CN1433636A - 编码并存储数字图像和声音信号的设备及方法 - Google Patents

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Abstract

揭示了一种用于将至少表示图像信息的信号编码并存储在存储媒体(100)上的设备和方法。源产生器(108)配置成将信号转换成数字图像信息。压缩器(112)配置成从源产生器(108)接收数字图像信息并压缩数字图像信息。加密器(112)配置成从压缩器(112)接收压缩的数字图像信息并加密压缩的数字图像信息。存储装置(116)配置成将加密的压缩数字图像信息存储在存储媒体上。

Description

编码并存储数字图像和声音信号的设备及方法
发明背景
发明领域
本发明涉及数字声音图像的编码。具体而言，本发明涉及在数字影院系统中对数字图像和声音信息进行编码的一种设备和方法。本发明还涉及由集中设备对多个显像放映机或显示系统进行电子节目的译码、压缩、加密、存储、解压、解密、以及控制回放。
相关技术描述
在数十年的时间中，电影业一直依靠电影胶片的拷贝、分发和放映来将创造性的节目资料传递到本国和世界各地的电影院。从很大程度上来说，这种分发影片资料的方法和机制在很大程度上保持相对不变。
图1展示了现今的电影拷贝和分发过程。电影拷贝通常是从质量非常好的摄像底片开始的。在电影制片厂50，电影编辑52在完成了原始胶片的制作过程后，制作出一个电影母拷贝。由这个母拷贝，电影拷贝单元54制作出所谓的分发负片，再由分发负片大量制作分发拷贝(也称作“正片”)。根据分发电影所需的发行量或拷贝需求量，在每个阶段可以有更多的中间步骤或制作多份拷贝。电影正片通过递送员或其他物理方式分发到不同的影院，如电影院56示范的那样。在电影院56，电影通过电影放映机58将图像从胶片投影到银幕上的方式来放映。在这种传统系统中，通过声音编辑系统51，通常可以制作出多轨语音节目，并且将其与活动图像一起印制在电影胶片上，从而这些可以在电影院的音响系统57中按与电影院的放映系统中的活动动图像时间同步的方式回放出来。
虽然图1所使的分发系统可以很好运作，但是也有内在的局限。由于电影胶片使用赛璐珞材料，以及胶片媒质的带宽限制，限制了提供高保真多声道音响节目的能力。而且，制作大量的电影拷贝也是一个很大的开销，一部故事片长度的电影胶片就需要花费数百美元。将很大的一盒盒赛璐珞胶片通过物理方式分发到数量巨大的、并且越来越多的电影院也会带来开销、繁杂以及滞后等问题。同时，电影院业的一种流行趋势是发展所谓的“多元”影院，多元影院指的是多个放映厅位于或者说是簇拥在一个电影院内。在多元电影院内，每个放映厅可在其他放映厅放映其他电影的同一时刻放映电影。
由于制作大量的拷贝，防止非法盗版和资料窃取变得越来越难。据调查，电影业每年因为盗版而造成的收入损失高达数十亿美元。而且，由于灰尘堆积，磨损和撕扯，温度变化，以及其他已知的一些因素，电影拷贝资料会随时间逐渐老化。最后，管理费用和其他的花费也包括在电影胶片资料最终的销毁上，因为其中受管制危险品。
最新出现的技术使得解决目前影片分发问题成为了可能。例如，现在有卫星传输的方法，尽管这种方法对于分发高质量的(AV)资料来说在经济上是不可行的。因为电影节目的分发本来就是一种大陆区域范围内的特殊形式的传播，所以对在如此大的区域范围内传播具有内在优势的卫星分发方法似乎终将适合影片分发。但是，为了能够“实时”发送高质量的AV信号，数据速率要求(以比特每秒计)大约是15亿比特每秒左右。这种很高的数据速率需要整个卫星的容量来发送一个节目，而如此昂贵的开销是不可能实现的。另外，其他可选的分发办法却无法提供赛璐珞胶片所具备的图像质量和放映亮度。具有竞争力的技术通常涉及在不同的磁媒体或光媒体上记录语音/图像(AV)信号，以在视频监视器、电视或放映设备上显现出来。由于带宽的限制，这些技术不能提供胶片的质量。
除了通过卫星发送所需信息的能力之外，接收到的信息还必须能够使用高质量的放映机显现出来，该放映机以前还没有。另外，基于卫星的发射和接收系统的实现是昂贵的，并且是对现有的电影分发和放映方法一次彻底的变革。应该注意到的是，这种彻底的变革开始在上不会得到接受。
同时，数字技术的发展导致了一种革命性的分发概念，节目内容以数字形式被电存储，而不是印制在光学胶卷媒体上。数字图像可以通过不同的磁媒体或者光盘，或者通过有线形式、光纤、无线形式、或卫星通信系统的传输来分发。已有的不同种类的DVD-ROM存储形式具备从大约4.5吉字节(GB)到大约18吉字节的存储能力。在又面盘片上实现了9GB存储容量的DVD-ROM存储形式。因此，高存储容量的DVD-ROM盘片必须要人工的进行翻面来读取盘片第二面上存储的信息。
大约两个小时长的电影有大约40Mbps平均图像压缩比特率的以及大约8Mbps的和控制信息，一共需要大约45GB左右的存储空间。这样，即使采用高存储容量的DVD-ROM盘片，一部两小时长的电影也需要使用多张DVD-ROM盘片来提供足够的容量。
此外，为了回放，平均两小时长的DVD-ROM电影需要每秒输出6兆字节左右的信息，即大约48Mbps。虽然现存的一些DVD-ROM宣称有8MB/sec的传输速率，但是这种设备的质量和可靠度仍然是未知的。这样，不能保证这种DVD-ROM设备能够可靠的维持在6MB/sec的传输速率。
为了降低高质量电子图像信息的数据速率要求，发展了压缩算法。一种能够提供很大压缩比，同时又能保证图像信号的质量的数字动态图像压缩技术利用了编码后的离散余弦变换(DCT)系数数据的自适应规模块和子块。该技术此后称为自适应块规模离散余弦变换(ABSDCT)方法。选择自适应块的规模以利用一帧图像数据中的信息所具备的冗余。本技术在美国专利号5021891(题为“自适应方块规模图像压缩方法和系统”)中有揭示，该专利已转让给本发明的受让人，在这里引入作为参考资料。DCT技术在美国专利号5107345(题为“自适应块规模图像压缩方法和系统”)中有揭示，该专利已转让给本发明的受让人，在这里引入作为参考资料。此外，ABSDCT的使用在美国专利号5452104(题为“自适应块规模图像压缩方法和系统”)中有揭示，该专利也已转让给本发明的受让人，在这里引入作为参考资料。在这些专利文件中揭示的系统利用了帧内编码，即在不涉及其他帧内容的情况下对图像序列的每一帧进行编码。
使用数字电子形式进行电影胶片信息的分发有效增加了在没有质量退化情况下进行快速，低成本拷贝的潜在可能性。然而，伴随着数字技术带来的“拷贝方便”，也存在着以用于防止有用信息被分发给未经授权者的方法来对信息进行编码的加密技术。
诸如ABSDCT压缩技术、先进的放映设备以及电子加密方法之类的技术提供了“数字影院”系统的可能性。数字影院大致上的定义指的是，对转换成存储、传输和显示用的数字电子表现形式的高质量电影节目进行的电子分发和显示。数字影院系统将克服现在影片分发过程的很多限制。数字系统将不会遭受赛璐珞胶片遇到的伴随着时间的质量退化。此外，数字系统实质上消除了使用赛璐珞胶片所出现的非法盗版行为的可能性，并且还在数字系统自身内提供了采取安全措施的可能性。然而，电影业或相关技术领域还没有建成一个完整的数字影院系统。
还有一些困难和问题仍旧需要解决。新的数字影院系统需要为防止从电影院得到盗版所采取的保护措施的改进形式。为了努力取得经济利益上的较大回报，多个放映厅的电影院综合体已经变得越来越大，导致放映调度更复杂，并且大量放映点放映同一部影片。这就要求使用现有的技术将很多额外的电子拷贝送到电影院放映，同时也带来了复杂度和操作费用。
上面讨论的旧的赛璐珞胶片拷贝和分发技术还规定了分发渠道和机制。新技术需要充分利用所提出的数字影院处理过程，来减少拷贝过程，加快对给市场的发行速度，并且升级发行产品，同时以合理的成本提高调度和分发的灵活性。同时，一些电影制片人、制片厂和影院经理希望拥有更好的对于版本和分发的集中控制，并且能够拓展到新的市场。例如，希望能够以更加节省成本为电影及其它声像展现品提供可选择的音迹，着手解决增长的多语种或可选语言听众的市场。
现在需要做的是，将某些技术进行综合，以发展出用于对数字声像节目进行编码、加密、存储和管理的一种设备和方法。通过本发明下面所述的方法，将实现这些目标。
发明概述
本发明是一种用于把至少表示图像信息的信号进行编码和存储到存储媒体上的设备和方法，该设备包括：源产生器，用于把编码信号转换成数字图像信息；压缩器，用于从源产生器接收数字图像信息，并将数字图像信息压缩，压缩器使用自适应块规模离散余弦变换压缩技术；加密器，用于从压缩器接收压缩数字图像信息，并将压缩数字图像信息加密；存储装置，用于从加密器接收加密压缩数字图像信息，并将加密压缩数字图像信息存储到存储媒体上。本发明的方法是一种用于把至少表示图像信息的信号进行编码并存储到存储媒体上的方法，该方法包括以下步骤：将信号转换成数字图像信息；应用自适应块规模离散余弦变换压缩技术将数字图像信息压缩；将压缩数字图像信息加密；将加密压缩数字图像信息存储到存储媒体上。
因此，该设备和方法提供了图像和声音信息的编码和加密方法，这些图像和声音信息通常是节目资料的形式。在中央设施或网枢，节目资料数字压缩、加密并加以存储，准备将这些材料分发至一个或多个放映厅或影院的银幕上放映出来。节目资料通常包括电影图像、时间同步伴音节目和/或其他相关信息，如针对弱视观众的视觉线索磁轨、针对外语和/或听力受损的观众的字幕、广告或多媒体时间线索磁轨。节目内容可能持续很长时间(如一部故事片长度的电影)，可能持续比较短的时间(如一段电影预告片或商业广告)，或者可能是静止的图像(如广告或通告)。声音和其他相关节目不需要时间同步或和图像信息一起存储，如背景声节目或广告的情况。
