CN100536536C - 视频处理***、机顶盒及处理音/视频信息的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种视频处理***，该***可接受多个视频输入并且分别对这些视频输入进行处理使其符合多个视频接收设备的音/视频格式要求。该视频处理***可应用于机顶盒、个人摄录机、视频播放器、电视机或视频设备中。机顶盒中该视频处理***容许多个用户分别以符合其接收设备所要求的音/视频格式接收视频节目和电视广播。该视频处理***容许用户定义接收设备的音/视频格式。或者，该视频处理***询问接收设备从而获知其所要求的音/视频格式。该视频处理***通过无线或有线方式向多个音频设备提供基于用户的输入对多个音/视频源进行格式转换后的多个音/视频输出。所述处理涉及将模拟或数字输入信号转换并产生所需的模拟和数字输出视频格式。

Description

视频处理***、机顶盒及处理音/视频信息的方法
技术领域
本发明涉及视频***，更具体地说，涉及一种按照专用标准和行业标准产生视频输出的视频处理***。
背景技术
视频***有很广的使用范围。视频***包括视频显示器和相应的音频***。典型的视频***包括模拟和数字电视机、计算机、便携式电视机、移动电话、PDA(个人数字助理)、投影仪、PSP(移动播放站)、数字钟表。这些视频***使用许多不同行业标准的视频及音频格式，如：NTSC、PAL、VGA、QVGA、HDTV。有些视频***使用独特的、专有的视频格式，如PDA视频***的屏幕分辨率、刷新频率、帧速率、编码及压缩比都与上述行业标准所要求的不同。
上述***的视频源包括：线缆和卫星机顶盒、DVD播放机、PVR(个人视频摄录机)，、计算机、无线广播电视等，这些视频源提供大量的直播或预先录制的节目，这些节目可以通过视频***提供给观众。
处于不同环境中的各种人都使用视频***，如办公室、学校(教育机构)或家庭。在学校，典型视频***环境可能包括不同的学生有其自己的视频***并希望按他们方便的形式展示自己的节目。同样，典型的家庭视频环境也包括多个不同的家庭成员，希望在他们方便的时间和地点利用所选择的视频源按其不同的愿望选择不同的节目。
通过将这些***与本发明进行比较，现有和传统方案的局限性和不利因素对于本领域的普通技术人员来说是显而易见。
发明内容
本发明的设备及其操作方法将在后面的附图说明、具体实施方式及权利要求中进行进一步描述和说明。
依照本发明，提供一种视频处理***(VPS)，其可接收具有某些视频特征的视频输入信号，并产生多个视频输出信号，该多个视频输出信号具有适于多个视频设备中每一个装置的视频特征。该VPS包括用于接收视频输入信号的视频输入电路、用于接收有关连接于该视频处理***的多个视频设备的视频格式信息的接口控制电路。进一步地，该VPS还包括用于基于所述视频格式信息对视频输入信号进行编码转换以产生多个视频输出信号的视频编码转换电路，其中，每个视频输出信号具有各自的视频格式并对应于多个视频设备中的至少一个相应的视频设备；以及用于将多个视频输出信号输出耦合给多个视频设备的视频输出电路。该VPS的音频部分包括用于接收与视频输入信号相对应的音频输入信号的音频输入电路，用于基于与多个视频设备有关的音频格式信息对音频输入信号进行编码转换并产生多个音频输出信号的音频编码转换电路，其中每个音频输出信号具有各自的音频格式并对应于多个视频设备中的至少一个相应的视频设备；以及用于将多个音频输出信号输出耦合到多个视频设备的音频输出电路。该VPS的接口控制电路可以询问在其作用范围内的所有视频设备以获得该视频设备的视频格式信息。
所述视频格式信息包括屏幕分辨率信息和屏幕刷新率信息。该VPS的输出视频格式为下述中的一种：QVGA(Quadrature视频图像阵列)、HDTV(高清电视)、3D(3维)标准、模拟标准或任意其它的特定视频格式。该视频处理***也将具有输入视频特征的输出传送到外接的存储装置。
依照本发明，提供一种机顶盒，其能够基于视频输入信号，对视频信号进行编码转换，产生多个视频输出信号。该STB包括用于接收源信号的视频输入电路；用于处理源信号以产生具有输入视频格式的视频输入信号的视频调谐器；用于接收与该机顶盒相连的多个视频设备有关的视频格式信息的接口控制电路；用于基于所述视频格式信息对视频输入信号进行编码转换以产生多个视频输出信号的视频编码转换电路，其中每个视频输出信号具有各自的视频格式并对应于多个视频设备中的至少一个相应的视频设备；以及用于将多个视频输出信号输出耦合到多个视频设备的视频输出电路。
根据本发明的一方面，提供一种视频处理***，用于接收带有输入视频特征的视频输入信号并产生多个视频输出信号，该视频处理***包括：
视频输入电路，用于接收视频输入信号；
接口控制电路，用于接收视频格式信息，该视频格式信息是有关与所述视频处理***通讯相连的多个视频设备所要求的视频格式的信息；
视频编码转换电路，用于基于所述视频格式信息将视频输入信号进行编码转换并产生多个视频输出信号，其中每个视频输出信号具有各自的视频格式，并对应于所述多个视频设备中的至少一个相应的视频设备；以及
视频输出电路，用于将所述多个视频输出信号输出耦合给所述多个视频设备；
其中，所述视频格式信息包括屏幕分辨率信息、帧速率信息、屏幕刷新率信息、压缩比信息、数字版权信息和/或加密方案信息。
作为优选，所述视频处理***进一步包括：
音频输入电路，用于接收与所述视频输入信号相对应的音频输入信号；
音频编码转换电路，用于基于所述多个视频设备所要求的音频格式的信息对音频输入信号进行编码转换并产生多个音频输出信号，其中每个音频输出信号具有各自的音频格式，并对应于所述多个视频设备中的至少一个相应的视频设备；以及
音频输出电路，用于将所述多个音频输出信号输出耦合给所述多个视频设备；
其中，所述音频格式的信息包括：单声道、立体声或环绕立体声其中一种的说明，及压缩比信息、数字版权信息和/或加密方案信息。
作为优选，所述视频输出电路包括数字线缆接口、模拟线缆接口、数字无线接口和模拟无线接口中的至少一种接口。
