专利名称：基带数字电视的系统和方法
技术领域：
本发明总体上涉及电视广播系统，更具体地，涉及接收数字和模拟电视广播的系统和方法。
背景技术：
电视初次出现时，射频(RF)模拟地面电视广播是发送和接收电视广播的唯一方式。现有电视机除了基带信号处理电路之外，还具有一个RF网络接口模块(NIM)用于接收模拟信号。许多年来，这种基本构造没有变化。然而，随着比较新的数字电视广播的引入，各种电视广播业务通过地面、有线和交换网络频道已变得更加有效。
通常的数字电视(DTV)广播接收机部分地应用模拟调谐器以接收通常的模拟电视广播。在数字电视中，数字调谐器和残留边带(VSB)调制器是关键部件，用于接收和解调数字广播信号。然而，VSB可认为是一种初现的/发展的技术，有着应用不同传输技术的一些建议，以改变或改善ATSC(先进电视制式委员会)标准。数字电视(DTV)中包括有用于模拟接收的组成部分，因为当前电视广播的大多数为模拟广播。不过，FCC(联邦通信委员会)已经发布命令，要求主要网络的广播成员在2003年至2006年间完成向DTV的过渡。
当前，许多数字有线业务提供商和消费者依赖机顶盒(STB)转换数字视频广播信号，以用于模拟电视机。除了网络或有线广播信号之外，还可能从CD-ROM(小型光盘只读存储器)播放机或者从DVD(数字视频光盘)播放机上接收数字视频信号。STB可以接收和处理数字及模拟视频信号两者。如果接收的信号是数字的，由STB解调该信号，并经由IEEE-1394总线(也即应用IEEE标准1394-1995的一种总线)将转换后的信号送往电视接收机。
在低端产品的机顶盒中，只有模拟信号才是可去往模拟电视接收机的信号。在高端产品机顶盒中，由机顶盒(STB)处理数字信号，而模拟信号可经由逐行扫描(2fH)模拟分量视频连接器通往接收机。另外，通过应用MPEG(运动图像专家组)格式和图形叠加的STB，可以在有线电视中传输数字信号。也可以自数字摄录机(摄像机和录像机的组合)、数字盒式录像机(D-VCR)、DVD(数字视频光盘)和其它类似类型的设备上，经由IEEE-1394总线通过STB来传输数字视频信号。
现行的TV/DTV体系要求在DTV“前端”中有RF输入和信道解码功能(例如，针对VSB调制或正交幅度调制(QAM))，以便接收和显示音频/视频(A/V)节目。另外，当增加新的广播业务时，通常需有附加的RF输入端，这会加大电视接收机的成本。
所以，本技术领域内有一种需求，在电视接收机中去除RF输入端。本技术领域内，还需要保持接收模拟信号的能力。本技术领域内又有一个需求，不用增加RF输入端而可适应新的广播业务。此外，本技术领域内还有着降低数字电视接收机成本的需求。
发明概述为了解决上述的现有技术的低效率问题，本发明的一个主要目的是提供一种应用于数字电视接收机的系统，不需RF输入端而可以接收模拟和数字视频信号。
本发明的再一个目的是提供能处理和显示模拟广播电视的音频/视频信号的一种系统。
本发明的另一个目的是提供一种能处理和显示数字广播电视信号，以及诸如数字VCR，数字视频摄录机之类数字音频/视频单元来的数字输出和机顶盒及类似类型设备来的数字输出等的系统。
本发明的又一个目的是提供一种包含一种基带数字电视，能作为一个通用的多标准数字电视工作的系统。
本发明的另一个目的是提供一种包含一种基带数字电视，对于MPEG传送流输入来说它能同时支持ATSC标准和DVB标准的系统。
本发明的又一个目的是提供一种包含一种基带数字电视，最不会变成过时的系统。
系统中包含一个数字网络接口，它与用于接收基带音频和视频数字信号的数字主板相连接，并包含一个数字视频解码器，它与该数字网络接口相连接，用于解码数字网络接口来的音频和视频数字信号。数字视频解码器将解码的信号传送给数字主板。系统中还包含一个模拟电视底板，它具有一个能接收音频和视频模拟信号的输入端。数字主板在处理模拟信号之前先将信号数字化成数字传送流。
