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TECHNISCHES
GEBIET
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Die
vorliegende Erfindung betrifft Datenkommunikatiossysteme und insbesondere
die Codierung interaktiver Gerätedaten
in dem Horizontal-Überabtastabschnitt
eines Videosignals und die Speicherung der Daten in einem interaktiven
Gerät.
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HINTERGRUND
DER ERFINDUNG
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Interaktive
Geräte
sind bei Verbrauchern sehr beliebt geworden. Ein Beispiel eines
interaktiven Gerätes
ist ein interaktives Spielzeug, das ein Spielzeug ist, welches auf
die Eingabe von einer äußeren Datenquelle,
z.B. ein Benutzer oder ein Videosignal, reagiert. Interaktive Spielzeuge
werden gewöhnlich
in der Form einer Kinderpuppe, wie z.B. ein Teddybär, implementiert.
Ein interaktives Spielzeug wird in der Regel zum Sprechen und/oder
Bewegen imstande sein, kollektiv als interaktives Spielzeugverhalten
bezeichnet. Ein Beispiel eines interaktiven Spielzeugs reagiert
auf Schallimpulse, z.B. die Sprache eines Benutzers oder andere
Geräusche
in einem Raum. Eine andere Art von interaktiven Spielzeugen reagiert
auf Daten, die durch einen Datenstrom geliefert werden, z.B. Daten,
die über
ein Videosignal oder über
eine Internet-Verbindung geliefert werden.
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Das Übertragen
von Verhaltensdaten über ein
Videosignal bietet den Vorteil, dass es die Koordination eines Videoprogramms
mit einer bestimmten interaktiven Vorrichtung ermöglicht.
Zum Beispiel können
Verhaltensdaten an einen interaktiven Spielzeug-Teddybär während eines
Fernsehprogramms über
den gleichen Teddybär übertragen
werden. Das Verhalten des interaktiven Spielzeug-Teddybärs kann
daher mit Ereignissen, die in dem Fernsehprogramm vorkommen, koordiniert
werden. Der interaktive Spielzeug-Teddybär könnte z.B. in Übereinstimmung
mit Figuren in dem Fernsehprogramm singen und tanzen.
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Das
Liefern interaktiver Daten an ein interaktives Spielzeug über ein
Videosignal ist auf verschiedene Weisen implementiert worden. Bei
einer frühen Implementierung
eines solchen interaktiven Spielzeugs wurden Verhaltensdaten an
ein interaktives Spielzeug in einem Teil eines Videosignals übertragen,
der von dem Benutzer, der dem Programm zusah, nicht gesehen werden
konnte. Das interaktive Spielzeug empfing die Daten durch Überwachen
des Videosignals und Extrahieren der Verhaltensdaten aus dem nicht
zu sehenden Teil. Leider wurden bei dieser Implementierung die Verhaltensdaten
in einem Abschnitt des Signals übertragen,
der nicht wiedergegeben wurde, als die Videoübertragung auf Videoband gespeichert
wurde. Die Verhaltensdaten konnten daher nur über eine Fernsehsendung und nicht über ein
auf Videoband aufgezeichnetes Programm übertragen werden. Diese Unzulänglichkeit begrenzte
den Markt für
solche interaktiven Spielzeuge, da es erwünscht ist, Verhaltensdaten
auf Videobändern
bereitzustellen, die in Verbindung mit dem interaktiven Spielzeug
verkauft werden können.
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Bei
einer anderen Lösung
zum Übertragen von
Verhaltensdaten über
ein Videosignal wurde die Helligkeit von Teilen eines Videobildes
verändert. Diese
Lösung
brachte den Vorteil, auf Videoband reproduzierbar zu sein, da die
Verhaltensdaten als Teil des betrachtbaren Videosignals übertragen
wurden. Die Helligkeitsveränderungen
wurden mit vorbestimmten Vefialtensdaten verbunden. Wenn das interaktive
Spielzeug direkt vor dem Fernsehschirm, der das Videobild anzeigt,
platziert wurde, würde
ein Decoder in dem interaktiven Spielzeug die Helligkeitsveränderungen
in Verhaltensdaten übersetzen. Während es
diese Lösung
erlaubte, Vefialtensdaten auf Videoband zu speichern, hatte die
Lösung
andere Mängel.
Ganz besonders, das Bild, das nur 60-mal pro Sekunde aufgefrischt
wird, macht diese Lösung für die meisten
Anwendungen, die signikante Datendurchsatzraten erfordern, ungeeignet.
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Eine
der jüngeren
Implementierungen der Verhaltensdaten-Übertragungstechnologie benutzt den
Horzontal-Überabtastabschnitt
eines Videosignals, um Daten an ein interaktives Spielzeug zu übertragen.
Vorteilhafterweise ist der Horzontal-Überabtastabschnitt des Videosignals
auf Videoband reproduzierbar. Die erzielbare Datenübertragungsrate
wird nur durch die viel schnellere Horizontal-Auffrischungsrate
des Videosignals begrenzt. Das Videosignal kann entweder durch eine
getrennte Decodereinheit oder durch das Spielzeug selbst decodiert werden,
um die Verhaltensdaten zu extrahieren. Sobald die Daten decodiert
sind, können
die Daten benutzt werden, um das Spielzeug zu veranlassen, verschiedene
Sprech- oder andere
Aktionen durchzuführen.
Diese Technologie wird gewöhnlich
implementiert, indem die Inhaltsdaten für das interaktive Spielzeug
während
einer Fernsehschow oder überall in
einem auf einem Videoband aufgezeichneten Programm übertragen
werden.
