专利名称：用于可编程多媒体控制器的系统和方法
技术领域：
本发明一般而言涉及设备互操作和控制，更特别地涉及一种用于切 换及控制音频、视频、电话、数据、安全、电动机操作的、继电器操作 的以及/或者其他类型的设备的可编程多媒体控制器。
背景技术：
近来，随着电子硬件成本的下降以及新介质的引入，消费电子设备 的复杂度已经急剧提高。虽然这种进步以不断下降的成本为用户提供了 新的能力，但是它们在互连性、互操作性和控制方面也带来了附加的问题。
例如，用户曾经可以利用最小数目的连接来"连线"家庭立体音响 系统。这种连接通常是模拟线缆或简单的导线。所述立体音响系统缺乏 与其他设备互操作的能力，并且其控制是初步的，限于该单元的正面的 模拟拨盘和按钮。现在，音频组件通过多种连接器支持多声道环绕声以 及多种模拟和视频互连格式。虽然许多设备可以被互连，但是各种新的 相互竟争的连接格式存在许多兼容性问题。许多设备只能以极大的困难
被互连及互操作在一起。例如，从模拟记录播放器向数字MP3播放器 记录音频的任务虽然在抽象的层面上看起来简单，但是在实践中通常涉 及大量线缆互连和配置。
类似地，对电子设备的控制现在要复杂得多，并且用户面临各种遥 控设备和接口方案，其中的每一种通常都是特定电子设备所独有的。例 如，如果用户希望在调暗灯光并且禁止电话振铃的情况下观看一部DVD 影片，那么他可能必须操作对应于DVD播放器、电视和视频/音频接收 器的三个遥控器，并且可能还必须操作设备控制器(例如X1()TM照明控 制器)以及电话控制。
这种类型的困难超出了音频/视频应用并且进入到许多其他设备控 制领域中。例如，用户可能希望使其家庭安全系统、灌溉系统以及照明 系统互操作，从而在用户离开时有特定的安全/灌溉/照明方案被激活。 一般来说，为了实现上述系统将需要用户操纵各单独的控制接口，其中
的每一个实现一种独立并且通常复杂的控制方案。
互操作的困难在其中通常存在更大量的电子设备的商业背景下甚 至更加明显。商店、饭店、录音棚、电影制片厂以及希望控制及切换音 频、视频和多种其他类型的设备的其他商业场合都面临着在互操作性和 控制方面的困难挑战。许多现有的解决方案被证明成本过高、不灵活并 且难于配置，从而即使要对所述系统进行小的配置改变也需要软件工程 师或者其他专业程序员。
因此，许多家庭和商业用户都没有充分利用其电子设备的能力，其 中仅仅对所述电子设备进行了最低程度互连并且仅仅按照基本方式控 制所述电子设备。需要一种用于控制及互连音频、视频、电话、数据、 安全、电动机操作的、继电器操作的以及/或者其他类型的设备的集成设 备。这种系统可以提供一种融合解决方案，其中按照互操作方式互连各 电子设备以便提供一种集成解决方案。这种系统还应当很容易定制，从 而使得缺乏高级软件工程训练的用户也可以配置及操作所述系统。
发明内容
简而言之，本发明提供一种用于控制及切换音频、视频、电话、数 据、安全、电动机操作的、继电器操作的以及/或者其他类型的设备的集 成可编程多媒体控制器。音频开关和视频开关被互连到微控制器和处理 子系统。音频和视频输入及输出才莫块被互连到所述音频和视频开关。这 些模块接收并输出多种模拟和数字格式的信号，从而允许所述系统互连 到多种设备。所接收的音频和视频信号被转换成公共数字格式以便由所 述系统切换。
响应于来自所述微控制器和处理子系统的控制输入，所述音频和视 频开关把所述数字信号导向到输出模块的连接。在由所述输出模块输出 之前，所述数字信号被转换成所期望的输出格式。在输入与输出之间的
切换可以在个体基础上进行，其中特定输入被连接到特定输出；或者所 述切换可以在逐模块基础上进行，其中来自所选模块的一组输入被输出 到另一个模块。
除了音频和视频设备之外，所述可编程多媒体控制器还可以通过有 线连接(比如RS232和以太网)和/或无线连接(比如红外、射频、WI-FI、 BluetoothTM、 ZigBee )或者另 一适当连接被互连到多种其他外部设备。这样，可以支持对电话、数据、安全、电动机操作的、继电器操作的以 及/或者其他类型的设备的操作。
在一个实施例中，所述可编程多媒体控制器的处理子系统包括一个 或多个计算机。所述计算机可以是小型通用个人计算机，其通过连接板
(plane)被可操作地连接到所述可编程多媒体控制器。这样，"现成的" 具有适当形状和尺寸的通用计算机可以被结合到所述可编程多媒体控 制器的封装内，并且可以被用来为所述系统提供处理能力以及执行应用 程序。在另 一个实施例中，所述计算机可以是机架式安装的(rack-mount) 或者其他独立计算机，其没有通过连接板互连，而是通过网络互连与家 庭多媒体控制器通信。在任一个实施例中，所述计算机都可以被配置成 提供负载平衡和/或冗余度。
在另一个实施例中，作为嵌入式控制技术的一部分，可以使用媒体 播放器(比如DVD播放器)或者能够响应于用户选择而显示数据并生 成输出的其他设备来控制所述可编程多媒体控制器。所述媒体播放器响 应于对菜单项目或其他表示的选择而把控制信息嵌入到输出信号中。例 如，如果所述媒体播放器是DVD播放器，则用户可以选择DVD菜单项 目，从而使得把预定信息嵌入到由该DVD播放器生成的音频信号中。 所嵌入的控制信息通过无线或有线互连被传送到所述可编程多媒体控 制器，所述信息在该处被解码以便生成由所述系统使用的控制命令。在 一个实施例中，所述嵌入式控制技术使用一种强取比特控制技术，其中 数字音频信号的每一个字的最低有效位被用来存储所嵌入的控制信息。 在另一个实施例中，所述嵌入式控制技术使用一种音调控制技术，其中 所述控制设备响应于用户选择生成一个音频音调，该音频音调被所述可 编程多媒体控制器解码以便生成特定控制命令。
在另 一个实施例中，所述可编程多媒体控制器实现了 一种视频覆盖 特征，其允许把视频、静止帧和/或文本覆盖在显示屏幕的所期望的任何 位置处。这种覆盖可以是由所述处理子系统生成的计算机图形，以便向 用户显示不同类型的信息。所述显示区域可以在逐帧的基础上被重新定 位，以便例如产生"移动"覆盖或其他特殊效果。在本发明的一个实施 例中，所述处理子系统把与视频帧的某一 区域内的像素相关联的颜色改 变成预定颜色。视频混合器随后识别出该预定颜色的像素的出现，并且 在该颜色存在的每一个像素处用来自所述处理子系统的数据进行替换。
按照这种方式，可以用来自另 一 个来源的数据覆盖视频信号的每 一 帧。 通过使用多种预定颜色可以很容易扩展这种技术，以便允许多重独立的 视频覆盖。
在另 一个实施例中，所述可编程多媒体控制器可以通过扩展端口被 互连到附加的可编程多媒体控制器，从而在需要附加连接性的情况下可 以很容易扩展所述系统。
通过参考下面结合附图做出的描述可以更好地理解本发明，其中相
同的附图标记表示完全相同的或功能上类似的元件
图1是根据本发明一个说明性实施例的互连到多个设备的可编程多 媒体控制器的方框图2是示出了所述可编程多媒体控制器的高级别硬件体系结构的示 意性方框图3是根据本发明的一个说明性实施例的互连到多个输入和输出模
块的音频开关的示意性方框图4是示例性数字音频输入模块的示意性方框图； 图5是示例性模拟音频输入模块的示意性方框图； 图6是具有高清晰度多媒体接口 (HDMI)的示例性数字视频输入
模块的示意性方框图7是示例性辅助音频/视频端口的示意性方框图8是示例性数字音频输出模块的示意性方框图9是示例性模拟音频输出模块的示意性方框图IO是具有HDMI的示例性视频输出模块的示意性方框图11是根据本发明一个说明性实施例的互连到多个输入和输出模
块的视频开关的示意性方框图12是示例性模拟视频输入模块的示意性方框图13是示例性组合模拟与数字视频输入模块的示意性方框图14是根据本发明一个说明性实施例的处理子系统的示意性方框
图15是示出了示例性小型通用个人计算机上的多个连接端口的透 视图16是根据本发明一个说明性实施例构造的可编程多媒体控制器 的正面的 一部分的视图，其中描绘出被插入到机架中的两个小型通用个 人计算机；
图17a是示出了根据本发明一个说明性实施例的互连到可编程多媒 体控制器的各控制单元的固定格式方框图17b是利用强取比特控制的示例性嵌入式控制技术的示意性方框
图18是示例性音频互连和扩展方案的示意性方框图； 图19是示例性视频互连和扩展方案的示意性方框图；以及 图20是示出了被使用在示例性应用(具体而言是专业音频记录和 混合应用)中的两个可编程多媒体控制器的示意性方框图。
具体实施例方式
图1是根据本发明 一 个说明性实施例的互连到多个设备的可编程多 媒体控制器100的方框图。术语"可编程多媒体控制器"应当被广泛地 解释为能够控制多种电子设备、在其间切换数据以及/或者以其他方式与 其互操作的设备，所述电子设备比如是音频、视频、电话、数据、安全、 电动机操作的、继电器操作的以及/或者其他类型的设备。通过与这些设 备交互，所述可编程多媒体控制器100可以实现一种集成多媒体控制解 决方案。
在所述说明性实施例中，所述可编程多媒体控制器100被连接到多 种音频/视频组件，比如紧致盘(CD)播放器105、数字视频盘(DVD) 播放器110、音频/视频接收器115、电视120、个人媒体播放器125、扬 声器122、麦克风123和/或视频摄影机124。该可编程多媒体控制器还 可以净皮连接到电话设备，比如电话网130和电话听筒132。所述电话网 130可以是公共交换电话网(PSTN)、综合服务数字网(ISDN)或其 他通信网络。
此外，所述可编程多媒体控制器可以与多种照明和/或家庭自动化系 统135互相通信。这些设备可以通过以下协议操作由Pico Electronics 开发的X10协议、由SmartHome, Inc.开发的INSTEON，协议、由CEBus Industry Council管理的CEBus标准、RS232或者另 一公知的自动化或控 制协议。类似地，所述控制器可以被连接到电动机和/或继电器操作的设备137，其例如可以包括供热、通风和空调(HVAC)系统、灌溉系统、 自动窗帘或百叶窗系统、电子门锁或者其他类型的设备。
