MXPA01000974A - Sistema de conmutacion de video sin restriccion de datos digitales comprimidos. - Google Patents

Sistema de conmutacion de video sin restriccion de datos digitales comprimidos.

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MXPA01000974A
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Abstract

Se desarrolla un sistema de television de cable interactivo el cual utiliza una red de distribucion de television de cable estandar para proporcionar simultaneamente una pluralidad de observadores con un programa de television interactivo que comprende una pluralidad de senales relacionadas en tiempo y en contenido. Las senales de video son transmitidas en un formato digital, mas de una senal siendo multiplexada en un flujo de datos en un solo canal. Las senales de video pueden ser comprimidas para su eficiencia. Un receptor, en conjuncion con un selector de senal que selecciona un canal NTSC particular para la lectura de grabacion, luego seleccionar una senal de video particular del flujo de datos, y descomprimir la senal de video para la lectura de grabacion. La conmutacion sin restriccion entre senales de video en diferentes canales son proporcionados. Una modalidad alternativa se desarrolla, en donde las varias senales las cuales comprenden el programa interactivo, son conmutadas en el extremo final mejor que en el receptor. La unidad de control de seleccion multiple selecciona una senal deseada mediante la retransmision de las selecciones multiples del usuario a traves de una caja de retransmision posterior , a una estacion de conmutacion localizada remotamente. La estacion de conmutacion en ruta la senal de video correcta hacia el canal de cable apropiado para el usuario en particular.

Description

SISTEMA DE CONMUTACIÓN DE VIDEO SIN RESTRICCIÓN DE DATOS DIGITALES COMPRIMIDOS REFERENCIA CRUZADA CON SOLICITUDES RELACIONADAS Esta solicitud es una continuación en parte de la Solicitud Serie Número 08/887/314, presentada el 7 de Julio de 1997, la cuál es una continuación de la Solicitud Serie Número 08/443/697, presentada el 18 de mayo de 1995, ahora Patente de E.U.A.: No. 5,724, 09, la cuál es una continuación en paite de la solicitud Serie Número 08/166, 608, presentada el 13 de Diciembre de 1993, abandonada, la cuál es una continuación en parte de la solicitud Serie No. 07/797/298 presentada el 25 de Noviembre de 1-991, abandonada. ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN 1. Campo de la Invención La presente invención se refiere en general a sistemas de respuesta interactivos, y más particularmente a un sistema de televisión interactiva la cuál proporciona programas interactivos, que usan datos digitales comprimidos, que tiene más de una señal de video sobre un canal de radiodifusión, o una señal multiplexada dentro de un forma digita , o ambos . 2. Descripción de la Técnica Anterior La invención también se relaciona a la conmutación sin restricción entre señales de video, mientras que se ve una primera señal de video, aún a través de la señal de video que se conmuta para que se pueda ver en un canal de radiodifusión diferente, o en el mismo canal multiplexado con, la señal de vídeo que se ve comúnmente. Los sistemas interactivos son bien conocidos en la técnica. Mediante la sincronización de vías paralelas de un medio de almacenaje de información, y en relación al contenido de las varias vías, se encontrará que la actividad interactiva puede ser simulada. Por ejemplo el propietario de Patente de E.U.A., No. 3,947, 972 que desarrolla comúnmente el uso de una cinta de audio de muti-vías sincronizadas a un solo tiempo, para el almacenamiento de conversaciones educacionales. Una vía se emplea para la retransmisión de los interrogatorios educacionales al usuario, y el resto de las vías, se seleccionan mediante un mecanismo de conmutación, las cuáles son usadas para transportar los mensajes de respuesta. Estos sistemas son progresivos para la televisión interactiva, en donde la radiodifusión múltiple o los canales de cable son conmutados en respuesta a las selecciones del usuario para proporcionar la operación interactiva. El propietario Freeman de la Patente de E.U.A., No. 4,847, 700 desarrolla comúnmente un sistema de televisión interactiva en donde una señal de vídeo común se sincroniza a una pluralidad de canales de audio para proporcionar el contenido relaciona a los fines seleccionables del usuario.
El propietario Free an de la Patente de E.U.A., No. 4,264,925, desarrolla comúnmente el uso de un sistema de televisión de cable convencional para desarrollar un sistema interactivo. Los canales de televisión estándar con el contenido sincronizado de tiempo son radiodifundidos a una pluralidad de usuarios. Cada usuario se conmuta entre los canales en respuesta a los interrogatorios para proporcionar la in':eractividad. Estos sistemas han sido adaptados para incluir las funciones de la memoria de manera que el sistema puede ser más interactiva, en respuesta individual, y así que los mensajes acostumbrados se pueden dar en las varia categorías de la respuesta de los usuarios para las consultas de información. La patente No 4,602.279 de E.U.A. de Freeman, desarrolla el uso de una memoria para almacenar los perfiles demográficos de los observadores de la televisión. Está información se almacena para recordar después por ejemplo para proporcionar publicidad específica de blanco. Los sistemas de televisión interactivos de la técnica anterior están generalmente relacionados con la provisión de una señal ( por ejemplo una señal de vídeo) por canal, ya sea que el canal sea de televisión de cable, televisión de radiodifusión, o una VCR. Debido a que la capacidad del canal de televisión de radiodifusión o de cable está limitada y como más y más canales de cable están siendo utilizados para programas convencionales, y los sistemas interactivos del tipo descritos, requieren de canales múltiples, es deseable reducir la capacidad del canal para tales sistemas, mientras que aún se proporciona al menos el mismo nivel de interactividad. La patente de E.U.A. No. 5,724, 091 desarrolla y reivindica la conmutación sin restricción entre señales de vídeo mientras que se ve una primera señal de vídeo, aunque aún la señal de vídeo conmutada pueda estar en diferentes canales de radiodifusión, o en el mismo canal multiplexado, viéndose concurrentemente la señal de vídeo. Sin embargo es necesario, que un método menos complejo y el sistema para el conmutado sin restricción entre la señales de vídeo digitales comprimidas en una tecnología del conjunto digital principal de costo bajo. SUMARIO DE LA INVENCIÓN La presente invención se refiere a un sistema de televisión de cable digital el cuál utiliza señal de vídeo digitales para proporcionar respuestas de visión acostumbradas para las selecciones del usuario. Un cable estándar o una red de distribución de televisión de satélite de radiodifusión directa se utiliza para transmitir programación interactiva y de otras programaciones a los usuarios. La presente invención permite que una pluralidad de observadores se le proporcione simultáneamente con una i pluralidad de señales de programa comprimidas digitalmente diferentes. Además, los programas interactivos comprenden una plura Lidad de señales de vídeo Las señales de vídeo son convertidas en formato digital para la transmisión. En un formato digital, es posible transmitir mas de una señal de vídeo por el canal de televisión de cable. Además, es posible transmitir las señales de vídeo mediante líneas telefónicas convencionales. Se desea, que las varias señales de vídeo digitales puedan ser comprimidas antes de la transmisión. La compresión permite aún gran número de señales de vídeo para ser transmitidas en el canal del medio de transmisión. De preferencia, el esquema de compresión que se usa, es uno de los esquemas de compresión estándar de MPEG, incluyendo MPEG2,, MPEG4 y MPEG7. Las señales de vídeo se alimentan a un formado de vídeo y de datos digitales de preferencia en el formato MPEG. Como parte de la transmisión de la señal digital, algunas de las señales son interactivas y de programación individualizada. Tal contenido incrementado se crea mediante la utilización de técnicas de producción de vídeo convencionales y proporcionar una multiplicidad de vídeo, audio, gráficos y datos en cualquier combinación de los mismos. La información de vídeo y de audio múltiple es sincronizada en tiempo y en la mayoría de los ejemplos, prefe iblemente se relaciona en contenido. Las interacciones subsecuentes a los lugares remotos son regulados mediante el uso final y el productor, mediante la inserción de los códigos de los datos representando un lenguaje de escritura. Estos códigos son preferiblemente integrados y transmitidos con las señales de vídeo y de audio interactivos y se pueden insertar ya sea en un centro de control de programa o en el extremo del cable. Un multiplexor combina las varias señales digitales en un número reducido de los flujos de datos de transmisión para la transmisión. Los varios canales de televisión de NTSC se pueden asignar en una modalidad preferida para maximizar el número de señales transmisibles simultáneamente.. El multiplexor en conjunción con el sistema de transmisión de televisión multiplexa los flujos de datos deseados en los canales deseados, y transmite estas señales sobre los canales de NTSC. El número de señales de vídeo las cuáles pueden ser multiplexadas en un flujo de datos en un solo canal de transmisión variará dependiendo de las señales de vídeo que van a ser transmitidas. Los canales de televisión contienen un flujo de datos de señales de vídeo multiplexadas que pueden ser transmitidas sobre una red de distribución de televisión de cable estándar, o mediante el sistema de transmisión de satélite de radio difusión.
Después de la codificación, la compresión el multiplexado y la modulación, las señales del programa y las señales del programa interactivo son distribuidas mediante los medios de transmisión que incluyen, pero no se limitan a satélite, televisión de cable, fibra óptica, red de teléfono conmutado público, radiodifusión terrestre, circuito cerrado, etc. En donde la técnica de modulación se define por medio del transporte. Adicionalmente, el contenido distribuido puede incluir una conversión de señal o la retransmisión anterior a la recepción de los usuarios finales. Los programas son recibidos en una local ización del usuario final y se conecta al dispositivo de recepción apropiado. Los dispositivos de recepción, por ejempLo, incluyen, aunque no se limitan a convertidores/ receptores de televisión de cable, receptores satelitales, receptores de radiodifusión terrestres, computadoras personales, etc. El receptor, recibe uno o más canales de televisión, conteniendo algunos o todos una corriente de flujo de datos multiplexados de señales de vídeo o de señales de vídeo digitales no-multiplexadas, y en conjunción con un selector de señal, que selecciona un flujo de datos/ canal de datos particular para la lectura de grabación, luego selecciona una señal de vídeo particular desde la señal multiplexada del flujo de datos, y finalmente expande la señal de vídeo, si es necesario, para la lectura de grabación a un monitor de televisión. El selector de la señal puede comprender un controlador y un software, por ejemplo en una caja principal del conjunto digital. El controlador y el software en la caja principal del conjunto digital opera para controlar el receptor y el selector de señal para seleccionar una señal de vídeo digital particular. Una entrada del usuario responde de preferencia mediante un dispositivo remoto estándar. El usuario puede simplemente cambiar desde un canal digital a otro o proporcionar respuestas a un programa interactivo. En una modalidad de un programa interactivo, el usuario responde selectivamente para la información de las unidades de visua Lización o de los mensajes interrogatorios y la señal del selector escoge una señal de vídeo multiplexada particular y la des-multiplexa, la expande y exhibe la señal de vídeo seleccionada. Alternativamente, el selector de la señal puede elegir una señal de vídeo basada en la información del perfil personal almacenada en la memoria. Si más señales son necesaria para un programa interactivo, que sean mapeadas a un flujo de datos en un solo canal,, el selector de la señal en conjunción con el receptor es programada para conmutar entre varias de las señales de vídeo dentro del flujo de datos multiplexado así como entre el flujo da datos entre los varios canales de radiodifusión para proporcionar el nivel necesario de interactividad. Los varios segmentos de información en las varias señales de vídeo de preferencia se relacionan en tiempo real y contenido de manera que una conversación interactiva pueda ocurrir como la señal de vídeo en lectura de grabación y que el usuario responda a los varios interrogatorios en las señales de vídeo. El uso de señales múltiples por canal se puede usar para la mayoría de tipos de los programas interactivos, incluyendo a aquellos que se mencionan en las Patences de E.U.A., antes mencionadas, por ejemplo, los ángulos de cámara múltiple de campo sincronizado, a partir de eventos deportivos de un juego interactivo. Sin embargo, la presente invención, también cubre el uso de varias señales de vídeo no relacionan en tiempo real y contenido. En una modalidad de dos vías, las varias señales las cuáles comprenden el programa interactivo, se pueden conmutar en el extremo final mejor que en el receptor. Esta modalidad se puede usar en un sistema de televisión por cable, en un sistema de satélite de radiodifusión directo, en un sistema de teléfono convencional modificado para recibir las señales de vídeo digitales, o de cualquier otro sistema de transmisión apropiado capaz de transmitir^ señales de vídeo digitales. La unidad de control de selección múltiple, mejor que el controlador de selección múltiple de sujeción manual, selecciona una señal de vídeo mediante la retransmisión de las selecciones de selección múltiples del usuario a través de la caja de la retransmisión posterior a una estación de conmutación localizada remotamente, de preferencia la fuente de televisión de cable. Las selecciones múltiples se puede retransmitir a la estación de conmutación en cualquier forma convencional, tal como una televisión de cable de dos vías, teléfono, o transmisión de FM. En la programación interactiva se está transmitiendo sobre una línea telefónica, la selección múltiple, puede ser retransmitida sobre la misma línea telefónica. La estación conmutada recibe la selección múltiple del usuario y las rutas de la señal correcta hacia el canal de cable apropiado, línea telefónica, u otro medio de transmisión para el usuario en particular. En tal disposición, únicamente un solo enlace se requiere entre el subscriptor o el receptor, y el extremo final de manera que un enlace de canal se pueda usar para recibir una pluralidad de las selecciones de diferentes canales que dependen de la retransmisión de la selección interactiva a partir del receptor al conmutador de vídeo en extremo final . Si se desea, el enlace de dos vías, se puede usar para otros propósitos, tales como para transmitir los datos demográficos a la fuente de programación por razones comerciales, o para permitir un juego interactivo que muestra al ju?fador, por ejemplo recuperar ganancias.
