CN102073624A - 一种能够存储电子图书格式的方法 - Google Patents

Abstract

本方法设计了一种可以保护数字图书版权的图书格式，该格式可以保存文字，图片，公式，表格等元素，为了避免用户随意地复制和传播电子图书，该格式还保存有各种安全验证和数据保护信息，对于可以被授权下载图书的用户，限制该用户只能在当前下载图书的机器上阅读，并根据用户类型和用户购买期对用户阅读图书资源的期限进行跟踪，对于超过有效期限的电子图书，用户将无法再进行阅读，能够极大地保护电子图书的原始版权以及避免图书资源的流失，保护了商家的合法利益。

Description

一种能够存储电子图书格式的方法

所属技术领域

本发明涉及到一种能够存储电子图书格式的方法，该格式可以保存文字，图片，公式，表格等元素，并能确保打印出来的效果不失真。同时该格式能保护电子图书的版权，限制下载图书的用户只能在一台机器上阅读，并能设定用户阅读该图书的时间。

背景技术

目前，电子图书格式大多是基于二进制格式或者XML格式设计的，而这些格式虽然可以保存文字，图片，公式，表格等元素，但是由于目前大多数电子图书格式中没有包含必要的安全保护信息或者安全保护信息不够严密，用户可以随意地复制和传播电子图书资源，给大多数电子图书供应商带来了图书资源的流失和一定程度的经济损失。

发明内容

为了克服目前电子图书格式不能进行数字版权保护的问题，本发明设计了一种可以保护数字图书版权的图书格式，该图书格式可以对下载图书的用户进行身份判断，同时可以限制用户只能在一台机器上阅读电子图书，并且能设定用户阅读电子图书的有效期限，超过有效阅读期限的用户将无法继续阅读图书。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：通过定义一种电子图书格式，实现对电子图书资源的封装和安全保护，这种电子图书格式主要包括三个部分，第一部分是文件头部分，第二部分是文件内容区域部分，第三部分是文件尾部分。

文件头，主要包括：版本信息(6字节)、索引表长度(4字节)、索引表表项个数(2字节)和索引表(36字节)，其中版本信息是用来判断该电子图书是哪一种版本格式的电子图书，如：PDL-1.1，索引表长度是索引表中所有表项长度之和，每个索引表表项的长度是9字节，所有的索引表表项是连续存放在索引表中，索引表表项个数是索引表中索引表表项的数目。

文件头中的版本信息、索引表长度和索引表表项个数，这三项是按照字节连续存放在文件的前面12个字节中。

文件头中的索引表，主要包括：硬件信息表项、下载时间信息表项、数据安全信息表项和元数据信息表项，每项长度是9字节，各表项按顺序连续存放着的索引表位于距文件开始处13字节到1K字节的某个范围区域中，占据36字节长度，其中每个表项都对应记录了本表项的具体数据信息，包括：数据类型(1字节)、数据的文件偏移量(4字节)和数据长度(4字节)。

索引表中的硬件信息项记录了电子图书下载之后本地机器的硬件特征码在当前已下载电子图书文件中的存放位置和长度。

索引表中的下载时间信息项记录了电子图书下载的具体时间在当前已下载电子图书文件中的存放位置和长度。

索引表中的数据安全信息项记录了解密算法类型和密钥在电子图书文件中的存放位置和长度。

索引表中的元数据信息项记录了电子图书资源数据在电子图书文件中的存放位置和长度。

文件内容区域存放的是各索引表表项对应记录的具体数据内容，主要包括：硬件数据内容、下载时间数据内容、安全加密数据内容和元数据内容，这4种类型的数据内容是依照文件头中各索引表表项所记录的数据文件偏移量和数据长度各自独立而又完整地分布在整个文件内容区域中，文件内容区域紧接着文件头连续而完整地存储在电子图书文件中，其中硬件数据内容包含了当前有权阅览已下载电子图书的机器的硬件特征码，下载时间数据内容包含了电子图书下载的具体时间，安全加密数据内容包含了对元数据进行安全解密的算法类型和密钥，元数据内容包含了电子图书文档中的一些基本对象元素，如文字，段落，图片，表格等，通过遵循一定的规范将所有这些电子图书资源数据进行组织和封装，其中每个对象元素在保存的时候都会被分配一个ID号，元素的开始是以<elem表示的，结束的时候是以>表示，其中<和>中间保存了元素的很多字段属性信息，图片对象元素是以流的方式保存在标签中，多媒体对象元素是将外部文件链接以及各种属性数据保存在标签中。

