专利名称：一种高清晰度数字电视一体机及其实现方法
技术领域：
本发明涉及数字电视技术领域(包含有线、卫星、地面、移动数字电视和IPTV等)， 尤其涉及一种高清晰度数字电视一体机及其实现方法。
背景技术：
随着科学技术特别是信息技术的快速发展，人类社会已经进入数字化、信息化时 代，世界各国都在加快广播电视数字化进程。随着广播电视数字化的推进，数字电视节目逐 渐增多，数字电视一体机作为接收数字电视节目的设备之一也逐渐普及。目前，数字电视一 体机主要采用数字机顶盒模块加电视机模块，机顶盒模块接收数字电视信号，解析数字信 号得到音视频信号，然后将音视频信号传给电视机模块显示。与数字机顶盒加电视机来收 视数字电视节目相比，数字电视一体机具有集成度高，安装维护简单，画面质量好，使用方 便等优点。 但是，目前的数字电视一体机在提供高质量画面方面还存在一定的缺陷，主要表 现在以下3个方面一、目前的数字电视一体机主要是先通过数字机顶盒模块接收数字信 号，并将数字信号转化成模拟信号，再将模拟信号输出到电视机模块输出，这种方式由于数 字机顶盒模块将数字信号先转换成模拟信号，然后再送给电视机模块，会造成图像质量损 失；二、当数字电视信号中的视频格式和数字电视一体机的屏幕分辨率不对应时，目前的处 理方式都是利用机顶盒模块中的scaler对数字电视信号中的视频数据进行縮放处理，然 后将处理后的视频数据送给电视模块显示，由于机顶盒模块对视频处理的性能较低，这样 也会降低图像的质量；三、目前一体机中的电视模块需要自动识别视频格式，并根据电视 屏幕的分辨率和视频格式对视频信号进行处理，当视频信号的视频格式发生变化时，电视 模块需要相当长的时间去识别变化后的视频格式，将导致了电视画面要过很长时间才能显 示，从而导致电视屏幕黑屏或者显示无信号。 200820042798. 6号实用新型专利提出了一种高清液晶数字电视一体机，它包括 机顶盒电路和LCD电视电路；机顶盒电路和LCD电视电路间连设有用于传输音视频信号的 HDMI接口 ，以及传递命令、同步状态与交换数据等通讯操作的RS232接口 。所述的机顶盒 电路的数字信号解码器连设有高频头、存储器、RS232接口、智能卡接口及面板、按键、遥控、 LED显示；所述的LCD电视电路的LCD电视信号处理器连设有存储器、音频功放处理、LCD驱 动及面板。200820042798. 6号实用新型专利所述的高清液晶数字电视一体机精简了输入、 输出接口，减少了不必要的软、硬件，避免了复杂接线，但是，所述高清液晶数字电视一体机 在硬件设计上存在以下几点不足没有外部存储接口 ，不利于外部存储器扩展及外部存储 器通讯；只有智能卡接口 ，没有无卡CA处理芯片，不能支持无卡CA ;没有SDPIF音频输出接 口 ，不能满足用户收听高音质、多声道等特殊声音效果的要求；没有耳机输出接口 ，不能满 足用户特殊情况下需要带耳机收看电视的要求；同时存在FLASH和EEPR0M存储设备，增加 硬件成本和软硬件复杂度。 200820042798. 6号实用新型专利提供的高清液晶数字电视一体机使用HDMI接口将机顶盒电路处理得到的数字音视频信号传给LCD电视电路，避免了机顶盒电路将 数字音视频信号转化成模拟音视频信号再传送给电视电路导致的图像质量下降，但是， 200820042798. 6号实用新型专利提供的高清液晶数字电视一体机仍然存在使用机顶盒电 路的sacler对图像进行调整导致的图像质量下降，以及电视电路自动识别视频格式时间 较长导致的电视屏幕黑屏或者显示无信号等问题。
发明内容
本发明的目的就是为了解决由于数字信号先转化成模拟信号，再由机顶盒模块送
给电视模块显示导致的图像质量下降，以及由于使用机顶盒模块的scaler对图像縮放导
致的图像质量下降和由于电视模块自动识别视频格式需要时间较长导致的电视屏幕黑屏
或者显示无信号等问题，提出了一种高清晰度数字电视一体机及其实现方法，它能够减少
图像质量损失，提供高质量电视图像画面，解决因电视模块自动识别视频格式时间较长而