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Leider
waren interaktive Spielzeuge des Standes der Technik nicht in der
Lage, die Fähigkeit beizubehalten,
die durch die extrahierten Daten definierten Aktionen durchzuführen. Das
heißt,
sobald die Datenübertragung
zu Ende war (d.h. die Fernsehshow oder das auf Videoband aufgezeichnete
Programm endete), verlor das Spielzeug seine Fähigkeit, die durch die Inhaltsdaten
des interaktiven Spielzeugs definierten Aktionen durchzuführen. Dieses Problem
besteht aus zwei Gründen:
1) Interaktive Spielzeuge des Standes der Technik enthalten keinen
programmierbaren, nicht flüchtigen
Speicher, und 2) Videodaten-Codiersysteme des Standes der Technik
stellten nicht genug Bandbreite bereit, um eine solche Verhaltens-Beibehaltung
zu unterstützen.
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Es
besteht daher ein Bedarf an einem System, das imstande ist, Inhaltsdaten
für interaktive Spielzeuge
bei einer hohen Datendurchsatzrate an ein interaktives Spielzeug
zu liefern, und dem Spielzeug zu ermöglichen, das in den Inhaltsdaten
des interaktiven Spielzeugs definierte Verhalten beizubehalten.
Das System sollte in der Lage sein, über jede Einrichtung zum Liefern
eines Videosignals, z.B. über Fernsehantenne,
Kabelfernsehen oder Videoband, entfaltet zu werden. Das System sollte
robust sein, so dass die Auswirkungen von Datenübertragungsfehlern minimiert
werden können.
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WO
99/00979 A1 offenbart ein Verfahren und System zur Codierung von
Daten in dem Horizontal-Überabtastabschnitt
eines Videosignals.
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ZUSAMMENFASSUNG
DER ERFINDUNG
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Es
ist die Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren und System zum Liefern
und Speichern von interaktiven Gerätesteuerdaten unter Verwendung
eines Horizontal-Überabtastabschnitts
eines Videosignals und mit verbesserten Steuerungsfähigkeiten
bereitzustellen.
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Diese
Aufgabe wird durch die Erfindung wie in den unabhängigen Ansprüchen beansprucht
erfüllt.
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Bevorzugte
Ausführungen
werden in der abhängigen
Ansprüchen
definiert.
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Die
vorliegende Erfindung erfüllt
die oben beschriebenen Notwendigkeiten durch Bereitstellen eines
Verfahrens und eines Systems zum Decodieren und Speichern von Steuerdaten,
die in dem Horizontal-Überabtastabschnitt
eines Videosignals übertragen
werden. Eine interaktive Vorrichtung, z.B. ein interaktives Spielzeug,
führt Verhaltensweisen
durch, die durch Steuerdaten definiert werden, die in ein Videosignal
codiert werden können,
das über
Rundfunk gesendet oder von einem Videoband wiedergegeben werden
kann. Die interaktive Vorrichtung ist mit einem nicht flüchtigen
Speicher ausgestattet, der den Steuerdaten erlaubt, zur Vorführung im
Anschluss an die Übertragungssitzung
(z.B. ein durch Fernsehen gesendetes Programm) gespeichert zu werden.
Die interaktive Vorrichtung kann auch ausgestattet sein, um Verhaltensweisen
während
der Übertragungssitzung
durchzuführen.
Die Steuerdaten werden als eine Serie von Steuerdatenwörtern geliefert,
die Gattungscodes und Sequenzcodes umfassen. Gattungscodes identifizieren
die interaktive Vorrichtung, an die das Datenwort gerichtet ist,
sodass eine bestimmte interaktive Vorrichtung nur entspre chend den
Steuerdatenwörtern,
die den passenden Gattungscode enthalten, reagieren (sich verhalten)
wird. Weil Videoübertragungen
der Videosignalverschlechterung unterliegen, wird Fehlerklassierung benutzt,
um die Wirkung einer solchen Signalverschlechterung zu minimieren.
Während
einer gegebenen Steuerdatenübertragungssitzung
werden Steuerdatenwörter
wiederholt, sodass eine interaktive Vorrichtung mehrere Steuerdatenwörter mit
der gleichen Sequenznummer empfängt.
Basierend auf den relativen Klassierungen wird die interaktive Vorrichtung
vorhergehend empfangene Steuerdatenwörter niedrigerer Qualität als später empfangene Datenwörter, die
die gleiche Sequenznummer haben, ersetzen.
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Bei
einem Aspekt der Erfindung wird ein Verfahren zum Liefern und Speichern
von interaktiven Vorrichtungssteuerdaten unter Verwendung des Horizontal-Überabtastabschnitts
eines Videosignals bereitgestellt. Das Videosignal wird während einer Übertragungssitzung
empfangen, z.B. ein Fernsehprogramm oder ein Videobandprogramm.
Steuerdaten werden aus dem Hoizontal-Überabtastabschnitt des Videosignals
extrahiert. Nachdem die Übertragungssitzung
zu Ende ist, führt
die interaktive Vorrichtung durch die Steuerdaten definierte Verhaltensweisen
durch.
