CN103646652B - 用于多媒体印刷读物的内容读取装置、系统及读取方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于多媒体印刷读物的内容读取装置、系统及读取方法，所述内容读取装置包括编码识读模块和主控单元，其特征在于：还包括音频数模转换模块和耳机插头单元；所述编码识读模块的信号输出端与所述主控单元连接；所述耳机插头单元包括用于与外部电子设备的耳机插孔连接的耳机插头，所述耳机插头包括MIC端、地线端、左声道和右声道；所述音频数模转换模块的输入端与所述主控单元连接、输出端与所述MIC端连接。与现有技术相比本发明的内容读取装置具有低成本和普遍适应性的优点。

Description

用于多媒体印刷读物的内容读取装置、系统及读取方法

技术领域

本发明涉及多媒体印刷读物领域，尤其是涉及一种用于多媒体印刷读物的内容读取装置。

背景技术

多媒体印刷读物是今年兴起的一种复合印刷物，其将数码信息技术应用到纸质印刷的出版物上，通过特定的信息符号将印刷读物的文图内容和与其对应的多媒体音视频内容文件相关联，从而使读者获得同步闻听看读的效果。

现有的多媒体印刷读物内容读取多采用点读笔的方式，点读笔需自带媒体存储能力和播放能力，通过个人电脑管理器存储的媒体内容以实现与印刷物相对应。这类点读笔的制造成本相对较高，也比较耗电，而且内容管理不方便，用户体验不佳。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，提供一种成本低且使用方便的用于多媒体印刷读物的内容读取装置、系统及读取方法。

本发明的技术问题通过下述技术方案予以解决：

一种用于多媒体印刷读物的内容读取装置，包括编码识读模块和主控单元，还包括音频数模转换模块和耳机插头单元；所述编码识读模块的信号输出端与所述主控单元连接；所述耳机插头单元包括用于与外部电子设备的耳机插孔连接的耳机插头，所述耳机插头包括MIC端，还包括左声道和右声道；所述音频数模转换模块的输入端与所述主控单元连接、输出端与所述MIC端连接。

本发明的装置设有音频数模转换模块和耳机插头单元，在多媒体印刷读物上印刷的信息符号（例如二维码（包括MPR码）等）所载内容为数字音频数据时，音频数模转换模块可将该数字音频数据转换为模拟音频数据，从而通过耳机插头可传送给绝大多数的智能电子设备；而在多媒体印刷读物上印刷的信息符号所载内容为其他数据时，则可在主控单元在安装调制软件，通过软件将数据调制为数字音频数据，然后由数字音频数据转换为模拟音频信号，通过耳机插头传送给具有4极耳机插座的智能电子设备。智能电子设备通过录制MIC信号获得数字音频信号，然后对音频信号运行软件解调制算法获取对应的数据，即可根据该数据从网络端获取对应的多媒体数据。

与现有技术相比，本发明提供了一种新的多媒体印刷读物内容读取解决方案，本发明的内容读取装置不需要自带媒体存储和媒体播放能力，可大幅降低读取装置的成本，且由于绝大多数的智能设备均具有通用的耳机插孔，通过耳机插头向其他智能设备传送多媒体的获取信息，具有广泛的适应性。

优选地，所述耳机插头单元包括CTIA/OMTP选择开关。本优选实施例能够同时适应CTIA和OMTP两种标准的耳机插孔。

在没有外接智能终端的情况下，本优选方案可将编码识读模块获取的内容暂存在存储器中，便于读取。

优选地，包括用于对来自所述耳机插头的模拟音频信号进行解调制的解调制电路，其输入端与所述耳机插头的左声道和/或右声道连接、输出端与所述主控单元连接。本优选方案的装置能够接受外接智能终端通过耳机插头传送的数据（例如控制指令）。

所述解调制电路为ASK解调制电路。本优选方案直接采用ASK解调制电路对模拟音频信号进行解调制，而无需采用模数转换模块，具有低成本优势。

优选地，还包括耳机插座，所述耳机插座的输入端与所述耳机插头的左右声道段连接。由于耳机插头需要占用外接智能终端的耳机插孔，本优选方案利用耳机插座将耳机插头的左/右声道进行转接，从而用户在点读的同时，仍然可以通过将耳机/音响播放外接智能终端耳机孔输出的声音。