诸如因特网140之类的计算机网络被连接到所述可编程多媒体控制 器。此外，个人计算机(PC) 145、视频游戏系统150、家庭或工作室 记录设备165或者其他设备也可以被连接。此外，可以提供一个或多个 遥控单元170以便管理所述控制器的功能以及/或者控制连接到该控制 器的设备。这种遥控单元170可以通过有线网络连接或无线连接(比如 红外链路、射频链路、Bluetooth 链路、ZigBee窗链路、WI-FI)或者 另 一适当的数据连接被互连到所述控制器。
除了提供到多种设备的互连之外，所述可编程多媒体控制器还能够 组合、合成以及按照其他方式处理各种数据类型，以便为用户实现一种 集成多媒体解决方案。关于所提供的各种新颖服务和能力的详细描述可 以参考Robert P. Madonna等人的标题为 "PROGRAMMABLE
有可编程服务的可编程多媒体控制器)"的顺序号11/314,112,其被结 合在此以作参考。
为了便于上述互连和处理，可以按照模块化方式来设置所述可编程 多媒体控制器100。例如，在一个实施例中，所述可编程多媒体控制器 100被设置成具有12个单独的输入和输出模块，其中的每一个模块具有 多个连接端口 。所述输入和输出模块被插入到所述可编程多媒体控制器 100的插槽或冲莫块机架中。所述^t块与一个中间板(mid-plane)接口， 该中间板提供到所述系统的剩余部分的连接。通过采用模块化方法，用 户被允许选择所期望的特定模块，并且所述系统可以被定制成适合特定 应用。此外，可以通过允许用户购买具有有限能力的基本配置并且随后 购买附加模块以添加到所述系统中来降低入门级定价。下面参考图4-10、 12和13讨论所述模块的几个例子。明确设想到可以提供多种附加 ^f莫块，相应地，本公开内容应当被解释成可以采用所述其他可能的配置。 还设想到可以互连几个可编程多媒体控制器以便产生更大的系统，从而 实际上在控制器级别上实现模块化类型的解决方案。可以在下面参考图 18和图19找到关于所述互连和扩展的进一步细节。
图2是示出了所述可编程多媒体控制器的高级别硬件体系结构的示 意性方框图。所示出的各组件可以被设置在所述控制器的"主板"上，
或者被设置在通过背板(未示出)互连的多个卡上。微控制器210管理
所述系统的一般操作。在所述说明性实施例中，该微控制器是可以从
Freescale Semiconductor Inc.获得的32比特MCF5234型微控制器。该微 控制器210通过总线218被耦合到音频开关215和视频开关220。所述 音频开关215和视频开关220优选地是能够同时切换多个连接的交叉点 开关。然而，也可以采用能够切换数字信号的许多其他类型的开关，比 如时分多路复用(TDM)开关或其他设备。可以在下面参考图3和图 11找到对所述音频和视频开关的进一步讨论。
中间板235把所述开关互连到多种输入和输出模块，比如具有 HDMI的数字视频输入模块600、具有HDMI的视频输出模块1000、数 字音频输入模块400以及数字音频输出模块900。所述中间板235进一 步净皮耦合到以太网开关230,该以太网开关允许在10BaseT、 100BaseT 或者千兆字节以太网信号之间进行切换。所述以太网开关230把以太网 端口 232和处理子系统240互连到所述微控制器210。在一个实施例中， 该处理子系统240包括多个小型通用个人计算机，所述计算机提供冗余 操作和/或负载平衡。在一些实施例中。该处理子系统240可以包括处在 所述个人计算机外部的一个或多个存储设备，从而提供扩展的存储容量 以便例如存储数字媒体。可以在下面参考图14-16找到关于所述数字 处理子系统240的各实施例的进一步讨论。
此外，多个通用串行总线(USB)端口 242被互连到一个USB集线 器243，以用于到所述处理子系统240的互连。存储卡接口 225也可以 被连接到该USB集线器243。该接口接受一种或多种公知的存储卡格式， 比如CompactFlash 卡、Memory Stick 卡、Secure Digital ( SD)卡 或其他格式。USB开关244被采用来在可以存在于所述处理子系统240 中的多个处理组件之间切换USB链路。按照类似的方式，多个IEEE 1394 (FireWireTM )端口 246被互连到IEEE 1394集线器247以及IEEE 1394 开关248。
所述微控制器210还被连接到串行外围接口 (SPI)和集成电路间 (I2C)分配电路250,其提供到相对较慢数据传输速率设备的串行通信 接口。所述SPI/PC控制器250被连接到所述中间板连接器235,从而把 控制命令从所述微控制器210提供到所述可编程多媒体控制器100中的 所述模块和其他设备。此外还提供从SPI/I2C控制器250到诸如风扇控
制器251、温度传感器252和电源管理器电路253之类的设备的连接， 所述设备管理所述系统的热特性并且防止过热。
所述微控制器210还被连接到红外(IR)接口 260、 RS232接口 265 以及RF接口 267，所述接口允许与外部设备互连。这种交互允许可编 程多媒体控制器IOO控制外部设备。此外，所述接口可以接收控制该可 编程多媒体控制器自身的操作的控制信号。明确设想到可以把各种其他 接口 (其中包括WI-FI、 BluetoothTM、 ZigBeeTM以及其他有线和无线接 口 )与所述多媒体控制器100—起使用。在下面可以参考图17a和图17b 找到关于这种接口的进一步讨论。
此外，提供辅助音频/视频端口 700以便互连一个或多个^L频游戏系 统、摄录机、计算机、卡拉OK机或者其他设备。提供电话接口 270以 便连接到所述公共交换电话网或专用网络，并且连接到 一个或多个电话 听筒。此外，提供设备控制接口 275以便与照明、家庭自动化以及电动 机和/或继电器操作的设备通信。如下面更加详细地讨论的那样，提供扩 展端口 280以便把几个可编程多媒体控制器链接在一起，从而形成一个 扩展的系统。最后，前面板显示器1150允许把状态、配置和/或其他信 息呈现给用户。在一个实施例中，所述前面板显示器可以接受来自连接 到所述系统的任何输入源的#见频数据，从而使得用户可以在该前面板显 示器1150上预览视频内容。在另一个实施例中，该前面板显示器1150 包括触敏屏，并且用户可以通过选择该屏幕上的图标或其他表示来输入 控制选择。按照这种方式，该前面板显示器1150可以被用于控制及配 置所述系统。
音频切换路径
图3是互连到所述可编程多媒体控制器IOO的一个说明性实施例中 的多个输入和输出模块的音频开关215的示意性方框图。该音频开关 215优选地是现场可编程门阵列(FPGA),比如可以从Xilinx, Inc.获得 的Virtex-II Pro现场可编程门阵列XC2VPS-6FF672C型。可选择地，所 述音频开关215可以是能够同时切换多个信号的另 一种在市场上可买到 的集成电路。该音频开关215被配置成接受来自输入模块的多个输入， 并且把这些输入切换到通向输出模块和/或其他设备的多个输出。在输入 与输出之间的切换可以是在个体的基础上发生的，即在特定输入与特定 输出之间发生；或者所述切换也可以是在逐模块的基础上发生的，其中
来自特定模块的几个输入被连接到通向另 一个模块的几个输出。
在传送到所述音频开关215之前，音频信号被转换成公共音频格式。
所述公共格式允许把任何输入切换到任何输出。例如，所有音频信号都
可以被转换成公知的Sony/Philips数字互连格式(S/PDIF )。可选择地， 所有音频信号都可以被转换成IC间声音(I2S)格式。本领域技术人员 将认识到，可以使用多种其他4各式，相应地，本说明书应当—皮视为是示 例性的。类似地，可以使用多种预定音频格式的多种组合。在本发明的 所述说明性实施例中，脉码调制的(PCM)音频被作为"S信号发送， 而已编码音频(非PCM音频)被作为SPDIF信号发送。所述音频开关 215被配置成采用单独的I2S路径216和SPDIF路径218来切换全部两 种信号格式。
在一个实施例中，I2S信号可以被用来利用空白数据帧技术来传输 非标准音频格式。输入模块可以把音频信号发送到一个或多个异步采样 率转换器(比如Cirrus Logic的CS821型转换器)，所述转换器可以在 音频帧之间插入空白帧或者对输入音频数据进行过采样。按照这种方 式，可以把非标准比特率信号转换到预定数据传输速率(比如每秒192K 个采样)。可以把一个独立的时钟信号与所述音频数据一起切换到所述 输出模块，该独立时钟信号表明哪些帧包含实际的音频数据以及哪些帧 是空白的。在所述输出模块处，所述时钟信号被用来把所述音频数据与 所述空白帧分开，并且用来在适当的速率下重放所述音频。按照这种方 式，所述音频开关215可以以最少的附加电路来支持多种非标准音频比 特率。
在所述说明性实施例中，所述音频开关215被连接到几个输入模块， 比如数字音频输入模块400、模拟音频输入模块500、具有高清晰度多 媒体接口 (HDMI)的数字视频输入模块600以及视频游戏端口 700。类 似地，所述音频开关215被连接到几个输出模块，其中包括模拟音频输 出模块800、数字音频输出模块900和具有HDMI的视频输出模块1000。 下面将参考图4-IO讨论所述模块的细节。此外，无线音频输入输出模 块380被互连到所述开关。在一个实施例中，所述无线音频输入输出模 块380具有多个操作在2.4GHz ISM频带内的RF收发器，在市场上可买 到多种类型的所述收发器。这种收发器可以在每一个无线数据信道上发 送及接收高达1.54M比特/s的音频流，从而允许与利用高质量音频数据
流的远程音频设备互连。所述无线音频输入输出^t块380还可以;故用来 发送及接收控制信息，正如下面参考图17a和17b更加详细地描述的那样。
