基於單向有線數位電視網絡的卡拉ok點播系統的製作方法
2023-07-14 11:52:46 1
專利名稱：基於單向有線數位電視網絡的卡拉ok點播系統的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種卡拉OK點播系統，尤其涉及一種基於光纖同軸混合網絡(HFC)和有線電視數字機頂盒的基於單向有線數位電視網絡的卡拉OK點播系統。
背景技術：
卡拉OK功能作為一項大眾化的娛樂項目，已深入人心。目前的具有卡拉OK功能的設備都需要雙向網絡支持，或者需要大容量的硬碟本地保存節目。如何能夠基於單向有線數位電視網絡(HFC)，在多數基本型無硬碟的數字機頂盒實現卡拉OK功能，自然有利於吸引更多的用戶加入數位電視的陣營，從而推進數位電視快速發展。
實用新型內容本實用新型的目的在於提供一種在單向有線數位電視網絡(HFC)環境下，無需通過回傳通道就能夠實現用戶隨時點播卡拉OK歌曲功能的基於單向有線數位電視網絡的卡拉OK點播系統。
本實用新型的目的通過以下技術方案予以實現本實用新型提供的一種基於單向有線數位電視網絡的卡拉OK點播系統，包括有線電視數字機頂盒和HFC網絡，還包括下述伺服器1)數據管理調度伺服器，即用於節目信息的生成和管理，以及用戶的使用和節目播出的管理；2)數據廣播伺服器，即用於將數據管理調度伺服器生成的節目通過廣播卡經HFC網絡傳輸到有線電視數字機頂盒上；所述的數據管理調度伺服器通過其通訊接口與數據廣播伺服器連接，數據廣播伺服器通過廣播卡經HFC網絡連接到有線電視數字機頂盒上。
本實用新型所述的有線電視數字機頂盒支持基於單向廣播式以及支持雙向回傳網關(可選)，包括PSTN、CableModem、ISDN、手機、手機簡訊等所實現的應用，有線電視數字機頂盒的RAM配置要求低，無需硬碟本地保存節目，採用電視機或者其他終端器件作為顯示設備，用於接收數位電視信號。數據管理調度伺服器用於塵成和管理卡拉OK的歌曲和歌詞數據以及所有播放的歌曲索引信息，並可以通過數據廣播伺服器經單向有線數位電視網絡(HFC)將數據信息傳輸到有線電視數字機頂盒。有線電視數字機頂盒獲取歌曲索引信息顯示節目列表，用戶點播歌曲後，有線電視數字機頂盒查找並通過電視機等終端設備播放顯示該歌曲。
本實用新型所述的數據廣播伺服器具有一個或一個以上，各數據廣播伺服器分別與所述的數據管理調度伺服器連接。
本實用新型所述的數據管理調度伺服器包括下列模塊1)用戶權限管理模塊，即歌曲節目的編輯、審核、播放的用戶權限管理；2)視頻節目管理模塊，即用於節目背景音視頻文件的管理；3)歌曲節目管理模塊，即用於節目歌曲音頻文件與對應歌詞文件的管理；4)數據廣播伺服器管理模塊，即用於對數據廣播伺服器進行輪播配置管理；5)節目管理調度模塊，即用於將節目歌曲音頻文件、對應的歌詞文件和視頻文件的索引信息依據一定的數據格式生成播放節目單；同時採用歌曲分割算法，將輸入的每一首歌曲音頻文件進行分割；生成節目播放配置文件並將播出節目單、分割後的歌曲音頻文件和節目背景視頻文件傳送到數據廣播伺服器上。
歌曲製作用戶通過歌曲製作工具將不同音頻數據格式的歌曲節目文件轉化為Mp2或者Mp1的數據格式後保存，支持轉換的音頻數據格式還包括CD、MP3、WMA、WAV、RAW等其他的音頻格式。此外，也可以不用轉換，直接使用Mp3以及其他的音頻格式歌曲。
歌詞製作用戶可以通過手動或者自動的方式，根據歌曲的節奏，將輸入的歌詞文本轉換為卡拉OK歌詞的數據格式，從而保證能夠在有線電視數字機頂盒上實現歌詞顯示與歌曲的播放進度相匹配。
數據管理調度伺服器通過節目管理調度模塊將每個數據廣播伺服器需要播放的歌曲、歌詞以及視頻文件的索引信息依據一定的數據格式生成播放節目單，以便機頂盒能夠獲取相應的數據信息。播放節目單生成過程中，依據歌曲文件的分割算法，自動將輸入的每一首歌曲文件分割成不同大小的幾部分，便於傳輸和有線電視數字機頂盒緩存音頻數據，同時按照每首歌所分配的帶寬，自動實現數據最優化傳輸，使用戶等待開始播放歌曲的時間最短。
