BR9910053B1 - Método de processamento de dados de vídeo em um conjunto receptor/decodificador, conjunto receptor/decodificador e sistema de difusão e recepção - Google Patents
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Description
"MÉTODO DE PROCESSAMENTO DE DADOS DE VÍDEO EM UM CONJUNTO
RECEPTOR / DECODIFICADOR, CONJUNTO RECEPTOR / DECODIFICADOR E SISTEMA DE DIFUSÃO E RECEPÇÃO". Δ presente invenção se refere a um conjunto receptor / decodificador e um método de processamento de dados de vídeo. O termo conjunto receptor / decodificador aqui usado pode conotar um receptor para receber sinais codificados ou não codificados, por exemplo, sinais de rádio e/ou de televisão, que podem ser difundidos ou transmitidos por algum outro meio. 0 termo também pode conotar um decodificador para decodificar os sinais recebidos. As modalidades desses conjuntos receptores / decodificadores podem incluir um decodificador integral com o receptor para decodificar os sinais recebidos, por exemplo, em uma set top box, tal como um decodif icador funcionando em combinação com um receptor separado fisicamente, ou esse decodificador incluindo funções adicionais, tais como um navegador, um gravador de vídeo ou uma televisão.
Em um sistema de televisão digital difundido, os sinais recebidos são passados para um conjunto receptor / decodif icador e daí para um aparelho de televisão. Como aqui usado, o termo "sistema de televisão digital" inclui, por exemplo, qualquer sistema via satélite, terrestre, por cabo e outro. 0 conjunto receptor / decodificador decodifica um sinal do tipo MPEG em um sinal de televisão para o aparelho de televisão. É controlado por um aparelho de controle remoto, por meio de uma interface no conjunto receptor / decodificador. 0 conjunto receptor / decodificador é usado para processar o fluxo de bit entrante e inclui vários módulos de aplicação, que fazem com que o conjunto receptor / decodificador execute várias funções de controle e outras.
Esse conjunto receptor / decodificador pode ter vários dispositivos acoplados a ele, tal como uma leitora de cartões para que o usuário passe um cartão de autorização nela para confirmar que serviços o usuário está autorizado a usar, um dispositivo de varredura de controle no receptor de televisão manual, uma unidade de exibição de televisão e uma segunda leitora de cartões para uso com cartões bancários, para permitir que o usuário execute funções bancárias domésticas. Pode ter também várias portas acopladas a ele, por exemplo, um modem para acesso à Internet e para conduzir transações bancárias. 0 conjunto receptor / decodificador inclui, tipicamente, uma disposição de armazenamento temporário para o tratamento dos dados entrantes. 0 principio básico do armazenamento temporário em um conjunto receptor / decodificador é que uma seção de memória em uma memória é projetado como um buffer. Os dados entrantes de uma porta são alimentados ao buffer. 0 tamanho do buffer pode ser selecionado para ser suficientemente grande para acomodar a maior parte ou todas as mensagens entrantes, ou o buffer pode ser operado como dois indicadores, um para o ponto no qual os dados entrantes recentes são escritos no buffer e o outro para o ponto no qual os dados armazenados são lidos do buffer. 0 conjunto receptor / decodificador inclui, normalmente, uma estrutura de quatro camadas para gerar a imagem a ser exibida no aparelho de televisão, as 4 camadas sendo uma camada de quadros parados, uma camada de imagem móvel, uma camada gráfica e uma camada de cursor. A camada gráfica é utilizada preferivelmente tanto para ícones (tipicamente, formas geométricas) e títulos (usualmente, mas nem sempre, subtítulos) . 0 uso de uma camada comum, a camada gráfica, para ambos os ícones e os títulos, causa dificuldades em manter e atualizar, satisfatoriamente, ambos os ícones e títulos, particularmente quando um título aparece em qualquer posição na tela. 0 objeto principal da presente invenção é proporcionar uma disposição de armazenamento temporário aperfeiçoada em um conjunto receptor / decodificador para solucionar esse e outros problemas. A presente invenção proporciona um método de processamento de dados de video em um conjunto receptor / decodificador, que compreende pelo menos uma porta para receber dados e um meio de memória compreendendo uma área de buffer de dados para armazenar os dados entrantes para exibição, e uma área de armazenamento temporário de gráficos para armazenar dados gráficos, o dito método compreendendo a passagem de dados gráficos armazenados na área de armazenamento temporário de gráficos para a área de armazenamento temporário de dados, para combinação com os dados de exibição armazenados nela.
Em uma modalidade preferida, os dados entrantes compreendem dados de videotexto, tais como um ou mais subtítulos, e dados gráficos que compreendem dados de ícones. Quando uma tela de subtítulos tiver sido inteiramente recebida na área de armazenamento temporário de dados, uma unidade de processamento central no conjunto receptor / decodificador, sob o controle de um dispositivo, passa os dados de ícones para a área de armazenamento temporário de dados, preferivelmente, um pouco antes que os dados armazenados na área de armazenamento temporário de dados sejam combinados com outros dados para proporcionar dados de vídeo. Por conseguinte, a invenção propicia a vantagem de que no caso de uma sobreposição entre o ícone e parte do subtítulo, o ícone pode ser disposto sobre aquela parte do subtítulo, mas as partes não sobrepostas podem ser exibidas concorrentemente com o ícone.
Em uma modalidade preferida, a área de armazenamento temporário de dados compreende duas subáreas de armazenamento temporário de dados, os ditos dados de exibição entrantes sendo direcionados cada vez para uma das ditas subáreas.
As duas subáreas podem ser intercambiadas de modo que os dados de exibição entrantes sejam armazenados na outra subárea e os dados gráficos armazenados na área de armazenamento temporário de gráficos sejam passados para a outra subárea. Isso pode permitir que uma tela de subtítulo seja armazenada em uma subárea, enquanto uma tela de subtítulo recebida previamente seja transferida de uma outra subárea, evitando, desse modo, uma sobrescrita da tela de subtítulos recebida anteriormente com dados recentes.
