專利名稱：用于社區(qū)寬帶網(wǎng)絡(luò)的多頻道實時電視節(jié)目采集存儲系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于廣播電視及寬帶網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用領(lǐng)域，特別涉及到在社區(qū)寬帶網(wǎng)絡(luò)中進行電視點播時，對多頻道的電視節(jié)目進行實時采集存儲的系統(tǒng)。
計算機和通信技術(shù)的高速發(fā)展，正深刻地改變著我們的生活，產(chǎn)生了視頻點播VOD(VDEO ON DEMAND)這樣一種新興的視聽手段。
視頻點播VOD從字面意思理解是按照需求分配視頻帶寬的一種視聽服務(wù)。其傳輸方式是節(jié)目源一傳輸網(wǎng)絡(luò)一觀眾。當(dāng)節(jié)目源中的節(jié)目是傳統(tǒng)的電視節(jié)目，并且傳輸網(wǎng)絡(luò)是社區(qū)寬帶網(wǎng)時，這樣的視頻點播就叫做基于社區(qū)寬帶網(wǎng)絡(luò)的電視點播，或者簡稱為VOD方式的電視點播。
VOD方式的電視點播與傳統(tǒng)電視傳播有本質(zhì)上的不同。主要體現(xiàn)在以下幾個方面1、節(jié)目存儲和播放方式不一樣。傳統(tǒng)電視節(jié)目存儲在傳統(tǒng)介質(zhì)上，按照編輯事先安排好的順序進行播出。VOD節(jié)目存儲在服務(wù)器的硬盤上，根據(jù)觀眾點播的要求播出，且可以快進、快退或者隨時停止。
2、傳輸方式不一樣。傳統(tǒng)電視節(jié)目在網(wǎng)絡(luò)中單向傳遞信息，且傳遞的信息量相對較少。VOD在網(wǎng)絡(luò)中雙向傳遞信息，且傳遞的信息量相對較大。
3、觀眾的主動性不一樣。觀眾收看普通電視節(jié)目只能按照電視臺編制好的節(jié)目表收看，較為被動。觀眾收看VOD節(jié)目時，可以根據(jù)自己的需要，隨意安排收看時間和收看內(nèi)容，較為主動。
VOD也不同于錄像機和VCD機。它是建立在計算機網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)上的寬帶視聽服務(wù)，可以響應(yīng)幾百甚至幾千用戶的不同播出要求、可以提供幾千個節(jié)目供用戶選擇。
VOD方式的電視點播的關(guān)鍵技術(shù)之一是將電視節(jié)目從CATV采集下來，進行數(shù)字化，然后存儲在服務(wù)器上。在社區(qū)中，CATV往往有30-40個電視頻道，于是，社區(qū)寬帶網(wǎng)絡(luò)的電視點播往往需要采集幾十個頻道電視節(jié)目。
本發(fā)明研究出的多頻道實時電視節(jié)目采集存儲系統(tǒng)是一種嶄新的、實用的技術(shù)，它將CATV的多個頻道(2-128頻道)的電視信號同時采集下來，同時將信號進行數(shù)字化，然后同時存儲在服務(wù)器上。
在廣播電視領(lǐng)域，單頻道的視、音頻采集系統(tǒng)已經(jīng)相當(dāng)成熟。但是，對社區(qū)生活來說，一個頻道的電視節(jié)目顯得過于單調(diào)，單頻道電視節(jié)目采集沒有實際應(yīng)用意義。當(dāng)要求采集幾十個頻道的電視節(jié)目時，如果僅僅將幾十個單頻道的視、音頻采集卡簡單地疊加在一起使用，雖然也可以構(gòu)成一套多頻道實時電視節(jié)目采集系統(tǒng)，但是，這樣的系統(tǒng)因為體積龐大、成本高昂、需要多臺計算機支持、需要多人操作、視頻和音頻經(jīng)常不能同步，實際上也不能在社區(qū)生活中應(yīng)用。所以，在社區(qū)寬帶網(wǎng)絡(luò)實際應(yīng)用中還沒有出現(xiàn)VOD方式的電視點播。
