CN1452401A

CN1452401A - 机顶盒信号输入/输出装置及方式

Info

Publication number: CN1452401A
Application number: CN02105738A
Authority: CN
Inventors: 张健良; 杨长圣; 林彬之; 何清崎
Original assignee: WIDE-BAND MULTIMEDIA Co Ltd
Current assignee: WIDE-BAND MULTIMEDIA Co Ltd
Priority date: 2002-04-16
Filing date: 2002-04-16
Publication date: 2003-10-29

Abstract

本发明是提供一种机顶盒信号输入/输出装置及方式，该机顶盒接收于头端设备封装并扰码加密后传送过来的射频信号，首先经由调谐器转换为中频信号，并将此信号放大处理后送至解调器，解调器将所接收的中频信号转换成基频影音信号，并作QPSK四相相移键控解调；再经由解多工器进行解码、过滤权限封包及将不同的信号(如电影资料、股票信号、生活资讯、游戏资料及电子商务等)分离的工作；中央处理器会依用户经由键盘或遥控器所输入的需求，经由双向资料传输协定介面截取不同类型信号传给中央处理器作数字/模拟(D/A)转换，转换成的模拟影音信号经过电子式影音切换开关输出至荧幕。

Description

机顶盒信号输入/输出装置及方式

技术领域

本发明提供一种输入/输出装置及方式，特别是指一种机顶盒信号输入/输出装置及方式。

背景技术

按通常取得地方有线电视系统营运许可的系统业者即所谓头端设备(Head-end Equipment)负责播放各种节目，并向用户收取费；而系统业者所提供的频道皆以模拟方式传输影音信号至用户端，因此，所提供的频道数有限，形成宽频的限制，且容易在同轴电缆接线端因线路私接而蒙受损失，而所提供的锁码节目，容易遭受解码而无法落实广电分级制度；再者，随着科技的进步及民众的生活水准提高，民众对未来有线电视的需求已朝向互动性，及时性、娱乐多元性方面发展，包括可线上资讯查询与生活相关的资讯，可透过电视浏览及购买商品的电子商务功能，可下载游戏软件提供娱乐所需；

再者，有线电视产业所发展的新技术开始朝向高科技、互动式的管道发展；由于上述模拟信号传输的缺点无法切合有线电视产业未来发展的需求，因而激发本案发明人的发明动机，本发明即设计出一种全新的用户端机顶盒(Set Top Box)，在与头端设备之间，首先导入一种截然不同的数字影音信号传输方式，使用户端不但可达到扩频的目的，亦可搭配头端的系统实施节目分级机制，同时可由信号的加密锁码机制，避免线路私接的行为。

有监于此，本案发明人乃以其本身多年从事相关行业的经验与所具备的专业素养以及长时间思考、及不断努力研究开发，终使得本发明得以诞生。

发明内容

本发明的首要目的乃在于提供一种机顶盒信号输入/输出装置及方式，其是利用一种头端至用户端机顶盒之间的数字加密传输整合技术，使得本发明可克服频宽的限制，避免私接线路；与本发明机顶盒搭配的头端设备，以数仅压缩加密传输方式传送影音视讯资料，频道供应商无需更改原樯放节目系统及作业流程；本发明用户端的机顶盒可接收头端所发出的任何数字信号，包括股市即时资讯，电子商务、游戏、数字影音节目，经过解压缩及解码后供用户使用，即可达到分级付费、地址解码之功能；并可由电话网路返传资讯，达到双向资讯传输的功效。