作为优选，所述视频输出电路进一步用于将带有输入视频特征的视频输入信号传送给其它视频设备。
作为优选，所述其它视频设备是视频存储设备。
作为优选，所述接口控制电路还可询问在其作用范围内的所有视频设备以获得有关该视频设备的视频格式信息。
作为优选，所述视频编码转换电路丢弃一些视频输入信号以产生分辨率低于视频输入信号的视频输出信号。
作为优选，所述视频编码转换电路***一些视频输入信号以产生分辨率高于视频输入信号的视频输出信号。
作为优选，至少有一个视频输出信号符合QVGA(Quadrature VideoGraphics Array)标准。
作为优选，所述视频输入信号特性符合三维电视标准。
作为优选，所述视频输入信号特性符合至少一种版本的高清电视标准。
作为优选：
视频输入信号包括数字视频信号；且
视频输出信号中至少包括一个数字视频信号。
作为优选：
视频输入信号包括数字视频信号；且
视频输出信号中包括至少一个模拟视频信号。
作为优选，所述视频编码转换电路包含在至少两个不同的视频设备中，至少一个视频源装置，和一视频处理装置。
作为优选，所述视频输出信号包括多个节目频道。
根据本发明的另一方面，提供一种机顶盒，用于将视频信号转换为基于视频输入信号的多个视频输出信号，其特征在于，所述机顶盒包括：
视频输入电路，用于接收源信号；
视频调谐器，用于处理源信号，产生带有输入视频格式的视频输入信号；
接口控制电路，用于接收视频格式信息，该视频格式信息是有关与所述机顶盒通讯相连的多个视频设备所要求的视频格式的信息；
视频编码转换电路，用于基于所述视频格式信息将视频输入信号进行编码转换并产生多个视频输出信号，其中每个视频输出信号具有各自的视频格式，并对应于所述多个视频设备中的至少一个相应的视频设备；以及
视频输出电路，用于将所述多个视频输出信号输出耦合给所述多个视频设备；
其中，所述视频格式信息包括屏幕分辨率信息、帧速率信息、屏幕刷新率信息、压缩比信息、数字版权信息和/或加密方案信息。
作为优选，所输机顶盒进一步包括：
音频调谐器，用于接收与所述视频输入信号相对应的音频输入信号；
音频编码转换电路，用于基于所述多个视频设备所要求的音频格式的信息将音频输入信号转换并产生多个音频输出信号，其中每个音频输出信号具有各自的音频格式，并对应于所述多个视频设备中的至少一个相应的视频设备；以及
音频输出电路，用于将所述多个音频输出信号输出耦合给所述多个视频设备；
其中，所述音频格式的信息包括：单声道、立体声或环绕立体声其中一种的说明，及压缩比信息、数字版权信息和/或加密方案信息。
作为优选，所述视频输出电路包括数字线缆接口、模拟线缆接口、数字无线接口和模拟无线接口中的至少一种接口。
作为优选，所述机顶盒还包括用于存储视频输入信号的存储接口。
作为优选：
视频输入信号包括数字视频信号；且
视频输出信号中至少包括一个数字视频信号。
作为优选：
视频输入信号包括数字视频信号；且
视频输出信号中包括至少一个模拟视频信号。
根据本发明的另一方面，提供一种处理音/视频信息的方法，其特征在于，包括如下步骤：
接收音/视频信号；
将音/视频信号分离为音频信号和视频信号；
接收多个接收显示***所要求的视频格式和音频格式的信息；
基于多个接收显示***各自所要求的视频格式转换视频信号以产生多个经过转换的视频信号，其中每个经过转换的视频信号具有各自的视频格式，并对应于所述多个接收显示***中的至少一个相应的接收显示***；
基于多个接收显示***各自所要求的音频格式转换音频信号以产生多个经过转换的音频信号，其中每个经过转换的音频信号具有各自的音频格式，并对应于所述多个接收显示***中的至少一个相应的接收显示***；以及
传送已转换的音/视频信号到对应的接收显示***；
其中，所述视频格式信息包括屏幕分辨率信息、帧速率信息、屏幕刷新率信息、压缩比信息、数字版权信息和/或加密方案信息；所述音频格式的信息包括：单声道、立体声或环绕立体声其中一种的说明，及压缩比信息、数字版权信息和/或加密方案信息。
作为优选，
转换视频信号以产生经过转换的视频信号包括将视频信号转换为适于用户定义的屏幕分辨率、用户定义的刷新率及帧速率；以及
转换音频信号以产生经过转换的音频输出信号包括将音频信号转换为用户定义的单声道、立体声或环绕立体声信号。
作为优选，传送已转换的音/视频信号到接收显示***包括通过无线方式将已转换的音/视频信号传送到接收***
通过以下的描述和附图，可以更深入地理解本发明的各种优点、及其实施例的细节。
附图说明
下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：
图1是根据本发明实施例的视频处理***(VPS)的框图，其中，所述VPS嵌入在视频处理或/和视频显示***中；
图2是根据本发明实施例的视频处理***(VPS)的框图，其中，视频处理操作在一个以上的视频处理或/和视频显示***中完成；
图3所示为视频处理***(VPS)的视频处理部分的功能细节框图；
图4所示为视频处理***(VPS)的音频处理部分的功能细节框图；
图5所示为包含有视频处理***(VPS)的机顶盒(STB)的视频处理部分的电路框图；
图6所示为包含有视频处理***(VPS)的机顶盒(STB)的音频处理部分的电路框图；
图7是根据本发明的视频处理***(VPS)接收音/视频内容、并基于接收显示***的特定格式分别对音频和视频内容进行编码转换的方法的流程图。
图8所示为以按次付费的方式下载预先录制的音/视频节目的方法的流程图。
具体实施方式
本发明涉及视频***，以下描述涉及本发明在视频***中的应用。尽管下面的描述具体涉及本发明在家用视频***中的应用，但是显而易见地，本发明也可以应用于其它类型的视频***及单独应用于音频***，其原理是相同的。