通过一个或多个IEEE 1394连接和相关联的电^各4巴附加的音频互连 提供给所述处理子系统240。 一对IEEE 1394物理层线缆收发器/仲裁器 320、 321 (比如可以从Texas Instruments Inc.获得的TSB41AB1型收发 器/仲裁器)提供物理连网层功能。此后把数据传递到火线音频控制器 330、 331,比如Oxford Semiconductor Inc.的OXFW971型控制器。来自 所述火线音频控制器330、 331的输出可以传递到未示出的S/PDIF收发 器(比如ATKInc.的AK4117型收发器)以便转换成S/PDIF信号，或者 可以传递到采样率转换器340、 341 (比如可以从Cirrus Logic Inc.获得的 CS8421型异步采样率转换器)。
此外， 一个或多个视频解码器模块310、 315被互连到所述音频开 关215。所述视频解码器模块310、 315可以使用专用的解码电路从所述 处理子系统240卸载视频解码任务，从而提高系统性能。
此外，在所述说明性实施例中，所述音频开关215被互连到电话接 口 350。这种接口包括外部交换局(FXO)和外部交换用户(FXS)电 路以便连接到普通老式电话服务(POTS)。所述接口还可以包含用来 允许把电话听筒直接连接到所述系统的电路。
所有^t块都通过本地时钟驱动器电路360被互连到系统时钟。所述 电路与晶体振荡器(XTAL) 370 —起产生本地主时钟，其允许在所述系 统中进行同步切换操作。
图4是示例性数字音频输入模块400的示意性方框图。该模块通过 支持S/PDIF信号的数字RCA连接410、接受TOSLINK ( Toshiba公 司的注册商标)的光学连接420以及XLR连接430接受数字音频，其 中所述XLR连接通常被用在专业音频应用中，其支持音频工程协会/欧 洲广播联盟(AES/EBU)数字音频标准。每一个连接都可以接受具有 32kHz、 44.1kHz、 88.2kHz、 96kHz、 176kHz、 192kHz或者其他速率的 采样率的信号。此外，音频信号可以是脉码调制(PCM)的或者是非PCM 的。这种灵活性允许支持诸如杜比数字、DTS、 Mpeg、 THX之类的常 见编码方案以及其他格式。在一个实施例中，首先通过电平变换器电路 (未示出)把输入数字音频信号变换到晶体管-晶体管逻辑(TTL)逻辑
电平。可选择地，所述信号可以被变换到低压差分信令(LVDS)逻辑 电平。
8个S/PDIF接收器(比如Cirrus Logic的CS8415型数字音频接收 器)可以接受所述音频信号并且在S/PDIF输出端上输出所述音频信号。 类似地，8个采样率转换器450 (比如可以从Cirrus Logic Inc.获得的 CS8421型异步采样率转换器)可以在互连到所述音频开关215的^S输 出端上输出音频数据。
图5是示例性模拟音频输入模块500的示意性方框图。在所述说明 性实施例中，通过RCA连接器510接受模拟音频。可选择地，可以通 过XLR连接器接受音频，所述XLR连接器支持现在在专业音频线缆连 接中常见的XLR格式。模拟音频信号经过一个或多个运算放大器520 以便进行规范化，并且此后被发送到多通道模拟-数字转换器530 (比如 可以从Cirrus Logic Inc.获得的CS5368型8通道A/D转换器)。所述多 通道模拟-数字转换器530对所述模拟音频信号进行釆样，并且把^S串 行数据流输出到所述音频开关215。
图6是示例性的具有高清晰度多媒体接口 (HDMI)的数字视频输 入模块600的示意性方框图。该模块的音频方面在这里做了讨论，而下 面将在后面的讨论中再次提到视频方面。所述具有HDMI的数字视频输 入模块600提供一个或多个数字音频/视频接口 ，在所述说明性实施例中 是4个数字接口 610、 620、 630、 640,其通过单个连接器接收多声道数 字音频和高清晰度视频。这样，HDMI降低了线缆连接要求，并且可以 被有利地用于机顶盒、DVD播放器、A/V接收器、数字电视和其他设备。 HDMI信号由HDMI接收器615、 625、 635、 645接收及解压缩，所述 接收器例如是可以从Silicon Image Inc.获得的SiI9031型HDMI接收器。 在所述说明性施例中，所述HDMI接收器把S/PDIF信号输出到所述 音频开关215并且连接到采样率转换器617、 627、 637、 647，所述转换 器把附加的I2S流输出到所述音频开关215。
图7是示例性视频游戏端口 700的示意性方框图。该端口可以具有 位于所述可编程多媒体控制器IOO的正面的连接，以便允许容易地连接 到视频游戏系统(比如XboxTM、 Playstation 或其他流行系统)并且与 之分离。这里讨论该模块的音频方面，而下面将讨论视频方面。所述视 频游戏端口 700具有互连到HDMI接收器750的HDMI连接器740，该
接收器把S/PDIF信号以及I、信号输出到所述音频开关215。此外，该 视频游戏端口 700具有用于接收模拟音频信号的RCA连接器770。这种 模拟音频被A/D转换器780转换成数字音频。还可以由RCA连接器790 接收数字音频流(比如S/PDIF流)并且将其传递到所述音频开关215。
图8是示例性数字音频输出模块800的示意性方框图。在一个实施 例中，该数字音频输出模块800接受来自所述音频开关215的S/PDIF 输入以及I2S输入。所述输入被路由到緩冲电路840并且随后被路由到 音频l丈字信号处理(DSP )卡850(比如可以是从Momentum Data Systems 获得的DAE-7型卡或者其他DSP卡)。DSP卡850包括VLIW处理器， 以便提供解码环绕声音频信号格式以及实施声场处理所需要的计算能 力。来自所述音频DSP卡850的^S格式的输出被传递到数字音频发送 器860。该发送器优选地支持多种流行的数字音频标准，比如S/PDIF和 AES/EBU。在一个实施例中，所述数字音频发送器860是可以从AKM Semiconductor Inc.获得AK 4101型发送器，并且其提供8个数字音频声 道。该数字音频发送器860的输出端被连接到支持S/PDIF信号的数字 RCA连接870、数字光学TOSLINK 连接880与支持AES/EBU的XLR 连接890的组合。
图9是示例性模拟音频输出模块900的示意性方框图。在所述说明 性实施例中，该模拟音频输出模块900接受来自所述音频开关251的 S/PDIF输入以及I2S输入。所述输入被路由到緩冲电路940并且随后被 3各由到音频DSP卡950。该音频DSP卡例如可以是,人Momentum Data Systems获得的DAE-7型卡。该音频DSP卡950的一些输出端被连接到 S/PDIF线路以便传送回到所述音频开关215。例如，已解码音频信号可 以被发送回到所述开关并且被路由到另 一个音频输出模块以供输出。所 述音频DSP卡950的其他输出端被连接到立体声数字-模拟(D/A )转换 器960，该转换器向各设备提供^t拟输出。在一个实施例中，这些输出 端是使用模拟RCA连接器的RCA风格输出端。所述模拟音频输出模块 900可以由软件配置成支持多种环绕声方案。例如，所述模拟输出可以 被配置为两个单独的7.1环绕声区。替换的配置包括2个单独的5.1环 绕声区和4个立体声区、1个7.1环绕声区和4个立体声区、8个立体声 区或者其他配置。由于分区主要通过软件配置来控制，因此所述系统可 以被很容易地重新配置来满足用户的不断改变的需求。图10是具有HDMI的示例性视频输出模块1000的示意性方框图。 这里讨论该才莫块的音频方面，而下面将讨论视频方面。 一个S/PDIF输 入端和多个^S输入端被连接到HDMI发送器1010、 1015,所述发送器 在HDMI端口 1020、 1025上输出组合的多声道音频与高清晰度数字牙见 频信号。这样，为兼容外部设备提供了单个音频/纟见频线缆连接。
视频切换路径
图11是根据本发明一个说明性实施例的互连到多个输入和输出模 块的视频开关220的示意性方框图。所述视频开关220可以在红/绿/蓝 (RGB)以及/或者亮度、色度蓝、色度红(YCbCr)颜色空间中切 换数字视频，并且优选地独立于分辨率。这种开关被配置成接受来自视 频输入模块的多个输入，并且把这些输入切换到通向视频输出模块和/ 或其他组件的多个输出。在输入与输出之间的切换可以在个体的基础上 发生，即在特定输入到特定输出之间发生；或者所述切换也可以在逐模 块的基础上发生，其中来自 一个模块的几条线被切换成连接到另 一个模 块的几条线。
在传送到所述视频开关220之前，优选地把纟见频转换成公共一见频格 式。所述公共视频格式允许把任何输入切换到任何输出。例如，在进入 所述开关之前，可以把所有视频信号转换成串行数字视频格式或者并行 数字视频格式。在一个实施例中，所述串行数字视频信号可以是串行数 字接口 (SDI)信号。可选择地，所述视频开关220可以被配置成切换 不同视频才各式的组合。在所述说明性实施例中，该—见频开关4皮配置成通 过串行切换路径1110切换串行数字视频以及通过并行切换路径1120切 换并行视频信号。视频数据可以是标准清晰度(SD)(即480i②30p、 480p②60等等)、高清晰度(HD) UP 720p@60、 1080i@60等等)以 及/或者具有被嵌入在所述视频数据流中的空白/同步帧信息。可以把像 素时钟独立地切换到所述输出模块，以便允许完全重建标准和非标准视 频信号。
