CN104160707A - 广播编码、录制和分发系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种获取、存储并根据用户请求传送无线电广播的方法和系统。所述系统和方法采用了同时接收所有不同频率的频道的天线系统。接收的信号被放大，并采用一系列的滤波器过滤该信号，以分化不同的频率。然后根据用户请求为每个用户解码并复制信号内容。

Description

广播编码、录制和分发系统及方法

相关申请

本申请要求于2012年1月25日申请的美国专利申请13/358,334的优先权，所述专利申请通过引用于此全文并入。

背景技术

地面电视，也被称作地面波电视或广播电视，是电视内容通过射频(RF)电滋波或辐射穿过空气的一种分发模式。在美国，广播无线电内容的著名电视网络例如有ABC、CBS、FOX、NBC以及PBS。通过一系列的分站，这些网络就可以将广播内容覆盖到全国。结果，所有这些电视网络均可以覆盖到95％以上的美国家庭。

电视网络一直在寻求路径，来吸引新用户并提高收视率。最近，一些电视网络已经开始将它们的节目放在网上，供人们通过私人及公用数据网络访问，如因特网。通常，电视网络会将内容上传到它们的网站或者第三方网站，如HULU.COM，其将传送内容给用户，这有时是收费的。现在，这些可用内容通常受限制；有时最新的剧集是不可以观看的，或者内容过时。

同时，有各种各样的设备可以同时播放音频和视频内容。除了普遍存在的电视外，现在很多人通常用个人电脑和移动计算机设备观看视频，如智能手机以及平板电脑。通常可以通过因特网，利用用户数据网络、蜂窝电话网络以及公用及私用无线数据网络访问视频内容。此外，现在一些电视具有网络连接功能。而且，很多游戏机可以通过第三方软件访问视频内容，如Netflix,Inc提供的软件。

发明内容

虽然出现了新的视频观看模式，但传统电视网络广播的无线电内容依然只能通过有线电视订购、卫星电视系统或者利用家庭安装电线获取无线电广播内容使用。

此外，对于安装私用RF或卫星天线，以获取广播内容的用户，它们只能通过传统的电视观看获取内容。通常使用户在其他可播放视频的设备中观看内容是比较困难的。

例如，申请号为13/299,186，现在其申请公开号为US 2012/0127374A1，题目为“提供天线馈电网络访问的系统和方法(System and Method for Providing Network Access to AntennaFeeds)”，并通过引用的方式全文并入本文的美国专利，描述了一种用于获取、存储并根据用户请求传送无线电广播的系统。该系统和方法利用指定的天线单元接收无线电广播。然后利用处理管道解调并转译传送内容，生成内容数据，该内容数据存储在文件存储器中并/或通过网络传送给用户。

然而在另一情况下，天线可以由多个用户共享。在该系统中，使用天线系统或者为每个用户想要观看的频道应用独立的天线，通过这种方式针对那些频道获取广播内容传送。然后基于用户的请求，拷贝每个频道的内容数据。最后，将内容数据传送给用户和/或存储在存储设备中。

一般地，一方面本发明主要涉及一种向用户分发内容传送的系统。该系统包括用于接收用户请求的应用服务器，供用户访问广播传送内容，还包括内容获取子系统，通过天线系统获取广播内容传送，然后拷贝内容传送，以为每个用户请求生成对应的内容数据。

在一个实施例中，流控制器指示内容获取子系统基于用户的请求拷贝内容数据。

优选地，内容数据存储在文件存储器中，并与请求所述内容数据的用户的用户账户相关联，以使用户具有文件存储器中该内容数据的单独拷贝。通常，用户只可以访问与其用户账户相关的内容数据的拷贝。

一般地，一方面本发明主要涉及一种将内容传送分发给用户的方法。该方法包括接受来自于用户的请求，供用户访问广播内容传送，通过天线系统获取广播内容传送，并拷贝内容传送，以为每个用户发出的请求生成对应的内容数据。

一般地，另一方面本发明主要涉及一种将传送内容分发给用户的系统。该系统包括用于接受用户请求的应用服务器，以允许用户访问广播内容传送；还包括内容获取子系统，通过天线系统获取广播内容传送；还包括转换单元，基于用户的请求，选择性地将获取广播内容传送连接到解码器。所述内容获取系统使用处理管道，为每个用户提出的请求生成内容数据。

本发明的上述及其它特征，包括各种结构上的新颖细节以及部件的组合以及其他优势将会结合附图得到更加详细地描述，并且在权利要求书中得到指明。应该理解，对本发明的具体化的特定方法和设备的说明仅为描述目的，不作为对本发明保护范围的限制。本发明的思想和特征可在不超出本发明保护范围的前提下，在多个的实施例中执行。