导致的电视屏幕黑屏或者显示无信号等问题。 为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案 —种高清晰度数字电视一体机，它包括数字机顶盒模块、电视模块、数字电视信号 输入接口 、串行接口 、网络接口 、外部存储接口 、 SPDIF输出接口 、数字音视频输入接口 、模拟 音视频输入接口和耳机输出接口 。其中，数字机顶盒模块和电视模块通过HDMI接口双向连 接。数字机顶盒模块接收数字信号，并对数字信号进行解调、解复用和解码得到数字音视频 数据和视频格式，然后通过HDMI接口传送数字音视频数据给电视模块，同时通过HDMI接口 传送视频格式给电视模块；电视模块根据接收到的视频格式和数字音视频数据进行音视频 输出。 所述的数字机顶盒模块包括机顶盒处理器模块，它分别与条件处理模块、命令收
发模块、机顶盒存储器模块、串行接口、网络接口、外部存储接口双向连接，与SPDIF输出接
口单向连接；同时，机顶盒处理器模块还通过高频头模块与数字电视信号输入接口连接。 所述的电视模块包括电视处理器模块，其输入端分别与数字音视频输入接口和模
拟音视频输入接口连接，输出端分别与视频输出模块、音频处理模块连接；同时，电视处理
器模块和电视存储器模块双向连接，并通过HDMI接口和机顶盒模块中的机顶盒处理器模
块双向连接；音频处理模块输出端分别与音频输出模块和耳机输出接口连接。 所述的高频头模块为数字高频头，对数字电视信号进行解调，输出TS流。 所述的机顶盒处理器模块为机顶盒处理器芯片，它和条件处理模块交互，负责对
TS流数据进行解复用和解码，输出数字音视频。 所述的条件处理模块为智能卡设备和无卡CA安全芯片，负责对加扰TS流进行解 扰。 所述的命令收发模块为红外接收设备、面板按键、LED显示板和指示灯，同时还可
以是RS232接口和网络接口 ，负责接收用户命令输入和显示一体机的状态。所述的机顶盒存储器模块为FLASH存储器和DDR SDRAM存储器，存储数字机顶盒
模块的程序和数据。 所述的电视处理器模块为电视处理器芯片，处理模拟音视频数据和数字音视频数 据，并和机顶盒处理器模块通信，实现一体机状态、命令和数据的交互。
所述的电视存储器模块为FLASH存储器和DDR SDRAM存储器，存储电视模块的程 序和数据。 所述的视频输出模块包括LCD显示面板和LCD驱动设备，负责视频输出。 所述的音频处理模块包括音频放大和音效处理设备，负责对音频进行放大及进行
高音、低音等音效处理。 所述的音频输出模块是扬声器设备，负责声音输出。 所述的串行接口为RS232接口，可进行一体机程序升级，也可以和用户进行交互。
所述的网络接口为RJ-45接口，可进行一体机程序升级，也在双向网络中实现双 向业务。 所述的外部存储接口为USB接口和SD卡接口 ，可方便用户外接USB和SD卡存储 设备，便于进行外部存储器扩展，以及开展基于外部存储器的附加业务，如电子书、相片浏览等。 所述的数字音视频输入接口为HDMI接口，可接收外部输入数字音视频信号。
所述的模拟音视频输入接口包括CVBS接口 、YPbPr接口和AV接口 ，可接收外部输 入的模拟音视频信号。 所述耳机输出接口可以接有线耳机，也可以接无线蓝牙耳机。 所述的数字机顶盒模块和电视模块通过HDMI接口进行音视频数据的传送，同时，
