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Verfahren
und Vorrichtung zur Dienstdatenübertragung
mit digitalen Fernsehdaten Die vorliegende Erfindung betrifft ein
Datenübertragungs-System und
ein Verfahren, und, genauer spezifiziert, ein Verfahren zur Dienstdatenübertragung
mit Rundfunksignalen und ein System zum wahlweisen Bereitstellen der
Abschnitte der Dienstdatenübertragung
für den Benutzer.
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Digitale
Fernsehsysteme haben eine breite Verwendung für Sendesysteme erhalten. Die
digitalen Fernsehsysteme stellen eine Digitalisierung und Komprimierung
des Bildes für
die Übertragung,
solche wie MPEG2-Komprimierung, bereit. Die Rundfunkbilder werden
daher kodiert und zu den digitalen Fernsehempfängern in den Domizilen als
eine digitale Datensequenz versandt. Digitales Fernsehen hat eine
Anzahl von Vorteilen gegenüber
dem konventionellen analogen Fernsehen, solche wie verbesserte Eigenschaften
und erhöhte
Robustheit gegenüber dem
Rauschen und Störungen.
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Digitale
Fernsehsysteme ermöglichen
auch vielen Arten von Daten innerhalb der Rundfunksendungen, die
die Audio- und visuelle Daten tragen, nahtlos übertragen zu werden. Deshalb
können
viele neuen Dienste über
den digitalen Empfänger
dem Betrachter zur Verfügung
gestellt werden.
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Ein
populärer
analoger Dienst, der zusätzliche
Daten verwendet, die innerhalb einer Rundfunkübertragung übertragen werden, ist der Teletext-Dienst.
Der Teletext-Dienst wird als digitale Daten innerhalb bestimmter Übertragungslinien
des vertikalen Austast-Intervalls (VBI) des TV-Signals übertragen.
Der VBI ist die Zeit, die dem Rasterabtasten zugestanden ist zum
oberen Bereich des Bildschirms zurück zu kehren, und daher wird
diese Zeit nicht benutzt irgendwelche nützliche Bildinformation zu übertragen.
Einige Linien sind für
Teletextdaten reserviert und die digitalen Daten werden in das Rundfunksignal
moduliert.
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Teletextsysteme
senden eine Anzahl von „Seiten" von Daten in Zyklen
mit einer Seite, die typischerweise alle 2 bis 3 Minuten aktualisiert
wird. Die Aktualisierungs-Zykluszeit
hängt davon
ab, wie viele Seiten in dem Zyklus gesendet werden, wobei eine nur
kleine Bandbreite für
die Teletextdaten verfügbar ist.
Nach der Auswahl einer Seite hat der Betrachter dann auf die Seite
zu warten, die als ein Teil von dem Zyklus geliefert werden soll – diese
Zeit wird im Durchschnitt die Hälfte
der Gesamtzykluszeit für
alle Seiten sein.
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Typische
Teletextsysteme liefern die spätesten
Nachrichten, Sport und TV-Programm-Information und auch Referenzinformationen
und Werbung. Teletextsysteme sind sehr nützlich zum Bereitstellen von „Schlagzeilen"-Informationen, solchen
wie der Sportergebnisse, wenn es keine anderen Mittel zum Erhalten
der Information gibt.
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Eine
sehr populäre
Nutzung des Teletextsystems ist das Herausfinden der spätesten Information über einige
schnell veränderliche
Ereignisse, solche wie eines Sportereignisses. Oft kann dies der
einzige Weg sein, auf dem der Betrachter diese Information erhalten
kann, weil Sportereignisse oft nicht Live gesendet werden, als ein
Teil eines Bezahl-pro-Ansicht Dienstes übertragen werden oder so beendet
wurden, dass die Programme nun anderen Inhalt übertragen. Deshalb ermöglicht es
dem Betrachter den „vermissten" Inhalt, solchen
wie Sportereignisse oder Nachrichtensendungen, durch andere Mittel
abzufangen, die die Datendienste verwenden.
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Ein
Problem mit früheren
Rundfunk-Datendiensten ist, dass sie sehr wenig Information kommunizieren – vielleicht
gerade mal den Spielstand eines Fußballspiels, beispielsweise.
Der Benutzer, obwohl er nicht das ganze Sportereignis sehen will,
würde gern
ein wenig mehr Information als nur den Spielstand haben – vielleicht
das Video über
die Tore oder verpasste Tore im Beispiel eines Fußballspiels
sehen.
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Jedoch
um einen Dienst wie diesen bereitzustellen, gibt es weitere Probleme.
Einfache Datendienste, wie Teletext können einfach mit einer niedrigen
Bandbreite bereitgestellt werden. Das Bereitstellen eines erweiterten
Datendienstes mit Audio- und visuellen
Daten würde
mehr Bandbreite erfordern oder viel länger in Anspruch nehmen zu
aktualisieren und die Information zu zirkulieren.
