CN101014083A - 网络电视终端及其信息服务器系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种网络电视(IPTV)系统，能有效的利用互联网，给用户提供丰富的影视节目。它可以在网络电视用户和互联网上众多的电视节目源网站之间建立了一个桥梁，迅速快捷地将存储在许多不同的网站上的电视节目的资讯，包括节目内容的简单描述，播放时间长度及存放所在的地址(URL)等，传递到用户的机顶盒，将这些节目资讯通过一个简洁易用的界面显现在用户的电视机屏幕上，使用户无需具备任何计算机和网络知识，就能通过遥控器轻松方便地点播这些网站上的节目。

Description

网络电视终端及其信息服务器系统
技术领域
本发明涉及网络电视(IPTV)系统，具体是一种网络电视终端及其信息服务器系统。
背景技术
目前，运营商正在研发或已投入试验运营的网络电视网，绝大部分都是使用专用封闭的网络。使用专用封闭网络的网络电视，运营商必须自己储存和提供所有的影视节目资源。这些影视节目存储在运营商的大型数据库中，供播出及观众点播，只有能直接联接在这个网上的用户，才可以观看到所提供的节目。另外现有的网络电视使用的网络的覆盖面积较小，用户相对较少，如果专用电缆没有延伸到使用者的所在位置，就无法使用它所提供的服务。
发明内容
发明目的：本发明是为了给网络电视或机顶盒的用户建立一个简洁易用的界面，用户无需具备任何计算机和网络知识，就能轻松的选择节目播放。建立这样一种网络电视系统，能迅速快捷地将用户感兴趣的存储在许多不同的网站上的电视节目资源，包括节目内容的简单描述、播放时间长度及存放所在的地址(URL)等，传递到用户的网络电视机顶盒，将这些节目资讯显现在用户的电视机屏幕上，供用户挑选播放。
目前，我们在互联网上能找到成千上万的影视节目资源，其中包括免费的和付费的两种。付费的影视节目多使用了数字版权保护(DRM)，例如，DTCP/IP和JANUS，用户只有在付费以后才能从影片供应服务商那里获得密匙(Decryption Key)，用来对下载的加密的影视文件进行解密，然后才能解压缩播放。这些影片分布在互联网上大大小小，成千成万的网站上。目前这部分内容的使用者主要是计算机用户，他们拥有一定的计算机和互联网知识，能够搜索、浏览网站，下载及在计算机显示器上欣赏节目。对许多人来说，在电视机上观赏影视节目远比在计算机显示屏上观看更觉舒适。就家庭适用来讲，电视机也更适合家人一起观看。我们需要建立一个服务系统和制做一个机顶盒，来帮助这些人实现在电视机上欣赏网络电视节目的愿望。通过电视机加机顶盒，他们可以随时在电视机屏幕上观赏到从互联网上传输而来的，由自己选择的电视节目。很多电视用户，特别是那些年长的用户，可能没有什么计算机和网络知识。他们一般习惯于用遥控器作简单的操作来选择频道节目，而不像计算机用户那样可以使用鼠标、键盘，方便地在不同网站之间自由转换、挑选节目。为了让机顶盒的用户能够方便自如地挑选播放这些分散在成千成万网站上的电视节目，我们需要给机顶盒建立一个方便简洁、便于使用的人机界面，让他们能够使用遥控器在界面上方便的选择电视节目。
技术方案：本发明包括如下几个主要组成部分：网络电视节目信息数据库、用户信息数据库、候选网络电视节目信息数据库和软件更新数据库。本发明存储分散在互联网上电视节目的相关信息，候选网络电视节目信息数据库提供一个网络界面，供愿意向我们的用户提供网络电视节目内容的供应商上传他们所提供影片的资料，包括内容简述、URL等。网络电视节目信息数据库储存着所有可向用户提供的电视节目资料、内容简述、影片截面照片和播放地址(URL)等等。候选网络电视节目信息数据库里的资料经过URL有效性测试、影像声音解压缩有效性确认、过滤、从影片中提取截面照片(用于用户电子节目单EPG)等等过程，将相关资料信息存入网络电视节目信息数据库供用户使用，用户信息数据库存储着我们的用户资料，包括用户名、登陆密码等，还可以包括用户使用习性追踪、用户回馈资料等。软件更新数据库用来提供用户机顶盒作在线软件下载更新。在机顶盒售出使用后，我们依然能修复缺陷，增添新功能等。
网络电视机顶盒启动后，先和网络电视信息服务系统交换数据、登陆、获取向用户提供影片服务商名单，之后获取片商的电视节目单。在用户选择了播放影片、机顶盒联系相应的网站之后，通过请求播放影片。电视节目供应服务网站可以有多个服务器，分布在不同地区。网络电视节目信息数据库收录有该服务网站所有服务器的IP地址，并可根据机顶盒所在区域，让机顶盒使用最近或负载最小的服务器，取得较佳播放效果。