还通过HDMI接口完成命令、状态和数据的交互。 —种高清晰度数字电视一体机，其实现方法为 (1)、判断数字电视一体机的工作模式，如一体机处于DTV模式，则数字机顶盒模 块的高频头模块通过数字电视信号输入接口接收数字电视信号，并对数字电视信号进行解 调，得到TS流数据，然后将TS流数据传送给机顶盒处理器模块；如一体机不是处于DTV模 式，则转入步骤(6); (2)、机顶盒处理器模块和条件处理模块交互，对接收到的TS流数据进行解复用 和解码，得到数字音视频数据，同时得到数字视频的视频格式； (3)、机顶盒处理器模块将数字音视频数据通过内部HDMI接口传送给电视模块中 的电视处理器模块，同时也将数字视频的视频格式通过内部HDMI接口传送给电视处理器 模块； (4)、电视处理器模块对接收的数字音频进行数模转换，将模拟音频输出给音频处 理模块，同时，电视处理器模块判断视频格式和LCD显示屏的分辨率是否对应，如果视频格 式和LCD显示屏的分辨率相对应，则电视处理器模块将视频数据转化为LVDS信号并传送给 视频输出模块；否则，如果视频格式和LCD显示屏分辨率不对应，则电视处理器模块利用电 视处理器内部的scaler对视频进行縮放以适应LCD显示屏的分辨率，并将縮放后的视频转 化为LDVS信号传送给视频输出模块； (5)、音频处理模块将处理后的音频传送给音频输出模块输出，同时，视频输出模 块根据接收到的LDVS信号进行视频输出显示，转入步骤(8)执行； (6)、如果数字电视一体机所处的工作模式为接收数字音视频信号，则电视处理器 模块通过数字音视频输入接口接收数字音视频信号；否则，电视处理器模块通过模拟音视 频输入接口接收模拟音视频信号；
(7)、电视处理器模块对通过数字音视频输入接口或者通过模拟音视频输入接口 输入的音视频信号进行处理，并分别通过视频输出模块和音频输出模块进行视频和音频的 输出； (8)数字电视一体机播放电视节目数据，等待用户操作。
本发明的有益效果是 上述高清晰度数字电视一体机，数字机顶盒模块没有将数字音视频信号转化为 模拟音视频信号，而是直接传送数字音视频信号给电视模块，提高了电视画面质量；和 200820042798. 6号实用新型专利相比，本发明不使用低效率的机顶盒scaler对图像进行 调整，而是使用高效率、高质量的电视机scaler对图像进行调整，提高了电视画面质量；电 视模块接收数字机顶盒模块识别的视频格式，不需要识别视频格式，避免了在不同视频格 式的电视节目间切换时由于电视模块识别视频格式导致的电视屏幕黑屏或者无信号的问 题。 另外，和200820042798. 6号实用新型专利相比，本发明还具有如下优点和有益效 果HDMI接口即可用于传送音视频信号，也可用于机顶盒模块和电视模块之间传递命令、 状态和交换数据，省去了 RS232接口，连线简单；具有外部存储接口，可方便实现存储器扩 展，便于增加诸如电子相框、电子书等功能；具有SDPIF输出接口 ，可以满足用户通过外接 具有SPDIF输入接口的功放设备收听高音质、多声道等特殊声效的要求；同时具有无卡CA 安全芯片和智能卡接口，可适用于智能卡条件接收系统，也可适用于无卡条件接收系统；具 有耳机输出接口 ，可满足用户在不影响他人情况下进行节目收视的要求；需要能够断电保 存的数据都存放在FLASH存储器中，不需要EEPROM存储器，降低了硬件成本，降低了软硬件 的复杂度。
图1是本发明所述的一种高清晰度数字电视一体机的结构示意图；
图2是本发明所述的一种高清晰度数字电视一体机另一实施例示意图；
图3是本发明所述的一种高清晰度数字电视一体机的工作流程图。
其中，l.数字机顶盒模块，ll.高频头模块，12.机顶盒处理器模块，13.条件处理 模块，14.命令收发模块，15.机顶盒存储器模块，2.电视模块，21.电视处理器模块，22.电 视存储器模块，23.视频输出模块，24.音频处理模块，25.音频输出模块，3.数字电视信号 输入接口，4.串行接口，5.网络接口，6.外部存储器接口，7. SPDIF输出接口，8.数字音视频 输入接口，9.模拟音视频输入接口，IO.耳机输出接口。
具体实施例方式
下面结合附图与实施例对本发明做进一步说明。 此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本发明的一部分，本发
明的示意实施例及其说明用于解释本发明，并不够成对本发明的不当限定。 如附图1所示，本发明所述的高清晰度数字电视一体机包括数字机顶盒模块1、电
