将在下文中更详细地介绍。

如果在判断206确定连接不存在，则在操作214中，从本地存储媒体接收快取的内容。最后，在操作216中，显示单独的存储媒体的更新内容。应该记住的是，该远程服务器可能包括一个远程数据库。可选地，如果连接存在，则该远程服务器可以自动访问。还有可选地，可以使用超文本链接标示语言(HTML)显示该单独的存储媒体的内容。

参考判断208，可通过参考和比较以下内容来确定资料是否是更新的信息：

·版本号—  简单的版本号比较

·日期—    简单的日期比较

·个性化—  根据用户简介/ID，人口统计内容，产品

·销售渠道—根据零售商，制造商，批发商，内容的拥有者

·与其它系统的无缝连接。

·例如，可由零售商“赞助”的一个更新菜单(其可以通过

  使用BCA来确定)

·或者根据用户简介，可以下载的一个个性化的音频信息流。

图3是用图示说明图2的实施例使用的一个流程图。图3的操作(1)中，将一个DVD 300插入播放器302。在操作(2)中，用户从影片目录DVD-Video菜单306中选取汤姆汉克斯304。如果没有国际互连网络连接，也没有本地快取的信息，则编辑在原始的DVD 300中的DVD-Video菜单308在操作(3)中显示。如果可以得到本地快取的信息310，但是没有国际互连网络连接，那么本地快取的信息310(代替或同DVD菜单308一起)在操作(4)中显示。如果国际互连网络连接存在，并可以从远程服务器314得到更新信息312，则在操作(5)下载该更新信息312并快取到一个本地快取器上。而且，在操作(5)显示该更新信息312(代替或同DVD菜单308一起)。

使用一个DVD的典型实施例试图总是为用户提供最新的信息。由于DVD是固定的(只写一次)，所以在制造和运输后，它会立刻过时。DVD上的某些内容可通过本地存储媒体或直接通过国际互连网络用最新的内容更新。利用本地存储媒体的优点是用户不必与国际互连网络进行物理的连接，连接国际互连网络会占用一条通讯线路诸如电话线(在用户自己负担网时费的情况下，国际互连网络的使用是非常昂贵的)。

在本实施例中，可通过国际互连网络从远程区域下载或“推出”内容或数字资料，然后将其存储在本地以便将来浏览。本发明可自动“提供”最新版本的信息(显示给用户)。软件可自动检测用户的设备状态：

·如果国际互连网络连接存在，则可通过国际互连网络显示最新的信息。在国际互连网络“空闲”期间，本发明的软件可自动下载(或快取)其它的更新信息到用户的本地存储设备上。

·如果国际互连网络连接不存在，软件可以提供/显示用户的本地存储设备上当前的最新信息(可能是前些时候从国际互连网络连接中下载的)。确定显示哪些信息的逻辑对消费者是无缝的和透明的。

·最后，如果没有可利用的更新信息，那么就使用DVD上的信息。

本发明的这个实施例通过利用具有下列内容的分布的数据库/控制结构来完成这个任务：

·整合到物理媒体(DVD)上的一个一级数据库

·存储在本地存储设备上的一个二级数据库。该二级数据库包含控制结构，用于确定何时显示来自(1)DVD，(2)用户的本地存储设备上的资源，或(3)国际互连网络的信息。这个二级数据库可以在检测国际互连网络连接后从服务器上下载。

·存储在一个远程服务器上作为主数据库的一个三级数据库。这个数据库被认为是最近、最新的资源或控制结构所在地。它还包含要下载到消费者的本地存储设备上的最新的控制结构。

图4至图6显示了根据上述的一个实施例，更新存储在DVD上的信息的几个典型示例。

图4是说明当没有更新信息时，从DVD上显示特定信息的一个流程图。当用户将一张DVD盘片插入一个播放器时，过程从400开始，并且如功能块402所示显示操作被一个用户行为启动。当用户在402选择部分视频信息来显示时，解释用户选择的逻辑被启动，如功能块404所示。然后如功能块406所示，该逻辑确定国际互连网络连接不存在并且进一步确定没有更新的信息下载或快取到用户的本地存储设备上。一旦该逻辑确定包含在DVD-Video内的信息是要显示的正确信息，则如功能块408所示该逻辑显示DVD-Video选择。最后，在操作410，一个事项被传送到一个本地数据库，在那里记录与操作408相关的这些事件。

图5是一个流程图，说明如何显示快取到用户的本地存储设备上的更新信息。当DVD盘片被用户插入一个播放器时此过程即从500开始。然后如功能块502所示，显示操作被一个用户行为启动。当用户在502选择部分视频信息来显示时，解释用户选择的逻辑被启动，如功能块504所示。然后如功能块506所示，该逻辑确定国际互连网络连接不存在并进而确定更新的信息已下载或快取到用户的本地存储设备上。一旦该逻辑确定快取到用户的本地存储设备上的更新信息可以显示，则如功能块508所示，该逻辑截断DVD-视频选择，代之以显示快取到本地的信息。最后，在操作510，一个事项被传送到一个本地数据库，在那里存储有关显示操作508的事件。

图6是一个流程图，说明如何显示来自远程服务器上的更新信息。这个过程从600开始此时用户将一个DVD盘片插入播放器，然后如功能块602所示，显示操作被一个用户的行为启动。当用户在602选择部分视频信息来显示时，解释用户选择的逻辑被启动，如功能块604所示。然后如功能块606所示，该逻辑确定可使用国际互连网络连接，并启动与一个远程服务器的连接。再依照功能块608所示，该服务器执行一个表查找，以便确定是否存在基于特定标准(使用版本号码，日期，用户标识符，零售商，等等)的可向用户显示的更新信息。用户信息可以包括说明一个特定用户的要求和偏好的简要信息。诸如BCA代码之类的信息可被用来确定传送适合的内容。依照功能块610所示，一旦该逻辑确定服务器上的更新信息可以显示，则截断DVD-Video选择，代之以显示来自服务器的更新信息。如果需要，如功能块612所示，还可以将更新信息快取到用户的本地存储设备上以便将来浏览(不需要再耗费网时与远程服务器连接)。最后，在操作614，一个事项被传送到一个本地数据库，在那里存储有关操作612的事件。

本发明的实施例的典型应用可以包含，例如，通过国际互连网络自动更新DVD-Video空间上的菜单，并将更新菜单显示给消费者。此外，该菜单可以根据特定标准，例如简介、零售商、计算机制造商等等，来度身定做。

其它典型的可以更新的DVD-Video选择/结构的组件包括，但不限于，章节/部分标题；标题；(摄像机的)角度；音频流，和子图片流。获得更新信息的方法

再来看图1，在操作104和106中更新内容的实际重新接收可以通过多种方式来执行。例如，重新接收的内容可能只包括一个小文件，这个小文件只包含了便携式存储媒体的内容与单独的存储媒体的更新内容不同的部分信息。如果更新内容或者，换句话说，文件，必须被发送，那么资料的数量会很大。典型的大文件资料量有上千万个字(10兆个字节)或更大。这类大文件通过国际互连网络这类媒体发送的话，从消费者的角度来看，花费的时间难以想象，并且从远程服务器的角度来看，耗费了大量的服务资源。

发送庞大的计算机文件上的更新内容的一种解决方法是采用压缩技术。现在标准压缩运算法有许多种，并且已被广泛使用。这些运算法一般可将一个庞大的可执行文件压缩成其原始大小的40％到60％，甚至还能将一些文本文件压缩地更小，从而减少了传送文件的费用。然而，对于非常大的计算机文件或文件包，即使将文件压缩至40％，仍然意味着较高的传送费用。