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Die
Betrachter haben verschiedene Interessen und Prioritäten, was
wichtig für
den einen Betrachter ist, ist für
einen anderen von geringem Interesse. Das Bild-Anzeigen der Nachrichten „Schlagzeilen" in einer Sequenz,
die sich alle 15 Minuten wiederholt und aktualisiert, appelliert
nicht an einen Betrachter, wenn er einen Gegenstand hat, den er
gern sehen würde
und im Mittel 7,5 Minuten warten muss um diesen Gegenstand zu sehen.
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Digitale
Rundfunksysteme können
mehr Bandbreite für
Programminhalte bereitstellen. Jedoch ist diese Bandbreite noch
ein Bonus. Das Benutzen eines Teils der Bandbreite zum Bereitstellen von
Rundfunk-Datendiensten kann betrachtet werden verschwenderisch zu
sein, insbesondere wenn anderer Inhalt zur gleichen Zeit einem sinnvollen
Publikum angezeigt werden könnte.
In der Tat, das Anzeigen von Live-Video und Audio als eines Rundfunk-Datendienstes
wird immer noch ungefähr
2 Mbit/s von der Bandbreite beim Verwenden der MPEG-2-Komprimierung
abnehmen.
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Die
US 5,768,539 , auf der der
Oberbegriff des beigefügten
Anspruchs 1 basiert, beschreibt den Fakt, dass die Konfigurationsgeräte, die
in Breitband-Rundfunknetzwerken
verwendet werden zunehmend intelligenter werden (programmierbar).
Jedoch erfordert die Übertragung
des ausführbaren Kodes,
der Daten und interaktiven Audio/Video-Materials durch eine wahlweise
reservierte Verknüpfung ein
ausgedehntes Breitband Punkt-zu-Punkt Rundfunknetzwerk, welches
unerschwinglich teuer ist, um für
eine große
Kundenanzahl verwirklicht zu werden. Dieses Dokument lehrt das Herunterladen
der Anwendungssoftware und die Übertragung
der Audio/Video-Information durch einen Kanal eines Rundfunknetzwerks.
Das Netzwerk bietet auch zwei Wege, Niedrig-Geschwindigkeit Datenkommunikationseigenschaft,
z.B. zum Signalisieren und/oder interaktiven Textdiensten. Das Signalisieren
via Datenkommunikation mit einem Textserver steuert das Herunterladen
des ausführbaren
Kodes von dem digitalen Rundfunkkanal in ein programmierbares digitales Konfigurationsgerät. Das Ausführen des
ausführbaren
Kodes steuert wiederum ein auswählbares
Einfangen und die Präsentation
von Audio- und Video-Segmenten, die über den einen von den digitalen
Rundfunkkanälen
empfangen worden sind. Im Gerät
verankertes (residentes) Betriebssystem und Anwendungssoftware versorgen
die gesamte Kommunikation mit den Knoten des Netzwerks. Der herunter
geladene Kode bildet eine nicht verankerte (nichtresidente) Anwendung,
die einen Satz vorbestimmter Funktionsaufrufe zum Aktivieren der
Kommunikationsfunktionen der verankerten Software hat.
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WO
94/13107 beschreibt ein fortgeschrittenes Konfigurationsgerät, das befähigt ist
zur digitalen Dekomprimierung, zur Menüerzeugung, Interaktivität und anderen
fortgeschrittenen funktionellen Eigenschaften zum Verwenden in einem
Fernsehprogramm-Liefersystem. Es beschreibt die Verfahren und Geräte zum Aktualisieren
existierender Konfigurationsgeräte,
um die Fähigkeit
zur Menüerzeugung und
fortgeschrittene funktionelle Fähigkeiten
bereitzustellen. Es beschreibt (i) Menü betriebene Programmauswahl
durch das Hinzufügen
eines Aktualisierungsmoduls oder einer Menüerzeugungskarte, und (ii) fortgeschrittene
funktionelle Fähigkeiten,
die einen Satz von Hardware-Aktualisierungen und/oder eine Erweiterungskarte
verwenden. Es betrifft ein aktualisierbares System, das eine fortgeschrittene
Konfigurationsfunktionalität
durch die Verwendung interner Software, der Hardware-Aktualisierungen,
einem Aktualisierungsmodul und/oder Erweiterungskarten unterstützt. Die
aktualisierte Hardware beinhaltet generell einen Mikroprozessor,
verschiedene Eingabe/Ausgabe-Ports, Prozessorschaltungen und Speicher.