在中央枢心，节目信息为分发进行处理。可以利用位于中央网枢或其他位置的源产生器，由模拟或数字输入来生成电子声音和图像信号。源产生器可以包括一个生成电子图像信号的电视电影机(telecine)，和生成电子声信号的声音输入机。另外，电子信号可以由电子摄像机或其它电子源，如基于电脑的生成系统来提供。
电子图像和声音信号接着经过压缩器/加密器的处理。压缩器/加密器也可以位于中央网枢或源产生器所处的设施中，例如制片厂。已知的动态压缩技术可以应用于将图像和摄影信息存储在存储媒体上。可以应用诸如美国专利号5452104、5107245、5021891中所描述的ABSDCT方法。存储媒体可以是任何类型的高容量电子磁带、磁或光存储装置，如CD、DVD或硬驱；或是依附于网络的存储器。此外，一些信息可代之以通过有线、光纤、无线或卫星通信系统来传输。声音信号可以使用上述方法或者标准的数字声音压缩算法进行压缩，并存储在类似的装置上。
加密技术包括时变电子密钥值和/或数字控制字序的使用，它们只被提供给授权过的接收者或放映机。另外，数字签名和“水印”也可以被加到图像和/或声音信号上。水印对于普通观众来说是不会注意到的，但是当在非实时或静止帧回放的情况下进行分析时，它可以用来鉴定节目的未授权拷贝的源。解密图像和/或声音信息所需的解密信息由各个解密器设备使用放映厅专用保密密钥和送至影院的保安信息生成。通常，图像和声音信号被分别加密。由于语言不同等原因，将图像部分和声音部分作为分开的节目来处理，从而不同的声音节目可以和图像节目组合。
压缩和加密后的信号仍然被存储在存储媒体上，或者放在中央网枢上以提供传输。如果进行传输，调制/传输技术要加上前向纠错信息并调制传输用的数据流。传输可以在任何有线或无线通信形式下进行，如陆地电缆、光纤、卫星、因特网或其他方法。
中央网枢进一步包括网络管理器。网络管理器可包括控制处理器，用于来对编码器和影院子系统的总运作进行管理，包括管理存储、回放/显示、安全及总的监视/控制和网络管理功能。网络管理器能够在集中或分布式的全自动控制、半自动控制或人工干预方式下操作。
在网络管理器的控制下，节目内容和附加的控制信息被存储并被传输至影院子系统。网络管理器还包括用于通知影院子系统所传送节目身份的控制方法。另外，还提供了一种用于控制每个影院子系统所接收节目的选择性存储的控制方法。
在影院子系统中，存储装置从中央网枢接收存储媒体。回放模块从存储媒体读取信息，监控存储信息的错误并要求任何包含错误的信息的重新发送。影院管理器利用一条通信渠道(从影院系统到中央网枢)来要求重发。通信路径可以使用电话网、卫星信道、因特网或其他任何类型的通信方法。
在影院管理器的控制之下，影院子系统可以提供节目内容的本地集中存储。存储装置可以包括诸如DVD盘片、可移动硬驱、或者整簇驱动器(JBOD)模块等存储媒体。存储装置可以同时存储几个节目。存储装置可以通过局域网(LAN)(电的或光的)，并以一种保证任何节目都可以在任何授权的放映机上放映的方法进行连接。同样，同一个节目可以同时在两个或多个放映机上回放。节目内容由存储装置通过局域网(LAN)传输至指定放映厅，局域网可以使用不同LAN结构。为了本描述，本描述假设使用采用了中央网络交换机结构的LAN。但是，其他类型的LAN结构在该子系统中也是可能的。
节目内容被回放模块排序后，解码器将节目内容解压，并解密或解扰。解压和解密算法取决于中央网枢所采用的压缩和加密技术。解压/解密后的信息通过放映机在放映厅中显现出来，同时声音信号通过电子音响系统也呈现出来。
影院管理器宏观地控制放映过程的所有方面，包括接收节目的存储、节目信号的解压和解密、节目内容的放映等。影院管理器也可以控制每个节目所允许的时间长度和/或回放数目。放映处理的控制可以选择在本地放映机、远程控制单元，或在中央网枢或其他集中单元的监控下进行。另外，影院管理器可以设置成将放映处理和其他影院处理综合在一起，诸如检票(concession)、售票、宣传、标志系统、环境控制、灯光、音响系统操作等。每一个影院子系统还可以包括共享相同的存储和控制功能的多个放映厅模块，以便灵活且节省成本地任选放映。
数字加密提供了一种内置的安全措施。采用密码术技术以提供端到端的加密数据传输。也就是说，图像和/或声音信号在源产生器被加密，在影院子系统的回放过程中被解密。除去电子安全措施，物理安全措施可以为节目内容提供额外的保护。
为了防止解压/解密后的信号在影院子系统中用放映机放映前就被窃取，物理安全措施可能特别重要。在一个实施例中，解密/解压功能装在一个安全独立的机箱内，该机箱被物理地固定在放映机上，或是嵌入放映机内，该机箱在未经授权的情况下通常是不可移动的，这样就可以在物理上防止对解密信号的探查。另外，对受保护环境或底座的侵入会引起删除或消除密钥信息，和删除或改变放映馈点上提供的任何数字数据的进程的开始，以防止盗版。
这里也相应提供了一种用于数字声音信息的压缩、加密和存储的设备和方法，以及监控和控制此类设备的管理功能。
附图简述
由下面将要结合附图进行的详细描述，可以更清楚的了解本发明的特点，目的，以及优点。附图内相同参考字符标示相同部分，其中
图1是传统电影胶片分发系统的方框图；
图2是本发明数字影院系统实施例的高层方框图；
图3是基于胶片的源产生器的方框图；
图4是压缩器/加密器的方框图；
图5是网络管理器的方框图；
图6是展示网枢内部网和集中中心冗余的方框图；
图7A-E是存储装置的方框图；
图8是使用多个串行盘片播放器和一个回放播放器的存储装置的方框图；
图9是使用多个并行盘片播放器和一个回放播放器的存储装置的方框图；
图10是使用光碟架和一个回放播放器的存储装置的方框图；
图11是使用可移动硬盘作为存储装置的影院子系统的方框图；
图12是影院管理器的方框图；
图13是使用JBOD作为存储装置的的影院子系统。
较佳实施例的详细描述
本发明包括一种用于诸如影院系统、电影院、多元电影院、和/或投影系统中的电影之类的音频/视频节目的电子生成、压缩、加密、和存储的设备和方法，这里有时也称为“数字影院”。
数字影院结合了在图像和声音压缩、放映技术、加密技术和其他很多领域的革新。数字影院被设计用于取代目前所采用的将赛璐珞电影胶片物理分发至诸如电影院或远端放映厅之类的各回放或放映点的方法。数字影院消除了对赛璐珞电影胶片的需求，并提供了不同寻常的音频/视频质量和内置安全措施的潜在可能。节目可以传输至电影院，并且存储到存储装置上，诸如可移动硬驱(RHD)或数字多功能盘片(DVD)，以备日后播放之用。
尽管本发明可以同样地应用于不同放映点的图像和声音信息的放映，例如圆形露天剧场、汽车多元影院、大众放映厅、学校、特殊餐厅等等，为了清楚说明的目的，在下面的讨论中将使用一个示范性的电影院或多元影院。熟悉本技术领域的人将很容易理解本发明是如何应用于其他类型的放映点。
图2中展示了本发明的一个数字影院系统100。该数字影院系统100包括两个主要的系统：至少一个中央设施或网枢102，和至少一个放映或影院子系统104。网枢102和影院子系统104和1998年5月8日提文的待批美国专利申请号No.09/075152的申请文件中描述的有类似的设计，上述专利已转让给本发明的相同受让人，并在此引入作为参考资料。
在一个实施例中，图像和声音信息被压缩和存储在存储媒体上，并由网枢102分发至影院子系统104。通常在接收图像或声音信息的放映点网络中的每一个影院或放映点采用一个影院子系统104，影院子系统104除了应用于每个放映厅的某些设备外，还包括一些集中设备。
在中央网枢102，源产生器108接收电影资料，并生成电影的数字版本。数字信息被压缩器/加密器(CE)112压缩和加密，并被中心存储装置116存储在存储媒体上。网络管理器120监控并发送控制信息到源产生器108、CE 112和中心存储装置116。条件接入管理器124提供特定的电子密钥信息，以使得只有指定的电影院能被授权放映指定的节目。
在影院子系统104中，影院管理器128控制影院管理器132。根据影院管理器132接收到的控制信息，影院存储装置136将存储在存储媒体上的压缩信息传输到回放模块140。回放模块140接收到来自影院存储装置136的压缩信息，并将压缩信息按照预定的顺序，大小和数据速率准备好。回放模块140将压缩信息输出到解码器144。解码器144将来自回放模块140的压缩信息输入，并进行解密、解压和格式化，再将信息输出至放映机148和音响模块152。放映机148在放映机上播放信息，音响模块152在音响系统中播放音响信息，两者都在影院管理器132的控制之下。
在运行过程中，源产生器108提供数字电子图像和/或节目给系统。源产生器108通常接收电影资料并产生包含数字信息或数据的磁带。影片被高分辨率地数字扫描，以生成电影或其他节目的数字版本。“电视电影”处理过程通常生成图像信息，而熟知的数字音频变换处理生成节目的声音部分。被处理的图像不需要由影片提供，但是可以是一张照片或静止帧类图像，或一系列的帧或照片，包括那些作为不同长度活动图像示出的。这些图像可以作为一个系列或一个组来呈现，以生成所谓的图像节目。另外，也能够提供其他资料，如为视力障碍观众提供的视觉线索轨道，为外语听众和/或听力障碍观众提供的字幕，或是多媒体时间线索轨道。类似这样，用单个或是几组音响或录音形成所需的声音节目。
或者，高清晰度数字相机或其他已知的数字图像生成设备或方法可以提供数字图像信息。可以直接产生数字图像信息的数字相机的使用对于需要进行立即或同时的分发的实时事件的捕捉是特别有用的。电脑工作站或类似装置也能用来直接生成准备分发的画面图像。
