專利名稱：便攜式高清晰度數(shù)字影院播放設備的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及數(shù)字影院的播放設備，更具體地說，本發(fā)明涉及一種便攜式數(shù)字影院播放設備。屬于電子設備領域。
背景技術：
由于數(shù)字影院技術可具有許多傳統(tǒng)的膠片影院技術不可能具有或不可比擬的優(yōu)點和特性，近年來，已普遍受到各界的高度重視。
在Hose等人提出的美國專利“嵌入影院自動化系統(tǒng)中的設備和方法”(“Apparatus and method for cueing a theatre automation system”US Patent Pub.No.US2002/0122155A1，Pub.DateSep.5，2002)中討論了數(shù)字影院系統(tǒng)。所披露的數(shù)字影院系統(tǒng)是基于計算機服務器的架構體系，以插入解碼器的方式構成數(shù)字影院播放視頻服務器。這種以PC機(個人電腦)或工控機為主體、增加或插入視頻解碼卡所構成的數(shù)字影院播放設備，盡管具備了影視節(jié)目的播放功能，但由于該架構基于PC機或工控機，則往往存在著外形結構松散、體積龐大、可靠性差、不便于攜帶等問題，同時，還由于該系統(tǒng)是基于通用的操作系統(tǒng)，還存在著缺乏專用性，操作繁瑣、響應遲鈍等問題。目前，尚未形成專用的數(shù)字影院播放設備。很顯然，由于存在著上述問題，這類播放設備的應用在很多場合受到了限制，往往只適合于大型影劇院使用，難以在眾多的中小型影劇院或娛樂場所得到良好的推廣和應用，更不便于在一些流動性的場合應用。

發(fā)明內(nèi)容
針對現(xiàn)有技術的不足和缺陷，本發(fā)明提供了一種便攜式高清晰度數(shù)字影院播放設備，使其將傳統(tǒng)的數(shù)字影院視頻服務器的基本功能集于一體，形成數(shù)字影院專用播放設備，該數(shù)字影院播放設備使用范圍廣，不僅可適用于大型影劇院使用，還可適用于中小型影劇院和流動性影院，從而解決了上述現(xiàn)有技術的不足。
本發(fā)明是通過以下技術方案實現(xiàn)的，本發(fā)明便攜式高清晰度數(shù)字影院播放設備包括CPU控制電路、存儲器電路、時序發(fā)生器、硬盤接口電路、解密及數(shù)據(jù)緩沖電路、解碼電路、音頻和視頻信號輸出電路、控制按鍵/顯示屏、硬盤驅動器、電源和輸入接口電路。其中，播放設備各部件之間的連接方式為硬盤的輸出端與硬盤接口電路的輸入端相耦合，硬盤接口電路的數(shù)據(jù)端連接著解密及數(shù)據(jù)緩沖電路的數(shù)據(jù)輸入端，解密及數(shù)據(jù)緩沖電路的輸出端直接連接著解碼電路的輸入端，而解碼電路的視頻信號和音頻信號的輸出端分別與視頻信號輸出電路和音頻信號輸出電路的輸入端相連接，音頻和視頻信號輸出電路則分別向外部數(shù)字放映機和音響擴聲設備輸出合適的視頻和音頻信號。同時，CPU控制電路與存儲器電路相連接，還與控制按鍵/顯示屏和輸入接口電路相連接，以及與硬盤接口電路、解密及數(shù)據(jù)緩沖電路、解碼電路和時序發(fā)生器等部件的數(shù)據(jù)控制端相連接。此外，電源提供各個部件的工作電源。