Es beschreibt ein aktualisiertes Konfigurationsgerät, das unterstützt: eine
Menüerzeugung; Bild-auf-Bild
Anzeigen; Programm-Verzeichnis Dienste; interaktive Dienste; Telefonanrufer-Identifizierung;
digitalen Audio-Funkempfang; VCR Steuerung; HDTV-Empfang; und Hinterhof-Satellitensystem
Interoperabilität,
unter anderen Ausstattungsmerkmalen und Eigenschaften.
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Entsprechend
der vorliegenden Erfindung wird ein System zum Verwenden mit einem
Rundfunk-Signal, welches einen Rundfunk-Datendienst enthält, der
zusammen mit den digitalen Rundfunk-Fernsehdaten übermittelt
wird, wobei der Rundfunk-Datendienst zyklisch in einem Karussell
geführt ist,
und das System eingerichtet ist, um ausgewählt Teile des Rundfunk-Datendienstes
bereitzustellen, wobei die Teile Datenportionen beinhalten, die
digitale Videodaten-Sequenzen mit Audiodaten in einer Nicht-Realzeit
haben, wobei das System umfasst:
einen Prozessor, eingerichtet,
um Teile des Rundfunk-Datendienstes zu extrahieren, der aus dem Rundfunk-Signal
erhältlich
ist und digitale Videodaten-Sequenzen
mit Audiodaten von den Datenportionen in Realzeit-Daten für die Anzeige
zu konvertieren;
einen Speicher, eingerichtet, um Teile des
Rundfunk-Datendienstes zu speichern;
und
eine Steuerung,
eingerichtet, um den Speicher dazu zu bringen ausgewählte Teile
des Rundfunk-Datendienstes auszugeben; dadurch gekennzeichnet, dass:
der
Speicher eingerichtet ist, um den kompletten Rundfunk-Datendienst
zu speichern;
der Prozessor eingerichtet ist, fortwährend den
gespeicherten kompletten Rundfunk-Datendienst zu aktualisieren,
so dass das System alle aktuellen Teile des Rundfunk-Datendienstes
in dem Speicher speichert; und
die Steuerung auf ein Wählsignal
reagiert, das die vom Benutzer ausgewählten Teile anzeigt, um den Speicher
(12) anzuweisen, die ausgewählten Teile des Rundfunk-Datendienstes
auszugeben, wobei die digitalen Videodaten-Sequenzen von den Teilen
der ausgewählten
Teile mit Audiodaten in Realzeit wiedergegeben sind.
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Auf
diese Weise kann das System Fernsehclips, Videosequenzen und dergleichen über die
relativ schmale Bandbreite empfangen, die für den Rundfunk-Datendienst
verwendet ist, und kann durch das Speichern relevanter Teile im
Speicher diese Teile bearbeiten, um die Daten in Realzeit zurück zu liefern.
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Vorzugsweise
werden die digitalen Fernsehdaten von den Datenteilen komprimiert
und/oder verarbeitet und der Prozessor verarbeitet die Datenteile Offline.
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Auf
diese Weise ist es möglich
weiteren Gebrauch von der relativ schmalen Bandbreite zu machen,
die für
den Rundfunk-Datendienst verfügbar ist.
Die Fernsehdaten können
zu einem maximalen Wert komprimiert werden, mit einer kleinen Berücksichtigung
der für
die Dekomprimierung erforderlichen Zeit.
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Vorzugsweise
verarbeitet der Prozessor die Datenteile zu den Zeiten geringer
Beschäftigung.
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Der
Prozessor kann als ein separater Prozessor in der Speichervorrichtung
bereit gestellt werden.
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Somit
kann der Prozessor es schaffen jegliche vorher empfangene komprimierte/verarbeitete Fernsehdaten
unter seinen anderen Pflichten im Betrieb des Systems zu dekomprimieren
und zu verarbeiten.
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Der
Prozessor kann direkt die Daten in dem Speicher verarbeiten. Jedoch
ist es für
den Prozessor auch möglich
in einem Stapel-Verarbeitungsverfahren mit Daten, die aus dem Speicher
lokal geladen werden, in kleinen Portionen zu arbeiten. Das kann speziell
dann geeignet sein, wenn der Speicher separat von dem Prozessor
vorgesehen ist und der Prozessor seinen eigenen Arbeitsspeicher
hat.
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Der
Prozessor kann die Verarbeitung mit Hilfe eines vorbestimmten Protokolls
ausführen.
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Deshalb
kann jegliche Verarbeitung oder Komprimierung von Daten den Gebrauch
von einem vorhandenen Protokoll, wie dem „WinZip" machen.
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Alternativ
könnte
der Prozessor die Verarbeitung mit Hilfe eines herunter geladenen
Protokolls ausführen.
Das kann einem System eine größere Flexibilität verleihen
und/oder ein unautorisiertes Dekomprimieren der Daten verhindern.
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Auf
die gleiche Weise könnte
der Prozessor eine Offline-Entschlüsselung von Daten mit Hilfe
eines Schlüssels
ausführen.
