应用于硬盘录像机中的网络EPG技术

0 引言
    EPG是Electronic Program Guide的英文缩写，意思是电子节目菜单，即电子版的未来节目索引。IPTV(即交互式的网络电视)所提供的各种业务的索引及导航都是通过EPG系统来完成的。IPTV EPG实际上就是IPTV的一个门户系统。EPG系统的界面与Web页面类似，在EPG界面上一般都提供各类菜单、按钮、链接等可供用户选择节目时直接点击的组件；EPG的界面上也可以包含各类供用户浏览的动态或静态的多媒体内容。EPG在美、欧等数字电视发展较早的国家已得到了广泛的应用，成为数字电视的基本业务之一。据统计，在数字电视的各类业务中，EPG的点击率最高，并逐渐成为数字电视中一个发展迅速的行业，出现了如美国TVGuide等一批专业的EPG开发的制作公司。实际上，EPG已成为数字电视的重要标志，是观众进入数字电视和IPTV的门户。
    EPG的主要作用就是用户利用EPG提供的菜单，可以选择自己喜欢的组播频道；点播自己喜欢的视频节目；在线演唱自己喜欢的歌曲。用户还可以利用EPG菜单查看节目的附加信息，例如对节目内容介绍、演员及导演的介绍等。同时通过EPG菜单中提供的家长控制功能，家长可以对某些节目加以限制，不给孩子开放所有的观看权限。

1 设计目的
    在数字化时代之前，绝大多数用户搜索电视节目的途径还仅限于报纸，有些时候会因为忘记买报纸而无法及时收看甚至错过节目。接着出现了网络，人们可以通过上网来查看节目的信息，但是每天都去查还是很繁琐，或者因为上网不便利而困扰。随着数字电视节目的出现，一种新的搜索电视节目的途径也随之出现，那就是EPG．这是一种互动应用，此种节目指南是将节目的信息添加到数字节目的码流里，由解码芯片将其解出，并在客户选择时显示在电视上。现在的网络与数字电视的逐渐普及使得一种新型的EPG系统的开发成为可能。
    本设计的目的在于针对现有技术的不足，研制开发一种可以通过网络进行节目指南自动下载并存放在刻录机中的新型EPG(即电子节目菜单，内容包括未来节目索引，节目信息介绍一节目导演、演员和基本剧情等，还可通过对节目名称、演员名称、剧种、热点节目等信息对节目进行快速搜索进而实现预制刻录)系统。
    本发明的特点在于通过网络连接服务器下载EPG，快捷和可实现实时通讯，另可通过EPG显示的节目名称对未来节目进行预制刻录。(我们点击网络下载的EPG中的节目名称即可对未来要播出的节目进行预制刻录。我们也可对将来要播出的节目组，如每天播出电视剧集和综艺节目进行整体预制刻录，方便、快捷)。

2 系统组成
    系统包括网络、应用了新型EPG系统的刻录机、电视系统(包括数字电视、模拟电视、卫星电视)三部分。用户通过刻录机选择当地的电视系统，然后将刻录机连接于网络，此时刻录机会把对应选择的电视系统的全部EPG信息下载本地刻录机上储存起来。用户可以随时调出EPG查看自己喜爱的节目的播出信息。而且只要是刻录机连于网络上，它将定期的更新EPG信息，以保证本地EPG信息的时效性。这样，只要网络支持，刻录机便可以给出当前、当天、本周甚至更超前的节目信息，便于用户安排收看。并且该EPG系统具有热点推荐、分类搜索和关键字搜索等多种节目搜索方式，用户可根据自己的需要进行节目的搜索，极大限度的提高了EPG的性能。结合了刻录机强大的录制管理功能，便可对电视节目进行整部集录制、手动录制等多种录制方式，使我们传统意义上的电视具备回看、跳过、快进、快退、帧放和慢放等特技播放功能，让用户随心所欲的收看电视节目。
    由于采用了上述技术方案，本设计由刻录机主体，通过网络连接，实现EPG的自动下载与更新，并提供节目搜索等先进功能，提高用户的电视节目收视效率，而且用户操作简单，便于推广。

3 具体实施方式
3．1 设置形态方式
    带网络EPG的视频记录装置4例如被布置在用户(未图示)的家6中。在此情况下，带网络EPG的视频记录装置4例如被布置在机顶盒2和家6的显示装置5中。

    首先，电视射频信号l由同轴电缆接入用户家6中，连接到机顶盒2中。再通过机顶盒2连接到带网络EPG的视频记录装置4中，通过带网络EPG的视频记录装置4的视频输出口连接到用户家6的显示装置5中。而带网络EPG的视频记录装置4通过网口与网络3相连。用户可通过网络3，到专门的网站上下载每周新的EPG菜单。用户通过点击自己下载的带网络EPG的视频记录装置4的EPG菜单实现从电视射频信号1将要传输的电视信号的预定刻录，带网络EPG的视频记录装置4可在未关机的情况下，在预定刻录的节目播出时对其进行刻录。在带网络EPG的视频记录装置4正在或没有刻录从机顶盒2传递的电视信号时，带网络EPG的视频记录装置4也可通过对机顶盒2传递的电视射频信号的编解码，在显示装置5中显示正在播出的其他的电视信号。
3．2 EPG传送方式