网络电视节目源供应服务网站节目录入步骤，其中包括，将电视节目数字化，视频部分使用AVC/H264/VC1/WMV9等编码进行压缩，音频部分可使用AC3/WMA/WMAPro/MP3/DTS/AAC等编码进行压缩，然后可使用MPEG-PS/MPEG-TS/ASF/MP4等支持流媒体(Video Streaming)的文件格式将压缩后的视频音频包装(Packing/Multiplexing)生成可向网络用户实时播放的流媒体文件；向网络电视信息系统输入电视节目资料，包括节目内容简介，播放地址等。网络电视服务系统检验确认网络电视节目源供应服务商所录入的数据有效性，确认网络电视机顶盒能够正确播放所提供的节目。网络电视机顶盒登陆并获得网络电视节目源服务商名单。当用户选定网络电视节目源服务商后，下载此网络电视节目源供应服务商所提供电视节目的资料，在机顶盒上生成电子节目单(EPG)，并显示在用户的屏幕上。当用户选择一节目播放，网络电视机顶盒从网站接收到压缩的电视流媒体数据，解压缩后将视频音频信号通过HDMI/COMPONENT/COMPOSITE/S-VIDEO输出端送往电视机。
多媒体(3G)手机用户可以发送节目信息书签(Bookmark)到网络电视机顶盒用户的帐号，书签包含网络电视播放地址，该机顶盒用户就可以使用此书签联系服务网站请求播放相同的影视节目。
为了解决网络电视节目源网站带宽资源瓶颈问题，我们使用了P2P技术，一部分网络电视机顶盒使用HTTP/RTP/P2P协议从节目服务器下载数据，这些数据使用完后，并不立即丢弃，而是暂存一定量的数据在机顶盒中，使用P2P技术，传送给其它正在播放此节目的机顶盒。此技术的运用，让节目的收看完全不受收看人数的限制。实际上，同时收看某一节目的在线人数越多，可以更有效利用P2P流媒体技术的人就越多，收视的效果就越好。运用P2P技术传送网络电视节目，可以大幅度提高互联网传输电视节目信号的承载能力。
网络电视机顶盒的软件系统存储在闪存(Flash Memory)中，闪存可划分成多个分区(Partition)，其中一个分区装有软件更新系统，另一分区装有网络电视应用程序系统，这两个分区都包括有能独立启动的操作系统加相关应用程序。正常情况下，机顶盒启动网络电视应用程序系统，提供用户网络电视服务功能。当用户程序受到损坏或需要升级时，机顶盒就会重新启动到软件升级系统，从服务器上下载新的网络电视应用程序系统映像，替换闪存分区3的软件系统，完成更新后重新启动到网络电视应用程序系统。只要把分区2锁住，任何情况下用户都不可能对此分区造成损伤，而确保机顶盒总是能有自我恢复及升级的功能，其后如发现有任何漏洞和缺陷，机顶盒启动升级更新软件系统，通过互联网下载应用软件系统映像并替换闪存(Flash Memory)中有缺陷的应用软件系统，而获得性能更加稳定、功能更加齐全的升级产品。
有益效果：本发明的有益效果在于不需要建立庞大的影视数据库，就能向网络电视终端提供丰富多彩的网络电视节目，而所有的电视节目分散的存储在不同节目源网站服务器上，本发明的数据库只需要记录它们的链接等资料，这种分散式存储减少了网络电视常引起网络带宽瓶颈的可能，更好地提供了高质量的服务。
附图说明
图1为网络电视信息服务系统结构示意图
图2为网络电视机顶盒与网络电视信息服务系统，与电视节目内容服务器之间互动关系的示意图
图3为网络电视机顶盒、网络电视信息服务系统及网络电视内容服务器之间的数据流的示意图
图4为多媒体手机(3G)与网络电视机顶盒电视节目共享示意图
图5为网络电视机顶盒利用P2P技术传送电视节目数据示意图
图6为机顶盒软件更新原理示意图。
最佳实施方式