数字图像信息或节目被送至压缩器/加密器112以减少再生非常高质量的原始图像所需的信息量，压缩器/加密器112利用预先选择的已知格式或处理来压缩数字信号。在最佳实施例中，使用ABSDCT技术来压缩图像源。ABSDCT技术在前述的美国专利号5021891、5107345和5452104的专利文件中有所描述。声音信息也可以使用标准技术来压缩，也可以和压缩图像信息是时间同步的。然后利用一种或更多安全电子方法对压缩图像和声音信息加密和/或加扰。
网络管理器120监控压缩器/加密器112的状态，并将从压缩器/加密器112来的压缩信息传送至网枢存储装置116。网枢存储装置116包括一个或多个存储媒体(如图8所示)。存储媒体可以是任何类型的高容量数据存储装置，如数字多功能盘片(DVD)或可移动硬驱(RHD)，和这里进一步描述的。在将压缩信息存储到存储媒体上之后，存储媒体被物理地运输到影院子系统104，尤其运输到影院存储装置136。
在可选实施例中，压缩后的图像和声音信息被分别以相互独立的不相近的或者单独的方法存储。也就是说，提供了一种装置用于压缩和存储与图像节目相关的声音节目，但在时间上是独立的。在使用本发明同时处理声音图像时没有要求。一种预先定义的标识符或标志机制或方案被用于将相应的声音和图像节目合适的联系在一起。这样就保证在放映时，或在放映事件期间，按照需要将一个或更多预先选定的声音节目和至少一个预先选定的图像节目关联起来。也就是说，尽管最初没有和压缩图像信息时间同步，压缩声音在节目放映时同步。
声音节目与图像节目保持独立还考虑到不必为每种语言重建图像节目，使声音节目中的多种语言和图像节目同步。此外，保持独立的声音节目也考虑到不要求多条音轨与图像节目交织而支持多扬声器配置。
除了图像节目和声音节目，一段独立的推广节目，即宣传节目，也可能被添加到系统中。推广资料变化的频率通常比故事片节目要高得多。独立的宣传节目的使用允许不需要新的故事片图像节目就可以对宣传资料进行更新。宣传节目包括诸如影院中的广告(诸如幻灯、声音、影片)和预告片此类的信息。由于诸如DVD或RHD等存储媒体的高存储容量，可以存储数千的幻灯片或好几段广告。高存储量允许以特定的幻灯片的形式定制广告或预告片，这些广告或预告片可能只在指定影院对特定的客户播放。
虽然图2展示了存储装置116上的压缩信息，以及将存储媒体物理地运输到影院子系统104，但是应该理解的是，压缩信息或它的一部分可以通过无线或有线传输方法中的任何一种传输到影院存储装置136。传输方法包括熟知的多点引入卫星传送、因特网接入节点、电话专用线路或点对点光纤网。
图2-9展示了中央网枢102的处理方框图的实施例，并在此进行描述。图3展示了源产生器108。在图3中，源产生器108将诸如35mm电影胶片之类的电影图像源156数字化，并将数字化版本存储到磁带上。源产生器108包括高清晰度(HD)“电视电影”设备或处理过程164，用于接收影片源156和由影片源156生成数字图像。电视电影的处理过程在电影业中是众所周知的，可以使用几种经济上可行的服务或设备中的任何一种来实现这个处理过程。然而，在较佳实施例中，采用的是诸如目前由CINTEL或Philips BTS与其生产的配套设备一起提供的高解析度的电视电影处理过程，本技术领域中已熟知。在设计服务时，所使用的解析度和设备的特定选择是根据成本和其他熟知的因素来决定的。根据针对的观众、已有放映设备和放映点，包括为某些卫星传输而降低数据传输率的需要，也可使用可选解析度。
如果原始的影片156是标准格式的35mm源，可以通过使用24帧每秒的电视电影处理过程对图像进行处理。电视电影处理过程的数字输出可以使用高数据速率磁带记录器存储，或立即压缩和/或加密并使用低数据速率记录器、或其他已知的图像存储系统和媒体存储。
由于电视电影设备只处理图像，输入源的声音部分需要独立于图像被处理。如果声音源是模拟格式的，它通常通过磁带168提供给声音输入机进行数字化。在一个实施例中，共有十二条数字音轨被合成器176与数字图像组合在一起，合成信号与图像节目一起被存储在诸如高密度数字磁带录像机或类似的高容量数字存储系统之类的存储媒体上。或者，如前面所提到的那样，声音节目可以独立于图像节目进行存储和处理，但是必须包括时间同步信息以保证在放映厅的回放系统中与图像节目的合适的时间配合。时间同步信息可以存储在图像节目上、声音节目上或使单独控制节目上。
尽管图上显示是中央网枢102的一部分，但是应该理解的是，源产生器108可以位于不同于中央网枢102的设施中。其他设施只要一样合适于从一个磁的或是光的源生成数字信号即可。可选地，源产生器108可以由一部内置磁的或是光的存储装置的数字摄像机，或是其他直接产生数字源资料的数字图像生成装置(如电脑生成图片或特殊效果)来构成。源产生器108也可由静止图像的数字化系统，如用于35mm图片幻灯片或印制品的光学扫描仪或图像转换器构成。因此，常规的或是用于生成特殊效应的专业制片厂，或其他参与到图像节目准备和放映的设施可以生成需要的数字资料，生成的数字资料接着被传输至网枢102进行进一步处理或传输。
图4展示了压缩器/加密器的方框图。类似于源产生器108，压缩器/加密器112可以是中央网枢的一部分，或是位于独立的设施中。例如，压缩器/加密器112可以和源产生器108一起位于电影或电视制片厂内。另外，图像或声音信息或数据的压缩处理可以用变速率处理来实现。
压缩器/加密器112接收源产生器108提供的数字信号。在进一步处理之前数字图像和声音信息可以被存储在帧缓存器(未显示)。
数字信号被传递到图像压缩器184。在较佳实施例中，图像压缩器184利用前面提到的美国专利号5021891、5107345和5452104中所描述的ABSDCT技术处理数字图像信号。
在ABSDCT技术中，彩色输入信号通常是YIQ格式的，Y是亮度分量、即辉度分量，I和Q是色度分量、即彩色分量。其他诸如YUV或RGB格式也是可以使用的。由于眼睛对色彩的空间灵敏度低，ABSDCT技术分别在水平和垂直方向上对彩色分量进行1/2二次采样。因此，用四个亮度分量和两个色度分量表示图像输出的每一个空间部分。
每一个亮度和色度分量都被传导至块交错器。通常将16*16的块供给块交错器，块交错器对16*16块内的图像采样排序以产生用于离散余弦变换(DCT)分析的数据块和复合子块。DCT运算是将时间采样信号变换至相同信号的频率表示的方法之一。通过变换到频率表示，表明DCT技术已经考虑到了非常高水平的压缩，因为可以利用图像的频率分布特性设计量化器。在较佳实施例中，第一级排序采用一个16*16DCT，第二级排序采用四个8*8DCT，第三级排序采用16个4*46DCT，第四级排序采用64个2*2DCT。
DCT运算减少了存在于图像源中的空间冗余度。进行DCT后，大部分图像信号能量趋向集中于一些直流系数中。
对于16*16块和每个子块而言，可以分析变换系数以确定对块或子块编码所要求的比特数。然后，选择那些要求最少编码比特数的方块或子方块的组合来表示图像段。例如，可以选择两个8*8子块、六个4*4子块和八个2*2子方块来表示图像段。
选定的块或子块的组合然后被合理安排顺序。DCT系数值可以再接受进一步的处理以备传输，例如，频率加权、量化以及用已知技术编码(如可变长度编码)，但也不限于此。压缩图像信号再被提供给至少一个图像加密器188。
数字声音信号通常被传递到一个声音压缩器192。在较佳实施例中，声音压缩器192运用标准数字音频压缩算法对多轨声音信息进行处理。压缩后的声音信号被提供给至少一个声音加密器196。或者，声音信息可以不压缩的格式被传输和利用，但是仍然是数字的。
图像加密器192和声音加密器196运用一些已知的加密算法中的任何一种，分别地对压缩的图像和声音信号进行加密。图像和声音信号可以运用同样的或是不同的技术加密。在较佳实施例中，使用的是一种包括对图像和声音节目都进行实时数字序列加扰的加密技术。
在图像和声音加密器192和196处，节目资料被使用时变电子密钥信息(典型的是每秒改变几次)的加扰/加密电路进行处理。然后加扰的节目信息可以被存储或传输，如以无线链路在空中传输，没有用于对节目资料或数字数据加扰的相关电子密钥信息的任何人都无法破译。
加密通常包括对压缩信号的数字序列加扰或直接加密。“加密”和“加扰”两个词可以互换使用，并且被理解成指的是对不同源的数字数据流进行处理的方法，可以用一些密码技术中的任何一种来加扰、覆盖或用生成序列；用秘密的数字值(“密钥”)生成的序列，直接加密所述数字流，使得在不知道秘密的密钥值的情况下恢复原始数据序列是非常困难的。
每一个图像或声音节目可以使用特定电子密钥信息，这些特定电子密钥信息是由放映点或影院指定的电子密钥信息加密的，并提供给授权的影院或放映点以放映特定的节目。条件接入管理器124，即CAM，负责此功能。放映厅为了解密存储的信息所需的加密节目密钥在放映节目之前被传输，或是传递到授权的影院。要注意的是可能在授权放映期开始之前要用几天或几周来传送存储的节目信息，而加密的图像或声音节目密钥仅在授权回放期开始之前传送。加密节目密钥也可以用低数据速率链路，或诸如磁或光媒体盘片、智能卡之类的可运输的存储单元，或是具有可擦写存储单元的其他装置来传输。加密节目密钥也可以以控制指定的多元影院或放映厅被授权放映节目的时间长短的方式来提供。
每个接收到加密节目密钥的的影院子系统104用它的放映厅指定密钥解密出这个值，并将这个解密的节目密钥存储在存储装置或其他安全存储器中。
当节目被回放时，要使用影院或放映点指定密钥信息和节目指定密钥信息，最好含对称算法，用于这些密钥信息还在加密器112中被把准备成现在的实时的解扰/解密的节目信息。
