CN1277781A - 多频道数字电视系统 - Google Patents

Abstract

一种数字电视系统,包括用于通过多个频道(41)发射数字视听信息的发射装置(4,6),其特征在于该发射装置还包括用于实时地把涉及至少一个频道上的实况事件广播的一个事件消息引入到至少另外一个频道的数据流的装置(44,45),这个事件消息包括有关事件的出现和在其上该事件已经出现的频道的信息。尤其是该发射装置还包括用于把预定延时引入每个频道的该视听信息广播的发射时间上的延时设备(3)。本发明在同时发射体育事件的情况下发现有特殊应用,在观看一个频道的同时,观众可得到诸如射门或其它频道中的事件的出现的信息。

Description

多频道数字电视系统

本发明涉及一种包括通过多个频道发射数字流方式的视听信息的发射装置的数字电视系统。

数字电视系统正在逐步建立起来，尤其是在付费TV系统的领域。加密的或加扰的视听信息通常由卫星或卫星/电缆链路送到多个用户，每个用户拥有可以对传输来的节目解扰的解码器或接收器/解码器，从而进行收看。地面数字广播系统也是我们所公知的。最近这些系统还已经使用广播链路向该解码器或连接的PC发射除了视听数据以外的其他数据，诸如计算机程序或交互式应用(interactive applications)。

数字电视的一个优点在于在这样的系统中可以实现许多频道，并且便于电视服务商选择频道或为服务的用户提供菜单。除了一套标准服务频道以外，数字系统还包括：例如按观看次数付费功能，使观众为特殊的电影、体育比赛等付费。

随着可用频道的增加，已证实是日益流行的一种服务就是同时地传输从多个不同摄像角度观看的相同的体育比赛，按照一种类似的方式，为兵乓球或足球竞赛，由不同的频道可以同时广播同一晚上同样比赛杯的多个比赛。结合按观看次数付费类型服务，用户可以选择为一个频道上一个比赛，所有当晚的比赛，以后几个星期该锦标赛的所有的比赛等付费。

虽然，观众从可用频道的增多中受益，但是使用大量的频道也可以被证明是干扰，具体来说，观众经常有很难安排观看的可能性。

例如，某些台提供菜单或主频道(home channel)，由此观众可以观看到目前所有频道上正在播放的内容，在电视屏幕的格状显示的小的区域中显示每个频道正在播放的内容。但是，当显示大量频道时，观众很难充分地看清楚任意一个频道的内容。由于这些原因，这种解决办法就特别不适合多个频道同时广播实况。

本发明的目的是克服多频道服务的一些缺点，方便观众浏览频道。

依据本发明，提供一种数字电视系统，包括用于在多个频道上发射数字视听信息的发射装置，其特征在于，该发射装置还包括用于实时地把至少一个频道上的实况事件广播的事件消息(event message)引入到至少另一个频道的数据流的装置，这个事件消息包括有关事件出现和在其上该事件已经出现的频道的信息。

例如，在实况传输多个足球比赛的情况下，这个事件消息能够用来指示在这些频道之一出现了射门，还提供在其上该射门已经出现的频道的信息。可以由正在同时观看所有比赛的操作者在发射中心手动地产生这个事件消息。如将说明的，还可以由解码器中的应用程序按照多个方便观众选择频道的方式处理这个信息，以使观众改变到出现这个事件的频道。

在本发明的一个优选实施例中，该发射装置还包括用于把预定延时引入每个频道的该视听信息广播的发射时间中的延时设备。例如，可以在发射该视听信息之前把它暂时存储在盘或RAM型存储器设备30秒左右。其他延时设备包括用于在执行数字转换之前延时模拟视听信号的模拟磁带环。也可以在解码器下载流中引入这个延时。

这个实施例的优点在于：这个事件的指示信号(它是没有延时的广播)将在所需要的事件到达之前显示给观众。因此，观众响应这个信号改变频道就意味着观众将既能够观看事件的形成也能够观看事件的本身。另外，由于实际上这个延时将不为观众所察觉，因此观众将有观看比赛“实况”的感觉。