图1所示为一个示例性的视频网络105，其具有根据本发明的视频处理功能。更具体地说，在视频网络105中，多个视频源中的每个视频源同时传送视频节目到多个具有不同的音频和视频信号格式要求的视频***。多个视频源包括视频播放器129、STB(机顶盒)113、远程源115、电视机121、个人电脑123和PVR(个人视频摄录机)131。所述多个视频***，即，PDA(个人数字助理)117、蜂窝电话119、便携式TV125、腕表127、个人电脑123、电视机121以及其它独特的(unique)视频***133，都具有显示屏和喇叭。由于既可以提供源视频又可以显示源视频，电视机121和个人电脑123既是视频源又是视频***。
独特的(unique)视频***133代表具有独特的(unique)视频格式的其它类型的视频***。例如，独特的(unique)视频***133可能是数字视频放映机、个人视频设备或便携式游戏机。远程源115代表多种类型的远程视频源，如基于因特网的视频服务器、线缆及卫星服务提供商、电视台等，其通常位于远离主要观看场所(如家中)的地方。
为了支持将视/音频节目同时传送到多个视频***117、119、121、123、125、127和133，每个视频源113、115、121、123、129和131都配置有VPS(视频处理***)。具体地，VPS 143、145、135、137、141和139分别整合在上述视频源之中。每个VPS由一个或多个音/视频格式的节目中产生多种视频和音频格式。典型地，每个VPS将读取第一格式的视频节目，并且，利用所述第一格式，创建至少一个版本的第二格式的视频节目。上述创建过程是实时进行的，亦可以是在后台处理中进行。每个VPS传送多种格式的视频节目到多个显示节目的视频***。
VPS 143、145、135、137、141和139也传送所需的多种格式的其它视频节目到视频***117、119、121、123、125、127和133。例如，PDA 17和电视机121可能都联系STB 113以选择单一格式的第一广播电视频道，该频道是通过屋顶天线111、卫星碟形天线109或有线设施从远程源115接收来的。同时，便携式TV 125可能通过相同的路径请求第二个电视频道。作为响应，VPS 143并行地进行：a)以其原有格式将第一频道的视频信号传送到电视机121；b)将第一频道的视频信号转换为适合于PDA 117的第二格式并传送到PDA 117；c)将第二频道的视频信号转换成适合于便携式TV 125的第三种格式并传送到便携式TV 125。
在另一种示例性的操作方式中，PVR 131可以使用其它任意视频源的VPS，而不使用自己的VPS，即VPS 139。例如，PVR 131传送其存储的视频到STB 113。一旦接收到该视频信号，STB 113使用VPS 143产生想要观看该视频内容的多个视频***所需要的或请求的几种格式。当然，PVR 131也可以整合到STB 113中并共享一个VPS。同样地，当有需要或视频源内没有配置VPS时，电视机121、视频播放器129和个人电脑123也可以使用STB 113的VPS。更普遍地，虽然视频源自己有VPS可用，但当被用户选择或配置时，或当视频源无VPS而需要的时候，任何视频源都可以使用其它任一视频源的VPS。
通讯路径107支持图1中的各种设备之间的所有通讯交换。如，远程源115通过通讯路径107发送至少一个格式的广播电视频道。当远程源115包括线缆服务提供商时，通讯路径107包括一个将远程源115连接到任一个或所有其它视频源(例如113、121、123、129和131)的同轴电缆设施。同样地，为支持光纤、卫星或屋顶天线广播电视，通讯路径107也包括图中所示任意两个设备之间的有线和无线、短距和长距的链路和网络，以及其中的任意组合。
虽然VPS 135、137、139、141、143和145中的每一个经过电路和编程操作可以是全功能的，但全部VPS功能也可以分布在二个或多个组件135、137、139、141和143中。同样，VPS 135、137、139、141、143和145中的一些或全部可能仅能处理较少种类的视频格式，并产生一组有限的输出视频格式。如果处于这种情况下，当输入视频格式或所需的输出格式得不到支持时，该输入视频将被转送到其它VPS 135、137、139、141、143和145中进行处理。例如，视频播放器129的VPS 141可以从数字视频光碟(DVD)接收NTSC格式的视频，其带有杜比5.1环绕立体声格式的音频。VPS 141将接收到的信号转换为QVGA视频格式和MEPG-1音频格式。虽然当以无线传输方式将这些音频和视频行业标准格式传送到PDA 117进行重放时，这些格式可能会被认可，但是，一些视频***如移动电话119也可能要求专有格式。在这种情况下，视频播放器129在最终将该视频传送到移动电话119以供消费之前，先传送QVGA和MPEG-1格式到其它配置来处理这种专有格式的VPS。同样地，音频和视频可以采用不同的格式路径到达视频***。视频可从第一视频源传输到第二进行第一阶段的转换，然后在将视频最终传输到需消费该视频的视频***之前，传输到第二视频源进行最后的转换。与此同时，音频可在第一视频源进行转换并直接传送到消费视频***中。作为直接传输的一种替代，转换后的音频可以与视频一起通过第二视频源中继到消费视频***。
虽然图中没有示出，分离的VPS设备可以为网络105提供专用和集中的VPS支持。也就是说，VPS 135、137、139、141和143既可以与视频***的其它功能电路一起集成在视频***中，又可以独立地置于视频***的输入电路之前。这样的设备可包括专用的电脑服务器，该服务器可配置在视频***附近，也可以远程配置，例如，在因特网上。
视频***117、119、121、123、125、127和133中的一些可能不具备任何VPS功能，但可接收经STB 113的VPS 143处理过的、适合各视频***的视频。同样，视频源131和129可能不具备任何VPS功能，但可以发送标准的视频节目到STB 113的VPS 143中。总之，视频处理本身可以只在STB 113的VPS 143中进行，处理后的视频和音频格式被传送到视频***113、117、119、121、123、125、127和133。另一种可能是，视频处理在视频源115中由VPS 145溯流进行，并以消费视频***所要求或选定的格式传送STB 113。