De preferência, as duas subáreas são intercambiadas imediatamente após os dados gráficos armazenados na área de armazenamento temporário de gráficos serem passados para uma das subáreas de armazenamento temporário de dados. A área de armazenamento temporário de gráficos pode compreender várias subáreas de armazenamento temporário de gráficos, nas guais os dados gráficos podem ser armazenados, os dados gráficos sendo passados para a área de armazenamento temporário de dados de uma selecionada das subáreas de armazenamento temporário de gráficos. Isso pode permitir, por exemplo, que vários diferentes ícones sejam gerados e armazenados antes da recepção de quaisquer dados de videotexto, de modo que não há necessidade para um meio gerador de ícones para gerar, continuamente, dados de ícones.
De preferência, os dados gráficos e de exibição combinados são ainda combinados com outros dados recebidos para proporcionar dados de vídeo. Desse modo, ainda que os dados de exibição entrantes estejam sendo armazenados em uma subárea de armazenamento temporário de dados e os dados gráficos armazenados na área de armazenamento temporário de gráficos estejam sendo passados para aquela subárea de armazenamento temporário de dados, os dados combinados da outra subárea de armazenamento temporário de dados pode ser ainda combinados com os outros dados recebidos, evitando, desse modo, de novo, que a tela de subtítulos recebida previamente seja sobrescrita com dados recentes.
De preferência, os dados gráficos armazenados na área de armazenamento temporário de gráficos são passados para a área de armazenamento temporário de dados para combinação com os dados de exibição armazenados nela, imediatamente antes que os dados gráficos e de exibição assim combinados sejam combinados com os ditos outros dados recebidos.
Os dados de video compreendem quatro camadas de dados, os ditos dados gráficos e de exibição compreendendo um das ditas camadas. Sendo assim, as quatro camadas de dados podem compreender a dita camada dos dados gráficos e de exibição combinados, uma camada de dados de quadros parados, uma camada de dados de imagens móveis e uma camada de dados de cursor. A camada de dados de imagens móveis e os dados de exibição podem compreender pelo menos parte de um fluxo de dados MPEG. A presente invenção também proporciona um conjunto receptor / decodificador que compreende pelo menos uma porta para receber dados, um meio de memória que compreende uma área de armazenamento temporário de dados para armazenar os dados entrantes para exibir e uma área de armazenamento temporário de gráficos para armazenar dados gráficos, e um meio para passar os dados gráficos armazenados na área de armazenamento temporário de gráficos para a área de armazenamento temporário de dados, para combinação com os dados de exibição armazenados nela.
Uma modalidade preferida do conjunto receptor / decodificador compreende pelo menos uma porta para receber dados, uma memória que compreende uma área de armazenamento temporário de dados para armazenar os dados entrantes para exibir e uma área de armazenamento temporário de gráficos para armazenar os dados gráficos, e um processador para passar os dados gráficos armazenados na área de armazenamento temporário de gráficos para a área de armazenamento temporário de dados, para combinação com os dados de exibição armazenados nela. A área de armazenamento temporário de dados pode compreender duas subáreas de armazenamento temporário de dados, e o conjunto receptor / decodificador pode compreender ainda um meio, por exemplo, um microprocessador, para direcionar os dados entrantes para uma das ditas subáreas. 0 conjunto receptor / decodificador pode compreender ainda um meio de controle, tal como, por exemplo, um dispositivo, o meio de direcionamento sendo disposto para direcionar os dados de exibição entrantes para uma das subáreas de armazenamento temporário de dados, como especificado pelo dito meio de controle. 0 conjunto receptor / decodificador pode compreender ainda, por exemplo, um dispositivo, para intercambiar as duas subáreas, de modo que outros dados de exibição entrantes sejam armazenáveis na outra subárea e os dados gráficos armazenados na área de armazenamento temporário de gráficos sejam passáveis para a outra subárea. O meio de intercambiamento pode ser adaptado para intercambiar as duas subáreas de armazenamento temporário de dados, imediatamente após os dados gráficos armazenados na área de armazenamento temporário de gráficos serem passados para uma das subáreas de armazenamento temporário de dados. A área de armazenamento temporário de gráficos pode compreender várias subáreas de armazenamento temporário de gráficos, nas quais dados gráficos são armazenáveis, os dados gráficos sendo passáveis para a área de armazenamento temporário de dados de uma selecionada das subáreas de armazenamento temporário de gráficos. 0 conjunto receptor / decodificador pode compreender ainda um meio para combinar os dados gráficos e os de exibição combinados com os outros dados recebidos para proporcionar dados de video. Em uma modalidade preferida, o meio de combinação é um circuito de mistura. 0 meio de passagem pode ser disposto para passar os dados gráficos armazenados na área de armazenamento temporário de gráficos para a área de armazenamento temporário de dados, para combinação com os dados de exibição armazenados nela, imediatamente antes do meio de combinação combinar os dados gráficos e os de exibição combinados com os ditos outros dados recebidos. 0 conjunto receptor / decodificador pode compreender ainda um meio de controle de armazenamento temporário, tal como, por exemplo, um dispositivo, as subáreas de armazenamento temporário de dados sendo definidas pelo meio de controle de armazenamento temporário. A presente invenção também abrange um sistema de difusão e recepção, que inclui um conjunto receptor / decodificador como mencionado acima, e um meio para difundir os ditos dados. Em uma modalidade preferida, o sistema é um sistema de televisão digital. Várias funções do conjunto receptor / decodificador podem ser implementadas em hardware, por exemplo, em um circuito integrado dedicado; isso pode proporcionar uma maior velocidade operacional. De preferência, no entanto, pelo menos algumas das funções são implementadas em software, de preferência, implementados por um meio de processamento que roda as aplicações; isso pode propiciar uma maior flexibilidade, requerem menos componentes e permitem que o conjunto receptor / decodificador seja atualizado mais facilmente.