附图说明

在所有附图中，相同的附图标记指代相同的部件。附图不一定按比例绘制，重点在于对本发明思想进行阐述。其中：

图1为一种地面波电视内容获取和分发系统的框图，其中该系统利用共享天线系统获取无线电广播；

图2为描述了如何针对每个用户将管道流存储在广播文件存储器中的框图；

图3为所述地面波电视内容获取和分发系统的另一个实施例的框图。

具体实施方式

图1为描述了用于获取和分发地面波电视内容的系统100的框图，其利用天线系统102同时从多广播主体50-1到50-n中获取无线电广播内容，然后，通过网络封包传送该内容，如通过因特网127或其它公用或私人网络。

通常，系统100包括广播获取子系统101，获取无线电广播，将无线电广播解码为内容数据，然后为每个发出请求的用户创建内容数据拷贝。然后，内容数据分发子系统113将该内容数据拷贝传送到用户，该内容数据分发子系统113包括流服务器120及文件存储器126，其中文件存储器126存储内容数据。内容数据分发子系统113接收用户对直播或录制好的电视内容的需求，然后将该内容数据添加到用户账户中，并通过因特网127或其它公用或私人数据网络发送内容数据给用户。

在典型实施中，用户利用客户端设备128、130、132、134通过网络访问系统100，其中网络可为，如因特网127，或包括蜂窝网络的公用及私人网络的组合。在一个示例中，客户端设备为个人电脑134，其通过浏览器访问内容数据分发子系统113。其利用HTML-5或程序将视频内容显示在个人电脑上，如利用苹果公司的QuickTime。在其它的示例中，可通过移动设备访问系统100，例如像iPad移动计算机设备等的平板、像iPhone计算设备等的移动手机或者运行由谷歌公司设计开发的Android操作系统的移动计算设备。现在，HTML-5也在一些应用中提供视频。其它的示例包括具有网络接口和浏览器功能的电视。此外，很多现代游戏机及一些电视也具有运行第三软件并提供网络浏览功能的能力，可通过网络连接访问系统100中的视频。

内容数据分发子系统113的应用服务器124管理来自客户端设备128、130、132、134的请求或指令。它允许用户利用客户端设备选择他们是否想要观看或者访问先前录制的内容，如电视节目，设定以后的内容录制，或者观看电视节目的直播。在一些示例中，系统100还允许用户访问并/或录制仅为音频(如收音机)的广播。业务管理系统118用于确认并管理用户账户，或者如果用户没有账户，则帮其设定一个新账户。

如果用户请求观看之前录制的内容，则应用服务器124将用户请求发送给流服务器120。流服务器120从播放文件存储器(或文件存储器)126中检索每个用户之前录制内容的单独拷贝，并通过因特网127将内容数据传送到客户端设备128、130、132、134。

如果用户请求设定未来录制，应用服务器124与流控制器119通讯，配置广播获取子系统101，当电视节目播出时，通过无线电广播对应提出请求的用户账户生成拷贝。

类似地，如果用户请求观看直播，应用服务器124则与流控制器119通讯，此流控制器119配置广播获取子系统101，以为该用户的用户账户生成该传送内容的拷贝。虽然在这一方案中，内容数据的录制和/或传送立即开始，但是在另一示例中，该录制内容首先构成足够大的缓冲内容数据，然后开始将内容数据传送给提出请求的用户。

获取的无线电广播节目，其又称为内容传送，由广播获取子系统101解码并译码。基于用户的请求，所述译码的内容传送与用户的账户相关联，并且作为内容数据存储在广播文件存储器126中。在广播文件存储器126中，每一个做出请求的用户都具有与其用户账户相关联的请求的内容数据的单独拷贝。此外，用户只可以访问与其用户账户关联的内容数据。

如果用户请求访问直播，则播放文件存储器126还可作为流服务器120的缓冲器，允许用户暂停和重播部分节目。同样的，这些内容数据也可以存储在文件存储器126中，同样允许用户在以后的时间里访问已录制的内容数据。

广播获取子系统101获取本地地理区域范围内广播主体50-1到50-n的所有无线电广播节目，并对获取的电视节目进行解码。通常，广播获取子系统101为来自于主体50-1到50-n的所有广播节目连续获取并编码无线电广播。隐含的假设是系统100中至少有一名用户想要观看主体50-1到50-n的每个电视节目。