按照本发明的一个有利实施例，数字网络接口包含一个输入端，能接收来自数字信号重放装置的音频和视频数字信号。
按照本发明的另一个有利实施例，一个连接至数字主板上的图形叠加信号发生器能够将至少一个数字视频信号加到数字主板内的数字视频信号上。
按照本发明的又一个有利实施例，模拟电视底板上包含一个输入端，能够接收音频和视频模拟信号。
按照本发明的再一个有利实施例，数字网络接口中包含IEEE1394总线。
按照本发明一个再另一个有利实施例，模拟电视底板能够接收2fH格式的音频和视频模拟信号。
上面概略地描述了本发明的特点和技术长处，本技术领域内的熟练人员将从以下描述中更好地了解本发明的详细情况。后面说明的本发明的附加特性和优点构成了本发明权利要求的主体。本技术领域内的熟练人员应理解到，他们能方便地应用其概念和公开的具体实施例，作为修改或者设计其它结构以实现本发明之同样目的的基础。本技术领域内的熟练人员还应知道，此类等同结构并不偏离本发明在其最广泛形式上的精神和范畴。
在进入“详细叙述”之前，对于本专利文件中通篇内应用到的某些名词和短语指明其定义将是有益的。术语“包括”和“包含”以及其派生词意思是无限制性的包容；术语“或”包括“和/或”的意思；短语“相关联”和“与之关联”以及其派生词可能意指包括，包括在内，关联及，包含，包含在内，连系到或连系及，耦接到或耦接及，传递及，配合以，交织，并置，接近于，约束于或结束及，连同，具有，相属于，等等；名词“控制器”意指可控制至少一种操作的任何装置、系统或其一部分，这样一个装置可以由硬件、固件或软件或是这些的至少两个之组合来实现。需要指出，与任何具体控制器相关联的功能无论是本地的或远端的，都可以为集中式或分布式。特别地，一个控制器可包含一个或多个数据处理器以及关联的输入/输出装置和存储器，它们可执行一个或多个应用程序和/或一种操作系统程序。某些术语和短语的定义在本专利文件的全文中都涉及，如果不是大多数场合、至少也是许多场合中，本技术领域内的熟练人员应理解到，此类定义中所定义的术语和短语既适合于先前的应用，也适合于将来的应用。
附图简要说明为了能更全面地了解本发明及其优点，现在结合附图来参看下面的叙述，附图中，类同的标号表示类同的物件，这些附图是
图1示明一种能接收模拟信号的通常的数字电视接收机的高层次方框图；图2示明按照本发明的一个有利实施例，一种示例的数字电视接收机的高层次方框图；图3示明按照本发明的一个有利实施例，一种能接收模拟和数字信号的电视系统；以及图4示明一个流程图，它表明按照本发明之一个有利实施例的一种示例的数字电视接收机的工作。
详细叙述下面，通过图1至图4论述本专利文件中应用本发明之原理给出的各种实施例，但不应解释为这是以任何方式限制本发明的范围。本技术领域内的熟练人员知道，可以用任何合适布置的数字电视来实现本发明的原理。
图1示明一种能接收模拟和数字信号的通常的数字电视接收机的高层次方框图。数字电视接收机(DTV)100中包括模拟电视底板102、接收广播信号的天线104、残留边带(VSB)前端106、数字主板108和显示器110。模拟电视底板102中包括有调谐器、中频(IF)放大器、检波器和视频放大器(均未示出)。
常规的数字广播接收机部分地应用模拟调谐器(未示出)通过天线104接收通常的电视广播信号。DTV信号可以由地面广播台通过VSB幅度调制进行发送，并也能由天线104接收。当前，为使DTV100接收数字音频/视频信号，需有VSB前端106。ATSC(先进电视制式委员会)数字电视要求VSB前端106通过天线104接收DTV广播信号，它在传输时已经转换成模拟信号。VSB 106使该模拟信号数字化，传送此数字化的信号供数字主板108处理。数字主板线108将接收的DTV信号中音频和视频部分两者进行解码。