在根據(jù)本發(fā)明的便攜式高清晰度數(shù)字影院播放設備中，CPU控制電路采用了嵌入式CPU，例如，基于ARM32位嵌入式的微處理器(如，韓國三星公司的S3C4510)；與傳統(tǒng)的基于視頻服務器架構的播放設備相比較，基于ARM微處理芯片的嵌入式控制電路具有體積小、功耗低、功能強、成本低和可靠性好等特點，還適用于實時嵌入式操作系統(tǒng)的運行。存儲器電路主要由SRAM和FLASH存儲器構成，分別存儲著CPU和接口電路的初始化和應用程序以及整機工作的中間結果和用戶所輸入的控制參數(shù)等。大容量硬盤驅動器作為影視節(jié)目數(shù)據(jù)和信息的存儲載體，可根據(jù)所存儲的影視節(jié)目的長度內(nèi)容、節(jié)目的數(shù)量，交換節(jié)目方式以及應用的場合和要求等來選擇各種不同存儲容量、不同結構和接口的硬盤。例如，在要求較高并希望使用備份技術的場合，可以選擇SISC類型的硬盤；反之，在希望成本較低的一般用途的場合，可以選擇IDE類型的硬盤。又如，通過交換移動硬盤來更換影視節(jié)目的可選用可卸式移動硬盤則；反之，若采用諸如USB接口或網(wǎng)絡接口或衛(wèi)星接收調諧電路等輸入接口電路來下載和更新影視節(jié)目的可以采用固定式內(nèi)置硬盤。在該播放設備中，選用了可卸式IDE接口移動硬盤，該結構便于通過移動硬盤的交換來更新和替換節(jié)目。硬盤接口電路采用EPLD構成，它可通過軟件的編程來構成適用于不同接口類型硬盤(既適用IDE又可適用于SISC)的接口電路。采用該結構，有可能在不更改硬件的基本設計的條件下，僅僅通過簡單的軟件編程和重置就可采用不同類型的硬盤。硬盤和該硬盤接口電路的結合，從而可滿足用戶的不同層次和各種場合的應用需求。解密及數(shù)據(jù)緩沖電路由EPLD和FIFO電路構成，實現(xiàn)對所輸入的數(shù)據(jù)進行解密以及數(shù)據(jù)緩沖等功能。其中，解密電路實現(xiàn)了影視節(jié)目加密的逆操作。該解密電路的解密參數(shù)由CPU根據(jù)所讀取到的存儲在硬盤中的節(jié)目信息中的加密密鑰數(shù)據(jù)與結合播放設備本機所設置的密碼經(jīng)過一定運算后來設置。上述解密電路只有在重置解密參數(shù)之后方可實現(xiàn)上述解密功能。CPU又根據(jù)硬盤上存儲節(jié)目信息中的有關節(jié)目播放碼率的信息，設置時序發(fā)生器的當前控制參數(shù)并使之產(chǎn)生高精度時序頻率，以此設置數(shù)據(jù)緩沖電路的輸出頻率使之自適應地調整到所播放的影視節(jié)目的播放頻率上。采用EPLD和FIFO來構成解密及數(shù)據(jù)緩沖電路，能在不需要更改和變化硬件設計的條件下，以硬件電路和軟件協(xié)同的設計技術，應用軟件重置方法來實現(xiàn)多種解密方式和數(shù)據(jù)緩沖的輸出頻率的自適應調整，從而有效地簡化了硬件解密電路的設計復雜性，增加了硬件解密電路的多變性，提高了影視節(jié)目數(shù)據(jù)的加密深度以及破譯難度，進一步有效地保護了正當用戶和影視節(jié)目版權擁有者的合法利益。解碼電路對解密和數(shù)據(jù)緩沖所輸出的影視節(jié)目數(shù)據(jù)提供了符合MPEG-2技術規(guī)范的高清晰度視頻解碼，并輸出高質量高清晰度的視頻信號以及音頻信號，從而滿足數(shù)字影院的播放要求。由音頻和視頻信號輸出電路分別對所輸入的音頻和視頻信號進行隔離和驅動輸出，并向數(shù)字投影設備輸出合適的視頻信號以及向音響擴聲設備輸出合適的音頻信號，提供了高質量的音頻和視頻的輸出信號，實現(xiàn)與各種不同規(guī)格和各種類型的數(shù)字式投影放映設備相兼容?？