CN102724588A - 一种实现有线电视机顶盒视音频通讯的方法 - Google Patents

一种实现有线电视机顶盒视音频通讯的方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开一种数字有线电视机顶盒通过有线电视网络实现音视频通讯的系统。用户通过数字电视机顶盒配置的普通的USB摄像头和无线多媒体遥控器上的麦克风，利用电视机屏幕和遥控器简单操作，完成通过数字电视机顶盒之间的音视频通话。本系统采用SIP协议，系统结构简单，使用简单方便、用户接受程度高，宜于普及和推广。

Description

一种实现有线电视机顶盒视音频通讯的方法
技术领域
本发明涉及一种机顶盒音视频通讯方法，更具体地，涉及一种用有线电视机顶盒和SIP服务器(会话初始协议服务器)实现音视频通讯的方法。
背景技术
在三网融合和有线电视数字化的过程中，通过机顶盒收看数字电视和实现三网融合业务非常普遍。在机顶盒收看数字电视、点播视频节目和娱乐、信息内容外，还可以实现音视频通讯。
互联网上通讯可以采用VoIP实现音频通讯，视频通讯可以通过手机和电脑实现。使用3G手机进行视频电话，受限于屏幕和信号，容易掉线以及用户资费高的影响。使用即时通讯软件进行视频电话需要双方有电脑设备、足够的上网带宽和上网设备，同时也要求对方安装相同的软件。对于不熟悉电脑操作和没有上网条件的用户而言视频电话很难实现和普及。
发明内容
本发明公开一种数字有线电视机顶盒通过有线电视网络实现音视频通讯的系统。用户通过数字电视机顶盒配置的普通的USB摄像头和无线多媒体遥控器上的麦克风，利用电视机屏幕和无线多媒体遥控器简单操作，完成通过数字电视机顶盒之间的音视频通话。本系统采用SIP协议，系统结构简单，使用简单方便、用户接受程度高，宜于普及和推广。
本发明具体包括有线电视数字机顶盒、USB摄像头、无线多媒体遥控器、有线电视双向网络、CMTS(Cable Modem Terminal Systems)、HDCP服务器(DynamicHost Configuration Protocol动态主机设置协议)、SIP服务器和DNS服务器。在本发明中采用SIP通讯协议实现机顶盒互联互通，通话双方接通后，按照指定格式对音视频进行编解码，视频通讯直接采用点对点方法实现，由机顶盒的SoC提供硬件或软件视频编码。
在本发明中，每个机顶盒分配唯一的ID号码，一台机顶盒对应一个号码，不可复用。DSN服务器将ID号码解析成为IP地址，作为注册和认证的依据。至少要部署一台SIP服务器，对机顶盒的注册信息和拨打请求进行验证，验证通过，双方机顶盒完成信令过程，实现音视频通讯。机顶盒终端和SIP服务器在同一个网段，不能进行网络地址转换(NAT)转换。
本发明实现的整个过程是信令交换行为与音、视数据通讯行为，机顶盒装入SIP客户端，信令采用SIP通讯协议，音频数据采用721ULAW编码，视频数据采用H.264编码，按照指定格式对音视频进行编解码。信令底层采用UDP承载，数据底层采用RTP/UDP承载。
本发明的信令行为包括客户端主动发起注册、客户端主动发起邀请、客户端被动接受邀请、客户端主动挂断通话、客户端被动接受挂断电话。
本发明音、视数据的行为由两个部分组成：发送侧和接受侧。发送侧行为主要是：音频采集后通过机顶盒进行软件编码，编码后的数据通过网络送至对端机顶盒；视频采后进行编码，视频可以采用软件编码也可采用SoC硬件编码，通过网络送至对端机顶盒。接受侧行为主要是：对收到的音频数据进行软件解码，将PCM流送至USB耳机或电视机喇叭；收到的视频数据，进入机顶盒进行硬件解码或软件解码，由电视机播放。
本发明使用者通过操作无线多媒体遥控器完成音频通讯，多媒体遥控器内置麦克风和喇叭，内部的音频处理芯片对音频模拟信号和数据进行处理。音频播放在多媒体遥控器和电视机两者中实现互相切换。
本发明的机顶盒的音视频通讯过程在电视屏幕上通过画中画显示，在同一电视机屏幕上显示本地视频和对方视频，通过操作无线多媒体遥控器实现互换视频位置、停止视频显示、全屏放大视频显示。
本发明的可以实现两个机顶盒之间的直接音视频通讯，没有SIP服务器介入的情况下，两个机顶盒之间可以互相注册后直接相互呼叫和完成音视频通讯。
附图说明
图1是本发明的系统设备连接原理图。
图2是本发明的机顶盒注册流程。