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Bei
einem Aspekt der Erfindung wird ein System zum Liefern und Speichern
von interaktiven Vorrichtungssteuerdaten unter Verwendung des Horizontal-Überabtastabschnitts
eines Videosignals bereitgestellt. Ein Decoder extrahiert Steuerdaten
aus einem Horizontal-Überabtastabschnitt
eines Videosignals während
einer Übertragungssitzung,
z.B. ein Fernsehprogramm oder ein Videobandprogramm. Die interaktive
Vorrichtung führt
das durch die Steuerdaten definierte Verhalten durch. Die interaktive Vorrichtung
besitzt einen nicht flüchtigen
Speicher zum Speichern der Steuerdaten während der Übertragungssitzung zur Verwendung
durch die interaktive Vorrichtung nach der Übertragungssitzung. Die interaktive
Vorrichtung besitzt auch eine Steuerung zum Rückgewinnen der Steuerdaten
aus dem nicht flüchtigen
Speicher und zum Veranlassen der interaktiven Vorrichtung, das durch
die Steuerdaten definierte Verhalten zu zeigen.
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Bie
noch einem anderen Aspekt der Erfindung wird ein Verfahren zum Liefern
und Speichern von interaktiven Vorrichtungssteuerdaten über ein
Videosignal bereitgestellt. Das Videosignal wird während einer Übertragungssitzung
empfangen, und Steuerdaten werden aus dem Videosignal extrahiert. Durch
die Steuerdaten definiertes Verhaften wird während der Übertragungssitzung gezeigt,
und Steuerdaten werden in einem nicht flüchtigen Speicher als Reaktion
auf eine Speicheranweisung in den extrahierten Steuerdaten gespeichert.
Nach dem Ende der Übertragungssitzung
wird das durch die Steuerdaten definierte Verhalten durchgeführt.
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Bei
einer alternativen Ausführung
kann das codierte Videosignal auch ohne Decodierung an die interaktive
Vorrichtung weitergeleitet werden. Die interaktive Vorrichtung kann
das empfangene Videosignal speichern und kann dann die gespeicherten
Daten zu noch einer anderen Vorrichtung übertragen, die wiederum die
Daten entweder speichern oder decodieren kann.
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Dass
die Erfindung die Mängel
des Standes der Technik behebt und diese Vorteile zustande bringt,
wird aus der folgenden detaillierten Beschreibung der exemplarischen
Ausführungen
und den anliegenden Zeichnungen und Ansprüchen ersichtlich werden.
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KURZBESCHREIBUNG
DER ZEICHNUNGEN
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1 ist ein Blockschaltbild
eines Steuersystems zum Liefern von Steuerdaten an eine interaktive
Vorrichtung über
den Horizontal-Überabtastabschnitt
eines Videosignals.
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2 ist ein Blockschaltbild,
das die Hauptfunktionskomponenten einer exemplarischen, interaktiven
Vorrichtung veranschaulicht.
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3 ist ein Blockdiagramm,
das die Hauptkomponenten eines exemplarischen Steuerdatenwortes
zeigt.
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4 ist ein Flussdiagramm,
das ein exemplarisches Verfahren zur Verarbeitung von Steuerdatenwörtern während und
nach einer Übertragungssitzung
veranschaulicht.
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5 ist ein Flussdiagramm,
das ein exemplarisches Verfahren zur Speicherung von Steuerdatenwörtern, die
aus einem codierten Videosignal extrahiert werden, und zum Durchführen des
darin definierten Verhaltens veranschaulicht.
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AUSFÜHRLICHE
BESCHREIBUNG
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Eine
exemplarische Ausführung
der Erfindung sind ein System und Verfahren zur Decodierung und
Speicherung von Steuerdaten, die über den Horizontal-Überabtastabschnitt
eines Videosignals empfangen werden. Ein Verfahren und System zur Codierung
von Steuerdaten in den Horizontal-Überabtastabschnitt eines Videosignals
werden in WO 99/00979 bereitgestellt. Diese Anmeldung ist an den Zessionar
der vorliegenden Anmeldung, Microsoft Corporation, abgetreten. Für die Zwecke
der folgenden Erörterung
wird angenommen. dass Steuerdaten (auch Verhaltensdaten genannt)
in den Horizontal-Überabtastabschnitt
eines Videosignals codiert wurden.
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Die
vorliegende Erfindung kann in einer drahtlosen oder fest verdrahteten
Kommunikationsumgebung entfaltet werden, die eine interaktive Vorrichtung,
z.B. ein interaktives Spielzeug, und einen Decoder enthält, der
Steuerdaten aus einem Videosignal extrahiert und sie an die interaktive
Vorrichtung liefert. Die interaktive Vorrichtung kann eine Steuerung
und mehrere elektromechanische Ausgabevorrichtungen enthalten, z.B.
Servomotoren, Sprachsynthesizer und Anzeigevorrichtungen, z.B Lichtlampen
oder LEDs. Die Steuerung empfängt Steuerdaten
von dem Decoder und steuert die Ausgabevorrichtungen entsprechend
den von dem Decoder empfangenen Steuerdaten. Die Steuerung kann
auch die empfangenen Steuerdaten in einem Speicher speichern, der
auch Teil der interaktiven Vorrichtung ist.
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Steuerdaten
können
von dem Decoder an die Steuerung durch viele wohl bekannte Datenübertragungseinrichtungen übertragen
werden. In einer exemplarischen Ausführung hat der Decoder einen Infrarotsender,
und die interaktive Vorrichtung hat einen Infrarotempfänger. Die
Steuerdaten können
von dem Sender an den Empfänger
in einzelnen Datenwörtern über eine
kurze Entfernung gesendet werden. Vorzugsweise besitzt der Decoder
eine Oberfläche
(oder Basisstation), auf der die interaktive Vorrichtung platziert
werden kann, um die Entfernung zwischen dem Sender und dem Empfänger zu
minimieren.
