专利名称：数据接收—处理设备和方法，以及广播方法
概括地说本发明涉及数据接收-处理设备、数据接收-处理方法及广播方法，具体地说，本发明涉及适用于例如经过广播卫星或通讯卫星发射或接收数字化视频数据的设备和方法。
近来人们注意到使音频和视频信号数据化、以及经人造卫星广播这些信号的广播系统有显著的普及。使所需的信号数字化就能实现数据以及视频和音频信号的发射。
根据这种系统，利用专用的数据接收-处理设备(解码器)就能接收广播。而通过预先分配独有的号(解码器识别号(ID))给每个解码器及识别这个解码器ID，就能只向具有特定解码器的用户提供预定的服务(例如，能接收特定的收费节目)。换言之，可以获得有条件访问功能。
在这个领域中，现在正在进行不断探索可以提供哪些服务，而以下文中的某些新颖形式开始新服务的可能性甚高。由于这个原因，最好将各解码器预先构制成一开始就能接受任何新服务。在只有已经购买了新的解码器的用户才能接受新服务的情况下，在可获得的服务之间就会出现差别，视解码器的购买时间而定，因此就会出现某些偏向。
如上所述在添加新服务(新功能)的情况下，需要对解码器的程序作一些附加的修改。在试图完成这种修改时，至今已讨论过采用以下几种方法一次性从各用户收集解码器，在替换了解码器中的程序ROM之后，再将解码器退还给用户；或者把新的集成电路卡分配给各用户，利用装在解码器内的集成电路卡接口，将新的程序从集成电路卡装入解码器。
然而，在已经销售的解码器的数量非常大的情况下，实际上难以收回所有的解码器。而分配集成电路卡的方法也存在问题，除了所需的成本之外，任何可修改的程序只限于短程序，因为集成电路卡的存储器容量通常都极小。
因此，本发明的目的是即使较长的程序也能之低成本实现附加的修改。
根据本发明的第一方面，提供了一种数据接收-处理设备，这种设备包括用以接收向其传输的扩充功能程序或数据的接收装置、用以处理由接收装置所接收的数据的处理装置，用以存储为处理装置用来执行数据处理且具有扩充功能程序用的分枝的基本程序的第一存储装置、以及用以存储由接收装置所接收的扩充功能程序的第二存储装置。处理装置根据存储在第一存储装置中的基本程序处理所接收的数据，且当扩充功能程序存入第二存储装置时从第二存储装置读出基本程序分枝处的扩充功能程序，然后根据这样读出的扩充功能程序处理数据。
根据本发明的第二方面，提供了一种广播方法，这种广播方法包括下列步骤在接收器中预先存储用来解码视频数据且有扩充功能程序用的分枝的基本程序；由接收器接收广播视频数据以及根据预先存储的基本程序解码所接收的视频数据；在使接收器执行预定的解码处理时，从发射器广播扩充功能程序，从而使接收器工作，接收和存储扩充功能程序；在接收器中存入扩充功能程序时，在分枝处读出扩充功能程序，并且根据扩充功能程序解码视频数据。
根据本发明的第三方面，提供了一种数字电视接收机，它包括用以至少接收向其发射的视频信号、音频信号及扩充功能程序的接收装置；用以处理由接收装置所接收的视频信号和音频信号的处理装置；用以存储用来控制由处理装置执行的视频信号和音频信号处理的基本程序的第一存储装置，基本程序具有扩充功能程序用的分枝；以及用以存储由接收装置所接收到扩充功能程序的第二存储装置；其中处理装置根据第一存储装置中所存的基本程序处理接收装置所已经接收的音频信号和视频信号，而当扩充功能程序存入第二存储装置时，处理装置从第二存储装置读出在基本程序分枝处的扩充功能程序，然后根据这样读出的扩充功能程序处理视频信号和音频信号。
在本发明中，无论何时需要任何扩充功能程序，都能将程序发射且存储在接收侧。在基本程序中为扩充功能程序准备了分枝，因此当已经存储了扩充功能程序时可以在基本程序的分枝处读出扩充功能程序，从而能够根据这样读出的扩充功能程序处理数据。因此，在任何时候都能根据需要发射及添加新的扩充功能程序。
从下文参照例示性附图所给予的描述本发明的上述和其它特征和优点就显得很清楚了。
图1是表示采用本发明的数字接收-处理设备的数字电视广播解码器的典型结构的方框图；图2是用以说明在图1中所包含的ROM7和EEPROM9中所存程序的示意图；以及图3是用以说明在图1所包含的ROM7、ROM8及EPROM9中所存程序的示意图。