传送更新文件的另一种实用的方法是使用一种被称为比较程序的技术来比较旧文件和新修改的文件之间的差异，以便确定存在怎样的差异。一个这类文件系统，作为GNU UNIX一类操作系统的一部分，通过被称为差异(diff)和修补(patch)的工具发送出去，并用标准GNU文档说明。所说明的系统论述了一种方法：使用差异程序产生一个修补文件，然后将修补文件与旧文件结合而产生一个新的被修改的文件。当GNU修改系统应用于还在开发的UNIX类的操作系统时，它还不能推广到新的个人计算机系统的环境。该系统最通用的版本限于文本文件，而且仅仅获得有限的压缩。这些程序不能有效地处理其中进行了大量复杂修改的文件，例如，大量的块移动或将文本串随意拖动。这些程序还不能产生尽可能小的修补文件。

另一方面，还可以采用一种方法和系统用以从一个新文件和一个旧文件中产生一个差异文件，其中该差异文件指明在新旧文件之间进行的最少字节的变动。然后，这个系统允许用户将这个差异文件传送到一个计算机系统，再利用该差异文件和旧文件连同译码程序一起产生一个新的更改文件。该差异文件还可在本地保存，允许同一文件的多个版本被保存，而无须复制多余的信息。理想的情况是，即使在两个文件之间进行普通的变更，该差异文件也能达到尽可能的小，达到压缩至原来的10％或更小。

本发明可由含有一些组件、一种方法、和一个文件结构的软件系统组成，以便从一个新和一个旧文件中产生非常有效的差异文件(有时缩写成DIFF文件)，从而将一个差异文件传送到计算机系统，在那里，利用差异文件和旧文件的副本可以很快的产生一份新文件，并当新文件存在于单独的存储媒体上时，将其复制。该差异文件还可以在本地存储在该计算机系统，允许无须存储新文件就可从旧文件复制新文件。使用脉冲刻写区(BCA)制作更新的信息

一开始制造时，先产生各种形式的内容例如音乐、视频、资料、或其它种类的视频或音频娱乐或信息，并存储在便携式存储媒体中。接下来，在制造时，将存储媒体标识符，例如脉冲刻写区(BCA)嵌入该便携式存储媒体。应注意的是，该便携式存储媒体可以是能够存储内容的任何形式的电子/光学存储媒体。然而，在本说明中，我们把重点集中在便携式存储媒体的一个实施例，即DVD上。在最终消费者使用BCA标识

如前所述，当一个最终用户获得便携式存储媒体时，可以使用在便携式存储媒体上的跟踪标识符对其进行识别。通过这样标识，可在便携式存储媒体上形成各种特征。应注意的是，在一个实施例中，识别是通过计算机来完成的，并且软件在对便携式存储媒体识别后，控制所形成的特征。

例如，本发明可在像IBM兼容机、苹果MACINTISH机或基于工作站的UNIX这类的个人计算机设备环境中实现。一个具有代表性的硬件环境如图7所示，它依据一个优选实施例说明一个工作站典型的硬件配置，该实施例具有一个中央处理器710，例如，微处理机，和通过系统总线712相互连接的几个其它设备。图7所示的工作站包括一个随机存取存贮器(RAM)714，一个只读存储器(ROM)716，一个用来将外围设备(如硬盘存储设备720)与总线712连接的I/O适配器717，一个用于将一个键盘724、一个鼠标726、一个喇叭727、一个麦克风732、和/或其它的诸如触摸屏(未显示)之类的用户接口设备连接到总线712的用户接口适配器722，用于将工作站与通讯网络(如数据处理网络)连接的通讯适配器734和一个用于连接总线712和显示设备737的显示适配器736。典型的工作站皆装有操作系统，例如Microsoft WindowsNT，或者Windows/95操作系统(OS)，IBM OS/2操作系统，MAC OS，或UNIX操作系统。本领域技术人员应认识到本发明也可在其它前面没有提到的平台和操作系统上实现，所以例如说，CD或DVD都可以用于存储内容。此外，一个本地快取可被用于存储来自国际互连网络或其它资源的信息，以便将其用于更新CD或DVD的内容。因此，例如，如果一个人正在观看汤姆汉克斯(Tom Hanks)在Forrest Gump中的表演，本地快取将被关于阿波罗13号(Apollo 13)和拯救大兵瑞恩(Saving Private Ryan)的信息更改，从而促使该用户选择汤姆汉克斯的其它作品。而且，如果存在一个新的可执行文件，它也会被下载到本地快取以便执行。

一个优选实施例是用JAVA，C和C++语言编写的，并使用对象导向程序设计方法。越来越多的对象导向程序设计(OOP)用于开发复杂的应用程序。当OOP逐渐成为软件设计和开发的主流时，各种软件解决方法都需要适应它并利用它的优点。有必要采用OOP的原理来实现电子信息传递系统的信息传递界面，例如信息传递界面可以提供的OOP类和对象的集合。

OOP是使用对象开发计算机软件的程序，包括分析问题、设计系统和构造程序等步骤。对象是包含资料以及其相关的结构和程序的集合的软件包。因为它包含资料以及结构和过程的集合，它可以被看成是不需要其它附加结构、过程或资料来处理其特定任务的自足组件。因此，OOP把计算机程序看作大量称为对象的自足的组件集合，每个对象代表一个特定的任务。这种把资料、结构和过程等包装到一个组件或模块的概念称为封装。

通常，OOP组件是可再度利用的软件模块，它提供了遵循某对象模型的界面，并且可以通过组件整合体系结构在运行期间访问。组件整合体系结构是允许不同处理空间中的软件模块利用彼此的能力或功能的一套体系结构机制。这通常是通过假设一个通用组件对象模型来实现，在该模型上建立该体系结构。此处有必要区分一个对象和一类对象。一个对象是该类对象中的单独一个，一类对象通常称作一类。一类对象可以被看作是一个蓝图，从中可以形成许多对象。

OOP允许程序设计师建立一个对象以作为另一个对象的一部分。例如，代表活塞引擎的对象可说与代表活塞的对象有组成关系。实际上，活塞引擎包含活塞、阀门和许多其它组件；活塞是活塞引擎的一个组件的这一事实可以从逻辑上和语义上用OOP中的两个对象来表达。

OOP还允许建立依赖于另一个对象的对象。如果有两个对象，一个代表活塞引擎，另一个代表包含用陶瓷制成的活塞引擎，那么这两个对象之间的关系就不是组成关系。陶瓷活塞引擎并不构成活塞引擎。它只是一种较活塞引擎多一个限制条件的活塞引擎，即它的活塞是陶瓷做的。此时，代表陶瓷活塞引擎的对象称为导出对象，它继承了代表活塞引擎的对象的全部特征并进一步为它增加了一个限制或细节。代表陶瓷活塞引擎的对象“依赖于”代表活塞引擎的对象。这样的对象之间的关系称为继承。

当代表陶瓷活塞引擎的对象或类继承了代表活塞引擎的对象的全部特性时，它继承了定义于活塞引擎类的标准活塞的热学特征。但是，该陶瓷活塞引擎对象置换了有关特定的陶瓷热学特征，它通常与金属活塞的有关特征显著不同。它略过原来的功能，使用有关陶瓷活塞的新功能。不同种类的活塞引擎有不同的特征，但是可能具有相同的基础功能(如，在引擎中有多少活塞，点火序列，润滑油等)。为了访问任何活塞引擎目标中的这些功能的每一项，程序设计师可以用同样的名字呼叫同样的功能，但是每种类型的活塞引擎可以在相同的名字后面采用不同/置换的执行功能。在同一名字后面隐藏不同的执行功能的能力称为多态性，它大大地简化了对象之间的通信。

使用包含组成关系、封装、继承和多态性等概念，一个对象可以表达现实世界中的任何事物。事实上，我们对现实的逻辑理解是在确定可以成为对象导向软件中的对象的事物的种类中的唯一限制。一些典型的分类方法如下：