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Steuerdaten,
die in das Videosignal codiert sind, können Rauschen oder andere fehlerhafte
Daten enthalten. Bei einer exemplarischen Ausführung kann die Steuerung empfangene
Steuerdaten in Verbindung mit einem Sequenzcode speichern. Während einer
bestimmten Übertragungsperiode
(z.B. während
eines Fernsehprogramms) kann die Steuerung wiederholte Übertragungen
des gleichen Steuerdatenwortes empfangen. Identische Steuerdatenwörter haben
die gleiche Sequenznummer. Die Steuerung kann ein vorher gespeichertes
Datenwort mit einem später
empfangenen Datenwort ersetzen, wenn das jüngere Datenwort weniger Fehler
in den dann enthaltenen Steuerdaten aufweist. Eine wohl bekannte
Klassifizierungsprozedur kann benutzt werden, um die Qualitätsstufe
(d.h. Zahl von Fehlern) eines bestimmten Datenwortes zu bestimmen.
Wenn jedes Datenwort im Speicher gespeichert wird, kann die mit
dem Wort verbundene Stufe auch im Speicher gespeichert werden. Durch
Vergleichen der Qualitätsstufe
eines gespeicherten Datenwortes mit der eines jüngst empfangenen Datenwortes
kann die Steuerung Datenwörter
geringer Qualität
durch Datenwörter
höherer
Qualität
ersetzen.
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Ein exemplarisches
Steuersystem für
interaktive Vorrichtungen
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Nun
auf die Zeichnungen verweisend, in denen gleiche Nummern gleiche
Elemente überall
in den verschiedenen Figuren darstellen, werden Aspekte der vorliegenden
Erfindung und exemplarische Betriebsumgebungen beschrieben.
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1 veranschaulicht eine exemplarische Umgebung
für Ausführungen
der vorliegenden Erfindung. Die dargestellte Umgebung kann als ein
Lern- und Unterhaltungssystem für
ein Kind betrieben werden. Die Umgebung umfasst ein Steuersystem 10, das
Steuerdaten an eine interaktive Vorrichtung, z.B. ein interaktives
Spielzeug 100, liefert. Ein exemplarisches Steuersystem 10 umfasst
eine Videosignalquelle 102, eine Decoder/Basis-Station 104 und
eine Anzeigevorichtung, z.B. einen Fernseher 106. Das Steuersystem 10 sendet über den
Decoder 104 Steuerdaten an das interaktive Spielzeug 100.
Um diese Aufgabe zu erfüllen,
ist der Decoder 104 mit der Audio/Video-Quelle 102 und
dem Fernseher 106 durch eine Standard-Videoschnittstelle
verbunden. Über diese
Standard-Videoschnittstelle empfängt
der Decoder 104 ein mit Steuerdaten codiertes Videosignal (codiertes
Video) von der Videosignalquelle 102. Der Decoder 104 extrahiert
die Steuerdaten aus dem codierten Videosignal und überträgt dann
die Steuerdaten an das interaktive Spielzeug 100.
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Das
Steuersystem kann auch einen Videobandspieler 108 enthalten.
Der Videobandspieler 108 kann auch Steuerdaten tiefem,
die auf einem durch den Videobandspieler gespielten Videoband gespeichert
sind. Der Videobandspieler 108 kann ein codiertes Videosignal
an den Decoder 104 über
eine Vdeo-Aus-Leitung 110 übertragen, die direkt mit dem Decoder
verbunden sein kann. Wenn das Steuersystem, wie gezeigt, mit einem
Videobandspieler 108 konfiguriert ist, können Steuerdaten
entweder von der Videosignalquelle 102 oder dem Videobandspieler 108 bereitgestellt
werden. Dies ist vorteilhaft, weil es erwünscht ist, Steuerdaten sowohl
durch Fernsehprogramme (über
die Videosignalquelle 102) als auch durch auf Band aufgezeichnete
Programme (über
den Videobandspieler 108) bereitzustellen. Wenn Steuerdaten über die
Videosignalquelle 102 geliefert werden, wird das codierte
Videosignal einfach durch den Videobandspieler 108 laufen.
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In
jedem Fall wird das Videosignal durch den Decoder 104 zu
dem Fernseher 106 geleitet, der das codierte Videosignal
in der herkömmlichen
Weise präsentieren
wird. Ein Benutzer kann daher die Videopräsentation auf dem Fernseher 106 betrachten, während der
Decoder 104 Steuerdaten an das interaktive Spielzeug 100 sendet.
Der Empfang der Steuerdaten kann das interaktive Spielzeug 100 veranlassen,
sich zu bewegen und zu sprechen, als ob es eine Figur in dem auf
dem Fernseher 106 präsentierten
Videoprogramm wäre.
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Es
besteht keine Notwendigkeit, das codierte Videosignal zu modfizieren,
bevor es an den Fernseher 106 geleitet wird. Typischerweise
empfängt
der Decoder 104 das codierte Videosignal, das ein Standard-Videosignal
ist, das modifiziert wurde, um digitale Information in den Horizontal-Überabtastintervallen
der Abtastzeilen zu enthalten, die auf dem Fernseher 106 nicht
angezeigt werden. Der Fernseher 106 kann daher das codierte
Videosignal ohne Modifikation empfangen und anzeigen. Der Decoder 104 muss
nur die Steuerdaten aus dem codierten Videosignal extrahieren und
die Steuerdaten an das interaktive Spielzeug 100 übertragen.