从网络电视信息服务系统结构图(图1)中，可以看出本系统包括如下几个主要组成部分：网络电视节目信息数据库(105)，用户信息数据库(106)，候选网络电视节目信息数据库(102)和软件更新数据库(109)。本发明就是为建立这样一个网络电视系统，以及由此而派生出的一种运营模式。系统最核心的部分并不需要存储网络电视内容文件，而只存储分散在互联网上电视节目的相关信息。候选网络电视节目信息数据库提供一个网络界面，供愿意向我们的用户提供网络电视节目内容的供应商上传他们所提供影片的资料，包括内容简述、URL等。网络电视节目信息数据库储存着所有可向用户提供的电视节目资料、内容简述、影片截面照片和播放地址(URL)等等。候选网络电视节目信息数据库里的资料经过URL有效性测试、影像声音解压缩有效性确认、过滤、从影片中提取截面照片(用于用户电子节目单EPG)等等过程(104)，将相关资料信息存入网络电视节目信息数据库供用户使用。用户信息数据库存储着我们的用户资料，包括用户名、登陆密码等，还可以包括用户使用习性追踪、用户回馈资料等。软件更新数据库(109)用来提供用户机顶盒作在线软件下载更新。在机顶盒售出使用后，我们依然能修复缺陷，增添新功能等。
图2描述了我们这个网络电视系统中，用户机顶盒、网络电视信息服务系统(208)以及电视节目节目源服务器之间的数据流及互动关系。机顶盒启动后，先和网络电视信息服务系统交换数据、登陆、获取向我们的用户提供影片服务商名单，之后获取片商的电视节目单。在用户选择了播放影片、机顶盒联系相应的网站之后，通过请求播放影片。电视节目供应服务网站可以有多个服务器，分布在不同省份。网络电视节目信息数据库收录有该服务网站所有服务器的IP地址，并可根据机顶盒所在区域，让机顶盒使用最近或负载最小的服务器，取得较佳播放效果。
由图3我们可以发现机顶盒、网络电视信息服务站和网络电视内容服务站之间详细数据交换过程。步骤(1)-(3)是网络电视节目源供应服务网站节目录入步骤，其中包括，将电视节目数字化，视频部分使用AVC/H264/VC1/WMV9等编码进行压缩，音频部分可使用AC3/WMA/WMAPro/MP3/DTS/AAC等编码进行压缩，然后可使用MPEG-PS/MPEG-TS/ASF/MP4等支持流媒体(Video Streaming)的文件格式将压缩后的视频音频包装(Packing/Multiplexing)生成可向网络用户实时播放的流媒体文件：向网络电视信息系统输入电视节目资料，包括节目内容简介，播放地址等。步骤(4)-(5)是网络电视服务系统检验确认网络电视节目源供应服务商所录入的数据有效性，确认机顶盒能够正确播放所提供的节目。步骤(6)-(8)网络电视机顶盒登陆并获得网络电视节目源服务商名单，如湖南卫视，凤凰卫视等。当用户选定网络电视节目源服务商后，步骤(10)-(11)下载此网络电视节目源供应服务商所提供电视节目的资料，在机顶盒上生成电子节目单(EPG)，并显示在用户的屏幕上。当用户选择一节目播放，步骤(13)-(14)直接联系网络电视节目源服务网站，机顶盒从网站接收到压缩的电视流媒体数据，解压缩后将视频音频信号通过HDMI/COMPONENT/COMPOSITE/S-VIDEO输出端送往电视机。步骤(15)从同一网络电视节目源服务网站选择其他节目。步骤(16)返回到网络电视节目源供应服务商名单菜单选择另一网络电视节目源供应服务商。
图4描述了在我们的网络电视系统中，3G手机与网络电视机顶盒如何进行影视节目共享的原理。3G手机用户发现一个好的电视节目，希望和亲戚朋友共享，发送该节目信息书签(Bookmark)到网络电视机顶盒用户的帐号。书签包含网络电视播放地址。该机顶盒用户就可以使用此书签联系服务网站请求播放相同的影视节目。
为了解决网络电视节目源网站带宽资源瓶颈问题，我们使用了P2P技术。图5讲述了使用P2P技术传送网络电视节目的原理。一部分机顶盒使用HTTP/RTP/P2P协议从节目服务器下载数据，这些数据使用完后，并不立即丢弃，而是暂存一定量的数据在机顶盒中，使用P2P技术，传送给其它正在播放此节目的机顶盒。此技术的运用，让节目的收看完全不受收看人数的限制。实际上，同时收看某一节目的在线人数越多，可以更有效利用P2P流媒体技术的人就越多，收视的效果就越好。运用P2P技术传送网络电视节目，可以大幅度提高互联网传输电视节目信号的承载能力，降低大规模流媒体传输的成本。
