CN100456375C - 便携式高清晰度数字影院播放设备 - Google Patents

Abstract

一种属于电子设备领域的便携式数字影院播放设备，包括：CPU控制电路、存储器电路、时序发生器、硬盘接口电路、解密及数据缓冲电路、解码电路、音频和视频信号输出电路、控制按键/显示屏、硬盘驱动器、电源和输入接口电路。硬盘的输出通过硬盘接口电路与解密及数据缓冲电路输入相耦合，经过数据解密和缓冲处理之后的输出数据直接馈至解码电路，解码电路的输出分别与视频信号输出电路和音频信号输出电路输入端相连，音频和视频信号输出电路输出端分别向外部数字放映机及音响扩声设备输出视频和音频信号。CPU控制电路与存储器电路以及控制按键/显示屏相连接，还与解密及数据缓冲器的解密参数设置端和时序发生器的控制端相连接。

Description

便携式高清晰度数字影院播放设备

技术领域

本发明涉及数字影院的播放设备，更具体地说，本发明涉及一种便携式数字影院播放设备。属于电子设备领域。

背景技术

由于数字影院技术可具有许多传统的胶片影院技术不可能具有或不可比拟的优点和特性，近年来，已普遍受到各界的高度重视。

在Hose等人提出的美国专利“嵌入影院自动化系统中的设备和方法”(“Apparatus and method for cueing a theatre automation system”US Patent Pub.No.US2002/0122155A1，Pub.Date：Sep.5，2002)中讨论了数字影院系统。所披露的数字影院系统是基于计算机服务器的架构体系，以插入解码器的方式构成数字影院播放视频服务器。这种以PC机(个人电脑)或工控机为主体、增加或插入视频解码卡所构成的数字影院播放设备，尽管具备了影视节目的播放功能，但由于该架构基于PC机或工控机，则往往存在着外形结构松散、体积庞大、可靠性差、不便于携带等问题，同时，还由于该系统是基于通用的操作系统，还存在着缺乏专用性，操作繁琐、响应迟钝等问题。目前，尚未形成专用的数字影院播放设备。很显然，由于存在着上述问题，这类播放设备的应用在很多场合受到了限制，往往只适合于大型影剧院使用，难以在众多的中小型影剧院或娱乐场所得到良好的推广和应用，更不便于在一些流动性的场合应用。

发明内容

针对现有技术的不足和缺陷，本发明提供了一种便携式高清晰度数字影院播放设备，使其将传统的数字影院视频服务器的基本功能集于一体，形成数字影院专用播放设备，该数字影院播放设备使用范围广，不仅可适用于大型影剧院使用，还可适用于中小型影剧院和流动性影院，从而解决了上述现有技术的不足。

本发明是通过以下技术方案实现的，本发明便携式高清晰度数字影院播放设备包括：CPU控制电路、存储器电路、时序发生器、硬盘接口电路、解密及数据缓冲电路、解码电路、音频和视频信号输出电路、控制按键/显示屏、硬盘驱动器、电源和输入接口电路。其中，播放设备各部件之间的连接方式为：硬盘的输出端与硬盘接口电路的输入端相耦合，硬盘接口电路的数据端连接着解密及数据缓冲电路的数据输入端，解密及数据缓冲电路的输出端直接连接着解码电路的输入端，而解码电路的视频信号和音频信号的输出端分别与视频信号输出电路和音频信号输出电路的输入端相连接，音频和视频信号输出电路则分别向外部数字放映机和音响扩声设备输出合适的视频和音频信号。同时，CPU控制电路与存储器电路相连接，还与控制按键/显示屏和输入接口电路相连接，以及与硬盘接口电路、解密及数据缓冲电路、解码电路和时序发生器等部件的数据控制端相连接。此外，电源提供各个部件的工作电源。