另外，假设这样的事实：通常回放显示诸如射门的事件的出现的地点，在这个事件信号与视听数据之间没有延时就可以建立系统。在这个情况下，观众可以在这个事件之后改变频道，及时观看这个回放。虽然有可能性，但是与上述解决办法相比观众就特别不满意这个回放方式。

在实际的实现中，引入事件消息的装置可以包括诸如简单PC或组合式客户/服务器设备的计算机，这个计算机适合响应操作者的命令产生事件消息，这个事件消息通过例如数据注入器送到多路复用器，多路复用器接收到每个频道的视听信息和事件消息。

具体来说，在视听数据按照MPEG格式送到多路复用器的情况下，这个计算机适合把事件消息也按照预定的MPEG段的方式送到该多路复用器。

MPEG是为数字广播领域开发的一种公知的标准。在这个标准中，数据被排列成一些表，每个表包括包ID等。在本专利申请中，这个技术术语包括基础MPEG格式的所有变形、更改或发展。基础MPEG格式是诸如标准ISO 13818-1至ISO 13818-4定义的MPEG-2。

在一个实施例中，数字电视系统还包括适合一旦收到事件消息就在屏幕上显示图标的解码器，这个图标指示出现了一个事件。当显示这个图标时，观众可以例如通过与该解码器有关的遥控器改变频道。另外，观众可以预编程这个解码器，使它自动地把频道改变到例如出现射门的频道。

在显示图标的情况下，随着观众对图标作出“是/否”响应，这个解码器很好地适合于自动地改变频道到需要的频道上。在这种情况下，图标甚至不必显示频道信息，只要显示已经出现了事件就可以了。如果观众指示“是”或“可以”，则解码器就改变频道。这个“是”可以对应于来自遥控器的信号，该信号指示已经按动了遥控器的任意的按键或特殊的按键。如果观众例如通过不作响应来指示“否”，则解码器维持调谐目前的频道。

在本发明的一个实施例中，解码器适合在观众响应第一显示的图标改变频道之后显示另一个图标，例如询问观众是否希望返回原来观看的第一频道。

自然这个预定的时间将取决于视听数据的传输流中引入的时间延时(如果有)。例如，如果发射时引入30秒的延时，则标记的事件将跟在事件信号之后将近30秒。如果应用程序已经接收到改变频道的命令，则这个应用程序将询问观众是否希望45秒左右之后改变频道。这个应用程序或者使用改变频道信息或使用事件消息的到达作为延时的起点。

如将知道的，常规的数字解码器是软件和硬件结合的设备，因此通过利用软件应用程序编码这个解码器就能够加入增加的功能性。

按照这个应用程序的复杂程度，为了完成每个所述的功能就会需要解码器中更多或更少的存储空间。虽然这个应用程序可以永久地存储于该解码器中，但是在本发明的一个优选实施例中，这个应用程序是由发射装置下载到解码器的。

例如，在比赛开始时，应用程序可以包含在传输来的数字数据流中，在这个开始的时候，询问观众是否希望下载这个应用程序。如果观众同意，则这个应用程序将留在解码器中并且将至少在该比赛期间起作用。如果观众不同意，则解码器就不下载这个应用程序。

该发射装置很好地还包括对包括发射的视听数据和发射的事件消息的发射的数字数据进行加密的加密装置，解码器包括适合于在观看和处理事件消息之前对广播数字数据进行解密的解密装置。

通过在数字电视系统使用已知的加密技术，扰频的数据与用来解扰频数据的控制字一起传输，这个控制字本身由称为开发密钥(exploitation key)加密并且按照加密的形式传输。解码器处理这个开发密钥的等同值，从而解密控制字并且解扰数据。为了保证存取，本发明也等同地使用其他的付费TV系统所通常共知的保密方式。

本发明还延伸到一种上述数字电视系统中使用的解码器，尤其是具有适合于在屏幕上产生图标的应用程序的解码器，该图标标识出收到一个事件消息。

本发明等同地延伸到一种在多个频道上数字地发射和接收按照数字流方式的视听信息的方法。

虽然说明书涉及“接收器/解码器”和“解码器”，但是应当知道本发明还等同地适合于接收器与解码器集成在一起的实施例，因此解码器有与物理地独立的接收器相结合的功能，或者甚至解码器包括其他的功能或解码器与其他设备相集成，诸如结合的电视/解码器设备。同样，技术术语“数字电视系统”涉及任何卫星、地面、电缆等数字广播系统。