在一种实施例中，所述装置还包括切换开关、耳机插座、以及用于对来自所述耳机插头的模拟音频信号进行解调制的解调制电路；所述耳机插座和所述解调制电路的输入端分别与所述切换开关连接；所述解调制电路的输出端与所述主控单元连接；所述切换开关还与所述耳机插头的左声道和/或右声道连接，用于切换耳机插头的左声道和/或右声道与耳机插头或解调制电路的连接。

优选地，还包括带通滤波器，该带通滤波器的输入端与所述耳机插头的左声道和/或右声道连接、输出端与所述主控单元连接。优选所述带通滤波器为低通滤波器。带通滤波器的输出信号用于唤醒睡眠状态下的主控单元。

一种用于多媒体印刷读物的内容读取系统，包括前述任意一项所述的内容读取装置、编码解析服务子系统和内容供应服务子系统；

所述内容读取装置用于：读取多媒体印刷读物上印刷的信息符号以获取信息符号对应的符号码值，将所述符号码值编码为数字音频数据，然后将数字音频数据转换为模拟音频信号发送给外部电子设备；

所述编码解析服务子系统用于：接收所述外部电子设备发送的通过解析所述模拟音频信号而获得的所述符号码值，并解析该符号码值获得其所指向的内容供应服务子系统的URI，然后将该URI发送给外部电子设备；

所述内容供应服务器用于：接收外部电子设备发送的内容服务请求，并将内容服务请求所对应的加密媒体内容和用于解密内容的授权文件发送给外部电子设备；

所述内容读取装置还用于：接收所述外部电子设备发送的授权文件，并解析该授权文件获取解析文件中包含的对称密钥，然后将对称密钥发送给外部电子设备以供外部电子设备解密所述加密媒体内容用。

除却内容读取装置所带来的的兼容性好的有点外，与现有技术相比，本发明的系统还具有以下优点：1）本发明的系统中，将编码解析和内容供应子系统设置与网络端，而且处于网络端的子系统不需要直接与用户需要自行购买的内容读取装置行网络连接，也不需要内容读取装置具备媒体播放能力，而是能够借助用户已有的便携电子设备作为中介实现从网络端获取多媒体内容，并且通过便携电子设备进行播放，即：本发明的系统使得用户只需要拥有一个成本低廉的内容读取装就能够获取并播放媒体内容，大幅降低用户的使用成本；2）由于设置独立的编码解析服务子系统以提供URI，因而能够有效保证提供给用户的URI均是安全的链接，可有效避免用户被导向非法网站（例如钓鱼行骗网站），在涉及商业交易时能够保证用户财产安全。

优选地，所述内容读取装置中包含用户私钥，内容读取装置基于所述用户私钥解析所述授权文件。本方案给予内容读取装置的私钥才能够解密加密的媒体内容，因而，只有采用合法的内容读取装置才能够读取多媒体内容，保证用户的数据安全。

优选地，所述内容读取装置预设有用户身份信息，内容读取装置采用与发送符号码值同样的方式将所述用户身份信息发送给外部电子设备；所述内容供应服务子系统还用于从内容服务请求中提取其所附带用户身份信息并进行用户身份验证，仅在验证通过的时候才将内容服务请求所对应的加密媒体内容和用于解密内容的授权文件发送给外部电子设备。

一种应用于前述的系统的电子设备的多媒体内容获取方法，所述电子设备包括耳机插孔，所述耳机插孔包括MIC输入端，还包括左声道输出端和/或右声道输出端，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

S1、录制所述MIC输入端输入的音频，并采用预定的解调制算法对录制的音频数据进行解调制以还原比特流，然后参照预定的数据传输协议从该比特流中提取出符号码值；

S2、将所述符号码值发送给网络端的编码解析服务子系统，并接收编码解析服务子系统反馈的该符号码值所指向的内容供应服务子系统的URI；

S3、访问所述URI，并向对应的内容供应服务子系统发送内容服务请求，然后接收所述内容供应服务子系统发送的加密媒体内容和用于解密内容的授权文件；

S4、采用预定的调制算法将所述授权文件调制为数字音频数据，并播放该数字音频数据输出至左声道输出端和/或右声道输出端，并接收从所述MIC输入端反馈的音频，采用与步骤S1相同的方法从该音频提取出对称密钥；