对于既是视频源又是视频***的设备，例如，电视机121和个人电脑123，接收符合格式或不符合格式的音频和视频以在屏幕和喇叭上播放。如果视频不符合格式，内置的VPS将创建符合格式的文件。另外，这些设备的VPS也可为其它视频***提供服务，在需要时为其它消费视频***创建合适的视频和音频格式。
在一个实施例中，在将当前音频和视频格式编码转换为消费该视频(如：显示在屏幕上)和音频(如：在一个或多个喇叭上重放)的视频***117、119、121、123、125、127和133中的一个特定***所要求或所选定的格式之前，VPS135、137、139、141和143所执行的处理包括对视频和音频进行任何必要的解密、解压和数字版权处理(digital rights processing)。在通过通讯路径107中的有线或无线通讯链路将编码转换后的音频和视频传送到一个或多个消费视频***之前，VPS对其进行任何必要的加密、压缩和数字版权处理。由任何一个VPS所接收的音频和/或视频信号也可以不经过任何处理就直接传送给任何一个消费视频***或其它视频源。
VPS 135、137、139、141和143中的任一个能同时支持两个或更多的使用相同或不同的视频输入的视频源***117、119、121、123、125、127、129和133。例如，VPS 139可能同时：a)恢复第一格式(如，第一音频格式和第一视频格式)的第一和第二视频节目；b)转换第一视频节目到第二及第三格式；c)转换第二视频节目到第四格式；d)传送第一格式到电视机121；e)传送第二格式到移动电话119；f)传送第三格式到PDA 117；g)传送第四格式到便携电视125和腕表127。
VPS 135、137、139、141和143从视频***117、119、121、123、125、127、131和133中的每一个接收音频和视频格式信息。这些信息包括所有被支持的格式或观看者/聆听者的首选或当前要求的格式。VPS 135、137、139、141和143之间互相交换有关自己所具有的转换能力的信息。每一个VPS还与视频***117、119、121、123、125、127、131和133交换有关自己或其它VPS所具有的转换能力的信息。通过共享这些格式消费能力/需求和格式转换能力，可自动选定一个或多个适当的VPS并开始传送。当然，观看者/聆听者也可以以手动方式选择音/视频节目，随后选择一个或多个VPS在选定的格式下处理和传送音频和视频。这样的手动操作可以在每次节目选定后进行，或者作为设置程序(setup procedure)的一部分。这样的手动操作通常由观看者/聆听者通过视频***的用户界面来完成，来自特定的源的一个或将来的节目将发送到该视频***上。这样的手动操作也可以通过图中所示的任一设备(any of the illustrated elements)的用户界面实现。例如，要设置(set up)移动电话119，可以使用移动电话119、个人电脑123或STB 113上的用户界面。
视频格式信息包括屏幕分辨率、帧和刷新速率信息的说明、可能还有压缩，数字版权要求和加密方法。音频格式说明可包括单声道、立体声或环绕立体声其中一种的说明，也可能包括特定的压缩、数字版权和加密方案。这些格式可以由行业标准或专门标准定义。
在VPS 143接收到的信号中，包括模拟NTSC电视信号、模拟PAL电视信号、下载的MEPG文件、HDTV广播信号或者任何其它标准的数字广播信号。在需要的信号分辨率比输入数字信号的分辨率低时，VPS 143丢弃一些视频输入信号产生较低分辨率的输出信号。或者，如果VPS 143的一个输出端需要输出较高分辨率的信号，VPS 143***视频输入信号以产生较高分辨率的信号。VPS 143的视频输出信号格式包括模拟NTSC电视信号、模拟PAL电视信号、QVGA、HDTV(高清电视)和三维视频标准。不管视频输入信号的格式如何，VPS 143也输出用户定义的任何其它的视频格式，这些视频格式由屏幕分辨率、帧速率及刷新频率定义。VPS 143按如下方式处理任何模拟格式的输入信号：先是将其转换为数字视频信号，然后将其编码转换为所需的格式。
例如，视频源115可能是基于互联网的供应商或基于线缆/卫星的信号提供商。对于基于互联网的供应商，在以即时付费(pay-per-view)的方式观看视频节目或直接购买视频节目时，会要求进行验证。这些视频节目可以是电影、体育节目、基于线缆的教育节目，或电视广播节目。
STB 113的VPS 143接收到的视频信号可能是带有单声道或立体声音频内容的模拟视频信号，或可能是具有HDTV格式及环绕立体声音频格式的数字音/视频信号。每一个接收设备117、119、121、123、125、127、131和133各自都具有独特的音频和视频格式。当STB 113将接收到的视频信号进行编码转换后，接收设备如HDTV 121从STB113接收视频信号。例如，视频***如便携式电视125、带有视频功能的腕表127、带有视频功能的移动电话119、带有视频功能的PDA 117或PSP 113可能具有QVGA显示***。QVGA视频格式的屏幕分辨率是320X240，其帧速率为30fps(帧/秒)，并带有立体声音频输出。VPS 143多个输出中的某些可通过无线方式提供特定的、与视频***125、127、119和117分别相配的音频和视频输出，不消耗任何带宽。视频***125、127、119和117可能不再需要对从VPS 143接收到的视频信号进行编码转换。
在本发明的一个实施例中，VPS 135、137、139、141和143可选择地接收多个视频节目或电视频道，并对其进行处理以产生多个输出通道。STB 113中的VPS 143有寻址(address)多个输入、提供多个输出(每个输出都带有独特的音/视频格式)、并以无线方式在作用范围内(例如家庭或办公室)以任一种输入-输出通道组合、以用户设定的任一种音/视频输出格式发送该多个音/视频输出的能力。VPS 143的这种能力允许多个用户在屋子里内的任意处、使用视频***117、119、121、123、125、127或133中的任一个来享受自己渴望的视频节目。在这种情况下，STB 113有多个远程控制器(未示出)，以对其输入-输出通道组合及其音/视频输出格式进行设置。