^*可以表达物理事物的对象，如在交通流量仿真中的汽车、在电路设计程序中的电子组件、经济模型中的国家、航空交通控制系统中的飞机。

^*可以代表计算机用户环境的单元的对象、如窗口、菜单、或图形对象。

^*一个对象可以代表一个目录清单，例如个人文档或城市的经纬度表。

^*一个对象还可以代表用户定义的数据类型，如时间、角度、复数、或平面中的点。

通过以具有众多能力的对象来表达任何逻辑上可分离的事物，OOP允许软件开发者来设计和实现以现实世界的一部分为模型的计算机程序，无论在现实中它是物理实体、过程、系统或事物的组合。因为对象可以代表任何事物，软件开发者可以建立作为将来更大的软件工程的一部分的对象。

如果新的OOP软件程序的90％包括已证明的、来自以前存在的可再度利用对象的现存的组件，那么仅有剩下的10％的新软件程序需要编写和测试。由于90％来自反复测试过的可再度利用对象，这些原始部分产生的错误可能是整个程序的10％。因此，OOP可使软件开发者从外部的已有的对象设计对象。

该程序十分类似用零件或子零件组装复杂的机器。因此，OOP技术使软件工程师更象硬件工程师，软件用现有的组件建立，这些组件可以用对象的形式提供。这既增加了开发速度又改善了软件质量。

程序语言正在开始全面支持OOP原理，例如封装、继承、多态性和包含关系。随着C++语言的出现，许多商用软件开发者开始使用OOP。C++是一种OOP语言，它提供一种快速的机器可执行的代码。而且，C++既适合商业应用又适合系统程序工程。现在，C++似乎是众多的OOP程序设计师的最流行的选择，但是还有其它OOP语言，如Smalltalk，Common Lisp Object System(CLOS)，以及Eiffel。另外，OOP能力被加入到更传统的流行计算机程序语言如Pascal中。

对象类的优点可以归纳如下：

^*对象及其相应的类把复杂的程序设计问题分解为许多小而简单的问题。

^*封装通过把资料组织到小而单独的可以互相通信的对象中增强了资料的抽象性。封装避免了对象内的资料被无意破坏，但允许其它对象通过呼叫对象的成员功能和结构来与资料互动。

^*子类和继承使通过从系统中存在的标准类导出新的对象来扩展和修改对象成为可能。因此，可以不必从头建立新的能力。

^*多态性和多重继承可使不同的程序设计师混合和匹配多种不同类的特征，并建立特定的对象按预想的方式与相关对象仍旧一起工作。

^*类分级和保存分级提供了灵活的机制来模拟现实世界对象及其之间的关系。

^*可以重复利用类的库在许多情形下是有用的，但它们也有局限性，例如：

^*复杂性：在一个复杂系统中，相关类的分级继承可能变得极其容易混淆，有几十个甚至数百个类。

^*流程控制：在类库的帮助下编写的程序仍要负责流程控制(即，它必须控制来自某一特定库的所有类之间的相互作用)。程序设计师必须确定在何时呼叫何种对象的何种功能。

^*加倍的努力：尽管类库允许程序设计师使用和再度利用许多小段的程序，但每个程序设计师以不同的方式组合这些程序段。两个不同的程序设计师使用相同的类库来编写完成同样事情的两个程序，其内部结构(例如，设计)可以完全不同，这取决于每个程序设计师在做此事时的几百个小的决定。不可避免的是，做类似事情的小段程序完成的形式稍有不同，而且其不能如预期的做地一样好。

类库十分灵活。当程序变得更复杂时，越来越多的程序设计师被迫一遍又一遍的对基本问题重新发明基本的解决方法。类库概念中的一个较新的扩展是有了类库架构。该架构更复杂，包含相互协作的多个类集合，它们采用小规模的模式和主要的机制来实现在特定的应用范围的通用需求和设计。它们当初是为了将应用程序设计人员从涉及个人计算机的显示菜单、窗口、对话框和其它标准用户接口组件的琐碎的工作中解放出来而开发的。

架构还代表程序设计师关于考虑自己编写的代码和其它人编写的代码之间的相互作用方式的改变。在早期的过程程序设计中，程序设计师呼叫操作系统提供的库来执行特定的任务，但基本上，程序从开始到结束执行代码页，程序设计师单独对流程控制负责。这对打印工资单、计算数学表，或解决其它用一种方式执行程序的问题有效。

图形用户接口的发展开始把程序设计方法完全颠倒过来。界面允许用户而不是程序逻辑来驱动程序，并确定何时执行特定的动作。现在，大部分个人计算机软件通过事件循环完成此动作，事件循环监视鼠标、键盘和其它外部事件来源，并根据用户执行的操作呼叫相应部分的程序代码。程序设计师不再确定事件发生的顺序。相反的，程序被分为在不可预测的时间以不可预测的顺序呼叫的独立的部分。通过此方法把控制权交给用户，开发者可以建立更易于使用的程序。但是，开发者编写的单独的程序片仍然呼叫操作系统提供的库以来完成某项任务，而程序设计师仍然必须确定在被事件循环呼叫之后每个程序片之内的流程控制。应用程序代码仍然“位于系统之上”。

即使事件循环程序需要程序设计师编写许多当单独为每个应用程序设计时所不需要的代码，但应用架构的概念还是进一步包含了事件循环概念。使用应用程序构架的程序设计师不再设计基本菜单、窗口、对话框的所有细节然后再把这些组合到一起，而是从适当的应用程序代码和基本用户接口元素开始工作。然后，他们从那里通过用想要的应用程序的特定功能替换架构的一些一般性功能来建立程序。

应用架构减少了程序设计师必须从开始编写的代码的总量。但是，因为架构实际上是一个显示窗口、支持复制和粘贴等一般性的应用，程序设计师可以比事件循环程序允许的程度更大的放弃控制权。架构代码负责几乎所有的事件处理和流程控制，只是在架构需要时才呼叫程序设计师的代码(例如，建立或操纵个人拥有的数据结构)。

编写架构程序的程序设计师不仅把控制权交给了用户(事件循环程序也已经如此)，而且把程序内部的流程控制的细节交给了架构。该方法允许建立以有趣的方式一起工作的更复杂的系统，而不是像单独的程序那样重复建立处理类似问题的常用的代码。

因此，如上述说明的，一个架构基本上是对给定问题域进行可再度利用设计方案的相互调整的类的集合。通常它包括提供默认行为(如对菜单和窗口)的对象，且程序设计师通过继承某些默认行为并置换其它行为来使用它，以便架构在合适的时间呼叫程序代码。

架构和类库有三个主要的不同：

^*行为与协议：类库实质上是行为的集合，当你的程序需要那些个别的行为时你就呼叫它们。另一方面，架构不仅提供行为而且提供协议或一套规则来控制行为组合的方式，包括程序设计师想提供的行为与架构所提供的行为之间的规则。

^*呼叫与置换：对类库而言，程序设计师把其对象实例化并呼叫它们的成员功能。对架构而言，有可能用同样的方法实例化和呼叫对象(如把架构看作一个类库)，但是为了充分利用架构的可再度利用的设计，程序设计师通常写入置换代码并由架构呼叫。架构管理对象内部的流程控制。编写程序的过程是把任务配送给不同的软件供架构呼叫，而不是指定这些不同的部分如何协同工作。

^*实现与设计：对类库而言，程序设计师只再度利用实现，而在架构中，他们还再度利用设计。架构体现了一族有关的程序或软件片。他代表适用于在给定域内的许多特定问题的一般性设计方法。例如，一个架构可以体现用户接口工作的方式，即使用同一架构建立的两个不同的用户接口用来处理大不相同的界面问题。