视模块2、数字电视信号输入接口 3、串行接口 4、网络接口 5、外部存储接口 6、SPDIF输出接
口 7、数字音视频输入接口 8、模拟音视频输入接口 9和耳机输出接口 IO，数字机顶盒模块1和电视模块2通过HDMI接口双向连接。 数字机顶盒模块1包括机顶盒处理器模块12，它分别与条件处理模块13、命令收 发模块14、机顶盒存储器模块15、串行接口 4、网络接口 5、外部存储接口 6双向连接，与 SPDIF输出接口 7单向连接；同时，机顶盒处理器模块12还通过高频头模块11与数字电视 信号输入接口 3连接。 电视模块2包括电视处理器模块21，其输入端分别与数字音视频输入接口 8和模 拟音视频输入接口9连接，输出端分别与视频输出模块23、音频处理模块24连接；同时，电 视处理器模块21和电视存储器模块22双向连接，并通过HDMI接口和数字机顶盒模块1中 的机顶盒处理器模块12双向连接；音频处理模块24输出端分别与音频输出模块25和耳机 输出接口 IO连接。 如附图2所示，本发明的另一实施例，所述的高清晰度数字电视一体机包括数字 机顶盒模块1 、电视模块2、数字电视信号输入接口3、串行接口4、网络接口5、外部存储接口 6、SPDIF输出接口 7、数字音视频输入接口8、模拟音视频输入接口 9和耳机输出接口 10，数 字机顶盒模块1和电视模块2通过HDMI接口单向连接，同时数字机顶盒模块1和电视模块 2通过串行接口双向连接。 数字机顶盒模块1包括机顶盒处理器模块12，它分别与条件处理模块13、命令收 发模块14、机顶盒存储器模块15、串行接口 4、网络接口 5、外部存储接口 6双向连接，与 SPDIF输出接口 7单向连接；同时，机顶盒处理器模块12还通过高频头模块11与数字电视 信号输入接口 3连接。 电视模块2包括电视处理器模块21，其输入端分别与数字音视频输入接口 8和模 拟音视频输入接口9连接，输出端分别与视频输出模块23、音频处理模块24连接；同时，电 视处理器模块21和电视存储器模块22双向连接，并通过HDMI接口和数字机顶盒模块1中 的机顶盒处理器模块12单向连接，通过串行接口和数字机顶盒模块1中的机顶盒处理器模 块12双向连接；音频处理模块24输出端分别与音频输出模块25和耳机输出接口 IO连接。
所述机顶盒处理器模块12通过HDMI接口传送数字音视频信号给电视处理器模块 21 ，同时机顶盒处理器模块12和电视处理器模块21通过串行接口传递命令、状态和交换数 据。 如图3所示，本发明所述的一种高清晰度数字电视一体机的工作流程为
(1)、判断数字电视一体机的工作模式，如一体机处于DTV模式，则数字机顶盒模 块1的高频头模块11通过数字电视信号输入接口 3接收数字电视信号，并对数字电视信号 进行解调，得到TS流数据，然后将TS流数据传送给机顶盒处理器模块12 ;如一体机不是处 于DTV模式，则转入步骤(6); (2)、机顶盒处理器模块12和条件处理模块13交互，对接收到的TS流数据进行解 复用和解码，得到数字音视频数据，同时得到数字视频的视频格式； (3)、机顶盒处理器模块12将数字音视频数据通过内部HDMI接口传送给电视模块 2中的数字数据处理模块21 ，同时也将数字视频的视频格式通过内部HDMI接口传送给数字 数据处理模块21 ; (4)、电视处理器模块21对接收的数字音频进行数模转换，将模拟音频输出给音 频处理模块24，同时，电视处理器模块21判断视频格式和LCD显示屏的分辨率是否对应，如
8果视频格式和LCD显示屏的分辨率相对应，则电视处理器模块21将视频数据转化为LVDS 信号并传送给视频输出模块23 ;否则，如果视频格式和LCD显示屏分辨率不对应，则电视处 理器模块21利用电视处理器内部的scaler对视频进行縮放以适应LCD显示屏的分辨率， 并将縮放后的视频转化为LDVS信号传送给视频输出模块23 ; (5)、音频处理模块24将处理后的音频传送给音频输出模块25输出，同时，视频输 出模块根据接收到的LDVS信号进行视频输出显示，转入步骤(8)执行；