Der Schlüssel
könnte durch
den Rundfunk oder andere Mittel, solche wie einen Speicher-Stick
oder Smartkarte herunter geladen werden.
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Vorzugsweise
ist die Steuerung auch zum Identifizieren der zugehörigen und
gespeicherten Teile und für
den Austausch von Datenportionen, die in dem Speicher gespeichert
sind, gegen entsprechende aus dem Rundfunk-Signal extrahierten Teile
vorgesehen.
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Somit
aktualisiert, an dem Empfangsende, eine Benutzervorrichtung kontinuierlich
den kompletten gespeicherten Rundfunk-Datendienst und ist fähig jegliche
gewünschte
ausgewählte
Teile des Rundfunk-Datendienstes auf eine nahezu augenblickliche
Weise abzurufen.
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Vorzugsweise
beinhaltet das Rundfunkverfahren zusätzliches Rundfunken von allen
aktuellen Teilen des Rundfunk-Datendienstes alsbald nach einer anfänglichen
Verbindung. Das kann durch die Verwendung eines separaten reservierten
Kanals oder durch ein periodisches Benutzen einer ausgeweiteten
Bandbreite zu einer Zeit des niedrigen Bedarfs an dem Rundfunken
der digitalen Fernsehdaten erreicht werden.
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Das
System kann mit zusätzlichen
Zugangsmitteln zum kompletten Rundfunk-Datendienst von einem anderen Kanal
ausgestattet werden.
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Auf
diese Weise, nachdem ein Empfängersystem
für einige
Zeit deaktiviert worden ist oder erst verbunden worden ist, kann
der Speicher mit der aktuellen Version des Rundfunk-Datendienstes
für eine zukünftige Aktualisierung
gefüllt
werden.
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Das
Empfängersystem
kann als eine einzelne integrierte Einheit aufgebaut werden, die
einen digitalen Fernsehempfänger
aufweist. Alternativ können
verschiedene Komponenten des Systems separat aufgebaut und mit Hilfe
eines Netzwerks verbunden werden, derart wie unter Benutzung einer
IEEE 1394 Schnittstelle.
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Auf
diese Weise könnte
eine einzelne Fernsehempfänger/Anzeige
alle Funktionen der vorliegenden Erfindung bereitstellen. Alternativ
könnte eine
Fernseher/Anzeige mit Hilfe einer IEEE 1394 Schnittstelle mit einer
Rundfunk-Datendienst-Einheit verbunden werden, welche entweder ihren
eigenen Empfänger
hat oder den Gebrauch von dem Empfänger der Fernsehanzeige macht,
um Teile des Rundfunk-Datendienstes zu erhalten. Auf die gleiche
Weise könnte
der Speicher in der Rundfunk-Datendienst-Einheit vorgesehen sein oder separat,
beispielsweise wieder mit einer IEEE 1394 Schnittstelle verbunden.
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Die
Erfindung wird durch die nachfolgende Beschreibung, die als Beispiel
angegeben ist, klarer verstanden mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen,
in welchen:
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1 ein
System zum Empfangen der Rundfunk-Datendienste nach vorliegender
Erfindung darstellt;
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2 ein
System zum Empfangen der Rundfunk-Datendienste nach vorliegender
Erfindung darstellt; und
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3 die
periodische Übertragung
eines kompletten Rundfunk-Datendienstes darstellt.
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Das
MPEG Video- und Audio-Komprimierungssystem ist aufgebaut, um einen
maximalen Grad der Komprimierung in einer Rundfunkumgebung zu gewähren. Das
MPEG Video- und Audio-Komprimierungssystem ist aufgebaut, um auch zu
ermöglichen
die Dekomprimierung mit einer eingeschränkten Speichergröße im Empfänger auszuführen. Das
erlaubt dem Dekomprimierungssystem im Empfänger mit weniger Speicher und
Verarbeitung verwirklicht zu werden – und daher billiger – als dem
Dekomprimierungssystem in dem Übertragungs-Kopfende.
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Sogar
obwohl das digitale Kodieren der Information mehr Kanälen ermöglicht übertragen
zu werden, gibt es immer noch eine eingeschränkte Bandbreite für die Übertragung
der Information. Daher sind die MPEG Audio- und Videokanäle von einer
bestimmten Bitrate abhängig,
die von der verfügbaren Bitrate
abhängt.
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Es
gibt einen Kompromiss zwischen der Anzahl der übertragenen Kanälen und
der Videoqualität (abhängig von
der Bitrate der komprimierten Video- und Audiosignalen) der Kanäle.
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Viele
neue Dienste, andere als nur die Audio- und Videodienste, können nun
auch mit Hilfe des digitalen Fernsehrundfunks bereitgestellt werden.