刂瓢存I/顯示屏構成了播放設備的人機對話界面，用戶可以操作播放設備面板上的六個按鍵，實現(xiàn)開機密碼輸入、節(jié)目選擇、節(jié)目播放、暫停播放、停止播放、快進/快退等多項功能的輸入操作；顯示電路采用液晶顯示屏，可顯示該產(chǎn)品的編號和其工作狀態(tài)以及所播放的節(jié)目名稱，節(jié)目長度，已播放節(jié)目的長度和節(jié)目播放進度條等基本信息。與傳統(tǒng)的視頻服務器相比，整體操作簡潔可靠，顯示清晰明了，大大降低了對播放操作人員的專業(yè)知識要求，更方便于任何人員的操作和使用。
正如以上所述的，當采用固定式內(nèi)置硬盤時，輸入接口電路是必需的。該輸入接口電路包括USB接口電路或者網(wǎng)路接口電路或者衛(wèi)星調諧接收電路。具有該輸入接口電路的數(shù)字影院播放設備可多種方式下載和更新節(jié)目，以便于采用電子發(fā)行技術來實現(xiàn)數(shù)字影視節(jié)目的發(fā)行。
綜上所述，根據(jù)本發(fā)明的便攜式高清晰度數(shù)字影院播放設備采用了嵌入式單片微處理器作為主要控制系統(tǒng)，將傳統(tǒng)的數(shù)字影院視頻服務器的基本功能集于一體，形成了具有重量輕體積小、功能齊全完備、性能穩(wěn)定可靠、操作方便簡潔、便于攜帶以及價格低廉等優(yōu)點的數(shù)字影院專用播放設備；該設備還采用了硬件和軟件的協(xié)同設計，提供了良好的身份設別和播放權限以及解密的控制功能，可有效地保護正當用戶和影視節(jié)目版權擁有者的利益。該設備可采用各種電子發(fā)行方式來更新和下載影視節(jié)目，以滿足在各種不同放映條件下的使用。該數(shù)字影院播放設備不僅可適用于大型影劇院使用，還可適用于中小型影劇院，特別適用于流動性影院的使用。


圖1是根據(jù)本發(fā)明實施例的便攜式高清晰度數(shù)字影院播放設備的電原理框圖；圖2是圖1所示播放設備的前面板示意圖。
具體實施例方式
以下將參照附圖詳細討論根據(jù)本發(fā)明的便攜式高清晰度數(shù)字影院播放設備的實施例，所討論的實施例只是用于理解和說明本發(fā)明的目的，并不是將本發(fā)明局限于此范圍。
圖1顯示了根據(jù)本發(fā)明實施例的便攜式高清晰度數(shù)字影院播放設備100的電原理框圖。根據(jù)本發(fā)明實施例的便攜式高清晰度數(shù)字影院播放設備100包括硬盤驅動器1、硬盤接口電路2、解密及數(shù)據(jù)緩沖電路3、解碼電路4、音頻和視頻信號輸出電路5，6、存儲器電路7、CPU控制電路8、時序發(fā)生器9、控制按鍵和顯示屏10、電源11和輸入接口電路12。
在圖1中，播放設備100各部件之間的連接方式為硬盤1的輸出端與硬盤接口電路2的輸入端相耦合，硬盤接口電路2的數(shù)據(jù)端連接著解密及數(shù)據(jù)緩沖電路3的數(shù)據(jù)輸入端，解密及數(shù)據(jù)緩沖電路3的輸出端直接連接著解碼電路4的輸入端，而解碼電路4的視頻信號和音頻信號的輸出端分別與視頻信號輸出電路5和音頻信號輸出電路6的輸入端相連接，音頻和視頻信號輸出電路5，6則分別向外部數(shù)字放映機和音響擴聲設備輸出合適的視頻和音頻信號。同時，CPU控制電路8與存儲器電路7相連接，還與控制按鍵/顯示屏10和輸入接口電路12相連接，以及與硬盤接口電路2，解密及數(shù)據(jù)緩沖電路3、解碼電路4和時序發(fā)生器9等部件的數(shù)據(jù)控制端相連接。此外，電源11提供各個部件的工作電源。