图1表示采用本发明的数字接收-处理设备而构成的数字电视广播解码器的典型结构。天线1接收来自未示出的卫星的广播电波，并将广播电波作为电信号输出至转换器2。转换器2于是将在天线1所收到的信号降频变换成预定频率的信号，且将变换的信号输出至前端3。
前端3对从转换器2所获得的信号进行解调，并在校错之后，将校正信号输出至传输装置4。然后，传输装置4将来自前端3的单一包的输入数据分成视频数据包、音频数据包和其它数据包(例如包括下文提到的扩充功能程序的有条件访问数据包)。
有条件访问数据经过集成电路卡接口5送到集成电路卡5A，在那里判定有关的解码器是否有权访问输入信号。如果这项判定的结果意味着解码器有访问权，则向传输装置4输出译码关键字(控制字)，传输装置4于是利用这个控制字进行译码处理。
在传输装置4中所分开的视频包数据输送到视频解码器10，同时把音频数据输送到音频解码器11。视频解码器10对输入的视频数据进行解码，并将解码数据输出至NTSC编码器12。NTSC编码器12于是将输入视频数据编码成NTSC系统的视频信号，且输出这种视频信号。
同时，音频解码器11对输入音频数据进行解码，然后输出解码数据作为音频信号。
CPU6根据预先存入ROM7的程序执行各种处理，且将各种处理所需的任何数据等存入RAM8。非易失性可再编程存储器RRPROM9用来存储甚至在解码器电源关断开后也必需保存的任何数据(例如，电源关断前刚收到的频道数或通行字)。
在EEPROM9用来存储甚至在电源关断后也必需保存的任何数据的情况下，它所需的容量可能至多大约几百字节。然而在这个实施例中，将扩充功能程序写入EEPROM9。因此，在这个实施例中所采用的EEPROM9所需的容量例如达到32千字节。
现在描述上述实施例的工作情况。当解码器的电源接通时，CPU6根据存储在ROM7中的程序控制各功能块，开始接收操作，使得在天线1接收的信号经转换器2输送到前端3，从而予以解调。在校错之后，则将解调信号输送给传输装置4。传输装置4于是将输入包数据与包ID分开，并将视频数据输送到视频解码器10，同时将音频数据输送到音频解码器11。
视频解码器10对输入视频数据进行解码，并将解码数据输出至NTSC编码器12。然后，NTSC编码器12把输入视频信号转换成NTSC系统的视频信号，且输出转换信号。同时，音频解码器11对输入音频数据进行解码，且输出解码数据作为音频信号。
用这种方式，分别对应于经卫星广播的视频数据及音频数据的图象和声音可以在未示出的监视器单元上观看和聆听。
当已经输入了有条件访问数据时，传输装置4经过集成电路卡接口5把这些数据输送到集成电路卡5A。装在集成电路卡5A上的CPU经过传输装置4请求CPU6读出分配给有关解码器的解码器ID。响应于这个请求，CPU6读出存储在ROM7(或EEPROM9)上的解码器ID，然后经传输装置4把解码器1D输送到集成电路卡5A。
装在集成电路卡5A上的CPU判定解码器ID是否有权访问有条件访问数据。如果判定的结果意味着解码器1D有访问权，控制字就输送给传输装置4，然后在传输装置4内用这个控制字进行解码或解密有条件访问数据的处理。
有条件访问数据中还包含扩充功能程序。
因此，类似地用密码写成的扩充功能程序经过卫星作为包括预定解码器1D在内的多个包予以广播。因此，只有包含特定解码器1D的解码器才有权访问这些包，且能对之进行解码，从而能够仅对已经支付了预定附加费的用户添加所附的扩充功能。
CPU6将已在传输装置4中解码的扩充功能程序传送到EEPROM9，然后将程序存入其中。
图2典型地示出了存储在ROM7内的基本程序以及存储在EEPROM9内的扩充功能程序。
具体地说，存储在ROM7内基本程序在其地址a1中例如包含扩充功能程序用的分枝步。这个分枝步是这样编程的，以致可以读取例如存储在EEPROM9的各入口t1至t3所存储的地址，当地址为0时，看作其中没有存储任何扩充功能程序，并进行误差处理。与此同时，如果其中写有预定地址，就访问EEPROM9的相应地址，以致从该地址读出其中所存的扩充功能程序。
在图2的实施例中，在EEPROM9的入口t1描述了地址f1，在入口t2描述了地址f2。扩充功能程序1写入EEPROM9的地址f1，而扩充功能程序2写入地址f2。因此，执行扩充功能程序1或2。