因此，通过开发各种不同问题和程序任务的架构，可以实现显著减少软件设计和开发的努力。本发明的优选实施例使用超文本链接标记语言(HTML)实现国际互连网络上的文件和通用的安全通信协议的协同工作，传输媒体使用该安全通信协议在客户和NewcoHTTP或其它可以方便的代替超文本标记语言HTML的协议之间通信。关于这些产品的信息参见T.Berners-Lee，D.Connoly，“RFC 1866：Hypertext Markup language-2.0”(1995年11月)和R.Fielding，H.Frystyk，T.Berners-Lee，J.Gettys和J.C.Mogul的“HypertextTransfer Protocol--HTTP/1.1：HTTP Working Group Internet Draft”(1996年5月2日)。HTML是用于建立便于从一个平台到另一个平台的超文本文件的简单的资料格式。HTML文件是具有一般的语义学特征的SGML文件，适合表达较宽范围内的信息。HTML被用于从1990年开始的全球信息网(WorldWide Web)的全球性信息。HTML是ISO标准8879的一个应用：1986信息处理文本和办公系统标准通用标记语言(SGML)。

目前，网络开发工具在建立动态网页应用时遇到了限制，动态网(Web)应用从客户扩展应用到服务器并与现有的计算机资源互动。直到最近，HTML已经成为开发基于网的解决方案中应用的主要技术。但是，HTML已证明在下列方面不合适：

^*性能差；

^*限制用户接口的能力；

^*只能产生静态网页面；

^*缺乏与现有的应用和资料互动的能力；及

^*无法扩充。

Sun Microsystem(太阳微系统)公司的Java语言解决了许多客户端的问题，通过：

^*改善客户端的性能；

^*使能够建立动态、实时网应用；及

^*提供建立大范围的各种用户接口组件的能力。

使用Java，开发者可以建立功能强大的用户接口(UI)组件。订制的“窗口小组件”(如实时读取量计数器，动画图标等)可以被建立，且客户端性能也可以改善。不像HTML，Java支持客户端验证的概念，下载合适的处理程序到客户端以改善性能。可以建立动态的、实时的网页。使用上面提到的订制UI组件，可以建立动态网页。

Sun的Java语言已经成为被业界认可的“国际互连网络程序设计”语言。Sun定义Java为：“一种简单的，对象导向的，分配的，解释的，强健的，安全的，架构中立的，便携的，高性能的，多线程的，动态的，术语兼容的，通用的程序编辑语言”。Java通过平台独立的Java小程序的形式支持国际互连网络程序设计。“Java小程序是小的特定的应用程序，遵循Sun的Java应用程序设计界面(API)，允许开发者添加“交互式内容”到Web文档(如，简单的动画，页装饰，基本游戏等)。Java小程序在与Java兼容的浏览器(例如Netscape Navigator)中执行，通过从服务器复制代码到客户端。从语言的立场，Java的核心特征基于C++。Sun的Java文献指出：Java是基础的，“从Objective C扩展了更多动态方法解决方案的C++”。

提供与JAVA相似功能的另一技术是由Microsoft(微软)和ActiveX Technologies提供的，给开发者和网页设计者必要的工具来设计国际互连网络和微机上的动态内容。ActiveX包含开发动画，3-D虚拟现实、视频和其它多媒体内容的工具。这些工具使用国际互连网络标准，在多平台上工作，得到超过100家公司的支持。该集团的积木式模块被称为ActiveX controls，是小而快速的组件使开发者能够把部分软件嵌入超文本标记语言(HTML)页。ActiveXcontrols和许多程序设计语言一起工作，包括Microsoft Visual C++，Borland Delphi，Microsoft Visual Basic程序设计系统，将来还要和微软的Java开发工具，代码命名为“Jakarta”，一起工作。ActiveXTechnologies还包括ActiveX服务器架构，允许开发者建立服务器应用。本领域的一般技术人员很容易地认识到可以用ActiveX替代Java来实现本发明而不会有不适的问题。替代实施例

应当注意在不偏离本发明的精神的前提下，各种编序置换都可以采用包括，但不限于水印、全息图、或任何其它类型来替代或结合BCA信息。水印

数字视频资料可以在品质无损的情况下重复拷贝。因此，视频资料的版权保护，在数字视频传递网络中比对模拟TV广播更重要。一种版权保护方法是在视频信号上附加“水印”，它携带关于所传送视频的发送者和接受者的信息。因此，水印可以用于识别和跟踪视频资料的不同拷贝。这些应用包括在万维网(WWW)上的视频发布、付费浏览视频广播、或者在视频盘或视频磁带上加标签。在所提到的应用中，视频资料通常以压缩格式存储。因此，水印必须嵌入到压缩域。根据另一优选实施例则提供一种强健的MPEG-2编码的视频水印方法。该方法的复杂程度比解码之后再于像素域加水印再重新编码的整个过程要减低许多。尽管已知的MPEG-2比特流已被部分改变，但该方法通过增加漂移补偿信号而避免了漂移现象。该方法已得到实现，且结果确认了一强健的水印可以被嵌入到MPEG-编码的视频信号中，其可用于安全传输速率为每秒几十个位的任意二进制信息。

该方法可方便的应用到其它视频编码方法，例如MPEG-1、H.261、和H.263。数字化水印存在于收敛点，此处，数字媒体内容的建立者和发布者要求局部化和安全的识别并认证该内容。因为盗版显然是一种对数字发布版权工作的侵害，所以设计复制和延伸复制的责任制是十分有价值的。考虑到各种形式的多媒体内容，不管“原版(master)”，立体声，NTSC制式视频，音频磁带或光盘，对质量降低的容忍程度随着个人情况不同而改变，并影响内容的根本商业和美学价值。

人们希望把版权、所有权、购买者信息或这些信息的组合与内容连以下列方式结在一起：不管是出于商业目的或其它的目的，其内容仅有在经历破坏而降低价值之后，才能在未经授权的情况下发布。人们认识到数字水印作为必要的商业内容发布(音频、视频、游戏等)的组件的重要性，这种法律认可和态度转变，通过参与数字内容商业发布的各种团体，将进一步推动可接受的参数的发展。

这些团体包括艺术家、工程师、工作室、国际互连网络访问供货商、出版商、代理、在线服务供货商、各种形式的内容传递增殖商、在线零售商、参与资金转移来裁定给目标群体实际传输的内容的个人或团体等。因为数字记录的特征变化很广，一个有价值的目标是提供工具来说明在一给定的数字化样本(视频、音频、虚拟现实等)中插入、保护和检测数字水印的最优化参数。以下所说明的最优化技术将使未经授权即移去包含这些参数的数字水印耗费大量的成本，从而保护给定的经济收益免遭未授权商业发布的影响。如果移除数字水印不需要使用特别昂贵的工具，最优化技术至少需要对内容信号的显著的损坏，使得未授权商业复制变得没有价值。假定一些产品的商业价值显示一定程度的盗版实际上无法察觉，并且版权持有者认为被回报以全部的经济利益是“合理的”。例如，总是有100美圆的假钞，假LEVI牛仔裤，假GUCCI包等在市场上存在，并获得潜在的经济回报-同样也有未经授权的音乐、操作系统(Windows 98等)、视频和其它多媒体产品的复制。但是，“数字市场”和物理市场的区别在于前者缺乏任何体系来设计责任制和产品鉴别的信任。对实体产品而言，公司和政府可对产品做标记并监视制造和销售能力来估计盗版的损失。前者仍缺乏增强机制，包括法律的、电子的和信息的活动来更好的教育消费者。