电子图书文档中的所有这些对象元素从逻辑组织结构上看是一种树形结构，从树形结构可以反映出每个元素之间的等级层次关系，树的根节点就是电子图书的根对象，根节点下面包含页面树对象和大纲目录树对象，元数据的组织结构中还包含了一种能够快速检索文档元素对象的内容索引表。其中大纲目录树则是按照树型层次的等级关系来将大纲目录节点组织起来的，大纲目录节点建立了某个目录节点的标题与一个具体页面的位置关联，它使得用户可以按照目录节点的标题来访问文档的内容，在页面树中又包含很多页对象，电子图书中的页面内容(文字、图形、图像等)都保存在页对象的pda关键字所对应的字段中，这些复合对象是通过对它们所包含的子对象的ID号的引用来间接访问子对象的，通过这些ID号，程序就可以方便的读出它们的子对象的具体数据内容。

电子图书文档的元数据内容就是由上面这些元素组合而成。

文件尾定义了5个字节的长度，内容为ASCII码的&END&。通过文件尾的定义程序就可以判断该电子书是否为完整的电子书，避免用户在网络下载的时候丢失数据情况的发生。

电子图书文档在被电子阅读器程序打开的时候，其解析原理是：电子阅读器程序先通过电子图书的文件头判断该电子书是否为某种格式的电子书，如果是的话则继续读取文件头中的各种索引表项，通过这些索引表项，电子阅读器程序就可以检索得到用户下载该电子图书文档的各种信息，通过加密索引表项及其所指向的加/解密信息，电子阅读器程序就可以快速的解密整个文档的资源数据，通过硬件索引表项和下载时间索引表项，电子阅读器程序就可以读取用户的硬件信息和用户下载时间信息，将读取出来的硬件信息和当前机器的硬件信息进行匹配，如果不一样，则用户不能打开该电子图书，将读取出来的电子图书文件的下载时间和用户当前时间进行比较计算，如果用户超出了阅读期限，则拒绝打开该电子图书。

具体实施方式

如果上面的安全认证通过了，通过索引表中的元数据信息表项所指向的元数据在整个电子图书文件中的存放位置和数据长度，电子阅读器程序就可以具体定位到元数据内容，并根据元数据的组织结构和规范读取页面树、大纲目录树对象，根据元数据结构中的内容索引表可以依次检索并读取元数据中所有元素对象的具体内容，至此完成了电子图书文件的物理模型向内存逻辑模型转换，将内存模型中的每个页对象转换成对应的位图对象，并把这个转换之后得到的位图对象在界面上画出来就形成了电子阅读器界面上直观的页面显示效果。

本方法发明，在具体实施过程中很重要的一个环节就是电子图书的制作方法，具体主要分为3大类：

(1)由pdf格式文件制作电子图书

(2)由doc格式文件制作电子图书

(3)由txt格式文件制作电子图书

以上三种类型的制作方法都是通过转换器程序来实现。

(1)由pdf格式文件制作电子图书的实施过程：

a.根据pdf格式，转换器程序读取pdf格式文件的交叉索引表xref并通过xref读取Root对象和属性，根据Root对象读取Outlines对象、Pages对象，至此完成了pdf格式文件的物理模型向内存模型的间接转换；

b.根据本电子图书格式，写电子图书文件的文件头，包括版本信息、索引表长度、索引表表项个数和索引表；

c.根据本电子图书格式文件物理模型中元数据的资源组织和封装规范，对pdf格式文件的内存模型中的资源数据进行重新组织和封装，并对封装之后的资源数据进行加密，形成电子图书资源数据的安全密文，并由此确定了安全密文的数据长度、解密算法和密钥；

d.根据安全密文的数据长度、解密算法类型更新文件头中对应的索引表表项信息，并重新计算和更新各索引表表项所记录数据的文件偏移量；

e.根据索引表中各表项的存放顺序以及各表项所记录的数据的文件偏移量和数据长度，将安全密文数据(元数据)、安全加密数据内容、硬件数据内容(置空)、下载时间数据内容(置空)写入文件内容区域；