CPU控制電路8是整機控制的關鍵性部件，在該實施例中，采用了32位嵌入式微處理器，例如，諸如韓國三星公司出品的S3C4510的ARM微處理器芯片，它具有體積小、功耗低、性能高和成本低等特點，它還適用于實時嵌入式操作系統(tǒng)的運行。
存儲器7可由SRAM和FLASH ROM存儲器構成，與CPU 8一起組成控制器的基本系統(tǒng)，其中，在FLASH ROM存儲著CPU的初始化程序和應用程序，SRAM則作為應用程序的映射區(qū)域以及用戶所輸入的控制參數(shù)和中間結果的存儲區(qū)域。
在該實施例中，采用外置式IDE接口移動硬盤1來存儲影視節(jié)目的數(shù)據(jù)。在這種情況，可以采用交換移動硬盤的方式來更新和替換節(jié)目內(nèi)容。當然，也可以采用內(nèi)置式固定硬盤，則可通過輸入接口電路12(例如，USB接口或網(wǎng)絡接口或衛(wèi)星接收調諧電路)來下載和更新替換節(jié)目內(nèi)容。
硬盤接口電路2可采用EPLD構成，該電路可在不變化硬件結構的條件下，通過軟件的編程使之適合于各種不同結構、接口和功能的硬盤1的使用。
解密及數(shù)據(jù)緩沖電路3可采用任何商品化FIFO器件來構成大容量級聯(lián)FIFO的數(shù)據(jù)緩沖電路3，例如，可采用AL422(選自AVERLOGIC公司，存儲量為384KB×8Bits的FIFO)；而解密電路3則采用EPLD電路來構成。解密及數(shù)據(jù)緩沖電路3在得到CPU8的解密參數(shù)和輸出頻率的設置之后，方可輸出符合解密條件和解碼要求的數(shù)據(jù)流。
時序發(fā)生器9可以采用DDS(直接數(shù)字頻率合成)電路來實現(xiàn)，為數(shù)據(jù)緩沖電路3提供高精度的時序頻率，從而實現(xiàn)影視節(jié)目播放頻率的自適應調整。
解碼單元電路4采用MPEG-2的解碼器件，可支持高精度圖像數(shù)據(jù)的解碼，對所輸入的數(shù)據(jù)進行雙解碼后將視頻編碼信號饋送至視頻信號輸出電路5以及將音頻信號饋送至音頻信號輸出電路6。
音頻和視頻輸出電路5、6分別由門驅動電路和分立晶體管組成，以對所輸入的音頻和視頻信號提供合適的隔離及驅動并輸出至外部的數(shù)字放映設備和音響擴聲設備。
電源11為上述各個部件提供工作電源。
圖2顯示了根據(jù)本發(fā)明的便攜式高清晰度數(shù)字影院播放設備的前面板示意圖。圖中，21表示可卸式移動硬盤1的硬盤盒，可插入移動硬盤1，22顯示了顯示屏10的顯示窗口，以及23顯示了六個控制按鍵10。六個控制按鍵10和液晶(LCD)顯示屏10一起構成了整機的人機對話界面。其中，用戶可以通過六鍵10的組合操作分別進行啟動密碼和播放權限所設置的驗證設置以及播放、暫停、停止、快進、快退和選擇等操作；顯示屏10采用兩行顯示的LCD液晶顯示屏，可清晰地顯示機型，生產(chǎn)單位，播放權限和提示信息和代碼，以及顯示節(jié)目名稱，節(jié)目播放時間，節(jié)目已播放時間和節(jié)目播放進度條等內(nèi)容。
很顯然，在不脫離本發(fā)明的基本精神和實施范圍的條件下，本發(fā)明可以具有多種變型，改進和替代。