随着数字视频和数字视频广播的出现，版权保护的问题变得越来越重要，因为复制数字视频本质上不像仿真视频那样降低质量。一种版权保护的方法是附加水印到视频信号。水印是嵌入数字视频的比特流的数字编码，通常用来识别版权所有者。水印，如果应用到视频的个体复制，那么也可以用于识别每个复制品的接受者。该过程识别非法复制便于从接受者跟踪到制造者。对数字视频加水印，希望水印具有一些不同的特征。第一，水印应该以视频浏览者不能觉察或几乎不能觉察的方式嵌入。第二，水印应不能被有意或无意的对数字视频流或译码的视频的操作所消除，除非对该视频品质造成显著的降低而减少其商业价值(该特征称为“强健性”)。第三，因为视频可以存放在压缩格式(例如在“视频点播”服务器)中，人们希望能够在比特流中插入水印而无须首先对信号译码，然后在插入水印之后再编码。这可以用数字静态图像的水印来完成，但该方法并不适用于数字视频，这是因为视频信号提供的附加限制。许多数字视频应用程序是一种“恒定位速率”的应用程序，即不能容忍比特流传输速率的增加。即使在对恒定位速率没有限制的应用程序中，也应避免不必要的增加位速率，以便在有给定带宽的通道上传输时，能保持视频信号的实时译码能力。因此，最好在附加水印时不要增加视频信号的位速率。过去数字视频水印技术限制在对未压缩视频资料增加水印。但因为视频序列常以压缩格式(为了节约存储空间)存储，故独立识别信号的每一个接受者所增加的水印就需要经过信号译码、水印、重新编码、与传送信号等过程。这显然要增加传递视频序列任务的处理时间和处理负担。全息图

在共享的传送通道上交换信息和传送信息，给敏感信息的安全性带来了挑战。国际互连网络和企业内部网络是这类共享信息传送通道的两个例子，许多计算机通过局域通信网或广域通信网互相连接在一起。因此任何用户或入侵者都有可能截取通过该共享通道传输的敏感资料数据包。特别是国际互连网络正在迅速成为商业论坛，通过它的通道传输安全信息成为信息所有者主要关心的问题。资料加密技术可以用于增加在共享通道上交换和传输的数据的安全性。其最简单的形式是资料加密，使用基于特定运算法的“钥匙”来改变包含秘密信息的数据包的次序(“普通文字”)，从而该资料被加密或“混杂”成形式上与嵌入的秘密信息无关的格式(“加密文字”)。未授权用户因不具备加密方法(如加密运算法)的知识或基于加密方法所形成的钥匙的知识，就不能方便地对信息译码。授权用户使用基于加密方法的“钥匙”从混杂资料中把嵌入的信息复原。因此，即使未授权用户获得了混杂资料，还需要加密方法和特定钥匙的信息来破译嵌入其中的秘密信息。

一个著名的加密系统是美国国家标准局于1977年采用的数据加密标准(DES)。这是一个利用混合与扩散技术的安全钥匙加密系统，可以使用64位这样的短钥匙来获得可接受的安全性。根据目前的计算能力，基于DES的加密系统的钥匙的数字可以有512个钥匙。但是，增加钥匙长度的“代价”是导致在传送和接受编码信息过程中时间严重延迟。两种主要的加密系统是一个对称系统，即私人钥匙系统和不对称系统，亦即公用-私人钥匙系统。DES对称加密系统通常用长度为56位的钥匙加密64位块的普通文字。基本的结构模块DES(称做一轮)是根据钥匙进行替代组合然后进行文本置换。

普通文字通过16轮的功能编码，其通常是对文本的子集执行替代、置换、XOR与偏移操作，并且钥匙的方式为加密文字的每个位都依赖于普通文字的每个位和钥匙的每个位。这意味如果单一位的加密文字在传输过程中被破坏，那么整段信息就会损坏。这是DES类型块加密文字的另一个弱点。在每轮中，钥匙的不同子集，Ki，被用于执行加密(因此，K1被用于第一轮，Ki被用于第i轮等)。一个类似的运算法被用于对加密文字解密，但钥匙按相反的顺序起作用，左边的偏移操作改变为右边。由于DES运算法的复杂性，处理DES加密的速度就成了硬件或软件实现的处理器特征。例如，数字设备公司(Digital Equipment Corporation)制造的硬件DES芯片可以用每秒1G位的速率加密和解密，相当于每秒1.56亿个DES块。软件实现则要慢一些，例如，IBM3090主机每秒可以加密32,000个DES块。

一般用于微处理机的软件实现的性能如表1所示。表1加密速率使用一些微处理机总线宽度DES块处理器速度(MHz)(位)(每/秒)8088 4.7 8 37068000 7.6 16 90080286 6.0 16 1,10068020 16.0 323,50068030 16.0 32 3,90080280 25.0 16 5,00068030 50.0 329,60068040 25.0 32 16,00068040 40.0 32 23,20080486 33.0 3240,600。另一个现有技术的加密系统是加利福尼亚州的RSA数据安全性公司(RSA Data Security)的RSA公用钥匙加密系统(RASPublic Key Crypto system)。RSA是不对称加密系统，使用两种不同的钥匙：公用钥匙加密普通文字，私人钥匙解密加密文字。RSA的硬件实现通常比DES的硬件实现慢1000到10,000倍。在软件实现时，RSA通常比DES慢100倍。随着技术进步，可以改善加密速度，但是RSA的处理速度将难以达到对称加密系统的速度。因此，RSA通常不被看作DES或任何其它快速加密运算法的替代物。相反，RSA通常用于保证在交换秘密信息之前交换安全钥匙，而长信息用DES加密。

信息发送时，它的DES钥匙使用RSA公用钥匙加密。许多其它现有加密系统是DES类型的加密系统的变种。通常，人们担心随着计算机微处理器的进步，DES对付强力入侵将不够安全，因此从20世纪80年代开始人们就寻求其它方法。为适应该需要，开发了许多其它方法，被认为在所提供的安全性方面可以与DES竞争。这些系统的例子包括：

(1)Triple DES(三倍DES)，这是DES的变种，普通文字用DES运算法采用三种不同的钥匙连续加密。这通常等价于把DES钥匙的长度增加到112位。三倍加密普通文字是目前处理对DES安全性有疑虑的方法，但是这显然增加了加密和解密信息的流量。

(2)REDOC，有20字节(160位钥匙)的块运算法，它对80位的块进行操作。所有的操作(如替代、置换、钥匙XOR’s)都按字节执行，这使得用软件实现比DES更有效，后者的初始和结束置换难以用软件高效实现。另外，160位的钥匙可以使该运算法非常安全。

(3)Khufu是最近提出的64位块加密，它要求512位钥匙，轮数可变(16，或24，或32)。因为有大钥匙，和潜在的轮数扩展，该运算法的安全性应该比较高。但是，增加轮数就降低了加密的速率。

(4)IDEA是64位块加密，利用128位的钥匙。通常使用三种基本操作：XOR、加法模块2超16(addition modulo 2 sup 16)、以及乘法模块2超16。该运算法通常对16位子块操作，这使它很高效，即使在16位的处理器上。它目前的软件实现速度几乎与DES一样快。在考察了本技术领域各种加密运算法的限制和不足之后，本发明的发明人开发了一个基于光相位调制的新加密系统以及对应的在用户计算机和网络之间的实现界面。根据本发明的实施例可以交换任意方法，用于在数字化和通过共享网络(例如国际互连网)传输前将嵌入到数字比特流中的信息加密。

根据一优选实施例，通过给经过授权的用户对信息解密，全息脱密机可以用于接收端。随着具有高数据传输速率(例如，大于2.4G位每秒)的光纤网络越来越普及，本发明的许多优点中的一个是其具有潜力可达到极高速率的加密/解密速率(例如，大于1G位每秒)。在本发明的许多优选实施例中，数字资料包首先被转换到载波光束。这可以由二维空间光调制器完成。承载资料的光波的相位被相位混杂媒体连续的改变。然后，被改变了相位的承载资料的光波被用于形成带参考光束的光全息图。然后该全息图被转换成电信号，该电信号以数字形式经过共享传输通道到达目的地。在目的地混杂资料被接受，全息图显示在空间光调制器，并执行共轭重构来产生共轭相位扭曲的资料承载信号波形。全息媒体具有表达相位加密(置乱)媒体的信息，可以用于解除相位加密，并从共轭重构光波中提取嵌入的资料，其方法是使用光检测数组例如CCD数组。本发明的一个方面是使光加密钥匙达到大于10超6(10 sup 6)的钥匙，增强了安全性。