Una vez, que una señal es desmodulada, el flujo de datos digitales, es demultiplexado en sus elementos constituyentes, tales como vídeo, gráficos de audio, y datos. El flujo de datos digitales demultiplexados es directo a los dispositivos decodificados apropiados, por ejemplo decodificador de vídeo a vídeo, decodificador de audio a audio , gráficos al programa controlador de la unidad de visuaLización y control de datos a la aplicación del software . En las modalidades del programa interactivo, la aplicación del software lee los datos y procesa el lenguaje de lectura. Además, el software de la aplicación interactiva procesa la entrada del usuario final. Basado en una combinación de entradas, luego se decide sobre la acción apropiada. La experiencia de ver es luego incrementada en la individualización del contenido mediante la conmutación entre el vídeo, audio, gráficos y elementos de datos. El sistema de la presente invención permite mejorar la realización durante la conmutación, haciendo la conmutación del canal transparente. Las aplicaciones del canal virtual para incrementar la programación y la publicidad dirigida necesitará la conmutación frecuente adecuada entre los flujos de vídeo MPEG múltiples. Cuando un cambio de canal se requiere por un usuario en respuesta a un interludio interactivo, una ligera impercibilidad de retraso es programada para permitir el algoritmo de expansión una oportunidad para ajustar al cambio rápido desde una señal de vídeo a otra. Durante, el retraso, se obtiene previamente la información de vídeo que se exhibe mientras el sistema interactivo se localiza, recibe, demultiplexa, descomprime, decodifica, y procesa la nueva señal de vídeo. Esto permite, el sistema interactivo para conmutar a la nueva señal de vídeo sin la oscilación o distorsión que aparece en la pantalla de TV, por ejemplo un conmutación sin restricción. Se desarrollan métodos diferentes para lograr esta conmutación sin restricción. Uno desarrolla una memoria intermedia del marco de vídeo análogo. Otras usan dos sintonizadores. Otras alternativas incluyen: (a) usando dos memorias intermedias de vídeo digitales; (b) usando una memoria grande: (c) usando una memoria intermedia grande en una modalidad similar a la de (b) ; y (d) , conmutando al cable final .. La presente invención incluye un método mejorado preferido y al sistema para la conmutación sin restricción entre las señales digitales comprimidas MPEG en un conjunto digital principal, HDTV o una tecnología de computadora personal. Mientras la MPEG estándar discute el uso de puntos empalmados, tales puntos son difíciles de insertar en los flujos de vídeo, ya que vienen de fuentes diferentes, lo cuál es típico del entorno de la tecnología de televisión de cable típica. Esto es debido a que los flujos que han sido comprimidos en tiempos diferentes pueden tener diferentes relojes y por lo tanto diferentes tiempos de información. Por hacer algunas modificaciones en los procesos de codificación para las aplicaciones del canal virtual, los incrementos novedosos se pueden hacer para empalmar. Tales incrementos de la presente invención incluyen sujetar las bases de tiempo de los codificadores del canal múltiple, sujetando las fuentes de vídeo, sincronizando el tiempo, para empezar el procedimiento de codificación, e insertar los puntos de empalme a las localizaciones apropiadas en el GOP. La presente invención utiliza estas restricciones y otras para las varias aplicaciones de canal virtual que tienen una ventaja significativa sin requerimiento virtual sin cambios en el hardware para la mayoría de los convertidores del conjunto digital principal convencional. BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS. La Figura 1 es un diagrama de bloque del Sistema de Televisión Interactiva de la presente invención. La figura 2 es un diagrama de bloque del sistema de la presente invención en una configuración de transmisión de dos vías.
La figura 3, es un diagrama de bloques de una modalidad para lograr la conmutación sin restricción entre las señales de vídeo. La Figura 4, es un diagrama de bloque que muestra una modalidad de alternativa para lograr la conmutación sin restricción entre las señales de vídeo. La Figura 5, es un diagrama de bloque de una modalidad de una localización de programación central. La Figura 6 es un diagrama de bloque que muestra los puntos empalmados de vídeo y los espacios de tiempo en los flujos de programación de vídeo. La Figura 7, es un diagrama de bloque de una modalidad de alternativa de la caja de recepción. La Figura 8, es un diagrama de bloque de alternativa de los marcos de audio. La figura 9, es un diagrama de bloque de un conmutador de la estación de radiodifusión de TV. La Figura 10, es un diagrama de bloque de una modalidad de un conmutador de Programa no-relacionado. La Figura 11, es un diagrama de bloque, de una modalidad para la conmutación dentro de la Programación de Evento Múltiple. La Figura 12, es un diagrama de bloque, de una modal-dad del conmutador del Programa de Imagen-en Imagen sin restricción.
La figura 13, es un diagrama de bloque de una modalidad de la conmutación dentro de la Programación de compras/Comercio Múltiple. La figura 14 es un diagrama de bloque de una modalidad del Aviso de Dirección-Inserción del Programa Digital . La Figura 15 es un diagrama de bloque de una modalidad para una conmutación sin restricción de un Grupo de señales a Otras Señales a un Servidor. Las Figuras 16A y 16B son diagramas de bloques de una modalidad de Dos sintonizadores alternativos. La Figura 17 es un diagrama de bloque de una Modalidad de Dos sintonizadores. DESCRIPCIÓN DE LA MODALIDAD PREFERIDA. La presente invención se refiere a un sistema de televisión interactiva en el cuál, una pluralidad de observadores están provistos simultáneamente con una pluralidad de señales de mensaje de información de programa diferente. Se provee una pluralidad de señales de vídeo 1. las señales de vídeo 1, pueden ser por ejemplo, varios campos y/ o ángulos de cámaras de audio sincronizadas de un evento deportivo, o que muestre un juego que tiene un contenido y una acción principal que responda a las selecciones del usuario. De una forma alternativa, las señales de vídeo 1, adecuadas para la conversación interactiva, tal como lo que se menciona en las Patentes de E.U.A. Nos. 4,847,700, 3,947,972, 4,602,279, 4,264,925, o 4,264,924 contenidos de las cuáles solo se menciona específicamente solo como referencia. Existen varios tipos de tiempo y de contenido relacionados con las señales de vídeo las cuáles son adecuado para La operación interactiva. En sistemas previos, estas varias señales se transmitirán a un receptor sobre la radiodifusión separadas o canales de cable, requiriendo cada uno un canal separado NTSC de 6 MHZ. De conformidad a la presente invención, las señales de vídeo 1 son dirigidas a los convertidores 2 ("A /D") análogo a digital, los cuáles convierten las varias señales de vídeo en formato digital para la transmisión. Los convertidores A/ D pueden ser de cualquier tipo convencional para la conversión de las señales análogas para el formato digital. Un convertidor A/ D puede ser necesario para cada una de las señales de vídeo 1, aunque es mejor pocos convertidores, o mejor un solo convertidor capaces de la digitalización de las varias señales de vídeo 1. Los programas de vídeo interactivos también se pueden suministrar a una red de distribución de cable o de otra en un formato precoraprimido y/ o pre-digitalizado. La conversión digital resulta en cantidades muy grandes de datos. Por lo tanto es deseable reducir la cantidad de datos para que se envíen, permitiendo a más señales para que se envíen en un solo canal de transmisión. Por ejemplo, un solo marco de vídeo NTSC digitalizado representan sobre los 350 Kbytes de datos. Por lo tanto, dos horas de vídeo estándar es aproximadamente 80 Gbytes. Debido a que existen 30 marcos/ segundo en tal vídeo, el rango transferido de datos es de 22 Mbytes/ segundo. Esta gran cantidad de datos es reducida preferiblemente mediante compresión digital. Con el fin de reducir los requerimientos de la transferencia de datos, las varias señales de vídeo digitales son comprimidas de preferencia antes de la transmisión. El vídeo se puede comprimir mediante cualquier algoritmo de compresión convencional, los dos tipos más comunes son el "procesador intensivo" y la "memoria intensiva". El procesador intensivo realiza el acceso de la compresión, mediante la eliminación de los aspectos no-cambiados de una imagen desde el procesamiento en una transformación de marco-a-marco de la información, y a través de otras manipulaciones de la información de la imagen, desarrollando computación matemática para determinar el grado en el cuál un movimiento dado en una imagen es perceptible al ojo humano. Este acceso depende de la capacidad del procesamiento de velocidad elevada en el punto de transmisión.
El acceso de la memoria desarrolla la división de un marco de imagen en cientos de bloques minúsculos de pixeles, en donde cada bloque se da un código que representa su conjunto de colores y variaciones en luminiscencia. El código, el cuál es un incremento mucho más pequeño de información que toda la información que describiría un bloque dado de la imagen, que se transmite al receptor. Existe, el llamado del bloque codificado idéntico desde una librería de bloques almacenados en la memoria del receptor. Por lo tanto, el flujo de bit representa una porción mucho más pequeña de la información de imagen en este acceso.
Este sistema está generalmente limitado por la variedad de bloques de imágenes, los cuáles se pueden almacenar en el receptor, el cuál se relaciona directamente al tamaño de la memoria y a la capacidad del microprocesador. Los ejemplos de las técnicas de la compresión comúnmente conocidas las cuáles se pueden usar con la invención son JPEG, MPEG1 y MPEG2. Los compresores de datos 3, son provistos para reducir los datos para cada una de la señal de vídeo la cuál debe ser transmitida. Los compresores de datos 3 pueden ser de cualquier tipo convencional comúnmente conocido en técnica para la compresión de imágenes de vídeo, tales como aquellas descritas previamente. La compresión de las varias señales de vídeo, se puede hacer con un compresores 3 de pocos datos, que un compresor por señal de vídeo. En un sistema análogo convencional de NTSC, por vía de ejemplo, es el acostumbrado para transmitir una señal de vídeo por un canal de 6 MHZ. Mediante la digitalización de las señales de vídeo,, es posible enviar un flujo de datos que contiene más que una señal de vídeo en un canal. La compresión de las señales digitalizadas, permite que aún más señales de vídeo puedan ser transmitidas sobre un solo canal de transmisión. El número de señales las cuáles se pueden enviar sobre un solo canal está generalmente relacionado a, por ejemplo, a) el tipo de vídeo que se va a enviar; b) el esquema de compresión de vídeo que se usa, c) la capacidad del procesador usado y de la memoria usada, y d) el ancho de banda del canal de transmisión. Las técnicas de compresión explotan el hecho que en el movimiento de las imágenes hay un cambio muy pequeño de marco-a-marco. La edición de las redundancias entre los marcos y la codificación ajustan los cambios que permiten rangos de compresión mucho más elevada. El tipo de vídeo que normalmente contiene una distribución grande de movimiento de velocidad elevada tal como ocurre en eventos deportivos en vivo, por lo que tienen lo tanto tiene los rangos de compresión más bajos. Las películas, de otra manera, las cuáles tienen un rango de marco más bajo, y un cambio de marco- a-marco menor que un evento de deportes en vivo, logrando rangos de compresión elevados. Comúnmente, los esquemas de compresión conocidos tienen rangos de compresión que varía de 2:1 a 10:1 para los satélites, y 2:1 a 5:1 para los sistemas de televisión de cable, dependiendo del grado de movimi ento . Una vez que las varias señales de vídeo 1, han sido digitalizadas y comprimidas, el multiplexor 4 combina las varias señales digitales en un número reducido de los flujos de da;os de transmisión para la misma. Por ejemplo, si los canales de 68 canales de NTCS están disponibles, y cada uno de los canales es capaz de transmitir, ya sea 4 señales de vídeo que se mueven lentas, comprimidas digitalizadas ( por ejemplo películas) o 2 señales de vídeo de alta velocidad comprimidas, digitalizadas (por ejemplo deportes), luego los varios canales de NTSC estarán asignados en una forma predeterminada para maximizar el número de señales transmisibles simultáneamente. Como un ejemplo, la frecuencia de la radiodifusión correspondiente a un primer canal NTSC que puede contener un flujo de datos de películas digitalmente separadas comprimidas no-interactivas. En esta frecuencia, el flujo de datos contiene señales de vídeo que representan un número de películas. Sin embargo, las señales de vídeo, diferentes a aquellas de un programa interactivo, no están relacionadas en tiempo y en contenido. La frecuencia corresponde a un segundo canal que puede contener un flujo de datos digitales de un programa de deportes interactivos que consisten de dos señales de vídeo de velocidad elevada multiplexadas comprimidas tal que están preferiblemente relacionadas en tiempo y en contenido. La frecuencia correspondiente a un tercer canal que puede contener un flujo de datos digitales de una película interactiva que consiste de cuatro señales de vídeo comprimidas multiplexadas las cuáles están relacionadas en tiempo y en contenido. La frecuencia correspondiente a un cuarto canal puede contener un señal de NTSC análoga que se relaciona a una programación local. Por lo tanto, usando la invención, los cuatro canales de NTSC pueden contener un canal de películas multiplexadas, un programa de deportes interactivo, una película interactiva y una programación local . El multiplexor 4, recibe la entrada de las señales de vídeo digitalizadas, comprimidas y en una forma convencional prede :erminada, en conjunción con el transmisor 5, que multiplexa la señal de vídeo deseada en los canales deseados, y transmite estas señales sobre los canales de NT?C. Ciertos canales de NTSC pueden contener solo una señal de vídeo, u otra, en una forma digital o análoga. Como se ha indicado anteriormente, el número de las señale de vídeo, las cuáles pueden ser multiplexadas en un flujo de datos sobre un solo canal de transmisión variará.
También, el número de canales, los cuáles usan los flujos de datos pueden variar. Los flujos de datos de transmisión son transmitidos por el transmisor 4, mediante el medio de transmisión 6 a una estación de recepción 7. El transmisor 4, el medio 6 y el receptor 7 puede ser cualquier medio convencional para ia transmisión de las señales de vídeo digitales incluyendo la televisión de radiodifusión, televisión de cable, satélite de radio transmisión directa, fibra óptica o de cualquier otro medio de transmisión. Alternativamente, la invención puede ser auto-contenida en un solo sistema de estado, como se explica abajo. Los medios de transmisión también puede ser un sistema telefónico que transmite un flujo de vídeo de datos digitales. Por lo tanto, el flujo de datos multiplexados contiene los varios canales de radiodifusión o un programa interactivo con señales de vídeo relacionadas que se pueden enviar directamente a un usuario sobre una sola línea telefónica. Los dispositivos de transmisión digitales antes mencionados pueden incluir los medios para la transmisión de señales análogas. En una de las modalidades preferidas, de la invención, la señal de transmisión digital se transmite usando un sistema de televisión de cable. El receptor 7 recibe los varios canales de NT?C, algunos o todos contienen señales de vídeo digitales no-multiplexadas o multiplexadas.