模拟和数字两种信号均由数字主板108进行处理。模拟电视底板102从数字主板108上接收已被解码的数字信号，并驱动显示器110，显示器110可以是电视屏幕、投影屏幕、CRT装置或是任何类似类型的设备。
图2示明按照本发明之一个实施例的一种示例的数字电视接收机200的高层次方框图。数字电视接收机200支持诸如NTSC(国家电视制式委员会)广播标准(525行、60赫场频)的传统业务。数字电视接收机还支持规划的、将来的数字多媒体业务。尽管通常的DTV 100需要一个RF网络接口模块(NIM)来接收和处理模拟电视信号，而本发明的数字电视接收机200不需要RF NIM。信号2fH206可以是VGA或者数字视频光盘的显示信号，它能够不作数字处理而直接传送给显示器216。数字网络接口208诸如是符合IEEE1394-1995标准的高性能串行总线，它用来接收基带数字信号209。从有线电视、卫星或其它广播媒体中接收的基带信号209直接通往数字主板212以供处理。数字网络接口208起输入前端的作用，替代RF NIM。输入的基带信号可以是未压缩的或者压缩的。此外，可以结合IEEE1394数字网络接口208应用密码协议，诸如“数字传输内容保护规范”(也称为“5C”)。密码协议用来防止音频/视频内容被非法拷贝。
数字网络接口208可以按照ATSC或DVB(数字视频广播组)标准传送压缩的数字输入流。压缩的数字信号输入可以是MPEG(运动图像专家组)流视频或是DV(数字视频)格式或任何其它压缩的数字信号输入。DV解码器210中可包含一个用于压缩比特流的MPEG解码器，一个用于DV摄录机或是其它类似装置之输入信号的数字视频解码器。DV解码器210接收和处理压缩的数字输入信号。然后，数字解码器210将处理的信号传送至数字主板212上。类似地，DV解码器210可以处理由数字视频摄录机或者任何其它装置之类、具有压缩的数字音频/视频输出来的数字输入信号。
IEEE1394数字网络接口208基本上是一种输送管道，用于压缩的和不压缩的数字比特。IEEE1394数字网络接口208能使用于许多当前的应用场合，诸如JPEG(联合摄影专家组)场合、MJPEG(运动JPEG)场合、小波变换(高比率的图像压缩)、DV摄录机或其它将来的可能场合中。如果出现一种新的可预应用的A/V方法它通过IEEE1394数字网络接口208传送A/V信号，则数字主板212上多半将包括进合适的解码功能。
不压缩数字输入可包含各种格式，包括CCIR-656格式(规定不压缩基带视频的一种国际标准)和数字视频接口格式。大多数解码工作发生于数字主板212上。然后，处理的信号送往模拟电视底板202，产生出用于显示器216的音频和视频信号。
模拟基带A/V输入得到经由天线204接收的模拟基带输入信号的支持，将模拟基带输入数字化为CCIR 656和PCM格式，使数字化基带输入去往数字主板212，并在进行任何其它处理之前将信号编码成或是MPEG传送流，或是DV传送流。然后，经处理的信号送往模拟电视底板202以产生用于显示器216的音频和视频信号。
图形叠加器214是一种用以将用户交互图形加到视频显示图像上面的装置。典型的界面可包括一个菜单，以供调整显示器216上的彩色或亮度，或者包括各电视频道的广播节目指南。图形叠加214可与其它视频信号混合或交融，形成一种复合屏面图像。
图3示明按照本发明的一个有利实施例的系统300，其构成用于接收模拟和数字A/V信号。基带数字电视(BDTV)302通过I EEE1394总线304与来源于输入端的模拟信号和来源于输入端的数字信号相连接。机顶盒(STB)306能通过天线308接收经由卫星、有线和地面广播来的模拟信号和数字信号两者。STB306还可以接收经由有线电视和包括DVD、CD-ROM、数字音频磁带等非广播数字输入310来的模拟和数字信号。STB306接收的信号通过IEEE1394总线304传输到BDTV302上供处理和显示。