在所述说明性实施例中，所述视频开关220被连接到几个输入模块， 比如具有HDMI的数字视频输入才莫块600、模拟—见频输入才莫块1200以及 组合模拟与数字视频输入模块1300。所述视频开关220进一步被互连到 所述数据处理子系统240。在所述说明性实施例中，该数据处理子系统 240输出数字视觉接口 (DVI)信号，其具有通常用于计算机显示器的RGB格式，所述计算机显示器比如是平板液晶显示器(LCD)。在到达 所述视频开关220之间，所述DVI信号可以由DVI接收器1130、 1135 转换成YCbCr信号，或者可以在DVI格式下被路由到该开关。所述数 据处理子系统240还可以通过一个或多个以太网连接来输出压缩一见频， 比如运动图像专家组(MPEG)编码的视频。明确设想到除了 MPEG之 外可以采用其他编码标准，因此本说明书应当仅仅祐j见为示例性的。在 所述说明性实施例中，所述以太网开关230负责切换来自所述处理子系 统240的所有压缩视频数据。
所述一见频开关220与所述以太网开关230相组合地把—见频流提供纟会 输出才莫块1000以及前面板1150。所述输出^^莫块1000接受来自该^L频开 关230的串行数字视频或者来自该以太网开关230的压缩视频信号，并 且把这些信号转换成与视频显示器和其他设备兼容的格式，比如转换成 HDMI格式。类似地，所述前面板显示器1150接受多种格式的视频信号， 并且按照需要转换这些信号以供显示在LCD屏幕1160上。
回来参考示出了具有HDMI的数字视频输入模块600的图6,多个 HDMI连接器610、 620、 630、 640接收来自外部设备的数字视频信号。 这些HDMI信号被传递到HDMI接收器615、 625、 635、 645,所述接 收器把串行数字视频信号输出到所述视频开关220。
图12是示例性模拟视频输入模块1200的示意性方框图。该模拟视 频输入模块1200在所述说明性实施例中具有4组视频输入端1210、 1220、 1230、 1240，其中的每一组包括3个RCA连接器和1个S视频 连接器。所述RCA连接器可以接收具有SD或HD分辨率的复合^L频或 分量视频信号。视频信号被传递到多格式视频解码器和A/D转换器 1215、 1225、 1235、 1245 (比如来自Analog Devices Inc.的AD7403型转 换器)。所述多格式视频解码器和A/D转换器1215、 1225、 1235、 1245 支持多种公知的视频标准，比如525i、 625i、 525p、 625p、 720p、 1080i、 1250i以及其他标准。来自这些设备的具有串行数字视频格式的输出被 传送到所述视频交叉点开关220以供切换到其他模块。
图13是示例性组合模拟与数字视频输入模块1300的示意性方框 图。组合模块在较小的系统中是有利的，从而允许用户具有与较少模块 的基本模拟和数字连接性。例如，可以构造仅仅具有组合模拟与数字视 频输入模块1300和视频输出模块1000的基本系统。利用仅仅这两个模
块，该系统将仍然能够进行可观的视频切换功能。在所述说明性实施例
中，所述组合模拟与数字视频输入模块1300具有互连到HDMI接收器 1315、 1325的HDMI连接器1310、 1320,所述接收器把串行数字^L频 信号输出到所述视频开关220。此外还有几组冲莫拟^L频输入端1330、 1340，其中的每一组都具有3个RCA连接器和1个S视频连接器，以 便接收复合、分量和S视频信号。与上面讨论的具有HDMI的数字视频 输入模块600类似，所述信号被传递到多格式视频解码器和A/D转换器 1350、 1360 (比如来自Analog Devices Inc.的AD7403型视频解码器)， 并且被转换成串行数字视频信号以供传送到所述视频开关220。
回来参考作为示例性辅助音频/视频端口 700的示意性方框图的图 7，其中提供了到视频游戏系统、摄录机、计算机、卡拉OK机和/或其 他设备的多种视频连接。在所述说明性实施例中，提供具有3个RCA 连接器和1个S视频连接器的一组模拟视频输入端710以便接收复合、 分量和S视频信号。所述视频信号传递到多格式视频解码器和A/D转换 器730，以便转换成可以被发送到所述视频开关220的串行数字一见频信 号。由互连到HDMI接收器1350的HDMI连接器1340提供到所述碎见频 游戏端口 700的附加连接。
回来参考图10,该图是根据所述可编程多媒体控制器100的一个说 明性实施例的视频输出模块1000的示意性方框图。可以在多种才各式下 接收视频信号，其中包括串行数字视频、并行数字视频以及以太网上的 压缩视频。压缩视频被视频解码器/编码器1030解码，并且随后一皮发送 到所述视频处理器1040。所述串行数字视频信号被该视频处理器1040 直接接收，并且在该处经历去隔行、缩放、组合、帧率转换、画中画处 理以及其他视频处理功能。该视频处理器1040还把所述视频图像缩放 到与预定显示器兼容的分辨率。此外，并行视频信号被帧緩冲器接口 1050、 1055结合两个緩冲器DRAM 1060、 1065緩沖，在该处它们^皮同 步到所述视频处理器的输出定时。所述视频混合器1070把来自这些帧
緩冲器的视频信号与来自所述视频处理器的视频输出相组合及混合。来 自所述视频混合器1070的输出被耦合到HDMI发送器1010、 1015，所 述发送器在HDMI端口 1020、 1025上输出组合的多声道音频与高清晰 度数字视频信号。附加的输出被耦合到D/A转换器1080、 1085,所述 D/A转换器把模拟视频输出提供到各组视频输出端1090、 1095,其中包
括3个RCA连接器和1个S视频连接器。
按照这种方式配置的系统允许多种有利的操作。例如，可以由所述
视频开关220把来自任何源的^L频导向所述视频解码器/编码器1030以 供压缩并且作为压缩视频输出。这种压缩视频可以被存储在所述处理子 系统240上以供稍后重放(即时移)，或者可以;坡传送到诸如CDR或 DVDR之类的可移动介质。按照这种方式可以提供数字录像机(DVR) 和个人录像机(PVR)功能，从而允许用户捕获及回放电视节目或其他 内容。
此外，所述系统可以实现视频覆盖功能，从而允许用来自所述处理 子系统的视频、图形和/或文本来覆盖所述输入模块视频源的各部分。虽 然典型的屏上显示(OSD)功能在视频系统中是常见的，但是常规的功 能通常被限于覆盖视频显示器的特定的预定矩形区域处的图形或文本 数据。本发明允许在逐像素的基础上或者接近逐像素的基础上在一见频显 示器的任何位置处覆盖视频、图形和/或文本。由于所述覆盖是基于这种 精细尺度而确定的，因此实际上任何形状的覆盖都是可能的。此外还可 以动态地配置所述覆盖的位置。也就是，可以在逐帧的基础上重新定位 显示出所述覆盖的显示器区域，以便例如产生"移动"覆盖。此外，混 合和混成(blending)逻辑可以允许按照半透明的方式或者通过淡入/淡 出效果来显示被覆盖的视频、图形和/或文本。
为了实现上面描述的能力，所述系统利用了可以由数字视频信号表 示的大量颜色。例如，针对24比特颜色编码的数字视频信号能够表示 大约16.7百万种独特的颜色。在本发明的一个实施例中，所述视频处理 器1040把期望在该处进行视频覆盖的某一帧的某一区域内的各像素相 关联的颜色改变为预定颜色。所述预定颜色可以是任意选择的颜色，其 优选地是一种已经被确定为以低于典型视频中的平均频度被使用的颜 色。所述视频混合器1070被配置成识别出所述预定颜色的出现，并且 在其中存在这种颜色的视频帧的每一个像素处用来自另 一个视频流的 视频数据进行替换。所述来自另一个视频流的视频数据可以是全运动视 频、静态图像和/或文本。例如，可以利用来自所述处理子系统240并且 通过并行数字视频信号发送的全运动视频来覆盖被设置为所述预定颜 色的区域。类似地，可以用由所述处理子系统240生成的文本框来覆盖 该区域。通过选择将被改变为所述预定颜色的不同像素，可以很容易地改变 所述视频显示器的被覆盖的区域。按照这种方式，可以围绕所述屏幕动 态地移动所述覆盖，或者可以显示出任何形状的菜单以便在其被选择时 动态地扩展到其他屏幕区域。
一般来说，由于可以由视频信号表示的颜色的数目很多，因此所述 预定颜色的像素的任何"自然"出现的频度将相对较低，并且因此从这 种像素产生的任何无意的视频覆盖对于观看者来说将不很明显。在一个 替换实施例中，在把某一帧的所选像素改变为所述预定颜色之前，所述
-见频处理器1040可以扫描该帧以找到所述颜色的出现，并且例如通过
添加单个比特而把这种像素改变为几乎完全相同的色调。按照这种方式 可以基本上消除无意的视频覆盖。
在又一个实施例中，所述视频处理器1040可以把将被覆盖的区域 内的各像素改变为预定的颜色模式。例如，相邻的各像素可以被改变为 重复的两像素或三像素模式，其中所述三个相邻像素当中的每一个都是 不同的预定颜色。由于三种预定颜色出现在相邻像素中的概率极低，因 此可以基本上消除所述"自然"出现。
此外还设想到可能期望把几个不同视频流的各部分覆盖到视频显 示器的每一帧上。本领域技术人员将认识到，可以通过选择附加的预定 颜色来表示每一个覆盖并且把所述视频混合器1070配置成在检测到每 一种所述颜色的地方应用覆盖，从而可以扩展上面描述的技术。
处理子系统
图14是根据本发明一个说明性实施例的处理子系统240的示意性 方框图。该处理子系统240实现了用户接口和其他应用程序，以便管理 所述可编程多媒体控制器100并且为其提供功能。例如，所述处理子系 统240通过可编程服务来提供DVR功能、音频和纟见频编辑功能、家庭 自动化控制和管理、电话控制以及多种其他特征。关于可以在所述处理 子系统240的控制下提供的服务的细节可以在"PROGRAMMABLE MULTIMEDIA CONTROLLER WITH PROGRAMMABLE SERVICES (具 有可编程服务的可编程多媒体控制器)，，中找到，其已在上面被结合以 作参考。
所述处理子系统240可以包括被设置成提供冗余度和/或负载平衡 的单个计算机或者两个或更多个计算机。这里使用的术语"计算机"应
当被广泛地理解为包含提供专用或通用处理功能的多种组件。例如，每