在这个实施例中，在EEPROM9的入口t3写有0。因此，这个实例处于这种状况，三个扩充功能程序中只有两个能采用，而第三个扩充功能程序还不能采用。
此RAM8相比，EEPROM9通常存取速度较慢、容量较小及较贵。因此如果EEPROM9的容量设成这么大，其生产成本就大为增加。为了消除这种缺点，可以发明一种在EEPROM9压缩和存储扩充功能程序的技术，在接通电源或启动程序时，展开(扩展)存在EEPROM9内的扩充功能程序，然后将展开的程序写入RAM18。
图3示出了表示上述情况的实施例。与上述实例相类似，经卫星发射的扩充功能程序写入EEPROM9。然而在图3的实施例中，从发射器侧以压缩状态发送扩充功能程序，然后将之存入EEPROM9，同时保持这种压缩状态。因此，即使较长的程序也能保存在EEPROM中，而无需使它增加这么多的容量。在这种情况下，可以从发射器侧把扩充功能程序作为未压缩数据发送出去，在接收器侧由CPU6压缩后可存入EEPROM9。
为了压缩程序，采用了以可逆编码为基础的无损数据压缩法，这种方法通过展开(扩展)压缩数据而能完全恢复早先的原始数据。适用于这种数据压缩的一些公知编码例如是游程长度编码、霍夫曼编码、算术编码及Lempel-Ziv编码。
在这个实施例中，在ROM7的地址ao中的描述是要在编码器的电源接通时执行展开EEPROM9中所存的压缩的扩充功能程序的处理，从而将在EEPROM9中所存的扩充功能表展开，而存入RAM8。在图3的实施例中，对应于EEPROM9的入口t1至t3的描述f1、f2和0描述地址F1、F2和O。将处于展开状态的扩充功能程序1存入RAM8的地址F1，将处于展开状态的扩充功能程序2存入地址F2。
在扩充功能程序的分枝步在ROM7的地址a1描述RAM8的入口T1至T3。因此，类似于图2的上述实例，能执行在入口T1写入的RAM8地址F1内所存的扩充功能程序1，也能执行在入口T2写入的RAM8地址F2内所存的扩充功能程序2。
不同于EEPROM9中的状态，当解码器的电源关断时，在RAM8中展开的扩充功能程序就会删除。因此，每当电源接通时，都必须进行程序展开处理。然后，程序一旦展开就可持续使用，直至电源关断。
在假定RAM8的存储区可能不足够的情况下，可根据用户的指令。随时可将不需要的扩充功能程序删去。也可以用CPU6检测RAM8的存储区可能不足够及删去任何不需要的程序的方式修改结构。
因此，本发明能只使特定的解码器利用例如游戏软件或用以选择多个广播频道中所想要的一个的电子节目指引(EPG)，或者使之监视按观看收费图象(pay-per-view picture)。
在仅将视频和音频数据中的视频数据加密(用密码编写)及广播的状况下，如果改变广播方法，使音频音据也进行加密。为将加密的音频数据解密所需的程序从广播电台(发射器侧)发射到每个编码器(接收器侧)，因此，加密音频数据也能够予以解密。
在上述实施例中，EEPROM用作即使在电源关断状况下也能存储数据的存储器。然而也可采用任何其它的存储器，只要这种存储器是非易失且可重新编程的。展开(扩展)压缩程序的定时可以设成与其使用相一致。
如上所述，根据本发明，每当需要时发射和存储扩充功能程序。在基本程序中预先准备扩充功能程序用的分枝，当已经存储了扩充功能程序时，就可以在基本程序的分枝读出扩充功能程序，因此可以根据这样读出的扩充功能程序处理数据。因而就能按照需要发射和添加新的扩充功能程序。
虽然上文参照某些最佳实施例对本发明作描述。但是应该理解的是本发明并不仅仅限于这些实施例，对于本领域的技术人员来说，只要不脱离本发明的精神显然可以作各种各样的其它改型和修正。
因此，本发明的范围完全由所附的权利要求所限定。
权利要求
1.一种数字广播接收器，用以接收向它发射的数据以及经过预定步骤处理该数据，这种接收器包括接收装置(1)，用以接收向其发射的数据以及还用以接收作为接收附加的广播业务的扩充功能程序；处理装置(6)，用以处理为所述接收装置所接收的所述数据；第一存储装置(7)，用以存储由所述处理装置(6)用来执行数据处理的第一程序；以及第二存储装置(9)，用以存储由所述接收装置(1)所接收的所述扩充功能程序；其中，所述处理装置(6)根据存储在所述第一存储装置(7)内的第一程序和根据所述扩充的功能程序处理由所述接收装置(1)所接收的数据，其特征在于将所述扩充功能程序加以编码并传送到所述接收器，在所述接收器的ID码对应于所述扩充功能程序的ID码的情况下，将所述扩充功能程序解码并将其存储于所述第二存储装置(9)中；其中，所述第一程序对所述扩充功能程序有一个执行分枝，并且所述处理装置(6)根据所述第一程序的分枝上的扩充功能程序处理所接收的数据。