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Bei
einer alternativen Ausführung
kann das codierte Signal durch eine andere Datenübertragungseinrichtung, z.B. über einen
Computer (nicht gezeigt), geliefert werden. Bei dieser Ausführung könnte der
Decoder 104 codierte Daten von dem Computer während einer Übertragungssitzung
empfangen und die Steuerdaten extrahieren. Der Decoder 104 könnte dann
die Steuerdaten an das interaktive Spielzeug 100 weiterleiten,
das die Steuerdaten speichern und das durch die Steuerdaten definierte Verhalten
während
oder nach der Übertragungssitzung
durchführen
könnte.
Eine Übertragungssitzung kann
z.B. die Periode sein, während
der eine bestimmte Computeranwendung abläuft.
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Exemplarische, interaktive
Vorrichtung
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2 ist ein Blockschaltbild,
das die Hauptfunktionskomponenten einer exemplarischen, interaktiven
Vorrichtung 200 veranschaulicht. Wein Verbindung mit 1 beschrieben empfängt die
interaktive Vorrichtung 200 Steuerdaten in der Form einer Serie
von Datenwörtern
von dem Decoder 208 über den
Infrarotempfänger 206.
Der Infrarotempfänger 206 leitet
dann die Steuerdaten an die Steuerung 202. Die Steuerung 202 kann
die Steuerdaten im Speicher 204 speichern oder kann die
interaktive Vorrichtung 200 veranlassen, das durch die
Steuerdaten definierte Verhalten durch Steuern der elektromechanischen
Vorrichtungen 210–214 auszuführen. Alternativ
kann die Steuerung 202 Steuerdaten aus dem Speicher 204 zurückgewinnen
und die interaktive Vorrichtung 200 veranlassen, das durch
die Steuerdaten definierte Verhalten auszuführen. Bei einer anderen alternativen
Ausführung
kann die Steuerung 202 die interaktive Vorrichtung 200 veranlassen,
das durch die Steuerdaten definierte Verhalten in Echtzeit (d.h.
wie sie empfangen werden) auszuführen,
ohne die Steuerdaten im Speicher 204 zu speichern.
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Bei
einer alternativen Ausführung
könnte
der Decoder 208 Steuerdaten durch ein Mittel anders als das
beschriebene Infrarotsignal übertragen.
Zum Beispiel könnten
Steuerdaten durch ein Hochfrequenz- (HF) Signal übertragen werden, wodurch der Decoder 208 und
die interaktive Vorrichtung 200 während der Übertragung von Steuerdaten
durch eine wesentliche Entfernung getrennt sein könnten. Bei
einer anderen alternativen Ausführung
kann der Decoder als ein integraler Teil der interaktiven Vorrichtung 200 implementiert
werden. Bei noch einer anderen alternativen Ausführung kann das codierte Videosignal
auch ohne Decodierung an die empfangende, interaktive Vorrichtung
geleitet werden. Die interaktive Vorrichtung dieser Ausführung kann
die empfangenen Videosignaldaten speichern und kann dann die gespeicherten
Daten an eine wertere Vorrichtung senden, die wiederum die Daten
entweder speichern oder decodieren kann.
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Man
wird einsehen, dass die elektromechanischen Vorrichtungen 210–214 nur
Beispiele von Vorrichtungen sind, die in einer interaktiven Vorrichtung
enthalten sein könnten.
Als Reaktion auf empfangene Steuerdaten kann die Steuerung 202 einen Motor 210 laufen
lassen, um zu bewirken, dass sich ein Glied des interaktiven Spielzeugs
bewegt. Alternativ kann die Steuerung 202 Sprachdaten bereitstellen,
um einen Sprachsynthesizer zu treiben, um eine Audioausgabe durch
einen Lautsprecher (nicht gezeigt) zu erzeugen, oder kann ein Licht 214 oder
eine andere Sichtanzeigevorrichtung einschalten. Diese Vorrichtungen
werden bevorzugt gesteuert, um das Verhalten der interaktiven Vorrichtung 200 mit
einem Fernsehprogramm zu koordinieren oder die interaktive Vorrichtung
ein Verhalten zu lehren, das im Anschluss an das im Fernsehen übertragene
Programm ausgeführt
werden kann. Die Periode, während
der Steuerdaten durch die interaktive Vorrichtung 200 empfangen
werden (ob über
Rundfunk oder Videobandwiedergabe), wird als eine Übertragungssitzung bezeichnet.
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Wichtig,
eine exemplarische Ausführung
der interaktiven Vorrichtung 200 ist mit einem nicht flüchtigen
Speicher 204 ausgestattet. Der Speicher 204 erlaubt
die Speicherung von Steuerdaten, die das Verhalten der interaktiven
Vorrichtung 200 steuern können, selbst nachdem das codierte
Videosignal keine Steuerdaten mehr bereitstellt. Grundsätzlich bedeutet
dies, dass das Verhalten der interaktiven Vorrichtung 200 trotz
des Endes des Steuerdatenflusses in den Infrarotempfänger 206 fortbesteht. Praktisch
bedeutet dies, dass die interaktive Vorrichtung programmiert werden
kann, ein Verhalten zu zeigen, das sie während der Übertragungssitzung eines codierten
Videosignals "gelernt" hat, lange nachdem
die Übertragungssitzung
geendet hat. Bei einer exemplarischen Ausführung der interaktiven Vorrichtung 200 könnte die
Vorrichtung folglich ein Verhalten zeigen, das durch die Steuerdaten
während
und/oder nach der Übertragungssitzung
definiert wird.