Os conjuntos receptores / decodificadores que representam a invenção vão ser descritos a seguir, por meio de exemplo, com referência aos desenhos, em que: a Figura 1 é um diagrama esquemático de um sistema de televisão digital; a Figura 2 é um diagrama esquemático da estrutura de um conjunto receptor / decodificador do sistema da Figura 1; a Figura 3 é um diagrama de blocos funcional da arquitetura disposta em camadas do conjunto receptor / decodificador; a Figura 4 é um diagrama esquemático da disposição do processador gráfico do conjunto receptor / decodificador; a Figura 5 é um diagrama esquemático de uma memória RAM do processador gráfico; e a Figura 6 é um diagrama esquemático ilustrando a combinação das camadas de um visor de video.
Uma visão geral de um sistema de televisão digital 1 é mostrada na Figura 1. A invenção inclui um sistema de televisão digital 2 em grande parte convencional, que usa o sistema de compressão conhecido MPEG-2, para transmitir sinais digitais comprimidos. Em mais detalhes, o compressor MPEG-2 2002 em um centro de difusão recebe um fluxo de sinais digitais (tipicamente, um fluxo de sinais de video). O compressor 3 é ligado a um multiplexador e embaralhador 4 pela ligação 5. O multiplexador 4 recebe uma pluralidade de outros sinais de entrada, monta um ou mais fluxos de transporte e transmite os sinais digitais comprimidos para um transmissor 6 do centro de difusão, via a ligação 7, que pode, naturalmente, tomar uma ampla variedade de formas, incluindo ligações de telecomunicações. O transmissor 6 transmite sinais eletromagnéticos, via a ligação superior 8, para um transponder de satélite 9, no qual são processados e difundidos eletronicamente, via uma ligação inferior nocional 10, para o receptor em terra 12, convencionalmente, na forma de uma antena parabólica de propriedade do, ou alugada pelo, usuário final. Os sinais recebidos pelo receptor 12 são transmitidos para um conjunto receptor / decodificador integrados 13, de propriedade do, ou alugado pelo, usuário final e conectado ao aparelho de televisão do usuário final 14. 0 conjunto receptor / decodificador 13 decodifica o sinal MPEG-2 comprimido em um sinal de televisão para o aparelho de televisão 14.
Outros canais de transporte para transmissão dos dados são, naturalmente, possíveis, tais como difusão terrestre, transmissão por cabo, ligações via satélite / por cabo combinadas, redes telefônicas, etc.
Em um sistema de canais múltiplos, o multiplexador 4 trata as informações de áudio e vídeo recebidas de várias fontes paralelas e interage com o transmissor 6 para difundir as informações ao longo de vários canais correspondentes. Além das informações audiovisuais, as mensagens ou aplicações ou qualquer outro tipo de dados digitais podem ser introduzidas em alguns ou todos esses canais entrelaçados com as informações de áudio e vídeo digitais transmitidas.
Um sistema de acesso condicional 15 é conectado ao multiplexador 4 e ao conjunto receptor / decodificador 13 e é localizado parcialmente no centro de difusão e parcialmente no decodificador. Possibilita que o usuário final tenha acesso às difusões de televisão digital de um ou mais fornecedores de difusão. Um cartão inteligente, capaz de decodificar mensagens relativas às ofertas comerciais (isto é, um ou mais programas de televisão vendidos pelo fornecedor de difusão), pode ser inserido no conjunto receptor / decodificador 13. Usando o decodificador 13 e o cartão inteligente, o usuário final pode comprar eventos em um modo de assinatura ou em um modo pay-per-view.
Como mencionado acima, os programas transmitidos pelo sistema são embaralhados no multiplexador 4, as condições e as chaves de criptografia aplicadas a uma dada transmissão sendo determinadas pelo sistema de controle de acesso 15. A transmissão de dados embaralhados desse modo é bem conhecida no campo dos sistemas de TV por assinatura.
Tipicamente, os dados embaralhados são transmitidos juntamente com uma palavra de controle para desamontoar os dados, a própria palavra de controle sendo criptografada por uma denominada chave de exploração e transmitida em uma forma criptografada.
Os dados embaralhados e a palavra de controle criptografada são depois recebidos pelo decodificador 13, tendo acesso a um equivalente da chave de exploração armazenada em um cartão inteligente inserido no decodificador, para descriptografar a palavra de controle criptografada e, depois, desamontoar os dados transmitidos.
Um assinante em dia vai receber, por exemplo, em uma ECM (Mensagem de Controle de Habilitação) difundida mensalmente, a chave de exploração necessária para descriptografar a palavra de controle criptografada de modo a permitir a visão da transmissão.
Um sistema interativo 16, também ligado ao multiplexador 4 e ao conjunto receptor / decodificador 13, e de novo localizado parcialmente no centro de difusão e parcialmente no decodificador, possibilita que o usuário final interaja com as várias aplicações, via um canal de retorno por modem 17. 0 canal de retorno por modem também pode ser usado para as comunicações usadas no sistema de acesso condicional 15. Um sistema interativo pode ser usado, por exemplo, para permitir que o espectador se comunique imediatamente com o centro de transmissão para demandar autorização para assistir um evento particular, baixar uma aplicação, etc.
