专利名称：一种高清晰度电视鱼缸一体化装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种高清晰度观赏鱼景信号的存储、播放及用电视显示、仿真实鱼缸的装置。
技术背景目前，在诸多公众场所如机场候机厅、宾馆饭店大厅、会议厅、展览厅、商场及公园等，往往布置一些实物现景展示，如真实的观赏鱼缸等；而在沿海地区的家庭，普遍有用鱼缸养殖观赏鱼的习惯，并起到很好的装饰效果。但是养殖一缸观赏鱼，需花费大量的时间、精力及物力。随着电子技术的发展，先进的高清晰视频压缩技术和高清晰度的电视已经能生动逼真地再现实物现景，并且更能达到装饰效果，随时更换不同的观赏鱼种(如淡水鱼、海水鱼)和鱼缸布景，也能省去后期继续投入的金钱、人力。
检索现有技术文献，有名称为一种鱼缸装置的专利(中国专利号为99247746.8)。该专利提出了将存储在光盘或录象带上的鱼的画面通过播放机播放，并送到CRT上显示出来。采用该专利所获得的显示效果有限。第一、该专利的鱼景信号采用DVD/SVCD播放机/录象机，都存在内容时间短的限制目前DVD光碟的存储容量一般只能达到4.7G，时间只有不到两个小时；而SCVD只有不到30分钟的播放时间；录象带最多也只有几个小时。因而限制了节目内容和时间，其内容循环重复播放显得欠真实感。第二、采用MPEG2的MP@ML解码技术实现D1或者2/3D1画质的视频图像，清晰度尚不够；采用的显示设备都是普通CRT，隔行扫描格式，表现为有明显闪烁感、普通清晰度，且再现鱼景的真实感不强。第三、还存在光盘、录象带长期播放易损坏，影响播放时间和显示质量。
实用新型内容本实用新型针对上述采用技术及效果的不足，提供了一种用硬盘或者蓝光HDDVD碟存储压缩数字高清晰度观赏鱼景视频信号的播放及高清晰度电视显示系统，该系统不仅可以存储多个节目长时间的信号，而且能够播放压缩的数字高清晰度信号，并最终能以高清晰度的效果显示。本实用新型还保留普通电视接收和兼容DVD/HDDVD等碟片播放等功能，而且还能够使用DVD光盘更新数字鱼景视频信号内容。本实用新型还用一个仿真实鱼缸结构装置，将播放模块和显示模块和CRT完全隐藏于装置中，该装置前面有一个水槽，使用充气水泵，产生水泡，完全仿真鱼缸真实效果。
本实用新型需要解决的技术问题是，IDE接口驱动和光盘/硬盘文件的存取，并对压缩的数字高清晰度音视频信号的码流解复用解码输出，最终在CRT上显示高清晰度信号，并能控制水泵的出气泡量和顶部装饰灯。
本实用新型通过以下具体的技术方案来实现一、本实用新型提供了解码模块，它主要功能是存储及播放高清晰度电子鱼景信号，它包括一个集成了MPEG2(MP@ML，MP@HL)解码单元等等功能的嵌入式RISC处理器(以下简称处理器)、程序存储器、数据存储器，IDE接口的硬盘和HDVD光驱，高速USB2.0接口，通讯接口。该嵌入式处理器包含了一个32位RISC的CPU单元、TS码流解复节器，MPEG2解码单元、SDRAM控制器，程序存储器控制器、OSD显示单元、IDE接口单元、通讯接口单元、模拟音频视频编码和输出接口单元，是该模块中的核心控制器件。它接收从显示模块中MCU通过通讯接口传入的命令，当需要播放高清鱼景信号时，控制IDE接口，从硬盘上读出制作好的以文件格式存放的高清晰度鱼景数字音视频信号；当需要播放DVD或其他碟片时，通过控制IDE口，从HDDVD光驱读入碟片信息，然后通过内部的码流解复接器分出视频信号码流和音频信号码流，分别进行解码，最后经过编码和数模转换生成模拟的高清晰度视频信号。硬盘和光驱同时作为信号源储存数字信号，通过IDE接口连接处理器，两者之间的区分在于主从设备的确定(在这里规定硬盘为主盘，光驱为从盘)；处理器还连接了SDRAM和FLASH ROM，并且还连接了显示模块的通讯接口和模拟音视频接口。