Die Daten und Information zu den übertragenen Programmen und
andere gänzlich
neue Dienste, solche wie Homebanking oder Einkaufen, können bereit
gestellt werden.
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Viele
der Datendienste werden auch in einem „Karussell" übertragen,
in dem die Daten in einem Zyklus gerundfunkt werden. Zu jeder gegeben Zeit
wird nur ein Teil des Datendienstes gerundfunkt, aber innerhalb
einer festen Periode – sagen
wir fünfzehn
Sekunden oder drei Minuten, werden alle Daten gerundfunkt. Nach
dieser Periode werden die Daten entweder exakt gleich oder mit Änderungen
wiederholt, wenn einige der Daten geändert werden müssen. Dieses
Verfahren ermöglicht
den Empfängern alle
Daten für
einen Dienst zu empfangen, allerdings ermöglicht den Daten in einer relativ
schmalen Bandbreite übertragen
zu werden.
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Es
wird erachtet, dass in der Rundfunkumgebung viele von derzeit verwendeten
Systemen aufgebaut sind den Gebrauch von der eingeschränkten verfügbaren Bandbreite
zu machen und auch eine eingeschränkte Größenmenge von Speicher und Verarbeitungsressourcen
in dem Empfänger
anzunehmen.
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Das
ist in der Tat richtig für
gegenwärtige Systeme,
da die Bandbreite festgelegt und die Empfänger so billig wie möglich ausgeführt werden
müssen,
um für
einen durchschnittlichen Konsumenten erschwinglich zu sein.
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Deshalb
werden die Daten per Rundfunk unter Annahme oder mit dem Wissen
ausgestrahlt, dass der Empfänger
eine bestimmte eingeschränkte Größenmenge
von Speicher und Verarbeitungsleistung hat. Das schränkt das
Format und den Typ der Daten, die gesendet werden können, ein.
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Zum
Beispiel, können
die Daten, die viel Verarbeitungsleistung beim Empfänger erfordern,
oder die Daten, die einen großen
Speicher zum Verarbeiten beim Empfänger erfordern, nicht gesendet
werden, da es unpraktisch ist einen Empfänger mitzuliefern.
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Es
wird nun vorgeschlagen Speichermedien zu verwenden, solche wie magnetische
Platten und Halbleiter-Speichervorrichtungen, um eine Speicherung
der übertragenen
digitalen Rundfunksendungen bereitzustellen. Die Benutzung digitaler
Speichervorrichtungen bietet dem Benutzer viele erweiterte Anwendungen,
die weit bessere Benutzerpraxis bewirken, als die der derzeitigen
Benutzung konventioneller analoger Speichertechnologien.
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Die
AV-Vorrichtungen im Heimbereich können in separaten physikalischen
Gehäusen
sein und eine Verbindung unter einander benötigen. Die Schlüsseltechnologie
für die
Verbindung der digitalen Vorrichtungen unter einander im Heimbereich
ist die serielle IEEE 1394 Busschnittstelle, welche niedrige Kosten,
Benutzer freundliches Verfahren zum Senden von Audio-, Visual- und
Steuerdaten zwischen Vorrichtungen im Heimbereich bietet.
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Deshalb
könnte
eine typische digitale TV-System-Anordnung im Heimbereich einen
digitalen TV-Empfänger,
eine Anzeigevorrichtung, einen magnetischen Speicher und DVD-Abspielgerät haben,
alle mit den IEEE 1394 Serienbus-Verbindungen verbunden.
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Massenspeicher
kann auch alternativ oder zusätzlich
in eine Verbrauchervorrichtung integriert werden – zum Beispiel
kann ein integrierter digitaler Fernsehempfänger einen großen magnetischen Speicher
beherbergen.
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Schließlich ist
es auch möglich
einen „Memory
Stick" (Speicherstick)
zu benutzen. Das ist ein nichtflüchtiger
Speicher, der in einer kleinen Gehäuseverpackung gehalten wird,
um den Daten zu ermöglichen
zwischen Kameras, Camkordern, PC's und
anderen AV-Heimvorrichtungen übertragen
zu werden. Es gibt andere Formate, die auch durch andere Hersteller
der Konsumentenelektronik unterstützt werden.
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1 zeigt
schematisch verschiedene Komponenten eines Systems zum Empfangen
eines Rundfunk-Datendienstes.
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Ein
Empfänger 2 ist
zum Erhalten und Demodulieren von Daten, die atmosphärisch, per
Kabel, Satellit oder desgleichen übertragen werden. Die demodulierten
Daten beinhalten digitale Fernsehdaten, zusammen mit den verknüpften Rundfunkdienst-Daten.
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Unter
der Kontrolle einer Steuertafel 4 oder einer Fernbedienung
extrahiert ein Prozessor 6 Daten aus einem empfangenen
Signal für
einen ausgewählten
Videokanal und zeigt diesen Videokanal auf der Anzeigevorrichtung 8 an.