本发明通过广播获取子系统101的天线系统102获取来自不同广播主体50-1到50-n的无线电广播。天线系统102通常可以获取如VHF(甚高频)及UHF(超高频)频率范围内的无线电广播，以同步接收宽频率范围的来自多广播主体50-1到50-n的所有无线电广播节目。

接收(或获取)的无线电广播被称为内容传送，如果需要，会在之后被放大器107放大。通常，系统会位于主体50-1到50-n使用的无线电发射塔附近，从而使单个强度充足。获取信号然后通过带通滤波器109-1到109-n进行滤波，以将获取的信号分离成载波信号，该载波信号对不同广播主体50-1到50-n的不同频道进行编码。在一些实施例中，对于每一个载波信号/电视频道，均具有相应的带通滤波器，用于拒绝或减弱预期载波信号的理想频率范围之外的载波信号。不同的频道被发送到外差装置111。所述外差装置包括外差电路，将获取信号转换为基带或低频信号，以针对每个频道对载波信号进行解码。

广播获取子系统101还包括为每个传送内容提供并行处理管道的编码元件。所述编码元件从天线系统102中解调并解码分离的内容传送，利用ATSC(先进电视系统委员会)解码器(或解调器)106-1到106-n，形成MPEG-2格式。通常，每个解码器106-1到106-n应用于其中一个处理管道。在每个传播载波信号包括多个传送内容的情况下，ATSC解码器106-1到106-n可以在载波信号中选择需要的节目。由于MPEG-2是当下动画及相关音频信息编码的标准格式，因此传送内容被解码为MPEG-2内容传送数据。

来自ATSC解码器106-1到106-n的内容传送数据被发送到多工器108。然后所述内容传送通过天线传输互连被传送到多路分解开关110。在一个优选的实施例中，所述天线传输互连为nx10GbE光学数据传输层。

在当前实施例中，天线系统102、带通滤波器109-1到109-n、外差单元111以及解码器106-1到106-n由外向内位于安装在建筑物楼顶或天线塔上方的外壳内。这些元件通常可以相对稳定地应对与此类安装相关的温度循环变化。nx10GbE用于将获取的传送内容数据传送到其余的处理和编码通道元件中，其优选地位于可以较容易控制周围环境的安全位置，如位于地面小屋或建筑的地下室内。

然后每个天线处理管道的内容传送数据被编译为可更有效存储和流播放的格式。在本实施中，MPEG-4(其使用视频标准H.264)格式的译码受译码器112-1、112-2…112-n的影响。通常，多译码线程在单个信号处理器核心或FPGA或ASIC类型设备上运行。

所述内容传送数据在多个分辨率上被编译为MPEG-4格式，降低了比特率和数据占位的大小。在一个实施例中，在三个或更多种不同的分辨率上转码，以适应较宽范围的显示设备及网络传输限制。因此，将内容传送数据转换为MPEG-4的编码会降低画面质量以及/或者内容的分辨率，但这种降低在一般低分辨率视频显示设备中通常不足以使普通用户看出。减少传送内容数据的大小有利于对传送内容进行存储、转发并传送到用户设备。类似的，在此实施例中，音频被译码为AAC格式，其被公认为是高效率的。

在一个实施例中，转码的内容传送数据发送到管道的打包器和索引器114-1到114-n，用于打包数据。该索引器接收来自控制器119的指令，指示索引器基于用户的请求创建传送内容数据的拷贝。因此，对于每一个用户请求，索引器都会为请求用户的账户生成对应的内容传送的拷贝。

在此实施例中，包协议为UDP(用户数据报协议)，这是一种无状态流协议。UDP是一种服务可靠性较低的传送模式，因为数据报有可能会乱序、重复或者丢失。通常，该协议优选用于需要时效性的传输，如流文件，丢失或重复的包可以丢弃，而不需要等待延迟包。

此外，在此过程中，时间指数信息添加到传送内容中。内容数据然后被转发到广播文件存储器126以存储到文件系统，其中该文件系统用于存储以及/或者缓冲传送内容，作为为用户获取的多个电视节目的内容数据。

在一个可选的实施例中，内容数据作为HTTP流媒体直播或者HTTP动态流传送。这些流协议可根据客户端设备而定。HTTP流媒体直播是由苹果公司实施的基于HTTP的媒体流通信协议，作为其QuickTime X和iPhone软件系统的一部分。流媒体被分隔成一系列基于HTTP的下载文件。

图2所示为流控制器119是如何指引检索器114-1到114-n生成内容传送拷贝并将内容传送存储为传播文件126的内容数据的框图。每一个内容传送的拷贝均与用户账户相关联。因此，每个用户接收到与其用户账户关联的内容数据的独一无二的拷贝，此内容数据例如为用户请求的电视节目。此外，用户之后只可以访问与其用户账户相关的内容数据。