一个"计算机，，可以是CPU卡、单板计算机(SBC) 、 PC/104处理模 块、常规的ATX型主板和CPU、"现成的，，小型通用个人计算机以及/ 或者"现成的，，大型或机架式安装的通用个人计算机。相应地，明确设 想到可以在所述处理子系统240中有利地采用多种不同的"计算机"， 并且随着技术的进步，可以在适当情况下有利地采用新技术。
在所述说明性实施例中，每一个计算机1410、 1420 4t互连到连接 板1450，该连接板提供到该计算机的输入和输出端口的连接接口。USB、 IEEE 1394、以太网、DVI和电源端口特别通过所述连接板1450互连。 在其他实施例中，每一个计算机1410、 1420可以位于所述家庭多士某体 控制器的外部，并且可以通过有线网络连接或者无线链路(比如IR、 Wi-Fi和/或Bluetooth 链路)被连接到所述可编程多媒体控制器。
此外，每一个计算机1410、 1420可以被连接到存储设备1430、 1440， 所述存储设备提供附加的存储容量以便例如存储数字媒体库。所述存储 设备1430、1440可以是单独的硬盘驱动器、多硬盘驱动器的RAID阵列、 非易失性光学或电磁存储器以及/或者其他类型的数据存储系统。
在所述说明性实施例中，所述处理子系统240包括两个小型通用个 人计算机。这种计算机优选地在没有物理修改的情况下被使用，即它们 是"现成的"并且保留其原始情况、组件和总体外观。在一个实施例中， 所述两个小型通用个人计算机是可以从Apple Computer, Inc.获得的Mac MiniTM计算机。所述MacMiniTM计算机近似有2英寸高、6.5英寸宽、 6.5英寸厚，因此其形状方便结合到所述处理子系统中。所述Mac Mini 计算机包括内部盘驱动器，其可以结合存储设备1430、 1440使用以便 提供扩展的存储容量和/或用于冗余度。所述Mac MmiTM计算机还包括 内部WI-FI接口 1470、 1480，所述接口可以被用来提供到所述可编程多 媒体控制器100的WI-FI连接。
图15是示出了示例性小型通用个人计算机1410上的多个连接端口 的透视图。在所述说明性实施例中，所述小型个人计算机的连接端口被 设置在该计算机的单面上，从而该计算机可以被"插入，，到所述连接板 1450上的适当定位的连接器中。例如，USB端口 1510、 IEEE 1394端口 1520、以太网端口 1530、 DVI端口 1540以及电源端口 1550可以通过4妻 触压力被连接到所述连接板1450。可以作为把所述小型个人计算机插入
其中的机架的一部分提供定位轨道(未示出)。这种轨道用以允许所述
计算机"滑"到机架中并且与所述连接板1450上的连接器对准。在一
个替换实施例中，利用一系列短连接器线缆(未示出)把所述小型通用
个人计算机1410、 1420连接到所述连接板1450,其中所述线缆与该计 算机的每一个端口进行接口。这种线缆可以很容易被重新定位，以便适 应不同的端口位置并且从而适应不同的计算机。
图16是根据本发明一个说明性实施例构造的可编程多媒体控制器 的正面1600的一部分的视图，其中描绘了被插入到机架中的两个小型 通用个人计算机1410、 1420。所述可编程多媒体控制器的正面1600具 有LCD显示器1150以及输入、输出和控制设备(比如旋钮和按钮(未 示出))。在所述i^明性实施例中，所述小型个人计算才几1410、 1420 是直接互连到所述连接板1450的Mac MiniTM计算机。可以令可编程多 媒体控制器的正面1600的轮廓和/或颜色匹配所述小型个人计算机 1410、 1420的正面的轮廓和颜色，以便提供所期望的浮见觉外观。此外， 用户可以获得诸如光学驱动器1430、 1440之类的介质驱动器。
控制
图17a是示出了根据本发明一个说明性实施例的互连到可编程多媒 体控制器100的各控制单元的固定格式方框图。所述可编程多媒体控制 器IOO优选地与多个不同控制单元互操作，以便允许用户配置、管理以 及按照其他方式操作具有不同设备的系统。
在一个实施例中，可以使用媒体播放器1710来作为遥控单元，所 述媒体播放器例如是手持式DVD或MPEG播放器、机架式安装的DVD 播放器、运行在通用计算机上的媒体播放应用软件以及/或者另 一 类型的 设备。所述媒体播放器1710例如通过从DVD盘或者其他存储介质(比 如硬盘驱动器或闪存)读取DVD文件来加载特殊媒体文件。所述媒体 文件包括用于所述可编程多媒体控制器IOO的用户接口。可选择地，所 述媒体播放器1710可以通过有线或无线互连从所述可编程多媒体控制 器IOO接收包括所述用户接口的媒体文件。用户随后通过选择显示在所 述媒体播放器上的菜单项目来操纵所述系统，其方式类似于选择与典型 的DVD影片 一起提供的菜单项目。选择特定菜单项目使得所述媒体播 放器把预定信息嵌入在由该媒体播放器生成的输出信号中。在一个实施 例中，该输出信号是数字音频输出信号。在另一个实施例中，所述输出
信号是数字视频信号或另一类型的信号。
所述输出信号可以由无线音频接口 1720接收，该接口把该信号传 送到所述可编程多媒体控制器100的无线音频模块380。此后，由所述 处理子系统240解码该信号中的嵌入信息，以便产生特定控制命令。虽 然在所述说明性实施例中通过无线连接把信号传送到所述可编程多媒 体控制器100,但是也可以明确设想到还可以采用有线连接。例如，可 以提供到所述数字音频输入模块400或模拟音频输入模块500的有线连 接，并且可以由所述处理子系统240对由所述^t块接收到的信号进行处 理，以便产生特定控制命令。
还设想到可以把除了基于DVD的媒体播放器之外的设备用于上面 描述的嵌入式控制技术。例如，便携式MP3播放器(比如由Apple Computer Inc.制造的IPODTM )可以响应于选择菜单项目而生成具有嵌入 的控制信息的信号。CD播放器也可以例如响应于用户选择CD的特定 轨道而生成嵌入的控制信息。类似地，可以按照类似的方式使用^L频游 戏系统(比如来自Sony Electronics Inc.的PSPTM)，以便响应于用户输 入而生成控制信息。相应地，本领域技术人员将认识到，上面描述的技 术可以很容易地被适配成用于能够向用户显示信息并且响应于用户的 输入而生成信号的多种消费设备。
在一个实施例中，上面描述的嵌入式控制技术是强取比特控制技 术，其中数字输出信号的每一个数据字的一个或多个比特被用来存储嵌 入的控制信息。例如，所述媒体播放器可以改变数字音频输出信号的最 低有效位以便存储控制信息，同时令所述输出信号的剩余比特保持不 变。由于当今的数字音频信号通常是利用16个或更多比特而被采样的， 因此对所述最低有效位的改变对于收听者来说通常是察觉不到的。可以 在下面参考图17b找到关于所述强取比特控制技术的进一步细节。
在另一个实施例中，所述嵌入式控制技术是一种音调控制技术，其 中个人媒体播放器或其他设备响应于用户的选择而生成音频音调。这种 音调可以按照数字或模拟格式被传送到所述可编程多媒体控制器100。 此后，通过该可编程多媒体控制器100来解码所述音频音调，以便生成 特定控制命令。明确设想到可以把多种其他控制技术用于所述系统，因 此本说明书应当被视为是示例性的。
除了上面描述的嵌入式控制技术之外，还可以通过一个或多个常规
的手持式遥控器1730来控制所述可编程多媒体控制器，其中所述遥控 器生成IR和/或RF信号。这种信号被所述IR发送器/接收器260和RF 转换器267接收。此外，还可以使用个人数字助理、手持式计算机或者 具有根据IEEE 802.11标准、Bluetooth 标准、Zigbee，标准或另 一标 准的WI-FI接口的其他设备来控制所述可编程多媒体控制器100。按照 类似的方式，运行控制应用的个人计算机1750可以通过WI-FI连接和/ 或通过到以太网端口 232的有线连接而被连接到所述可编程多媒体控制 器100。在一个实施例中，所述个人计算机1750配置有触摸屏接口 ，以 便允许用户通过触摸压力来交互地选择操作以及按照其他方式控制所 述系统。
图17b是利用强取比特控制的示例性嵌入式控制技术的示意性方框 图。如上所述，媒体播放器或其他控制设备可以改变数字输出信号的一 个或多个比特(比如数字音频输出信号的最低有效位)。所述数字音频 信号随后被所述可编程多媒体控制器100接收到，例如被所述无线音频 模块380接收到。该信号随后被传递到强取比特控制现场可编程门阵列 (FPGA) 1760。从所述数字音频信号中去掉每一个数据字1765的最低 有效位1768。剩余的信号可以被发送到所述音频开关215,以供连接到 所述系统的扬声器上的可能输出。所述各最低有效位被字锁定逻辑1770 接收，其从所述最低有效位的流重建控制命令字。所述字锁定逻辑1770 可以寻找所接收的各最低有效位中的预定比特模式，以便建立在字边界 上的"锁定"。也就是，当检测到特定的预定比特序列时，所述字锁定 逻辑1770可以确定后面是字边界。此后，所述各比特被存储在緩冲器 1780中以作为控制命令字。所述控制命令字被传递到PC扩展器1790， 并且此后被传递到所述微控制器210。该微控制器210与所述处理子系 统240相结合地实施在所述控制命令字中指示的功能。本领域技术人员 将认识到，在不偏离本发明的精神的情况下可以对上述强取比特控制技 术进行各种修改。例如，可以使用来自所述媒体播放器的输出信号的其 他比特，比如每一个数据字的两个最低有效位。类似地，所述信号不需 要是数字音频信号。可以与该技术一起有利地使用数字视频信号或其他 信号。
扩展
可以通过扩展端口 280 (图2)把单个可编程多媒体控制器100互
连到附加的可编程多媒体控制器。该扩展端口 280允许连接两个或更多
个音频和视频开关并且允许交换相关的控制数据。这样，可以从位于远 程位置(比如某一建筑物的另一个区域或者一个不同的建筑物)处的另 一个控制器输出连接到 一个控制器的音频或视频源。