本发明一种机顶盒信号输入/输出装置及方式，经由有线电视同轴电缆，接收于头端设备封装并扰码加密后传送过来射频信号，其特征至少包含：一调谐器，将射频信号经由调谐器转换为中频信号，并将此信号放大处理后送至解调器；一解调器，将所接收的中频信号转换成基频信号，并作QPSK四相相移键控解调；一解多工器，进行工作包括：解搅码；过滤权限封包，以识别封包是否为可接收的资料；将不同的信号分离，如电影节目、股票信号、生活资讯、电子商务、授权及分级资料及游戏软体资料分离的工作；一存储器，储存最新程序版本资料，并在每次开机时，提供给中央处理器与经由有线电视同轴电缆所收到的版本资料做比对；一双向资料传输协定介面，解多工器会将各类资料截取出来，经由双向资料传输协定介面传给中央处理器；一电子式影音切换开关，由中央处理器作数字/模拟转换，转换成的模拟影音信号经过电子式影音切换开关输出至萤幕；一影音解码器，可将一连串传送来的资料解压缩咸影音信号；一双音多频器，将信息送至电话线路，以利头端设备接收；三周边装置如遥控器、键盘、摇杆等，可透过萤幕设定播放内容；一中央处理器，发出指令，要求各类信号顺利完成动作。

使用者欲观看电影节目时，中央处理器要求解多二器将一连串传送资料中符合使用者所选择的电影节目送到影音解码器解压缩成影音信号，并经由电子式影音切换开关输出影音信号于萤幕播放。

使用者透过遥控器或键盘等输入装置于萤幕呈现的选单中选择欲购买的商品或服务，中央处理器将用户输入的信息经由双音多频器送至电话线路的头端设备。

使用者欲使用电玩游戏时，中央处理器即要求解多工器将一连串传送资料中符合使用者所选择的游戏资料经由双向资料传输协定介面送给中央处理器，且储存在存储器中供使用者使用。

其中头端数字影音编码器将其由各类影音信号源或卫星收讯盘等所接收到模拟影音信号数字化，并压缩编码后序列输出数字资料流至数值影音资料多工器。

其中可利用频道播放伺服器控制光盘读取机将播放的数字影片资料输出至数字影音资料多工器。

其中数字影音资料多工器将所收到的数字资料封装并扰码加密，然后将此数字资料流经由有线电视同轴电缆以中频44MHz输出至升频器，再经由升频器所设定的47MHz至860MHz任意射频频道透过有线电视同轴电缆送至用户端的机顶盒。

机顶盒内的解多工器将节目授权及分级资料撷取出来，经由双向资料传输协定介面传给中央处理器，供其与存储器中存有的用户授权及分级资料做比对，经授权的节目即可传送至萤幕等显示设备供用户观赏。

其中对于可收视的影音节目会因分级的不同，要求使用者由键盘或遥控器输入自己事先设定的密码才能收视该节目。

其中授权资料可视使用者的需求随时于用户端经由PSTN公共交换电话网路向头端要求更新。

附图说明

为使审查员方便简捷了解本发明的其他特效内容与优点及其所达成的功效能够更为显现，兹将本发明配合附图，详细说明如下，其中：

图1是宽频数字广播系统头端与终端架构图；

图2是影音信号锁码流程图；

图3是机顶盒内部结构及信号流程图。

具体实施方式

机顶盒信号输入/输出装置及方式，请参阅图1本发明的机顶盒需配合宽频数字广播系统头端与用户端架构图说明，其有线电视系统业者的头端由一地址控制伺服器A、一频道播放伺服器B、一双音多频伺服器C、一数字影音编码器D、一数字影音资料多工器E、一升频器F，一光盘读取机G组成，其伺服器的功能如下：

1.地址控制伺服器A：内含数字资料播放卡A1，可发送股票、电子商务与地址锁码资料；且包含客户资料库A2存放客户权限及计费资料；

2.频道播放伺服器B：内含数据边带卡(Side Band Card)B1与光盘读取机G及数字影音资料多工器E相接，可发送节目资讯；

3.双音多频(DTMF，Dual Tone Multi Frequency)伺服器C：内含DTMF语音卡C1，可处理客户端经由PSTN(Public Switched telephoneNetwork)公共交换电话网路N上传的资料，以负责帐务系统管理；