(6)、如果数字电视一体机所处的工作模式为接收数字音视频信号，则电视处理器 模块21通过数字音视频输入接口 8接收数字音视频信号；否则电视处理器模块21通过模 拟音视频输入接口 9接收模拟音视频信号； (7)、电视处理器模块21对通过数字音视频输入接口 8或者通过模拟音视频输入 接口 9输入的音视频信号进行处理，并分别通过视频输出模块23和音频输出模块25进行 视频和音频的输出； (8)数字电视一体机播放电视节目数据，等待用户操作。 上述步骤(4)中，假设LCD显示屏的分辨率为1920x1080，如果电视处理器模块21 接收到的数字视频的视频格式是576i (分辨率为720x576)，则电视处理器模块21需要先利 用电视模块的scaler将视频调整为1920x1080，然后再将视频数据送给视频输出模块23 ; 如果电视处理器模块21接收到的数字视频的视频格式是1080i (分辨率为1920x1080)，则 直接将视频数据送给视频输出模块23。 上述高清晰度数字电视一体机实现高质量画面的方法中，数字机顶盒模块12识 别视频格式，并将视频格式通过HDMI接口传送给电视模块2，电视模块2只需要根据接收到 的视频格式对数字视频进行相应处理，省去了电视模块2识别视频格式的时间，这样在具 有不同视频格式的电视节目间切换的时候，就不会出现因电视模块需要识别视频格式而导 致的切换节目后电视屏幕黑屏或者显示无信号等问题，同时，使用电视模块2高性能、高效 率的scaler对视频进行调整，能获得更好的图像质量和性能。
权利要求
一种高清晰度数字电视一体机，其特征在于，它包括数字机顶盒模块(1)、电视模块(2)、数字电视信号输入接口(3)、串行接口(4)、网络接口(5)、外部存储接口(6)、SPDIF输出接口(7)、数字音视频输入接口(8)、模拟音视频输入接口(9)和耳机输出接口(10)，数字机顶盒模块(1)和电视模块(2)通过HDMI接口双向连接。
2. 如权利要求1所述的高清晰度数字电视一体机，其特征在于，所述的数字机顶盒模 块(1)包括机顶盒处理器模块(12)，它分别与条件处理模块(13)、命令收发模块(14)、机顶 盒存储器模块(15)、串行接口 (4)、网络接口 (5)、外部存储接口 (6)双向连接，与SPDIF输 出接口 (7)单向连接；同时，机顶盒处理器模块(12)还通过高频头模块(11)与数字电视信 号输入接口 (3)连接。
3. 如权利要求l所述的高清晰度数字电视一体机，其特征在于，所述的电视模块(2)包 括电视处理器模块(21)，其输入端分别与数字音视频输入接口 (8)和模拟音视频输入接口 (9)连接，输出端分别与视频输出模块(23)、音频处理模块(24)连接；同时，电视处理器模 块(21)和电视存储器模块(22)双向连接，并通过HDMI接口和数字机顶盒模块(1)中的机 顶盒处理器模块(12)双向连接；音频处理模块(24)输出端分别与音频输出模块(25)和耳 机输出接口 (10)连接。
4. 如权利要求1和权利要求2所述的高清晰度数字电视一体机，其特征在于，所述数 字机顶盒模块(1)中，高频头模块(11)为数字高频头，对数字电视信号进行解调，输出TS 流；所述机顶盒处理器模块(12)为机顶盒处理器芯片，负责对TS流数据进行解复用和解 码，输出数字音视频；所述条件处理模块(13)为智能卡设备和无卡CA安全芯片，负责对加 扰TS流进行解扰；所述命令收发模块(14)为红外接收设备、面板按键、LED和指示灯显示、 RS232接口和网络接口 ，负责接收用户命令输入和显示一体机的状态；所述机顶盒存储器 模块(15)为FLASH存储器和DDR SDRAM存储器，存储数字机顶盒模块(1)的程序和数据。