權利要求
1.一種便攜式高清晰度數(shù)字影院播放設備，包括硬盤驅動器(1)、解碼電路(4)、存儲器(7)、音頻/視頻輸出電路(5)、(6)，輸入接口電路(12)和電源(11)，其特征在于，還包括硬盤接口電路(2)，解密及數(shù)據(jù)緩沖電路(3)，CPU控制電路(8)，按鍵/顯示屏(10)，其中，所述播放設備各部件之間的連接方式為硬盤(1)的輸出端與硬盤接口電路(2)的輸入端相耦合，硬盤接口電路(2)的數(shù)據(jù)端連接著解密及數(shù)據(jù)緩沖電路(3)的數(shù)據(jù)輸入端，解密及數(shù)據(jù)緩沖電路(3)的輸出端直接連接著解碼電路(4)的輸入端，而解碼電路(4)的視頻信號和音頻信號的輸出端分別與視頻信號輸出電路(5)和音頻信號輸出電路(6)的輸入端相連接，音頻和視頻信號輸出電路(5)，(6)分別向外部數(shù)字放映機和音響擴聲設備輸出合適的視頻和音頻信號，同時，CPU控制電路(8)與存儲器電路(7)相連接，還與控制按鍵/顯示屏(10)和輸入接口電路(12)相連接，以及與硬盤接口電路(2)、解密及數(shù)據(jù)緩沖電路(3)、解碼電路(4)和時序發(fā)生器(9)等部件的數(shù)據(jù)控制端相連接，電源(11)提供各個部件的工作電源。
2.如權利要求1所述便攜式高清晰度數(shù)字影院播放設備，其特征在于，解密及數(shù)據(jù)緩沖電路(3)，提供對播放節(jié)目的數(shù)據(jù)解密和緩沖。
3.如權利要求1所述便攜式高清晰度數(shù)字影院播放設備，其特征在于，CPU控制電路(8)，用于構成播放設備的主控制器。
4.如權利要求1所述便攜式高清晰度數(shù)字影院播放設備，其特征在于，所述CPU控制電路(8)是基于ARM架構的嵌入式單片微控制器。
5.如權利要求1所述便攜式高清晰度數(shù)字影院播放設備，其特征在于，所述按鍵/顯示屏(10)包括輸入按鍵部分和顯示屏部分，其中，按鍵采用六鍵的組合操作控制方式，顯示屏包括液晶顯示屏、發(fā)光二極管顯示屏，或者真空熒光顯示管顯示屏。
6.如權利要求1或5所述便攜式高清晰度數(shù)字影院播放設備，其特征在于，按鍵/顯示屏(10)，用于輸入用戶的操作參數(shù)和指令以及顯示播放設備的工作狀態(tài)，構成整機的人機對話界面。
全文摘要
一種屬于電子設備領域的便攜式數(shù)字影院播放設備，包括CPU控制電路、存儲器電路、時序發(fā)生器、硬盤接口電路、解密及數(shù)據(jù)緩沖電路、解碼電路、音頻和視頻信號輸出電路、控制按鍵/顯示屏、硬盤驅動器、電源和輸入接口電路。硬盤的輸出通過硬盤接口電路與解密及數(shù)據(jù)緩沖電路輸入相耦合，經(jīng)過數(shù)據(jù)解密和緩沖處理之后的輸出數(shù)據(jù)直接饋至解碼電路，解碼電路的輸出分別與視頻信號輸出電路和音頻信號輸出電路輸入端相連，音頻和視頻信號輸出電路輸出端分別向外部數(shù)字放映機及音響擴聲設備輸出視頻和音頻信號。CPU控制電路與存儲器電路以及控制按鍵/顯示屏相連接，還與解密及數(shù)據(jù)緩沖器的解密參數(shù)設置端和時序發(fā)生器的控制端相連接。
文檔編號G11B20/10GK1529315SQ200310107959
公開日2004年9月15日 申請日期2003年10月16日 優(yōu)先權日2003年10月16日
發(fā)明者龍滬強, 方向忠, 余松煜, 張文軍 申請人:上海交通大學