再参考图4，除了加扰，图像加密器192可以在图像节目上加上“水印”，“水印”通常本质上是数字的。这包括在节目序列中插入一个放映点特定和/或时间特定的视觉标识符。也就是说，构造水印以指出授权的放映点和放映时间，以便在需要时更有效地追踪违法拷贝。水印可以被设计成频繁出现，但是在回放过程中以伪随机的周期出现，并且对于正在观看的观众是不可见的。在以预先定义的正常传输速率放映解压图像或声音信息的过程中，水印在感觉上是不被注意的。但是，在以一个和正常速率完全不同的速率放映图像或声音信息时，例如，在较低的“非实时”或静止帧回放速率，水印是可查的。如果一个未授权的节目拷贝被发现了，数字水印信息可以被授权者读取，并且可以确定制造该拷贝的影院。这种水印技术也可以被应用或使用于鉴别声音节目。
压缩且加密后的图像与声音信号都送给一个合成器200。在合成器200，图像和声音信息与时间同步信息一起被合成，以保证在影院子系统104中图像和声音流信息能够以时间一致的方式来被回放。和成后的信号再由节目分组器204进行处理，该分组器对数据进行分组以产生节目流。通过分组数据，或者说形成“数据块”，节目流可以在影院子系统104(图2)解压缩的过程中被监控，以发现在解压缩过程中接收数据块时产生的错误。影院子系统104的影院管理器可以发出指示要求数据块展示错误。因此，如果存在错误，只有一小部分的节目需要被替换，而不是整个节目。小块数据可以通过有线或无线链路来处理。这样就提供了更好的可靠性和有效性。
在本发明的一个可选实施例中，节目的图像和声音部分被当作独立的和相互区别的节目来对待。这样，用来代替使用合成器200来合成图像和声音信号的是把图像信号单独分组。在该实施例中，图像节目可以不和声音节目一起传输，反之亦然。这样，图像和声音节目只在回放时被装配成组合的节目。这点考虑到不同的声音节目可以因为不同的原因和图像节目进行组合，如因为不同的语言、提供发行版本后的更新或是节目的改变、为了符合本地标准。等等。这种灵活地将声音不同的多轨节目分配给图像节目的能力对于使改变已分发节目所需的费用最少，以及应对当前电影业可得的大规模多元文化市场是非常有用的。
压缩器184和192、加密器188和196、合成器200，以及节目分组器204可以通过一个压缩/加密模块(CEM)控制器208来实现，它是一个这里将要描述的被编程以完成这些功能的软件控制处理器。也就是说，他们可以配置成通用功能硬件，它包括各种各样的在软件或固件程序控制下的可编程电子设备或电脑。他们可选地也可使用其它一些技术来实现，如通过ASIC或通过一个或多个电路插件集。也就是说，构建成一个专用硬件。
图像和声音节目流被送至网枢的存储装置116。CEM控制器208主要负责的是控制和监视整个压缩器/加密器112。CEM控制器208可以通过对通用硬件设备或设备编程来实现以完成所要求的功能，或是采用专用硬件。正如这里描述的那样，从网络管理器120(图2)通过CEM控制器208提供对整个网枢内部网络的网络控制。CEM控制器208与压缩器184和192、加密器188和196、合成器200以及分组器204通过已知的数字接口进行联系，并控制这些元件的运行。CEM控制器208也可以控制和监视存储模块116，以及这些设备间的数据传输。
存储装置116最好由一个或更多RHD、DVD盘片或其他高容量存储媒体构成，它们通常都和影院子系统104(图2)中的存储装置116有着相似的设计。然而，熟悉本技术领域的人将会意识到在某些应用中也可采用其他媒体。存储装置116在压缩过程中从节目分组器204接收到压缩和解密的图像、声音和控制数据。存储装置116的运行被CEM控制器208管理。
现在参见图5，它展示了网络管理器120。网络管理器120控制并管理网枢102和整个数字影院系统100，包括对一个或更多影院系统104的组件的控制和监视，后者可任选。控制可以集中化，使网络管理器120可以管理系统的总的运作，包括传输、回放/放映、安全及总的网络管理功能的控制。或者，也可采用分布式的管理系统，在这样的系统中，放映或影院系统中的处理器可实现一些影院功能。
网络管理器120包括至少一个网络管理处理器212，它是数字影院系统100的中央控制器或“大脑”。网络管理器120通常是基于标准平台的工作站，或者类似的可编程的数据处理硬件。网络管理处理器212对网枢102的调度和安全方面进行管理。在网络管理器120的控制之下，控制信息或节目的更新可以在节目放映之前由网枢102传输至影院子系统104。网络管理处理器212也要控制到影院子系统104的传送或传输速率。根据节目类型和传送信道或通路的设计，传送速率可以是固定的或是可变的。例如，这可根据具体数据链路的传输速率。由于节目的不同，对节目内容的压缩编码的数据速率可以是不同的，以提供不同质量等级的压缩。
网络管理处理器212通过网枢内部网络连接至其他组件，通常是采用标准多点网络结构来实现。然而，也可采用其他已知的包括基于光的链路的网络设计和类型。在较佳实施例中，网络管理系统112的以太网网枢用来支持网枢的内部网络，正如这里参见图6所讨论的那样。
网络管理器120也可以包括调制解调器220，它用来提供通过因特网或PSTN到影院网络的接口，它通常包括一组拨号电话调制解调器、电缆或卫星调制解调器，ISDN或蜂窝网链路控制器，或其他已知装置。调制解调器220通过调制解调服务器功能连接至网络管理处理器212。调制解调器220是由影院到中央网枢102的返回链路通信路径的接收者。例如，图7中所示影院管理器128监视影院子系统104的解压过程的质量，并提供给网络管理系统120一份质量报告。返回路径径可以被影院用来要求从中央网枢102重发出错的节目数据块。此外，节目的额外放映，或者节目内容的改变或更新也可以用该链路来要求。在可选实施例中，返回通路可以用卫星信道或其他低速率通信方法或通过因特网来提供。这种情况下，可适当的采用其他已知的用于连接的装置或设备来代替调制解调器220。
用户接口224允许用户直接控制网络管理器112，并因此，控制整个网枢102和/或影院子系统104。用户可以监视网枢102的状态，并导控网枢不同模块的定时。用户接口224还考虑到存储装置116的各种实施例的配置(包括使用的存储媒体的类型)以及节目应如何存储到存储媒体上和存储在存储媒体上的什么地方。用户接口224通常的是具有监视器和键盘接口的个人电脑。
现在参见图6，它展示了网枢内部网络228的方框图。网枢内部网络228是中央网枢102的通信骨干。网枢内部网络228可以作为使用IP协议集的以太局域网(LAN)进行内部扩展。这样，网枢内部网络228可以将压缩器/加密器112、存储装置116、网络管理器120、条件接入管理器124和可选地影院子系统104的影院管理器128物理互连至以太网网枢232。另外，网枢内部网络228可以包括冗余或备用组件来满足在主要组件出错情况下对可用性的要求。正如将特定的功能适当划分成本地和远程功能一样，如果需要的话，也可以提供外部接口来将中央网枢102连接至外部电脑网络或通信系统。
如图2所示，影院子系统104由在影院管理器132控制下的至少一个，通常是多个影院管理器132构成。例如，在某些商业市场中，影院被建设成在一个现场具有多个放映厅的影院综合体，通常被称为多厅影院或是多元影院。存储的压缩信息要在一个多元影院中被传输到一个或多个放映厅模块132。
放映厅模块132包括影院存储装置136、回放模块140、解码器144和放映机148与声音模块152。在运行过程中，影院存储装置136含有存储媒体上的压缩信息。图7展示了存储装置的不同实施例。存储媒体一般由网枢102被物理地运输到影院子系统104，尽管考虑一部分信息可以从网枢102传输至影院子系统104。存储媒体可以是一个或更多DVD盘片236(图7A和图7C)、一个或更多可移动硬盘驱动器240(图7B)、回放模块(图7D)的内部硬盘驱动器(IHD)244、包括多个存储单元的JBOD(整簇驱动器)模块248(图8)，或是所述的任意组合。
在一个使用DVD作为存储媒体的实施例中，使用了多DVD盘片236。该实施例展示于图7A。平均两小时的电影具有大约40Mbps的图像压缩比特率的图像轨，和大约8Mbps的声音和控制信息，总共需要大约45GB存储空间。现在的DVD-ROM存储格式的存储范围大约从4.5GB到18GB。大于9GB的存储容量的双面盘片需要翻面以读取盘片第二面。这样，即使采用高容量的DVD-ROM盘片，一部两小时的电影需要用多张DVD-ROM来提供足够的空间。
正如前面所述，最好将图像信息与声音信息独立分开。该实施例展示于图7C。图像节目252存储在与声音节目256不同的存储媒体上。存储媒体可以是DVD盘片或RHD。在使用本发明同时处理声音节目时没有特别的要求。保持声音节目独立于图像节目考虑到不需要为每种语言重建图像节目就使声音节目中的多种语言和图像节目同步。另外，保持独立的声音节目考虑到不要求将多条音轨插入图像节目交织而支持多扬声器配置。
除了图像节目252和声音节目256之外，独立的推广节目260，即宣传节目，也可以被添加到系统中。独立的宣传节目260的使用允许不需要新的故事片图像节目252的就可以对宣传资料进行更新。宣传节目260可以包括广告、预告片、影院子系统104的控制和/或密钥信息。
使用可移动硬盘驱动器作为存储媒体提供了一些优点，如拷贝的简化和更低差错率的可能。该实施例展示于图7B。硬盘240上存储的信息可以通过在标准的个人电脑(PC)环境中把信息写在盘片上来很容易的复制。而且，由于可移动硬盘驱动器的很大存储容量，很少的可移动硬盘驱动器就足够了。相对于其他存储媒体而言，硬盘驱动器的使用，降低了传输出错的可能。可移动硬盘驱动器在遇到恶劣环境下还更有可能保持数据的完整性，该环境包括诸如装运过程中不细致的操作，或是暴露于灰尘、污垢、噪声或其他外部物质中。