Comúnmente, más de un canal se puede transmitir mediante el transmisor 5, y recibirse por el receptor 7, como en un sistema de televisión de cable ordinario. Sin embargo, cada uno de los diferentes canales tienen un flujo de datos que contienen varias señales de vídeo digitalizadas. Por lo tanto, el receptor 7 preferiblemente opera en conjunción con un selector de señal 8, para seleccionar un canal de NTSC particular para la lectura de grabación, luego para seleccionar una señal de vídeo particular, de la señal multiplexada del flujo de datos, y finalmente para descomprimir o expandir la señal de vídeo comprimida, si es necesario para la lectura de grabación al monitor 10. El regulador de selección múltiple 9 opera para el receptor de control 7, y el selector de señal 8 para la selección de una señal de vídeo particular para la lectura de grabación. En la práctica, un usuario no necesita conocer que las señales múltiples por canal estén en uso. Si, por ejemplo, los canales 68 con 4 señales por canal están en uso, el regulador 9 en conjunción con el receptor 7, y el selector de señal 8 puede ser programada para representar estos canales al usuario como los canales 1-2-72. El monitor 10 puede ser, por ejemplo, una televisión convencional. El selector de señal 8 de preferencia incluye un des-multiplexor convencional, para la selección de una señal de vídeo en particular desde el flujo de datos en el canal siendo concurrentemente recibida por el receptor 7. el selector de señal 8 incluye además el aparato de expansión o descompresión necesario correspondiente con el esquema de compresión en uso mediante los compresores 3. 5 En la practica, un programa de evento de deportes interactivo, puede ser transmitido en una señal de televisión por cable de 6MHZ usando un esquema de multiplexado- compresión lo cuál permite dos señales de vídeo de deportes ( A y B, por ejemplo), para ser transmitido en un solo canal de 10 NTSC ( por ejemplo, canal 34) . Se puede desear tener cuatro señales vídeo (A-D, por ejemplo), para el evento de deporte interactivo en particular. Una primera señal de vídeo (señal A) puede contener un señal de radiodifusión normal del juego; la segunda señal de vídeo (señal B) puede contener una vista 15 de cercanía de la acción del juego; una tercera señal de vídeo (señal C) puede contener una repetición actualizada continuamente de la actualización del brillo máximo del juego,: la cuarta señal (señal D) puede contener una información estadística. Estas cuatro señales de vídeo (A-D) 20 puede, por ejemplo, ser multiplexadas como sigue: señales de vídeo A y B multiplexadas en un flujo de datos transmitidos en el canal de cable 34; señales de vídeo C y D multiplexadas en un flujo de datos que se transmiten en canal de cable 35. Alternativamente, todas las cuatro señales de vídeo (A-D), se 25 pueden multiplexar en un flujo de datos que tienen un canal ^a^^ de frecuencia. Estas cuatro señales pueden, sin embargo, ser mapeada por el controlador 9, o por el selector de señal 8, para exhibir como canal separado exhibido para el usuario, cuando el observador hace selecciones en el regulador de selección múltiple, una conmutación sin restricción ocurre entre los mismos. Cada una de las señales de vídeo de su programa interactivo puede incluir una marca, la cuál lee por ejemplo, " Acción de Pantalla completa—Presionar A: Acción de Cerrar—Presionar B; Volver a empezar—presionar C: estadísticas—Presionar D". Como se muestra, si son necesarias mas señales, para un programa interactivo que se han mapeado en un flujo de datos en un solo canal, el selector de señal 8 en conjunción con el receptor 8, puede ser programado para conmutarse entre las varias señales de vídeo 1, así como los varios canales de radiodifusión para proporcionar el nivel necesario de la interactividad. Sin embargo, de preferencia todas las varias señales de vídeo asociadas con un programa interactivo particular, son multiplexadas en un solo canal. Adicionalmente, el selector de señal 8 puede almacenar información en relación a las respuestas del usuario previas y comunes. Por ejemplo, el perfil personal de un observador o de los patrones de respuesta previa del observador puede ser almacenada en la memoria. La información se puede usar en conjunción con los comandos transmitidos dentro de las señales de vídeo, como se menciona en la patente No. 4,602,279, incorporada en la presente solo para referencia. La información dei perfil personal almacenada y los comandos recibidos se puede usar para conmutar interactivamente entre el flujo de datos y las señales de vídeo sin ninguna respuesta adicional del usuario. El programa interactivo multiplexado se puede transmitir en una sola línea de teléfono, si se desea. En esta modalidad, el controlador de selección múltiple 9 se programa para conmutar entre varias señales de vídeo en una sola línea telefónica. Si se desea canales adicionales, se usa una configuración de dos vías como se describe abajo. El sistema de la presente invención, 'se puede utilizar en una modalidad educacional. En esta modalidad, la información es almacenada en cada uno de los flujos de datos en una pluralidad de los segmentos de información reproducibles, cada uno de las cuáles comprende un mensaje completo reproducible por el receptor directamente en respuesta a la selección de la señal de vídeo mediante el selector de señal 8, en respuesta a la selección del usuario en un regulador de selección múltiple 9. Cada uno de los segmentos de información en varios flujos de datos contienen mensajes de preguntas, con respuestas de selección múltiple asociadas, mensajes de respuestas, mensajes de información o combinaciones de los mismos.
Los varios segmentos de información en los varios flujos de datos relacionados de preferencia en un tiempo real y los contenidos de manera que una conversación interactiva puede ocurrir como las señales de vídeo que son exhibidas y el usuario responde a los varios interrogatorios que contienen en las señales de vídeo. Como un usuario hace interrogatorios particulares con una respuesta de selección múltiple, la información en la señal de vídeo asociada con la selección particular es exhibida por el selector de la señal 7. Los varios interrogatorios, los mensajes de respuesta, y los mensajes de información pueden generalmente ser contenidos en una, más de una o en todas las varias señales de vídeo. El uso de un flujo de datos contiene múltiples señales de vídeo por canal de radiodifusión que se pueden usar por la mayoría de los tipos de los programas interactivos, tales como aquellos descritos en las patentes de E.U.A., antes mencionadas. Otros programas interactivos pueden ser desarrollados dentro del alcance de la presente invención. La presente invención también se utiliza como un sistema de soporte-único con necesariamente medios no de transmisión. En esta modalidad, las señales de vídeo digitalizadas que pueden hacer un programa interactivo se almacenan en medios de almacenaje locales tales como las cintas de vídeo, disco de vídeo, memoria (por ejemplo RAM, ROM, EPROM, etc.) o en una computadora. De preferencia, las señales de vídeo digitalizadas son multiplexadas en una señai de NTSC normal. Los medios de almacenaje particular se pueden conectar a cualquiera de las cajas interactivas mencionadas en la Figuras 3-5, como se describe abajo. Las cajas interactivas luego se conectan a un aparato de televisión. Alternativamente, los circuitos en las Figuras 3-5 que se mencionan afc>ajo, se pueden implementar en un diagrama y se inserían en una computadora personal normal (PC) . Un microprocesador por separado en el diagrama interactivo no es necesario para esta configuración debido a que el procesador de la PC normal realiza las funciones del procesador 108, que se muestran en las Figuras 3-5. Comp se muestra en la Figura 2, el sistema de la presente invención se puede operar en una configuración de dos vías. En esta forma, las varias señales -de vídeo 1, son procesadas como se ha descrito antes, siendo digitalizadas por el convertir A/D 2 y comprimidas mediante los compresores de vídeo 3. Las señales son luego enrutadas a una estación de conmutación ce tral 14. En esta modalidad, la conmutación entre las varias señales de vídeo se realiza en la cabeza final en lugar del receptor. La unidad de control de selección múltiple 9, retransmite las selecciones múltiples del usuario a través de una caja de retransmisión 17, para regresar a la estación de conmutación localizada remotamente 14. Las selecciones múltiples se pueden retransmitir, mediante la caja de retransmisión 17 a la estación de conmutación mediante un medio convencional, tal co o una televisión por cable de dos vías, teléfono, o transmisión de FM. La estación de conmutación 14 recibe la selección múltiple del usuario y de las rutas de la señal deseada al transmisor 5, el cuál transmite convencionalmente la señal de vídeo deseada hacia el canal de cable apropiado para el usuario particular. Si se de&ea, el transmisor 5, puede también transferir programación convencional en los canales de televisión de cable que no -son usados para la programación interactiva. Alternativamente, la estación de conmutación 4 puede incluir el equipo de multiplexado como se ha descrito antes,, y por lo tanto opera los programas no interactivos o interactivos en un solo canal de televisión. Por ejemplo, si se desea implementar el programa de un juego de foptball interactivo como se ha descrito antes, un solo canal de cable NTSC puede ser asignado por el programa. Sin embargo, en este ejemplo, las señales de vídeo pueden estar presentes al final de la transmisión. En respuesta a una señal, del regulador inalámbrico 9, una señal es transmitida por la caja de retransmisión 7 a la estación de conmutación de TV de cable, la cuál enruta la señal de vídeo deseada al requerimiento del observador. Tal sistema requiere un equipo de conmutación muy rápido, pero puede ser impJ.ementado usando la formación de imágenes digitales. Alternativamente, es deseable transmitir, el evento deportivo i?teractivo en una sola línea telefónica. Cuando el usuario ingresa a una selección en el regulador 9, una señal se transmite mediante la línea telefónica a la estación de conmutación central la cuál enruta la señal deseada del programa interactivo en la línea telefónica del usuario, de manera que un solo enlace maneja a ambos de la selección interactiva que se hace en el receptor y la transmisión de la selección, fuera de una pluralidad de selecciones, desde la cabeza final y en donde la conmutación actual se realiza en respuesta a la selección interactiva que se hace en el receptor. El enlace de dos vías entre el usuario y la estación de conmutación se puede usar para otros propósitos. Por ejemp..o, el dato demográfico se puede transferir desde el usuario a la red de radiodifusión para fines comerciales, tales como publicidad exacta, comercialización, transmisión de un juego que muestra ganar un número de ventaja para poner el precio, o de otros comerciales o de fines no comerciales. Como se ha descrito antes, los sistemas de compresión, generalmente realizan menos eficiencia cuando el contenido de marco-a-marco incluye la mayoría de cambios en un contenido de píxel (por ejemplo durante el movimiento rápido o cambios en el escenario) . El sistema de la presente invención puede ser ventajosamente programado para facilitar el proceso en el programa de descompresión. Cuando una tecla del regulador se oprime para la selección de una señal deseada, un retraso imperceptible ligero se puede efectuar si se desea. Este retraso permite el algoritmo de expansión o de compresión de un periodo de tiempo corto para ajustarse al cambio rápido desde una señal de vídeo a otra la cuál causa ordinariamente una degradación en la eficiencia del algoritmo originando picos de vídeo que aparecen en la unidad de visuaLización de la pantalla. Como se muestra en la figura 7, un enlace de dos vías ( similar a la Figura 2) se puede usar, empleando canales de retorno virtuales al usuario. En esta modalidad, las señales de vídeo múltiples, preferiblemente se relacionan en tiempo y son asincronas una a otra, que están presentes en un cable posterior 300 en canales múltiples A,B,C N de un enlace común de señales de vídeo 250. Las señales se pueden localizar generando o recibiendo desde una locación remota ( tal como una arena de deportes ) por receptores 200, 202, 204 y 206. Alternativamente, si las señales recibidas remotamente, son mutiplexadas digitalmente en un canal, un demultiplexor digital reemplaza los receptores 200-206, y demultiplexa las señales y coloca cada una de las señales en un canal de enlace común separado. Las señales remotas o locales son sincronizadas mediante un circuito Sync 208. Un número de conmutadores interactivos de control remoto 210, 212, 214, 216 y 218, son conectados al cable común de señales de vídeo 250. Los canales múltiples en el cable común 250, son proporcionados sincrónicamente y simultáneamente a las series de los conmutadores interactivos de control remoto 210, 212, 214, 216, y 218. Los conmutadores interactivos de control remoto son asignados dinámicamente a los usuarios quienes requieren del acceso a un programa interactivo. Cada conmutador se conecta a un modulador de frecuencia ágil 220, 222, 224, 226, 228 para asignar al conmutador un canal virtual con el fin de conectar una señal desde el enlace común 250, a un usuario específico a un sitio remoto. Cada uno de los conmutadores está asignado a un solo usuario de manera que el número de conmutadores presentes al final es el factor limitante al número de los usuarios quienes pueden interactuar simultáneamente. Si se asume que solo una porción de los usuarios interactúan simultáneamente, un algoritmo se usa para determinar el número óptimo de los conmutadores remotos necesarios para asegurar un porcentaje aceptable de accesos. Después de pasar a través de los moduladores de frecuencia ágil 220, 222, 224, 226, 228, las señales desde el enlace común de señales de vídeo 250 progresan a través del sistema de cable ( o de radiodifusión de TV) 260. las señales pueden pasar a través del alimentador de RF 262 y del amplificador 230. La caja principal del conjunto del usuario 232, 234, 236 comprenden un demodulador de frecuencia ágil, que es sintonizado a la frecuencia del modulador de frecuencia ágil asociado 220, 222, 224, 226, 228. La señal decodificada de la caja principal del conjunto 232, 234, 236 está exhibida en el monitor de la televisión 10. Cuando un usuario desea interactuar, el usuario acciona un comando en el controlador 9. El comando se recibe por la caja principal del conjunto. Una solicitud del usuario se transmite hacia el cable u otro sistema de transmisión 260, a uno de los conmutadores remotos 210,212, 214, 216,218. en el tiempo apropiado, basado en la solicitud del usuario y el algoritmo para la interactividad la cuál acompaña al programa, el conmutador remoto hace un corte durante un intervalo de borrado vertical desde una señal en el enlace común 250, a otra señal en el enlace común 250. El resultado de esta conmutación es modulada por uno de los moduladores de frecuencia ágil 220, 222, 224, 226, 228, y se transmite hacia el canal virtual al usuario, quién ve un corte sin restricción desde una imagen a la otra como un resultado de la interacción. El suministro de la señal al usuario puede ser de ancho de banda completo o de vídeo comprimido. Similarmente, la señal de vídeo en el enlace común 250 suministra la señal simultánea a los conmutadores remotos múltiples 210, 212, 214, 218, que puede ser vídeo comprimido. Esta modalidad permite al usuario una caja remota de costo relativamente baja, debido a que el equipo de conmutación es más costoso que está localizado al final y que cada conmutador remoto puede ser asignado a cualquier usuario . Por lo tanto, el costo es mínimo en una población grande de usuarios. Como un ejemplo, se asume que la señal recibida en el receptor 206, se coloca en la línea del enlace común 270 del de la señal de vídeo 250, y es emitida a la caja principal 236, y se exhibe en el monitor 10. En el punto de la caja principal del conjunto 236 origina que la solicitud de un usuario sea generada. La solicitud del usuario está basada en una entrada común o pasada en el controlador 9 y/ o la información almacenada en la caja principal del conjunto 236 ( por ejemplo la información almacenada