在根据本发明的便携式高清晰度数字影院播放设备中，CPU控制电路采用了嵌入式CPU，例如，基于ARM32位嵌入式的微处理器(如，韩国三星公司的S3C4510)；与传统的基于视频服务器架构的播放设备相比较，基于ARM微处理芯片的嵌入式控制电路具有体积小、功耗低、功能强、成本低和可靠性好等特点，还适用于实时嵌入式操作系统的运行。存储器电路主要由SRAM和FLASH存储器构成，分别存储着CPU和接口电路的初始化和应用程序以及整机工作的中间结果和用户所输入的控制参数等。大容量硬盘驱动器作为影视节目数据和信息的存储载体，可根据所存储的影视节目的长度内容、节目的数量，交换节目方式以及应用的场合和要求等来选择各种不同存储容量、不同结构和接口的硬盘。例如，在要求较高并希望使用备份技术的场合，可以选择SISC类型的硬盘；反之，在希望成本较低的一般用途的场合，可以选择IDE类型的硬盘。又如，通过交换移动硬盘来更换影视节目的可选用可卸式移动硬盘则；反之，若采用诸如USB接口或网络接口或卫星接收调谐电路等输入接口电路来下载和更新影视节目的可以采用固定式内置硬盘。在该播放设备中，选用了可卸式IDE接口移动硬盘，该结构便于通过移动硬盘的交换来更新和替换节目。硬盘接口电路采用EPLD构成，它可通过软件的编程来构成适用于不同接口类型硬盘(既适用IDE又可适用于SISC)的接口电路。采用该结构，有可能在不更改硬件的基本设计的条件下，仅仅通过简单的软件编程和重置就可采用不同类型的硬盘。硬盘和该硬盘接口电路的结合，从而可满足用户的不同层次和各种场合的应用需求。解密及数据缓冲电路由EPLD和FIFO电路构成，实现对所输入的数据进行解密以及数据缓冲等功能。其中，解密电路实现了影视节目加密的逆操作。该解密电路的解密参数由CPU根据所读取到的存储在硬盘中的节目信息中的加密密钥数据与结合播放设备本机所设置的密码经过一定运算后来设置。上述解密电路只有在重置解密参数之后方可实现上述解密功能。CPU又根据硬盘上存储节目信息中的有关节目播放码率的信息，设置时序发生器的当前控制参数并使之产生高精度时序频率，以此设置数据缓冲电路的输出频率使之自适应地调整到所播放的影视节目的播放频率上。采用EPLD和FIFO来构成解密及数据缓冲电路，能在不需要更改和变化硬件设计的条件下，以硬件电路和软件协同的设计技术，应用软件重置方法来实现多种解密方式和数据缓冲的输出频率的自适应调整，从而有效地简化了硬件解密电路的设计复杂性，增加了硬件解密电路的多变性，提高了影视节目数据的加密深度以及破译难度，进一步有效地保护了正当用户和影视节目版权拥有者的合法利益。解码电路对解密和数据缓冲所输出的影视节目数据提供了符合MPEG-2技术规范的高清晰度视频解码，并输出高质量高清晰度的视频信号以及音频信号，从而满足数字影院的播放要求。由音频和视频信号输出电路分别对所输入的音频和视频信号进行隔离和驱动输出，并向数字投影设备输出合适的视频信号以及向音响扩声设备输出合适的音频信号，提供了高质量的音频和视频的输出信号，实现与各种不同规格和各种类型的数字式投影放映设备相兼容。控制按键/显示屏构成了播放设备的人机对话界面，用户可以操作播放设备面板上的六个按键，实现开机密码输入、节目选择、节目播放、暂停播放、停止播放、快进/快退等多项功能的输入操作；显示电路采用液晶显示屏，可显示该产品的编号和其工作状态以及所播放的节目名称，节目长度，已播放节目的长度和节目播放进度条等基本信息。与传统的视频服务器相比，整体操作简洁可靠，显示清晰明了，大大降低了对播放操作人员的专业知识要求，更方便于任何人员的操作和使用。

