本发明所属技术领域

本发明涉及多媒体设备和应用方法，尤其涉及通过具有用于接 收来自各种信息源的数字数据流并根据输入的数据流提供视频输 出的顶置盒访问国际互联网并提供浏览功能的集成操作代码。

本发明的技术背景

最新研制上市的电视屏幕顶置盒主要用于接收和处理典型的数 字数据，并从接收的数据中提取信号来驱动。这类顶置盒的输入既 可以是来自诸如电视天线(模拟的)，有线电视(模拟的或数字的) 和直接来自卫星(数字的)的电视信号，也可以与海量存储设备连 接(例如硬盘驱动器、CD-ROM驱动器)，以便提供从这类驱动器 下载的视频数据并在电视屏幕上显示动态效果的能力。

作为计算机市场的普遍原理，象顶置盒这样的多媒体设备的市 场具有快速开发新产品和迅速提高产品性能这两大特征。这种迅猛 发展不仅受计算机设备的迅速发展的驱动，还受到其它因素的影 响。这些其它因素之一是出现了在线数据服务和国际互联网，例如 万维网(World Wide Web)，通常称之为“Web”。

万维网是一种高档个人电脑(PCs)直接互连的现象。为了令 人满意地访问和使用国际互联网需要计算机平台具有足够的功能 和存储器，才能采用Microsoft WindowsTM和高分辨率彩色视频监视 器进行操作。

必须用高档个人电脑访问和使用万维网的结果是限制了万维网 的发展(尽管确实可以感受到这种发展)，其用户仅限于能熟练掌 握操作计算机的用户。为了将万维网提供给那些不打算拥有个人电 脑并直接进行人机对话的人而开展的工作非常少。此外，为了在国 际互联网的基础上将电视接收以及电视广播事业与国际互联网或 万维网结合起来而做的工作也很少。

因此，需要将计算机技术与可以访问万维网的顶置盒结合起来， 在电视的显示屏上访问国际互联网，淙从而使那些不打算使用高档 个人电脑或不打算处理安装软件包中的复杂事物的人士可以以简 单方式访问万维网，与国际互联网的服务商交流，或以常规的浏览 方式进行浏览。

将顶置盒与用于浏览万维网的计算机设备集成起来是一种独特 的设想，该设想的困难在于为了提供访问和浏览万维网的功能而需 要的计算机过于复杂。提供这种功能的全部应用软件需要大量的存 储空间。例如，在典型的用于访问国际互联网和网上浏览的高档个 人电脑中，通常至少具有相当于Intel80486的中央处理器(CPU) 的计算能力，至少8M数据的内存(RAM)容量，100M或100M 以上(通常远远超过100M)的海量存储能力和高分辨率的VGA 彩色监视器。为了使模拟制式的电话访问国际互联网，还需要高速 调制解调器，或在可以利用综合服务数字网(ISDN)的地方还需 要ISDN接口。当然，在大多数情况下，计算机平台比这个最小系 统要完善得多，功能也多得多。

仅仅为了储存全部必需的操作代码(软件)，在能联网的常规 计算机平台中就需要高容量的海量存储器。这个软件通常包括操作 系统(WindowsTM或者类似的软件)、用于访问计算机外部设备(如 在这种系统中可能包括的硬盘驱动器)的可兼容的磁盘操作系统 (DOS)、用于国际互联网通信的传输控制协议/国际互联网协议 (TCP/IP)界面软件包、和用于在国际互联网上浏览和搜索的浏 览器应用程序。这些应用程序的价格和存储它们所需的存储空间都 是非常可观的。

就具有访问和浏览国际互联网功能的顶置盒而言，该顶置盒必 须具有强大的中央处理单元，大量的存储空间，并且至少具有上述 的各种软件。为了使顶置盒具有独特的用户界面，不再要求用户是 有经验的计算机用户的话，需要的软件甚至更多。

因此，需要有足够的应用程序的顶置盒，其中所述的应用程序 不仅足以访问国际互联网和在网上浏览，而且储存和访问这些应用 程序的费用远远低于使用传统的高档个人电脑所需的费用。此外， 该系统还需要交互式界面，这种界面考虑到用户市场，即那些没有 使用电脑经验的用户。下面详细介绍根据本发明各种实施方案形成 的独特的系统。