配置点(POD)307是一个可装卸的有条件访问模块。每当一种新业务可供应用时，不需取得一个新STB，而只需有新的POD307。例如，用户可以从一个有线系统移换到另一个有线系统，需作的改变只是得到一个合适于这个业务提供商和有线电视业务的不同的POD。当前正将POD307设计进电视机中以便取消STB，因而电视机不再是针对特定提供商的。
另外，数字VCR312和数字摄录机314可以用来经由IEEE1394总线304向BDTV302直接传送数字信号，不需要STB306作任何的信号处理。可以由产生数字视频信号的任何装置即数字输入装置316将数字信号直接输入BDTV302。
图4示明按照本发明一个有利实施例的方法流程图，用于提供一种基带数字电视。步骤400上程序开始，通过有线或地面广播接收模拟信号。步骤402上程序继续，经历模拟电视底板202的模拟信号传送至基带数字电视200的数字主板212上。然后，步骤404上信号被处理并送回模拟电视底板202，步骤406上信号传送至诸如电视CRT或平板显示器之类的显示器216上。
程序中还包含步骤408，接收在IEEE1394数字网络接口208中的数字信号209。在步骤410上作出判定，信号是压缩的或是不压缩的。如果信号是不压缩的，则在步骤412上信号传送至数字主板212进行处理，然后在步骤404上传送至模拟电视底板202，再在步骤406上传送至显示器216。
如果信号是压缩的，先在步骤414上信号传送至数字视频解码器210进行去压缩。典型的信号是摄录机、VCR或网络比特流来的信号，被送往数字视频解码器210。然后，步骤412上去压缩的信号传送至数字主板212供处理，再在步骤404上传送至模拟电视底板202，又在步骤406上传送至显示器216。
本发明的基带数字电视200可提供对传统的(模拟)电视信号的接收和对数字电视信号的接收。用于处理模拟音频/视频信号的RF输入端取消了。模拟基带A/V输入被编码成数字传送流，输出至用于录制目的的数字VCR(D-VCR)之类的外部装置上。不需额外的制造成本而可以支持诸如即时重放和技巧重放模式之类的重放特性。数字网络接口208(可以是有利实施例中的IEEE1394接口)取代RF网络接口模块起输入前端的作用。数字网络接口208能接收以数字方式传输的A/V节目信息。
本发明的基带数字电视200通过将信号接口限制于数字基带并严格地在数字域内处理A/V信号，提供出了数字基带监视。用于处理输入的已压缩数字信号的MPEG和DV解码器给出了一个数字基带电视接收机。将基带监视器和基带电视接收机组合在一个系统内，并去除掉费钱的RF前端，可以显著地降低数字电视机的成本。由于仅仅处理数字信号，使得过时淘汰的风险减至最小。
本发明的基带数字电视200支持ATSC和DVB标准，因为所有现行的DTV标准和起草工作中的标准都应用MPEG传送流结构和协议。小量地修改基带数字电视200就能实际上应用于任何当前的电视标准。这使基带数字电视200能在欧洲和美国以通用的多标准数字电视进行工作。
尽管已经详细说明了本发明，但本技术领域内的熟练人员知道，他们能对此作出各种改变、替代和更换，而不偏离最广泛形式下的本发明的精神和范畴。
权利要求