该嵌入式处理器可以选用支持HDTV解码并具有一定处理能力的信号处理器，例如ATI公司的X225芯片，或者TRIDENT公司的HiDTV芯片，或者是具有解码MPEG2高清晰度的芯片。该处理器使用的程序是存储在FLASH ROM中，该程序包括了IDE接口驱动、硬盘和光驱、文件分配表和各种接口的初始化程序和应用程序；而使用的SDRAM则有IDE接口缓冲区，各种数据参数和变量，部分内核程序，MPEG2解码的帧缓存等等。该程序上电初始化后，自动从硬盘中顺序读出文件进行解码播放。当接收MCU的命令，程序会根据命令更改从硬盘或光驱上读取数字信号码流，进行信号码流解复节，然后分别进行数字音频和视频码流的解码和解压缩。由于该处理器支持多种信号源压缩格式，同时也支持480I/480P/720P/1080I等多种分量视频格式的输出。
该解码模块采用通用的市面可以购买到IDE接口的容量为40GB～200GB的硬盘。通常，单面DVD光盘的容量只有4.7GB，能存储约30分钟的高清晰度的数字信号内容。而采用硬盘存储，其容量大，例如80GB可以存储一个长达8个小时的高清晰度数字音视频信号，不会频繁出现循环播放时明显的从尾到头的跳变。
该解码模块采用IDE接口转高速USB2.0接口电路，例如GL181，将机内硬盘映射为USB移动硬盘，PC主机可以通过该接口直接访问存储在硬盘上的文件，从而更加方便地更新数字信号内容。
二、本实用新型还提供了显示模块，它是显示高清晰度电子鱼景信号的设备，它包括电视接收、多组AV开关，复合视频解调解码单元，数字梳状滤波器，VGA/YcbCr/YpbPr等各种信号源格式的接口单元，以及将各种格式转换成归一化1080I格式的处理芯片，视频放大电路，行场扫描驱动和输出电路，音效处理、音频放大和输出电路，控制各个电路的MCU以及IR接收、键扫描电路等，适合各种通用尺寸的高分辨率的CRT(包括16∶9)，以及突出显示效果的装饰LED，控制气泵产生模拟气泡的控制电路。
为了兼容各种信号格式如TV信号(PAL/NTSC)，HDDVD的信号(480P/1080i等)的显示，显示模块采用的信号处理主芯片例如TRIDENT公司的DPTV-SVP芯片，完成了从模拟信号的AD转换、全电视视频信号的解码，以及各种信号格式的转换处理如行场的插补和抽取、放大和缩小等，主机控制接口，SDRAM控制器。外围电路还配备了SDRAM存储芯片作为信号处理芯片的场/帧存储器，行场产生枕校控制预视放电路。这里还使用一个8位微处理器(以下简称MCU)例如TOSHIBA公司的TMP88CS34，内含程序存储器和数据存储器、以及OSD字符发生器。MCU的程序是固化在内部程序存储器中，控制包括信号处理芯片在内显示模块上所有的器件，存储了上电初始化程序以及应用程序。当用户操作红外遥控器，可以控制TV接收、DVD播放、以及鱼景节目的播放等状态的切换，MCU根据当前的状态，来处理用户键。如果是鱼景节目和DVD节目的播放，MCU就会进行相应的处理如信号切换、行场选择等，并还转发一个命令给处理器，让处理器进行键处理。如果是TV信号接收，MCU切换到TV模式状态。
显示模块支持所有的通用的CRT(14～34寸)，采用高清晰度的CRT，会提高鱼景节目的真实性。控制的气泡发生器产生周期性强弱的水泡，模拟真实鱼缸的水泡产生。