本发明概述

在优选的实施方案中，提供了用于视频数据处理的顶置盒，该 顶置盒包括用于系统管理的中央处理器(CPU)、与中央处理单元 连接并且有驱动显示监视器的输出信号的视频图形电路、访问国际 互联网的链路、以及与中央处理单元相连的集成的非易失非易失性 存储器，而且在该存储器中存放着基本输入输出系统(BIOS)的 代码集，操作系统，传输控制协议/国际互联网协议(TCP/IP)的 代码集，内置的万维网浏览程序，和顶层管理程序。顶层管理程序 用于在显示监视器上提供用户界面，以便于用户访问和显示来自国 际互联网的网页。在一个实施方案中，操作系统包括ROM DOS代 码集和图形用户界面。

在本发明的另一些实施方案中，顶置盒有附加组件和功能。例 如，解码器与至少一个视频数据输入流、中央处理单元和视频图形 电路连接在一起。该解码器可以是一个可与有线电视电缆、卫星电 视天线和盒式磁带录像机/放像机(VCR)中的一种或多种输入连 接的解码器/调谐器。在其它实施方案中，有与中央处理单元连接的 动态图像专家组(MPEG)解码器、解码器/调谐器和视频图形电 路。

在许多实施方案中，优选的图形电路是符合著名的视频图形阵 列(VGA)的电路，该电路用于驱动各种类型的显示监视器，如电 视和计算机终端监视器。中央处理单元可以是众所周知的几种类型 中的任何一种，在许多实施方案中优选选择与80486兼容的微处理 器。

在另一个实施方案中，本发明的系统包括与解码器/调谐器相连 的智能卡读卡器，而且该解码调谐器用于为智能卡的输入解码并用 于将该输入数据提供给中央处理单元。国际互联网访问链路既可以 是模拟电话数据的调制解调器，也可以是综合服务数字网(ISDN) 的调制解调器，还可以是其它类型，如卫星链路。

在第三个实施方案中，该系统包括与中央处理单元连接的CD- ROM驱动器，而且顶层管理程序用于在显示监视器上提供用户界 面，以便于用户播放来自CD-ROM的视频节目和访问并显示来自国 际互联网的万维网网页。在这个实施方案和其它实施方案中，系统 包括接收来自红外遥控器的红外信号的接收器/解码器，而且用户可 以借助来自红外控制器的光标操作来操作用户界面。其它的实施方 案可以有其它的海量存储设施，如与中央处理单元相连的硬盘驱动 器。

该系统的一个重要的组件是在非易失性存储器中编码的基本输 入/输出系统，该基本输入/输出系统包括基本输入/输出系统 (BIOS)代码集、具有ROM DOS代码集的操作系统、传输控制 协议/国际互联网协议(TCP/IP)界面代码集、内置的万维网浏览 器应用程序和顶层管理程序。顶层管理程序用于由中央处理单元来 执行，以便在显示监视器上提供交互式用户界面，该交互式用户界 面提供在国际互联网上访问万维网的网页。在一个实施方案中，国 际互联网的基本输入/输出系统允许在能够重新进行电子编程和诊 断的快速只读存储器中进行编码。

在本发明的第四个实施方案中，提供了一种用于在国际互联网 上访问和浏览万维网的方法，该方法包含以下几各步骤：(a)在非 易失性存储器中就地执行(XIP)基本输入/输出系统以开始启动计 算机化的顶置盒，其中，该顶置盒包括中央处理单元、与电话线相 连的调制解调器、和驱动显示监视器的视频图形电路；(b)在非易 失性存储器中就地执行管理程序，借此通过调制解调器访问国际互 联网并在显示监视器上显示浏览程序界面，其中，访问软件和浏览 软件也是在非易失性存储器中就地执行的；以及(c)从浏览界面中 跳到万维网网站。