S5、利用所述对称密钥解密所述加密媒体内容并进行播放。

本发明的方法，可利用电子设备的耳机插口获取内容读取装置传送的信息，并基于本发明的系统获取对应的多媒体内容，其可适应于现有绝大多数具有耳机插孔的电子设备，例如手机、平板电脑等。

附图说明

图1是本发明具体实施例的内容读取装置的电路框图；

图2是本发明具体实施例的系统框图；

图3是本发明具体实施例的系统的工作流程图；

图4是本发明的应用于前述的系统的电子设备的多媒体内容获取方法流程图；

图5是本发明优选具体实施例从内容读取装置到外部电子设备的通讯方法流程图；

图6是图5的二进制差分相位调制原理图；

图7是图5的二进制差分相位解调制原理图；

图8是本发明具体实施例的音频信号解调制过程及波形图；

图9是本发明优选具体实施例从外部电子设备到内容读取装置的通讯方法流程图；

图10是本发明具体实施例的ASK调制原理图；

图11是本发明具体实施例的ASK调制后的波形示例。

具体实施方式

下面对照附图并结合优选的实施方式对本发明作进一步说明。

如图1所示，一种用于多媒体印刷物的内容读取装置，包括主控单元、编码识读模块、音频数模转换模块和耳机插头单元，其中耳机插头单元包括MIC端、地线端、右声道001和左声道002。

编码识读模块用于识读多媒体印刷读物上所印刷的信息符号，获取信息符号中的数据（码值）。所述信息符号包括但并不限于二维码（例如MPR码），信息符号中的数据可以是普通的二进制数据，但也可以是数字音频数据。编码识读模块获取数据后传送给主控单元。

主控单元可采用现有的微型处理器，对于编码识读模块输出的数据为数字音频数据的情况，本实施例的主控单元只需要将其发送给音频数模转换模块，音频数模转换模块将该数字音频信号转换为模拟音频信号，并传送至耳机插头单元的MIC端，通过模拟音频信号的形式发送给外接的智能电子设备，使得智能电子设备能够通过录制MIC信号获得数字音频信号，然后对音频信号运行软件解调制算法获得多媒体印刷读物的信息符号所载的信息，进而得到从网络端获取其所对应的多媒体内容所需要的信息。

对于多媒体印刷读物的信息符号所载信息并非数字音频数据，而仅仅是普通的二进制数据的情况，只需要在主控单元中安装一个用于将二进制数据编码为数字音频数据的应用软件，主控单元将编码识读器传送的数据编码为数字音频数据之后再传送给音频数模转换模块，即同样能够实现通过耳机插头将信息符号所载信息传送给外接智能电子终端。

前述耳机插头单元优选还包括CTIA/OMTP选择开关，该选择开关用于切换MIC端和地线端以解决OMTP规范的耳机插孔和CTIA规范的耳机插孔的兼容问题。

内容读取装置还可包括分别与主控单元连接的多功能按键、RAM、非易失性存储器、LED指示灯、蜂鸣器、USB通讯模块和充电电路，RAM、非易失性存储器用于存储编码识读模块传送的数据，LED指示灯和蜂鸣器用于操作/状态提示，USB通讯模块用于与外部设备连接进行充电或者有线通信。

在一种实施例中，内容读取装置还包括切换开关、耳机插座、以及用于对来自所述耳机插头的模拟音频信号进行解调制的解调制电路；所述解调制电路优选但不限于是ASK解调制电路；所述耳机插座和所述解调制电路的输入端分别与所述切换开关连接；所述解调制电路的输出端与所述主控单元连接；所述切换开关还与所述耳机插头的左声道和/或右声道连接，用于切换耳机插头的左声道和/或右声道与耳机插头或解调制电路的连接。切换开关通过控制耳机插头的左右声道是与解调制电路连接还是与耳机插座连接，从而适应用户的不同使用状态。当耳机插头、解调制电路、主控单元依次相连时，为数据传送状态，主控单元可接收外接智能电子设备通过模拟音频信号形式发送的控制指令，该控制指令可包括但不限于读取RAM或非易失性存储器中存储的数据、切换开关控制等；当耳机插头与耳机插座连接时，内容读取装置被用作转接器，耳机插头接收到的模拟音频信号（比如音乐、语音等）被传送至耳机插座，用户可以通过耳机插座连接耳机/音响进行播放；优选电子开关不上电时，耳机插头的左声道和/或右声道与耳机插座连接，从而在内容读取装置关机的情况下，用户依旧能够通过其听音乐。在一种实施例中，耳机插头的左右声道分时处于数据传输与耳机信号传输两种状态，由外接智能终端控制。