Referindo-se à Figura 2, os elementos do conjunto receptor / decodif icador 13 ou da set top box vão ser descritos a seguir. Os elementos mostrados nessa figura vão ser descritos em termos de blocos funcionais. 0 decodificador 13 compreende um processador central 20, que inclui elementos de memória associados e adaptados para receber dados de entrada de uma interface serial 21, uma interface paralela 22, um modem 23 (conectado ao canal de retorno por modem 17 da Figura 1) e contatos de comutação 24 no painel frontal do decodificador. O decodificador é adaptado, adicionalmente, para receber entradas de um controle remoto de infravermelho 25, via uma unidade de controle 26, e também possui duas leitoras de cartões inteligentes 27, 28 adaptadas para ler cartões inteligentes bancários ou de assinatura, respectivamente. A leitora de cartões inteligentes de assinatura 28 é acoplada com um cartão de assinatura inserido e com uma unidade de acesso condicional 29, para suprir a palavra de controle necessária para um desmultiplexador / desembaralhador 30, para permitir que o sinal difundido criptografado seja desembaralhado. O decodificador também inclui um sintonizador 31 e um desmodulador 32 convencionais, para receber e desmodular a transmissão via satélite, antes que seja filtrada e desmultiplexada pela unidade 30. O processamento dos dados dentro do decodificador é tratado, geralmente, pelo processador central 20. A Figura 3 ilustra a arquitetura do software do processador central 20 (CPU) do conjunto receptor / decodificador. Com referência à Figura 3, a arquitetura do software compreende um Mecanismo de Processamento (MEC. PROC) 4008, um Gerenciador de Dispositivo 4068 e uma pluralidade de Dispositivos 4062 e Drivers de Dispositivos 4066 para rodar um ou mais aplicações 4056.
Como usado nessa descrição, uma aplicação é uma parte do código do computador para controlar as funções de nivel alto do, preferivelmente, conjunto receptor / decodificador 13. Por exemplo, quando o usuário final posiciona o foco do controle remoto 25 em um objeto botão visto na tela do aparelho de televisão 14 e aperta uma tecla de validação, a seqüência de instruções associada com o botão é rodada.
Uma aplicação interativa propõe menus e executa comandos por solicitação do usuário final e proporciona os dados relativos à finalidade da aplicação. As aplicações podem ser aplicações residentes, isto é, armazenadas na memória ROM (ou FLASH ou outra memória não volátil) do conjunto receptor / decodificador 13, ou difundidas e baixadas para a memória RAM ou FLASH do conjunto receptor / decodificador 13.
As aplicações são armazenadas em locais da memória no conjunto receptor / decodificador 13 e representadas como arquivos de recursos. Os arquivos de recursos compreendem arquivos unitários de descrição de objetos qráficos, arquivos unitários de blocos variáveis, arquivos de seqüências de instruções, arquivos de aplicações e arquivos de dados, como descrito em mais detalhes nos relatórios descritivos das patentes mencionadas acima. 0 conjunto receptor / decodificador contém memória dividida em um volume RAM, um volume FLASH e um volume ROM, mas essa organização física é distinta da organização lógica. A memória pode ser ainda dividida em volumes de memória associados com as várias interfaces. De um ponto de vista, a memória pode ser considerada como parte do hardware; de outro ponto de vista, a memória pode ser considerada como suportando ou contendo todo o sistema mostrado à parte do hardware. 0 processador central 20 pode ser considerado como centralizado em um mecanismo de processamento 4008, que forma parte de uma máquina virtual 4007. Esse é acoplado às aplicações em um lado (o lado de "nível alto") e, no outro lado (o lado de "nível baixo"), via várias unidades lógicas intermediárias discutidas abaixo, ao hardware do conjunto receptor / decodificador 4061, que compreende as várias portas como discutido acima (isto é, por exemplo, a interface serial 21, a interface paralela 22, ao modem 23 e à unidade de controle 26).
Com referência específica à Figura 3, várias aplicações 4057 são acopladas à máquina virtual 4007; algumas das aplicações mais comumente usadas podem ser mais ou menos permanentemente residentes no sistema, como indicado em 4057, enquanto que outras vão ser baixadas no sistema, por exemplo, do fluxo de dados MPEG ou de outras portas como requerido. A máquina virtual 4007 inclui, além do mecanismo de processamento 4008, algumas funções de biblioteca residente 4006, que incluem uma caixa de ligações 4058. A biblioteca contém várias funções em linguagem C usadas pelo mecanismo 4008. Estas incluem manipulação de dados, tal como compressão, expansão ou comparação de estruturas de dados, desenho de linha, etc. A biblioteca 4006 também inclui as informações sobre o suporte lógico inalterável no conjunto receptor / decodif icador 13, tais como os números das versões do hardware e do software e o espaço RAM disponível, e uma função usada quando da baixa de um novo dispositivo 4062. As funções podem ser baixadas na biblioteca, sendo armazenadas na memória FLASH ou RAM. O mecanismo de processamento 4008 é acoplado a um gerenciador de dispositivo 4068, que é acoplado a um conjunto de dispositivos 4062 que é acoplado aos conectores de dispositivos 4060, que são, por sua vez, acoplados às portas ou interfaces. Em termos amplos, um conector de dispositivo pode ser considerado como definindo uma interface lógica, de modo que dois diferentes conectores de dispositivos podem ser acoplados a uma porta física comum.
Um dispositivo vai ser, normalmente, acoplado a mais do que um conector de dispositivo, se um dispositivo é acoplado a um único conector de dispositivo, o dispositivo vai ser, normalmente, projetado para incorporar toda a funcionalidade requerida para comunicação, de modo que é eliminada a necessidade para um conector de dispositivo separado. Certos dispositivos podem se comunicar entre eles.
Como vai ser descrito abaixo, há 3 formas de comunicação dos dispositivos 4064 com o mecanismo de processamento: por meio de variáveis, buffers e eventos que são passados para um conjunto de filas de eventos.