2.根据权利要求1的数字广播接收器，其特征在于，所述扩充功能程序以压缩状态被传送到所述接收器并存储于所述第二存储装置(9)。
3.根据权利要求2的数字广播接收器，其特征在于，所述接收器还包括第三存储装置(8)，用于在存储于所述第二存储装置(9)中的压缩程序已被读取并解压的情况下，存储该解压过的扩充功能程序。
4.根据权利要求3的数字广播接收器，其特征在于，所述第一存储装置(7)是只读存储器，所述第二存储装置(9)是非易失性存储器，而所述第三存储装置(8)是易失性存储器。
5.根据权利要求4的数字广播接收器，其特征在于，所述处理装置(6)压缩接收的扩充功能程序及将之存入所述第二存储装置(9)。
6.根据前述任一权利要求的数字广播接收器，其特征在于，还包括用以存储识别接收器的所述ID码的ID码存储装置(7)，以及用以判定所述ID码存储装置中所存的ID码是否有对应于所述扩充功能程序的ID码的预定内容的判定装置；其中所述扩充功能程序是以加密状态发射的，只有当由所述判定装置所作出的判定结果表明所述ID码存储装置中所存的ID码具有预定内容时，才对加密扩充功能程序解密，然后将该解密的扩充功能程序存入所述第二存储装置。
7.根据权利要求6的数字广播接收器，其特征在于，还包括集成电路卡接口(5)，通过该集成电路卡接口，将数据传送到集成电路卡(5A)，或从集成电路卡(5A)接收数据，其中所述判定装置就装在所述集成电路卡(5A)上。
8.根据前述任一权利要求的数字广播接收器，其特征在于，所述数据由编码视频信号和编码音频信号所组成。
9.根据前述任一权利要求的数字广播接收器，其特征在于，多个扩充功能程序存储在所述第二存储装置(9)。
10.根据前述任一权利要求的数字广播接收器，其特征在于，所述数据至少包括压缩状态下发射的视频信号，所述处理装置将压缩视频信号解码成原始的非压缩信号。
11.一种广播方法，对视频信号进行编码，且将之作为视频数据从发射器广播出去，然后由接收器接收和解码所述视频数据，所述方法包括下列步骤在所述接收器中预先存储执行视频数据解码处理的第一程序，所述第一程序有扩充功能程序用的分枝；由所述接收器接收广播视频数据；在所述接收器中根据预先存储的第一程序对所接收的视频数据进行解码；当在所述接收器中要执行特定的解码处理时，使所述发射器工作，广播所述扩充功能程序，且使所述接收器工作，接收和存储广播的扩充功能程序；以及在所述扩充功能程序存入所述接收器后，在所述分枝读取所述扩充功能程序，根据所述扩充功能程序对视频数据进行解码，所述方法还包括下列步骤预先在所述接收器存储用来识别所述接收器的ID码；对所述扩充功能程序进行加密，并将该扩充功能程序从所述发射器发送给所述接收器；判定在所述接收器中所存的所述ID码是否具有预定的内容；以及如果这样的判定结果表明所述ID码具有预定内容，则对所述扩充功能程序解密，然后将该解密扩充功能程序存入所述接收器。
12.根据权利要求11的广播方法，其特征在于，所述发射器把压缩状态下的扩充功能程序发射到所述接收器。
全文摘要
数据接收－处理设备包括接收向其发射的扩充功能程序或数据的装置、处理所接收数据的装置、存储用来执行数据处理及有扩充功能程序的分枝的基本程序的如只读存储器的第一存储装置、用以存储压缩状态的扩充功能程序的如非易失性存储器的第二存储装置，存储展开状态的扩充功能程序的如易失性存储器的第三存储装置，存储识别设备的ID码的第四存储装置，及判定ID码有否预定内容的判定装置，根据需要可以低成本添加新的扩充功能程序。
文档编号H04N5/44GK1514648SQ20031011993
公开日2004年7月21日 申请日期1996年1月19日 优先权日1995年1月19日
发明者小泽俊郎, 汤地洋文, 文 申请人:索尼公司