前述耳机插座优选包括插头插入检测电路，用于检测耳机插座是否插有耳机，并将检测结果报告给主控单元，主控单元在将检测结果报告给智能终端，用户即可选择播放的音频是从本装置的耳机插座输出还是智能终端自身的外放扬声器输出。

在更加优选的实施例中，内容读取装置还包括带通滤波器，其输入端与耳机插头的左声道和/或右声道连接，用于从来自耳机插头的音频信号中提取特定频率的信号以唤醒主控单元。为了省电，当内容读取装置空闲预设的时间后进入睡眠状态，通过带通滤波器配合主控单元，外接智能电子设备可通过发送特定频率的信号，该信号能够通过带通滤波器，主控单元接收到该特定频率的信号时被唤醒。由于一般用于传送数据的载波信号为10KHz左右的高频，因此，所述带通滤波器优选采用低通滤波器，例如允许小于500Hz的低频信号通过的低通滤波器。

如图2所示，为本实施例的用于多媒体印刷读物的内容读取系统，其包括前述的内容读取装置，还包括编码解析服务子系统和内容供应服务子系统。

本实施例的系统工作流程图及对应外部电子设备的多媒体内容获取方法流程分别如图3和4所示，整体工作流程如下文所述：

内容读取装置通过耳机插头与外部电子设备（下文以手机为例进行说明）连接，内容读取装置读取多媒体印刷读物上印刷的信息符号以获取信息符号对应的符号码值后，将所述符号码值编码为数字音频数据，然后将数字音频数据转换为模拟音频信号通过耳机插头发送给外部电子设备。作为一种优选，内容读取装置中可预设用户身份信息和用户私钥，在发送符号码值的同时，内容读取装置还可采用同样的方式将用户身份信息发送给内容供应服务子系统。

手机通过录制所述MIC输入端输入的音频，并采用预定的解调制算法对录制的音频数据进行解调制以还原比特流，然后参照预定的数据传输协议从该比特流中提取出符号码值和用户身份信息，然后将该符号码值发送给网络端的编码解析服务子系统，请求编码解析服务子系统进行编码解析服务。

编码解析服务子系统接收手机发送的所述符号码值，解析该符号码值获得其所指向的内容供应服务子系统的URI（即从编码解析服务子系统所预存的URI数据库中提取与该符号码值对应的URI），并将该URI发送给手机。

手机接收到编码解析服务子系统反馈的内容供应服务子系统的URI后，访问所述URI，并向对应的内容供应服务子系统发送内容服务请求。

内容供应服务子系统接收到手机发送的内容服务请求后，将内容服务请求所对应的加密媒体内容和用于解密内容的授权文件发送给外部电子设备。作为一种可选择的方案，可由内容供应服务子系统进行身份验证，验证过程例如可以是：内容供应服务子系统从内容服务请求中提取其所附带用户身份信息并进行用户身份验证，仅在验证通过的时候才将内容服务请求所对应的加密媒体内容和用于解密内容的授权文件发送给手机。所述加密媒体内容的解密必须基于解密授权文件获取的对称密钥，而授权文件的解析则必须基于与用户身份信息对应的内容读取装置内置的用户私钥。

手机接收到内容供应服务子系统发送的加密媒体内容和用于解密内容的授权文件后，将授权文件采用预定的调制算法将所述授权文件调制为数字音频数据，并播放该数字音频数据输出至左声道输出端和/或右声道输出端。