Cada função do conjunto receptor / decodificador 13 é representada como um dispositivo 4062 na arquitetura do software do conjunto receptor / decodificador 13. Os dispositivos podem ser locais ou remotos. Os dispositivos locais 4064 incluem cartões inteligentes, sinais de conectores SCART, modens, interfaces seriais e paralelas, um reprodutor de video e áudio MPEG e uma seção MPEG e um extrator de tabela. Os dispositivos remotos 4066, executados em um local remoto, diferem dos dispositivos locais pelo fato de que uma porta e o procedimento devem ser definidos pela autoridade ou elaborador do sistema, em vez de por um dispositivo e um conector de dispositivo proporcionados e projetados pelo fabricante do conjunto receptor / decodificador. 0 mecanismo de processamento 4008 roda sob o controle de um microprocessador e uma interface de programação de aplicação comum. São instalados em cada conjunto receptor / decodificador 13, de modo que todos os conjuntos receptores / decodificadores 13 são idênticos do ponto de vista da aplicação. O mecanismo 4008 roda as aplicações 4056 no conjunto receptor / decodificador 13. Executa as aplicações interativas 4056 e recebe eventos de fora do conjunto receptor / decodificador 13, exibe gráficos e texto, chama dispositivos para serviços e usa funções da biblioteca 4006 conectada ao mecanismo 4008 para computação especifica. O mecanismo de processamento 4008 é um código executável instalado em cada conjunto receptor / decodificador 13 e inclui um interpretador para interpretar e processar as aplicações. O mecanismo 4008 é adaptável a qualquer sistema operacional, incluindo um sistema operacional de tarefa única (tal como MS-DOS). O mecanismo 4008 é baseado em unidades seqüenciadoras de processo (que executam vários eventos, tal como uma pressão na tecla, para conduzir as várias ações) e contém o seu próprio escalonador para gerenciar as filas de eventos das diferentes interfaces do hardware. Também processa a exibição de gráficos e texto. Uma unidade seqüenciadora de processo compreende um conjunto de grupos de ação. Cada evento provoca a movimentação da unidade seqüenciadora do seu grupo de ação atual para outro grupo de ação, na dependência do caráter do evento, e executa as ações do novo grupo de ação. 0 mecanismo 4008 compreende um carregador de códigos para carregar e baixar aplicações 4056 na memória do conjunto receptor / decodificador. Apenas o código necessário é carregado na memória RAM ou FLASH para garantir uso ótimo. Os dados baixados são verificados por um mecanismo de autenticação, para evitar qualquer modificação de uma aplicação 4056 ou a execução de qualquer aplicação não autorizada. 0 mecanismo 4008 compreende ainda um descompressor. Como o código de aplicação (uma forma de código intermediário) é comprimido para economizar espaço e baixar rapidamente do fluxo de transporte MPEG-2, ou via um modo receptor / decodificador embutido, o código deve ser descomprimido antes de ser carregado na RAM. O mecanismo 4008 também compreende um interpretador para interpretar o código da aplicação, para atualizar os vários valores variáveis e determinar as mudanças de estado, e um verificador de erro.
Antes de usar os serviços de qualquer dispositivo 4062, um programa (tal como uma seqüência de instruções da aplicação) tem que ser declarado como um "cliente", isto é, uma via de acesso lógico para o dispositivo 4062 ou o gerenciador de dispositivo 4068. O gerenciador fornece ao cliente um número de cliente, que é referido em todos os acessos ao dispositivo. Um dispositivo 4062 também pode ter muitos clientes, o número de clientes para cada dispositivo 4062 sendo especificado, dependendo do tipo do dispositivo 4062. Um cliente é introduzido no dispositivo 4062 por um procedimento "Device: Open Channel". Este procedimento atribui um número de cliente ao cliente. Um cliente pode ser tirado da lista de clientes do gerenciador de dispositivo 4068 por um procedimento "Device: Close Channel". O acesso aos dispositivos 4062 proporcionado pelo gerenciador de dispositivo 4068 pode ser sincrono ou assincrono. Para acesso sincrono, um procedimento "Device: Call" é usado. Esse é um meio de acessar os dados, que estão imediatamente disponíveis, ou uma funcionalidade que não envolve espera para a resposta desejada. Para um acesso assincrono, um procedimento "Device: I/O" é usado. Esse é um meio de acessar dados que envolve espera para uma resposta, por exemplo, varredura das freqüências do sintonizador para encontrar um multiplex ou recuperar uma tabela do fluxo MPEG. Quando o resultado solicitado está disponível, um evento é colocado na fila do mecanismo para sinalizar a sua chegada. Um outro procedimento "Device: Event" proporciona um meio de gerenciar eventos inesperados.
Como mencionado acima, o laço principal do mecanismo de processamento é acoplado a várias unidades seqüenciadoras de processo, e quando o laço principal encontra um evento apropriado, o controle é transferido temporariamente para uma das unidades seqüenciadoras de processo.
Desse modo, pode-se notar que o processador central 20 proporciona uma plataforma tendo uma flexibilidade considerável para permitir que uma aplicação se comunique com vários dispositivos.
No caso de sinais de áudio e vídeo recebidos, os pacotes MPEG contendo esses sinais vão ser desmultiplexados e filtrados de modo a passar os dados de áudio e vídeo em tempo real, na forma de um fluxo elementar compactado (PES) de dados de áudio e vídeo, para os processadores ou decodificadores de áudio e vídeo 33, 34. A saída convertida do processador de áudio 33 passa para um pré-amplificador 35 e depois para a saída de áudio do conjunto receptor / decodificador. A saída convertida do processador de vídeo 34 passa, via um processador gráfico 36 e um codificador PAL / SECAM 37 para a saída de vídeo do conjunto receptor / decodificador.
Com referência à Figura 2, o processador gráfico 36 é, de preferência, projetado para gerar uma exibição em tela, que combina imagens móveis juntamente com texto ou outras imagens sobrepostas. Mais especificamente, pode-se combinar 4 camadas: uma camada de quadros parados, uma camada de imagem móvel, uma camada de gráficos e uma camada de cursor. Como descrito em mais detalhes abaixo, o processador gráfico 36 recebe, adicionalmente, dados gráficos para exibição (tais como imagens geradas, etc) do processador central 20 e combina essas informações recebidas do processador de vídeo 34, para gerar a exibição em tela.