图18是示例性音频互连和扩展方案的示意性方框图。所述可编程 多媒体控制器IOO、 1840、 1850的音频开关215、 1810、 1820被互连到 以太网网络接口 1860、 1870、 1880。在所述说明性实施例中，所述以太 网网络接口是CobraNet 接口 ，其执行同步到等时和等时到同步的转换 以及通过以太网网络传输实时数字音频所需要的数据格式化。所述 CobraNet 接口还通过所述以太网网络发送简单网络管理协议 (SNMP)。在所述说明性实施例中，可以向/从任何单个可编程多J 某体 控制器发送4个未压缩音频流。所述以太网网络本身可以是有线网络， 或者它可以是实现诸如IEEE 802.11G之类的无线连网协议的WI-FI网 络。
图19是示例性视频互连和扩展方案的示意性方框图。所述可编程 多媒体控制器100、 1840、 1850的视频开关220、 1910、 1920通过两个 串行视频环1930、 1940互连。所述串行视频环1930、 1940可以是串行 视频线束，或者可选择地可以采用支持多个多路复用的串行视频信号的 单个光纤链路。在所述说明性实施例中，4条串行视频线被粗波分复用 (CWDM)到单个光纤上，从而利用不同的波长表示每一个串行视频信 号。
示例性应用
图20是示出了被使用在示例性应用(具体而言是专业音频记录和 混合应用2000)中的两个可编程多媒体控制器100、 1840的示意性方框 图。这种应用仅仅是可以把所述可编程多媒体控制器与其有利地一起使 用的许多不同应用的一个例子。
由于专业的音频记录和混合工作室通常需要到各种音频设备的大 量连接，因此在该例中根据上述扩展方案互连两个可编程多媒体控制器 100、 1840。例如通过DVI或HDMI连接把编辑显示器2010和混合显示 器2020互连到所述控制器。所述显示器可以是通用计算机，其运行具 有编辑和混合功能的应用软件，或者运行到在别处(比如在所述可编程
多媒体控制器100、 1840上或者在互连的计算机2060上)运行的编辑
和混合应用软件的接口。可选择地，所述编辑和混合显示器2010、 2020 可以简单地是互连到所述可编程多媒体控制器100、 1840的计算机监视 器，比如触摸屏监视器。此外，例如可以通过以太网链路把适用于编辑、 混合或其他任务的一个或多个专用硬件单元2050互连到所述可编程多 媒体控制器IOO、 1840。这样，可以互连多种通常使用的音频设备。
还可以通过各种连接来互连接口面板2070，所述连接比如是才莫拟音 频、数字音频和/或FireWireTM连接。该接口面板2070提供连接端口 ， 比如乐器(instrument)连接端口 2072和麦克风连接端口 2074。所接收 的音频被传送到所述可编程多媒体控制器100、 1840，并且可以在扬声 器230、 240上输出。按照这种方式，可以利用所述可编程多媒体控制 器和最少的附加硬件来提供专业的音频记录和混合工作室的功能。
前面的描述是针对本发明的特定实施例。然而可以明显看出，在保 留其一些或所有优点的情况下可以对所述实施例进行其他改变和修改。 此外，所述程序或过程可以用硬件、软件来实现，其被具体实现为具有 程序指令的计算机可读介质、固件或其组合。因此，所附权利要求书的 目的是覆盖落在本发明的真实精神和范围内的所有所述改变和修改。
权利要求
1、一种多媒体控制器，包括:耦合到音频开关的一个或多个音频输入模块，每一个音频输入模块具有对应于一个或多个音频信号源的连接，并且每一个音频输入模块被配置成把不同格式的音频信号转换成预定音频信号格式；耦合到视频开关的一个或多个视频输入模块，每一个视频输入模块具有对应于一个或多个视频信号源的连接，并且每一个音频视频模块被配置成把不同格式的视频信号转换成预定视频信号格式；耦合到所述音频开关的一个或多个音频输出模块，每一个音频输出模块具有对应于一个或多个音频输出设备的连接并且被配置成把所述预定音频信号格式转换成与所选音频输出设备兼容的格式；以及耦合到所述视频开关的一个或多个视频输出模块，每一个视频输出模块具有对应于一个或多个视频输出设备的连接，并且每一个音频视频模块被配置成把所述预定视频信号格式转换成与所选视频输出设备兼容的格式；以及被耦合成与所述音频和视频开关具有通信关系的通用计算机，用于控制所述开关，从而根据由该计算机执行的一个或多个应用程序把音频信号源切换到所选音频输出设备，并且把视频信号源切换到所选视频输出设备。
2、 权利要求l所述的多媒体控制器，其中，所述通用计算机是在没 有物理修改的情况下采用的小型通用计算机。
3、 权利要求2所述的多媒体控制器，其中，所述通用计算机通过被 设置在该通用计算机的面上的多个连接端口来耦合到所述多媒体控制 器的连接板。
4、 权利要求l所述的多媒体控制器，其中，所述预定音频信号格式 是Sony/Philips数字互连格式(S/PDIF)。
5、 权利要求l所述的多媒体控制器，其中，所述预定音频信号格式 是IC间声音(I2S)格式。
6、 权利要求l所述的多媒体控制器，还包括耦合到其中 一个所述音频输入模块的异步采样率转换器，该异步采 样率转换器被配置成把空白帧插入到非标准数据传输速率音频信号中， 以便把这种音频信号转换到标准数据传输速率。
7、 权利要求l所述的多媒体控制器，其中，所述预定视频信号格式是串行数字接口 (SDI)格式。
8、 权利要求l所述的多媒体控制器，其中，所述预定视频信号格式 是并行数字视频格式。
9、 权利要求l所述的多媒体控制器，其中，所述通用计算机被配置 成压缩— 见频信号并且通过一个或多个以太网网络接口 #T出压缩碎见频。
10、 权利要求l所述的多媒体控制器，还包括 电话接口，其被配置成与电话网通信。
11、 权利要求10所述的多媒体控制器，其中， 部交换局(FXO)电路。
12、 权利要求10所述的多媒体控制器，其中， 部交换用户(FXS)电路。
13、 权利要求10所述的多媒体控制器，其中， 成连接到普通老式电话服务(POTS)。
14、 权利要求l所述的多媒体控制器，还包括耦合到所述音频开关和所述视频开关的微控制器，该微控制器被配 置成管理多个到设备的接口。
15、 权利要求14所述的多媒体控制器，其中，所述多个到设备的接 口的至少其中之一是从由以下各项构成的组中选择的电话接口、存4诸 卡接口 、射频(RF )接口 、红外(IR)接口和RS232接口 。
16、 权利要求14所述的多媒体控制器，其中，所述通用计算机被配 置成生成音频信号，并且所述音频开关被配置成把所生成的音频信号切 换到所选音频输出设备。
17、 权利要求l所述的多媒体控制器，还包括 前面板显示器，其被配置成向用户显示状态和配置信息。
18、 权利要求17所述的多媒体控制器，其中，所述前面板显示器是 触敏显示屏幕，其被配置成对用户选择在其上显示的图标做出响应。
19、 权利要求17所述的多媒体控制器，其中，所述前面板显示器是 显示屏幕，其被配置成显示来自连接到其中一个所述视频输入模块的视频源的视频数据。
20、 权利要求17所述的多媒体控制器，其中，所述前面板显示器是 显示屏幕，其被配置成显示来自所述通用计算机的视频数据。所述电话接口包括外 所述电话接口包括外 所述电话接口被配置
21、 权利要求l所述的多媒体控制器，还包括被耦合成与所述音频和视频开关具有通信关系的第二通用计算机， 该第二通用计算机被配置成在所述通用计算机发生故障的情况下提供 对所述音频和视频开关的冗余控制。
22、 权利要求l所述的多媒体控制器，还包括 被耦合成与所述音频和视频开关具有通信关系的第二通用计算机，该第二通用计算机被配置成与所述通用计算机进行负载平衡。
23、 权利要求l所述的多媒体控制器，还包括 设备控制接口，其被配置成与照明和家庭自动化设备进行通信并且对其进行控制。
24、 权利要求l所述的多媒体控制器，还包括设备控制接口 ，其被配置成与电动机和继电器操作的设备进行通信 并且对其进行控制。
25、 权利要求24所述的多媒体控制器，其中，所述电动机和继电器 操作的设备包括从由以下各项构成的组中选择的至少一种设备供热、 通风和空调(HVAC)系统，灌溉系统，自动百叶窗系统，以及电子门 锁。
26、 权利要求l所述的多媒体控制器，还包括:帔配置成与由以下各项构成的组中的一个或多个成员进行通信并 且对其进行控制的接口所述一个或多个音频信号源、所述一个或多个视频信号源、所述一个或多个音频输出设备、以及所述一个或多个视频输出设备。
27、 权利要求l所述的多媒体控制器，还包括 一个或多个存储设备，其被配置成存储音频和视频信号，并且其中所述通用计算机被配置成作为数字录像机(DVR)操作。
28、 一种用于控制多媒体的系统，包括多媒体控制器，其被配置成把信号从一个或多个源切换到一个或多 个输出，该多媒体控制器包括被配置成控制所述信号的切换的通用计算 机；以及在该多媒体控制器外部的媒体播放器，该媒体播放器被配置成播放 媒体文件，所述媒体文件包括到该多媒体控制器的用户接口，该媒体播 放器被配置成响应于用户在该用户接口上的选择而把预定信息嵌入在 输出信号中并且把该输出信号传送到该多媒体控制器；其中，该多媒体控制器被进一步配置成解码该输出信号，以便产生 将由所述通用计算机实施的控制命令。
29、 权利要求28所述的系统，其中，所述输出信号是数字音频信号。
30、 权利要求28所述的系统，其中，所述输出信号是数字视频信号。
31、 权利要求28所述的系统，其中，所述媒体文件是数字视频盘 (DVD)文件。
32、 权利要求31所述的系统，其中，所述媒体播放器是手持式DVD 播放器。
33、 权利要求28所述的系统，其中，所述媒体播放器是运行在通用 计算机上的媒体播放应用。
34、 权利要求28所述的系统，其中，所述媒体播放器是个人数字助理。
35、 权利要求28所述的系统，其中，所述媒体文件是MP3文件，并 且所述媒体播放器是便携式MP3播放器。
36、 权利要求28所述的系统，其中，所述媒体文件是紧致盘(CD) 的轨道，并且所述媒体播放器是CD播放器。
37、 权利要求28所述的系统，其中，所述媒体播放器是便携式视频 游戏系统。