puede ser previa a la información de respuesta del usuario o información del perfil personal) . El sistema de TV por cable 260, se puede amplificar a la solicitud del usuario al amplificador 230 mientras que el usuario lleva la solicitud de retorno a la del modulador de frecuencia ágil 226, el cuál comunica la solicitud al conmutador remoto 216. Durante el intervalo de borrado vertical, el conmutador remoto 216 se desconecta de la línea del enlace común viejo 279, y conmuta a la línea apropiada en el enlace común de señal de vídeo 250, en esta línea de ejemplo 280, basada en la solicitud del usuario. Esto se muestra por la conexión de la línea interrumpida 290. La señal de la conexión nueva ( recibida por el receptor 204) se transfiere a través del modulador ágil de frecuencia 226 en el canal 47 y el sistema de TV por cable 260 a la caja principal del conjunto del usuario 236. La nueva señal es exhibida sin restricción en un monitor de televisión 10, sin que ocurra conmutación en la caja principal del conjunto 236. Como alternativas al cable posterior 300, y a la TV por cable 260 de la Figura 7, una oficina central de teléfonos y/ o líneas telefónicas se pueden usar. Esta alternativa permite a los conjuntos superiores 230, 234, 236 que reciban la programación interactivo desde una compañía telefónica o de un cable final mediante la comunicación telefónica. Las figuras 3,4,7,16 y 17 muestran una modalidad preferida del receptor 7 y el selector de señal 8, de la presente invención para adecuar una conmutación transparente libre de oscilación sin restricción entre las señales de vídeo digitales en el mismo canal o en canales diferentes. Esta modalidad se puede relacionar a cualquier medio de transmisión o simplemente conectar a la salida de cualquier medio de almacenaje de soporte único para el programa interactivo multiplexado digitalizado. De preferencia, el receptor 7 y el selector de señal 8 son ambos componentes de una caja del programa interactivo 11, el cuál conecta a una televisión o a otro monitor de la unidad de visualización. Alternativamente, la funcionabilidad requerida del receptor RF 7, el selector de señal 8 y el monitor pueden todos ser combinados en una computadora personal normal mediante la adición de pocos componentes a la computadora personal. Para proporcionar esta capacidad, solo un tablero del demodulador de RF, el de ultiplexor digital, los descompresores, las memorias intermedias de marco, los componentes sync necesitan ser adicionados a la computadora personal. Estos accesorios y cualquier otros componentes, se pueden conectar al procesador de la PC y los elementos de almacenaje son mencionados en las Figuras 3,4, 16 y 17. En esta modalidad, el usuario realiza las selecciones mediante el tablero de la compu cadora. La Figura 3, muestra una modalidad con un solo análogo de la memoria intermedia del marco. La figura 4, incluye pares de los demoduladores de RF, correctores de errores, y demultiplexores y/ o un par de memorias intermedia del vídeo digital como se describe abajo. La Figura 3, muestra una modalidad la cuál permite una conmutación de vídeo sin restricción entre dos o más señales de vídeo digitales separadas. Como se muestra en la Figura 3, un microprocesador 108 se conecta a un demodulador RF 102 y al demultiplexor digital 106. El microprocesador 108 dirige la demodulación y la demultiplexación del canal apropiado y del flujo de datos para obtener la señal de vídeo correcta. El canal apropiado es determinado ya sea por exami.nación de la entrada del usuario desde la interface del usuario 130 y/ o cualquier otra información o criterio ( tal como la información del perfil personal) almacenada en RAM/ ROM 120. Por ejemplo, el RAM/ ROM 120 puede almacenar comandos proporcionados dentro de las señales de vídeo como se discuten en la patente No. 4,602,279 y que se incorporan en la presente solo como referencia. La interface del usuario 130 puede ser un receptor infrarrojo, inalámbrico, o alambrado que recibe la información desde una unidad de control de selección múltiple 9. El demodulador RF 102 es parte del receptor 7, y los datos demodulados del canal de radiodifusión dirigido por el microprocesador 108. Después el flujo de datos es demodulado , se pasa a través de un circuito de corrección de error de emisión 104, en un demultiplexor digital 106. El demult.iplexor 106 es regulado mediante un microprocesador 108, para proporcionar un vídeo específico, audio o una señal de datos fuera de un número de vídeo, audio y señales de datos localizados dentro de un flujo de datos y dirigirlo al dispositivo apropiado para usarse dentro del sistema. Con el fin de empalmar sin restricción desde un flujo de vídeo al otro se prefiere realizar la conmutación en el dominio comprimido digitalmente, con lo cuál se elimina la necesidad de decodificar dos flujos de datos y de vídeo al mismo tiempo. Cuando el vídeo digital comprimido se transfiere a la función decodificada de vídeo es primero almacenada en la memoria 160 hasta que se tenga la información de la memoria intermedia para asegurar la lectura de grabación continua del flujo de vídeo. Debido a la naturaleza comprimida de la información de vídeo, una memoria intermedia relativamente pequeña 160 puede soportar una cantidad significativa de la información de vídeo ( en el promedio de 5 a 6 marcos) . Esto significa que existen un retraso significativo desde el tiempo que la señal de vídeo comprimida es recibida al tiempo que es descomprimida y exhibida. Por lo tanto, el método preferido para la conmutación en el conjunto superior deberá seleccionar el vídeo nuevo, en la manera en que la memoria intermedia de vídeo 160, mientras que continúa exhibiéndose el vídeo viejo en el monitor. Debido a que el flujo de entrada ha sido creado mediante la producción de segmentos de MPEG correctos sintáxicamente, que son divididos, esto se pueda lograr fácilmente. Por este método no es necesario el hardware adicional en el receptor. Un vídeo siempre aparece al observador para que un solo flujo de vídeo con marcos borrados o no repetidos. El MPEG permite que para la reconstrucción del reloj de vídeo en el receptor 11 a través del uso de un campo de datos llamado PCR ( Referencia de Programa de Reloj). Esto es necesario para asegurar que el decodificador pueda reducir el vídeo decodificado al mismo rango como fue la entrada para evitar los marcos de repetición o suprimidos. La información comprendida adicional del flujo MPEG incluye el PTS ( Marca de la Representación de Tiempo) y DTS ( Marca de Tiempo de la Unidad de Visualización ) . estas señales son usadas para mantener la sincronización de margen con el audio y también para informar al receptor cuando presentar el vídeo y el aüdio a la unidad de visualización. La Figura 4, muestra una alternativa , la modalidad del sintonizador doble para la conmutación sin restricción entre las señales de vídeo separadas. En esta modalidad, el microprocesador 108 controla la selección del canal RF que es demodulado por los demoduladores RF 102A, 102B. Los flujos de datos demodulados ingresan a los correctores de errores de emisión 104A, 104B. En la salida de los correctores de errores de emisión , los flujos de datos son transmitidos a la entrada de los demultiplexores digitales 106A, 106B.
Como con los demoduladores RF 102A, 102B, los demultiplexores digitales 106A, 106B, son regulados mediante el microprocesador 108. Esta configuración permite al micro rocesador 108 , seleccionar independientemente dos señales de vídeo de tiempo multiplexado individual diferente, en canales diferentes y en flujos de datos. Si todas las señales de vídeo de un programa interactivo son contenidas en un solo canal o en flujo de datos, solo sería necesario tener un solo demodulador RF, un corrector de error de emisión, y un demultiplexor digital, conectados en serie y alimentados en las dos memorias intermedias de vídeo digital. Dos flujos de datos son provistos desde los de ui :iplexores digitales 106A y 106B. La salida de los demuitipiexores contienen una multiplicidad de vídeo, audio y datos que puede ahora ser dirigidos ai dispositivo apropiado !Ua.j \ c up i-i u i u.c x íiLi?iu i ?ucaauui u . IJÍÍ co a. iiictüC a , nu es necesario además tener toda ia información contenida en un canal de RF. En lugar de ia información se puede encontrar' a frecuencias diferentes en el espectro de RF y sería adecuado aún dividir entre los flujos. Mediante la colocación de un conmutador digital simple, a la saiida de los dos demultiplexores, nosotros podemos evitar la duplicación de la cadena decodificada completa. Se notará que esto es solo un costo para asegurar la investigación y la duplicación del resto de la cadena que se está trabajando.
Un flujo de MPEG normal, contiene diferentes tipos de marcos codificados. Existes marcos I (Intracodificados) , marcos P (Predecible) y marcos B (Bi-direccionalmente predetibies) . Una estructura MPEG normal es conocida como un GOP (Grupo De Imágenes) . Los GOP usualmente empiezan con los marcos I y pueden terminar con los marcos P y B. Existe generalmente solo un marco I, por GOP, pero muchos marcos P y B. Mientras no sea necesario tener marcos I, son útiles por muchas razones. Los GOP que terminan con los marcos B son considerados abiertos. Los GOP que terminan con los marcos P son considerados cerrados. Para la presente invención, el código preferible es GOP cerrado para asegurar que no existen vectores de movimiento que señalan a los marcos que están fuera de los GOP comunes. También ios MPEG reordenan los marcos de vídeo de su orden de la unidad de visualización original durante el proceso de codificación con el fin de codificar el vídeo más eficientemente. Esta reordenación debe ser hecha en el decodificador en orden para que el vídeo esté presente apropiadamente . Orden del marco 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 Tipo de marco I B B P B B P B B P I B B P B B P B B P Reorden del 1 4 11 14 12 13 17 15 16 20 18 19 Marco típico Tipo de Marco I P B B P B B P B B 5 1 P B B P B B P B B Del Orden de Transmisión GOP 1 GOP 2 10 Los empalmes ocurren al final del marco B al final de GOP1 anterior al del marco I de GOP2. Es importante señalar que con el control apropiado del codificador se pueda codificar con la longitud de la variable de GOP y colocar los marcos empalmados con seguridad para lograr el efecto 15 interactivo deseado. Si el contenido esta sin relacionar luego el codificador puede empalmarse al final de cada GOP seguido por una multiplicidad de oportunidades de conmutación. Debido a que GOP termina en un marco P se obtiene un GOP cerrado. 20 Conmutación sin restricción mejorada en un Sistema Digital. Cualquiera de las modalidades de la unidad de recepción antes descrita se puede usar para manejar la conmu:ación sin restricción de la presente invención. Sin 25 embargo en un aspecto preferido, la conmutación de vídeo sin -^"*j*a°- '- * * - - -* - - --s"- restricción en las unidades de recepción se incrementa a través de ciertas modificaciones novedosas en el procedimiento de codificación. Como se ha descrito antes la conmutación sin restricción entre las señales de vídeo digitales con lo cuál se representan los programas de televisión independiente o señales relacionadas diferentes dentro de un programa interactivo, es critico a la experiencia del observador. La conmutación sin restricción se define como una conmutación del flujo de vídeo que no produce artefactos visibles. El efecto del procedimiento de codificación es para simplificar e incrementar el proceso de conmutación sin restricción. El procedimiento de codificación se realiza en una localización central, los elementos del cuál se muestran en la Figura 5. Como se ve en la Figura 5 una pluralidad de señales de vídeo 300 que se muestran, las cuáles comprenden flujos de vídeo pregrabados o en vivo. El origen de las señales de vídeo pueden ser cámaras para vídeo en vivo, servidores de vídeo, discos de cintas de vídeo, DVD, alimentación de satélite, etc. Las señales de vídeo pueden estar en el formato MPEG, HDTV, PAL, etc. Una pluralidad de las señales de audio 308 se pueden originar desde un CD, cintas, micrófonos, etc. Los datos codificados muestran salir desde la computadora del código de datos 316 en la Figura 5, que son ^¡¡£j^ g^ comandos interactivos para el procedimiento interactivo usado por el convertidor principal del conjunto, como se ha discutido antes. Preferentemente los datos codificados son parte de un lenguaje de escritura interactiva, tal como el lenguaje de escritura ACTV originados en una computadora de codificación 316, los datos codificados son también emitidos al codificador 312. Estos datos codificados facilitan las opciones de programación interactiva múltiples en las unidades de recepción. Esta modalidad requiere un canal de datos para adecuar un conmutador síncrono entre un primer flujo de vídeo y un segundo flujo de vídeo. Este canal de datos comprende los códigos los cuáles se enlazan a elementos de programas diferentes y a los segmentos de información en las señales de vídeo diferentes. Haciendo referencia nuevamente a las señales de vídeo 300, la pluralidad de señales de vídeo 300 son gensujetas en el dispositivo gensuj etador de vídeo 304 y así, el tiempo sincronizado, las señales de vídeo de tiempo sincronizado son dirigidas al codificador de video y audio 312. En la modalidad preferida los codificadores compatibles 312 son requeridos en el cable final al trabajo con las unidades de recepción digitales a los sitios remotos. Las aplicaciones interactivas de la invención, preferiblemente facilitan la sincronización de los comandos al final a un marco de vídeo especifico y a un marco de audio especifico. Este nivel de sincronización se logra dentro de la sintaxis de las especificaciones de MPEG-2, 4 o 7. Con el fin de facilitar la conmutación sin restricción en los sitios de recepción, los codificadores de vídeo 312 son de preferencia de tiempo sincronizado. Esté arranque sincronizado es necesario para asegurar que los puntos empalmados han sido colocados en el contenido de vídeo que ocurra en el número de marco correcto. Mientras no sea necesario obtener este nivel de seguridad para todos los tipos de programas es logrado de esta manera. Esto proporciona contenido producido con la habilidad de planear ocurrencia de conmutación de vídeo en un limite del marco dentro de la resolución de un grupo de imágenes (GOP) . La información del código de tiempo SMPTE o el código de tiempo vertical (VTC) se puede usar para sincronizar los codificadores 312. Adicionalmente un empalme puede ser colocado con seguridad en cualquier marco mediante la utilización de la longitud variable de GOP. En el comando de un dispositivo de control externo tal como la computadora de código de comando ACTV 316, el codificador 312 puede ser dirigido para insertar un empalme en un numero de marco. Se hacen las modificaciones del codificador en el extremo para asegurar mejor la conmutación sin restricción efectiva en los convertidores del conjunto principal.
Como se muestra en la Figura 5 las señales de vídeo múltiple 300, los códigos de datos 316, y las señales de audio 318 son entradas en el codificador 311. En la modalidad preferida 4 canales de vídeo son entradas en el codificador 312. Sin embargo mas o menos flujos de vídeo pueden ser entradas basadas en el contenido que se están suministrando. En el ambiente común, las limitaciones prácticas para el número de videos se basan en la calidad de la imagen. Sin embargo últimamente no hay limites al número de vídeo y audios que pueden ser contenidos dentro de un solo canal. Además todas las limitaciones comunes se pueden eliminar a través del uso de una modalidad alterna que describe una implementación de dos sintonizadores. De preferencial el codificador 312 usa un formato de compresión normal MPEG-2 . Sin embargo el MPEG-4 y el MPEG-7 así como otros formatos de compresión, tales como "wavletts" y "fractles" pueden ser utilizados para la compresión. Estas técnicas son compatibles con las estándares existentes ATSC y DVD para los sistemas de vídeo digitales. Sin embargo ciertas modificaciones se hacen al flujo MPEG con el fin de facilitar la conmutación sin restricción preferida en la caja de conjunto principal. Estas modificaciones en el esquema de codificación son descritas abajo con referencia a la estructura de marco de vídeo 332 que se muestra en la Figura 6.