内容读取装置通过切换开关切换为数据传送状态，并接收手机通过左声道输出端和/或右声道输出端传送的信号，通过ASK解调制电路解调为高低电平信号并传送给主控单元，主控单元对来自ASK解调制电路的信号进行解析以获取授权文件，然后利用内容读取装置预置的用户私钥解密授权文件，获取收取文件中所包含的对称密钥。并通过与发送符号码值相同的方式，将该对称密钥发送手机。

手机接收到对称密钥后，利用对称密钥解密加密媒体内容，并进行播放。

为进一步对前述方案进行说明，下文针对上述部分内容提供更加具体的实施例，但是本发明并不限于这些实施例。

如图5所示，上述方案中，内容读取装置到外部电子设备的通讯方法优选可采用：

1）主控CPU对将要发送的数据运行循环冗余校验（CRC）算法获得2字节校验数据，并将其附加在要发送的数据之后，主控CPU参照HDLC协议将数据转变成比特流，即每一帧数据由“01111110”开始和结束，每个字节的8个比特从最低比特开始发送，比特流中每碰到连续5个“1”插入一个0。其中，高级数据链路控制（High-Level Data Link Control或简称HDLC），是一个在同步网上传输数据、面向比特的数据链路层协议，它是由国际标准化组织(ISO)根据IBM公司的SDLC(Synchronous Data Link Control)协议扩展开发而成的。

2）将比特流按照“二进制差分相位键控”调制方法（2DPSK）调制为数字音频信号，每个正弦波周期8个采样点，移动智能终端最通用的音频采样频率为44100Hz，则载波的频率为44100/8=5512.5Hz，处于音频信道的有效带宽范围内，信道的传输速率为44100/8=5512。其调制原理图如图6所示。

3）将调制好的音频信号通过D/A变换输出为音频信号，音频信号经衰减后峰峰值为100mV，音频信号连接至移动智能终端耳机插座的MIC极上；

4）外部电子设备应用软件以44100Hz录音，录音音源设置为耳机插座的MIC，应用软甲对录制到的音频数据运行“二进制差分相位键控”解调制算法还原比特流，然后参照HDLC协议还原成字节流，最后运行循环冗余校验算法对数据做校验，获得最终的数据。本步骤的调制原理如图7所示，以字符串“ABC”经过2DPSK调制后的音频信号为例，其解调制过程及波形如图8所示。

如图9所示，上述方案中，从外部电子设备到内容读取装置的通讯方法优选可采用：

1）对将要发送的数据运行循环冗余校验（CRC）算法获得2字节校验数据，并将其附加在要发送的数据之后，应用软件参照HDLC协议将数据转变成比特流，即每一帧数据由“01111110”开始和结束，每个字节的8个比特从最低比特开始发送，比特流中每碰到连续5个“1”插入一个0；

2）将比特流按照“振幅键控”调制方法（ASK）调制为数字音频信号，每个正弦波周期4个采样点，每个比特对应4个正弦波，则载波的频率为44100/4=11025Hz，仍处于音频信道的有效带宽范围内，信道的传输速率为44100/(4*4)=2756.25比特/秒。其调制原理如图10所示。图11为ASCII字符串“A”经过ASK调制后的波形。

3）调用智能终端的音频播放功能将调制好的数字音频信号输出至耳机，可以是单声道输出，也可以是双声道输出，如果是双声道输出则传输速度提升一倍。智能终端一般都可以选择音频输出的目标是耳机还是外放扬声器；

4）智能终端耳机的左右声道输出连接到MPR移动功能插件的ASK解调制电路，接调制电路的输出方波信号，方波信号输入CPU，经过CPU的中断+定时采样还原比特流，然后参照HDLC协议还原成字节流，最后运行循环冗余校验算法对数据做校验。

以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干等同替代或明显变型，而且性能或用途相同，都应当视为属于本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种用于多媒体印刷读物的内容读取系统，其特征在于：包括用于多媒体印刷读物的内容读取装置、编码解析服务子系统和内容供应服务子系统；