例如，利用VPS 143，使得几个家庭成员能够在家中任何地方、在各自方便的时候观看他们自己喜爱的节目。用户可以使用多个远程控制器中的一个来控制STB 113，获得任何输入-输出的组合和分别与视频设备117、119、121、123、125、127或133相配的输出格式。例如，一个用户可能希望使用STB 113的输入通道1接收来自互联网供应商的视频节目并设置输出通道2用所希望的音/视频格式以无线广播的形式将节目送到其作用范围，在后院用带有视频功能的PDA 117观看节目。另一用户可能希望在厨房用电视机121观看喜爱的电视节目，使用STB 113的输入通道4，设置STB 113用输出通道1无线地传送模拟视频信号到电视机121。在这些情况下，无线适配器(图1中未示出)必须附加到接收设备的音/视频输入插头上以接收由STB 113无线传送的音/视频信号，并且接收设备也必须位于STB 113的作用范围内。每个用户可以在任何时间，或者用远端控制器或者用STB 113自身的控制器，改变STB 113的任何一个输入通道的源。
图2是根据本发明实施例的视频处理***(VPS)的框图，其中，视频处理操作在一个以上的视频处理或/和视频显示***中完成。如图2所示，VPS223和另外一个VPS 217(图1中的135)共同完成STB(机顶盒)207接收的视频信号的处理。在考虑HDTV作为一个例子时，该***包括STB 207，其提供经部分处理的视频信号到HDTV 221(图1中的121)。STB 207传送经过VPS223处理过的视频信息，该视频信息经由WLAN、LAN、有线电视网络213、碟形天线211和其它天线209中的一个或多个接收而来。HDTV 221的输入部分(图2中示出)包括调谐器215、VPS(音/视频编码转换器)217，音/视频解码器219在HDTV通常包含的其它功能模块(未示出)之中。STB 207通过线缆225或通过无线连接(未示出)与HDTV 221相耦合。
到达VPS 223的视频输入是接收自STB 207、影碟播放机(未示出)、PVR(图1中的131)和其它本地和远程源的。远程源包括基于互联网的供应商、有线节目提供商或基于卫星的电视信号提供商。VPS 223的视频输入信号可能是模拟NTSC电视信号、模拟PAL电视信号、下载的MEPG文件，HDTV广播信号或其它任何标准的数字广播信号。
在本发明的一个实施例中，VPS 223将输入的模拟信号转换为数字信号并将其编码转换(transcode)为数字标准格式。经过编码转换的数字信号被调制在载波上(例如，在广播频道3上)经过线缆225耦合到HDTV。
当HDTV 221的调谐器215被调谐到各自的频道，VPS 217接收编码转换后的数字信号。HDTV 221的VPS 217将接收到的数字信号编码转换为HDTV视频格式。接着，VPS 217将接收到的音频信号转换为与HDTV格式相兼容的环绕立体声信号。来自VPS 217的HDTV格式的视频信号被耦合到音/视频解码器219中，该解码器219是典型的HDTV的标准模块。随后，音/视频解码模块219与HDTV 221的其它功能模块一起对从VPS 217送来HDTV信号进行处理，视频输出通过视频显示器(未示出)显示出来。
图3所示为视频处理***(VPS)的视频处理部分的功能细节框图305。VPS 305(示出了图1中每一个VPS 135、137、139、141和143中的一些或全部组件)包括视频输入电路309、视频编码转换电路311、接口控制电路307、视频输出电路313、视频输出315和视频存储接口317。
视频输入电路309从STB 113、PVR 131、电视机121、计算机123、外接视频源115和其它本地和远程源接收视频输入信号。如果视频输入电路309接收的视频输入是模拟形式，视频输入电路309中内置的模/数(A/D)转换器(未示出)将该视频输入信号转换为数字格式。无论视频源115或者其它任何本地或远程源所做的编码转换是否是溯流(upstream)进行的，在视频输出315上，在输出端可以按所接收的格式获得该视频输入，作为VPS 305输出之一。另外，为长期保存的目的，可将不经任何处理的接收输入信号输出到存储设备。将所接收的输入信号输出到存储设备是经由视频存储接口317实现的。
视频编码转换电路311是能够对来自视频输入电路309的入站(incoming)视频信号进行解码的处理电路。一旦视频信息被解码，视频编码转换电路311即对视频信号进行处理，将其再次编码为标准视频格式或用户定义的视频格式。此外，视频编码转换电路311也可以将已解码的视频信号编码为用户定义的多个视频格式。实际上，视频编码转换电路同时将视频输入信号转换为多个视频格式，这些视频格式每一个均有不同的屏幕分辨率、帧速率和刷新速率。当需要产生较低分辨率的视频输出信号时，视频编码转换电路311丢弃一些视频输入信号。当要求输出分辨率高于视频输入信号的视频输出信号时，视频编码转换电路311***视频输入信号。
接口控制电路307的作用是作为VPS 135、137、139、141和143(图1中的)与用户之间，特别是视频编码转换电路311与用户之间的接口。用户可以通过提供有关视频设备117、119、121、123、125、127或133(见图1)的屏幕分辨率、帧和刷新速率信息及其它信息，来设定(program)视频编码转换电路311的每一个编码转换频道。作为替代，接口控制电路307能够询问其作用范围内的所有视频设备并得到关于这些视频设备的视频格式信息。为使用接口控制电路307的这种功能，视频设备117、119、121、123、125、127或133(见图1)需要与接口控制电路307通讯连接，并且能够提供视频格式信息。