Como mostrado em mais detalhes na Figura 4, o processador gráfico 36 inclui uma área de memória RAM dedicada 40, um microprocessador dedicado 41 e uma biblioteca de gráficos 42. Com referência à Figura 5, a área de memória RAM 40 do processador gráfico 36 é dividida em várias áreas de armazenamento temporário: uma área de armazenamento temporário de camada de quadros parados 43, uma área de armazenamento temporário de camada de imagem móvel 4 4 e uma área de armazenamento temporário de camada de gráficos 45. A camada de quadros parados é usada para as imagens de fundo de uma natureza amplamente estática. 0 conjunto de circuitos e o software associados com a área de armazenamento temporário da camada de quadros parados 43 pode gerar, preferivelmente, uma imagem nela por meio de qualquer combinação desejada dos seguintes processos: - gerar e encher retângulos com cores especificas (definidas por até 24 bits); - copiar as imagens recebidas do fluxo de dados MPEG; - repetir uma imagem que ocupe menos do que toda a área da tela, para produzir um efeito de papel de parede. A camada de imagens móveis é usada para os sinais de video entrantes obtidos do fluxo de dados MPEG. 0 conjunto de circuitos e o software associados com a área de armazenamento temporário da camada de imagens móveis 44 pode, de preferência, redimensionar e representar em escala as imagens entrantes, e combinar as imagens de várias fontes em diferentes áreas da área de armazenamento temporário. A camada de gráficos é usada para produzir titulos e ícones (gráficos). Os títulos são, freqüentemente, subtítulos, que aparecem centralizados próximos da borda inferior da imagem, mas também podem aparecer em outras posições na imagem. Os ícones são geralmente formas geométricas, tais como retângulos, círculos, botões e caixas de diálogo (deve-se entender que o termo "ícone" está sendo aqui usado em um amplo sentido). A camada de gráficos é definida por uma ou mais regiões retangulares, cada região retangular sendo definida pelas coordenadas do canto superior esquerdo da região e do tamanho da região. Conseqüentemente, a área de armazenamento temporário da camada de gráficos 45 é subdividida em várias regiões de armazenamento temporário 45A, 45B, . . . 45N, uma região de armazenamento temporário para cada uma das regiões retangulares da camada de gráficos. Cada região de armazenamento temporário 45A ... compreende várias subáreas 45A°, 45A1, . . . 45An. Cada região de armazenamento temporário é criada por um dispositivo de "subtítulo" 4062, sob o controle de uma aplicação 4056, no processador central 20, usando um procedimento de comando armazenado na biblioteca de gráficos 42.
Com referência à Figura 6, os conteúdos da área de armazenamento temporário da camada de quadros parados 43 e da área de armazenamento temporário da camada de imagens móveis 44, na medida em que são lidos, são misturados entre eles por um circuito de mistura 50, que pode ser ajustado para combinar (combinação alfa, isto é, translúcida) essas saídas; e a saída do circuito de mistura 50 é combinada com o conteúdo da área de armazenamento temporário da camada de gráficos 45, na medida em que o conteúdo é lido, por um circuito de mistura similar 51. Δ saida desse circuito de mistura é combinada com a saida de um gerador de cursor de hardware 52 por um circuito de combinação 52, que superpõe um sinal de cursor na combinação das primeiras 3 camadas. A camada do cursor é, de preferência, superposta de forma opaca, isto é, sem a opção de combinação, na combinação das primeiras 3 camadas, de modo que a combinação das primeiras 3 camadas é inteiramente obscurecida dentro da área do cursor. No entanto, um dos valores de bit disponível para os pixels do cursor é, de preferência, "transparente", de modo que o cursor pode ter, efetivamente, "furos" nele, através dos quais a imagem combinada subjacente das primeiras 3 camadas pode ser vista. A estrutura de 4 camadas produz problemas potenciais com relação à terceira camada, isto é, a camada de gráficos. Esses problemas surgem porque dois tipos separados do elemento de exibição, títulos e ícones, estão sendo gerados na mesma camada. Há, portanto, a possibilidade de conflito entre esses dois tipos de elemento de exibição. Por exemplo, vai ser, freqüentemente, desejável alterar os títulos e os ícones em ocasiões diferentes (e, freqüentemente, vai ser desejável que os ícones permaneçam no lugar mais tempo que os títulos). Como mencionado acima, o fato de que os títulos podem aparecer em qualquer posição na tela, em vez de apenas na posição de subtítulo padrão, significa que essa possibilidade de conflito é substancial.
Para superar esse problema, cada região de armazenamento temporário 45A, 45B . . . inclui duas subáreas de armazenamento temporário 45A° e 45A1, que são reservadas para uso pelo dispositivo de subtítulos 4062 para construir e exibir subtítulos. 0 dispositivo de subtítulos 4062 no processador central 20 seleciona quais das duas subáreas de armazenamento temporário 45A° e 45A1 vai ser usada para receber os dados entrantes para exibir e transmite um comando apropriado para o processador gráfico 36.
Sucessivamente, o microprocessador 41 do processador gráfico 36 direciona os dados entrantes para a subárea de armazenamento temporário selecionada. Para essa finalidade, as duas subáreas de armazenamento temporário 45A° e 45A1 são tratadas como um "buffer operacional" e um "buffer de exibição". A subárea na qual os dados entrantes atuais são alimentados é o buffer operacional, de modo que o conteúdo dela vai variar.
Os dados recebidos (subtítulos) são direcionados para as duas subáreas de armazenamento temporário 45A° e 45A1, alternadamente. Em outras palavras, o dispositivo de subtítulos 4062 reverte os papéis das duas subáreas cada vez que o buffer operacional tem uma nova página de subtítulos completa para exibir, pois o conteúdo daquela subárea não vai mais mudar, proporcionando uma imagem constante que é aceitável para o espectador, de modo que a subárea pode ser usada como o buffer de exibição. O conteúdo do buffer de exibição é lido como a camada de gráficos, para combinação com a camada de quadros parados e a camada de imagens móveis combinadas. O intervalo entre o intercambiamento dos papéis das duas subáreas 45A° e 45A1, isto é, entre o intercambiamento dos buffers operacional e de exibição, é tipicamente de 5 a 10 s. Nesse ponto, o dispositivo de subtítulos 4062 no processador central 20 transmite um comando apropriado para o processador gráfico 38, para intercambiar os papéis das duas subáreas 45A° e 45A1 e, sucessivamente, o microprocessador 41 do processador gráfico 36 remove o conteúdo da outra subárea e direciona os dados entrantes para aquela subárea.