请参阅图1及图2本发明的头端至用户端的影音信号锁码流程图，首先数字影音编码器D将其由各类影音信号源H或卫星收讯盘I等所接收到模拟影音信号数字化，并压缩编码后序列输出数字资料流至数字影音资料多上器E；或亦可利用频道播放伺服器B控制光盘读取机G将播放的数字影片资料输出至数字影音资料多工器E；

数字影音资料多工器E将所收到的数字资料封装并扰码加密，然后将此数字资料流经由有线电视同轴电缆J以中频(44MHz)输出至升频器F，再经由升频器F所设定的47NHz至860MHz任意射频频道透过有线电视同轴电缆J送至用户端的机顶盒K。用户端机顶盒K将所收到的数字信号解码后，还原成模拟影音信号输出至电视机L供用户收视；由于一个6MHz的模拟频道可容纳五个数字节目频道，头端经由上述资料压缩流程可使送达用户端的频道增加，即可达成扩频的且的；

请参阅图1，由于每一台机顶盒于存储器中存有一个唯一的机号(地址)，本发明头端的地址控制伺服器A可经由乙大网路M接收客户经由PSTN公共交换电话网路N上传的资料，此资料包括客户的权限及分级信息，该资料储存于客户资料库A2中，并经由数字资料拨放卡A1及44MHz的主频道发送此客户资料的地址资讯及权限，然后经由升频器F所设定的47NHz至860MHz任意频道发送至用户端的机顶盒K。机顶盒K收到此位置权限资讯并与其内部快闪存储器内储存资料对照是否吻合，以判断用户具何种接收权限而决定是否接收，如此可达到分级地址锁码的目的；因客户资料储存于头端地址控制伺服器A内，客户资料一旦删除后，其相对的机顶盒K就无法接收，故完全不能破解，如此，可避免线路遭受非用户的任意私接；

请参阅图3，同时配合图1，本发明的机顶盒K至少包括一调谐器(Tuner)O、一解调器(Demodulator)P、一解多工器(Demultiplexer)Q、一中央处理器(CPU)R，一存储器S、一双向资料传输协定(BDP)介面T、一电子式影音切换开关(A/V switch)U、三周边装置如遥控器V、键盘W、摇杆X、一影音解码器(DVD，VCD Decoder)Y及一双音多频器Z。其资料处理流程如下：机顶盒K经由有线电视同轴电缆J接收由头端广播(broadcast)出来的射频信号RF资讯流，此射频信号RF经由调谐器O转换为中频信号，并将此信号放大处理后送至解调器P，解调器P将所接收的中频信号转换成基频信号，并作四相相移键控(QPSK，QuadraturePhase Shift Keying)解调；再经由解多工器Q进行下列工作：

1.解搅码(Descramling)；

2.过滤权限封包，以识别封包是否为可接收的资料；

3.将不同的信号分离，如电影资料、股票信号及生活资讯等；

兹就本发明的机顶盒K各项功能说明其后续处理流程如下：

一、地址解码：所谓地址锁码是指对所播出的节目、频道作地址锁码功能，落实电视分级制度，保障各年龄层“看”的品质，有关本发明的机顶盒K应用于地址锁码设计原理，是当节目资料源于头端压缩、加密、打包成为有线电视同轴电缆J传输的资料流送出，机顶盒K内的解多工器会将节目授权及分级资料截取出来，经由双向资料传输协定介面T传给中央处理器R，供其与存储器S中存有的用户授权及分级资料做比对，经授权的节目即可传送至萤幕L等显示设备供用户观赏，未授权(未付收视费用)的节目将无法进入观看，并且对于可收视的影音节目会因分级的不同，要求使用者由键盘W或遥控器V输入自己事先设定的密码才能收视该节目。此授权资料可视用户的需求随时于用户端经由PSTN公共交换电话网路N向头端要求更新；