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Die
Fachleute in der Technik werden anerkennen, dass die interaktive
Vorrichtung 200 ein interaktives Spielzeug sein kann, aber
auch als irgendeine andere Vorrichtung implementiert werden könnte, die
zum Empfangen und Verarbeiten von Steuerdaten imstande ist.
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Exemplarisches Steuerdatenwort
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3 ist ein Blockdiagramm,
das die Hauptkomponenten eines exemplarischen Steuerdatenwortes 300 veranschaulicht.
Das Datenwort 300 umfasst drei Hauptkomponenten, einen
Gattungscode 302, einen Sequenzcode 304 und Steuerdaten 306. Bei
einer exemplarischen Ausführung
hat der Gattungscode eine Länge
von 16 Bit, der Sequenzcode ist 8 Bit lang, und die Steuerdaten
haben eine Länge von
64 Bit.
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Der
Gattungscode wird benutzt, um die interaktive Vorrichtung zu identifizieren,
an die die Steuerdaten 306 gerichtet sind. Der Gattungscode 302 ermöglicht dem
Steuersystem 10 (1)
eine Situation zu vermeiden, bei der eine interaktive Vorrichtung
für eine
andere interaktive Vorrichtung gedachte Steuerdaten empfängt und
das entsprechende Verhalten zeigt. Außerdem erlaubt der Gattungscode 302 den Empfang
von Steuerdaten durch mehr als eine interaktive Vorrichtung während der
gleichen Übertragungssitzung,
ohne Steuerdaten an die falsche interaktive Vorrichtung zu lefern.
Zum Beispiel kann ein Videoprogramm mehr als eine Figur umfassen,
wobei jede durch ein getrenntes interaktives Spielzeug dargestellt
wird. Ein Benutzer kann jedes interaktive Spielzeug neues und getrenntes
Verhalten während des
gleichen Videoprogramms lehren, weil jedes interaktive Spielzeug
nur die Steuerdaten mit dem richtigen Gattungscode empfangen und
die Steuerdaten mit einem anderen Gattungscode ignorieren wird. Eine
Gattungscode-Filterung kann von dem Decoder 208 (2) oder der Steuerung 202 (2) der interaktiven Vorrichtung 200 (2) vorgenommen werden.
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Der
Sequenzcode 304 wird benutzt, um die während einer Übertragungssitzung
an die interaktive Vorrichtung gelieferten Steuerdaten zu identifizieren.
Jedes einmalige Steuercodewort, das während einer Übertragungssitzung
geliefert wird, hat einen einmaligen Sequenzcode 304. Der
Sequenzcode ist hauptsächlich
aus zwei Gründen
nützlich.
Erstens, die Steuerdaten können
basierend auf dem Sequenzcode des Steuerdatenwortes im Speicher
geordnet werden. Wenn die interaktive Vorrichtung das durch die
Steuercodes im Speicher definierte Verhalten ausführt, können die
Codes in Reihenfolge ausgeführt
werden. Das ausgeführte
Verhalten kann daher serialisiert werden, sodass jedes gespeicherte Steuerwort
in einer bestimmten Folge ausgeführt wird.
Natürlich
kann die Steuerung auch veranlassen, dass die Steuerdaten in zufälliger Folge
ausgeführt
werden.
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Zweitens,
der Sequenzcode ermöglicht
die Minimierung der Wirkungen von Datenfehlern. Weil eine Videosignalverschlechterung
das Einbringen von Datenfehlern in die Steuerdaten 306 während der Übertragung
verursachen kann, wird in einer exemplarischen Ausführung der
vorliegenden Erfindung ein Verfahren zum Reduzieren der Auswirkungen
solcher Fehler bereitgestellt. Wenn die Steuerung ein Steuerdatenwort 306 empfängt, analysiert die
Steue rung die Steuerdaten, um Fehler zu identifizieren. Diese Analyse
kann in einer Reihe von wohl bekannten Einrichtungen zum Identifizieren
von Fehlern in übertragenen
Daten vorgenommen werden. Zum Beispiel könnten die Steuerdaten eine
Prüfsumme
an einer vordefinierten Stelle enthalten, die gegen empfangene Steuerdaten
verglichen werden kann, um zu bestimmen, ob die Steuerdaten einen
Fehler enthalten. Die Steuerung kann dann dem Steuerdatenwort 300 eine
Fehlerklasse zuweisen, die die Zahl oder Bedeutung von in den Steuerdaten 306 identifizierten
Fehlern widerspiegelt. Die Fehlerklasse kann in Verbindung mit dem
Steuerdatenwort 300 im Speicher gespeichert werden.