结合附图，仅通过举例，说明本发明的优选实施例，这些附图是：

图1示出依据本发明可采用的数字电视系统；

图2示出数字电视系统中所使用的解码器的单元的综述；

图3示出采用图1的数字电视系统包括用于实时产生引入传输的数据流的事件消息的装置；以及

图4示出存在于解码器中的用于处理该实时事件消息的应用程序的流程图。

图1示出依据本发明可采用的数字电视系统的综述。本发明包括一个基本上常规的数字电视系统2，这个数字电视系统2使用已知的MPEG-2压缩系统发射已压缩的数字信号。具体来说，广播中心中MPEG-2压缩器3接收数字信号流(典型的视频信号流)。压缩器3通过链接5连接到多路复用和扰频器4。

多路复用器4接收多个另外输入信号，组装一个或多个传输流，并且经过链接7发射已压缩的数字信号到广播中心的发射器6，当然这个链接7可以有包括电通信链路的广泛的各种各样的形式。发射器6经过上行链路8向卫星转发器9发射电磁信号，在卫星转发器9中电处理这些电磁信号，并且经过下行链路10把它们广播给每个接收器12，通常接收器12是终端用户所拥有的或者租用的抛物面天线的形式。接收器12所接收到的信号被传输给终端用户所拥有的或者租用的集成的接收器/解码器13，这个接收器/解码器13与终端用户的电视机14相连接。这个接收器/解码器13为电视机14解码这个压缩的MPEG-2信号成为电视信号。

在多频道系统中，多路复用器4处理由多个并行源接收到的音频和视频信息，并且与发射器6交互式连接，沿对应的频道号广播这个信息。除了视听信息以外，消息或应用程序或者任意其他数字数据也可以被部分或全部地引入这些频道，与发射的数字音频和视频信息相交织。

有条件存取系统15连接到多路复用器4和接收器/解码器13，并且部分地位于广播中心内、部分地位于解码器内。这个有条件存取系统15使终端用户存取来自一个或多个广播供应商的数字电视广播。可以把智能卡插入接收器/解码器13，这个智能卡能够解密有关商业出售的消息(即，一个或多个广播供应商所出售的电视节目)。利用这个解码器13和智能卡，终端用户可以或者以消费的形式或者以按观看次数付费的形式购买商业出售。

如上所述，在多路复用器4中对系统发射的节目进行扰频，加到一个指定的发射上的条件和加密密钥由存取控制系统15确定。在付费TV系统中按照这种方式传输扰频的数据是众所周知的。通常，扰频的数据与用来解扰频数据的控制字一起传输，这个控制字本身由称为开发密钥(exploitation key)加密并且按照加密的形式传输。

然后解码器13接收该加扰的数据和加密的控制字，访问插入解码器中的智能卡上所存储的开发密钥的等价值，解密该加密的控制字，因此解扰传输来的数据。例如，一个已付费的用户将接收按月广播的EMM(授权管理消息)中解密该加密控制字从而允许观看的所需的该开发密钥。

交互式系统16也连接到多路复用器4和接收器/解码器13，并且也部分地位于广播中心内、部分地位于解码器内，使终端用户通过调制解调返回信道17与各种各样应用交互式连接。这个调制解调返回信道还可以被用于该有条件存取系统15中所进行的通信。例如，交互式系统可以使观众立即与传输中心通信，请求授权观看特殊事件、下载应用程序等。

结合图2，现在将说明适合在本发明中使用的接收器/解码器13或机顶盒的元件。我们应当知道这个解码器的元件基本上是常规的并且本领域技术人员有能力实现它们。

如图所示，解码器13有：接收和发射数据的多个接口，专用于接收广播MPEG发射的MPEG调谐器和多路分解器20，发送和接收经过调制解调信道17的数据的串行接口23、并行接口24以及调制解调器25。在这个实施例中，这个解码器13还包括第一和第二阅读器26和27，第一阅读器26用于接收包含有关系统的解密密钥的用户智能卡，第二阅读器27用于接收银行卡或其他特殊卡。