在图7D展示的另一个实施例中，除了其他存储媒体外，还应用了一个内部硬盘(IHD)244和调制解调器264。通过调制解调器264将信息存储到IHD 244上保证了信息可以通过诸如电话线路、ISDN、电缆调制解调器或DSL链路等已有通信系统直接送到影院。例如，广告和预告片信息的更新可以通过电话线路发送，并存储在IHD 244上。更新的镜头可以有选择性地直接从IHD 244在影院中放映，而不是从宣传节目的盘片。通过调制解调器264连接发送广告和预告片信息的更新导致了很大程度的费用节省，因为可以免除发行和分发附加的宣传节目盘片的费用。
IHD 244的另一个功能是数据完整性系统的功能。在发送到回放模块之前，IHD244要检查存储媒体上存储的信息的数据完整性。数据完整性系统检查每一个数据块的电子签名。如果任何CRC块在检查过程中出错，或是如果数据块丢失，回放模块会使用调制解调器连接来要求重传出错数据块。发出要求后，所要求的数据块被存储在IHD 244上。当回放模块播放节目时，回放模块读取IHD 244以在合适的时间播放所要求的数据块。出于对有效性和数据速率的考虑，读取相对少的数据块将更好。如果检错系统发现有大量的数据块出错，错误消息指示符将让用户决定是否批准所讨论的数据量进行数据盘片的物理分发。
IHD 244和调制解调器264的使用也有利于加密密钥资料的分发。加密密钥资料和其他控制信息通过实际发送的存储媒体中数据或使用调制解调器264，从条件接入管理器124送至IHD 244。又发送运行状态、历史信息和其他信息至条件接入管理器124。虽然从中央网枢102发送，虽然影院子系统104能够接收所有发送的信息，但是影院子系统104只是有选择地解调并存储接收到的发送给特定的影院模块104的节目。
假设IHD 244有足够大的容量，或通过使用JBOD模块348，图像节目，声音节目和/或宣传节目可从存储媒体上载至IHD。IHD 244的使用保证了回放模块可以支持双影片和其他多节目调度。此外，通过将节目上载至多个回放模块，使得可以从每个回放模块的IHD 244播放给定的影片，则可在多个银幕上放映该影片。
在图7E展示的可选实施例中，局域网(LAN)可以代替图7D中所示的调制解调器接口264。除了完成与上述的调制解调器接口264相关的功能外，LAN接口268可以连接至一个或更多回放模块和/或影院管理器128。用户接口(图上未显示)连接进LAN接口268和/或影院管理器128，使用户可以远程控制和监视每个回放模块，解码模块或图像和声音模块的诸如调度、控制和监错之类的功能。此外，还考虑网络管理器120可以被连接入LAN接口268。LAN接口268也保证了节目能在回放模块之间传输。
图8所展示了一个使用多DVD盘片272a，272b，…272n作为存储媒体，和一组DVD盘片单放机276a，276b，…276n的实施例。DVD盘片单放机组276a，276b，…276n按预定的顺序，以串行模式播放它们各自盘片上所存储的信息。存储的信息通过开关280提供给缓存器284，如图8所示的FIFO RAM缓存器284。FIFO-RAM缓存器284具有足够的容量，使解码器144以及随后的放映机148不会因部分信息而过载或欠载。在较佳实施例中，FIFO-RAM缓存器284具有大约100到200MB的容量。当DVD盘片272a，272b，…272n以串行方式被读入时，FIFO-RAM缓存器284的使用就特别重要了。当DVD盘片以串行方式被读入时，可能会在从一张盘片转换至另一张时有几秒钟的时延。
存储的信息然后通过光纤信道接口288提供给解码器144。开关280，缓存器284和光纤信道接口都由回放模块CPU292控制。
单放DVD盘片播放机组276a，276b，…276n也可以并行模式播放，如图9所示。在并行模式中，多个DVD盘片播放机276a，276b，…276n回放压缩信息的不同部分，这些部分后来在回放模块140中被重新组合。这些压缩信息的不同部分从DVD盘片单放机276a，276b，…276n中读入至并行读取/解条状覆盖机构296，它将压缩图像信息的各部分按顺序排好。在较佳实施例中，解条状覆盖机构296是一个回放模块140可用的软件模块。如图9所示，解条状覆盖机构296是一个回放模块140的CPU 292控制的软件模块。解条状覆盖机构296可以位于CPU292内。解条状覆盖机构296同时也进行错误检测功能以保证无差错回放。在盘片部分不可读或是某些压缩信息受损的情况下，压缩信息的不同部分含有冗余信息。在这种情况下，解条状覆盖机构296能够利用冗余信息来重建任何受损的信息。冗余信息和序列信息可以被存储在独立的DVD盘片上，并和其他压缩信息272a，272b，…272n一起并行读入。
在图8和9中所展示的任一实施例的替换实施例中，采用了一种DVD光盘盒来取代单放DVD盘片组。如图10所示，DVD光盘盒300在运行上和熟知的CD光盘架类似。多张光盘被插入DVD光盘盒300。驻留于存储装置136、回放模块140或CPU 292中的软件控制保证了光盘被合适地安装，并且盘片可以合适的顺序读取。多张盘片被提供给一个DVD播放机。如图8所示的开关机构304用来控制哪一张DVD盘片要被插入DVD播放机中。在DVD光盘架的实施例中，串行或并行回放都可采用。
图11展示了采用一个或更多移动硬盘驱动器(RHD)308的放映厅模块132的运行。为了迅速。容量和方便等原因，可能需要使用一个以上的RHD 308。当顺序地读入数据时，一些RHD有“预读取”的特性，它根据最近的命令历史来预期接下来的读命令。因为从盘片上读取连续信息所需的时间减少了，所以该预读取特性是很有用的。然而，如果RHD接收到一个非预期的命令，那么读取非连续性的信息所需的时间可能会增加。在这种情况下，RHD的预读取特性可能会造成RHD的随机存取存储器被充满，这样就要更多时间来读取需要的信息。因此，有一个以上的RHD的有利点在于连续数据流，(诸如图像节目)可以更快地读取。此外，从分开的另一RHD上读取如声音节目、预告片、控制信息或广告之类第二组信息的优点是仅读取一张RHD盘的该信息要耗费更多时间。
这样，压缩信息从一个或更多RHD 308被读入到缓存器284。回放模块中的FIFO-RAM缓存器284从存储装置136以预定的速率接收到压缩信息的不同部分。FIFO-RAM缓存器284具有足够的容量，以保证解码器144，以及随后的放映机148，不会被信息过载或是欠载。在较佳实施例中，FIFO-RAM缓存器284具有大约100到200MB的容量。由于在从一驱动器转换至另一个时有几秒钟的时延，FIFO-RAM缓存器284的使用就特别重要了。
压缩信息的不同部分从FIFO-RAM缓存器284输出至网络接口288，它将压缩信息提供给解码器144。在较佳实施例中，网络接口288是光纤信道仲裁环路(arbitrated loop)(FC-AL)接口。
在替换实施例中没有具体展示的由影院管理器128控制的交换网络从回放模块140检索输出数据，并将数据引导至给定的解码器144。交换网络的使用保证了在任意给定的回放模块140上的节目能被传输至任意给定的解码器。
当观看节目时，从存储装置136检索节目信息，并通过影院管理器128传输至放映厅模块132。解码器144使用只提供给授权影院的密钥信息将从存储装置136接收到的数据解密，并使用和在源产生器108使用的压缩算法相反的解压算法将存储信息解压。解码器144将解压后的图像信息转换至放映系统所使用的标准的视频格式(模拟或数字格式均可)，图像再通过电子放映机148播放出来。声音信息也被解压，并提供给放映厅音响系统152和图像节目一起回放。
图11也展示了解码器144的方框图。解码器144对压缩/加密节目进行处理，以将它们放映到银幕或表面上观看，并使用音响系统152展现其声音聆听。解码器144是由它的控制器312或通过影院管理器128来控制的，它包括至少一个解分组器316、控制器或CPU 312、一个缓存器314、一个图像解密器/解压缩器320，及一个声音解密器/解压缩器324。缓存器可以暂时为解分组器316存储信息。这些都可以在一块或更多的电路插件集上实现。电路插件集可以被安装在一个独立的固定在放映机148上，或者靠近放映机148的盒子中。另外，还用密封智能卡328，该卡与控制器312和/或图像解密/解压缩器320连接，以便传输并存储单元专用的密码密钥信息。
解分组器316识别并分开由回放模块140、CPU 312和/或影院管理器128送来的各个控制、图像和声音分组。在图像与声音信号分别被送到图像与声音解密/解压系统320与324的时候，控制分组可以被送到影院管理器128。有可能在短时间内出现大量的读和写操作。因此，用大缓存器314将数据从解分组器316平稳地直接注入到放映设备。
影院管理器128对影院子系统进行配置、操作和监控，还管理影院子系统104的安全。影院子系统104包括了外部接口、图像与声音解密/解压模块320和324，连同放映机148和音响模块152。控制信息来自回放模块140、CPU 312、影院管理系统128、远程控制端口或是本地控制输入，如放映厅模块132壳体或机箱外部的控制面板。解码CPU 312也可以管理分配给每个放映厅模块132的电子密钥。预先选择好的分配给各放映厅模块132的密码密钥要和嵌入图像和声音数据中的密码密钥信息一起用于在解压缩过程之前解密图像和声音信息。在较佳实施例中，解码器CPU 312采用标准的微处理器，并作为基本的功能或控制单元，嵌入每个放映厅模块的软件中运行。