正如以上所述的，当采用固定式内置硬盘时，输入接口电路是必需的。该输入接口电路包括USB接口电路或者网路接口电路或者卫星调谐接收电路。具有该输入接口电路的数字影院播放设备可多种方式下载和更新节目，以便于采用电子发行技术来实现数字影视节目的发行。

综上所述，根据本发明的便携式高清晰度数字影院播放设备采用了嵌入式单片微处理器作为主要控制系统，将传统的数字影院视频服务器的基本功能集于一体，形成了具有重量轻体积小、功能齐全完备、性能稳定可靠、操作方便简洁、便于携带以及价格低廉等优点的数字影院专用播放设备；该设备还采用了硬件和软件的协同设计，提供了良好的身份设别和播放权限以及解密的控制功能，可有效地保护正当用户和影视节目版权拥有者的利益。该设备可采用各种电子发行方式来更新和下载影视节目，以满足在各种不同放映条件下的使用。该数字影院播放设备不仅可适用于大型影剧院使用，还可适用于中小型影剧院，特别适用于流动性影院的使用。

附图说明

图1是根据本发明实施例的便携式高清晰度数字影院播放设备的电原理框图；

图2是图1所示播放设备的前面板示意图。

具体实施方式

以下将参照附图详细讨论根据本发明的便携式高清晰度数字影院播放设备的实施例，所讨论的实施例只是用于理解和说明本发明的目的，并不是将本发明局限于此范围。

图1显示了根据本发明实施例的便携式高清晰度数字影院播放设备100的电原理框图。根据本发明实施例的便携式高清晰度数字影院播放设备100包括：硬盘驱动器1、硬盘接口电路2、解密及数据缓冲电路3、解码电路4、音频和视频信号输出电路5，6、存储器电路7、CPU控制电路8、时序发生器9、控制按键和显示屏10、电源11和输入接口电路12。

在图1中，播放设备100各部件之间的连接方式为：硬盘1的输出端与硬盘接口电路2的输入端相耦合，硬盘接口电路2的数据端连接着解密及数据缓冲电路3的数据输入端，解密及数据缓冲电路3的输出端直接连接着解码电路4的输入端，而解码电路4的视频信号和音频信号的输出端分别与视频信号输出电路5和音频信号输出电路6的输入端相连接，音频和视频信号输出电路5，6则分别向外部数字放映机和音响扩声设备输出合适的视频和音频信号。同时，CPU控制电路8与存储器电路7相连接，还与控制按键/显示屏10和输入接口电路12相连接，以及与硬盘接口电路2，解密及数据缓冲电路3、解码电路4和时序发生器9等部件的数据控制端相连接。此外，电源11提供各个部件的工作电源。

CPU控制电路8是整机控制的关键性部件，在该实施例中，采用了32位嵌入式微处理器，例如，诸如韩国三星公司出品的S3C4510的ARM微处理器芯片，它具有体积小、功耗低、性能高和成本低等特点，它还适用于实时嵌入式操作系统的运行。

存储器7可由SRAM和FLASH ROM存储器构成，与CPU 8一起组成控制器的基本系统，其中，在FLASH ROM存储着CPU的初始化程序和应用程序，SRAM则作为应用程序的映射区域以及用户所输入的控制参数和中间结果的存储区域。

在该实施例中，采用外置式IDE接口移动硬盘1来存储影视节目的数据。在这种情况，可以采用交换移动硬盘的方式来更新和替换节目内容。当然，也可以采用内置式固定硬盘，则可通过输入接口电路12(例如，USB接口或网络接口或卫星接收调谐电路)来下载和更新替换节目内容。

硬盘接口电路2可采用EPLD构成，该电路可在不变化硬件结构的条件下，通过软件的编程使之适合于各种不同结构、接口和功能的硬盘1的使用。

解密及数据缓冲电路3可采用任何商品化FIFO器件来构成大容量级联FIFO的数据缓冲电路3，例如，可采用AL422(选自AVERLOGIC公司，存储量为384KB×8Bits的FIFO)；而解密电路3则采用EPLD电路来构成。解密及数据缓冲电路3在得到CPU8的解密参数和输出频率的设置之后，方可输出符合解密条件和解码要求的数据流。