这是许多现有系统所难以实现的。本发明可使用如此巨大的加密钥匙是因为采用了独特的光仿真技术。本发明的另一方面是确保大加密钥匙的高速加密和解密，这在以前的系统中是很少达到的。本优选实例实现该功能的方法是使用高速光重构承载资料的全息图，和光数据处理设备的并行处理能力。本发明的另一方面是增强了加密体系的保密性，其方法是使用非传统的基于仿真技术的数字资料加密和解密。考虑到目前缺少基于仿真的加密解密基础理论，本发明就格外具有优势。基于运算法技术的强力加密系统侵入本发明的加密系统是不可能的。本发明的另一个方面是以不可见的方式使用光相位信息来加密和解密数字资料。本发明的另一方面是将光全息技术应用于加密和解密两个过程，进一步增强了加密系统的秘密性。本发明的另一个方面是承载资料的全息图的相位共轭重构在优选实施例中执行，以确保仿真解密过程的高度秘密性。本发明的另一方面是，整合了光处理技术、硬件加密、光电界面和高保真度、高速度数字信号传输来形成高安全性、快速、通用的加密系统，该系统独立于所使用的传输媒体工作。本发明的另一方面是，用一个步骤完成加密或解密过程，而不是在典型的对称加密体系中的16轮复杂计算。在根据本发明的光加密系统中，加密速度通常不受加密钥匙的大小所限制，而是受电-光和光-电信息形式转换系统速度的限制。其它编序保护

过去，商人们采用了各种方法来试图跟踪或识别他们的存货，却没有取得成功。雕刻、盖章、绘画以及做标记是他们采用过的几种方法。由于实际的应用问题，这些方法不能有效的应用到CD多媒体租赁业。

在光盘多媒体业界人们都知道，识别记录程序标题和作者的图形信息通常放置在CD的上表面。数字资料被存储在上表面之上或之下。尤其是数字资料被存储CD的上表面和下表面之间的这些图形信息的下面。CD的下表面由光亮的材料组成，在读取资料时，来自光盘播放器的激光束通过该表面向上发射。

数字资料是脆弱的，容易在处理过程中被损坏，典型的处理过程是用于识别商家的处理，如雕刻、盖章或做标记。如上所述，数字资料接近CD的上表面而不是接近其下表面。尽管CD的上表面包含的图形信息通常采用丝印，部分的保护了数字资料不受损坏，但丝印层比CD的下表面(包含光亮的材料)薄而且更脆弱。因此，人们很希望保护CD的上表面和靠近它的数字资料免遭物理损伤，例如刮痕。

雕刻可以用于识别商家。用带有识别标记的雕刻CD是有问题的，因为雕刻通常是在CD的上表面，这容易干扰接近它的数字资料。进一步，即使试图在数字资料似乎不太可能被损坏的光盘的下表面雕刻，资料仍可能在雕刻过程中被损坏，因为需要在CD的上表面施加压力来使光盘保持在一定的位置并且这些雕刻可能会产生热量。另外，雕刻是不令人喜欢的，因为它的劳动强度相对较大，成本较高，尤其是在高容量的情形下。

因此，商家考虑其它破坏力不强的识别方法，例如绘画。但绘画也不能提供有效的识别和安全，因为它所需的劳动、成本、以及该过程内在的不可靠性(人们可以轻易的复制这些图画)。此外，因为必须避免对数字资料的损坏，绘画可能产生其它问题。

识别产品和保证安全的其它可供选择的方法是使用普通的粘贴标签。这些标签不能提供有效的识别，因为这些标签可以被轻易地去掉，并重新粘贴上类似的标签，没有一种方法能明确地指出标签被篡改过。另外，这些标签难以在没有粘贴工作站(如这里披露的一种)的情况下手工粘贴到CD上(因为任何标签都应准确地贴到CD的中心)。另外，这些标签可以被容易的复制。

磁类型的EAS系统广泛用于防止偷盗商品，例如衣服、书、磁带和光盘等。电子产品监视(EAS)系统通常用于防止未经授权的从被保护区域拿走产品，例如图书馆或零售店。EAS系统通常包括一个检查区域或走廊，位于被保护区域的出口，检测附加到产品上的标记或识别。EAS系统基于磁场、射频(RF)、微波和限磁技术。不管关于哪种具体技术，EAS系统被设计成当被暴露在检查区域或走廊时，这些标记将产生一定的特征响应。检测这些特征响应就说明在走廊中有敏感的标记。EAS系统然后启动一些合适的安全措施，例如发出声音警报，锁定出口等。为了允许授权用户从保护区拿走产品，通常使用永久或可变的可消磁标记(如双状态标记)。

尽管EAS标记广泛用于防止窃贼偷盗光记录媒体，例如光盘和CD-ROM，标记通常附加到包含新光盘的包装上，而不能直接附加到光盘本身，因为图书馆和其它机构要反复登记和检验光盘，以满足消费者和客户的需要。有效的存货控制希望把EAS标记附加到光盘上。

一些可以直接附加到光盘的标记已开发出来。现有的Minnesota采矿和制造公司，St.Paul，Minn.的“DCD-1”就是单一的标记条带和安全覆盖可以附加到光盘上。但是，该标记影响了光盘的机械平衡，而进一步影响高速旋转的CD-ROM光驱、CD播放器或其它光记录媒体播放设备的操作，这些设备在正常操作时需要机械平衡。另一个产品，Knogo北美公司(Hauppauge，长岛，纽约)的“CD-Guard(警卫)”也有同样的机械平衡缺陷。在美国专利第5,347,508号披露了一种包含一嵌入式、通常为环型的、双状态EAS标记的光信息存储盘片。其它媒体

应当注意本发明的原则除了上面讨论的电子存储媒体外还可以应用于其它类型的媒体。盘状记录媒体(此处是光盘)记录和复制信息信号都使用激光束，现在商业上可以获得所谓的记录音频数据的压缩盘、记录计算机资料的CD-ROM、信息信号可以被记录一次的一次写入光盘、可以复制、记录和删除信息的可记录光盘。

只读光盘，例如CD或CD-ROM上有不规则模式的轨道，即根据所记录的信息在其表面形成的同心圆或散射状的相位凹点。特别的，只读光盘包括由透明的合成树脂，例如聚碳酸酯或PMMA(聚甲基丙烯酸甲酯)制成的盘片基础板、由金属如铝或金形成的反射薄膜以便覆盖在盘片基础板表面的相位凹点、以及一个保护层以便覆盖并保护反射薄膜。

当信息信号从只读光盘复制时，来自激光源的激光束从盘片基础板一侧被物镜会聚到只读光盘。在光盘上相位凹点产生的反射光被光检测器检测，并转换成具有与反射光的通量强度对应的信号级别的检测信号，这样允许信息信号的复制信号记录到所要得到的只读光盘上。

尽管只读光盘可以在市场上提供大批量不昂贵的产品(光盘)，但它不适合小批量需求的产品。为了此目的，一次写入光盘可适合小批量光盘产品，大量的资料可以容易地提供给用户。作为一次写入光盘，现有利用颜料的物理化学变化的一次写入光盘记录系统，单层孔一次写入光盘记录系统，多层孔一次写入光盘记录系统，相位改变一次写入光盘记录系统和冒泡式(bubble-forming)一次写入光盘记录系统。在复制时，以与只读光盘类似的方式，来自激光源的激光束(有较弱的复制激光能量)在被一物镜会聚的情况下从盘片基础板一侧照射到盘片上。然后，由预先记录的凹点调制的反射光被光检测器检测到，检测信号被转换成具有与反射光束强度对应的信号级别的检测信号，在那里使信息信号的复制信号存储在一次写入光盘上。