1.一种用在具有模拟电视底板(202)和数字主板(212)类型的数字电视接收机(200)中，用于数字化和解码音频和视频信号的系统(208，210)，用于接收数字音频和视频信号，该系统包含连接至所述数字主板(212)上的数字网络接口(208)，所述数字网络接口(208)能从数字信号源(209)上接收基带数字音频和视频信号；以及连接至所述数字网络接口(208)上和所述数字主板(212)上的数字视频解码器(210)，所述数字视频解码器(210)能解码自所述数字网络接口(208)来的所述基带数字音频和视频信号，并将所述解码的信号传送给所述数字主板(212)。
2.权利要求1的系统(208，210)，其中，所述数字网络接口(208)中包含一个输入端，能从数字信号重放装置(209)上接收音频和视频数字信号。
3.权利要求1的系统(208，210)，还包含连接至所述数字主板(212)上的一个图形叠加信号发生器(214)，所述图形叠加信号发生器(214)能将至少一个数字视频信号叠加至所述数字主板(212)内的数字视频信号上。
4.权利要求1的系统(208，210)，其中，所述模拟电视底板(202)中包含一个输入端，能接收音频或视频模拟信号。
5.权利要求4的系统(208，210)，其中，所述输入端能接收2fH格式的音频和视频模拟信号(206)。
6.权利要求1的系统(208，210)，其中，所述数字网络接口(208)中包含IEEE1394总线(208)。
7.一种数字电视接收机(200)，包含有模拟电视底板(202)；数字主板(212)，用于数字化和解码音频和视频信号；连接至所述数字主板(212)的数字网络接口(208)，所述数字网络接口(208)能从数字信号源(209)上接收基带数字音频和视频信号；以及连接至所述数字网络接口(208)上和所述数字主板(212)上的数字视频解码器(210)，所述数字解码器(210)能解码所述数字网络接口(208)来的所述基带数字音频和视频信号，并将所述解码的信号传送给所述数字底板(212)。
8.权利要求7的数字电视接收机(200)，其中，所述数字网络接口(208)包含一个输入端，能接收数字信号重放装置(209)来的音频和视频数字信号。
9.权利要求7的数字电视接收机(200)，还包含连接至所述数字主板(212)上的图形叠加信号发生器(214)，所述图形叠加信号发生器(214)能将至少一个数字视频信号加到所述数字主板(212)内的数字视频信号上。
10.权利要求7的数字电视接收机(200)，其中，所述模拟电视底板(202)包含一个输入端，能接收音频和视频模拟信号。
11.权利要求10的数字电视接收机(200)，其中，所述输入端能接收2fH格式(206)的音频和视频模拟信号。
12.权利要求7的数字电视接收机(200)，其中，所述数字网络接口(208)包含IEEE1394总线(208)。
13.一种用在具有模拟电视底板(202)和数字主板(212)类型的数字电视接收机(200)中，用于数字化和解码音频和视频信号的在所述数字电视接收机(200)中接收数字视频和音频信号的方法，该方法包含步骤对连接至所述数字主板(212)上的数字网络接口(208)内的基带数字音频和视频信号进行接收；以及将所述数字网络接口(208)来的所述基带数字音频和视频信号传送给数字主板(212)。
全文摘要
公开了一种用于数字电视接收机的系统，以接收音频和视频数字信号。系统中包含一个连接至数字主板上的数字网络接口，用于接收基带音频和视频数字信号，并包含一个连接至该数字网络接口上的数字视频解码器，用以解码从数字网络接口来的音频和视频数字信号。数字视频解码器将解码的信号传送给数字主板。系统还包含一个模拟电视底板，它具有一个输入端，能接收音频和视频模拟信号。数字主板在处理模拟信号之前将它数字化成一个数字传送流。
文档编号H04N5/44GK1416643SQ01806193
公开日2003年5月7日 申请日期2001年10月29日 优先权日2000年11月6日
发明者R·C－T·沈, S－B·吴 申请人:皇家菲利浦电子有限公司