f将内容为ASCII码的&END&写入文件尾。

至此完成了pdf格式文件制作电子图书的流程。

(2)由doc格式文件制作电子图书的实施过程：

a.通过安装office相关插件和doc保存pdf插件，转换器程序将doc格式文件转换成pdf格式文件。

b.将pdf格式文件转换成电子图书，具体流程同：由pdf格式文件制作电子图书的实施过程。

(3)由txt格式文件制作电子图书的实施过程：

a.通过itextsharp库，将txt格式文件转换成pdf格式文件。

b.将pdf格式文件转换成电子图书，具体流程同：由pdf格式文件制作电子图书的实施过程。

附加专利说明

本说明书提到的一种能够存储电子图书格式的方法，采用该方法制作的电子图书必须使用专用电子阅读器程序才能打开，打开本电子图书的专用电子阅读器程序是独创的，电子阅读器程序包含有很多的功能模块或算法。

在线下载模块

本模块通过http协议以流的方式进行电子图书资源的下载，多线程并发方式保证下载过程的高效和快捷，当电子图书下载流程通过合法性验证后，电子图书阅读器程序的下载中心自动启动在线下载模块，并且能够以文件和数据流两种方式实现图书的下载，当电子图书下载过程临近结束时，在线下载模块向电子图书格式中写入安全验证数据，在电子图书的整个下载过程结束后，弹出交互式界面可以选择自动打开或稍后打开。

导航模块

本模块包括目录导航、缩略图导航、书签导航和历史导航4个子模块，模块设计的出发点是通过四种导航功能方便、快捷地定位指定的电子图书或者电子图书中对应的页面内容。

目录导航子模块是通过维护一个大纲目录树对象来实现，电子阅读器程序根据电子图书格式，从根节点获取大纲目录树对象和内容索引表，依据内容索引表并递归遍历大纲目录树，最终获得电子图书的整个大纲目录树，也即目录大纲树，点击电子图书阅读器程序的导航工具栏的目录窗口上的大纲树中的某个节点的标题，目录导航子模块就可以获取对应的页面内容并进行页面跳转。

缩略图导航子模块是通过维护一个缩略图数组来实现，每个缩略图都是通过页面位图来实现的，将每个页面位图绘制到电子图书阅读器程序的导航工具栏的缩略图窗口中，当点击缩略图窗口中的某个缩略图，缩略图导航子模块就可以判断是否点中某个缩略图，通过点中的缩略图可以获得对应的页面并进行页面跳转。

书签导航子模块是通过维护所有的书签标记来实现，书签标记中隐含有对应页号，通过点击书签节点就可以获取对应的页号并进行页面跳转；电子图书的所有书签标记都以一定的文件格式单独存储起来，每次打开电子图书时按照这种格式进行解析并加载书签数据。

历史导航模块是将图书的预览日期按照时间点划分成多个时间段，比如上周前、上周、星期一、星期二、今天这几个时间段，其中上周前、上周、今天这几个字样不变，变动的字样是上周和今天之间是否还有日期存在而定，每个时间段节点下都列出了在该时间段内浏览过的所有图书名称，通过点击时间段节点下的某个图书名称，就可以自动定位并打开图书；预览电子图书时会将阅览的时间、阅览的图书文件名称和路径信息记录下来并按照一定的文件格式进行存储，每次打开电子图书时按照这种格式进行解析并加载所有的历史图书记录。

页面布局算法

本算法主要实现了以单页非连续显示方式或双页非连续显示方式来展现电子图书的显示效果。

单页非连续显示的算法设计思想：只保留当前页面的页面位图缓存而删除所有其它存在的页面位图缓存，处于这种模式下预览电子图书，每次也就只能够看到一幅页面而不会连续显示多幅页面。

双页非连续显示的算法设计思想：只保留或创建相邻两个页面位图缓存而删除所有其它存在的页面位图缓存，如果电子图书文档的总页数为奇数，那么文档最后页面的显示就只能包含最后一个页面的显示效果，否则每次都是相邻的两个页面一起显示并且也只是当前相邻的这两个页面。

文本选择与复制算法

本算法实现的主要流程：

a.获取逻辑坐标下页面视图上文本选择区域的矩形位置大小(记为A)和页号；

b.将逻辑坐标下的矩形A转换成页面坐标下的相对矩形，记为A’；

c.根据页号获取本页号对应的页面中的所有文本对象；

d.遍历所有这些文本对象数据，如果有文本对象数据落入矩形A’范围，则将该文本对象数据进行标记并提取。

关键词查找算法

本算法实现的主要流程：

a.获取要进行查找的关键词数据内容；

b.依次遍历电子图书中的所有页面，并对每一个页面中的文本数据进行遍历，如果某个页面中的某个文本数据的整体或部分与关键词匹配，则对这块匹配的数据内容进行标记并存储。