视频输出电路313将来自视频编码转换电路311的视频信号分割为多个并行的、有各自屏幕分辨率、帧和刷新速率的视频信号。如果要求模拟视频信号输出，视频输出电路313将数字视频信号适当地转换为所要求格式的模拟视频信号。输出信号通过在视频输出315上的输出插座提供给用户。或者，视频输出电路313将视频输出调制到RF(射频)上，通过无线方式传输所有的视频输出信号到其作用范围内的视频设备上。用户也可以使用接口控制电路307设定视频输出电路313的每个视频输出信号传输到相应的视频设备的方式。
例如，输入到视频输入电路309的视频可能是下列信号中的一种：模拟NTSC电视信号、模拟PAL电视信号、HDTV广播信号或任何其它标准的数字广播信号。视频编码转换电路311所编码的多种输出视频格式中，包括模拟NTSC格式、模拟PAL格式、HDTV格式、QVGA格式、3D(三维)视频格式和/或用户定义的任何其它格式。如果接收设备是使用QVGA视频格式的PSP(便携式游戏机)，于是视频输出电路313的输出中的一个可能被设定为以无线方式发送QVGA格式的视频信号。
图4所示为根据本发明的视频处理***(VPS)的音频处理部分的功能细节框图405。整个VPS 135、137、139、141和143(见图1)电路包括图3所示的视频组件电路305及图4所示的音频组件电路405。VPS的音频组件电路包括音频输入电路409、音频解码转换电路411、音频输出电路413、接口控制电路407、音频存储接口417和音频输出415。
音频输入电路409从STB 113、PVR 131、电视机121、计算机123、外接音频源115和其它本地和远程源接收音频信号。例如从STB 113来的音/视频信号的音频部分被单独馈送到音频输入电路409作进一步处理。音频输入电路409使用内置的模/数(A/D)转换器(未示出)将输入的模拟音频信号(例如从NTSC电视信号)转换为数字音频信号。如果是任意格式的数字音频输入，音频输入电路409允许其不作任何处理直接通过。
无论音频输入信号的格式如何，在音频输出415上，在输出端可以获得具有所接收的音频输入特性的音频，作为VPS 405的输出之一。此外，为达到长期保存的目的，可将接收到的音频信号不经任何处理地输出到存储设备。接收到的音频信号可通过音频存储接口417输出到存储设备。
音频编码转换电路411从音频输入电路409接收数字音频信号，将其解码并去掉任何音频压缩。然后，音频编码转换电路411将音频信号编码为多种格式之一，如单声道，立体声或多路环绕立体声音频信号。音频编码转换电路411的每个输出频道的格式与视频编码转换电路311(见图3)的对应视频频道的格式一致。接口控制电路407(类似图3中的接口控制电路307)提供控制输入到音频编码转换电路411，该控制输入决定了音频输出的格式。
音频编码转换电路411的数字音频输出被音频输出电路413分离为多个频道，每个频道有由接口控制电路407决定的特性。这些多个输出被音频输出电路413可通过无线方式发送到作用范围内。作为选择，音频信号也可通过音频输出415上的音频插座输出。
图5所示为根据本发明、包含有视频处理***(VPS)的机顶盒(STB)的视频处理部分的电路框图505。机顶盒113(见图1)可以从各种源接收多个输入并根据视频输入信号产生多个视频输出信号，以适应各个不同的接收视频***，图5所示为包含在STB 113(见图1)中的视频处理部分的电路505。电路505示出了仅包含STB 113(见图1)的多个输入之一的电路。STB 113(见图1)中视频处理部分的电路505包括视频调谐器507、视频输入电路509、视频编码转换电路511、接口控制电路517、视频存储接口515、视频输出519和视频输出电路513。
视频调谐器507在STB 113(见图1)的输入端从模拟或数字电视射频(RF)频谱中接收视频输入信号，并从用户指定的电视频道中提取视频信号。该视频信号被馈送到视频输入电路509。作为选择，视频输入电路509也可从PVR131、视频播放器129、电视机121、计算机123、外接视频源115(见图1)和其它本地源或远程源中接收信号。在模拟信号被馈送到视频输入电路509的情况下，内置于视频输入电路509的模数(A/D)转换器(未示出)将模拟视频转换为数字格式。无论视频源115或者其它任何本地或远程源所做的编码转换是否是溯流(upstream)进行的，在视频输出519上，在输出端可以按所接收的格式获得该视频输入，作为STB 505输出之一。另外，为长期保存的目的，可将不经任何处理的接收输入信号输出到存储设备。将所接收的输入信号输出到存储设备是经由视频存储接口515实现的。
典型地，视频信息被压缩、编码后传送，以节省带宽。视频编码转换电路511是一个能够对接收自视频输入电路509的入站视频信号进行解码、解压缩处理的电路。视频编码转换电路511对解压缩后的视频信号进行逐帧处理。一旦逐帧的视频信息被读出，视频编码转换电路511使用数字信号处理算法处理视频信号，将其再次编码为标准的视频格式或用户定义的视频格式。之后，视频编码转换电路511将被解码视频信号编码为用户定义的多个视频格式。实质上，视频编码转换电路并行地将视频输入信号转换为各自有不同的屏幕分辨率、帧和刷新速率的多个视频格式。当需要产生分辨率较低的视频输出信号时，视频编码转换电路511丢弃一些视频输入信号，同样，当需要产生分辨率较高的视频输出信号时，视频编码转换电路511***一些视频输入信号。
接口控制电路517提供用户输入到视频编码转换器511。或者，接口控制电路517询问在其作用范围内的视频设备，并决定多个输出中每个要求的视频格式。视频编码转换电路511和视频输出电路513使用来自接口控制电路517的控制输入，并相应地格式化视频输出。