另外，解码器控制器312最好设置成和影院管理器128一起处理或交流某些信息，以保持一份每个放映厅所进行的放映的历史记录。有关于这份放映历史记录的信息然后可以通过返回链路，或是通过可传输媒体在预先选择的时间提供给网枢102。
图像解密器/解压器320从解分组器316得到图像数据流，进行解密，并重新合并成原始图像来在银幕上放映。该操作的输出通常是把标准的模拟RGB信号提供给数字影院放映机148。解密和解压操作通常是实时进行的，以保证节目资料的实时回放。
图像解密器/解压器320将图像数据流解密和解压，使网枢102的图像压缩器184和图像加密器188所完成的操作逆转。影院子系统104中的每个放映厅模块132可以处理和放映与其它放映厅模块132不同的节目，或者一个或更多放映厅模块132可以同时处理和放映相同的节目。另外，多个放映机可放映同一个节目，但是多个放映机在时间上相互之间有一定的延时。
解密过程使用先前提供的单元专用和节目专用的电子密码密钥信息连同嵌入图像和声音数据流中的电子密钥来解密图像信息(解密过程前面已经在参见图4时描述过了)。每个影院子系统104都会被提供足够多的密码密钥信息，以便在每个放映厅摸块132中放映所有的经授权的节目。
一个多层密码密钥管理器被用于授权指定的放映系统来放映指定的节目。这个多层密钥管理器通常利用每个授权影院管理器128的专用电子密钥值、专用图像和/或声音节目和/或图像和/或声音节目中的时变密码密钥序列。将通常是56比特或更长的“放映厅专用”的电子密钥编入每个放映厅模块132。
这种编辑可以通过使用多种技术来实现，以用来传输和提供使用的密钥信息。例如，可以使用上面所讨论的返回链路，通过链路传输来自条件接入管理器124的密码信息。或者，也可以采用诸如智能卡328、预先编程的闪存记忆卡之类的智能卡技术和其他已知的可携带式存储装置。
例如，智能卡328可以被设计成一旦这些值被载入卡内，就不能从智能卡的存储器中被读出。可使用物理和电子的安全措施来防止篡改这些密钥信息，并检测篡改或损坏的尝试。密钥以一种可以在检测到篡改的尝试时，就会被消除的方式来存储。智能卡电路包括一个含有一种加密算法的软件实现的核心微处理器，该算法典型的是数据加密标准(DES)。智能卡能够输入提供给它的数值，使用卡上的DES算法和预先存储的放映厅指定密钥来加密(或解密)这些值，并输出结果。或者，能卡328可以只简单地把加密的电子密钥信息传输到影院子系统中的电路，而影院子系统中的电路将对该密钥信息进行处理，以备图像和声音解密过程之用。
使用ABSDCT逆算法或其他与中央网枢的压缩器/加密器112所用的图像压缩处理对称的图像解压处理，使图像节目数据流受到动态图像解压。如果图像压缩是基于ABSDCT算法的，解压处理就包括变长度解码、反频率加权、反微分四叉树变换、IDCT以及DCT块组合体去交错。用于解压的处理单元可以在为该功能配置的专用特殊硬件，如一块ASIC芯片或一个或更多电路卡集组件中实现。或者，解压缩处理单元可以作为标准单元或通用硬件来实现，它包括各种不同的数字信号处理器，或在特殊功能的软件或固件程序控制下运行的可编程电子设备或电脑。可以采用多块ASIC并行处理图像信息，以支持高图像数据速率。
解压后的图像数据经过从数字信号到模拟信号的变换后，模拟信号被输出至放映机148。或者，可以使用一个数字接口来传送解压数字图像数据至放映机148，这样就避免了要有一个数字到模拟的转换过程。声音解密器/解压器324从解分组器316得到声音数据流，进行解密，重新组合成在影院扬声器或音响系统152播放的原始的声音。该操作的输出把标准线路级的声音信号提供给音响系统152。
类似于图像解密器/解压缩器320，声音解密器/解压缩器324逆向进行网枢102的声音压缩器192和声音加密器196所完成的操作。通过使用密码智能卡328中的电子密钥和嵌入数据流中的电子密钥，解密器324解密出声音信息。解密后的声音数据然后再被解压缩。
声音解压缩是用与中央网枢102所用的声音压缩过程对称的算法进行的。多个声音通道，如果有的话，将被解压。声音通道的个数依赖于特定放映厅或放映系统的多声道音响系统的设计。为了诸如多语言音轨和视障观众用的声音提示之类的目的，中央网枢102可以传输附加的声音通道，以增强声音节目。为了诸如多媒体特殊效果轨道、字幕和听力障碍的观众用的特殊视觉线索之类的目的，系统也可以提供和图像节目同步的数据纹迹。
正如前面所讨论的那样，声音和数据轨道可以和图像节目时间同步，或是可以异步播出，不直接时间同步。图像节目可以由单帧(如静止图像)、单帧静止图像序列或短时间或长时间的活动动图像序列组成。
有必要的话，声音通道还可以提供给声音延时单元，对声音加入与合适的图像帧同步所需的延时。然后每个通道再经历从数字到模拟的转换过程，来提供称为“线路级”的输出给音响系统152。也就是说，用数字数据产生的适当的模拟级或模拟格式的信号驱动合适的音响系统。线路级声音输出通常使用在大部分影院的音响系统中都可以找到的标准XLR或AES/EBU连接器。
放映机148将节目的电子版本在银幕上播放。高质量的放映机是建立在先进的技术上的，如处理光信息或图像信息的液晶光阀管(LCLV)方法。放映机148从解密器/解压缩器320接收到图像信号，该信号通常为以标准红-绿-蓝(RGB)视频信号格式。用于放映机148的控制和监控的信号传输通常是从控制器312，通过数字串行接口来提供的。
再回来参见图11，解码器箱144包括光纤信道接口288，解分组器316、解码器控制器或CPU 312、图像解密器/解压缩器320、声音解密器/解压缩器324，以及密码智能卡328。解码器箱114是安全的独立机箱，它还包括加密智能卡328接口，内部电源和/或稳压器、降温风扇(如果有需要)、本机控制面板以及外部接口。本地控制面板可以使用任何一种不同的已知输入设备，例如具有嵌入式LED指示器的薄膜开关平面板。本地控制面板典型地使用，或是本身就形成铰链门的一部分，以保证能够进入箱内进行服务或维修。这扇门有一个安全锁以防止未经授权的进入、窃取或损坏该系统。在安装过程中，包含有加密密钥信息(放映厅专用密钥)的智能卡328应被安装于解码机箱144内部，并固紧于上锁的前面板之后。密码智能卡插槽只有在固紧的前面板内部才可用。从解密器/解压器320到放映机148的RGB信号输出被安全地在解码底座144内部进行连接，使解码箱144安装到放映机壳体上时无法获取RGB信号。可以使用保安互锁，防止在解码器144没有正确安装到放映机148时操作解码器144。
音响系统152将节目的声音部分呈现于影院的扬声器上。在较佳实施例中，音响系统152从声音解密器/解压器324接收总共12声道的标准格式声音信号，无论是数字的还是模拟的格式。
在另一个实施例中，回放摸块140和解码器144被集成在一块单独的回放解码单元332内部。将回放模块140和解码器模块148组合在一起导致了成本和接入时间上的节省，因为只需要一块CPU(292或312)来为回放模块140和解码器144的功能提供服务。回放模块140和解码器144的组合也不要求使用光纤信道接口288。
如果需要有多个观看地点，可以配置任何存储装置136上的信息，用来以预选的可设置偏移量或相互之间的时间上的延迟，来传输一部图像节目的压缩信息到不同的放映厅。当一部图像节目要基本上同时地在选择好的多个放映厅播放时，这些可设置偏移量应基本上等于零或是非常小。在其他情况下，这些偏移量根据存储配置和容量，可以被设置成任意的值，从几分钟到几小时，以提供非常灵活的放映调度。这样就允许一个多元影院更好解决对于诸如首轮电影之类放映项目的市场要求。
图13展示了本发明的另一个实施例。用户接口344允许对于解码器144的直接控制，连同放映机148和声音系统152。JBOD(整簇驱动器)348包括诸如一组硬盘驱动器之类的磁存储媒体，用于在指定放映厅为调度回放时间存储加密/压缩编码信息。JBOD 348被设计成规模可调整，以有效支持每个影院的存储要求。此外，每个JBOD 348还包括内置冗余以防止在存储单元失效情况下的存储节目信息丢失。例如，每个JBOD 348可以是可扩展的以适应每个影院系统不同存储要求的安装在机架上的系统。JBOD348的使用使影院管理器128可动态地将节目发到多元影院中的不同银幕上，并可调度影片之前的节目。这些都是以很灵活的方式来完成的，有利于快速对不断变化的需要或市场需求作出反应。
在较佳实施例中，每个JBOD 348被设计成它的存储容量等于它所在放映点存储节目所需的容量。这样，多于一部的影片可以在同一天在同一个银幕上放映(双影片)。另外，还要提供足够的存储空间以保证在现在已存有“授权上映”节目的时候，还能够在授权上映日期之前存储将要上映的影片。这些可用的存储容量顾及可以比将被授权回放和放映某部上映节目的授权时间提前几小时，几天或是几周时间传输该节目，而不影响现有授权节目的回放和放映。以数字数据存储容量估计，在这种类型的的安排下每个放映厅应使用大约120吉字节的存储容量。这种估计是在使用现有压缩和图像技术的前提下做出的，在不久的将来可能会发生变化，这样就允许了更低的存储要求。
载入JBOD 348的每部节目的盘片存储空间是动态分配的。这个概念适合于有多个银幕的大型影院，因为短节目和长节目取平均为一个标称长度，通常是大约两个小时。作为单银幕影院的方针应该是存储容量应该足够存储最长的节目。
JBOD 348也可以配置成，或能够配置成在“带状覆盖”模式下工作，在这种模式下，接收的信息还状覆盖驱动器阵列，并临时存储于RAM缓存器349。也就说，将要存储的接收数据在存储过程中部分导致不同的驱动器。输入数据的一部分被传输至一个驱动器，而接下来的部分被传输至下一个驱动器，接下来以此类推。在给予足够的延迟时间用于驱动器写数据后，某个给定的驱动器可以再次被安排接收输入数据。因此，接收数据被分离成较小的组成部分，利用驱动器输入信道的输入缓存或可用的存储空间，每个组成部分以每个驱动器允许的最大(或很高的)速率存储在单独的驱动器上。这使低传输速率的设备可以以并行方式读入数据，并因此达到很高的传输速率。这种类型的存储也提供了防错冗余。