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Die
Qualität
der gespeicherten Steuerdatenwörter
kann durch Wiederholen der Übertragung
von Steuerdatenwörtem
mit der gleichen Sequenznummer maximiert werden. Wenn die Steuerung
ein Steuerdatenwort mit einer neuen Sequenznummer empfängt, bewahrt
die Steuerung einfach das Datenwort im Speicher auf. Wenn die Steuerung
ein Datenwort mit einer Sequenznummer empfängt, die zu einem Datenwort
passt, das bereits im Speicher gespeichert ist, kann die Steuerung
das vorher gespeicherte Datenwort mit dem neu empfangenen Datenwort
ersetzen. Um diese Entscheidung zu treffen, erzeugt die Steuerung
eine Fehlerklasse für
das neu empfangene Datenwort und vergleicht die Fehlerklasse mit
der Fehlerklasse, die in Verbindung mit dem vorher gespeicherten
Datenwort gespeichert wurde. Wenn die Fehlerklasse für das neu
empfangene Datenwort größer (d.h.
weniger signifikante Fehler in den Steuerdaten) ist als die für das vorher gespeicherte
Datenwort, wird die Steuerung das vorher gespeicherte Datenwort
durch das neu empfangene Datenwort im Speicher ersetzen. Die Fehlerklasse
für das
neu empfangene Datenwort wird in Verbindung mit dem neu empfangenen
Datenwort im Speicher gespeichert.
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Die
Komponente der Steuerdaten 306 des Steuerdatenwortes 300 kann
verschiedene Arten von Daten enthalten und kann jede für die beabsichtigte interaktive
Vorrichtung geeignete Länge
aufweisen. Ganz wichtig, sie enthält die Steuerdaten, die das von
der interaktiven Vorrichtung auszuführende Verhalten definieren.
Sie kann jedoch auch andere Daten enthalten, wie z.B. den oben beschriebenen
Prüfsummenwert.
Bei einer alternativen Ausführung
kann die Steuerdaten- 306 Komponente auch eine Anweisung
enthalten, die angibt, ob das Datenwort im Speicher gespeichert
werden sollte oder nicht. Bei einer anderen alternativen Ausführung kann
die Steuerdaten- 306 Komponente auch eine Anweisung enthalten,
die angibt, ob das durch die Steuerdaten in dem Datenwort definierte
Verhalten in Echtzeit (d.h. während
der Übertragungssitzung)
ausgeführt
werden sollte. Die Fachleute in der Technik werden einsehen, dass
das Steuerdatenwort auf verschiedene Weise formatiert werden kann,
um Steuerdaten an eine interaktive Vorrichtung zu tiefem.
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Exemplarisches
Verfahren zur Verarbeitung von Steuerdaten
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4 ist ein Flussdiagramm,
das ein exemplarisches Verfahren zur Verarbeitung von Steuerdatenwörtem während und
nach einer Übertragungssitzung
veranschaulicht. Das Verfahren beginnt bei Schritt 400 und
geht zu Schritt 402, wo die Übertragungssitzung beginnt.
Normalerweise wird dies geschehen, wenn eine Fernsehshow gesendet
oder ein Videoband abgespielt wird, das in dem Videosignal codierte
Steuerdaten enthält.
Das Verfahren geht zu Schritt 404, wo die interaktive Vorrichtung
in einen Empfangen/Ausführen-Modus
eintritt. In diesem Modus wird einer exemplarischen interaktiven
Vorrichtung ermöglicht,
Steuerdaten zu empfangen und zu speichern. Bei einer alternativen
Ausführung
wird der interaktiven Vorrichtung ermöglicht, das durch die Steuerdaten
definierte Verhalten in Echtzeit auszuführen. Das Verfahren geht dann
zu Schritt 406, wo die Übertragungssitzung
endet. Typischerweise wird dies geschehen, wenn das Fernsehprogramm
oder das Videobandprogramm vobei ist, oder die Übertragung von Steuerdaten
beendet wird. Das Verfahren geht dann zu Schritt 408, wo
die interaktive Vorrichtung zu dem Nur-Ausführen-Modus wechselt. In diesem
Modus empfängt
die interaktive Vorrichtung keine Steuerdaten mehr, sondern führt einfach
das durch die im Speicher der interaktiven Vorrichtung gespeicherten
Steuerdaten definierte Verhalten aus.
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Man
sollte einsehen, dass die interaktive Vorrichtung auf verschiedene
Weise zwischen dem Empfangen/Ausführen-Modus und dem Nur-Ausführen-Modus
umgeschaltet werden kann. Bei einer exemplarischen Ausführung könnte die
interaktive Vorrichtung mit einem Schalter ausgestattet sein, den der
Benutzer betätigen
kann, um zwischen diesen Modi zu wählen. Alternativ kann die interaktive
Vorrichtung programmiert sein, um automatisch einen geeigneten Modus
zu wählen.
Wenn z.B. die interaktive Vorrichtung eingeschaltet wird und keine
Steuerdatenübertragung
an ihrem Infrarotempfänger
erfasst, kann die interaktive Vorrichtung automatisch den Nur-Ausführen-Modus
wählen.
Wenn andererseits die interaktive Vorrichtung die Übertragung
von Steuerdaten erfasst, kann sie automatisch den Empfangen/Ausführen-Modus
wählen.
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Eine
ausführlichere
Beschreibung von Schritt 404, dem Empfangen/Ausführung-Modus, wird
unten in Verbindung mit 5 bereitgestellt.
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Exemplarisches
Verfahren zur Speicherung von Steuerdaten
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5 ist ein Flussdiagramm,
das ein exemplarisches Verfahren zur Speicherung von Steuerdatenwörtem, die
aus einem codierten Videosignal extrahiert werden, veranschaulicht.
Das Verfahren beginnt bei Schritt 500 und geht zu Schritt 502,
wo ein Steuerdatenwort von dem Decoder empfangen wird. Das Verfahren
geht dann zu Schritt 504 und es wird festgestellt, ob das
Steuerdatenwort einen der interaktiven Vorrichtung entsprechenden
Gattungscode enthält.