Cada região de armazenamento temporário 45A, 45B . . . inclui uma outra área de armazenamento temporário, isto é, uma área de armazenamento temporário de ícones 45A1, 45B1 como mostrado na Figura 5. Cada área de armazenamento temporário de ícones 45A1 compreende uma ou mais subáreas de armazenamento temporário de ícones 45A2, 45A3 . . . até 45A15. Cada subárea de armazenamento temporário de ícones contém os respectivos dados de imagens de ícones. A imagem do ícone pode ser gerada por software armazenado no processador central 20, armazenado na área RAM 20A (ou área da memória FLASH) do processador central 20, e copiada pelo processador central 20 para uma subárea de armazenamento temporário de ícones da área RAM 40 do processador gráfico 36. Uma vez que uma imagem de ícone tenha sido armazenada no processador gráfico 36, mantém-se na sua subárea de armazenamento temporário e pode ser copiada repetidamente para qualquer uma das duas subáreas de armazenamento temporário 45A° e 45A1, quando requerido. Desse modo, pode- se construir toda uma série de imagens de ícones, que pode ser usada em qualquer uma das seqüências e em qualquer um dos tempos que são requeridos. A combinação das duas imagens, a imagem de subtítulos em uma ou outra das subáreas de armazenamento temporário 45A° e 45A1 e a imagem de ícones na área de armazenamento temporário de ícones 45A1, é feita por cópia da imagem de ícone no buffer operacional, isto é, em qualquer uma das duas subáreas 45A° e 45A1 que não é no momento o buffer de exibição. Como especificado pela aplicação de controle, o dispositivo de subtítulos 4062 transmite um comando apropriado para o processador gráfico 36, para copiar o conteúdo de uma subárea de armazenamento temporário de ícones específica para o buffer operacional, pouco antes que o buffer operacional se torne do buffer de exibição, isto é, quando uma página de subtítulos completa tiver sido armazenada no buffer operacional.
Com a disposição acima, a imagem de ícones que está sendo exibida no momento é armazenada no buffer de exibição, a imagem de ícones seguinte pode já estar armazenada no buffer operacional e uma imagem de ícones fresca pode estar em construção pelo gerador de ícones, enquanto o buffer operacional está recebendo os dados de subtítulos. Essa disposição requer um sincronismo entre o intercambiamento dos buffers operacional e de execução adjacente e a construção de imagens de ícones novas. A qualquer momento, a aplicação que controla o dispositivo de subtítulos 4062 pode requerer que a imagem de ícones exibida no momento seja alterada, sem alteração do subtítulo exibido, por exemplo, por introdução de um comando do controle remoto 25. Nesse caso, o dispositivo de subtítulos 4062 transmite um comando para o operador gráfico 36 para copiar, imediatamente, uma imagem de ícones gerada na área de armazenamento temporário de ícones no buffer de exibição sobre a imagem de ícones já armazenada nela.
Em suma, quando uma tela de subtítulos tiver sido inteiramente recebida na área de armazenamento temporário de dados, uma unidade de processamento central no conjunto receptor / decodificador, sob o controle de um dispositivo, passa os dados de ícones para a área de armazenamento temporário de dados, de preferência, um pouco antes que os dados armazenados na área de armazenamento temporário de dados sejam combinados com os outros dados para proporcionar dados de vídeo. Por conseguinte, no caso de uma sobreposição entre o ícone e parte do subtítulo, o ícone pode ser disposto sobre aquela parte do subtítulo, mas as partes não sobrepostas podem ser apresentadas concorrentemente com o ícone.
Os detalhes precisos da implementação das várias funções descritas acima e a distribuição delas entre hardware e software são uma questão de seleção para o implementador e não vão ser descritos minuciosamente. Nota- se, no entanto que os circuitos integrados dedicados capazes de realizar as operações requeridas no conjunto receptor / decodificador estão comercialmente disponíveis ou podem ser elaboradas prontamente, e esses podem ser usados como base para um acelerador de hardware, ou, particularmente, modificados para produzir um acelerador de hardware dedicado, para implementar várias operações requeridas, reduzindo assim o poder de processamento requerido para rodar o software. No entanto, as operações requeridas podem ser implementadas em software, se um poder de processamento está disponível.
Os módulos e os outros componentes foram descritos em termos das características e das funções proporcionadas por cada componente, juntamente com característica opcionais e preferíveis. Com as informações fornecidas e as especificações proporcionadas, a implementação efetiva dessas características e os detalhes precisos são deixados para o implementador. Como um exemplo, certos módulos poderíam ser implementados em software, de preferência, escritos na linguagem de programação C e, de preferência, compilados no processador usado para rodar a aplicação; embora, alguns componentes possam ser rodados em um processador separado, e alguns ou todos os componentes podem ser implementados por hardware dedicado.
Os módulos e os componentes acima são meramente ilustrativos, e a invenção pode ser implementada de várias maneiras e, em particular, alguns componentes podem ser combinados com outros que executam funções similares, ou alguma maneira pode ser omitida nas implementações simplificadas. As implementações em hardware e software de cada uma das funções podem ser misturadas livremente, tanto entre os componentes quanto dentro de um único componente.
Vai-se compreender facilmente que as funções executadas pelo hardware, o software do computador, e similares são executadas por ou usando sinais elétricos e similares. As implementações em software podem ser armazenadas na ROM, ou podem ser remendadas na FLASH.
Deve-se entender que a presente invenção foi descrita acima puramente por meio de exemplo e que modificações de detalhes podem ser feitas dentro do escopo da invenção.