解码器13还包括：接收器28，用于接收来自手持遥控器29的红外控制信号；以及Peritel输出30，用于把视听信号送给与解码器连接的电视机14。

中央控制单元40控制解码器之内的数据处理过程。这个控制单元中所使用的软件结构与已知的解码器中所使用的相同，因此这里不再详细说明。例如，这个软件可以基于虚拟机器通过一个接口层与解码器的硬件单元中所完成的较低级操作系统交互式交换。与共知的解码器一样，在软件结构，这个解码器有处理器、存储器单元，诸如ROM、RAM、FLASH存储器等。

控制单元40还适合运行定义这个解码器的功能的多个运用程序。引入解码器的一个运用程序对应于引入该机器的码区，这个码区允许例如该机器的更高级功能的控制。典型的应用程序包括响应遥控器的命令或者经过调制解调器5向与数字广播系统有关的服务器发射的消息在电视显示屏幕上产生图形段。

如下面将说明的，依据本发明的实施例的一个应用程序使响应传输来的MPEG流中接收到的事件消息所产生的一个图标与根据经过手持遥控器29所接收到的信号的频道改变操作一起作用。

应用程序可以是解码器的ROM或FLASH中存储的常驻应用程序或经过解码器的MPEG接口20或者其实解码器的任意其他接口广播和下载的应用程序，解码器的任意其他接口是诸如串行口23、智能卡阅读口27等。应用程序能够包括节目指南应用程序、游戏、交互式业务、电视商场应用程序，以及一旦开始就立即使解码器可以操作的开始应用程序和配置该解码器的应用程序。

应用程序存储于解码器中存储位置中，并且表示成源文件，包括图形对象说明文件、单元文件、可变块文件、指令序列文件、应用程序文件、事件文件等。下载到解码器的应用程序可以等同地从解码器再发射给连接到解码器的PC。

经过广播链路下载到解码器的应用程序通常分成模块，每个模块对应于一个或多个MPEG表。每个MPEG表分成多个段。为了转变数据通过串行和并行口。模块也分成表和段，段的大小取决于所使用的频道。

在广播传输的情况下，模块是以在各种类型的数据流之内，例如视频数据流、音频数据流、文本数据流之内数据包的形式传输的。按照MPEG标准，每个包之前是13比特的包识别符(PID)，一个PID用于MPEG流传输的每个包。编程映射表(PMT)包括不同流的目录并且按照各自的PID定义每个流的内容。PID可以提醒设备注意数据流中应用程序的出现，该PID由PMT表来表识。

结合图3，将说明本发明的一个实施例。如图所示，多个频道41的数字音频和视频信息经过数字延迟设备48到用于后续发射的多路复用器4。在本发明的情况下，在视听信息的发射中引入了将近30秒的时间延时。例如通过把数字信号在传输给多路复用器4之前简单地存储于服务器硬盘或诸如此类的装置上就可以实现这种时间延时。按照另一个实现方式，也可以在接收器端由解码器实现这种时间延时。

按照一种实现方式，在把数字视听信号经过数字延时之前可以按照第一级多路复用的方式进行压缩和多路复用。经过数字延时之后，把信号送到第二多路复用器，与其他的包括事件消息(见下面)数据进行复用。其优点是减少了存储于盘上的信息数量，但缺点是增加信号中出现误差的危险性。

在本发明的实施例中，数字视听信号被延时然后直接送到多路复用器4。在图4中，由多路复用器4本身执行信号的MPEG压缩，而不像如图1所示的，由独立的压缩单元来完成。

在例如足球联赛的情况下，每个比赛的视频和音频数据由多路复用器和发射器协调在单独的频道上广播。“频道”可以是由频率频道定义，或者通常在数字电视的情况下，简单地由在数据发送中频道的逻辑定义来定义，诸如由频道的DVB坐标(DVB co-ordinates of channel)。在广播中心的操作者42观看在一组监视器43上同时显示的所有比赛。该操作者有装备了适合产生事件消息的应用程序的专用PC或计算机44，该事件消息经过一次注入单元45和多路复用器4送到发射器6所发射的MPEG流中。注入单元45是标准设备件，确保注入数据与多路复用器同步。