图3是本发明的机顶盒拨号流程。
图4是本发明的接收机顶盒被叫接受流程。
图5是本发明的机顶盒数据采集和处理流程。
图6是本发明的双方通讯挂断过程。
图7是本法明中两机顶盒之间相互直接通讯原理图。
图8是本发明的电视和通讯视频在同一电视屏幕上显示的布局。
具体实施方式
结合附图对本发明的较佳实施例进行具体阐述，本发明的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本发明的保护范围做出更为清楚明确的界定。
每个机顶盒在接入系统时，自动注册，从DHCP服务器获取IP地址。如果机顶盒通过ID号码或域名进行注册，则通过DNS服务器进行域名解析分配IP地址。
SIP服务器对机顶盒的注册信息和拨打请求进行验证，验证通过后，机顶盒的呼叫请求通过SIP服务器向被呼叫的机顶盒发送邀请，被呼叫的机顶盒接到邀请后，检查音视频格式匹配状态后进入通话准状态，发起呼叫的机顶盒向被呼叫机顶盒发送音视频数据，两个机顶盒的音视频通讯开始进行；当任意一方机顶盒挂断时，通信结束。
本发明的设备连接原理如附图1所示，包括多个机顶盒、SIP服务器、DHCP服务器和CMTS，其中CMTS具备Ethernet和Cable两个接口，内部路由互达，SIP服务器和DHCP服务器位于CMTS的Ethernet侧，三者的IP地址可以互达，机顶盒位于CMTS的Cable侧，透过CMTS向DHCP服务器请求IP。各机顶盒也可以通过CMTS互达。最小的系统包含至少两个机顶盒、CMTS、DHCP服务器和SIP服务器。
每个机顶盒通过CMTS自动从DHCP服务器中获得网络中唯一的IP地址；获取IP地址的同时，得到SIP服务器的IP地址或者事先约定的SIP服务器固定IP地址。机顶盒在进行信令行为之前向SIP服务器进行验证注册，注册成功进入等待状态，等待用户拨号或者发来的请求。
本发明机顶盒之间音视频通讯过程的具体实现方式，具体步骤包括以下部分：
机顶盒注册流程，如附图2所示。机顶盒接入网络进行注册，从DHCP服务器获得IP地址，向SIP服务器发送注册信息，SIP服务器通过验证后，记下IP地址与对应号码的映射；如果注册信息无法通过验证，注册未成功，发起注册的机顶盒重试，超过一定次数未注册成功即定义为注册失败，注册失败的信息在电视机屏幕上显示。
注册通过后机顶盒的拨号和呼叫过程，如附图3所示。注册成功的机顶盒(发起方机顶盒)使用遥控器按键拨打对方号码，发起方机顶盒将拨打请求送往SIP服务器，SIP服务器进行验证。此时有两种情况：
(1)验证未通过，失败信息传回发起方机顶盒，显示在电视机屏幕上。
(2)验证通过，SIP服务器将拨打请求转发给被呼叫机顶盒，此时有两种情况：(a)被呼叫机顶盒未接通，发送失败信息至SIP服务器，SIP服务器转发给发起方机顶盒；(b)被呼叫机顶盒接通，发送成功信息至SIP服务器，SIP服务器转发给发起发方机顶盒，整个信令过程完毕。
被呼叫机顶盒接受过程，如附图4所示。被呼叫机顶盒在接收到数据后检查数据的可接受性，判断音视频格式是否与机顶盒的可解码格式相匹配，如果匹配，机顶盒进入通讯准状态就绪2，随时开始通讯。
最后双方进行正式的音视频通话的处理过程，如附图5所示。在就绪2状态的双方机顶盒依次打开音频接受模块和视频接受模块，接着打开音频采集/编码模块对音频数据进行采集和编码并发送，以及打开视频采集/编码模块对视频数据进行采集和编码并发送。
通讯挂断过程，如附图6所示。当任何一方机顶盒挂断时，发送挂断信号给SIP服务器，SIP服务器转发给通话的另一个机顶盒，自动关闭双方通话和视频。
本发明中两机顶盒之间直接通讯的实现方法，如附图7所示。发起呼叫的机顶盒知道对方机顶盒IP地址(或电话号码)时，可以直接与对方通讯。首先两个机顶盒互相注册，注册流程与前述机顶盒注册流程相同。完成注册后双方进入就绪状态1，发起呼叫的机顶盒可以直接拨打对方号码，对方机顶盒收到呼叫信号后，直接进行音视频通讯。任何一方机顶盒挂断电话后，另一方机顶盒自动退出。
本发明的电视和通讯视频在同一电视屏幕上显示的布局，如附图8所示，本发明机顶盒播放电视的同时可以与其他机顶盒进行音视频通讯，此时，电视屏幕上采用画中画技术同时显示电视节目，本地视频和对方视频。视频位置可以互换，可以全屏显示任一视频，可以暂停通讯双方的任一视频或暂停通讯双方的视频(后一结果相当于VoIP电话通讯)。