在第五个实施方案中，向用户提供了一种最容易的访问国际互 联网的方法，该方法包括下述步骤：(a)用基本输入/输出系统 (BIOS)代码集、操作系统、传输控制协议/国际互联网协议 (TCP/IP)代码集、内置的万维网浏览程序、和顶层管理程序给 非易失性存储器编码；(b)在具有中央处理单元、带驱动显示监视 器的输出的视频图形电路、和国际互联网访问链路的计算机化的顶 置盒中，将非易失性存储器连接到中央处理单元上；(c)启动计算 机化的顶置盒，从非易失性存储器中的基本输入/输出系统代码直接 进入顶层管理程序，该程序通过国际互联网链路建立国际互联网访 问，并在显示监视器上显示浏览界面。

在第六个实施方案中，提供了一种用于CD-ROM征订服务的方 法，其步骤如下：(a)征求订户，该订户的顶置盒被连接到包括 CD-ROM驱动器的显示监视器上；(b)确定个体订户群感兴趣的范 畴；(c)研究国际互联网各网站以便找出符合个体订户群感兴趣的 范畴的网站；(d)在CD-ROM盘上给该个体订户群感兴趣的网站的 资源定位符(URL)编码，并在CD-ROM驱动器中读盘时显示资 源定位符；(e)将该CD-ROM盘提供给订户。

在各种各样的实施方案中，本发明的系统都提供易于使用的独 特的设施，该设施特别用于那些没有安装和操作计算机经验的人访 问多种形式的信息和娱乐活动数据库，并且在他们以熟悉的方式控 制该系统时，以他们熟悉的方式显示访问结果。本发明的细节将在 下面讨论，本发明的各个方面由权利要求的内容限定。

附图的简要说明

图1是依据本发明优选的实施方案的顶置盒的方框图。

图2是依据本发明的实施方案的Flash CD-ROM(如图1的顶 置盒中使用的Flash CD-ROM)的图解说明。

图3代表在本发明的一个实施方案中提供的顶级人机对话界 面。

本发明的详细描述

图1是根据本发明优选的实施方案的顶置盒11的方框图。在这 个顶置盒中，解码器/调谐器13接收不同来源的信号，诸如来自卫 星链路15、有线电视电缆17、和盒式磁带录像机/放像机16的输 入。80486 CPU 19提供计算与管理的能力，并通过链路21与解码 器/调谐器13连接。在这个实施方案中，解码器/调谐器13除了接 收在链路15上的卫星信号、在电缆17上的有线电视信号和电缆16 上的盒式磁带录像机/放像机视频信号并完成解码之外，还被连接到 智能卡的读卡器23上。由解码器/调谐器13读取插在读卡器23中 的智能卡并解码，然后将智能卡中的数据提供给中央处理单元19。 非必选的顶置盒访问智能卡的目的和功能在下面将更详细地介绍。

除了中央处理单元和解码器/调谐器外，还有动态图像专家组 (MPEG)解码器25，该解码器判读以MPEGⅠ和MPEGⅡ格式 提供给顶置盒的数据，并提供驱动电视或视频监视器的信号。 MPEG是为视频数据制订的工业标准协议，在技术上是众所周知的。

MPEG解码器25通过链路27直接与中央处理单元19相连，并 且通过数字链路29与解码器/调谐器13连接。MPEG解码器25有 一输出线31与视频图形卡(VGA)芯片或包括视频随机存储器 (VRAM)的芯片组33相连。VGA芯片组用于借助常规电路驱 动电视屏幕或者计算机显示屏幕。输出20按PAL,SECAM，或 者NTSC制式中的任何制式提供电视制式，并且在其它实施方案中 还可提供其它制式。输出线22提供众所周知的VGA输出以驱动计 算机显示屏幕。在本发明的其它实施方案中，可以采用其它类型的 视频电路。

对于模拟电视，需要提供模拟天线输入28，并将模拟信号线 24直接连到视频图形电路上。

模拟电话调制解调器35连接电话线37和中央处理单元19，为 付费的电视交易、诊断、和下载服务提供远程通信。在这个实施方 案中的非必选的ISDN接口39连接数字数据光缆41和中央处理单 元19，以提供数字电话通信，该接口可以代替模拟调制解调器35。 还有为CD-ROM驱动器43和硬盘驱动器45提供的非必选的接口。 在本发明的某些方面，CD-ROM是特别重要的特征，把来自CD- ROM的MPEG格式的视频数据提供给MPEG解码器25，以便在 电视或显示监视器上显示。