二、生活资讯：本功能主要是提供数字广播功能，地区性商家可由此提供最新、最有效的生活资讯给消费者；使用者使用遥控器V于萤幕L开机时透过选单选择“生活资讯”选项，即可阅读已分类的各种生活资讯，如房地产、求职求才等；上述功能是机顶盒K的中央处理器R于收到使用者透过遥控器V或键盘W等输入装置要求观看生活资讯的命令后，会要求解多工器Q将生活资讯资料从一连串接收的资料中截取出来，经由双向资料传输协定介面T送至中央处理器R，再由中央处理器R作数字/模拟(D/A)转换，转换成的模拟影音信号经过电子式影音切换开关U输出至萤幕I；

三、即时线上股票系统：本功能主要是提供与证交所同步的第一手资讯，同时可让使用者自行设定“大盘分析”，“产业消息”、“自选股”等重要资讯；使用者使用遥控器V或键盘W等输入装置透过萤幕L开机时呈现的选翠选择“股票资讯”选项观赏即时股票资讯。上述功能是机顶盒K的中央处理器R于收到使用者透过遥控器V或键盘W等输入装置要求观看股票资讯的命令后，即要求解多工器Q将股票资讯资料从一连串接收的资料中截取出来，经由双向资料传输协定介面T传送且储存于存储器S中，再由中央处理器R作数字/模拟(D/A)转换，转换成的模拟影音信号经过电子式影音切换开关U输出的萤幕L；

四、计次收费节目：本功能主要是建立“使用者付费”的观念，本功能的付费机制是用户由双音多频器(DTMF，Dual Tone Multi Frequency)Z回拨系统，将计次或计月的消费资料透过电话线传给头端的客服系统，用户即可选择性的收看本系统所提供的“选择付费”(NVOD，Near Video OnDemand)节目；当用户使用遥控器V或键盘W等输入装置选择萤幕L节目选单“付费频道”项目中欲观赏的电影节目时，含电影节目影音资料的射频信号经QFSK调解后，中央处理器R要求解多工器Q将一连串传送资料中符合使用者所选择的电影节目送到影音解码器Y解压缩成影音信号，并经由电子式影音切换开关U输出影音信号于萤幕L播放；

五、游戏软件下载：本功能主要是提供家庭电视游乐器娱乐所需，其计次或计月的计费方式与计次收费节目相同；当用户使用遥控器V或键盘W等输入装置选择游戏资料选单中的某项游戏时，中央处理器R即要求解多工器Q将一连串传送资料中符合使用者所选择的游戏资料经由双向资料传输协定介面T送给中央处理器R，且储存在存储器S中供用户使用，并将游戏影音画面经过电子式影音切换开关U显现在萤幕L上供用户透过摇杆X操纵；

六、电子商务运用：本功能主要是结合用户当地宅配物流、银行、卖场商务运作，用户透过遥控器V或键盘W等输入装置于萤幕L呈现的选单中选择欲购买的商品或服务，中央处理器R将使用者输入的信息经由双音多频器Z送至电话线路，头端设备收到使用者的需求后再转送至各个服务厂商，金流部份则经由使用者购买的储值卡作扣款动作来完成交易；

本发明的机顶盒于存储器S中储存最新程序版本资料，并在每次开机时，提供给中央处理器R与经由有线电视同轴电缆J所收到的版本资料做比对，并同时下传最新固件以升级至最新版本。

本发明的具体效果

1.用户端的机顶盒可接收头端所发出的任何数字信号，包括股市即时资讯、电子商务、游戏、数字影音节目，并可由电话网路返传资讯，如线上股票下单，更改权限密码等；并可经由有线电视同轴电缆线下传固件升级，省去固件版本更改需回收机器的麻烦。

2.对于系统业者而言，本发明可与台湾所有系统业者的设备完全相容，对业者而言，在充分运用原有的设备及线路下，可使原频道数扩充五倍以上，增加频道上架费用的收入，提高附加价值。