數據廣播伺服器根據數據管理調度伺服器生成的節目播放配置文件信息，將所有的需要輪播的已分割好的歌曲各部分音頻數據文件、背景視頻數據文件和節目單(包括歌詞數據)分配不同的傳輸流，按不同的傳輸速率，通過HFC網絡傳輸到數字機頂盒，傳輸採用的是DVB標準。本實用新型所述數據廣播伺服器的廣播卡具有DVB數據廣播標準格式，支持DVB定義的四種傳輸方式數據管道(Data Pipe)，數據流(Data Stream)，多協議封裝(Multiple Protocol Encapsulation)，數據/對象輪播(Data/Object Carousel)。音、視頻節目分開廣播(這樣可以節約帶寬)，音、視頻節目的編碼、壓縮採用MPEG-1、MPEG-2或MPEG-4標準。
為檢測用戶是否有權使用，本實用新型還包括用於對數據廣播伺服器發送的傳輸流進行加密的條件接收裝置，該裝置與數據廣播伺服器的廣播卡連接，並經HFC網絡與有線電視數字機頂盒連接。將數據廣播伺服器發送的傳輸流，通過條件接收裝置(Irdeto CA、中視聯CA等)加密後，傳輸到數字機頂盒，機頂盒檢測用戶是否被授權，如果已經被授權，則解密獲取音，視頻數據。
本實用新型具有以下有益效果(1)在單向有線數位電視網絡(HFC)環境下，無需通過回傳通道就能夠實現用戶隨時點播卡拉OK歌曲功能；(2)硬體配置少，連接方式簡便；(3)對歌曲文件進行分割，對數據廣播伺服器進行輪播配置，便於有線電視數字機頂盒緩存音頻數據，使用戶等待播放的時間最短。
下面將結合實施例和附圖對本實用新型作進一步的詳細描述圖1是本實用新型實施例的結構框圖；圖2是本實用新型實施例中有線電視數字機頂盒接收解碼示意圖；圖3是本實用新型實施例中數據管理調度伺服器的組成框圖；圖4是本實用新型實施例中有線電視數字機頂盒的點播流程框圖。
具體實施方式
圖1～圖4所示為本實用新型的基於單向有線數位電視網絡的卡拉OK點播系統的實施例，如圖1所示，包括有線電視數字機頂盒、HFC網絡、數據管理調度伺服器、數據廣播伺服器和條件接收裝置。數據管理調度伺服器通過其通訊接口與數據廣播伺服器連接，數據廣播伺服器通過廣播卡與條件接收裝置連接並經HFC網絡連接到有線電視數字機頂盒上。
有線電視數字機頂盒支持基於單向廣播式以及支持雙向回傳網關(可選)，包括PSTN、CableModem、ISDN、手機、手機簡訊等所實現的應用，有線電視數字機頂盒的RAM配置要求低，無需硬碟本地保存節目，採用電視機或者其他終端器件作為顯示設備，用於接收數位電視信號。有線電視數字機頂盒的基本功能是數位電視廣播的接收和解碼，如圖2所示，調諧模塊接收射頻信號並下變頻為中頻信號，然後進行A/D轉換變為數位訊號，再送入解調模塊進行QAM解調，輸出MPEG傳輸流串行或並行數據。解復用模塊接收MPEG傳輸流，從中抽出一個節目的PES數據，包括視頻PES、音頻PES。解復用模塊中包含一個解擾引擎，可在傳輸流層和PES層對加擾的數據進行解擾。視頻PES送入視頻解碼模塊，對MEPG視頻數據進行解碼，然後輸出到PAL/NTSC編碼器，編碼成模擬電視信號，再經視頻輸出電路輸出。音頻PES送入音頻解碼模塊，對MPEG音頻數據進行解碼，輸出PCM音頻數據到PCM解碼器，PCM解碼器輸出立體聲模擬音頻信號，經音頻輸出電路輸出。
數據管理調度伺服器用於節目信息的生成和管理以及用戶的使用和節目播出的管理，其硬體配置如下