在顶置盒11中，所有必须的操作代码(包括基本输入/输出系 统的各种功能)由快速只读存储器(Flash ROM)47提供，发明 者将该快速只读存储器称为IBIOS，以便用于国际互联网的基本输 入/输出系统，通过它将较小的动态随机存储器(DRAM)和中央 处理单元19连接起来。在其它实施方案中，可以采用其它类型的 非易失性存储器。下面将根据本发明的各种实施方案进一步介绍 IBIOS。

对于熟悉计算机技术的人，图1所示的通信链路显然只说明用 于顶置盒的数据流，不说明具体链路的类型或频带宽度。例如，众 所周知，中央处理单元是在并行总线的基础上进行通信的，且总线 周期按工业标准受总线控制器控制(如ISA总线、EISA总线等)。

图2是依据本发明的实施方案的1M的快速只读存储器47的 方框图。在这个实施方案中，快速只读存储器47包含顶置盒11的 全部功能需要的内置应用程序，它与1M的可擦写动态随机存储器 49相连。代码就地执行，而不是装入RAM后再执行，所以动态随 机存储器49的容量保持在最低限度。设置动态随机存储器49的目 的是在就地执行应用程序期间存放临时变量。

在图2所示的实施方案中，快速只读存储器47有六个内置的 就地执行应用程序。在其它实施方案中，这类应用程序可能更多， 也可能更少。64KB的基本输入/输出系统51提供开机自检 (POST)和基本输入/输出系统的其它基本功能，并启动进入顶层 应用程序61，下面将更全面地介绍。

内置的ROM DOS 53为系统操作提供DOS功能。这些内置的 与DOS兼容的应用程序可以从市场上购买，例如由Datalight公司 生产的ROM-DOSTM6。DATALIGHT ROM-DOS占据大约73KB。 交互式图形用户界面(GUI)55提供屏幕制图和多任务的能力。 图形用户界面55大约占据128KB。在市场上购买的与Windows 类似的系统(如DataLight公司的WinLightTM)也可用于图形用户 界面。在这个实施方案中，ROM DOS和图形用户界面包含一个操 作系统(OS)。

顶层应用程序61可访问用于国际互联网通信的TCP/IP界面程 序57。TCP/IP界面也是内置的并且就地执行，程序57占据大约 64KB空间。最后，提供一个浏览器59，它是内置的并且就地执行， 该浏览器用于通过访问TCP/IP界面软件浏览国际互联网。

对于那些熟悉软件和编程技巧人显然可以将许多从市场上购买 的软件并入IBIOS，还可以单独为IBIOS编写完成等价功能的新程 序。 用户界面和操作

上述非必选的智能卡读卡器23和与它相连的解码器/调谐器13 提供了一个非必选的用于数据键和加密键的用户输入端口，以便启 动某些功能和为付款信道解码。数据和娱乐节目的供应商可以按上 述的几种数据流输入方式中的任何一种(如卫星直播电视，有线电 视，CD-ROM，甚至ISDN链路)提供他们的产品，并将智能卡提 供给有解密键的用户，使该用户可以购买产品。在其它的实施方案 中，不论有无非必选的智能卡读卡器，都可以用其它方式提供键和 其它的保密措施。

在本发明的另一个实施方案中，用户可定期交纳少量费用定期 的征订CD-ROM服务，比如每月一次。每个月供应的CD将提供各 种各样的功能和产品。例如，这样的CD-ROM将提供有通用资源搜 索器(URL)的国际互联网网站网站的更新目录，用随之带有的 访问键在一个或多个数据流中购买下个月的娱乐活动的目录，以及 在该CD-ROM盘上还可以有一种或多种MPEG视频选择。为了向 那些不愿使用计算机的用户提供国际互联网访问，CD-ROM服务 将至少为订户进行一些浏览，并且将结果作为可选择的资源定位符 提交给按照命令该系统可以切换到的资源定位符。