当机顶盒进入市场，发往用户家中的时候，我们无法保证软件绝对没有瑕疵，也无法保证系统包括了所有的用户希望的功能。在用户使用的过程中，也可能使用不当，造成操作系统或应用程序的损坏。我们需要一种机制，在任何情况下，总能恢复或更新网络电视机顶盒的软件。图6描述了网络电视机顶盒软件更新的原理。机顶盒软件系统存储在闪存(Flash Memory)中，闪存可划分成多个分区(Partition)，其中一个分区装有软件更新系统，另一分区装有网络电视应用程序系统，这两个分区都包括有能独立启动的操作系统加相关应用程序。正常情况下，机顶盒启动网络电视应用程序系统(图6中闪存分区3)，提供用户网络电视服务功能。当用户程序受到损坏或需要升级时，机顶盒就会重新启动到软件升级系统(图6中闪存分区2)，从服务器上下载新的网络电视应用程序系统映像，替换闪存分区3的软件系统，完成更新后重新启动到网络电视应用程序系统(图6中闪存分区3)。我们会把分区2锁住，任何情况下用户都不可能对此分区造成损伤，而确保机顶盒总是能有自我恢复及升级的功能。此功能可以帮助厂商快速推出产品，其后如发现有任何漏洞和缺陷，机顶盒启动升级更新软件系统，通过互联网下载应用软件系统映像并替换闪存(FlashMemory)中有缺陷的应用软件系统，而获得性能更加稳定、功能更加齐全的升级产品。

Claims (8)

1、一种带网络接口模块的网络电视终端及其信息服务器系统，其特征在于：网络电视终端及其信息服务器系统由网络电视机顶盒用户信息模块、候选网络电视节目信息模块、网络电视节目内容服务器、网络电视节目信息模块、P2P网络电视服务模块、网络电视机顶盒、网络电视机顶盒软件更新模块和网络电视机顶盒处理器组成。
2、如权利要求书1所述的网络电视终端及其信息服务器系统，其特征在于：候选网络电视节目信息模块的功能是网络电视节目服务供应商可以通过互联网传送节目信息到网络电视信息服务器系统，再由网络电视信息服务器系统将来自不同网络电视节目服务供应商的网络电视节目信息集中管理、分类、检索，而相应数字电视内容仍存储在网络电视节目服务供应商网站上供机顶盒用户使用。
3、如权利要求书1所述的网络电视终端及其信息服务器系统，其特征在于：网络电视机顶盒用户信息模块的功能是通过网络电视信息服务器系统和网络电视机顶盒，对网络电视机顶盒用户的收视习惯及网络电视节目的收视率等进行分析统计，并对网络电视用户关于电视节目的意见、反馈、投票等进行统计。
4、如权利要求书1所述的网络电视终端及其信息服务器系统，其特征在于：网络电视节目内容服务器和网络电视机顶盒是将电视节目的数字信号进行适合于在互联网上传输的视频编码，例如AVC/VC1/WMV9，并将压缩编码后的网络电视数字文件放在互联网上电视节目内容服务器上，供用户通过在互联网上的网络电视信息系统点播下载，再通过机顶盒的硬件解码器(Demuxer/Decoder)进行解压缩，并将解压缩后的信号通过输出端口HDMI/COMPONENT/S-VIDEO/COMPOSITE传送给数字或模拟电视机供用户收看。
5、如权利要求书1所述的网络电视终端及其信息服务器系统，其特征在于：网络电视节目信息模块的功能是根据网络电视节目源供应服务商提供的数据，建立电视节目索引数据库，并自动从数字电视文件中提取一用于电子节目单(EPG)的电视节目截图，网络电视机顶盒可下载包含有关网络电视节目数据的XML文件及截图JPEG/PNG文件等，通过网络电视机顶盒生成并在电视机屏幕上显示出网络电视节目索引界面。
6、如权利要求书1所述的网络电视终端及其信息服务器系统，其特征在于：网络电视机顶盒软件更新模块的功能是通过互联网实现机顶盒应用软件在线升级，在闪存(Flash Memory)中建立两个或两个以上的分区(Partitions)，其一专用于储存升级更新软件系统，另一分区用于储存应用软件系统，升级更新软件系统和应用软件系统将分别独立启动运行，并更新软件系统分区锁死为只读(Read-Only)区域。
7、如权利要求书1所述的网络电视终端及其信息服务器系统，其特征在于：网络电视机顶盒用户信息模块的功能是：
(1)通过网络电视机顶盒和网络电视信息系统，运用电视屏幕上显示的界面和遥控器进行收费电视节目的注册、交费，并可以追踪所有网络电视用户机顶盒的网络参数，网络电视用户，通过机顶盒和互联网，从网络电视服务系统获取其他用户的网络地址，使用电视机和视频摄像头，通过互联网传送压缩的视频音频，与其他网络电视用户实现机顶盒对机顶盒可视电话通讯；
(2)实现第三代多媒体手机用户和网络电视用户影视共享，可将该影视节目的节目源地址(URL)通过手机和互联网传上的网络电视系统中的机顶盒用户信息模块送给使用机顶盒的网络电视用户，共同欣赏该网络影视节目。
8、如权利要求书1所述的网络电视终端及其信息服务器系统，其特征在于：P2P服务模块的功能是减轻网络电视节目节目源服务器的负担以及克服网络带宽资源瓶颈。
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