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Ein
Prozessor 10 ist auch zum Extrahieren beliebiger Rundfunkdienst-Daten
aus dem empfangenen Signal vorgesehen. Der Prozessor 10 kann zusammen
mit dem Empfänger 2,
zusammen mit dem Speicher 12, zusammen mit der Steuerung 14 oder
separat bereit gestellt werden. Die Daten werden in einem Speicher 12 unter
der Kontrolle einer Steuerung 14 gespeichert. Ein Benutzer
kann dann gewünschte
Teile des Rundfunk-Datendienstes auswählen (möglicherweise mit Hilfe der
Steuertafel 4).
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Gesteuert
von der Steuerung 14 gibt dann der Speicher 12 geeignete
Daten zum Anzeigen auf der Anzeigevorrichtung 8 aus.
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Der
Speicher 12 kann als eine magnetische Platte vorgesehen
sein, beispielsweise als, wie allgemein bekannt ist, als eine Festplatte,
ein Halbleiterspeicher oder andere Mittel.
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Das
System der 1 kann integriert innerhalb
einer Fernseheinheit bereitgestellt werden. Jedoch ist es auch möglich verschiedene
Komponenten des Systems rund um ein Netzwerk zu vertreiben, beispielsweise
mittels einer IEEE 1394 Schnittstelle. Das ist in 2 dargestellt.
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Das
System kann lediglich mit einem externen Speicher ausgestattet werden.
In gleicher Weise kann das System als eine Rundfunkdienst-Einheit zum
Anschließen
an eine Fernsehanzeigevorrichtung vorgesehen sein und die Rundfunkdienst-Einheit
selbst kann einen internen Speicher haben oder einen externen Speicher
verwenden und kann selbst einen Prozessor haben. Genau wie mit einem
integrierten Aufbau, kann die Rundfunkdienst-Einheit die empfangenen
digitalen Daten von dem Empfänger erhalten,
die Datenteile geeignet verarbeiten und ausgewählte Teile nach Bedarf der
Fernsehanzeigevorrichtung liefern.
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Mit
Bezug auf die Übertragungs-Bandbreite eines
Rundfunkdienstes, kann ein Audio/Visual-Strom typischerweise 2Mbit/s
beim Benutzen der derzeitigen MPEG-2 Technologien konsumieren. Das könnte als
verschwenderisch ausgelegt werden.
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Durch
den Gebrauch des Speichers des Systems ist es möglich die Audio- und Visual-Daten bei einer niedrigeren
Rate als in Realzeit per Rundfunk zu übertragen. Die Audio- und Visual-Daten
werden aus dem Rundfunk-Datendienst extrahiert und im Speicher 12 des
Systems gespeichert. Wenn die Audio/Visual-Daten für eine Playback-Wiedergabe
benötigt
werden, dann kann das System die Daten bei einer erforderlichen
Datenrate zurückgewinnen,
um eine Wiedergabe in Realzeit zu ermöglichen. Auf diese Weise würde bei
einer Halbierung der Rundfunkrate der Audio- und Visual-Daten der
Bandbreiten-Konsum dieses Dienstteils auch halbiert. Obwohl die
Taktzeit hierfür
auch verdoppelt werden würde, würde mit
Hilfe des Systemspeichers der Zugang unverzüglich sein, es sei denn einem
Benutzer passiert es einen Teil anzufordern, während er per Rundfunk übertragen
wird.
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Mit
der vorgeschlagenen Massenspeicher-Technologie, die nun in Konsumenten-Audio/Video-Vorrichtungen
im Heimbereich verwirklicht sind, gibt es bedeutende Änderungen
des Verarbeitungspotentials und der Speicher, die für den digitalen Fernsehempfänger verfügbar sind.
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Vergrößerter Speicher
kann eine andere und möglicherweise
effektivere Komprimierung und Vorverarbeitung ermöglichen,
die auf Rundfunkdaten angewendet werden können. Eine große Menge
von Speicher ermöglicht
das Herunterladen von Rundfunkdaten als eines ganzen Datenblocks.
Dieser Datenblock wird dann als ein Ganzes verarbeitet, eher als
ein Rundfunk-Strom, wobei nur ein kleiner Bruchteil der Rundfunkdaten
verarbeitet wird, wenn sie durch den Empfänger passieren. Deshalb können die Videodaten
mit Hilfe eines komplett anderen Nicht-Strömungs-Algorithmus
komprimiert werden, anderem als MPEG, und einer Offline Komprimierung/Dekomprimierung
unterworfen werden, wie diskutiert worden ist.