数据在驱动器或其他存储装置上的存储利用奇偶校验信息，使检索时可以重建节目。也就是说，提供了一种在检索或放映时将节目不同部分再连接在一起的手段。
在较佳实施例中，每个JBOD 348都是基于廉价设备冗余阵列(RAID)的阵列设计的，同时具备在阵列中的盘片驱动器失效时对整个数据文件的恢复能力。JBOD348提供状态和警告指示器以帮助故障查找或故障隔离。通过这种类型的设计，可以提供远程状态、控制和诊断。
图12展示了影院管理器128。影院管理器128提供了对于多元影院中的整个放映或影院子系统104、一个或更多放映厅模块132的运行控制和监控。影院管理器128也可以使用节目控制手段或机构从一个或更多接收到的单个图像和声音节目来建立节目组合，这些节目组合是在授权期间在放映厅系统中被安排播放的。
影院管理器128包括一个影院管理器处理器336，并可选择地包含有至少一个调制解调器340，或其他与返回链路连接的设备，用于发送消息回中央网枢102。影院管理器128可以包括诸如监视器之类的可视显示单元，和诸如键盘之类的用户接口设备，它们可以位于多元影院经理的办公室中、售票厅或利于影院运营的任何其他合适的地点。
影院管理器处理器336通常是标准商业或商务级别的电脑。参见图12和图2，影院管理器336和网络管理器120及条件接入管理器124进行通信。在较佳实施例中，调制解调器340被用于和中央网枢102通信。调制解调器340通常是标准电话线路调制解调器，它位于处理器内，或是连接至处理器，并连接到标准二线电话线路上，以便反向与中央网枢102通信。在可选实施例中，影院管理器336和中央网枢102间的通信可以使用诸如因特网、专用或公用网、无线或卫星通信系统之类的低数据速率通信方法来发送。对于这些可选方案，调制解调器340配制成提供合适的接口结构。
回过头来参见图2，影院管理器128允许每个放映厅模块132和每个存储装置136通信。影院管理模块接口可以包括一个缓存，使得短时间内很大的信息量可以通过影院管理器接口126从影院存储装置136以较高的数据速率进行传输，并被其他放映厅模块132单元以较低的速率进行处理。
在影院管理器128和网络管理器120和/或条件接入管理器124之间通信的信息包括影院管理器104接收到的呈现不可纠正比特差错的部分信息的重传要求、监视和控制信息、运行报告和警告，以及密码密钥信息。通信的信息可以加密保护，以提供防窃听型保安措施和/或验证和鉴别。
影院管理器128可以配置成提供放映系统的全自动运行，包括回放/显示的控制、保安和网络管理功能。影院管理器128也可以提供对诸如订票和售票、减让运营及环境控制等外围影院功能的控制。也可使用人工干预来补充某些影院运营过程的控制。影院管理系统128也可以和某个已有的多元影院中的用于控制或调节这些功能的控制自动系统相连。正如将会知道的那样，所采用的系统应依赖于可用的技术和特定的影院的需求。
通过影院管理器128或网络管理器120的控制，本发明通常可以支持录制节目的在多个显示放映机上的同时回放和显示。此外，在影院管理器128或网络管理器120的控制下，经常可以实现对一段节目的多次回放的授权，即使影院子系统104只需要接收一次该节目。安全管理可以控制每个节目所允许的回放时间长度和/或次数。
通过网络管理模块112对影院管理器128的自动控制，可以提供自动存储和播放节目的装置。另外，还能够用一个控制单元从一个远离中央设施的地点控制某些预先选好的网络操作。例如，电视或电影制片厂可以从诸如制片厂办公室之类的中央地点来自动控制电影或其他放映节目的分发，并对放映进行几乎立即的改变，以顾及市场需求的迅速改变，或对放映节目的反应，或在该领域中所可以理解的其他原因。
回过头来参见图2，影院子系统104可以用影院接口网洛126和放映厅模块132连接在一起。影院接口网络126包括局域网(电的或光的)，它用来在影院子系统104中提供对节目的本地输送。节目存储在每个存储装置136上，并通过影院接口网络126传送到影院子系统104中的一个或更多的放映厅系统132。影院接口网络126可以采用几种标准局域网体系结构中的任何一种，它们可以提供足够的数据传输速率、连通性和可靠性，例如仲裁环路网、交换网，或面向网枢的网络。
仍然参见图2，每个存储装置136提供了对于授权回放和显示的节目资料的存储。在一个实施例中，存储系统在每个影院系统中是被集中起来的。影院存储装置136允许影院子系统104在一个或更多放映厅中建立放映节目，并可以同时在几个放映厅间共享。
根据容量的不同，影院存储装置136可以同时存储几部节目。影院存储装置136可以通过局域网连接，这样任何节目可以在任何授权的放映系统(即放映机)上回放和播放。同样，一部节目可以在两个或更多放映系统中同时回放。
因此，这里提供了用于编码、压缩、加密和存储图像和/或声音信息的一种设备和方法。这种设备和方法有许多特色和优点，其中考虑到故事影片和广告片的灵活调度、声音和图像信号的合成和安全措施的方便实现。
前面提供了对较佳实施例的描述，使得任何熟悉本技术领域的人可以利用或使用本发明。对本实施例可以作的不同修改对于熟悉本技术领域的人来说是十分容易的和明显的，这里所定义的基本原理可以不运用发明能力就应用于其他的实施例。这样，本发明不希望局限于这里所显示的实施例，而是应符合与这里所揭示的原理和新特征一致的最宽广的范围。

Claims (93)

1.一种用于将至少表示图像的信号编码并存储在存储媒体上的设备，其特征在于，该设备包括：
源产生器，配置成将信号转换成数字图像信息；
压缩器，配置成从源产生器接收数字图像信息并压缩数字图像信息；
加密器，配置成从压缩器接收压缩的数字图像信息并加密压缩的数字图像信息；
存储装置，配置成从加密器接收加密的压缩数字图像信息并将加密的压缩数字图像信息存储在存储媒体上。
2.如权利要求1所述的设备，其特征在于，该设备进一步编码并存储表示声音信息的信号，而且
源产生器配置成将声音信息转换成数字声音信息；
压缩器配置成从源产生器接收数字声音信息并压缩数字声音信息；
加密器配置成从压缩器接收压缩的数字声音信息并加密压缩的数字声音信息；
存储装置配置成从加密器接收加密的压缩数字声音信息并将加密的压缩数字声音信息存储在存储媒体上。
3.如权利要求2所述的设备，其特征在于，压缩图像和声音信息相互独立地以不连续方式分别存储。
4.如权利要求1所述的设备，其特征在于，压缩器使用自适应块规模离散余弦变换压缩技术。
5.如权利要求2所述的设备，其特征在于，压缩器被配制成以可变速比率压缩数字声音信息。
6.如权利要求2所述的设备，其特征在于，加密压缩图像信息形成至少一个图像节目，加密压缩声音信息形成至少一个声音节目，并进一步地包括标识符，压缩器配置成使一个或更多声音节目的标识符链接至少一个图像节目。
7.如权利要求6所述的设备，其特征在于，源产生器进一步包括节目分组器，节目分组器配置成将图像信息或声音信息组织成可标识的组，以存储在存储媒体上。
8.如权利要求1所述的设备，其特征在于，源产生器进一步包括电视电影装置。
9.如权利要求1所述的设备，其特征在于，源产生器进一步包括基于电脑的工作站。
10.如权利要求2所述的设备，其特征在于，加密器进一步包括密码密钥，密码密钥被存储在密钥存储媒体上，密码密钥对图像和声音信息的解密是必需的。
11.如权利要求10所述的设备，其特征在于，密钥存储媒体是智能卡。
12.如权利要求10所述的设备，其特征在于，密钥存储媒体是磁盘。
13.如权利要求10所述的设备，其特征在于，密码密钥是被传输的。
14.如权利要求10所述的设备，其特征在于，进一步包括用于指出密码密钥信息的有效时间间隔，并保证密码密钥信息只能在该时间间隔期间使用。
15.如权利要求14所述的设备，其特征在于，密码密钥配置成在时间间隔过期后，密钥存储媒体上的密码密钥能够被覆写。
16.如权利要求2所述的设备，其特征在于，加密器进一步包括至少一个水印，在以预先定义的常规传输速率放映解压图像或声音信息的过程中，水印在感觉上不显著，但是在以和所述的常规速率实质上不同的速率放映所述的图像或声音信息时，水印可觉察。
17.如权利要求16所述的设备，其特征在于，水印标出与图像或声音信息有关的放映时间和地点信息。
18.如权利要求2所述的设备，其特征在于，进一步包括网络管理器，网络管理器配置成发送控制信息到源产生器、压缩器、加密器和存储装置，并且从源产生器、压缩器、加密器和存储器件接收状态信息。
19.如权利要求2所述的设备，其特征在于，该设备配置成建立链路，该链路配置成从设备外部发送和接收信息。
20.如权利要求19所述的设备，其特征在于，信息包括控制和状态信息。
21.如权利要求19所述的设备，其特征在于，信息包括图像和声音信息的更新。
22.如权利要求19所述的设备，其特征在于，链路包括专用电话数据链路。
23.如权利要求19所述的设备，其特征在于，链路包括拨号电话数据链路。
24.如权利要求19所述的设备，其特征在于，链路包括分组型数据链路。
25.如权利要求19所述的设备，其特征在于，链路包括基于因特网的链路。
26.如权利要求19所述的设备，其特征在于，链路包括无线数据链路。
27.如权利要求19所述的设备，其特征在于，所述链路包括基于卫星的数据链路。
28.如权利要求2所述的设备，其特征在于，存储媒体包括至少一个光存储媒体。