视频输出电路513接收来自视频编码转换电路511的输入，将视频输出分割为多个频道，并以来自接口控制电路517的用户输入为基础，以无线方式在其作用范围内发送或以线缆传送它们。当以来自接口控制电路517的控制输入为基础，要求模拟输出时，视频输出电路513将数字视频信号转换为模拟格式。视频输出电路513还包括数字线缆接口、模拟线缆接口、数字无线接口和模拟无线接口。数字线缆接口和数字无线接口允许被分割(segregated)的数字视频输出通过有线或无线方式传播。同样地，模拟线缆接口和模拟无线接口允许模拟视频输出通过有线或无线的方式传送给模拟接收视频***。所有的模拟和数字视频输出频道，都可以通过复合插座在视频输出519获得。
图6所示为包含有视频处理***(VPS)的机顶盒(STB)的音频处理部分的电路框图605。根据本发明，图5所示的视频部分电路和图6所示的音频部分电路构成STB 113的电路。STB 113的音频部分605包括音频调谐器607、音频输入电路609、音频编码转换电路611、接口控制电路615、音频存储界面617、音频输出电路613和音频输出619。
STB 113收到的射频(RF)广播音频信号被馈送到音频调谐器607，音频调谐器607的输出被送到音频输入电路609。音频输入电路609也可以从其它的各种源接收音频输入，如PVR 131、电视机121、计算机123、外接视频源115(见图1)和其它的本地或远程源。如果接收的音频输入是模拟形式的，模数(A/D)转换器(未示出)将音频信号转换为数字形式。
在音频输出619上，来自视频源115(见图1)或任何其它本地和远程源的音频输入可以作为输出提供，该输出带有所接收时的特性。此外，接收到的音频输入可通过音频存储接口617提供给外接的存储设备。
音频编码转换电路611从音频输入电路609接收数字音频信号，并对其进行解码以去掉任何音频压缩。进一步，基于来自接口控制电路615(类似图5功能块517)的控制信号，音频编码转换电路611将音频信号编码为多种格式之一，如单声道，立体声或环绕立体声音频信号。音频解码转换电路611的每个输出频道的格式和视频解码转换电路511(见图5)的每个视频输出频道的格式相配合作为音/视频输出提供给相应的接收视频***。
音频编码转换电路611的数字音频输出被音频输出电路613分割为多个频道，每一个频道都有被接口控制电路615定义的特性。音频输出电路还包括数字有线接口、数字无线接口、模拟有线接口和模拟无线接口。数字和模拟无线接口将音频输出信号无线发送到相应的视频接收***。或者，音频输出电路613的数字和模拟有线接口通过音频输出619上的插座提供音频输出信号。
图7是根据本发明，视频处理***(VPS)接收音/视频内容，基于接收显示***规定的格式分别编码转换音频和视频内容的方法流程图705。视频处理***(VPS)将音/视频输入编码转换为不同的音/视频格式的方法开始于步骤707。在步骤709，VPS从本地或远程源接收数字音/视频信号。
随后，在下一步骤711，VPS将音/视频信号分开为音频流和视频流，以分别处理。然后，在下一个步骤713，VPS基于视频格式信息编码转换视频信号。该视频格式信息可从用户处获得，其可能包括视频信号的屏幕分辨率、帧和刷新速率。视频格式信号可以遵从任何视频标准格式(如HDTV格式或QVGA格式)或者可能是对特定接收设备是唯一的。在下一个步骤715，VPS基于音频格式信息编码转换音频信号，同样，相应一个特定的视频***的音频格式可从用户处获得，其可能包括单声道、立体声、环绕立体声音频格式中的一个。或者，VPS可以询问接收视频***，并获得音频和视频格式信息。
随后，在步骤717，编码转换后的视频信号被传送到接收设备。在步骤719，相应的编码转换后的音频信号被传送到接收设备。典型的接收设备是视频***。传送可以使用有线方式(例如本地局域网-LAN)或无线方式。无线传送方式可以采用标准的射频(RF)例如蓝牙(2.4GHz)。无线通讯的范围(VPS的作用范围)大约可以是100米。如果接收设备没有配备无线通讯设施，可能需要一个无线适配器(dongle)，也就是将小型的无线接收器连接到音/视频输入插座上。
随后，在下一个判断步骤721，验证用户定义的音/视频格式是否有变化，如果有，重复步骤713、715、717和719。如果没有，解码转换程序在步骤723终止。当由多个视频输入产生多个输出视频格式时，重复全部处理步骤705。
图8所示为以按次付费的方式下载预先录制的音/视频节目的方法的流程图805。流程图805举例示出了从互联网下载预先录制的音/视频节目，并将其处理(编码转换)为多种输出音/视频格式的过程。
获得被许可的预先录制的音/视频节目的过程开始于步骤807。之后，在下一个步骤809，用户请求预先录制的视频节目。为此，用户使用WEB浏览器登录到互联网上的选择网站，在预先录制音/视频节目供应商所提供的清单中选择需要的节目。之后，用户通过用鼠标点击相应按钮来请求下载这些节目。
之后，在下一个判断步骤811，网站确定所选择的节目是否需要许可认证。如果是，在下一个步骤813，用户通过网页向预先录制音/视频节目提供商提供所有的证明和帐单信息，如姓名、地址和付款方式。为实现用户允许的对视频节目的支付，用户需要通过预先录制音/视频节目提供商的网页提供所有必要的信息。如果在步骤811，网站确定对于所选择的节目，将预先录制的音/视频节目进行编码转换、并伴有本地产生的音频内容是不需要许可认证，则流程跳到下一个步骤817。
之后，下一判断步骤815，判断用户是否获得许可，如果用户没有给出必需的所有帐单信息或没有支付，流程跳到步骤819，结束下载。
如果在判断步骤815，用户提供了所有必需的信息并且已支付，用户将被允许下载预先录制的音/视频节目，之后，在步骤819下载程序结束。
本领域一般技术人员知悉，此处使用的术语“通讯连接”，包括无线和有线，直接连接和通过其它的元件、组件、电路或模块的间接连接。本领域一般技术人员也知悉，推断连接(inferred coupling，例如，一个元件被推断连接到另一个元件)包括与“通讯连接”一样的方式在两个元件中的有线和无线，直接与间接连接。