通过以上技术方案的实施，本实用新型的有益效果是提高了信号的清晰度，增加了节目内容的多样性和增长了节目时间，同时具有电视接收和DVD/HDDVD等的播放功能。
图1是本实用新型的系统电路原理方框图。
图2是本实用新型的解码模块原理方框图。
图3是本实用新型的显示模块原理方框图。
图4是本实用新型的解码模块工作流程图。
图5是本实用新型的显示模块工作流程图。
图6是本实用新型的实例结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。
其中图1中解码模块1，显示模块2，CRT显示器3，IDE/卡接口4，硬盘5，USB接口6，IR红外接收器7，气泵8，装饰LED 9，HDDVD光驱10，扬声器11，控制线12。
在图1中解码模块1通过IDE/卡接口4与硬盘5和HDDVD10相连，处理器15从硬盘5和HDDVD10中读取信号文件，并进行解压缩和解码，生成YPbPr/LR信号送入显示模块2中，显示模块2分离出行场扫描信号和RGB信号送去CRT 3进行显示。解码模块1还通过USB接口6与外部USB主机相连进行文件传输。IR7获取遥控指令送给相连的显示模块2的MCU输入。显示模块2的MCU23还控制着气泵8的开关、装饰LED 9的闪烁。
在图2中详细展示了解码模块1的内部方框图。从图中可以看出，解码模块1是由处理器15和程序存储器13、数据存储器14组成。处理器15的程序是存放在程序存储器13中，存储了初始化程序、嵌入式操作系统和硬件驱动程序以及应用程序，程序存储器13可以是16M～64M位的FLASH存储器。数据存储器14存放运行代码和临时数据，采用16M～64M字节的SDRAM器件。
在图3中详细展示了显示模块2的内部方框图。从图中可以看出，显示模块2是由高频头16、音频视频切换矩阵17、视频信号处理18、行场分离19、行场驱动20、音效处理21、音频放大22和MCU23组成。
开机后，显示模块2的MCU23控制显示模块2工作在鱼景节目(YPBPR)输入模式，并通过控制线12发命令给解码模块1读取硬盘5的文件进行播放，并将压缩的数字信号提取音视频数据流，分别传递给内部MPEG2音频视频解码单元，经过数字解码处理后，生成解压缩的音频和视频信号流，再经过数模转换，生成YPBPR分量信号和模拟双声道音频信号送给显示模块2。鱼景节目信号通过屏蔽线送入显示模块2的音频视频切换矩阵17，经切换后送入视频信号处理18，对图象信号进行处理和信号格式变换，显示在CRT3上；同时行场分离19分离出行场信号，再经过行场驱动20也送至CRT3的行场偏转和高压上。音频信号经过音效处理21和音频放大22后通过扬声器11播放出来。
显示模块2同时还具有电视接收功能和DVD/HDDVD播放功能。用户使用红外遥控器，由红外遥控接收头7接收解调后，送显示模块2的MCU23，MCU23根据相应的命令处理遥控指令，控制各个电路的状态，并根据当前状态判断是否转发解码模块1的处理器。如果是TV状态，MCU直接控制高频头16和音频视频切换矩阵17，后面的流程同上。如果是DVD播放，MCU23转发命令通过控制线12给播放模块1，控制从HDDVD10读取文件，且信号流程同上。
现描述播放模块1的软件流程。处理器15启动后初始化程序101将程序存储器13中代码解码后拷贝至数据存储器14中，并且跳转至数据存储器14中的入口地址中运行。在完成BSP硬件初始化102后，操作系统103将数据存储器14划分出数据区代码区和堆栈区等进行内存管理，并建立了任务调度包括时间轮询机制和可抢夺优先级机制以及信号灯重新安排中断向量表等等。然后调用用户任务程序。首先用户驱动设备初始化104，建立了几个任务如用户中断、文件管理、播放等，然后进行系统管理初始化105，最后进入消息事件判断106循环。根据不同的事件进行相应的处理107。