在比赛之一的射门事件中，操作者实时输入计算机44：(i)已经出现射门事件的信息(ii)已经出现射门事件的频道。计算机44产生包含了这种信息的MPEG段，这种信息适合基于解码器13的应用程序阅读。然后多路复用器4把这个MPEG段多路复用到与每个频道相关的数据流。

如将知道的，信号化的事件消息被立即注入发射的数据流而视频和音频数据则稍后30秒注入。实际上，把事件消息注入并且多路复用到数据流可能会导致一段稍微延时，但是它与注入视频和音频信息相比是不明显的。

如将说明的，解码器有适合接收并且翻译事件消息的到来的应用程序。可以在制造中把这个应用程序放入解码器中。但是，从需要保存解码器的存储空间的角度来说，最好与其他解码器的应用程序一样，经过MPEG传输路径，把这个应用程序发射给该解码器。这样，例如比赛开始之前，或者自动或者应观众的要求，经过注入设备46把这个应用程序注入多路复用器4。这个注入设备46与注入单元45类似，区别在于应用程序是以连续循环的形式送到多路复用器，而事件消息则一次完成(one-off)传输。

现在结合图4，将说明当应用程序注入解码器13时的决定步骤，该决定步骤处理从发射中心接收到的事件消息。在步骤50，观众观看在传输的频道之一上传输的比赛A。在时刻51，接收到一个事件消息，通知解码器在另一个频道出现了与比赛B有关的射门事件。如将看到的，由于视频和音频数据的传输所导入的延时，因此在该相关频道上显示这个射门之前约30秒左右就收到这个事件消息。

实际上，事件消息的发射将取决于操作者操作观察点的反映，因此事件消息可能在事件前25秒左右到达。在两个不同的频道同时出现两个事件的不寻常的情况下，操作者将不得不决定观众最感兴趣哪个射门，并且，这就再次缩短了事件消息比事件本身提前达到的时间。

根据指示在不同于目前观看的频道的另一个频道上有射门事件的一个事件消息的到达，在步骤52，应用程序在电视屏幕上显示5秒左右的图标，通知观众有一个紧急射门。一旦观众改变了频道或者5秒之后如果观众还没有改变频道，则“OK”图标就从屏幕上消失。

如果需要，则该图标可以显示出现射门的频道或比赛，让观众决定是否想看这个射门。不过，在这个最简单的实施例中，该图标仅仅指示已经出现了射门，例如通过仅仅显示“OK”图标的方式。

当观众对步骤52的询问回答“是”命令53的情况下，在步骤55，应用程序将改变频道显示所要求的比赛B。例如，这个“是”可以对应于解码器收到来自与该解码器相关的遥控器的信号，指示已经按动了遥控器的任意的按键或特殊的按键(例如，“OK”按键)。

当接收到“否”指令54的情况下，解码器将继续调谐到比赛A。例如，这个“否”命令可以简单地对应于步骤52显示图标之后5秒没有收到来自遥控器的命令。

另外，按照相反的情况能够由应用程序编程该解码器，即应用程序自动地改变频道到出现这个射门的频道上除非在屏幕上显示图标之后5秒接收到从遥控器来的指令。

注意在指示出在解码器调谐的频道上出现射门的一个事件消息到达情况下，应用程序能够显示相同的图标或显示另一个指示观众这个频道将出现射门的另一个图标，或者在事件到达之前的延时期间如果观众试图改变频道的情况下显示一个警告图标(“CONFIRM CHANGE”)。

如上所述，由于广播比赛的传输中引入了时间滞后，因此改变频道的观众将比射门出现在那个频道上提前20秒左右到达该频道。这样，观众将有观看所有“实况”比赛的感觉的同时还有优越性地能够快速并且简便地返回到出现射门的比赛。

当改变频道之后另外的预定时间，例如，45秒左右之后，步骤56，应用程序能够变化成显示第二图标，询问观众是否希望改回显示原来比赛A的第一频道。当这段时间过去之后，就可以假设与所有回放、评论等一起已经显示了该射门。在具有如果观众坚持比赛A不显示事件消息的附加条件，从接收到改变频道的原始命令开始，或从接收到事件消息开始可以测量这段时间。