注释存取算法

内存模型上，每种注释都以一个对象模型方式呈现，每种对象模型都能够充分反映相应注释对象的各种属性数据，物理模型上，以xml文件格式存放各种注释数据，对电子图书中注释数据的读取只是简单的解析xml文件，并转化为一个个对象模型。

回滚/重做算法

本算法主要针对注释的添加、删除、移动和缩放操作，主要设计思想：定义一个回滚操作的对象列表和一个重做操作的对象列表，通过回滚或重做动作将操作对象在这两个列表之间进行转移，并重新设置操作对象的状态标记。

当进行回滚操作时，检查重做操作的对象列表中是否有对象，如果有就将最后一个对象放入到回滚操作的对象列表中并删除重做操作的对象列表中的该对象，并设置对象状态为hide，根据该对象的状态将隐藏该对象的显示效果。

当进行重做操作时，检查回滚操作的对象列表中是否有对象，如果有就将最后一个对象放入到重做操作的对象列表中并删除回滚操作的对象列表中的该对象，并设置对象状态为show，同时根据该对象的各种属性数据将该对象显示出来。

视图缩放模块

本模块实现了电子图书阅览的各种缩放效果，包括缩放到实际大小、缩放到适合宽度、缩放到适合窗口大小、放大、缩小、下拉选择缩放值缩放、动态缩放。

缩放到实际大小是按照程序规定的100％的缩放值进行缩放，按照电子图书格式中记录的页面本身的大小进行绘图。

缩放到适合宽度是通过调整最大页面视图宽度使之正好与电子阅读软件的视图区宽度相同；当页面布局为单页模式时，当前页面视图宽度为单个页面宽度，当页面布局为双页模式时，页面视图宽度为水平方向上并列显示的两个页面的宽度值以及这两个页面之间间距的总和；假设当前视图区宽度、最大页面视图宽度和当前缩放值(不带％)依次为nClientWidth、nViewWidth和m_nZoomNum，那么(nClientWidth×m_zoomNum)÷nViewWidth作为当前新的缩放值，根据该缩放值重新绘制页面。

缩放到适合窗口大小是通过选择一个合适的缩放值来实现最大页面视图宽度或高度与电子阅读软件的视图区宽度或高度正好相同并且保证最大页面视图高度或宽度不超过电子阅读软件的视图区高度或宽度；假设当前视图区宽度(高度)、最大页面视图宽度(高度)和当前缩放值(不带％)依次为nClientWidth(nClientHeight)、nViewWidth(nViewHeight)和m_nZoomNum，那么(nClientWidth×m_zoomNum)÷nViewWidth和(nClientHeight×m_zoomNum)÷nViewHeight，两者中的较小者作为当前新的缩放值，根据该缩放值重新绘制页面。

下拉选择缩放值缩放是从一组缩放值集合中选择一个缩放值进行缩放，这组缩放值集合包含这样一些数值：10，25，50，75，100，125，150，200，400，600。

放大/缩小是通过从程序规定的一组缩放值集合中选择一个满足条件的缩放值，根据该缩放值重新绘制页面；当进行放大时，从这组缩放值集合中选择一个最接近当前缩放值并且大于当前缩放值的缩放值作为当前新的缩放值，当进行缩小时，从这组缩放值集合中选择一个最接近当前缩放值并且小于当前缩放值的缩放值作为当前新的缩放值，根据该缩放值重新绘制页面。

动态缩放是通过按下鼠标左键不放并拖动鼠标来不断改变当前缩放值并根据这种动态变化着的缩放值绘制页面；假设鼠标拖动过程中相邻的两个点依次是P1和P2，在点P1时当前缩放值是nZoomNum1，那么鼠标从P1移动到点P2时的缩放值变成：nZoomNum1+(P2的y坐标-P1的y坐标)，新的缩放值小于10按10计算，大于600按600计算，根据新缩放值重新绘制页面。

自动滚屏模块

本模块设计思想：通过一个定时器实现步进滚屏；当在页面位图区域双击鼠标左键即启动自动滚屏功能，定时器被打开，每隔200毫秒自动将当前页面在垂直方向上向上滚动2个逻辑单位的长度，再次双击鼠标左键即关闭定时器，停止滚屏。