38、 权利要求28所述的系统，其中，所述媒体播放器被配置成通过 改变所述输出信号中的多个数据字的最低有效位而把预定信息嵌入在 所述输出信号中，而不对所述输出信号中的所述多个数据字的剩余比特 进行修改。
39、 权利要求38所述的系统，其中，所述多媒体控制器包括强取比 特控制电路，其被配置成从所述输出信号的所述多个数据字当中的每一 个数据字中去掉最低有效位，并且从所述最低有效位构造控制命令。
40、 权利要求39所述所述的系统，其中，所述强取比特控制电路包 括字锁定逻辑，其被配置成检测所述多个数据字的最低有效位中的预定 比特模式，所述比特模式指示所述控制命令的各字之间的边界。
41、 权利要求39所述的系统，其中，所述多媒体控制器被配置成在 去掉所述最低有效位之后把所述输出信号的剩余部分传递到音频或视 频输出设备，以便重放给用户。
42、 权利要求28所述的系统，其中，所述媒体播放器被配置成通过 生成音频音调而把预定信息嵌入在输出信号中，其中每一个音频音调与 特定控制命令相关联。
43、 权利要求42所述的系统，其中，所述多媒体控制器被配置成把 每一个音频音调解码成特定控制命令。
44、 一种被配置成把视频数据覆盖在视频帧的所选区域上的设备， 该设备包括视频混合器，其被配置成接收来自第一源的第一视频数据信号并且 接收来自第二源的第二视频数据信号，所述第二视频数据信号包括所述 视频帧，所述视频数据帧的所选区域内的像素被设置为一种或多种预定 颜色，该视频混合器进一步被配置成识别出所述一种或多种预定颜色的 出现，并且在所述一种或多种预定颜色存在的所述—见频帧的每一个像素 处用来自所述第 一视频数据信号的视频数据进行替换。
45、 权利要求44所述的设备，其中，所述一种或多种预定颜色被选 择成以低于视频数据中的平均频度出现的颜色。
46、 权利要求44所述的设备，其中，与所述所选区域中的像素相关 联的所述颜色在相邻像素当中形成预定颜色的重复才莫式。
47、 权利要求46所述的设备，其中，所述相邻像素当中的预定颜色的重复模式是三像素模式。
48、 权利要求47所述的设备，其中，所述三像素模式的三个像素当 中的每一个是不同的预定颜色。
49、 权利要求44所述的设备，其中，来自所述第二源的所述视频数 据表示全运动视频。
50、 权利要求44所述的设备，其中，来自所述笫二源的所述视频数 据表示文本。
51、 权利要求44所述的设备，其中，来自所述第二源的所述视频数 据表示静态图像。
52、 权利要求44所述的设备，其中，所述第二源是通用计算机。
53、 权利要求52所述的设备，其中，所述通用计算机被配置成扫描 初始视频数据以便检测出本来就具有所述一种或多种预定颜色的像素， 并且把这种像素的颜色修改为不同于所述一种或多种预定颜色的颜色， 以便形成第二视频数据信号。
54、 权利要求52所述的设备，其中，所述通用计算机位于所述设备 内部。
55、 权利要求44所迷的设备，其中，所述第二源是所述设备外部的 视频源，其被耦合到该设备的 一个或多个视频输入端。
56、 权利要求44所述的设备，其中，所述第一视频源被耦合到所述 设备的一个或多个视频输入端。
57、 权利要求44所述的设备，其中，所述第一视频数据信号表示全 运动一见频。
58、 权利要求44所述的设备，其中，所述视频帧还包括被设置为一 种或多种第二预定颜色的第二所选区域内的像素，并且其中所述视频混 合器被进一步配置成识别出所述一种或多种第二预定颜色的出现，并且 在所述一种或多种第二预定颜色存在的所述视频帧的每一个像素处用 来自第三视频数据信号的视频数据进行替换。
59、 权利要求44所迷的设备，还包括视频处理器，其被配置成把所述第一视频数据信号缩放到与预定显 示屏幕兼容的分辨率。
60、 权利要求44所迷的设备，还包括混合和混成逻辑，其被配置成混合所述第一与第二视频数据信号， 以便按照半透明的方式覆盖所述所选区域内的视频数据。
61、 一种用于控制多媒体的系统，包括第一多媒体控制器，其包括音频输入模块，所述音频输入模块具有 对应于一个或多个音频信号源的连接，该第一多媒体控制器还包括通用 计算机，其被配置成引导音频开关，以便把来自特定音频信号源的音频 信号切换到与网络相耦合的网络接口；以及耦合到所述网络的第二多媒体控制器，该第二多媒体控制器包括被 配置成接收来自该网络的所述音频信号的第二网络接口 ，该第二多媒体 控制器包括第二通用计算机，其被配置成引导第二音频开关以便把所述 音频信号切换到该第二多媒体控制器的音频输出模块，该音频输出模块 具有对应于一个或多个音频输出设备的连接，该音频输出模块被配置成 把所述音频信号转换成与所选音频输出设备兼容的格式。
62、 权利要求61所迷的系统，其中，所述网络接口是以太网网络接
63、 权利要求61所述的系统，其中，所述第一多媒体控制器的所述 音频输入模块被配置成把不同格式的音频信号转换成预定音频信号格 式。
64、 权利要求61所述的系统，其中，所述第一多媒体控制器还包括 视频输入模块，该视频输入模块具有对应于一个或多个视频信号源的连 接，该第一多媒体控制器还包括视频开关，以便把来自特定视频信号源 的视频信号切换到与第二网络相耦合的第三网络接口 。
65、 权利要求64所述的系统，其中，所述第二网络是光纤网络。
66、 权利要求64所述的系统，其中，所述第一网络接口和第三网络 接口是相同的网络接口 ，并且所述第一网络和第二网络是相同的网络。
67、 权利要求64所述的系统，其中，所述第二多媒体控制器被配置 成接收视频信号并且卩1导第二视频开关，以便把该视频信号切换到该第 二多媒体控制器的视频输出模块，该视频输出模块具有对应于一个或多 个视频输出设备的连接，该视频输出模块被配置成把所述视频信号转换 成与所选视频输出设备兼容的格式。
68、 权利要求61所述的系统，还包括第三多媒体控制器，其被配置成接收来自所述网络的所述音频信
69、 一种用于操作多媒体控制器的方法，包括 接收来自一个或多个音频信号源的一个或多个音频信号，其中所述音频信号具有不同的格式；把所述音频信号转换成预定音频信号格式；接收来自 一个或多个视频信号源的一个或多个视频信号，其中所述 视频信号具有不同的格式；把所述视频信号转换成预定视频信号格式；响应于执行在所述多媒体控制器的通用计算机上的 一 个或多个应 用程序，把所述音频信号切换到所选音频输出设备并且把所述视频信号 切换到所选视频输出设备；把具有所述预定音频信号格式的所述音频信号转换成与所选音频 输出设备兼容的格式；以及把具有所述预定视频信号格式的所述视频信号转换成与所选视频 输出设备兼容的格式。
70、 权利要求69所述的方法，其中，所述通用计算机是在没有物理 修改的情况下采用的小型通用计算机。
71、 权利要求70所述的方法，还包括通过^L设置在所述通用计算机的面上的多个连4妾端口把该通用计 算机耦合到所述多媒体控制器的连接板。
72、 权利要求69所述的方法，其中，所述预定音频信号格式是 Sony/Philips数字互连格式(S/PDIF )。
73、 权利要求69所述的方法，其中，所述预定音频信号格式是IC间 声音(I2S)格式。
74、 权利要求69所述的方法，其中，把所述音频信号转换成预定音 频信号格式还包括把空白帧插入到非标准数据传输速率音频信号中，以便把这种音频 信号转换到标准数据传输速率。
75、 权利要求69所述的方法，其中，所述预定视频信号格式是串行 数字接口 (SDI)格式。
76、 权利要求69所述的方法，其中，所述预定^L频信号格式是并行 数字视频格式。
77、 权利要求69所述的方法，还包括压缩—见频信号并且通过一个或多个以太网网络4妾口输出压缩一见频。
78、 权利要求69所述的方法，还包括利用电话接口把所述多媒体控制器耦合到电话网。
79、 权利要求69所述的方法，其中，所述电话接口包括外部交换局 (FXO)电路。
80、 权利要求69所述的方法，其中，所迷电话接口包括外部交换用 户(FXS)电路。
81、 权利要求69所述的方法，其中，所述电话网提供普通老式电话 月良务(POTS )。
82、 权利要求69所述的方法，还包括通过所述通用计算机生成音频信号，并且把所生成的音频信号切换 到所选音频输出设备。
83、 权利要求69所述的方法，还包括 在前面板显示器上向用户显示状态和配置信息。
84、 权利要求83所述的方法，其中，所述前面板显示器是触敏显示 屏幕，其被配置成对用户选择在其上显示的图标做出响应。
85、 权利要求83所述的方法，还包括 在所述前面板显示器上显示来自视频源的视频数据。
86、 权利要求83所述的方法，还包括在所述前面板显示器上显示来自所述通用计算机的视频数据。
87、 权利要求69所述的方法，还包括在所述通用计算机发生故障的情况下由第二通用计算机提供对所 述音频和视频开关的冗余控制。
88、 权利要求69所述的方法，还包括通过第二通用计算机提供负载平衡，该第二通用计算机被配置成与 所述通用计算机进行负载平衡。
89、 权利要求69所述的方法，还包括与照明和家庭自动化设备进行通信并且对其进行控制。
90、 权利要求69所述的方法，还包括与电动机和继电器操作的设备进行通信并且对其进行控制。
91、 权利要求90所述的方法，其中，所述电动机和继电器操作的设 备包括从由以下各项构成的组中选择的至少一种设备供热、通风和空 调(HVAC)系统，灌溉系统，自动百叶窗系统，以及电子门锁。
92、 权利要求69所述的方法，还包括与由以下各项构成的组中的 一 个或多个成员进行通信并且对其进 行控制所述一个或多个音频信号源、所述一个或多个,频信号源、所 述一个或多个音频输出设备、以及所述一个或多个^L频输出设备。
93、 权利要求69所述的方法，还包括存储音频和视频信号，以便提供数字录像机(DVR)功能。