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Der
vergrößerte Speicher
ermöglicht
auch die Daten für
eine spätere
Verarbeitung zu speichern. Das erhöht effektiv die Verarbeitungsleistung,
die in dem Empfänger
verfügbar
ist. Da die Daten „Offline" gespeichert werden,
kann der Empfänger
dann die Daten als eine Hintergrundaufgabe oder zu Zeiten niedriger
Beschäftigung
verarbeiten. Wenn die Daten voll verarbeitet sind, dann können sie
für den
Benutzer verfügbar
gemacht werden.
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Das
Video braucht nicht bei einer langsameren als der Realzeit gesendet
zu werden (für
die „Bruchteil-Einspeisung"). Es könnte auch
schneller als in Realzeit gesendet werden, beispielsweise für einen
Massenvideo-Speicherabbildauszug während der Nacht.
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Zusätzlich können die
Daten in einer interaktiveren Weise gesendet werden. Zum Beispiel,
kann es einen nahezu permanenten Rückverbindungskanal von dem
Empfänger
zur Rundfunk-Kopfstation geben. Diese Kopfstation kann die Anfragen von
der Empfängerpopulation
beantworten und die Daten (Video oder was auch immer) entsprechend
dem Bedarf für
jede Einheit über
den Rundfunk senden.
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In
diesem Fall werden die stark angefragten Einheiten zuerst gerundfunkt.
Sobald gerundfunkt, wird die Einheit lokal abgefangen, so dass,
wenn erneut angefragt, der Empfänger
sie lokal anzeigt. Daher wird eine populäre Einheit sehr oft gerundfunkt mit
ihr zu starten und dann werden die Anfragen nachlassen und den weniger
populären
Einheiten ermöglichen
gerundfunkt zu werden.
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Für ein Rundfunk-Videoprogramm
ist es möglich,
dass bestimmte Abschnitte als „Schlagzeilen" markiert werden.
Nur diese können
gespeichert werden oder das ganze Video gespeichert, so dass der
Benutzer später
zwischen den Schlagzeilen hüpfen
kann.
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Die „Offline" Verarbeitung kann
auf verschiedene Arten ausgeführt
werden.
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Sie
kann durch den Prozessor des digitalen Empfängers verrichtet werden, der
die Daten in der Massenspeichervorrichtung direkt handhabt.
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Sie
kann durch den Prozessor des digitalen Empfängers in einem „Stapel"-Verarbeitungsverfahren mit den Daten
ausgeführt
werden, die aus der Massenspeichervorrichtung lokal in kleinen Portionen
geladen werden.
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Sie
kann durch einen Prozessor ausgeführt werden, der lokal zur Massenspeichervorrichtung
ist.
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Es
gibt eine Vielfalt von Arten der Datenverarbeitung in der Massenspeichervorrichtung „Post-Verarbeitete" (nachbearbeitete)
Daten zu liefern, die dann durch den digitalen TV-Empfänger verwendet
werden können.
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Die
Post-Verarbeitung oder die Dekompression der Daten kann ausgeführt werden
durch Benutzen eines vorhandenen vordefinierten Protokolls, wie „WinZip".
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Die
Post-Verarbeitung oder die Dekompression der Daten kann durch Benutzen
eines herunter geladenen Protokolls ausgeführt werden.
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Die
Post-Verarbeitung der Daten kann ausgeführt werden, um einen neuen
Datensatz bereitzustellen. Zum Beispiel, die Verarbeitung von zwei
Video-Strömen,
um einen neuen Video-Strom zu liefern – vielleicht einer „Inverswinkel" oder "Vogelperspektive" Ansicht einer Videosequenz.
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Eine
Offline Entschlüsselung
einer Datei kann mit Hilfe eine Schlüssels ausgeführt werden, der
dem Benutzer durch den Rundfunk oder andere Mittel (auf einem Speicher-Stick
oder einer Smartkarte) bereitgestellt wird.
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Die
Daten können
von einer anderen Quelle eingegeben werden, die dann mit Hilfe der
Rundfunkdaten nachbearbeitet werden.
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Die
Offline Komprimierung oder die Verarbeitung der Videodaten (vielleicht
DV-Formatdaten von einem
digitalen Camcorder) kann für
spätere
Neuübertragung
durch Email, Speicher-Stick, i.LINK oder andere Mittel ausgeführt werden.
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Es
könnte
auch als verschwenderisch ausgelegt werden die Bandbreite zu benutzen,
um den gleichen Inhalt mit nur unerheblichen Aktualisierungen jedes
mal zu zirkulieren anstatt für
einen „wirklichen" Live-Inhalt wie
Filme, Nachrichten und Sport Rundfunksendungen.