Wenn der Gattungscode nicht dem der interaktiven Vorrichtung entspricht,
ist der Gattungscode für
eine andere interaktive Vorrichtung gedacht, und das Verfahren springt
zurück
zu Schritt 500. Alternativ, wenn der Gattungscode dem der
interaktiven Vorrichtung entspricht, nimmt das Verfahren den Ja-Weg zu
dem Entscheidungsblock 506. Im Entscheidungsblock 506 wird
festgestellt, ob das Datenwort eine Speicheranweisung enthält. Wenn
das Datenwort keine Speicheranweisung enthält, verzweigt das Verfahren
zum Entscheidungsblock 518. Wenn andererseits das Datenwort
eine Speicheranweisung enthält, verzweigt
das Verfahren zu Schritt 508.
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In
Schritt 508 wird der Sequenzcode für das empfangene Datenwort
bestimmt. Das Verfahren geht dann zu Schritt 510, und die
Qualitätsklasse
für das
Datenwort wird bestimmt. Die Fachleute werden erkennen, dass verschiedene
wohl bekannte Verfahren zum Bestimmen und Klassieren der Qualität von Daten,
die übertragen
wurden, existieren. Sobald eine Qualitätsklasse für das Datenwort bestimmt ist, verzweigt
das Verfahren zum Entscheidungsblock 512, und es wird festgestellt,
ob ein Datenwort mit der gleichen Sequenznummer vorher im Speicher
gespeichert wurde. Wenn nicht, verzweigt das Verfahren zu Schritt 516,
und das Datenwort wird mit seinem Sequenzcode und seiner Qualitätsklasse
im Speicher gespeichert. Wenn andererseits ein Datenwort mit der
gleichen Sequenznummer vorher im Speicher gespeichert wurde, verzweigt
das Verfahren zum Entscheidungsblock 514, wo festgestellt wird,
ob die Qualitätsklasse
des gegenwärtigen
Datenwortes größer (d.h.
besser) ist als die Qualitätsklasse
des vorher gespeicherten Datenwortes. Wenn nicht, verzweigt das
Verfahren zurück
zu Schritt 500. Wenn andererseits die Qualitätsklasse
des gegenwärtigen
Datenwortes größer ist
als die Qualitätsklasse
des vorher gespeicherten Datenwortes, wird das gegenwärtige Datenwort
mit seinem Sequenzcode und seiner Qualitätsklasse im Speicher gespeichert.
Wichtig, das gegenwärtige
Datenwort wird das vorher empfangene Datenwort mit der gleichen
Sequenznummer ersetzen. Sobald das Datenwort in Schritt 516 im
Speicher gespeichert ist, geht das Verfahren zu Schritt 500.
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Zu
Entscheidungsblock 506 zurückkehrend, verzweigt, wenn
das empfangene Datenwort keine Speicheranweisung enthält, das
Verfahren zum Entscheidungsblock 518. Im Entscheidungsblock 518 wird
festgestellt, ob das empfangene Datenwort eine Ausführungsanweisung
enthält.
Wenn ja, verzweigt das Verfahren zu Schritt 520, und die
interaktive Vorrichtung führt
das durch das empfangene Steuerdatenwort definierte Verhalten aus.
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Die
Erfindung stellt somit ein Verfahren und System zum Decodieren und
Speichern von co dierten Steuerdaten bereit, die über den Horizontal-Überabtastbereich
eines Videosignals geliefert werden. Eine interaktive Vorrichtung,
z.B. ein interaktives Spielzeug, führt ein durch Steuerdaten definiertes Verhalten
aus, die in ein Videosignal codiert werden können, das über Rundfunk gesendet oder
von einem Videoband abgespielt werden kann. Die interaktive Vorrichtung
ist mit einem nicht flüchtigen
Speicher ausgestattet, der es erlaubt, die Steuerdaten zur Ausführung im
Anschluss an die Übertragungssitzung
(z.B. ein im Fernsehen gesendetes Programm) zu speichern. Die interaktive
Vorrichtung kann auch ausgerüstet
sein, um ein Verhalten während
der Übertragungssitzung
auszuführen.
Die Steuerdaten werden als eine Serie von Steuerdatenwörtem geliefert,
die Gattungscodes und Sequenzcodes enthalten. Gattungscodes identifizieren
die interaktive Vorrichtung, an die das Datenwort gerichtet ist,
sodass eine bestimmte interaktive Vorrichtung nur entsprechend den
Steuerdatenwörtern,
die den passenden Gattungscode enthalten, reagieren (Verhalten zeigen)
wird. Weil Videoübertragungen
der Videosignalverschlechterung unterliegen, wird Fehlerklassierung benutzt,
um die Auswirkungen einer solchen Signalverschlechterung zu minimieren.
Während
einer gegebenen Steuerdatenübertragungssitzung
werden die Steuerdatenwörter
wiederholt, sodass eine interaktive Vorrichtung mehrere Steuerdatenwörter mit der
gleichen Sequenznummer empfängt.
Basierend auf relativen Klassifizierungen wird die interaktive Vorrichtung
vorher empfangene Steuerdatenwörter mit
niedrigerer Qualität
als später
empfangene Datenwörter
mit der gleichen Sequenznummer ersetzen.
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Man
sollte verstehen, dass das Vorangehende nur spezifische Ausführungen
der Erfindung betrifft und zahlreiche Änderungen dann vorgenommen werden
können,
ohne vom Umfang der Erfindung, wie in den folgenden Ansprüchen definiert,
abzuweichen.