La conmutación en los sitios de recepción remotos ocurre en el punto empalmado de vídeo 336, la conmutación del programa se facilita a través de la provisión de puntos empalmados. Los puntos empalmados son identificados dentro del flujo de programa mediante la adaptación de los datos de campo. La conmutación del programa ocurre en estos puntos basados en las entradas del usuario, la información del perfil personal almacenado en la memoria ya sea en el convertidor del conjunto principal o al final y los comandos de la fuente del programa. Con relación a la creación del punto empalmado del vídeo 316, el codificador de vídeo inserta puntos empalmados a cada grupo de imágenes (GOP) como se describe en la Figura 6. Un GOP consiste generalmente de un marco I y una serie de marcos de P y B, basado en el conjunto de parámetros dentro del esquema MPEG. De preferencia el GOP es codificado como una estructura de GOP "cerrado", mientras los medios que el GOP concluye en un marco P. Por lo tanto los vectores sin movimiento al siguiente GOP están presentes. Si los vectores de movimiento a través desde un GOP al siguiente GOP son creados artefactos y son visibles cuando la pantalla esta conmutada. Por lo tanto una estructura de GOP cerrada es necesaria para complementarse con la sintaxis de MPEG y para asegurar la ausencia de los artefactos visibles después de la ejecución del empalme. _________________________ . ......_. .Ji? La longitud de GOP es programable y puede estar dentro de uno a marcos infinitos de vídeo. Sin embargo es preferible que ei GOP comprenda a 10-15 marcos de vídeo. Haciendo referencia a la Figura 6 se muestra 4 señales de vídeo. Se desea que un conmutador sin restricción se haga de cualquier señal de vídeo a cualquier otra señal de vídeo. Como se muestra en la Figura 6 la conmutación de vídeo sin restricción ocurre en un limite de video-marco de GOP. Para un material pregrabado, los puntos de empalme necesarios para ser identificados para los puntos conmutados. Para programar en donde se requiere la selección de canal "libre" (Deportes) , todos los limites de GOP son codificados como puntos de empalme. Mientras la conmutación debe aparecer sin restricción es necesario que ocurra no inmediatamente. Por ejemplo un comando o una entrada llave requiera un tiempo finito para procesarse. Por lo tanto un vídeo conmutado puede ser exhibido por hasta 1.5 GOP. Como se muestra en la Figura 6 los empalmes toman ventaja de la naturaleza de tiempo no real del dato MPEG durante la transmisión a través del canal digital para crear un espacio de tiempo 340 en el cuál el decodificador puede ser conmutado de la codificación de un flujo a la decodificación de otro durante el espacio 340. Por lo tanto los espacios 340 mostrados en la Figura 6 representan los tiempos conmutados. La llave es que la mayoría de los vídeo complejos es completa y a través del canal antes del primer paquete del siguiente GOP que es a través del canal. Mediante la codificación en un rango de bit inferior que la capacidad del canal, algún tiempo extra se crea al final del GOP con el fin de conmutarse. De esta manera dos flujos MPEG son emergidos para crear un solo flujo de datos MPEG correctos sintácticamente. Estos espacios pueden ser creados en el codificador 312 que se muestra en la Figura 5 usando cualquier esquema de compresión. Las señales de audio, preferiblemente son codificados usando el formato AC3. Sin embargo la presente invención cubre cualquier esquema de codificación de audio convencional . Toda la variedad de señal de vídeo, audio y datos son digitalizadas y combinadas en el codificador 312 en la Figura 5. De preferencia, la señal codificada y comprimida es salida en DSS, la Interface de Expansión de Alta Velocidad Digital (DHEIi o de cualquier otro formato convencional. El tipo de datos no es importante es el dato justo. El proceso codificado luego produce un flujo de datos digitales en el rango de bit apropiado para el canal seleccionado. El modulador 320 puede utilizar uno de varios esquemas de modulación posibles diferentes. De preferencia QAM-64 se selecciona como el esquema de modulación. Así el rango de datos en la salida del modulador 320 es alrededor de 29.26 Mbps. Sin embargo cualquiera de los siguientes esquemas de modulación con respecto a los rangos de datos aproximados o de cualquier otro esquema de modulación convencional (tal como FSK, n-PSK, etc.) se puede usar con la presente invención. Esquema de Modulación Rango 64-QAM 29.96 Mbps. 256-QAM 40 Mbps. 8 VSB 19.3 Mbps. 64 QAM PAL 42 Mbps. 256 QAM PAL 56 Mbps.
Los canales NTSC separados luego son combinados en un combinador convencional, preferiblemente usando modulación de frecuencia por lo tanto la conmutación sin restricción en los convertidores del conjunto principal puede ocurrir de una señal a otra dentro de un canal NTSC o desde un canal NTSC a otro canal NT?C como se discute abajo. En suma la conmutación sin restricción en el codificador facilita al codificador 312 mediante la sincronización de tiempo de las señales, sujetando el tiempo de los codificadores y creando un espacio de tiempo 340 para cada uno de los flujos de vídeo digitales ( el cuál representa la diferencia entre el rango codificado y la capacidad de canal ) para los GOP que se definen abajo.
^J¿¡ Después de la codificación la modulación y el multiplexado, las señales se pueden transmitir a sitios de recepción vía satélite, inalámbrico, línea terrestre, radiodifusión o cualquier otro sistema de transmisión convencional. En una modalidad preferida las señales son distribuidas a sitios remotos mediante cable, u otro medio de transmisión. Sitios de recepción. Los sitios de recepción consisten en preferencia en los elementos mostrados en la Figura 7, la señal es recibida mediante un mecanismo sintonizador 344. El Sintonizador 344 puede ser un sintonizador de banda ancha, en el caso de distribución satelital, un sintonizador de banda estrecha para las señales de MPEG estándares o dos o mas sintonizadores para la conmutación sin restricción entre señales diferentes localizadas en canales de frecuencia diferentes, como se explica abajo. En el caso de las señales de MPEG, el sintonizador 344 selecciona al canal particular NTSC, indicado del comando por el procesador principal 360. El procesador principal 360 es preferiblemente un procesador Motorola 68331, pero puede ser cualquier procesador convencional incluyendo Power PC, Intel Pentium, etc. La señal es luego emitida al demodulador 364. El demodulador 364 demodula la señal combinada, elimina el FEC y emite las señales digitales al decodificador de audio y vídeo 372. ?n el decodificador digital 372, las señales son separas y descomprimidas. El decodificador 372 elimina el número de identificación de programa (PID) y enruta estos PID al decodificador apropiado dando vídeo audio, datos y gráficos. El audio es preferiblemente emitido al procesador digital Dolby IC 380. El vídeo y audio seleccionado es luego decodificado como se explica abajo y el vídeo se transmite a el convertidor 388 (D/A) vídeo digital- análogo el cuál prepara el vídeo seleccionado para exhibirlo. Un bucle de enganche de fase (PLL) recupera el reloj codificado el cuál esta codificado en la porción PCR del campo de adaptación MPEG. Preferiblemente, una ROM sujeta el sistema de operación para la unidad de recepción 342 y esta respaldada con una Flash-ROM que permite que el código se transfiera. Además existen dispositivos de memoria conectados a los decodificadores 372, 380 y al chip gráfico 376 los cuáles se usan por ejemplo para almacenar sobrepuestos gráficos. Además los datos del perfil para varios usuarios en la casa se pueden almacenar en una RAM o ROM 352 no volátiles. Un codificador de canal de retorno y el modulador 368 están presentes para transmitir datos de retorno al final. Tales datos pueden comprender información de perfil personal, selecciones interactivas, datos demográficos para fines publicitarios seleccionados, juegos que muestran los puntajes, etc. Además la unidad de restricción 342 permite aplicaciones de software nuevo para ser transferidos a la unidad. Estas aplicaciones pueden controlar la unidad y redefmir la funcionabilidad de las unidades dentro de los requisitos del hardware. Tal control puede ser bastante extenso incluyendo el control de la unidad de visualización del panel frontal, la unidad de visualización en pantalla, todos los puertos de entrada y de salida, el decodificador MPEG, el sintonizador RF, el chip de gráficos y el mapeo de las funciones remotas IR. Preferiblemente la tecnología de programación interactiva, incluyendo la provisión para ángulos de cámara múltiples, publicidad individualizada, etc. de la presente invención es implementada como una aplicación de software dentro de la unidad de recepción 342. Tal tecnología es localizada preferiblemente dentro del ROM o Flash-ROM 352 de la unidad de recepción que se muestra en la Figura 7. Sin embargo la tecnología interactiva puede alternativamente ser localizada en cualquier tipo de dispositivo de memoria incluyendo RAM, EPROM, EEPROM, PROM, etc. Como tal, el software tendrá acceso y control sobre los elementos del hardware del dispositivo. En la modalidad preferible no se requiere de hardware adicional para el uso total de la tecnología de la programación interactiva dentro de la unidad de recepción 342 para lograr la realización antes descrita. Cualquier tipo de dispositivo de control remoto convencional 348 se puede usar con la presente invención. Sin embargo es preferible que el dispositivo de control remoto 348 sea un dispositivo infrarrojo (IR) e incluya 4 o más opciones de botones y sus códigos IR asociados. La conmutación de vídeo sin restricción en la unidad de recepción 342 es explicada en los párrafos de abajo. La unidad de recepción 342 que se muestra en la Figura 7 de preferencia es capaz de codificar el tiempo real de MPEG-2, MPEG-4 o MPEG-7. La unidad de recepción 342 monitorea las interacciones del usuario y la información trasmitida desde la fuente del programa y la conmutación sin restricción de los flujos de vídeo y audio según lo apropiado. Basado en las respuestas y solicitudes del observador, la unidad automáticamente y la conmutación sin restricción entre las secuencias de programación de vídeo, gráficos y audio reflejan las respuestas prontas del observador. La tecnología interactiva de la presente invención permite un nivel elevado de interactividad mientras no se requiera la unidad de conjunto principal 342 para transmitir cualquier información de regreso a la fuente de programación .
En el decodificador de vídeo 372 que se muestra en la Figura 7 los datos iniciales se eliminan del flujo MPEG. El vídeo particular luego se selecciona basado en un comando a partir del procesador principal 360. El audio asociado se transmite a la porción del decodificador de audio 380. El vídeo seleccionado esta en la memoria de una memoria estándar y luego sale para decodificación. El tamaño de la. memoria intermedia física es definido por la MPEG estándar que se incorpora por referencia, el tiempo correcto debe ser permitido al ajuste inicial de la codificación para llenar la memoria con el marco I y otros datos. Después de actuar la memoria intermedia, el vídeo seleccionada va a través de varias etapas de un proceso de codificado MPEG el cuál utiliza un decodificador de longitud variable (VLD) preferentemente. Generalmente, el decodificador de longitud variable convierte el flujo de datos codificados de longitud-inicial y se convierte en su formato de flujo de bits mas largo, el flujo de bits es decodificado en sus partes constituyentes, por ejemplo vectores de movimiento, coeficientes DCT y lo similar de manera que el vídeo pueda ser reconstruido. Subsecuentemente, el flujo de datos es convertido en información en el dominio de la frecuencia usando un filtro inverso DCT. Si los marcos son intercodificados el dato del píxel es generado y almacenado en una memoria intermedia.
Haciendo referencia a la Figura 7, la conmutación sin restricción a partir de otro flujo de vídeo MPEG es explicada. La conmutación ocurre en los puntos empalmados de vídeo,, como se muestra en la Figura 7. Cuando el decodificador/demux 372 en la Figura 7 ve el punto empalmado conmuta a la señal de vídeo seleccionada la cuál es transferida a la memoria intermedia. Así, antes de la conmutación los marcos de la primera señal de vídeo están aún en la memoria intermedia. La señal siguiente PID se carga en el decodificador 372 del procesador principal 360. Con el fin de realizar una conmutación en uno de los 4 flujos de vídeo, el decodificador de vídeo 372 mostrado en la Figura 7 debe identificar el número de PID del flujo de vídeo nuevo. Además es preferible que cada entrada de vídeo y de flujo de vídeo tenga su propio PID conocido para la aplicación interactiva almacenada en la memoria en el convertidor del conjunto principal 342 con el fin de facilitar la conmutación sin restricción entre los flujos de audio y de vídeo independientes. Luego debe llamarse a la rutina que se realiza la conmutación. Este PID siguiente identifica la señal de vídeo seleccionada siguiente que se basa en ya sea la selección del usuario o mediante la codificación del control interactivo o ambos. Una vez que el PID siguiente es cargado el decodificador 372 empieza a mirar el flujo de vídeo seleccionado y debido a que el espacio 340 creado en el £jg¡^&^¡ a* flujo de datos de vídeo, el decodificador 372 siempre encontrara la información inicial del siguiente vídeo. Una vez cue el indicador del punto empalmado del primer vídeo este visto por el decodificador 372 y la segunda señal de vídeo está identificada por el decodificador 372 la señal de vídeo, la segunda señal de vídeo comprimida empieza a cargarse en la memoria intermedia como la primera señal de vídeo continua para reducirse. La señal de vídeo nueva es seleccionada basada en ya sea la selección del usuario o basada en un código de control interactivo. Uno de los productos necesarios para la conmutación sin restricción en el contador del punto empalmado y una bandera de punto empalmado. Ambos de estos indicadores son colocados en el campo de adaptación de los flujos de vídeo MPEG. El contador del punto empalmado indica el número de paquetes de vídeo anterior al punto empalmado. La bandera de punto empalmado indica que la cuenta empalmada esta presente en el flujo. Una vez que el decodificador 372 determina el punto empalmado puede empezar la memoria intermedia en el flujo de vídeo siguiente y continuar la descompresión de la señal como si fuera en un flujo MPEG. Conmutación de Audio Como con los flujos de vídeo, de preferencia cuatro flujos de audio AC-3, cada uno de los cuáles es identificado por un PID único existe por servicio. Los números del PID se obtienen a partir de la tabla de transporte MPEG-2 tal como SI, PG y PM en la invocación de un servicio interactivo. Uno de estos PID es seleccionado como el canal de audio de falla y es seleccionado después de la adquisición de un servicio. El resto de los 3 canales son opcionales y serán seleccionados por el Programa de Control basado en los Mensajes de Control y/ o la entrada del usuario. Mientras que los canales de audio normalmente conmutados con el canal de vídeo asociado también pueden ser conmutados independientemente. En la modalidad preferida, la conmutación ocurre en los limites del marco, como se muestra en la representación de marco digital 392 de los cuatro flujos de audio de la Figura 8. Cuando la conmutación de un canal a otro un marco puede ser suprimido (en este caso el marco 5) y el audio resume con el marco 6 del canal nuevo. El decodificador de audio 380 es capaz de la conmutación de audio mediante la provisión de insertar los puntos empalmados de audio en el codificador 312 como se muestra en la Figura 5. De preferencia el codificador 312 inserta un valor apropiado en la ra.nura de cuenta descendente de empalme del campo de adaptación del marco de audio común. Cuando el decodificador de audio 380 detecta este punto de empalme el decodificador 380 puede conmutar los canales de audio. Aunque el empalme de audio no esta restringido la conmutación será cercanamente imperceptible al usaario. Comandos de Datos Debido a que los comandos de datos son sensitivos al tiempo en las modalidades digitales, ellos son transmitidos desde el final mediante un comando de datos PID (Identificación De Paquete) .Los comandos deben ser sincronizados con el GOP de vídeo en el codificador final. Con el fin de realizar esto la computadora de código de datos 316 mostrada en la Figura 5 debe trasmitir los comandos individuales como un paquete completo. Cada comando puede consistir de pocos, como dos bytes. Por lo tanto el generador debe llenar el resto de los paquetes con los bytes del código FF (hex) . Cuando este paquete completo se transmite al codificador 312, este codificador 312 lo trasmitirá a su conveniencia. Si un paquete parcial es transferido al codificador 312, el codificador 312 no transmite el comando hasta que los comandos subsecuentes llenen el resto del paquete . Los comandos, como se identifican en (1) ACTV Coding Language, Educational Command Set, Versión 1.1, y (2) ACTV Coding Language, Entertainment Command Extensión, Versión 2.0, ambos de los cuáles son incorporados por referencia, se forman mediante la secuencia conjunta de comandos largos de 2 a 6 bytes. El comando de datos esta presente en la interface ISO del codificador y el paquete lleno para asegurar la transmisión a tiempo del comando de datos. El programa de control se almacena de preferencia en una RAM 352. El procesador 360 recibe las instrucciones del programa de control. Además las entradas de llaves tales como las respuestas del usuario, la información del perfil personal así como los mensajes de control son usados mediante el procesador 360 en las decisiones para realizar la conmutación . De preferencia el programa de control opera en 5 modos según se determine por los mensajes de comando interactivo recibidos. Los cinco modos son como siguen: • Conmutación de audio y/ o vídeo basado en la entrada del usuario. • Conmutación del audio basado en la entrada del usuario y datos almacenados . • Conmutación de audio y/ o vídeo basado en la entrada del usuario y datos almacenados. • Conmutación de audio y/ o vídeo basado en mensajes de control. • Conmutación de audio y/ o vídeo basados en mensajes de control y entrada previa almacenada. Los modos múltiples pueden ser usados por el programa simultáneamente .