3．2．1 EPG信息数据源
    未来电视节目菜单获得后，交给EPG数据中心处理，形成可发送的EPG菜单。此时的EPG信息由服务平台发送，经过网络IP传到带网络EPG的视频记录装置中。另外，电视节目源由模拟电视、数字电视、高清电视广播发送给带网络EPG的视频记录装置接收。
3．2．2 EPG与刻录机接口
    STB与EPG Server之间采用HTTP协议交互，EPGServer作为服务器端，STB作为客户端，STB的请求数据在URL中体现。IPTV EPG与刻录机之间的接口主要实现以下功能：节目列表的的获取功能，刻录机通过接口可以获取EPG Server上面所有发布影片的列表，节目类型和影片名称信息；影片数据的获取功能，刻录机通过接口可以获取某一个具体影片的具体信息，如影片介绍、演员和导演等具体信息；客户自服务功能，包括节目预定等功能；刻录机向EPG服务器发送认证请求和服务请求，并从EPG服务器接收认证响应和服务响应。以上为EPG与刻录机接口的工作原理。
3．2．3 EPG的系统架构
    EPG从应用划分上可以主要分为如下的模块：Web表现层、系统和业务逻辑层和应用服务层。Web表现层主要是与用户交互的表现，负责向用户展示交互界面和响应解析用户的请求，并能支持根据不同的用户属性下发相对应的EPG用户界面。EPG系统和业务逻辑层是EPG的核心功能部分，主要完成系统的业务逻辑功能，包括用户的业务请求和管理节目元信息Metadata，负责和EPG的应用服务层以及和增值业务服务系统的接口。
    Web表现层与系统和业务逻辑层通过API接口调用，实现在同一业务逻辑层下可以有不同的Web服务器表现层。应用服务层是EPG系统中的关键模块，通过和运营支撑系统、网络管理系统、内容服务系统及内容管理系统的接口，主要完成用户的认证、计费、业务鉴权、刻录机配置及用户管理等功能。(以上为EPG在TCP／IP网络协议中的具体工作形式，我们只要通过网络传输即可实现，不需要额外设备。)
3．2．4 实现方式
    在这种EPG系统架构下，可用以下方式实现IPTVEPG的基本功能和可选功能。将所有的EPG内容(未来节目菜单、节目相关信息介绍和用户操作界面)都存储在专用的EPG服务器中。EPG服务器传送这些由HTML格式表示的信息至用户IP刻录机，用户界面的表示在客户端完成。客户端只是接收者和解释器。
    Web表现层主要是用户点播节目和选取频道的界面。各种节目和频道在进入Media Switch系统时，其相应的信息也将会存入到EPG服务器上。用户可以通过刻录机浏览EPG服务器上的网页，查询各种VOD节目的价格、信息，选择所需的电视频道和节目或感兴趣的电影节目观看。
    系统和业务逻辑层主要由一些基本的服务和业务逻辑组成，包括价格查询、节目订购、家长控制、节目搜索、直播频道最喜爱的节目，同时还有个性化EPG的存储和管理等功能。它为Web表现层提供API接口，提供Web页面生成所需要的数据和模板，支持Web服务器响应用户的请求。系统和业务逻辑层还与应用服务层配合，完成节目的订购，价格查询，家长控制和用户最喜爱的节目等服务。
3．3 EPG在硬盘录像机中的硬件实现过程
    模拟射频电视信号9经过高频头10进入带网络EPG的视频记录装置4中(如果是带机顶盒2的电视信号可通过输入端子22进入)，经过解码器11的解码，再经过编码器12的编码，进入主芯片14。最后通过输出端子接到显示装置13输出。

    EPG信息通过EPG取得部7，即网口、网络变压器(主要作用为滤波、隔离高电压)和以太网控制器，最后把EPG信息传递给主芯片14．再由主芯片14传递给主存储器8(硬盘)存储。
    当我们通过操作部17遥控设备点击确定预定刻录节目时，主芯片14在RAMl5中执行在辅助存储器16(FLASH)中的系统程序，把要刻录的节目的时间的EPG信息存入主存储器8(硬盘)中。同时，当开机后，系统时钟电路2l也开始运行系统时钟。(具体时钟设置信息，由操作部17，经过主芯片14存储到主存储器8中。)主芯片14每隔一段时间向系统时钟2l取得当前的时间，同时，在RAMl5中执行的系统程序也记录下了在主存储器8中的刻录时间。当刻录时间与取得的系统时钟一致时，这时，系统程序提示主芯片刻录选定的正在播出的节目到主存储器8中(硬盘)。
    另外，带网络EPG的视频记录装置4支持驱动器19和可换记录媒体20，可把外接的移动设备(U盘、移动硬盘、照相机等)里的信息通过总线经过主芯片14控制存储到主存储器8中。