快照功能模块

本模块的实现流程：

a.创建一个与当前客户区设备描述环境相兼容的内存设备描述环境；

b.创建并初始化一个与当前客户区设备描述环境相兼容的位图并将该位图选入内存设备描述环境；

c.将客户区设备描述环境中指定要进行快照的位图拷贝到内存设备描述环境中的位图对象中。

d.打开剪贴板，清空剪贴板内容并将内存设备描述环境中的位图对象按位图格式放入到剪贴板中。

e.将剪贴板中的位图数据拷贝出来并显示位图效果。

Claims (10)

1.一种能够存储电子图书格式的方法，该方法定义的格式主要包括文件头、文件内容区域和文件尾，其特征在于：以规定的文件格式将电子图书数字版权信息和数据安全地封装起来。

2.根据权利要求1所述的一种能够存储电子图书格式的方法，其特征在于：所述文件头主要包括版本信息、索引表长度、索引表表项个数、索引表。

3.根据权利要求1所述的一种能够存储电子图书格式的方法，其特征在于：所述文件内容区域，它定义了如何保存电子图书的实际内容，其中包含了电子文档的一些基本元素，如文字，段落，图片，表格等，这些元素按照一种规范进行物理存储，其中每个元素在保存的时候都会被分配一个ID号，元素的开始是以<elem表示的，结束的时候是以>表示，其中<和>中间保存了元素的很多字段信息或者流信息。

4.根据权利要求2所述的一种能够存储电子图书格式的方法，其特征在于：所述版本信息包括格式标识和版本号，如：PDL-1.1，同时电子图书文件的后缀以PDL作为后缀进行标识，后缀不区分大小写。

5.根据权利要求2所述的一种能够存储电子图书格式的方法，其特征在于：所述索引表包括4种索引类型：硬件信息索引类型、下载时间信息索引类型、数据安全信息索引类型和元数据信息索引类型；硬件信息索引记录了电子图书下载之后本地机器的硬件特征码在当前已下载电子图书文件中的存放位置和长度；下载时间信息索引记录了电子图书下载的具体时间在当前已下载电子图书文件中的存放位置和长度；数据安全信息索引记录了解密算法类型和密钥在电子图书文件中的存放位置和长度；元数据信息索引记录了电子图书资源数据在电子图书文件中的存放位置和长度；电子图书阅读器程序在打开电子图书时可以获得图书版权保护方面的信息，用于判断用户是否具有阅读该电子图书的权限以及图书是否过期，从而保证了图书资源安全。

6.一种能够解析权利要求4所述格式的电子图书的方法，其特征在于：根据电子图书格式规范，首先读取文件头，获取版权格式信息、安全信息、数据资源存储信息，利用对应的解密算法和密钥，从根节点获取各个子节点对象明文数据和内容索引表，根据子节点对象ID号和内容索引表读取各个子节点对象数据，每个子节点又都可以看成是一个根，如此迭代，最终可以读取电子图书中所有对象数据，数据流的读取过程中包含着流的解密过程。

7.一种能够实现权利要求4所述格式的电子图书的在线下载功能的方法，其特征在于：当图书下载流程通过合法性验证后，电子图书阅读器程序的下载中心自动启动在线下载模块，在线下载模块通过http协议以流的方式、多线程并发实现数据的下载，同时支持文件方式下载，下载完毕后弹出交互式界面可以选择自动打开或稍后打开。

8.一种能够实现权利要求4所述格式的电子图书的缩略图生成的方法，其特征在于：所述缩略图就是对应页面的页面位图，页面中所作的标注同时也在对应的缩略图中如实反映出来，但是二者却是两个不同的对象实体，将页面位图绘制在缩略图导航窗口上，就有了缩略图显示效果。

9.一种能够实现电子图书页面显示的方法，其特征在于：根据页号获取页面对象数据，根据页面对象数据生成页面位图对象并形成页面位图缓存，程序通过页面位图缓存实现页面显示效果。

10.一种能够存取电子图书中各种注释的方法，其特征在于：内存模型上，各种注释以一个个对象模型方式呈现，物理模型上，以xml文件格式存放各种注释数据，对电子图书中注释数据的读取只是简单的解析xml文档，并转化为一个个对象模型。