如圖3所示，數據管理調度伺服器包括下列模塊1)用戶權限管理模塊，即歌曲節目的編輯、審核、播放的用戶權限管理；2)視頻節目管理模塊，即用於節目背景音視頻文件的管理；3)歌曲節目管理模塊，即用於節目歌曲音頻文件與對應歌詞文件的管理；4)數據廣播伺服器管理模塊，即用於對數據廣播伺服器進行輪播配置管理；5)節目管理調度模塊，即用於將節目歌曲音頻文件、對應的歌詞文件和視頻文件的索引信息依據一定的數據格式生成播放節目單；同時採用歌曲分割算法，將輸入的每一首歌曲音頻文件進行分割；生成節目播放配置文件並將播出節目單、分割後的歌曲音頻文件和節目背景視頻文件傳送到數據廣播伺服器上。
數據廣播伺服器用於將數據管理調度伺服器生成的節目通過廣播卡經HFC網絡傳輸到有線電視數字機頂盒上，其硬體配置如下
數據廣播伺服器的廣播卡具有DVB數據廣播標準格式，支持DVB定義的四種傳輸方式數據管道(Data Pipe)，數據流(Data Stream)，多協議封裝(Multiple ProtocolEncapsulation)，數據/對象輪播(Data/Object Carousel)。
本實施例的播放方法如下1)製作歌曲音頻文件、歌詞文件和視頻文件。
用戶通過歌曲製作工具將不同音頻數據格式的歌曲節目文件轉化為Mp2或者Mp1的數據格式後保存，支持轉換的音頻數據格式還包括CD、MP3、WMA、WAV、RAW等其他的音頻格式。此外，也可以不用轉換，直接使用Mp3以及其他的音頻格式歌曲；根據歌曲的節奏，用戶可以通過手動或者自動的方式，根據歌曲的節奏，將輸入的歌詞文本轉換為卡拉OK歌詞數據格式的歌詞文件，從而保證能夠在有線電視數字機頂盒上實現歌詞顯示與歌曲的播放進度相匹配；選取視頻文件作為歌曲的背景。
2)將歌曲音頻文件、歌詞文件和視頻文件輸入數據管理調度伺服器，其歌曲節目管理模塊對歌曲音頻文件和歌詞文件進行管理，視頻節目管理模塊對視頻文件進行管理；同時節目管理調度模塊將歌曲音頻文件、歌詞文件和視頻文件的索引信息生成具有一定數據格式的播放節目單。
3)通過節目管理調度模塊，採用歌曲分割算法將每一首歌的歌曲音頻文件進行分割，並生成節目播放配置文件。
音頻文件的分割算法如下a.設定音頻文件的播放速率為PS，音頻文件的播放時間為PT，音頻文件的總的傳輸帶寬為Bw，總的音頻文件文件分割塊數為2塊且每塊大小分別為Head，Body，分割後Head，Body的下載傳輸速率的大小都為Tp，機頂盒緩存音頻文件的大小為CASHE；b.理論計算依據如下音頻文件的大小為PS*PT，即Head+Body＝PS*PT；當音頻文件的總的傳輸帶寬Bw＝Tp*2時，Head的下載時間最短；Head的下載時間為Head/Tp，Head的播放時間為Head/PS，Body的下載時間為Body/Tp，Head/Tp+Head/PS＞＝Body/Tp；機頂盒緩存音頻文件的大小CASHE＝Head+(Head/Tp)*PS；c.預先設定全網用戶端「卡拉OK」可用最小緩存；利用數據管理調度伺服器的節目調度管理模塊根據歌曲文件自動識別得出本歌曲音頻文件的播放速率PS和音頻文件的播放時間長度PT；輸入機頂盒緩存音頻文件的大小CASHE，然後通過窮舉算法求解上述不等式方程Head/Tp+Head/PS＞＝Body/Tp；d.計算得出滿足要求的Tp最小值，Head、Body的值，Bw值，Head的下載時間；e.根據計算的結果，使用冗餘因子適當增加Tp以及相應的Bw，最後按照計算的結果分割音頻文件以及按照Tp播放。
4)數據廣播伺服器根據節目播放配置文件信息，將所有的需要輪播的已分割好的各部分歌曲音頻文件、歌詞文件、視頻文件和播放節目單分配不同的傳輸流，按不同的傳輸速率，採用一個或一個以上背景視頻流與多個音頻傳輸流相結合的方式傳送，音頻和背景視頻在同一個傳輸流裡傳送；數據廣播伺服器通過廣播卡傳送的數據信息由條件接收裝置加密後經HFC網絡傳送到有線電視數字機頂盒上。