现描述显示模块2的软件流程。MCU23上电进行系统硬件、寄存器等初始化201，并从EEPROM读出信息202放在MCU23的内部RAM中，然后进入主循环。当判断目前是待机状态203后，程序会循环读取键命令，若有开机命令就进行开机处理204。当目前是开机状态时，程序首先信号判断和制式处理205，然后AFT判断和调谐处理206，当有新用户键输入进行键处理207时，程序根据用户的要求设置状态标志。在状态处理208中，处理用户要求，若是鱼景节目播放或者是DVD播放，发出相应的命令到播放模块1中。最后进行OSD显示209和IC刷新210。
其中图6是本实用新型的外部结构。其组成是CRT 3由一个三面透明材料的水箱围住，正面加装了水槽，水槽与水箱是一体化的。CRT 3用钢支架与水箱固定在一个底座上，支架上固定了一个气泵8，顶盖装有装饰LED 9。气泵8的输出连接透明软管，并接至水槽的进气孔。底座上还放置了电路板，电源和天线输入、USB接口、DVD碟片出入在后盖上开孔。
权利要求1.一种高清晰度鱼缸装置，其特征为包括有播放模块1将存储在硬盘5的高清晰度鱼景节目读出，解码并循环播放，其输出格式为1080i信号，通过YPbPr信号线送入显示模块2处理，最后在CRT3显示出来，一个三面透明材料的水箱围住CRT3，其正面加装了水槽，水槽与水箱是一体化的，气泵8的输出连接透明软管，并接至水槽的进气孔，产生气泡。
2.根据权利要求1所述的鱼缸装置，其特征是具有USB2.0接口，可以通过USB接口与PC高速传输数据，更换节目信号。
3.根据权利要求1所述的鱼缸装置，其特征是具有HDDVD光驱，播放HDDVD和DVD/SVCD等碟片，并可以将光盘内容拷贝至硬盘中。
4.根据权利要求1所述的鱼缸装置，其特征是具有普通电视接收功能，使模拟电视节目转换成逐行格式显示。
5.根据权利要求1所述的鱼缸装置，其特征是仿真真实鱼缸造型，外部是由一个三面透明材料的水箱围住CRT 3，正面加装了水槽，水槽与水箱是一体化的。CRT 3用钢支架与水箱固定在一个底座上，支架上固定了一个气泵8，顶盖装有装饰LED 9。气泵8的输出连接透明软管，并接至水槽的进气孔。
6.根据权利要求1所述的鱼缸装置，其特征是硬盘驱动器5包括任何商品化的各种规格容量的IDE接口硬盘。
7.根据权利要求1所述的鱼缸装置，其特征是解码模块1的处理器15具有控制功能和处理MPEG2 MP@ML、MP@HL解码能力或者其他压缩解码能力。
8.根据权利要求1所述的鱼缸装置，其特征是显示模块2的MCU内含OSD发生器、程序存储器和数据存储器，内部有A/D输入口和PWM输出口，IR中断接收口，行场同步输入，GPIO控制口。
专利摘要一种高清晰度电视鱼缸一体化装置。该装置通过读取存放在硬盘上的数字高清晰度观赏鱼景节目，进行MPEG2的解码和循环播放，并在高清晰度电视上真实显示。该装置仿真真实鱼缸造型，并安装一个透明材料的三面仿真水箱，水箱正面有一个水槽，水槽下端连接了气泵的输出，产生气泡。该装置可以让个人计算机PC通过高速USB2.0接口重新更改观赏鱼景节目源。该装置同时还具有普通电视的接收和播放HDDVD/DVD/SVCD等碟片的功能。
文档编号H04N5/44GK2686239SQ20042003344
公开日2005年3月16日 申请日期2004年3月26日 优先权日2004年3月26日
发明者向何, 李薇, 徐 明 申请人:四川长虹电器股份有限公司