94、 一种多媒体控制器，包括用于接收来自 一个或多个音频信号源的一个或多个音频信号的装 置，其中所述音频信号具有不同的格式；用于把所述音频信号转换成预定音频信号格式的装置；用于接收来自 一个或多个视频信号源的一个或多个视频信号的装 置，其中所述视频信号具有不同的格式；用于把所述视频信号转换成预定视频信号格式的装置； 用于响应于执行在所述多媒体控制器的通用计算机上的 一 个或多 个应用程序而把所述音频信号切换到所选音频输出设备的装置，以及用 于响应于执行在所述多媒体控制器的通用计算机上的一个或多个应用程序而把所述视频信号切换到所选视频输出设备的装置；用于把具有所述预定音频信号格式的所述音频信号转换成与所选音频输出设备兼容的格式的装置；以及用于把具有所述预定视频信号格式的所述视频信号转换成与所选视频输出设备兼容的格式的装置。
95、 一种用于控制多媒体的方法，包括在多媒体控制器外部的媒体播放器上播放媒体文件，所述媒体文件 包括到该多媒体控制器的用户接口；响应于用户在该用户接口上的选择而把预定信息嵌入在该媒体播 放器的输出信号中；把该输出信号传送到该多媒体控制器；在该多媒体控制器处接收该输出信号；以及解码该输出信号以便产生控制命令，所述控制命令由该多媒体控制 器的通用计算机实施，以便控制从 一 个或多个源到该多媒体控制器的一个或多个输出的信号切换。
96、 权利要求95所迷的方法,其中，所述输出信号是数字音频信号。
97、 权利要求95所述的方法，其中，所述输出信号是数字视频信号。
98、 权利要求95所述的方法，其中，所述媒体文件是数字视频盘 (DVD)文件。
99、 权利要求98所述的方法，其中，所述媒体播放器是手持式DVD 播放器。
100、 权利要求95所述的方法，其中，所述媒体播放器是运行在通 用计算机上的媒体播放应用。
101、 权利要求95所述的方法，其中，所述媒体播放器是个人数字 助理。
102、 权利要求95所述的方法，其中，所述媒体文件是MP3文件， 并且所述媒体播放器是便携式MP3播放器。
103、 权利要求95所述的方法，其中，所述媒体文件是紧致盘(CD) 的轨道，并且所述媒体播放器是CD播放器。
104、 权利要求95所述的方法，其中，所述媒体播放器是便携式视 频游戏系统。
105、 权利要求95所述的方法，其中，所述嵌入还包括改变所述输出信号中的多个数据字的最低有效位，而不修改所述输 出信号中的所述多个数据字的剩余比特。
106、 权利要求105所述的方法，其中，所述解码还包括 从所述输出信号中的所述多个数据字当中的每一个数据字中去掉最低有效位，并且从所述最低有效位构造所述控制命令。
107、 权利要求106所述的方法，其中，所述去掉还包括检测所述多个数据字的最低有效位中的预定比特模式，所述预定比 特模式指示所述控制命令的各字之间的边界。
108、 权利要求106所述的方法，其中，所述去掉还包括 在去掉所述最低有效位之后把所述输出信号的剩余部分传递到音频或^L频输出设备，以便重放给用户。
109、 权利要求95所述的方法，其中，所述嵌入还包括 生成音频音调，其中每一个音频音调与特定控制命令相关联。
110、 权利要求109的方法，其中，所述解码还包括 把每一个音频音调解码成特定控制命令。
111、 一种用于控制多媒体的设备，包括用于在多媒体控制器外部播放媒体文件的装置，所述媒体文件包括到该多媒体控制器的用户接口 ；用于响应于用户在该用户接口上的选"^而把预定信息嵌入在该播-放装置的输出信号中的装置；用于把该输出信号传送到该多媒体控制器的装置；用于在该多媒体控制器处接收该输出信号的装置；以及用于解码该输出信号以便产生控制命令的装置，所述控制命令由该多媒体控制器的通用计算机实施，以便控制从一个或多个源到该多媒体控制器的一个或多个输出的信号切换。
112、 一种用于把视频数据覆盖在视频帧的所选区域上的方法，包括接收来自第 一源的第 一视频数据信号；接收来自第二源的第二视频数据信号，所述第二视频数据信号包括 所述视频帧，所述视频帧的所选区域内的像素被设置为一种或多种预定颜色；以及识别出所述一种或多种预定颜色的出现，并且在所述一种或多种预 定颜色存在的所述视频帧的每一个像素处用来自所述第一视频数据信 号的视频数据进行替换。
113、 权利要求112所述的方法，其中，所述一种或多种预定颜色被 选择成以低于视频数据中的平均频度出现的颜色。
114、 权利要求112所述的方法，其中，与所述所选区域中的像素相 关联的所述颜色在相邻像素当中形成预定颜色的重复模式。
115、 权利要求114所述的方法，其中，所述相邻像素当中的预定颜 色的重复模式是三像素模式。
116、 权利要求114所述的方法，其中，所述三像素模式的三个像素 当中的每一个是不同的预定颜色。
117、 权利要求112所述的方法，其中，来自所述第二源的所述视频 数据表示全运动视频。
118、 权利要求112所述的方法，其中，来自所述笫二源的所述视频 数据表示文本。
119、 权利要求112所述的方法，其中，来自所述第二源的所述视频 数据表示静态图像。
120、 权利要求112所述的方法，其中，所述第二源是通用计算机。
121、 权利要求112所述的方法，还包括扫描初始视频数据以便检测出本来就具有所述一种或多种预定颜 色的像素，并且把这种像素的颜色修改到不同于所述一种或多种预定颜 色的颜色，以便形成第二视频数据信号。
122、 权利要求112所述的方法，其中，所述第一视频数据信号表示 全运动纟见频。
123、 权利要求112所述的方法，其中，所述视频帧还包括被设置为 一种或多种第二预定颜色的第二所选区域内的像素，并且所述方法还包 括识别出所述一种或多种第二预定颜色的出现，并且在所述一种或多 种第二预定颜色存在的所述视频帧的每一个像素处用来自第三视频数 据信号的视频数据进行替换。
124、 权利要求112所述的方法，还包括把所述第一视频数据信号缩放到与预定显示屏幕兼容的分辨率。
125、 权利要求112所述的方法，还包括混合所述第 一与第二视频数据信号，以便按照半透明的方式覆盖所 述所选区域内的—见频数据。
126、 一种被配置成把视频数据覆盖在视频帧的所选区域上的设备， 包括用于接收来自第 一源的第 一视频数据信号的装置； 用于接收来自第二源的第二视频数据信号的装置，所述第二视频数据信号包括其所选区域内的像素被设置为 一种或多种预定颜色的帧；以及用于识别出所述一种或多种预定颜色的出现并且在所述一种或多 种预定颜色存在的所述视频帧的每一个像素处用来自所述第一视频数 据信号的视频数据进行替换的装置。
127、 一种用于控制多媒体的方法，包括在第一多媒体控制器处接收来自一个或多个音频信号源的一个或 多个音频信号；响应于该第一多媒体控制器的通用计算机的引导，在该第一多媒体 控制器处把来自特定音频信号源的音频信号切换到与网络相耦合的网 络接口；在第二多媒体控制器处接收来自该网络的该音频信号；响应于该第二多媒体控制器的通用计算机的引导，在该第二多媒体控制器处把从该网络接收的该音频信号切换到一个或多个音频输出模块；以及把从该网络接收的该音频信号转换成与所选音频输出设备兼容的 格式。
128、 权利要求127所述的方法，其中，所述网络接口是以太网网络 接口。
129、 权利要求127所述的方法，还包括在所述第 一多媒体控制器的音频输入模块处把不同格式的音频信 号转换成预定音频信号格式。
130、 权利要求127所述的方法，还包括 在所述第 一 多媒体控制器处接收来自 一个或多个视频信号源的一个或多个视频信号；以及响应于该第一多媒体控制器的通用计算机的引导，在该第一多媒体 控制器处把来自特定视频信号源的视频信号切换到与第二网络相耦合 的第二网络接口。
131、 权利要求130所述的方法，其中，所述第二网络是光纤网络。
132、 权利要求130所述的方法，其中，所述第一网络接口和第二网 络接口是相同的网络接口 ，并且所述第一网络和第二网络是相同的网 络。
133、 权利要求130所述的方法，还包括在所述第二多媒体控制器处接收来自所述第二网络的所述视频信号；响应于该第二多媒体控制器的通用计算机的引导，在该第二多媒体 控制器处把从该第二网络接收的该视频信号切换到一个或多个音频输 出模块；以及把从该第二网络接收的该视频信号转换成与所选视频输出设备兼 容的格式。
134、 权利要求127所述的方法，还包括 在第三多媒体控制器处接收来自所述网络的所述音频信号。
135、 一种用于控制多媒体的系统，包括用于在第一多媒体控制器处接收来自 一个或多个音频信号源的一 个或多个音频信号的装置；用于响应于该第一多媒体控制器的通用计算机的引导而在该第一 多媒体控制器处把来自特定音频信号源的音频信号切换到与网络相耦 合的网络接口的装置；用于在第二多媒体控制器处接收来自该网络的该音频信号的装置；用于响应于该第二多媒体控制器的通用计算机的引导而在该第二 多媒体控制器处把从该网络接收的该音频信号切换到一个或多个音频 输出模块的装置；以及用于把从该网络接收的该音频信号转换成与所选音频输出设备兼 容的格式的装置。
全文摘要
一种包括音频和视频开关的可编程多媒体控制器控制音频视频、电话、数据、安全、电动机操作的、继电器操作的以及/或者其他类型的设备。所述控制器的各模块接收及输出具有多种模拟和数字格式的音频和视频，从而允许把所述系统互连到多种设备。小型通用个人计算机可被可操作地连接来为所述系统提供处理能力并且执行应用程序。此外，作为嵌入式控制技术的一部分，可以使用个人DVD播放器或者能够响应于用户选择来显示数据并且生成音频输出的另一设备来控制所述可编程多媒体控制器。此外，在一些实施例中提供了视频覆盖特征，其允许在显示屏幕的任何所期望的位置处覆盖视频图像、静止帧、图形和/或文本。
文档编号H04L12/28GK101379767SQ200680053096
公开日2009年3月4日 申请日期2006年12月20日 优先权日2005年12月20日
发明者J·F·艾伦, M·E·努南, P·H·科尔西尼, R·P·马唐纳, S·K·埃施霍尔茨 申请人:萨万特系统有限责任公司