当信息信号被记录在上述一次写入光盘时，来自激光源的激光束(强记录激光能量)经过物镜会聚后从盘片基础板一侧照射到盘片。然后，该激光束的能量根据信息信号的不同或开或关来调制激光束，沿光盘的记录轨道形成对应信息信号的凹点(这些凹点与记录在只读光盘的凹点类似)。特别的，在单层孔记录系统的情形下，在记录轨道的被强激光束照射的区域形成孔，这些孔就是所记录的凹点。在多层孔记录系统的情形下，在记录轨道的被强激光束照射的区域形成孔，例如在第一层的薄膜，在第一层的这些孔就是所记录的凹点。

在相位改变记录系统中，在记录轨道的被强激光束照射的区域从无定型状态变为晶体状态，被改变为晶体状态的区域就是所记录的凹点。在冒泡记录系统的记录轨道中，被强激光照射的记录层区域隆起，该隆起区域就是所记录的凹点。

特别地，在一次写入光盘中，要形成引导槽(预开槽部分)以便允许对激光束的跟踪控制。在预开槽的对面形成一个端面为正弦波形(通常称为摆动波形)，该波形沿轨道具有预先确定的振幅和预先确定的周期。当摆动波形被激光束检测到时，可以用获得的摆动信号作为绝对的时间信息。摆动波形用于控制记录和复制设备系统，特别是在光盘上记录凹点的定时信息。进一步，摆动信号被用于光盘旋转和驱动方式的伺服控制，例如轴电动机。根据伺服控制操作，对轴电动机的旋转速度进行控制，这样使摆动信号的周期成为常数。

上述一次写入光盘通常具有槽记录10系统，其中凹点被记录在预开槽区域。当记录要记录在一次写入光盘上的信息资料时，根据通过光学检测在预开槽区域形成的摆动波形获得的摆动信号的周期，同步搜寻目标位置。当目标位置被检测时，上述要记录到一次写入光盘上的信息资料就根据预定的格式被记录到目标位置。

另一方面，在复制时，目标区域按上述方法搜寻。当目标位置被检测到时，根究插入到要被记录在一次写入光盘上的资料中的帧同步信号，继续读出例如2千字节的资料，从而复制记录的资料。

因为只读光盘和一次写入光盘有同样的复制原则，如上所述，即使当一次写入光盘被装载到复制来自只读光盘的信息信号的复制设备上，记录在一次写入光盘的资料也可以被复制，与只读光盘没有区别。

另外，一次写入光盘允许大量光盘可以方便的用相对较简单的设备复制。因此，一次写入光盘可能被非法复制。特别地，有一个计算机系统，其中用于从只读光盘复制信息信号的复制设备被连接到最终用户的微机的外部输入和输出终端。例如，一次写入光盘记录和复制信息信号的外部存储设备被连接到另一个外部输入输出终端。然后，被复制设备从只读光盘读出的记录资料全被外部存储设备写入到一次写入光盘，这样就产生了只读光盘的盗版盘。

在这种情况下，如果只读光盘是记录计算机资料(包括计算机程序)的CD-ROM，那么盗版的游戏软件可以很容易地生产。如果只读光盘是记录音乐信息的CD，那么生产盗版CD盘就有可能了。

因为计算机程序是被知识产权保护的有版权的产品，除了那些正规的用户，即接受了软件许可证协议的注册用户之外的拷贝或复制到硬盘都是非法的。

而且，把拥有版权的CD-ROM中记录的资料整个的拷贝到一次写入光盘用于发布等目的也是非法的，这些获取不正当利润的非法行为也应该被禁止。

进一步，正规用户免费分发光盘给一个企业或CAI(计算机辅助教学)中的非正式用户的行为也被认为是严重的侵权。

目前，有许多防止复制的提议的方法已经用于实践。另一方面，称为“复制工具”的用于解除复制保护的软件(程序之类)也可以买得到。除了用户自己的良知之外，目前没有其它方法防止非法复制记录的资料。

如前所述，本发明的一个目的是提供一种资料记录方法，其中盘类记录媒体之间的非法拷贝即使有复制工具可以有效的防止，而且可以保护记录在盘类记录媒体上的有版权的内容(记录资料)。

交互式产品允许计算机系统的用户与电影、视频、或其它可显示的以较快速率更新的图像互动。这些产品的目的在于给用户提供有用的信息、教育或娱乐。交互式技术的最终目的是使用户感到好象他们在与电影屏幕上的图像互动，从而使得在剧中的角色或事物与人的行为相互起作用。用户的行为可以影响角色、事物或在显示屏幕上的其它图像，从而改变故事的叙述过程。

提供高度互动性的一个方法是使产品完全由计算机产生。这意味着计算机设计三维世界模型并计算和显示屏幕上的图形和对象的方向。但是，该方法受限于目前的技术，因为完全计算和提供活生生的图像，尤其是人类图像所需要的计算能力超出主流市场系统的目前技术水准，这些图像的分辨率要求在实时视频或电影刷新速率的情况下接近电视质量。

另一个不同的方法是预先记录视频、电影或计算机产生的图像序列，然后以高速重放这些预先记录的图像或画面。这可以达到或超过电视的分辨率，而且足够生动可以建立可与电视媲美的可信度。但是，该方法大大限制了用户与产品的互动性，因为用户影响故事情节的能力被限制为预先记录好的小量的不同图像序列“路径”，这些路径是视频或动画序列中预先确定的决策点的分支。重放任何预先记录的图像序列来达到允许用户与这些图像互动的动画技术广义的称为“交互式视频”。

典型的交互式视频产品使用只读存储光盘(CD-ROM)来存放图像，在重放时用CD-ROM光驱提取图像。CD-ROM盘在光媒体上以同心螺旋方式存储信息，用具有激光束“读取头”的CD-ROM光驱来“读取”或重放信息。基于CD-ROM的交互式产品的大问题往往发生在需要查找预期的分支路径时，而该分支路径又与当前路径不在一个光驱的读取头跟踪轨道上，即需要半秒或更多时间的延迟，这就破坏了播放的连续性。另一个问题是基于CD-ROM的交互式视频产品严重的限制了用户与视频互动的类型和数量。

读取不同的视频路径的时间长度(称为“读取时间”或“寻找时间”)依赖于与当前CD-ROM光驱读取头所放置的位置相对应的各个视频路径的位置。为了读取给定的视频序列，计算机控制器在索引中查找序列并指导CD-ROM光驱移动读取头到盘片上新序列的开始来读取新序列。因为读取头通过一机械机制移动，故相对而言需要较长的时间来将读取头复位到轨道上的新点，从而读取不同的视频路径。

现有技术是用高速缓存来改善在CD-ROM光驱上读取资料的性能。高速缓存可以在CD-ROM光驱中、在处理器和光驱之间的界面卡中、在软件控制的计算机系统的内存中、甚至在硬盘或其它存储媒体中。但是，这些高速缓存只能对视频所关心的读取时间提供有限的改善，因为与来自CD-ROM的信息的资料速率相比，缓存的体积相对要小。而且，当信息对应不同的路径时，缓存几乎是无用的，因为缓存中没有包含新资料。缓存必须被“清除”并装载新信息。

尽管目前的CD-ROM光驱不足以在交互式视频产品中提供足够的互动性，但它们提供了巨大的安装基础因为数十万的CD-ROM已经被销售给消费者。因此，人们希望有一个系统能够消除基于CD-ROM的交互式视频的读取时间而不需要改变现有的CD-ROM光驱。