A-"'t"*»'*a""fe El primer modo anterior, conmuta los canales de audio y vídeo que es el modo más simple de operación. El programa de control es comandado por un microprocesador 360 para aceptar uno de las cuatro códigos de llave de entrada remota y para conmutar al canal de audio/ vídeo correspondiente. El programa realiza está conmutación sobre el límite del marco de vídeo al final del GOP común. Una vez que el nuevo canal esta exhibido el programa tiene la capacidad de actualizar la unidad de visualización en la pantalla con el texto nuevo y/ o los mensajes gráficos ya sea recibidos en el flujo de datos desde el final o localmente almacenados. El segundo modo anterior, la unidad de visualización de un canal de vídeo y canales de audio conmutados, continuamente exhiben un solo canal de vídeo. Cuando un código de llave de entrada remoto se recibe el vídeo continua pero el canal de audio es conmutado en él limite del marco de audio apropiado. Como se menciona antes él limite de marco de audio apropiado se determina mediante el examen del valor de contador de punto empalmado en el campo de adaptación. La selección hecha por el usuario es almacenada en un registro de una RAM. Cualquier tiempo de selección se hace por el usuario, el código de llave y las selecciones almacenadas previamente son revisadas por el programa para determinar el canal de audio siguiente.
El tercer modo identificado antes, canales de audio/ vídeo conmutados basados en el usuario y en las selecciones previas, exhiben un canal de audio vídeo/ inicial. Cuando se comanda por el flujo de mensaje de comando el texto es exhibido en una unidad de visualización en pantalla. El programa luego quiere una entrada de usuario. Cuando la entrada del usuario es recibida es almacenada en un registro de una RAM a lo largo con la selección del usuario previo. El registro es examinado por el programa y luego se basa en un almacenamiento lógico que determina el siguiente canal audio/ vídeo para ser exhibido. El cuarto modo identificado anteriormente, los canales de audio/ vídeo conmutados basados en los mensajes de control, también exhiben un canal de audio/ vídeo inicial. El programa luego quiere para una entrada de control desde el flujo de mensaje de control. Basado en esta entrada , el programa conmuta los canales en él limite del marco de vídeo al final del GOP común. El quinto modo anterior, conmutación basada en los mensajes de control y las selecciones previas, exhibiendo un canal de audio/ vídeo inicial. El programa luego quiere para una entrada de control desde el flujo de mensajes de control. Cuando la entrada de mensaje de control es recibida se almacena en el registro de una RAM a lo largo con el usuario previo y con la selección del mensaje de control. Este registro es luego examinado por el programa para determinar el siguiente canal de audio/ vídeo que se van a exhibir. Sistemas de Vídeo Digitales y Aplicaciones. Los siguientes párrafos desarrollan varias aplicaciones que usan las modalidades digitales mencionadas anteriormente en las Figuras 1 a 8 y las dos modalidades del sintonizador descritas abajo en las Figuras 16 y 17. La conmutación de la estación de radiodifusión de TV. En esta modalidad 412, la conmutación sin restricción de una señal a otra señal se hace en un centro de control de radiodifusión de TV y emite a los conjuntos de recepción digital de los usuarios 408 como se muestra en la Figura 9. En la parte posterior 396 varios programas digitales son combinados de conformidad a cualquiera de los métodos explicados anteriormente. Después de la recepción de los programas por la estación de radiodifusión, las señales son alimentadas en un selector de flujo digital 400. Este selector comprende los elementos mencionados antes en cualquiera de las modalidades alternativas para realizar una conmutación sin restricción (Figura 1-4,7 y 15-17) excepto para el hecho de que esta unidad no se localiza en los sitios remotos. La unidad trabaja de la misma manera como se ha mencionado antes con relación de ya sea del selector de flujo digital 400 que selecciona entre señales multiplexadas en un flujo de corriente en un canal, que se centra en una cierta frecuencia, o en tres señales en diferentes flujos de datos o de una señal recibida a una insertada localmente, todas las 5 conmutaciones son sin restricción en la modalidad que se muestra en la Figura 9 Como se ha discutido antes las selecciones se pueden hacer como una función de prerrogativa de la estación, la selecciones del usuario remoto y/ o la información del perfil personal (transmitida a la estación de 10 TV mediante un canal de retorno) o del blanco de una publicidad. Una vez que se hace una selección la señal del programa es transmitido por cualquiera de los medio convencionales 404 a los sitios remotos 408 para 15 presentación. Conmutación de Programa No Relacionado. La Figura 10 desarrolla una modalidad 430 para la conmutación entre programas no relacionados. En otras palabras, esto es la conmutación simple de un canal de TV al 20 siguiente canal de TV. Actualmente la conmutación de una señal a otra no puede ser realizada sin el oscilador en una tecnología digital. En la presente invención, un observador puede conmutar de un programa a otro programa ya sea que estén nátriaafeteMAa&jto» relacionados o sin relacionar y la transmisión será sin restricción. En otras palabras no estarán artefactos visibles presentes en la conmutación de un programa a otro programa. Si los programas son comprimidos y multiplexados dentro de un flujo MPEG cualquiera de las modalidades desarrolladas en la presente son capaces de realizar la conmuiación sin restricción. Si el programa esta en canales separados NTSC, una de las modalidades digitales, "dos sintonizadores" (Figuras 4,16 y 17) deben ser usadas para permitir el deslizamiento o el cambio de la frecuencia Los elementos de nivel elevados del sistema 430 para la conmutación de un programa no relacionado se muestran en la Figura 10. De preferencia la programación no relacionada está comprimida y multiplexada usando un flujo MPEG en un flujo de datos que usa un canal NTSC en un armazón del codificador de vídeo 416. La programación no relacionada se puede combinar en un flujo MPEG o puede estar en canales diferentes NTSC directos . Por ejemplo la programación puede consistir en la programación de deportes, noticias, niños. Estos programas son modulados en un convertidor/ modulador 420 y transmitidos a través de cualquier medio de transmisión adecuado 429 como se menciona antes. Los usuarios finales son capaces de ver programación digital en ya sea un sintonizador/ monitor digital, una computadora personal o a través de un convertidor externo 428 conectado a un aparato de televisión analógico en tal caso la conmutación sin restricción se realiza en el convertidor. Ya que estos varios componentes permiten al usuario a canales de " rompimiento" basado en las preferencias del observador. Nuevamente, la unidad de recepción puede ser seleccionada de cualquiera de las alternativas explicadas en las Figuras 1-4, 7, 15-17. Conmutación sin restricción dentro de la Programación de Eventos Múltiples. En esta aplicación, se muestra en la Figura 11, un sistema 450 que es proporcionado para permitir al usuario conmutarse entre eventos separados dentro de un solo programa. Por ejemplo una radiodifusión de los juegos olímpicos puede simultáneamente comprender varios programas que corresponden a eventos diferentes, por ejemplo esquiar, esquiar a altas velocidades, esquiar de figura, salto con esquíes, etc. De preferencia estos programas de eventos separados son comprimidos y multiplexados en un flujo digital MPEG en el armazón del codificador de vídeo 434 que pasa a través del modulador/ convertidor 438 y transmiten como una sola señal NTSC mediante el medio de transmisión 442. Sin embarjo estos programas de eventos pueden también ser codificados en el centro de radiodifusión en canales NTSC separatdos.
Después de la modulación y de la transmisión subsiguiente, estos programas son recibidos en los sitios remotos 446 estos sitios remotos 446 incluyen una unidad de recepción la cuál contiene ya sea un monitor digital/ sintonizador, una computadora personal o un convertidor digital externo conectado al monitor. El usuario puede seleccionar entre diferentes eventos de programación mediante su dispositivo de control remoto. Cuando el usuario desee conmutarse a otro programa de evento la conmutación se realizara sin restricción de conformidad a cualquiera de los métodos y sistemas discutidos antes (Figuras 1-4, 7-15 a 17) . Conmutación de Programa de Imagen en Imagen sin Restricción. La Figura 12 desarrolla una modalidad 470 para la conmutación entre programas no relacionados preferentemente que usa "imagen en imagen". Con relación de que el usuario este conmutando entre programas en la unidad de visualización de marco pequeño o en la unidad de visualización de marco grande la conmutación será sin restricción con la presente invención. En la presente invención, un observador puede conmutarse de un programa a otro programa en ya sea de las dos ventanas de la unidad de visualización. En otras palabras, no estarán artefactos visibles presentes en la conmutación de un programa a otro programa.
Los elementos de nivel elevado del sistema de la conmutación de programa de imagen-en-imagen 470, se muestran en la Figura 12. Preferiblemente de 4 a 7 programas son comprimidos y multiplexados en un flujo de MPEG en un flujo de datos en un canal de NTSC en el armazón del codificador de vídeo 454. Otros programas son combinados en otros flujo de datos MPEG en el armazón del codificador de vídeo 454. Por ejempLo, la programación puede consistir de programación de deportes, noticias, o de niños. Estos programas son modulados y transmitidos a través de cualquier medio adecuado de transmisión 462, como se ha mencionado antes. Los usuarios finales son capaces de ver la programación digital en ya sea un monitor digital/ sintonizador, una computadora personal o a través de un convertidor externo 466, conectado a un aparato de televisión análogo, en el caso de la conmutación sin restricción que se realiza en el convertidor. La modalidad y el flujo se menciona en la Figura 12, que permite al usuario invocar a la modalidad de imagen-en imagen y la conmutación sin restricción entre los programas diferentes dentro de un solo flujo de MPEG. Si la conmutación desde un flujo multiplexado de MP.SG a otro se desea, el convertidor, la PC o el monitor digital/ sintonizador 466 requerirá el empleo de un sintonizador múltiple/ decodificador, ejemplos de los cuáles se muestran en las Figuras 4,16 y 17.
Conmutación de la Programación de Compras/ Comercio Múltiple. Una aplicación de la invención común desarrolla un sistema basado en la transacción con trayectorias de regreso como se muestra en la Figura 13. En otra de las modalidades discutidas antes, el codificador de vídeo 474 comprime y multiplexa varios programas diferentes en uno o más de los canales de NTSC para la transmisión de los sitios remotos. De preferencia, los varios tipos diferentes de los programas de compras están comprimidos y multiplexados en un solo canal de NTSC. Por ejemplo, los programas separados pueden ser dirigidos a vestuario, joyería, artículos para la casa, etc. Si más programas son necesarios, que los permi:idos en un solo canal NTSC, más de un canal de NTSC se puede utilizar mediante la presente invención. Los programas son transmitidos a las unidades de recepción del usuario final 486, como se muestra en la Figura 13, sobre cualquier medio de transmisión adecuado 482. En las unidades de recepción 486, el usuario puede conmutarse entre diferentes géneros de productos. De una forma alternativa, la unidad de recepción 486, puede conmutar a cierta programación de productos basada en el perfil personal o en la información demográfica. En esta manera, solo estos productos los cuáles más cercanamente enseñan o son adecuados al interés de un individuo en particular y desean estar presentes al usuario.