29.如权利要求28所述的设备，其特征在于，存储媒体包括多个光存储媒体，图像和声音信息不连续地存储在多个光存储媒体上。
30.如权利要求28所述的设备，其特征在于，声音信息存储在和图像信息不同的单独的光存储媒体上。
31.如权利要求28所述的设备，其特征在于，进一步包括表示宣传信息的编码信号，且表示宣传信息的编码信号存储在和图像信息及声音信息不同的单独的光存储媒体上。
32.如权利要求28所述的设备，其特征在于，存储媒体包括至少一个DVD光盘。
33.如权利要求2所述的设备，其特征在于，存储媒体包括至少一个磁存储媒体。
34.如权利要求33所述的设备，其特征在于，存储媒体是多个磁存储媒体，且图像和声音信息不连续地存储在多个磁存储媒体上。
35.如权利要求33所述的设备，其特征在于，声音信息存储在和图像信息不同的单独的磁存储媒体上。
36.如权利要求33所述的设备，其特征在于，进一步包括表示宣传信息的编码信号，且表示宣传信息的编码信号存储在和图像信息及声音信息不同的单独的磁存储媒体上。
37.如权利要求33所述的设备，其特征在于，存储媒体至少包括可移动硬盘驱动器。
38.如权利要求33所述的设备，其特征在于，存储媒体包括至少一个JBOD模块，JBOD模块包括至少一个存储组件。
39.如权利要求2所述的设备，其特征在于，存储装置包括在存储过程中使用标识符信息来将预先选好的图像或声音信息的部分至不同的存储媒体的装置。
40.如权利要求2所述的设备，其特征在于，影院存储装置进一步包括用于提供并行带状覆盖信息的装置，使得存储的图像和声音信息可以按需要的数据传输速率读取，并提供防错冗余。
41.如权利要求2所述的设备，其特征在于，进一步包括至少一个局域网接口，至少源产生器、压缩器、加密器和存储装置通过至少一个局域网接口相互连接。
42.如权利要求41所述的设备，其特征在于，网络接口包括以太网。
43.如权利要求2所述的设备，其特征在于，图像信息以图像节目的形式提供，图像节目可以是单个静止帧的形式，或作为活动图像播放的不同长度的一系列的帧的形式。
44.如权利要求2所述的设备，其特征在于，进一步包括对图像和声音信息的存储进行存档的装置。
45.如权利要求2所述的设备，其特征在于，源产生器进一步包括一条线索轨道，线索轨道配置成指明信息的节目特定部分。
46.一种用于将表示图像信息和声音信息的信号编码并存储在至少一个存储媒体上的设备，其特征在于，该设备包括：
源产生器，配置成将信号转换成数字图像信息和数字声音信息；
压缩器，配置成从源产生器接收数字图像信息和数字声音信息并压缩数字图像信息和数字声音信息，该压缩器使用自适应块规模离散余弦变换压缩技术；
加密器，配置成从压缩器接收压缩的数字图像信息和压缩的数字声音信息加密压缩的数字图像信息和压缩的数字声音信息；
存储装置，配置成从加密器接收加密的压缩数字图像信息和加密的压缩数字声音信息，并将加密的压缩数字图像信息作为一段图像节目存储在存储媒体上，将加密的压缩数字声音信息作为一段声音节目存储在另一个存储媒体上。
47.如权利要求46所述的设备，其特征在于，存储媒体包括至少一个JBOD模块，每个JBOD模块有至少一个存储组件，图像和声音信息不连续地存储在每个JBOD模块的存储组件上。
48.如权利要求46所述的设备，其特征在于，进一步包括表示宣传信息的编码信号，且表示宣传信息的编码信号存储在和图像信息及声音信息不同的单独的存储组件上。
49.一种用于将至少表示图像的信号编码并存储在存储媒体上的设备，其特征在于，该设备包括：
源产生器，配置成将信号转换成数字图像信息；
压缩器，配置成从源产生器接收数字图像信息并压缩数字图像信息，该压缩器使用自适应方块大小离散余弦变换压缩技术；
加密器，配置成从压缩器接收压缩的数字图像信息并加密压缩的数字图像信息；
存储装置，配置成从加密器接收加密的压缩数字图像信息并将加密的压缩数字图像信息存储在存储媒体上。
50.一种用于将至少表示图像的信号编码并存储在存储媒体上的方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
将信号转换成数字图像信息；
压缩数字图像信息；
加密压缩的数字图像信息；
将加密的压缩数字图像信息存储在存储媒体上。
51.如权利要求50所述的方法，其特征在于，信号表示图像信息和声音信息，且进一步包括以下步骤：
将声音信息转换成数字声音信息；
压缩数字声音信息；
加密压缩的数字声音信息；
将加密的压缩数字声音信息存储在存储媒体上。
52.如权利要求51所述的方法，其特征在于，压缩图像和声音信息相互独立地以不连续方式分别存储。
53.如权利要求50所述的方法，其特征在于，压缩步骤使用自适应块规模离散余弦变换压缩技术。
54.如权利要求51所述的方法，其特征在于，压缩数字声音信息的步骤以可变速率进行。
55.如权利要求51所述的方法，其特征在于，进一步包括以下步骤：
将加密压缩数字图像信息组成至少一个图像节目；
将加密压缩数字声音信息组成至少一个声音节目；
使一个或更多声音节目关联至至少一个图像节目。
56.如权利要求50所述的方法，其特征在于，转换步骤使用电视电影装置。
57.如权利要求50所述的方法，其特征在于，转换步骤使用基于电脑的工作站。
58.如权利要求51所述的方法，其特征在于，进一步包括生成密码密钥的步骤，密码密钥存储于密钥存储媒体上，密码密钥是图像与声音信息的解密所必需的。
59.如权利要求58所述的方法，其特征在于，密钥存储媒体是智能卡。
60.如权利要求58所述的方法，其特征在于，密钥存储媒体是磁盘。
61.如权利要求58所述的方法，其特征在于，密码密钥是被传输的。
62.如权利要求58所述的方法，其特征在于，进一步包括指明密码密钥信息有效的时间间隔的步骤，并保证密码密钥只在该时间间隔期间可用。
63.如权利要求62所述的方法，其特征在于，进一步包括在时间间隔失效后，从密钥存储媒体覆写密码密钥的步骤。
64.如权利要求51所述的方法，其特征在于，进一步包括生成至少一个水印的步骤，在以预先定义的常规传输速率放映解压图像或声音信息的过程中，水印在感觉上不显著，但是在以和所述的常规速率实质上不同的速率放映所述的图像或声音信息时，水印可察觉。
65.如权利要求64所述的方法，其特征在于，水印标出与图像或声音信息有关的放映时间和地点信息。
66.如权利要求2所述的方法，其特征在于，进一步包括提供网络管理器的步骤，网络管理器发送并接收与生成、压缩、加密和存储各步骤有关的信息。
67.如权利要求50所述的方法，其特征在于，进一步包括建立链路来发送和接收信息的步骤。
68.如权利要求67所述的方法，其特征在于，信息包括状态和控制信息。
69.如权利要求67所述的方法，其特征在于，信息包括编码图像信号和声音信号的更新。
70.如权利要求67所述的方法，其特征在于，链路是专用电话数据链路。
71.如权利要求67所述的方法，其特征在于，链路是拨号电话数据链路。
72.如权利要求67所述的方法，其特征在于，链路是分组型数据链路。
73.如权利要求67所述的方法，其特征在于，链路是基于因特网的链路。
74.如权利要求67所述的方法，其特征在于，链路是无线数据链路。
75.如权利要求67所述的方法，其特征在于，链路是基于卫星的数据链路。
76.如权利要求51所述的方法，其特征在于，存储媒体包括至少一个光存储媒体。
77.如权利要求76所述的方法，其特征在于，存储媒体是多个光存储媒体，图像和声音信息不连续地存储在多个光存储媒体上。
78.如权利要求76所述的方法，其特征在于，声音信息存储在和图像信息不同的单独的光存储媒体上。
79.如权利要求76所述的方法，其特征在于，进一步包括存储宣传节目的步骤，宣传信息存储在和图像信息或声音信息不同的单独的光存储媒体上。
80.如权利要求76所述的方法，其特征在于，存储媒体是至少一张DVD盘片。
81.如权利要求51所述的方法，其特征在于，存储媒体是至少一个磁存储媒体。
82.如权利要求81所述的方法，其特征在于，存储媒体是多个磁存储媒体，图像和声音信息不连续地存储在多个磁存储媒体上。
83.如权利要求81所述的方法，其特征在于，声音信息存储在和图像信息不同的单独的磁存储媒体上。
84.如权利要求81所述的方法，其特征在于，进一步包括存储宣传节目的步骤，宣传信息存储在和图像信息或声音信息不同的单独的磁存储媒体上。
85.如权利要求81所述的方法，其特征在于，存储媒体是至少一个可移动硬盘驱动器。
86.如权利要求81所述的方法，其特征在于，存储媒体是至少一个JBOD模块，JBOD模块包括至少一个存储组件。
87.如权利要求51所述的方法，其特征在于，进一步包括在存储过程中使用标识符信息来将预先选好的图像或声音信息的部分至不同的至少一个的存储媒体的步骤。
88.如权利要求51所述的方法，其特征在于，进一步包括提供并行带状覆盖信息的步骤，使得存储的图像和声音信息可以按需要的数据传输速率读取，并提供防错误保护冗余。
89.如权利要求51所述的方法，其特征在于，进一步包括提供至少一个局域网接口的步骤。
90.如权利要求89所述的方法，其特征在于，网络接口是以太网。
91.如权利要求51所述的方法，其特征在于，图像信息以图像节目的形式提供，图像节目可以是单个静止帧的形式，或作为活动图像播放的不同长度的一系列的帧的形式。
92.如权利要求51所述的方法，其特征在于，进一步包括对图像和声音信息的存储进行存档的步骤。
93.如权利要求51所述的方法，其特征在于，进一步包括提示信息被链接到的节目特定部分的步骤。
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