以上借助于说明指定的功能和关系的方法步骤对本发明进行了描述。为了描述的方便，这些功能组成模块和方法步骤的界限和顺序在此处被专门定义。然而，只要给定的功能和关系能够适当地实现，界限和顺序的变化是允许的。任何上述变化的界限或顺序应被视为在权利要求保护的范围内。
以上还借助于说明某些重要功能的功能模块对本发明进行了描述。为了描述的方便，这些功能组成模块的界限在此处被专门定义。当这些重要的功能被适当地实现时，变化其界限是允许的。类似地，流程图模块也在此处被专门定义来说明某些重要的功能，为广泛应用，流程图模块的界限和顺序可以被另外定义，只要仍能实现这些重要功能。上述功能模块、流程图功能模块的界限及顺序的变化仍应被视为在权利要求保护范围内。
本领域技术人员也知悉此处所述的功能模块，和其它的说明性模块、模组和组件，可以如示例或由分立元件、特殊功能的集成电路、带有适当软件的处理器及类似的装置组合而成。
此外，虽然描述细节的目的是清楚和明白上述实施例，本发明并不限于这些实施例。任何本领域技术人员知悉的、对这些特征和实施例进行各种改变或等效替换而得的技术方案，都属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1、一种视频处理***，用于接收带有输入视频特征的视频输入信号并产生多个视频输出信号，该视频处理***包括：
视频输入电路，用于接收视频输入信号；
接口控制电路，用于接收视频格式信息，该视频格式信息是有关与所述视频处理***通讯相连的多个视频设备所要求的视频格式的信息；
视频编码转换电路，用于基于所述视频格式信息将视频输入信号进行编码转换并产生多个视频输出信号，其中每个视频输出信号具有各自的视频格式，并对应于所述多个视频设备中的至少一个相应的视频设备；以及
视频输出电路，用于将所述多个视频输出信号输出耦合给所述多个视频设备；
其中，所述视频格式信息包括屏幕分辨率信息、帧速率信息、屏幕刷新率信息、压缩比信息、数字版权信息和/或加密方案信息。
2、根据权利要求1所述的视频处理***，其特征在于，所述视频处理***进一步包括：
音频输入电路，用于接收与所述视频输入信号相对应的音频输入信号；
音频编码转换电路，用于基于所述多个视频设备所要求的音频格式的信息对音频输入信号进行编码转换并产生多个音频输出信号，其中每个音频输出信号具有各自的音频格式，并对应于所述多个视频设备中的至少一个相应的视频设备；以及
音频输出电路，用于将所述多个音频输出信号输出耦合给所述多个视频设备；
其中，所述音频格式的信息包括：单声道、立体声或环绕立体声其中一种的说明，及压缩比信息、数字版权信息和/或加密方案信息。
3、根据权利要求1所述的视频处理***，其特征在于，所述视频输出电路包括数字线缆接口、模拟线缆接口、数字无线接口和模拟无线接口中的至少一种接口。
4、根据权利要求1所述的视频处理***，其特征在于，所述视频输出电路进一步用于将带有输入视频特征的视频输入信号传送给其它视频设备。
5、一种机顶盒，用于将视频信号转换为基于视频输入信号的多个视频输出信号，其特征在于，所述机顶盒包括：
视频输入电路，用于接收源信号；
视频调谐器，用于处理源信号，产生带有输入视频格式的视频输入信号；
接口控制电路，用于接收视频格式信息，该视频格式信息是有关与所述机顶盒通讯相连的多个视频设备所要求的视频格式的信息；
视频编码转换电路，用于基于所述视频格式信息将视频输入信号进行编码转换并产生多个视频输出信号，其中每个视频输出信号具有各自的视频格式，并对应于所述多个视频设备中的至少一个相应的视频设备；以及
视频输出电路，用于将所述多个视频输出信号输出耦合给所述多个视频设备；
其中，所述视频格式信息包括屏幕分辨率信息、帧速率信息、屏幕刷新率信息、压缩比信息、数字版权信息和/或加密方案信息。
6、根据权利要求5所述的机顶盒，其特征在于，所输机顶盒进一步包括：
音频调谐器，用于接收与所述视频输入信号相对应的音频输入信号；
音频编码转换电路，用于基于所述多个视频设备所要求的音频格式的信息将音频输入信号转换并产生多个音频输出信号，其中每个音频输出信号具有各自的音频格式，并对应于所述多个视频设备中的至少一个相应的视频设备；以及
音频输出电路，用于将所述多个音频输出信号输出耦合给所述多个视频设备；
其中，所述音频格式的信息包括：单声道、立体声或环绕立体声其中一种的说明，及压缩比信息、数字版权信息和/或加密方案信息。
7、根据权利要求5所述的机顶盒，其特征在于，所述视频输出电路包括数字线缆接口、模拟线缆接口、数字无线接口和模拟无线接口中的至少一种接口。
8、一种处理音/视频信息的方法，其特征在于，包括如下步骤：
接收音/视频信号；
将音/视频信号分离为音频信号和视频信号；
接收多个接收显示***所要求的视频格式和音频格式的信息；
基于多个接收显示***各自所要求的视频格式转换视频信号以产生多个经过转换的视频信号，其中每个经过转换的视频信号具有各自的视频格式，并对应于所述多个接收显示***中的至少一个相应的接收显示***；
基于多个接收显示***各自所要求的音频格式转换音频信号以产生多个经过转换的音频信号，其中每个经过转换的音频信号具有各自的音频格式，并对应于所述多个接收显示***中的至少一个相应的接收显示***；以及
传送已转换的音/视频信号到对应的接收显示***；
其中，所述视频格式信息包括屏幕分辨率信息、帧速率信息、屏幕刷新率信息、压缩比信息、数字版权信息和/或加密方案信息；所述音频格式的信息包括：单声道、立体声或环绕立体声其中一种的说明，及压缩比信息、数字版权信息和/或加密方案信息。
9、根据权利要求8所述的方法，其特征在于，其中
转换视频信号以产生经过转换的视频信号包括将视频信号转换为适于用户定义的屏幕分辨率、用户定义的刷新率及帧速率；以及
转换音频信号以产生经过转换的音频输出信号包括将音频信号转换为用户定义的单声道、立体声或环绕立体声信号。
10、根据权利要求8所述的方法，其特征在于，其中
传送已转换的音/视频信号到接收显示***包括通过无线方式将已转换的音/视频信号传送到接收***。
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