Tales datos se pueden almacenar en ya sea en la memoria de la unidad de recepción 486, o al final. Si el usuario determina que el o ella le gustaría comprar o recibir información adicional con relación al producto, el canal de retorno 490, tal como aquel que muestra la Figura 10, se puede usar para transmitir tal solicitud de retorno a la localización central. Inserción de Programa Digital - Publicidad Dirigida. La Figura 14 desarrolla una modalidad 526, para proporcionar la inserción de un programa digital. A ciertos tiempos predeterminados durante la programación, ciertos avisos son exhibidos al observador. En la modalidad preferida, la publicidad es individualizada a un observador en particular sobre la información del perfil personal o de la información demográfica. Tal publicidad determinada se describe en los siguientes párrafos. En la localización central, una pluralidad de la publicidad se inserta en el flujo de la programación. De preferencia, la localización central usa un sistema de inserción digital híbrido para la inserción de la publicidad en la programación. El equipo digital híbrido reemplaza los discos de cinta del sistema análogo con las computadoras, las unidades de discos, y las tarjetas del decodificador como se menciona en Cable Labs Cable Advertising White Paper, que se incorpora como referencia. El contenido de la publicidad 560 puede originar desde cualquiera de uno de un número posible de fuentes incluyendo pero que no se limitan al, servidor, discos de cintas, alimentación de satélite. Para el almacenaje, de preferencia los anuncios, son codificados digitalmente y comprimidos en un proceso de fuera de línea, usando MPEG1, MPEG1.5, MPEG2, o un método del propietario. La distribución del codificador al servidor y a los sistemas de lectura de grabación se pueden hacer a través de una red o mediante un disco o una cinta. Después de la codificación, los anuncios son distribuidos a un servidor para almacenar hasta lo requerido para una lectura de grabación. De preferencia, un anuncio, se puede exhibir directamente desde el servidor a una tarjeta del decodificador, para la conversión de retorno al análogo. El anuncio se convierte a análogo, luego se transfiere a través de la inserción del conmutador en la manera convencional. La salida de vídeo y de audio luego puede ser emitida al codificador de audio y de vídeo que se muestra en la configuración del sitio central en la Figura 5, después de lo cuál, los anuncios son digitalmente codificados y comprimidos como se describe en el párrafo anterior, con referencia a la Figura 5. Aunque no es eficiente como una inserción de publicidad digital, la conmutación actual de la publicidad en la programación puede también ser realizada con los sistemas de inserción de publicidad convencional, usando sistemas basados en cintas o análogos. La colocación y la exhibición de la publicidad en el flujo de la programación, son reguladas a través del uso de la señalización y la dirección del comando de inserción 498. La publicidad personalizada se puede efectuar mediante la publicidad con cierta dirección para ciertos observadores. Por ejemplo, una cierta compañía de carros quiere individualizar su comercio para encontrar lo mejor a las necesidades y deseos del observador. Si es conocido que un usuario particular es mujer y emplea actividades fuera, el programador puede querer mostrar la publicidad corresponda a los Vehículos de Utilidad de Deportes de la Compañía de carros según se oponga a un carro económico pequeño. La publicidad puede ser colocada en el usuario final basada en los datos almacenados en la unidad del usuario final remoto o en el flujo dirigido al dispositivo de los usuarios finales mediante el regulador del conjunto principal en el proveedor final . Preferiblemente las varias opciones de publicidad son codificadas de conformidad a la manera descrita antes con referencia a la Figura 5. Debido a que los videos anuncios de la publicidad son gensujetos y sincronizados en tiempo en el codificador 510, la conmutación del programa principal a una de las publicidades puede aparecer sin restricción al observador. Conmutación Sin Restricción De un Grupo de Señales a Otro Grupo de Señales en un Servidor. En otra modalidad de la presente invención se describe el procedimiento de conmutación entre el contenido de vídeo del servidor y del contenido vivo. Como se opone a la conmutación a partir de una señal digital única a otra señal digital única en las unidades de recepción remotas esta modalidad permite una transmisión sin restricción desde un grupo de señales a otro grupo de señales. Es necesario que la transmisión se realice de una manera tal que el flujo de bits de salida sea continuo y correcto a la sintaxis del MPEG. La conmutación apropiada asegura que cualquier decodificador MPEG estándar exhibe el flujo de bits resultantes como si fuera un flujo con ningún error. La modalidad preferida 530 para la realización de esta conmutación se muestra en la Figura 15. Los elementos de la Figura 15 son localizados en un cable posterior o alternativamente en un centro para una red de distribución por satélite. Para fines de explicación un grupo de señales vivas son denotadas como las señales del Grupo A y las señales del Grupo B se presume para que se almacenen como señales pregrabadas, preferiblemente almacenadas en el servidor 550. Por ejemplo, las señales del Grupo A pueden comprender varios videos que representan ángulos de cámara diferente en un evento deportivo. Las señales del Grupo B pueden representar una serie de comerciales. Sin embargo se entenderá que tanto las señales del Grupo A y/ o del Grupo B 5 puedan representar señales vivas o pregrabadas. En esta modalidad se desea conmutar desde las señales del Grupo A a las señales del Grupo B. Las señales del Grupo A son recibidas en el Servido 550 desde el codificador de tiempo real 546 localizado ya sea localmente o en un sitio 10 remoto. Un paquete digital MPEG especializado se inserta en el flujo del contenido del grupo A en un canal especifico. El comando y la terminal de control 534 proporciona un tono análogo en las señales de vídeo anterior a la conversión análogo-a-digital . Una vez que las señales alcancen el 15 codificador del tiempo real 546 del comando y de la terminal de control 534, el codificador de tiempo real 546 inserta un tono digital en el punto apropiado en el flujo digital del Grupo A en la detección de un tono análogo. Una vez que el tono se inserta, el flujo digital del Grupo A se sale del 20 codificador del tiempo real 546 y se emite al servidor 554 al final. Una vez que se ha recibido en el servidor el flujo del Grupo A se emite a un dispositivo de conmutación de transporte MPEG en el servidor 550. La terminal de control 538 trasmite un comando al dispositivo de conmutación del servidor de transporte MPEG para originar la conmutación que se esta viendo para el tono digital insertado. Con el fin de leer la grabación del contenido del Grupo B el dispositivo de conmutación del servidor debe de codificar la información de tiempo del flujo digital del Grupo A y subsecuentemente remarcar el contenido del Grupo B con las señales de tiempo apropiado del Grupo A. Preferiblemente esto se realiza mediante la gensujeción al flujo de vídeo PCR, preferiblemente el mismo flujo con el tono digital en el mismo y eliminar la referencia de reloj del programa (PCR) fuera del flujo de vídeo para recuperar el reloj codificado del contenido del Grupo A original. En este punto el dispositivo de conmutación tiene la habilidad para reinsertar la información de tiempo en el contenido del Grupo B para prepararlo para su exhibición. Después de la detección del tono digital, el dispositivo de conmutación del servidor inicia una transición al flujo digital del Grupo B comprimido de las señales pregrabadas del Grupo B. De preferencia el dispositivo de conmutación del servidor tiene conocimiento anterior de la longitud del contenido del Grupo B y por lo tanto, cuando el dispositivo del conmutador del servidor se sensibiliza el final del contenido del Grupo B se conmuta de retorno al contenido del Grupo A. La salida del flujo digital resultante del servidor al transmisor comprende el contenido de ambos Grupos A y B. El transmisor 550 emite el flujo de datos digitales a los sitios de recepción remotos como se ha descrito previamente. De esta manera en ciertos tiempos durante la presentación de un evento de deportes representado mediante la pluralidad de señales de vídeo digitales vivas (por ejemplo el contenido del Grupo A) es decir el flujo del vídeo comprimido en las unidades del convertidor de recepción automáticamente transitaran al contenido pregrabado del Grupo B basado en la acción por ejemplo del dispositivo de conmutación del servidor. El decodificador en los sitios de recepción luego seleccionan una de las publicidades en el contenido del Grupo B como se ha descrito previamente. Al final de la publicidad el decodificador empieza automáticamente a recibir el contenido del Grupo A otra vez y selecciona una de las señales vivas como se ha descrito previamente de esta manera una conmutación sin restricción del contenido de vídeo codificado vivo al contenido pregrabado se efectúa en el servidor. Modalidades de Dos Sintonizador para la Conmutación sin Restricción. El flujo digital a la Conmutación del flujo digital Una modalidad de dos sintonizadores 558 para proporcionar la conmutación sin restricción de una señal digital localizado en un canal de frecuencia (descrito después "Canal A") a otra señal digital localizada en otra canal de frecuencia, (aquí descrito como "Canal B") que se muestran en la Figuras 16A y 16B. Como se muestran en las Figuras 16A y 16B, esta modalidad comprende dos sintonizadores 560A y 560B ( para seleccionar por separado la frecuencia de los canales ) un microprocesador 564 (para seleccionar la frecuencia de los canales y las señales digitales comprendidas en la presente) , los demoduladores digitales 568A, 568B (para la demodulación de las señales de portadora) , un demultiplexor digital/ decodificador 572 (para eliminar el audio seleccionado, vídeo y datos del contenido seleccionado del flujo digital compuesto) y un procesador de la unidad de visualización 576 (para darle formato a la señal de vídeo para exhibirla) . Esta modalidad opera para conmutar desde un flujo de datos digitales en el Canal A a otro flujo de datos digitales en el Canal B como sigue. Un primer sintonizador 560 A es seleccionado al Canal A y recibe un flujo digital compuesto, preferiblemente comprendiendo una pluralidad de señales de datos y/ o de audio y vídeo digitales en el canal de frecuencia asociado. El flujo digital compuesto se pasa desde el primer sintonizador 560 A a un demodulador digital 568A. El tipo de la demodulación puede ser cualquiera de aquellos convencionalmente conocidos en la técnica tales como aquellos descritos anteriormente.
El flujo digital compuesto luego se dirige a la entrada del demultiplexor/ decodificador digital 572 en donde las señales de audio y vídeo seleccionadas son eliminadas del flujo digital compuesto en un demux 573 y emitir a los decodificadores de audio y vídeo 575, 574 respectivamente. Estas señales luego son descomprimidas y decodificadas basadas en el esquema de codificación de señal de preferencia uno de los esquemas de MPEG. Una vez decodificado el audio y el vídeo (y/ o datos si es apropiado) son emitidos al procesador de la unidad de visualización 576 y subsecuentemente al monitor. Una vez que se ha hecho la decisión para conmutar a otra señal digital en la frecuencia del Canal B, el microprocesador 564 transfiere un comando al segundo sintonizador 560 B para preseleccionar a la frecuencia del Canal B. El flujo digital compuesto en el Canal B se pasa a través del demodulador digital 568 B y emite al demultiplexor/decodificador digital 572. En este tiempo el demultiplexor digital 572 recibe tanto el flujo digital localizado en el Canal A y en el Canal B. Por lo tanto si ambos canales tienen 4 señales digitales el demultiplexor 572 recibe 8 señales digitales. El demultiplexor 572 recibe un comando del microprocesador 564 indicando cuál de las señales digitales se eliminan del flujo digital compuesto del Canal B. Separadamente el demultiplexor 572 elimina las señales de audio y vídeo seleccionadas (y/ o datos) del flujo digital compuesto de los Canales A y B. Las señales seleccionadas son emitidas al decodificador de audio y vídeo 574 y 575 el decodificador de vídeo 574 se conmuta de la señal de vídeo 5 exhibida comúnmente a la señal de vídeo seleccionada nuevamente co o se describe antes con referencia a las Figuras 6 y 7 por lo tanto el decodificador 574 identifica el punto empalmado en el flujo presente. Una vez que el decodificador 574 detecta el punto empalmado se determina que 10 es el tiempo apropiado para la conmutación al segundo grupo. El decodificador 574 empieza a cargar el segundo flujo en la memoria intermedia y una conmutación sin restricción se efectúa debido al espacio de tiempo en el primer flujo. Una vez que el segundo flujo esta saliendo del decodificador se 15 emite al procesador de la unidad de visualización 576 en donde la señal de vídeo se le da formato para exhibirla. El decodificador de audio 575 realiza la conmutación del flujo de audio presente al segundo flujo de audio, de la misma manera como se describe antes en referencia a la Figura 20 11. Una vez que la conmutación esta completa el segundo flujo de audio es emitido al procesador de la unidad de visualización 576. Conmutación de las Señales Analógicas a las Señales Digitales o Señales Digitales a Señales Analógicas. ??t i?f ¡ft~ <rf Una modalidad de dos sintonizadores 590 para la conmutación de una señal analógica localizada en un primer Canal RF a una señal comprimida digitalmente en un segundo Canal RF o viceversa que se muestra en la Figura 17. En esta modalidad un observador esta midiendo el tiempo de un Canal particular con lo cuál existe una señal analógico digital en una frecuencia RF especifica y existe una decisión para conmuiar a otro canal con lo cuál es analógica o digital en una frecuencia RF diferente. Dos sintonizadores 560 A 560 B son usados para la transmisión de una frecuencia RF a una frecuencia RF diferente. Asumiendo por vía de ejemplo que el observador está midiendo concurrentemente a un Canal (Canal A) con una señal analógica y la decisión se hace para conmutar a una señal comprimida digitalmente en un Canal diferente (Canal B) de la modalidad de la Figura 17 que opera como sigue. Con respecto a la señal analógica uno de los sintonizadores 560 A selecciona a la frecuencia RF asociada con el Canal A. Debido a que el Canal lleva una señal analógica, el sintonizador 560 A dirige la señal al demodulador analógico 569 A y al codificador VB1 570 A. El demodulador analógico 569 A demodula la señal analógica usando cualquier esquema de demodulación análogo convencional conocido en la técnica. El decodificador VBl 570 A elimina cualquier información (comandos interactivos) captación cerrada protegida en el intervalo de borrado vertical (VB1) . La señal analógica demodalada es luego emitida al procesador de la unidad de visualización analógico 580 la cuál le da un formato a la señal analógica, luego sale a la conmutación VB1 588 y luego al dispositivo de la unidad de visualización. Si se hace una decisión para conmutar a un Canal que contiene señales digitales comprimidas y multiplexadas, el microprocesador 564 determina la localización de la frecuencia RF de este canal y emite la información en un comando para el segundo sintonizador 560 B. Después de la recepción del comando, el segundo sintonizador 560 B preselecciona a la segunda frecuencia RF indicada (Canal B) la salida del Canal B es emitida a la entrada del demodulador digital 568 B el cuál demodula la señal que usa cualquier esquena de demodulación digital conocido en la técnica. El flujo de datos digitales es la salida del demodulador 568 B y se recibe en el demux/ decodificador 572. El microprocesador 564 transmite un comando al decodificador demux 572 indicando la señal digital seleccionada. El decodificador/demux digital 572 demultiplexa la pluralidad de señales digitales y descomprime tales señales. Las partes constituyentes seleccionadas resultantes (audio, vídeo y datos) luego son emitidas a los decodificadores apropiados 574 575 ( ver Figura 16B) como se describe antes con referencia a la Figura 16 con lo cuál el decodificador de vídeo 574 empieza a decodificar la información de vídeo y trasmite una señal al microprocesador 564 señalizando que el flujo esta decodificado apropiadamente y que el audio esta en una saliente de sincronización. Las señales de audio y vídeo luego son emitidas al procesador de la unidad de visualización digital 584, en donde las señales son convertidas de digitales a analógicas. Las señales analógicas resultantes correspondientes al Canal B luego son entradas a la conmutación VB1 588 en el comando del microprocesador 584 se conmuta los dos videos, la conmutación VB1 588 se conmuta durante el tiempo apropiado durante el intervalo de borrado vertical resultando en una conmutación desde el canal analógico al digital. Si se desea conmutar de un canal digital a un canal analógico el procedimiento identificado antes es simplemente invertido y el segundo sintonizador 560 B preselecciona al Canal analógico. Además la modalidad que se muestra en la Figura 17 puede conmutar de un canal analógico a Canales analógicos. Aunque la presente invención ha sido descrita en detalle con respecto a ciertas modalidades y ejemplos, variaciones y modificaciones existen las cuáles están dentro del alcance de la presente invención como se define en las reivindicaciones siguientes.

Claims (44)

REIVINDICACIONES
1. Una unidad de conmutación sin restricción para recibir programación y realizar una conmutación sin restricción desde una primera señal de vídeo digital a una segunda señal de vídeo digital que comprende: un microprocesador, el microprocesador selecciona las señales para la unidad de visualización; un demodulador digital, conectado al microprocesador para recibir y demodular una señal de programa, conteniendo la señal de programa la primera y la segunda señales de vídeo digitales; un demultiplexor/ decodificador digital conectado al primer demodulador digital y al microprocesador, para demultiplexar la señal de programa para obtener la primera y segunda señales de vídeo digitales y dirigir la primera señal de vídeo digital en una memoria intermedia, y para descomprimir la primera señal de vídeo digital; en donde el comando del microprocesador conmuta a la segunda señal de programa digital, el demultiplexor/ decodificador digital busca para el punto empalmado, de la primera señal de vídeo digital y en el reconocimiento del punto empalmado, conduciendo la segunda señal de vídeo digital en la memoria intermedia como la primera señal de vídeo que continua para la reducción de la memoria intermedia, y en donde la conmutación de la primera señal de vídeo a la segunda señal de vídeo está sin restringir.
2. La unidad de conmutación sin restricción según la reivindicación 1 en donde la primera y la segunda señal de vídeo digital comprende una o más señales de programa de televisión regular.
3. La unidad de conmutación sin restricción según la reivindicación 1 en donde la primera y la segunda señal de vídeo digital comprende una o más señales de programa interactivo de un programa interactivo.
4. La unidad de conmutación sin restricción según la reivindicación 1 en donde la primera y la segunda señal de vídeo digital comprende uno o mas publicidades.
5. La unidad de conmutación sin restricción según la reivindicación 1 en donde la unidad de conmutación sin restricción es implementada en una unidad de recepción de subscriptor, la unidad de recepción de subscriptor recibiendo programación de una red de distribución del subscriptor seleccionada del grupo que consiste de televisión por cable, televisión de radiodifusión y radiodifusión directa de satélite.
6. La unidad de conmutación sin restricción según la reivindicación 1 en donde la primera y segunda señal de vídeo digital comprende ángulos de cámara diferentes del mismo evento .