5. 如权利要求1和权利要求3所述的高清晰度数字电视一体机，其特征在于，所述电视 模块(2)中，所述电视处理器模块(21)为电视处理器芯片，处理模拟音视频数据和数字音 视频数据，并和机顶盒处理器模块(12)通信，实现状态、命令和数据的交互；所述电视存储 器模块(22)为FLASH存储器和DDR SDRAM存储器，存储电视模块(2)的程序和数据；所述 视频输出模块(23)包括LCD显示面板和LCD驱动设备；所述音频处理模块(24)包括音频 放大和音效处理设备；所述音频输出模块(25)是扬声器设备。
6. 如权利要求l所述的高清晰度数字电视一体机，其特征在于，所述串行接口 (4)为 RS232接口 ；所述外部存储接口 (6)为USB接口和SD卡接口 ；所述数字音视频输入接口 (8) 为HDMI接口 ；所述模拟音视频输入接口 (9)包括CVBS接口 、 YPbPr接口和AV接口 。
7. 如权利要求1所述的高清晰度数字电视一体机，其特征在于，所述数字机顶盒模块 (1)和电视模块(2)通过HDMI接口进行音视频数据的传送，同时，通过HDMI接口完成命令、 状态和数据的交互。
8. 如权利要求1所述的高清晰度数字电视一体机实现方法，其特征在于，它的步骤为 (1)、判断数字电视一体机的工作模式，如一体机处于DTV模式，则数字机顶盒模块(1)的高频头模块(11)通过数字电视信号输入接口 (3)接收数字电视信号，并对数字电视信号 进行解调，得到TS流数据，然后将TS流数据传送给机顶盒处理器模块(12);如一体机不是 处于DTV模式，则转入步骤(6);(2) 、机顶盒处理器模块(12)和条件处理模块(13)交互，对接收到的TS流数据进行解 复用和解码，得到数字音视频数据，同时得到数字视频的视频格式；(3) 、机顶盒处理器模块(12)将数字音视频数据通过内部HDMI接口传送给电视模块 (2)中的数字数据处理模块(21)，同时也将数字视频的视频格式通过内部HDMI接口传送给 数字数据处理模块(21);(4) 、电视处理器模块(21)对接收的数字音频进行数模转换，将模拟音频输出给音频 处理模块(24)，同时，电视处理器模块(21)判断视频格式和LCD显示屏的分辨率是否对应， 如果视频格式和LCD显示屏的分辨率相对应，则电视处理器模块(21)将视频数据转化为 LVDS信号并传送给视频输出模块(23);否则，如果视频格式和LCD显示屏分辨率不对应，则 电视处理器模块(21)利用电视处理器内部的scaler对视频进行縮放以适应LCD显示屏的 分辨率，并将縮放后的视频转化为LDVS信号传送给视频输出模块(23);(5) 、音频处理模块(24)将处理后的音频传送给音频输出模块(25)输出，同时，视频输 出模块根据接收到的LDVS信号进行视频输出显示，转入步骤(8)执行；(6) 、如果数字电视一体机所处的工作模式为接收数字音视频信号，则电视处理器模块 (21)通过数字音视频输入接口 (8)接收数字音视频信号；否则电视处理器模块(21)通过 模拟音视频输入接口 (9)接收模拟音视频信号；(7) 、电视处理器模块(21)对通过数字音视频输入接口 (8)或者通过模拟音视频输入 接口 (9)输入的音视频信号进行处理，并分别通过视频输出模块(23)和音频输出模块(25) 进行视频和音频的输出；(8) 数字电视一体机播放电视节目数据，等待用户操作。
全文摘要
本发明公开了一种高清晰度数字电视一体机及其实现方法。它包括数字机顶盒模块、电视模块、数字电视信号输入接口、串行接口、网络接口、外部存储接口、SPDIF输出接口、数字音视频输入接口、模拟音视频输入接口和耳机输出接口。其中，数字机顶盒模块和电视模块通过HDMI接口双向连接。数字机顶盒模块接收数字信号，并对数字信号进行解调、解复用和解码得到数字音视频数据和视频格式，然后通过HDMI接口传送数字音视频数据给电视模块，同时通过HDMI接口传送视频格式给电视模块；电视模块根据接收到的视频格式和数字音视频数据进行音视频输出。
文档编号H04N7/015GK101742156SQ20091023122
公开日2010年6月16日 申请日期2009年12月8日 优先权日2009年12月8日
发明者陶圣华 申请人:山东泰信电子有限公司