再次询问观众是否希望返回原始比赛A的图标可以简单地是“OK”或诸如此类的方式。观众按动遥控器上的“OK”命令的情况下，就被解释成“是”命令57并且解码器将返回比赛A。在显示这个图标之后5秒之内接收到“OK”信号的情况下，解码器将返回比赛B。

可以设想对这个系统的改变，例如，使应用程序接收并且处理同时或在上述的步骤50与56之间运行的时间帧之内到达的多个消息。例如，应用程序可以在第一次改变频道之后指示新射门事件的到达，从而如果观众愿意就可以再次改变频道。另外，还可以同时显示两个或更多的事件消息，指示：第一射门在频道X上是关于比赛C的，第二射门在频道Y上是关于比赛D的等等。

同样，虽然从指示出在足球比赛期间出现射门事件的角度已经说明了本发明的实施例，但是相同的系统也能够使用于任何希望通知观看一个频道的观众在另一个频道上出现事件的其他的实况广播的范围。

Claims (19)

1.一种数字电视系统，包括用于在多个频道上发射数字视听信息的发射装置，其特征在于，该发射装置还包括用于实时地把涉及至少一个频道上的实况事件广播的一个事件消息引入到至少另外一个频道的数据流的装置，这个事件消息包括有关事件的出现和在其上该事件已经出现的频道的信息。

2.如权利要求1所要求的数字电视系统，其特征在于该发射装置还包括用于把预定延时引入每个频道的该视听信息广播的发射时间上的延时设备。

3.如权利要求1或2所要求的数字电视系统，其特征在于该视听数据按照MPEG格式传输。

4.如前面任意权利要求所要求的数字电视系统，其特征在于该用于引入事件消息的装置包括适合于响应操作者的命令产生事件消息的计算机。

5.如权利要求4所要求的数字电视系统，其特征在于该计算机采用预定的MPEG段的形式发送事件消息。

6.如任意的权利要求1至5所要求的数字电视系统，其特征在于还包括适合于一旦接收到事件消息就在屏幕上显示图标以表示事件的出现的解码器。

7.如权利要求6所要求的数字电视系统，其特征在于该解码器适合于随着观众对所显示的图标作出“是/否”的响应自动地把频道改变到在其上该事件已经出现的频道上。

8.如权利要求7所要求的数字电视系统，其特征在于“是”响应对应于与解码器相联系的遥控器所发出的信号，该信号指示遥控器的任意按键或预定按键已经按下。

9.如权利要求7或8所要求的数字电视系统，其中“否”响应对应于观众对所显示的图标不作出响应。

10.如权利要求6至9之一所要求的数字电视系统，其特征在于该解码器适合于当观众响应第一显示的图标改变频道之后在屏幕上显示进一步图标。

11.如权利要求6至10之一所要求的数字电视系统，其特征在于通过利用软件应用程序对解码器进行编程从而在解码器中实现增加的功能。

12.如权利要求11所要求的数字电视系统，其特征在于该应用程序是由该发射装置下载到解码器的。

13.如前面任意的权利要求所要求的数字电视系统，其特征在于该发射装置还包括对发射的数字数据加密的加密装置，该发射的数字数据包括发射的视听数据和发射的事件消息。

14.如权利要求13所要求的数字电视系统，其特征在于还包括具有解密装置的解码器，适合于在观看该视听数据和处理该事件消息之前解密该广播数字信号。

15.一种使用于前面任意权利要求所要求的数字电视系统并且适合于处理实时事件消息的解码器。

16.如权利要求15所要求的解码器，它适合于响应接收到的事件消息显示图标。

17.一种用于在多个频道上发射数字视听信息的方法，其特征在于，实时地把涉及至少一个频道上的实况事件广播的一个事件消息引入到至少另外一个频道的数据流，这个事件消息包括有关事件的出现和在其上该事件已经出现的频道的信息。

18.一种基本上如这里所说明的数字电视系统。

19.一种基本上如这里所说明的用于在多个频道上发射数字视听信息的方法。

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