7. La unidad de conmutación sin restricción según la reivindicación 1 en donde la unidad de conmutación sin restricción esta implementada en una unidad de recepción del subscriptor comprendiendo la unidad de recepción del subscriptor un monitor de televisión para exhibir la primera y la segunda señal de vídeo digital.
8. La unidad de conmutación sin restricción según la reivindicación 1 conteniendo una de las señales de vídeo digitales una vista cercana de un evento.
9. La unidad de conmutación sin restricción según la reivindicación 1 en donde las señales de vídeo son trasmitidas en un solo Canal de cable.
10. La unidad de conmutación sin restricción según la reivindicación 1 en donde las señales de vídeo digitales son trasmitidas en un Canal NTSC de 6 MHz.
11. La unidad de conmutación sin restricción según la reivindicación 1 en donde la unidad de conmutación sin restricción se implementa en una unidad de recepción de subscriptor, en donde un perfil personal se forma y de la unidad de recepción del subscriptor comprende además una memoria para almacenar el perfil personal, y en donde la primera y la segunda señal de vídeo son seleccionadas basadas en parte del perfil personal.
12. La unidad de conmutación sin restricción según la reivindicación 1 en donde la unidad de conmutación sin restricción es implementada en una unidad de recepción del subscriptor, en donde la unidad de recepción del subscriptor comprende una interface del subscriptor para recibir selecciones del subscriptor y en donde la primera o la segunda señales de vídeo son seleccionadas basadas en una o más selecciones del subscriptor.
13. La unidad de conmutación sin restricción según la reivindicación 1 en donde la unidad de conmutación sin restricción esta implementada en una unidad de recepción del subscriptor, en donde la unidad de recepción del subscriptor comprende un procesador de la unidad de visualización digital conectada a la salida del demultiplexor/ decodificador digital para recibir y dar formato a la señales de vídeo seleccionadas para exhibirlas.
14. Una unidad de conmutación sin restricción para recibir programación y la realización de una conmutación sin restricción de una primera señal de vídeo digital multiplexada en una primera señal de programa recibida en un primer canal RF a una segunda señal de vídeo digital multiplexada en una segunda señal de programa recibida en un segundo canal RF que comprende: un microprocesador, seleccionando el microprocesador las señales para la unidad de visualización; un primer sintonizador conectado al microprocesador para seleccionar al primer Canal RF, en donde el primer sintonizador selecciona el primer canal RF en el comando del microprocesador; un primer demodulador digital conectado al primer sintonizador, para demodular la primera señal del programa; un demultiplexor/ decodificador digital conectado al primer demodalador digital y al microprocesador para demultiplexar la primera señal del programa para obtener la primera señal de video digital que contiene una memoria intermedia para actuar en la primera señal de vídeo digital, y para descomprimir la primera señal de vídeo digital; un segundo sintonizador conectado al microprocesador, el segundo sintonizador pre-selecciona al segundo canal RF, en donde el segundo sintonizador selecciona el segundo canal RF en el comando del microprocesador; un segundo demodulador digital conectado al segundo sintonizador, para demodular la segunda señal del programa; en donde el comando del microprocesador conmuta a la segunda señal de vídeo digital, el demultiplexor/ decodificador digital busca para el punto de empalme de la primera señal de vídeo digital y en el reconocimiento del punto de empalme conduciendo a la segunda señal de vídeo digital en la memoria intermedia como la primera señal de vídeo digital continúa para exhibir el comando del microprocesador, y en donde la conmutación de la primera señal de vídeo digital a la segunda señal de vídeo digital esta sin restringir en que el flujo de vídeo conmutado no produce artefactos visibles.
15. Una unidad de conmutación sin restricción para recibir la programación y capaz de realizar la conmutación sin restricción desde ya sea una primera señal analógica a una segunda señal analógica, una señal analógica a una señal digital, o una primera señal de vídeo digital a una segunda señal de vídeo digital, que comprende: un microprocesador para la selección de una señal de vídeo y dirigir una conmutación sin restricción a la señal de vídeo seleccionada; un par de sintonizadores conectados al microprocesador para seleccionar a los canales RF, en donde el par de sintonizadores seleccionan los Canales RF en el comando del microprocesador; un par de demoduladores analógicos, cada uno de los demoduladores analógicos se conecta a uno de los sintonizadores y es capaz de recibir una señal analógica; un par de demoduladores digitales; cada demodulador digital se conecta a uno de los sintonizadores y es capaz de recibir una señal digital; un demultiplexor/ decodi-ficador digital, que se conecta al par de los demoduladores digitales para demultiplexar las señales digitales descomprimiendo las señales digitales y para la realización de una conmutación sin restricción de una señal de vídeo digital a otra señal de vídeo digital; un procesador de la unidad de visualización digital conectado a la salida del demultiplexor/ decodificador digital para convertir la señal digital de salida descomprimida a una señal análoga y un conmutador de intervalo de borrado vertical que se conecta funcionalmente a la salida del demultiplexor/ decodificador digital y la salida del demodulador analógico para la conmutación sin restricción entre las señales de vídeo analógicas.
16. Una unidad de conmutación sin restricción para recibir programación y la realización de una conmutación sin restricción de una señal de vídeo digital multiplexada en una primera señal de programa recibida en un primer canal P.F a una primera señal analógica multiplexada en una segunda señal de programa recibida en un segundo canal RF que comprende: un microprocesador, el microprocesador dirigiendo la conmutación de la señal de vídeo digital a la señal de vídeo analógica; un primer sintonizador conectado al microprocesador para seleccionar ai primer canal RF; un demodulador digital conectado al primer sintonizador, para demodular la primera señal de programa; un demultiplexor/ decodificador digital conectado al primer demodulador digital y al microprocesador para demultiplexar la primera señal de programa para obtener la señal de vídeo digital y descomprimir y decodificar la señal digital; un procesador de la unidad de visualización digital conectado al demultiplexor/ decodificador digital para convertir la señal de video digital a analógica; un segundo sintonizador conectado al microprocesador el segundo sintonizador para preseleccionar al segundo canal RF; un demodulador analógico, conectado al segundo sintonizador para recibir y demodular la señal analógica; un conmutador de intervalo de borrado vertical conectado funcionalmente a la salida del decodificador de multiplexor digital y la salida del demodulador analógico para la conmutación sin restricción de la señal de vídeo digital convertida a la señal de vídeo analógica durante el intervalo de borrado vertical de las señales .
17. Un método de realización de una conmutación sin restricción entre dos flujos de vídeo digitales en una unidad de recepción digital, la unidad de recepción digital conteniendo un microprocesador y un decodificador de vídeo, que comprende las etapas de: recibir el primero y el segundo flujo de vídeo digital, cada flujo conteniendo puntos empalmados de vídeo y espacios de tiempo; una memoria intermedia al primer flujo de vídeo digital en una memoria intermedia de vídeo; recibir un comando de un microprocesador para conmutar al segundo flujo de vídeo digital la búsqueda para el punto de empalme del primer flujo de vídeo digital; cargar el segundo marco de flujo de vídeo digital en la memoria intermedia como el primer flujo de señal de vídeo que continua para reducirse y ser exhibido; y en donde la conmutación del primer flujo de vídeo digital al segundo flujo de vídeo digital esta sin restricción en que la conmutación de flujo de vídeo no produce artefactos visibles.
18. Un método para la preparación de una pluralidad de señales digitales en una localización central para la conmutación sin restricción en los sitios de recepción del subscriptor, que comprende las etapas de : recibir una pluralidad de señales de vídeo en la localización central; gensu jetar la pluralidad de señales de vídeo en donde la gensujeción forma señales de vídeo de tiempo sincronizado; dirigir la pluralidad de las señales de vídeo en uno o mas codificadores de vídeo; insertar los puntos empalmados en una pluralidad de señales de vídeo; la sincronización del tiempo de la pluralidad de los codificadores de vídeo, con lo cuál se asegura que los puntos empalmados insertados en el vídeo ocurren en un número de marco correcto; comprimir digitalmente la pluralidad de las señales de video digitales en los codificadores de vídeo, formando un flujo de programa digital, en donde la señales de vídeo digital son codificadas en ur rango de bit inferior que la capacidad del Canal resulta en la formación de ciertos espacios de tiempo en cada una de las señales de vídeo; en donde la conmutación del programa de una señal de vídeo a otra señal de vídeo en los sitios de recepción del subscriptor se hace sin restricción a través de la formación de los espacios de tiempo, representando los espacios de tiempo, los tiempos de -JMr IB»<I conmutación con lo cuál se permite el tiempo para una conmutación sin restricción de las señales de vídeo a otras de las señales de vídeo.
19. El método de la reivindicación 18 en donde una pluralidad de flujos de programas digitales son creados, y comprenden además la etapa de multiplexar la pluralidad de flujos de programas digitales.
20. El método según la reivindicación 18 en donde una pluralidad de señales de audio están asociados con la pluralidad de las señales de vídeo y comprenden además las etapas de la recepción de la pluralidad de las señales de audio,. codificar la pluralidad de las señales de audio recibidas y comprimir la pluralidad de las señales de audio.
21. El método según la reivindicación 18 en donde el codificador recibe una pluralidad de códigos de computadoras de datos y que comprende además la etapa de codificación de la pluralidad recibida de los códigos de la computadora de datos con la pluralidad de las señales de vídeo.
22. Un sistema de codificación digital para la preparación de una pluralidad de señales digitales en una localización central para la conmutación sin restricción en sitios de recepción del subscriptor, que comprende : al menos un dispositivo de gensujeción de vídeo, para recibir la pluralidad de señales de vídeo y crear las señales de vídeo de tiempo sincronizado; al menos un codificador de vídeo conectado al dispositivo de gensuj etador de vídeo, para insertar los puntos empalmados en la pluralidad de las señales de vídeo y codificar y comprimir la pluralidad de las señalas de vídeo para formar un flujo de programa digital, en donde los codificadores de vídeo están en tiempo sincronizado; en donde las señales de vídeo digitales son codificadas en un rango de bit inferior que la capacidad del canal resultante en la creación de ciertos espacios de tiempo en cada una de las señales de vídeo, los espacios de tiempo representan tiempos de conmutación con lo cuál se permite el tiempo para una conmutación sin restricción de una de las señales de vídeo a otra señal de vídeo.
23. El sistema de codificación digital según la reivindicación 22 en donde una pluralidad de flujo de vídeo digitales son formados y comprende además un multiplexor de la pluralidad de los flujos de programa digitales.
24. El sistema de codificación digital según la reivindicación 22 que comprende además un transmisor para transnitir la pluralidad de los flujos de programa digital en una red de distribución del subscriptor seleccionada del grupo que consiste en televisión por cable, televisión de radiodifusión y satélite de radiodifusión directa.
25. El sistema de codificación digital según la reivindicación 22 en donde, una pluralidad de señales de audio son asociadas con la pluralidad de las señales de vídeo y el codificador recibe la pluralidad de señales de audio y codifica y descomprime la pluralidad de las señales de audio.
26. El sistema de codificación digital según la reivindicación 22, en donde el codificador recibe una pluralidad de código de computadora de datos y codifica los códigos de computadora de datos con la pluralidad de las señales de vídeo.
27. Un sistema de codificación digital, según la reivindicación 23, en donde al menos una de las señales de vídeo comprenden una señal de programa de televisión regular.
28. El sistema de codificación digital, según la reivindicación 22, en donde al menos dos de las señales de vídeo comprenden las señales de programa interactivo de un programa interactivo.
29. El sistema de codificación digital según la reivindicación 22, en donde la pluralidad de las señales de vídeo comprenden uno o más de una publicidad.
30. El sistema de codificación digital según la reivindicación 22, que comprende además un transmisor, en donde el transmisor, transmite la programación a una red de distribución del subscriptor seleccionada del grupo que consiste de una televisión de cable, una televisión de radiodifusión y un satélite de radiodifusión directa.
31. El sistema de codificación digital según la reivindicación 22 en donde al menos dos de la pluralidad de las señales de vídeo comprende ángulos de la cámara diferentes del mismo evento.
32. El Sistema de codificación digital según la reivindicación 22 en donde al menos una de las señales de vídeo digitales contienen una vista cercana de un evento.
33. El Sistema de codificación digital según la reivindicación 22 en donde el flujo de programa digital es transmitido en un solo canal de cable.
34. Un sistema para la conmutación de un primer grupo de señales a un segundo grupo de señales, que comprende : un comando terminal, el comando terminal insertando un tor.o análogo en el primer grupo de señales; un codificador de tiempo real, en comunicación con el comando terminal para insertar un tono digital en el primer grupo de las señales en la detección del tono análogo; un servidor en comunicación con eí codificador del tiempo real para recibir el primer grupo de señales y un segundo grupo de señales; un control terminal en comunicación con el servidor para transferir un comando conmutado al servidor; y en donde se recibe el comando conmutado, el servidor esta mirando para el tono digital y la detección del tono digital el servidor conmuta desde el primer grupo de señales al segundo grupo de señales en una manera sin restricción.
35. El sistema de la reivindicación 34 en donde el primei grupo de señales representa señales de un evento en vivo .
36. El sistema de la reivindicación 34 en donde el segundo grupo de señales comprende el contenido pregrabado y comprende además una memoria para almacenar el segundo grupo de señales.
37. El sistema de la reivindicación 34 en donde el segundo grupo de señales comprende publicidad alternativa y comprende además una memoria para almacenar el segundo grupo de señales.
38. El sistema de la reivindicación 34 en donde el primer y segundo grupo de señales están en el formato codificado MPEG.
39. La unidad de conmutación sin restricción de las reivir.dicaciones 1, 14 o 15 en donde la unidad de conmutación sin restricción esta localizada en una estación de radiodifusión y comprende además un medio para transmitir las señales a sitios remotos.
40. La unidad de conmutación sin restricción según las reivindicaciones 1 o 14 en donde la primera y la segunda señal de vídeo digital contiene programas no relacionados.
41. La unidad de conmutación sin restricción según la reivirdicación 16 en donde la señal de vídeo digital y la señal de vídeo analógica contiene programas no relacionados.
42. La unidad de conmutación sin restricción según la reivindicación 1 o 14, en donde la primera y la segunda señal de vídeo digital contiene programas de compras dirigidos para la venta de artículos o de servicios. 5
43. La unidad de conmutación sin restricción según las reivindicaciones 1 o 14 en donde la unidad de conmutación sin restricción se integra en una unidad de recepción remota, y la primera y la segunda señal de vídeo digital contiene programas de compras dirigidos a la venta de artículos o 10 servicios en donde la unidad de conmutación sin restricción comprende además un medio para trasmitir selecciones del usuario y compras de respaldo a una localización central.
44. La unidad de conmutación sin restricción según las reivindicaciones 1, 14 o 15 en donde la unidad de 15 conmutación sin restricción esta localizada en una localización central, en donde al menos una de las señales representa una publicidad, y comprende además una memoria para almacenar la señal que contiene la publicidad. ÉüiimiMMüftriSir?iíirit i f
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