Claims (8)

1.—种有线电视机顶盒通过有线电视网络实现音视频通讯方法，其特征在于，每个机顶盒分配唯一的ID号码，一台机顶盒对应一个号码，不可复用，部署至少一台信令服务器对机顶盒的注册信息和拨打请求进行验证，验证通过，完成双方机顶盒之间的信令过程，实现机顶盒之间的音视频通讯。
2.根据权利要求1所述的一种实现有线电视机顶盒视音频通讯方法，其特征在于，机顶盒和SIP服务器在同一个网段，不能进行网络地址转换(NAT)转换。
3.根据权利要求1所述的一种实现有线电视机顶盒视音频通讯方法，其特征在于，机顶盒信令采用SIP协议，音频数据采用721ULAW编码，视频数据采用H264编码，或按照指定格式对音视频进行编解码。信令底层采用UDP承载，数据底层采用RTP/UDP承载。
4.根据权利要求1所述的一种实现有线电视机顶盒视音频通讯方法，其特征在于，机顶盒之间进行音视频通讯时，音频编码采用软件编码方法，视频编码采用机顶盒SoC硬件编解码或软件编码两者中的一种方式进行解码。
5.根据权利要求1所述的一种实现有线电视机顶盒视音频通讯方法，其特征在于，采用普通USB摄像头采集音视频通讯中的图像和声音，通过机顶盒的USB接口送入机顶盒，输出电视屏幕显示。
6.根据权利要求1所述的一种实现有线电视机顶盒视音频通讯方法，其特征在于，通过操作无线多媒体遥控器完成音频通讯，无线多媒体遥控器内置麦克风和喇叭。
7.根据权利要求1所述的一种实现有线电视机顶盒视音频通讯方法，其特征在于，机顶盒的音视频通讯过程在电视屏幕上通过画中画显示，在同一电视机屏幕上显示本地视频和对方视频，通过操作无线多媒体遥控器互换视频位置、停止视频显示、全屏放大视频显示。
8.一种有线电视机顶盒通过有线电视网络实现音视频通讯方法，其特征在于，当两个机顶盒之间的直接音视频通讯时，不需要SIP服务器介入，两个机顶盒之间可以互相注册后直接相互呼叫和完成音视频通讯。
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