在此示例性实施例中，每一个检索器114-1到114-n在相同的处理管道中从译码器112-1到112-n中的一个中接收译码传送内容202、204、206，该对应内容数据包括传送数据和多个分辨率，如三个。在一个典型的实施例中，每一个处理管道应用于其中一个广播主体的频道中。例如，根据流控制器119的指令，索引器114-1到114-n为每个请求观看和录制对应电视节目的用户生成内容数据203a、203b、205a、205b以及207a、207b。以下描述了一个具体示例：假定检索器114-2处理广播电视节目X的频道2。如果用户3和用户n想要观看或录制电视节目X，则检索器114-2向用户3和用户n的用户账户发送电视节目X的内容数据的拷贝。

在所示的例子中，第一检索器114-1为用户1的账户208和用户3的账户214生成内容数据的拷贝203a、203b。另一检索器114-2为用户3的账户208和用户N的账户218生成内容数据的拷贝205a、205b。最后，另一检索器114-n为用户2的账户210和用户4的账户216生成内容数据的拷贝207a、207b。

在一个实施例中，即使当下没有用户请求频道，广播获取子系统101以及内容数据分布子系统113仍然获取内容传送并对其进行编码。然而，广播文件存储器126不会永久性地存储所述内容传送，或者与任何用户账户关联。相反地，广播文件126作为临时存储器使用。通常，这可通过环(或者环形缓冲器)执行，刚转到相关频道的用户可以访问该环。一旦节目结束，并且没有用户发出请求，则临时存储器中的内容被清除。

图3为描述获取和分发地面波电视内容的系统100的另一个实施例的框图，其利用天线系统102同时从多广播主体50-1到50-n中获取无线电广播内容，然后通过网络封包传送该内容，如因特网127或其他公用或私人网络。

系统100的广播获取部分包括天线系统102、放大器107(如果需要)、过滤器109(如果需要)以及如前所述的外差单元111。

然而在此实施例中，内容传送被发送到切换单元105，而切换单元105则选择性地将外差单元111中的每个频道分别连接到指定的解码器106-1到106-n。在这里，为每个用户指定一个唯一的处理管道。如果用户想要从不同的广播主体50-1到50-n中观看无线电广播内容(即换台)，则切换单元105将指定给用户的解码器与对应的外差单元111输出相连。总之，在本实施例中，由切换单元105，而非检索器114，执行每个用户的拷贝。

处理管道及内容数据分发自系统113的其他部分基本与前述操作方式相同，除了检索器114-1到114-n不会接收流控制器的指令，也不会生成拷贝。每一个检索器将每个用户请求的电视节目的内容数据存储到内容存储器126中。

虽然文中已经根据优先实施例对本发明进行了特别的说明和描述，但本领域技术人员可以做出各种形式上和细节上的改变，这均不会超出本发明的保护范围，而本发明的保护范围由权利要求所定义。

Claims (10)

1.一种向用户分发内容传送的系统，包括：

应用服务器，从用户处接收访问广播内容传送的请求；以及

内容获取子系统，通过天线系统获取广播内容传送，然后复制内容传送以针对每一用户请求生成对应的内容数据。

2.根据权利要求1所述的系统，还包括流控制器，该流控制器指示内容获取子系统根据用户请求拷贝内容数据。

3.根据权利要求1所述的系统，其中所述内容数据存储于文件存储器中，并与请求所述内容数据的用户的用户账户相关联。

4.根据权利要求3所述的系统，其中用户在文件存储器中具有所述内容数据的单独拷贝。

5.根据权利要求4所述的系统，其中用户只能够访问与其用户账户关联的内容数据的拷贝。

6.一种向用户分发内容传送的方法，该方法包括：

从用户处接收访问广播内容传送的请求；

通过天线系统获取广播内容传送；并且

复制内容传送以针对每一用户请求生成对应的内容数据。

7.根据权利要求6所述的方法，还包括响应用户请求复制内容数据。

8.根据权利要求6所述的方法，还包括为每一请求所述内容数据的用户将内容数据存储在文件存储器中。

9.根据权利要求8所述的方法，还包括限制每一用户为只能够访问文件存储器中属于他们的内容数据拷贝。

10.一种向用户分发内容传送的系统，包括：

应用服务器，接收用户访问广播内容传送的请求；

内容获取系统，通过天线系统获取广播传送内容；

切换单元，根据用户请求选择性地将获取的广播内容传送连接到解码器；以及

其中所述内容获取系统使用处理管道针对每一用户请求生成内容数据。