Cada característica descrita na descrição e (quando apropriado) nas reivindicações e desenhos podem ser proporcionadas índependentemente ou em qualquer combinação apropriada.
Claims (19)
1. Método de processamento de dados de vídeo em um conjunto receptor / decodificador, que compreende pelo menos uma porta (31) para receber dados e um meio de memória (40) compreendendo uma área de buffer de dados (45A°, 45A1) para armazenar os dados entrantes para exibição, e uma área de armazenamento temporário de gráficos (45A) para armazenar dados gráficos, o dito método caracterizado pelo fato de que compreende a passagem de dados gráficos armazenados na área de armazenamento temporário de gráficos para a área de armazenamento temporário de dados, para combinação com os dados de exibição armazenados nela.
2. Método de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a área de armazenamento temporário de dados compreende duas subáreas de área de armazenamento temporário de dados, os ditos dados de exibição entrantes sendo direcionados cada vez para uma das ditas subáreas.
3. Método de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que as duas subáreas são intercambiadas de modo que outros dados de exibição entrantes são armazenados na outra subárea e os dados gráficos armazenados na área de armazenamento temporário de gráficos são passados para a outra subárea.
4. Método de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelo fato de que as duas subáreas são intercambiadas imediatamente após os dados gráficos armazenados na área de armazenamento temporário de gráficos serem passados para uma das subáreas de armazenamento temporário de dados.
5. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4, caracterizado pelo fato de que a área de armazenamento temporário de gráficos compreende várias subáreas de armazenamento temporário, nas quais os dados gráficos são armazenados, os dados gráficos sendo passados para a área de armazenamento temporário de dados de uma selecionada das subáreas de armazenamento temporário de gráficos.
6. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 5, caracterizado pelo fato de que os dados gráficos e de exibição combinados são ainda combinados com outros dados recebidos para proporcionar os dados de video.
7. Método de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelo fato de que os dados gráficos armazenados na área de armazenamento temporário de gráficos são passados para a área de armazenamento temporário de dados, para combinação com os dados de exibição armazenados nela, imediatamente antes dos dados gráficos e de exibição combinados serem combinados com os ditos outros dados recebidos.
8. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 7, caracterizado pelo fato de que os dados de video compreendem quatro camadas de dados, os ditos dados gráficos e de exibição combinados compreendendo uma das ditas camadas.
9. Método de acordo com a reivindicação 8, caracterizado pelo fato de que as quatro camadas de dados compreendem a dita camada dos dados gráficos e de exibição combinados, uma camada de dados de quadros parados, uma camada de dados de imagens em movimento e uma camada de dados de cursor.
10. Método de acordo com a reivindicação 9, caracterizado pelo fato de que a camada de dados de imagens em movimento e os dados de exibição compreendem pelo menos parte de um fluxo de dados MPEG.
11. Conjunto receptor / decodificador compreendendo pelo menos uma porta (31) para receber dados, um meio de memória (40) que compreende uma área de armazenamento temporário (45A°, 45A1) de dados para armazenar os dados entrantes para exibir e uma área de armazenamento temporário de gráficos (45A) para armazenar dados gráficos caracterizado pelo fato de que compreende um meio para passar os dados gráficos armazenados na área de armazenamento temporário de gráficos para a área de armazenamento temporário de dados, para combinação com os dados de exibição armazenados nela.
12. Conjunto receptor / decodificador de acordo com a reivindicação 11, caracterizado pelo fato de que a dita área de armazenamento temporário de dados compreende duas subáreas de armazenamento temporário de dados, e o conjunto receptor / decodificador (13) compreende ainda um meio para direcionar os dados entrantes em uma das ditas subáreas.
13. Conjunto receptor / decodificador de acordo com a reivindicação 12, caracterizado pelo fato de que compreende ainda um meio de controle, o meio de direcionamento sendo disposto para direcionar os dados de exibição entrantes em uma das subáreas de armazenamento temporário de dados, como especificado pelo dito meio de controle.
14. Conjunto receptor / decodificador de acordo com a reivindicação 12 ou 13, caracterizado pelo fato de que compreende ainda um meio de intercambiamento as duas subáreas, de modo que os outros dados de exibição entrantes sejam armazenados na outra subárea e os dados gráficos armazenados na área de armazenamento temporário de gráficos sejam passáveis para a outra subárea.
15. Conjunto receptor / decodificador de acordo com a reivindicação 14, caracterizado pelo fato de que o meio de intercambiamento é adaptado para intercambiar as duas subáreas de armazenamento temporário de dados, imediatamente após os dados gráficos armazenados na área de armazenamento temporário de gráficos serem passados para uma das subáreas de armazenamento temporário de dados.
16. Conjunto receptor / decodificador de acordo com qualquer uma das reivindicações de 11 a 15, caracterizado pelo fato de que a área de armazenamento temporário de gráficos compreende várias subáreas de armazenamento temporário de gráficos, nas quais os dados gráficos são armazenáveis, os dados gráficos sendo passáveis para a área de armazenamento temporário de dados de uma selecionada das subáreas de armazenamento temporário de gráficos.
17. Conjunto receptor / decodificador de acordo com qualquer uma das reivindicações de 11 a 16, caracterizado pelo fato de que compreende ainda um meio para combinar os dados gráficos e de exibição combinados com os outros dados recebidos para proporcionar os dados de video.
18. Conjunto receptor / decodificador de acordo com a reivindicação 17, caracterizado pelo fato de que o meio de passagem é disposto para passar os dados gráficos armazenados na área de armazenamento temporário de gráficos para a área de armazenamento temporário de dados, para combinação com os dados de exibição armazenados nela, imediatamente antes do meio de combinação combinar os dados gráficos e de exibição combinados com os outros dados recebidos.
19. Sistema de difusão e recepção caracterizado pelo fato de que inclui um conjunto receptor / decodificador conforme definido em qualquer uma das reivindicações de 11 a 18 e um meio para difundir os ditos dados.
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