3.对频道供应商而言，透过本发明的头端设备，以数字加密传输方式传送影音视讯资料，频道供应商无需更改原播放节目系统及作业流程，即可达到分级付费、地址解码的功能。

4.资料及影音数字化并加密传输，大幅降低破解机率，有效杜绝线路私接的情况产生，保障业者权益。

综上所述，本发明于市面上及国内外相关资料中，从未发现有雷同者，故依法申请专利。

Claims

1、一种机顶盒信号输入/输出装置及方式，经由有线电视同轴电缆，接收于头端设备封装并扰码加密后传送过来射频信号，其特征至少包含：

一调谐器，将射频信号经由调谐器转换为中频信号，并将此信号放大处理后送至解调器；

一解调器，将所接收的中频信号转换成基频信号，并作QPSK四相相移键控解调；

一解多工器，进行工作包括：

解搅码；

过滤权限封包，以识别封包是否为可接收的资料；

将不同的信号分离，如电影节目、股票信号、生活资讯、电子商务、授权及分级资料及游戏软体资料分离的工作；

一存储器，储存最新程序版本资料，并在每次开机时，提供给中央处理器与经由有线电视同轴电缆所收到的版本资料做比对；

一双向资料传输协定介面，解多工器会将各类资料截取出来，经由双向资料传输协定介面传给中央处理器；

一电子式影音切换开关，由中央处理器作数字/模拟转换，转换成的模拟影音信号经过电子式影音切换开关输出至萤幕；

一影音解码器，可将一连串传送来的资料解压缩咸影音信号；

一双音多频器，将信息送至电话线路，以利头端设备接收；

三周边装置如遥控器、键盘、摇杆等，可透过萤幕设定播放内容；

一中央处理器，发出指令，要求各类信号顺利完成动作。

2、如权利要求1所述的机顶盒信号输入/输出装置及方式，其特征在于，使用者欲观看电影节目时，中央处理器要求解多二器将一连串传送资料中符合使用者所选择的电影节目送到影音解码器解压缩成影音信号，并经由电子式影音切换开关输出影音信号于萤幕播放。

3、如权利要求1所述的机顶盒信号输入/输出装置及方式，其特征在于，使用者透过遥控器或键盘等输入装置于萤幕呈现的选单中选择欲购买的商品或服务，中央处理器将用户输入的信息经由双音多频器送至电话线路的头端设备。

4、如权利要求1所述的机顶盒信号输入/输出装置及方式，其特征在于，使用者欲使用电玩游戏时，中央处理器即要求解多工器将一连串传送资料中符合使用者所选择的游戏资料经由双向资料传输协定介面送给中央处理器，且储存在存储器中供使用者使用。

5、如权利要求1所述的机顶盒信号输入/输出装置及方式，其特征在于，其中头端数字影音编码器将其由各类影音信号源或卫星收讯盘等所接收到模拟影音信号数字化，并压缩编码后序列输出数字资料流至数值影音资料多工器。

6、如权利要求5所述的机顶盒信号输入/输出装置及方式，其特征在于，其中可利用频道播放伺服器控制光盘读取机将播放的数字影片资料输出至数字影音资料多工器。

7、如权利要求5所述的机顶盒信号输入/输出装置及方式，其特征在于，其中数字影音资料多工器将所收到的数字资料封装并扰码加密，然后将此数字资料流经由有线电视同轴电缆以中频44MHz输出至升频器，再经由升频器所设定的47MHz至860MHz任意射频频道透过有线电视同轴电缆送至用户端的机顶盒。

8、如权利要求1所述的机顶盒信号输入/输出装置及方式，其特征在于，机顶盒内的解多工器将节目授权及分级资料撷取出来，经由双向资料传输协定介面传给中央处理器，供其与存储器中存有的用户授权及分级资料做比对，经授权的节目即可传送至萤幕等显示设备供用户观赏。

9、如权利要求8所述的机顶盒信号输入/输出装置及方式，其特征在于，其中对于可收视的影音节目会因分级的不同，要求使用者由键盘或遥控器输入自己事先设定的密码才能收视该节目。

10、如权利要求8所述的机顶盒信号输入/输出装置及方式，其特征在于，其中授权资料可视使用者的需求随时于用户端经由PSTN公共交换电话网路向头端要求更新。