在本发明的一个实施方案中，CD-ROM服务将是主要的，或许 是唯一的数据输入流。在这个实施方案中，将没有解码器/调谐器 13，所以也没有用于有线电视、卫星电视、或智能卡的输入端。

在一个实施方案中，用户界面包括红外遥控盒63，它是一种常 见的遥控盒，通常用于向电视、盒带放像机等发送用户命令。在这 个实施方案中，将有与中央处理单元19相连的接收器/解码器65， 以便接收来自遥控器的红外编码信号。

在这个实施方案中，遥控盒63至少包括一个用于控制光标的四 向按钮和一个或多个用于交互选择的按钮。

图3是借助执行顶层应用程序61(图2)在显示监视器屏幕 73上显示的顶级的人机对话显示71。屏幕73可以是电视屏幕，它 连接在顶置盒11的VGA电路33的电视输出端，但也可以是其它 视频监视器(如计算机的监视器)的屏幕。对于熟悉这项技术的人 而言，显然有许多种可以使用的视频监视器，包括大屏幕平面直角 监视器。在某些情况下，可以在视频输出端添加驱动硬件，以驱动 新研制的显示装置。

人机对话显示71基本类似于常规卫星电视服务提供的预播屏， 并且是许多用户已经熟悉的显示，但是它的功能已经大大增强。如 上所述，该显示是执行顶层应用程序61的结果，当本发明的顶置 盒处于使用状态时，这个程序始终保持在后台运行。

在这个实施方案中，用户使用四向按钮67(图1)使光标75 在人机对话显示71的范围内移动来操纵该系统。将光标75移到显 示的某个激活区，然后按下激活键(如遥控盒63上按钮组69中的 一个按钮)，以便启动以一个或另一个输入数据流为基础的显示。 在另一些实施方案中，光标控制和选择可以借助与中央处理单元连 接的指针设备或与中央处理单元连接的键盘输入来完成。对于熟悉 这项技术的人而言，显然有各种各样在技术上已知的光标控制和选 择的替代方案，而且其中有一种或多种替代方案可以并入本发明的 替代方案。使用红外遥控是与本发明的目标一致的，即对于不擅长 使用计算机的用户提供国际互联网访问和浏览。

在示范显示71中，顶行77提供了在几种可利用的输入数据流 中的选择能力。例如，在该实施方案中，顶行77中有选择器79、 80、81、和83，它们分别表示允许用户选择有线电视、盒式磁带 录像机/放像机输入、CD-ROM、或卫星电视。在某些实施方案中， 可以有更多的选择器，例如用于其他的输入数据流、硬盘驱动器等 外设的选择器。

在顶行77下面的显示主体表示根据当前被激活的输入数据流 的节目选择信道对时间的矩阵，至少有线电视或卫星电视之类的输 入数据流具有以信道对时间的矩阵。对于某些其它种类的输入数据 流，如CD-ROM、硬盘输入或盒式磁带录像机/放像机输入，用户 可以随时下载可供利用的数据，在这种情况下显示的排列有所不 同。

例如，如果用选择器79选择有线电视，那么显示的主体将提供 信道号93对时间的矩阵，在横跨显示主体顶部的行95上指示时间。 在这个矩阵中，在该信道和时间内正在播放节目都被显示出来。时 间从左到右展开，这种展开受到必要的限制，通常大约是3小时， 但是可以以下述方式扫调。用户可以利用一个滚动条97或其它类 似的装置来改变信道。

在顶行77中提供一个日期域85，在首次访问顶层应用程序时， 该日期域显示当前的缺省日期，用户可以用选择器87和89将日期 提前或返回当前日期。当用户将时间提前时，在行95上按小时展 开的时间发生变化，而且在到了下一个日期时，日期指示85发生 变化。

在这些实施方案中，用户可以将光标移到输入数据流之一提供 的节目上，并且选定该节目，此时，系统将启动那个节目，例如切 换到指定的有线电视(台)或选定的卫星信道。如果用户选择某个 视频节目，该视频节目将立即开始播放，但是在实况转播时还将有 一些控制，以便中止和重新启动，前后移动视频时间线。在所有的 情况下，都将保留一个由顶层应用程序提供的激活区，用户可以选 择这个激活区返回图3的显示。