所述内容读取装置包括：编码识读模块、主控单元、音频数模转换模块和耳机插头单元；

所述编码识读模块的信号输出端与所述主控单元连接；

所述耳机插头单元包括用于与外部电子设备的耳机插孔连接的耳机插头，所述耳机插头包括MIC端、地线端、左声道和右声道；

所述音频数模转换模块的输入端与所述主控单元连接、输出端与所述MIC端连接，用于将主控单元传送的数字信号转换为模拟音频信号并通过MIC端传送给外部电子设备；

所述内容读取装置用于：读取多媒体印刷读物上印刷的信息符号以获取信息符号对应的符号码值，将所述符号码值编码为数字音频数据，然后将数字音频数据转换为模拟音频信号发送给外部电子设备；

所述编码解析服务子系统用于：接收所述外部电子设备发送的通过解析所述模拟音频信号而获得的所述符号码值，并解析该符号码值获得其所指向的内容供应服务子系统的URI，然后将该URI发送给外部电子设备；

所述内容供应服务器用于：接收外部电子设备发送的内容服务请求，并将内容服务请求所对应的加密媒体内容和用于解密内容的授权文件发送给外部电子设备；

所述内容读取装置还用于：接收所述外部电子设备发送的授权文件，并解析该授权文件获取解析文件中包含的对称密钥，然后将对称密钥发送给外部电子设备以供外部电子设备解密所述加密媒体内容用。

2.根据权利要求1所述的内容读取系统，其特征在于：所述内容读取装置中预存有用户私钥，内容读取装置基于所述用户私钥解密所述授权文件。

3.根据权利要求1所述的内容读取系统，其特征在于：所述内容读取装置预设有用户身份信息，内容读取装置采用与发送符号码值同样的方式将所述用户身份信息发送给外部电子设备；

所述内容供应服务子系统还用于从内容服务请求中提取其所附带用户身份信息并进行用户身份验证，仅在验证通过的时候才将内容服务请求所对应的加密媒体内容和用于解密内容的授权文件发送给外部电子设备。

4.根据权利要求1所述的内容读取系统，其特征在于：所述耳机插头单元包括CTIA/OMTP选择开关，用于切换所述MIC端和地线端。

5.根据权利要求1或4所述的内容读取系统，其特征在于：还包括用于对来自所述耳机插头的模拟音频信号进行解调制的解调制电路，其输入端与所述耳机插头的左声道和/或右声道连接、输出端与所述主控单元连接。

6.根据权利要求1所述的内容读取系统，其特征在于：还包括耳机插座，所述耳机插座的输入端与所述耳机插头的左声道和/或右声道连接。

7.根据权利要求1所述的内容读取系统，其特征在于：还包括电子切换开关、耳机插座、以及用于对来自所述耳机插头的模拟音频信号进行解调制的解调制电路；

所述耳机插座和所述解调制电路的输入端分别与所述电子切换开关连接；

所述解调制电路的输出端与所述主控单元连接；

所述电子切换开关还与所述耳机插头的左声道和/或右声道连接，用于切换耳机插头的左声道和/或右声道与耳机插座或解调制电路的连接；所述电子开关不上电时，耳机插头的左声道和/或右声道与耳机插座连接。

8.根据权利要求4、6或7所述的内容读取系统，其特征在于：还包括带通滤波器，该带通滤波器的输入端与所述耳机插头的左声道和/或右声道连接、输出端与所述主控单元连接，所述带通滤波器为低通滤波器。

9.一种应用于权利要求1所述的系统的电子设备的多媒体内容获取方法，所述电子设备包括耳机插孔，所述耳机插孔包括MIC输入端，还包括左声道输出端和/或右声道输出端，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

S1、录制所述MIC输入端输入的音频，并采用预定的解调制算法对录制的音频数据进行解调制以还原比特流，然后参照预定的数据传输协议从该比特流中提取出符号码值；

S2、将所述符号码值发送给网络端的编码解析服务子系统，并接收编码解析服务子系统反馈的该符号码值所指向的内容供应服务子系统的URI；

S3、访问所述URI，并向对应的内容供应服务子系统发送内容服务请求，然后接收所述内容供应服务子系统发送的加密媒体内容和用于解密内容的授权文件；

S4、采用预定的调制算法将所述授权文件调制为数字音频数据，并播放该数字音频数据输出至左声道输出端和/或右声道输出端，并接收从所述MIC输入端反馈的音频，采用与步骤S1相同的方法从该音频提取出对称密钥；

S5、利用所述对称密钥解密所述加密媒体内容并进行播放。