5)數字機頂盒檢測用戶是否被授權，如果已經被授權，則解密獲取數據信息。如圖4所示，數字機頂盒獲取並緩存前端廣播的播放節目單，根據播放節目單中的索引信息顯示節目列表；用戶點播歌曲後，有線電視數字機頂盒查找到輪播該歌曲音頻文件的第一部分音頻數據的傳輸流，立即緩存該音頻數據；與此同時，查找輪播該歌曲音頻文件的其他幾部分音頻數據的傳輸流並緩存後續的音頻數據內容。
6)當緩存完第一部分的音頻數據後，機頂盒通過其本身的硬體解碼晶片對音頻節目和背景視頻節目進行解碼並開始播放，使用歌詞數據文件來保證現實的字幕與伴奏同步；同時繼續緩存其他幾部分的音頻數據，直到緩存並播放完整首歌曲。此外，還能夠在歌曲播放過程中實現暫停，快進，快退功能。
7)播放完整首歌曲後，如用戶預約點播下一首歌曲，有線電視數字機頂盒預先開始緩存下一首已分割好的歌曲音頻文件的音頻數據；否則顯示歌曲節目列表。
採用下列收費方式(1)包月式，該項服務與用戶智慧卡綁定，用戶可以不受限制的享受該服務。具有一定的期限。
(2)實時收費的方式，用戶可以通過外交互(包括PSTN、CableModem、ISDN、手機、手機簡訊等)的方式通知授權方，授權使用該服務一段時間，按時間計費。
權利要求1.一種基於單向有線數位電視網絡的卡拉OK點播系統，包括有線電視數字機頂盒和HFC網絡，其特徵在於還包括下述伺服器1)數據管理調度伺服器，即用於節目信息的生成和管理，以及用戶的使用和節目播出的管理；2)數據廣播伺服器，即用於將數據管理調度伺服器生成的節目通過廣播卡經HFC網絡傳輸到有線電視數字機頂盒上；所述的數據管理調度伺服器通過其通訊接口與數據廣播伺服器連接，數據廣播伺服器通過廣播卡經HFC網絡連接到有線電視數字機頂盒上。
2.根據權利要求1所述的基於單向有線數位電視網絡的卡拉OK點播系統，其特徵在於所述的數據廣播伺服器具有一個或一個以上，各數據廣播伺服器分別與所述的數據管理調度伺服器連接。
3.根據權利要求1或2所述的基於單向有線數位電視網絡的卡拉OK點播系統，其特徵在於所述的數據管理調度伺服器包括下列模塊1)用戶權限管理模塊，即歌曲節目的編輯、審核、播放的用戶權限管理；2)視頻節目管理模塊，即用於節目背景音視頻文件的管理；3)歌曲節目管理模塊，即用於節目歌曲音頻文件與對應歌詞文件的管理；4)數據廣播伺服器管理模塊，即用於對數據廣播伺服器進行輪播配置管理；5)節目管理調度模塊，即用於將節目歌曲音頻文件、對應的歌詞文件和視頻文件的索引信息依據一定的數據格式生成播放節目單；同時採用歌曲分割算法，將輸入的每一首歌曲音頻文件進行分割；生成節目播放配置文件並將播出節目單、分割後的歌曲音頻文件和節目背景視頻文件傳送到數據廣播伺服器上。
4.根據權利要求1所述的基於單向有線數位電視網絡的卡拉OK點播系統，其特徵在於所述數據廣播伺服器的廣播卡具有DVB數據廣播標準格式。
5.根據權利要求1所述的基於單向有線數位電視網絡的卡拉OK點播系統，其特徵在於還包括用於對數據廣播伺服器發送的傳輸流進行加密的條件接收裝置，該裝置與數據廣播伺服器的廣播卡連接，並經HFC網絡與有線電視數字機頂盒連接。
專利摘要本實用新型公開了一種基於單向有線數位電視網絡的卡拉OK點播系統，包括有線電視數字機頂盒、HFC網絡、數據管理調度伺服器和數據廣播伺服器，所述的數據管理調度伺服器通過其通訊接口與數據廣播伺服器連接，數據廣播伺服器通過廣播卡經HFC網絡連接到有線電視數字機頂盒上。數據管理調度伺服器生成歌曲音頻文件、歌詞文件、視頻文件和節目單，並分割音頻文件，通過數據廣播伺服器的廣播卡經HFC網絡傳輸到機頂盒上，用戶通過機頂盒瀏覽節目單並點播歌曲後，機頂盒通過電視機等終端設備播放顯示歌曲。本實用新型在單向有線數位電視網絡環境下，無需通過回傳通道就能夠實現用戶隨時點播卡拉OK歌曲的功能。
文檔編號H04N7/173GK2684495SQ200420043700
公開日2005年3月9日 申請日期2004年3月19日 優先權日2004年3月19日
發明者彭志強 申請人:廣州市環網信息高速公路有限公司