本發(fā)明的目的，是為了克服已有技術(shù)中或者只能實現(xiàn)單頻道的視、音頻采集，或者需要以龐大的體積、昂貴的成本、多機的支持、復(fù)雜的操作、視音頻不同步為代價才能實現(xiàn)的多頻道的視、音頻采集等諸多缺點，而完全重新設(shè)計了一種結(jié)構(gòu)緊湊、單機支持、操作方便、視音頻完全同步的多頻道實時電視節(jié)目采集存儲系統(tǒng)。
本發(fā)明的目的是依靠下述技術(shù)方案來實現(xiàn)的，一種用于社區(qū)寬帶網(wǎng)絡(luò)的多頻道實時電視節(jié)目采集存儲系統(tǒng)，其特征在于，1、采集系統(tǒng)，包括一個有線電視CATV信號的全頻道電視調(diào)諧器，它將多路通道輸出的各視頻輸入信號通過輸入接口送入視頻預(yù)處理器，處理過的信號一路進入視頻高速緩存器FIFO，連接到同步時鐘發(fā)生器及音頻輸入接口，再通過音頻高速緩存器FIFO進入主機的數(shù)字信號處理器，經(jīng)視頻預(yù)處理器處理的另一路信號進入視頻編碼器，并進入數(shù)字信號處理器，再連接到通用串行總線/外設(shè)控制接口USB/PCI控制器；2、存儲系統(tǒng)包括對于多頻道采集的碼流進行同時存儲，要求以數(shù)倍(2-128)的存儲速度進行配置。
由于多頻道數(shù)字化電視信號的同時存儲，有著特殊的要求，對于單頻道采集的碼流大約300K-2M之間，而對于多頻道(2-128道)采集的碼流同時存儲，就要求單頻道數(shù)倍于(2-128)的存儲速度，這就要求配置PⅢ700M以上的高速CPU和7200轉(zhuǎn)/秒以上的高速硬盤。
本方案的積極效果是，提供出多頻道實時電視節(jié)目的采集及存儲，在社區(qū)寬帶網(wǎng)中，根據(jù)各用戶的需要，隨時點播所喜歡的或因故被錯過的、或希望一次集中播放多集電視劇等各節(jié)目，實現(xiàn)交互式電視。以廣泛滿足用戶之需。
下面結(jié)合附圖進一步說明實施例


圖1為社區(qū)寬帶網(wǎng)多頻道電視節(jié)目點播系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框2為多頻道實時電視節(jié)目采集系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框3為本采集系統(tǒng)視、音頻同步原理4為實施例之一，基于通用串行總線USB接口的系統(tǒng)方案之一圖5為實施例之二，基于外設(shè)控制接口PCI總線的系統(tǒng)方案圖6為實施例之三，基于USB接口的系統(tǒng)方案之二圖中，視頻信號由CATV全頻道電視調(diào)諧器1輸出，不同電視節(jié)目分別進入到音頻及視頻輸入裝置2，該裝置包括視頻輸入接口2.1，視頻預(yù)處理器2.2及視頻高速緩存器FIFO 2.3，經(jīng)處理的視頻信號一路經(jīng)同步時鐘發(fā)生器3進行信號同步，之后，進入音頻輸入接4，再經(jīng)音頻高速緩存器FIFO 8而進入CPU主控制器7，并聯(lián)接到USB/PCI控制器9，經(jīng)處理的視頻信號另一路連接到視頻編碼器5，同時連接緩存接口6，視頻編碼器5又包括運動估計5.1，運動補償5.2，它們分別連接到DCT離散余弦變換，反場化進行VLC編碼5.3，以及反DCT+反量化部分進行碼率控制5.4。
圖2說明如下問題1、視頻輸入接口2.1主要對輸入的模擬視頻信號進行阻抗匹配及信號鉗位，隨后將穩(wěn)定的視頻信號送入視頻預(yù)處理模塊2.2，這時經(jīng)鎖相及數(shù)字化處理，送入到視頻緩存器2.3中。在視頻緩存器中應(yīng)能對電影節(jié)目進行電影-電視格式轉(zhuǎn)換，并能自動檢測到視頻圖像的場景變換。