在盒式磁带录像机/放像机控制的情况下，将显示众所周知的为 高级盒式磁带录像机/放像机编程的常规界面，用户可以使用光标控 制和选择键给相连的盒式磁带录像机/放像机编制程序。在播放盒式 磁带录像机/放像机磁带时，也显示人机对话图标，该图标允许用户 调用控制面板，以控制停止、启动、快进、慢放等，这种控制在技 术上是已知的。

在本发明的某些实施方案中，提供了已知的画中画和不透明的 叠层，此时，用户可以同时显示来自不止一个输入数据流的画面。 例如，在电视屏幕上可以有一个比主屏小的视窗，其中显示来自有 线电视的节目，而主屏显示来自CD-ROM的图象。这种形成叠画和 混合显示的措施是众所周知的，而控制既可以是遥控器上提供的按 钮也可以是屏幕上的可选择的图标。

在图3的顶级显示71中，用户可以作出不止一种选择，也可以 只作唯一的选择。在本发明的实施方案中，有浏览标记的选择器91 激活国际互联网访问和浏览功能。如果用户选择浏览，顶层应用程 序借助调制解调器35或ISDN链路41(如果可利用)开始访问国 际互联网并且提供众所周知的浏览器界面。从此，操作可以是众所 周知的搜索万维网或直接切换到已知的网站网站。在本发明的这个 实施方案中，资源定位符对用户是透明的，提供资源定位符的方式 将在下面更全面地介绍。

在上述征订CD-ROM服务的实施方案中，用户将CD-ROM盘 插入，如果选择器83已被激活，那么该系统将在顶级显示71中显 示那些已经在CD-ROM上编码的MPEG选择。其中，CD-ROM盘 可以通过邮寄每月收到一次，或者按某个其他的时间周期由另一种 供货服务方式提供。在另一些实施方案中，征订CD-ROM服务提供 了大量的进一步的功能。

在一种CD-ROM服务的实施方案中，用户在征订时指定信息和 娱乐活动的优先权，并且可以定期更新这些优先权。作为一个实例， 某个用户可以指定其兴趣在美国历史和惊险的侦探电影方面。然 后，为那个用户定做CD-ROM盘，其方法是在与用户感兴趣的领域 有关的数据流中可利用的新信息上全部做上记号。当征订的CD- ROM盘在驱动器中时，顶层应用程序利用这些记号使加过记号的 节目和娱乐活动的编排在人机对话界面上提供的选择矩阵中变得 醒目。在该矩阵中醒目的编排可以是显示中的下划线、框、突出色 彩或增加亮度，或者以某种其它方式使它们醒目。

在一些替代方案中，在征订时可以针对不同的家庭成员输入优 先权，并且可以定期取消或更新优先权。在多成员征订时，有鉴别 是否是该家庭成员本人的措施和(或)由家庭成员判断的醒目标记。

在更复杂的实施方案中，顶层应用程序在首次激活时能够向征 订客户提供说明、列出摘要、甚至可以试映做过标记的感兴趣的项 目。

在以国际互联网为目标的情况中，顶层应用程序提供的矩阵显 示与电视频道提供的信道/时间矩阵不同，它是一个按类型列表的替 代矩阵。万维网的目标类型可以以许多种方式检索，例如借助商业 目标、信息类型(谱系学/历史/政治等)、杂志、报纸等等。项目 也可以借助征订变得醒目，在某些实施方案中，新的“热点”将变 得格外醒目。此外，用户可以选择按预先编制的程序浏览万维网的 热点。

对于熟悉这项技术的人而言，显然有各种各样的设计和功能用 于用户界面，以及各种各样的数据源可以连接并且包括在用户界面 可利用的选择之中。

对于熟悉这项技术的人显然还有许多在这里介绍的实施方案的 替代方案，但是它们没有脱离本发明的精神和范围。这些替代方案 中的许多方案在前面已经介绍过。例如，有许多数据流来源可以被 连接进来并受到控制，以便在显示监视器上显示。对于人机对话界 面，对于万维网浏览器应用程序，以及对于顶置盒本身的组织与设 计，都有许多类似的替代方案。