时序发生器9可以采用DDS(直接数字频率合成)电路来实现，为数据缓冲电路3提供高精度的时序频率，从而实现影视节目播放频率的自适应调整。

解码单元电路4采用MPEG-2的解码器件，可支持高精度图像数据的解码，对所输入的数据进行双解码后将视频编码信号馈送至视频信号输出电路5以及将音频信号馈送至音频信号输出电路6。

音频和视频输出电路5、6分别由门驱动电路和分立晶体管组成，以对所输入的音频和视频信号提供合适的隔离及驱动并输出至外部的数字放映设备和音响扩声设备。

电源11为上述各个部件提供工作电源。

图2显示了根据本发明的便携式高清晰度数字影院播放设备的前面板示意图。图中，21表示可卸式移动硬盘1的硬盘盒，可插入移动硬盘1，22显示了显示屏10的显示窗口，以及23显示了六个控制按键10。六个控制按键10和液晶(LCD)显示屏10一起构成了整机的人机对话界面。其中，用户可以通过六键10的组合操作分别进行启动密码和播放权限所设置的验证设置以及播放、暂停、停止、快进、快退和选择等操作；显示屏10采用两行显示的LCD液晶显示屏，可清晰地显示机型，生产单位，播放权限和提示信息和代码，以及显示节目名称，节目播放时间，节目已播放时间和节目播放进度条等内容。

很显然，在不脱离本发明的基本精神和实施范围的条件下，本发明可以具有多种变型，改进和替代。

Claims (6)

1.一种便携式高清晰度数字影院播放设备，包括：硬盘驱动器(1)、解码电路(4)、存储器(7)、视频输出电路(5)、音频输出电路(6)、时序发生器(9)、输入接口电路(12)和电源(11)，其特征在于，还包括：硬盘接口电路(2)、解密及数据缓冲电路(3)、CPU控制电路(8)、按键/显示屏(10)，其中，所述播放设备各部件之间的连接方式为：硬盘驱动器(1)的输出端与硬盘接口电路(2)的输入端相耦合，硬盘接口电路(2)的数据端连接着解密及数据缓冲电路(3)的数据输入端，解密及数据缓冲电路(3)的输出端直接连接着解码电路(4)的输入端，而解码电路(4)的视频信号和音频信号的输出端分别与视频输出电路(5)和音频输出电路(6)的输入端相连接，视频输出电路(5)和音频输出电路(6)分别向外部数字放映机和音响扩声设备输出合适的视频和音频信号，同时，CPU控制电路(8)与存储器(7)相连接，还与按键/显示屏(10)和输入接口电路(12)相连接，以及与硬盘接口电路(2)、解密及数据缓冲电路(3)、解码电路(4)和时序发生器(9)等部件的数据控制端相连接，电源(11)提供各个部件的工作电源。

2.如权利要求1所述便携式高清晰度数字影院播放设备，其特征在于，所述解密及数据缓冲电路(3)提供对播放节目的数据解密和缓冲。

3.如权利要求1所述便携式高清晰度数字影院播放设备，其特征在于，所述CPU控制电路(8)用于构成播放设备的主控制器。

4.如权利要求1所述便携式高清晰度数字影院播放设备，其特征在于，所述CPU控制电路(8)是基于ARM架构的嵌入式单片微控制器。

5.如权利要求1所述便携式高清晰度数字影院播放设备，其特征在于，所述按键/显示屏(10)包括输入按键部分和显示屏部分，其中，所述按键采用六键的组合操作控制方式，所述显示屏包括液晶显示屏、发光二极管显示屏或者真空荧光显示管显示屏。

6.如权利要求1所述便携式高清晰度数字影院播放设备，其特征在于，所述按键/显示屏(10)用于输入用户的操作参数和指令以及显示播放设备的工作状态，构成整机的人机对话界面。

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