2、視頻編碼模塊5主要對經(jīng)過處理的數(shù)字視頻信號進行符合MPEG-1、MPEG-2、MPEG-4(視具體應(yīng)用環(huán)境而定)標(biāo)準(zhǔn)的視頻壓縮。其主要包括運動估計、運動補償、離散余弦變換(DCT)、可變長編碼、碼率控制等模塊5.3及5.4。
3、數(shù)字信號處理器7是一個高性能16bit的處理器，其主要進行系統(tǒng)控制、音頻編碼、視音頻復(fù)用等功能。
4、緩存接口6連接到外部緩存器，外部緩存器主要保存原始圖像信號、重建圖像信號，其還可作為系統(tǒng)緩存使用。
圖3說明如下問題1、整個系統(tǒng)主時鐘由27MHz晶振提供，系統(tǒng)主時鐘經(jīng)鎖相環(huán)1倍頻后，給視頻處理模塊和緩存器提供工作時鐘；經(jīng)鎖相環(huán)(2)倍頻后，給數(shù)字信號處理器提供工作時鐘，以完成系統(tǒng)控制。另外，鎖相環(huán)(1)和鎖相環(huán)(2)應(yīng)能根據(jù)系統(tǒng)不同要求，靈活的改變倍頻倍數(shù)。
2、系統(tǒng)另外一個時鐘源是視頻解碼模塊，由輸入的模擬視頻信號鎖相而得到的(通常情況下仍為27MHz)，但該時鐘可能會由于輸入模擬視頻信號的不穩(wěn)定而抖動。
3、音頻時鐘是經(jīng)視頻時鐘嚴(yán)格鎖定而得到的，因此可以獲得完美的視音頻同步。
圖5中表示用電視節(jié)目采集卡的形式代替采集器的形式，可輕便地插入主機中。
權(quán)利要求
1.一種用于社區(qū)寬帶網(wǎng)絡(luò)的多頻道實時電視節(jié)目采集存儲系統(tǒng)，其特征在于，①、采集系統(tǒng)包括一個有線電視CATV信號的全頻道電視調(diào)諧器，它將多路通道輸出的各視頻輸入信號通過輸入接口送入視頻預(yù)處理器，處理過的信號一路進入視頻高速緩存器FIFO，連接到同步時鐘發(fā)生器及音頻輸入接口，再通過音頻高速緩存器FIFO進入主機的數(shù)字信號處理器，經(jīng)視頻預(yù)處理器處理的另一路信號進入視頻編碼器，并進入數(shù)字信號處理器，再連接到通用串行總線/外設(shè)控制接口USB/PCI控制器；②、存儲系統(tǒng)包括對于多頻道采集的碼流進行同時存儲，要求以數(shù)倍(2-128)的存儲速度進行配置。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的采集存儲系統(tǒng)，其特征在于，采集系統(tǒng)中的視頻編碼器5又包括運動估計5.1，運動補償5.2，它們分別連接到DCT離散余弦變換，反場化進行VLC編碼5.3，以及反DCT+反量化部分進行碼率控制5.4。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的采集存儲系統(tǒng)，其特征在于，存儲系統(tǒng)要求配置PⅢ700M以上的高速CPU和7200轉(zhuǎn)/秒以上的高速硬盤。
全文摘要
一種用于社區(qū)寬帶網(wǎng)絡(luò)的多頻道實時電視節(jié)目采集存儲系統(tǒng),其特征在于,采集部分包括一個CATV信號的全頻道電視調(diào)諧器,它將多路通道輸出的各視頻輸入信號通過輸入接口送入視頻預(yù)處理器,最后進入主機的數(shù)字信號處理器;存儲部分包括配置高速CPU和高速硬盤;在社區(qū)寬帶網(wǎng)中,可實現(xiàn)多頻道實時電視節(jié)目采集與存儲以廣泛滿足用戶之需。
文檔編號H04N7/173GK1323118SQ0112944
公開日2001年11月21日 申請日期2001年6月20日 優(yōu)先權(quán)日2001年6月20日
發(fā)明者張穎輝, 白莉 申請人:北京寬帶生活技術(shù)發(fā)展有限公司