传统上所谓的LD(激光影碟)和CD(光盘)通常都被称作光盘，可以在其上面记录诸如视频信息、音频信息之类的信息。在LD或同类物中，视频信息和音频信息与时间信息记录在一起，时间信息指示出信息相对于复制起始位置的被复制的时间，复制起始位置是LD或同类媒体的标准位置。因此，除了通常的正常复制记录信息的记录顺序之外，各种特别的复制方式也是可能的，例如在CD中，可以有各种复制品，如从各种记录的音乐中提取和聆听所喜欢的音乐，以任意顺序聆听记录的音乐等。

但是，上面提到的LD等同类媒体存在一个问题，即不可能有所谓的交互式的和多种多样的复制品，在后者中听众或观众对播放的视频或音频信息有各种各样的选择分支，听众可以选择观看或聆听。

也就是说，例如在观看LD上的外国电影时，不可能选择一种语言用于放映的图片画面的字幕(例如，选择日语字幕和原文字幕中的一种)以便以所选择的语言来显示字幕。或者，当聆听CD上记录的音乐时，不可能任意选择一种音乐的声音(如选择英文歌词和日语歌词中的一种)。

另一方面，人们提出了各种建议和发展，DVD作为一种光盘，与传统的CD比较，其存储容量被改善了大约十倍而没有改变光盘的大小。对DVD而言，如果多种语言的字幕或多种语言的声音被记录进去，上面提到的交互式和多样性复制品就可能提供给用户选择。

但是，如果在上述DVD上存储了各种语言的音频或声音信息或者各种类型的音乐，音频信息或音乐信息的信息量就会变得十分庞大。此时，如果信息不以某种合适的记录形式记录，查找音频信息来复制的过程就会很复杂，音频或音乐在复制中间可能由于需要在复制时查找音频信息而发生中断，这就是一个问题。

应当注意到，上面的示范性实施例和附图中使用的过程操作只是本发明的几种实现而已。本领域技术人员应认识到其它的过程操作也可以达到本发明的设计目标。例如，模拟技术可被用于数字娱乐系统。同样，其他替代的逻辑也可用来实现本发明。

还应注意到，以上所有实施例都包含多种平台或机器，包括但不限于计算机、机顶盒、DVD用户播放器、电缆盒、卫星接收器。

虽然上面已经说明了各种实施例，但是应当理解的是它们只是通过实施例的方式来介绍，而非限制。因此，优选实施例的范围不应该限制在上述所举出的例子，而只应按以下所提出的权利要求及其等效设计加以定义。

Claims (20)

1.一种更新存储在一个便携式存储媒体上的内容的方法，包含如下步骤：

a)当一个用户将一个便携式存储媒体插入一台机器时，读取存储在该便携式存储媒体上的内容；

b)在读取所述便携式存储媒体的内容之后，访问一个单独的存储媒体；

c)接收来自所述单独的存储媒体的作为所述便携式存储媒体的内容的更新的内容；及

d)显示所述单独的存储媒体的更新的内容。

2.根据权利要求1所述的方法，还包含接收由用户实施的用户行为指示的步骤，其中在接收用户行为指示后，访问所述单独的存储媒体。

3.根据权利要求2所述的方法，还包含在读取所述便携式存储媒体的内容后，显示所述便携式存储媒体的内容，其中所述用户行为包括至少选取一部分所显示的便携式存储媒体的内容。

4.根据权利要求1所述的方法，还包含比较所述便携式存储媒体的内容与所述单独的存储媒体的内容的步骤，其中只有在所述单独的存储媒体的内容是所述便携式存储媒体的更新内容时，才接收所述单独的存储媒体上的内容。

5.根据权利要求1所述的方法，其中所述单独的存储媒体是一个能够通过一个广域网连接到所述机器的一个远程服务器，并且还包含在一个本地存储媒体中快取所述远程服务器中的内容，和重复使用所述快取的内容的步骤。

6.根据权利要求5所述的方法，还包含确定所述远程服务器与所述机器之间的连接是否存在，以及如果连接不存在则从本地存储媒体中接收快取的内容的步骤。

7.根据权利要求1所述的方法，其中所述单独的存储媒体是一个能够通过一个广域网连接到所述机器的一个远程服务器，并且还包含确定所述远程服务器与所述机器之间的连接是否存在，以及如果连接存在则自动访问所述远程服务器的步骤。

8.根据权利要求1所述的方法，其中所述便携式存储媒体是从包含激光光盘、数字化多功能光盘(DVD)、光盘只读存储器(CD-ROM)、可写光盘(CD-W)、可复写光盘(CD-RW)的便携式存储媒体组中选取的一种光盘。

9.根据权利要求1所述的方法，其中所接收的单独的存储媒体的更新内容包括基于选自下列信息而选择的内容：内容的拥有者、用户简介、便携式存储媒体的零售商、便携式存储媒体的批发商、机器的制造商、便携式存储媒体的生产日期、便携式存储媒体的内容的版本、和便携式存储媒体的标识符。

10.根据权利要求9所述的方法，其中所接收的单独的存储媒体的内容包括一个菜单。

11.根据权利要求1所述的方法，其中所述便携式存储媒体是从包含激光光盘、数字化多功能光盘(DVD)、光盘只读存储器(CD-ROM)、可写光盘(CD-W)、可复写光盘(CD-RW)的便携式存储媒体组中选取的一种光盘，并且所述信息存储在所述便携式存储媒体的一个脉冲刻写区(BCA)。

12.根据权利要求1所述的方法，其中所述单独的存储媒体是一个可以通过一个广域网连接到所述机器的一个远程服务器，并且所述单独的存储媒体的内容使用超文本链接标示语言(HTML)显示。

13.一种更新存储在一个便携式存储媒体上的内容的系统，包括：

a)在被用户插入后用于读取便携式存储媒体的内容的机器；

b)一个通过一个广域网连接到所述机器用于向所述机器发送便携式存储媒体的更新内容的远程服务器；并且

c)其中所述机器适于显示从所述远程服务器接收到的更新内容。

14.根据权利要求13所述的系统，其中所述便携式存储媒体是从包含激光光盘、数字化多功能光盘(DVD)、光盘只读存储器(CD-ROM)、可写光盘(CD-W)、可复写光盘(CD-RW)的便携式存储媒体组中选取的一种光盘。

15.一种包含在一个计算机可读媒体上的用于更新存储在一个便携式存储媒体上的内容的计算机程序，包括：

a)当用户将所述便携式存储媒体插入一台机器后读取存储在所述便携式存储媒体上的内容的一个程序段；

b)在读取所述便携式存储媒体的内容之后，用于访问一个单独的存储媒体的一个程序段；

c)用于从所述单独的存储媒体接收所述便携式存储媒体的更新内容的一个程序段；及

d)显示所述单独存储媒体的更新内容的一个程序段。

16.根据权利要求15所述的计算机程序，还包含接收由用户实施的用户行为指示的一个程序段，其中在接收用户行为指示后访问所述单独的存储媒体。

17.根据权利要求15所述的计算机程序，还包含比较所述便携式存储媒体的内容与所述单独的存储媒体的内容的一个程序段，其中只有在所述单独的存储媒体的内容是所述便携式存储媒体的更新内容时，才接收所述单独的存储媒体上的内容。

18.根据权利要求15所述的计算机程序，其中所述单独的存储媒体是一个能够通过一个广域网连接到所述机器的一个远程服务器，并且还包含在一个本地存储媒体中快取所述远程服务器中的内容的一个程序段，以及重复使用所述快取的内容的一个程序段。

19.根据权利要求18所述的计算机程序，其中，还包含确定所述远程服务器与所述机器之间的连接是否存在的一个程序段，和如果连接不存在则从本地存储媒体中接收快取的内容的一个程序段。

20.根据权利要求15所述的计算机程序，其中所述单独的存储媒体是一个能够通过一个广域网连接到所述机器的一个远程服务器，并且还包含确定所述远程服务器与所述机器之间的连接是否存在，以及如果连接存在则自动访问所述远程服务器的一个程序段。

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