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In
einem Dienst, wo Abschnitte des Rundfunk-Datendienstes zirkuliert
werden, gibt es einen Kompromiss zwischen der Bandbreite, die durch
den Dienst konsumiert wird und der Zyklusrate. Der Dienst kann eine
schnelle Aktualisierungsrate anbieten, wenn er eine große Menge
der Bandbreite konsumiert. Diese Bandbreite kann reduziert werden, aber
es wird in einer vergrößerten Zykluszeit
resultieren.
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Für das Rundfunksenden
des Rundfunk-Datendienstes, solchen wie Teletext, werden die Daten zyklisch
verarbeitet und dem Benutzer bereitgestellt. Es wird nun vorgeschlagen
einen erweiterten Rundfunk-Datendienst bereitzustellen, der mehr
Daten enthalten wird. Vorausgesetzt, es wird eine umfangreiche Bandbreite
verwendet, wird dies in ausgedehnten Zykluszeiten resultieren. Insbesondere wenn
ein erweiterter Dienst, der die Audio/Video-Clips und die Daten
darstellt, eine sehr lange Zykluszeit hat, dann wird der Dienst
für die
beabsichtigte Anwendung einer kurzen Aktualisierung in der Art einer
schnellen Kurzmeldung der Tagesnachrichten oder der Sportereignisse
unerwünscht.
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Um
dieses Problem zu bewältigen,
wird vorgeschlagen einen ganzen Zyklus eines Rundfunk-Datendienstes
derart zu speichern, dass der Benutzer einen beliebigen Teil des
Dienstes jeder Zeit augenblicklich anzeigen kann. Alle Teile des Rundfunk-Datendienstes von
dem Zyklus werden in einem Speicher gespeichert. In der Tat, können alle Datenportionen
erhalten werden, wenn ein Benutzer nicht beim Anzeigen des Rundfunk-Datendienstes
ist oder den Empfänger
in Standby-Bereitschaft hat.
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Für den Benutzer
des Dienstes ist der meist sichtbarer Parameter die Zyklusrate.
Der Betrachter wird wünschen
die Aktualisierungsinformation so schnell wie möglich zu haben und wird nicht
wollen warten zu müssen.
Deshalb ist dies eine der Schlüsselanforderungen
an den Dienst. Andererseits ist für den Dienstanbieter möglicherweise
die konsumierte Bandbreite der wichtigste Parameter. Die Bandbreite, die
insbesondere durch den Rundfunk-Datendienst konsumiert wird, beeinflusst
die für
andere Rundfunk-Datendienste und die Fernsehdaten selbst verfügbare Bandbreite.
Eine Reduzierung der für
andere Dienste verfügbaren
Bandbreite beeinflusst daher wahrscheinlich das verfügbare Einkommen
des Dienstanbieters.
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Für viele
Rundfunk-Datendienste bleiben zahlreiche Teile eines Rundfunk-Datendienstes die gleichen
für jeden
Zyklus. Zum Beispiel für
Seiten vom traditionellen Typ, wie mit Teletext verwendet, können die
meisten Seiten von einem Zyklus zum nächsten gleich bleiben. In gleicher
Weise ist es bei der Übertragung
von Audio/Visuell-Nachrichten oder Sportclips mit einem Rundfunk-Datendienst
wahrscheinlich, dass die gleichen Clips für eine ausgedehnte Zeitperiode
während
des Tages geliefert werden.
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Um
Vorteile aus diesem Fakt zu ziehen wird vorgeschlagen nur die Teile
des Rundfunk-Datendienstes zu übertragen,
die sich von einem Zyklus zum nächsten
geändert
haben. Auf diese Weise kann eine relativ schnelle Aktualisierungsrate
für die Information
des Dienstes mit einer effizienten Nutzung der Bandbreite für den Dienstanbieter
bereitgestellt werden.
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Ein
Rundfunk-Datendienst kann viele verschiedene Formen annehmen. Er
kann zyklisch als ein Karussell von Hauptinformations-Höhepunkten übertragen
werden. Es ist auch möglich,
dass innerhalb eines jeden Höhepunktes
weitere Datenportionen zyklisch als ein Unter-Karussell übertragen
werden. Jede Datenportion kann aus einer Datenseite vom traditionellen
Typ bestehen oder kann aus anderen Daten bestehen, solchen, wie
Bilddaten oder Audio/Visuell-Daten. Eine vollständige Seite oder eine Audio/Visuell-Datensequenz
kann als ein Teil betrachtet werden, oder eine Seite oder eine Audio/Visuell-Datensequenz
kann aus einer Anzahl von Teilen gemacht werden. Unabhängig davon,
sollte das System die Daten in Portionen bereitstellen, die individuell
in einer Weise ersetzt werden können,
um den gesamten Rundfunkdienst zu aktualisieren. Daher könnten individuelle
Bytes von Daten oder Gruppen von Bytes als „Portionen" betrachtet werden, die so bereitgestellt
sind, dass das System ein individuelles Ersetzen solcher Portionen
ermöglicht.
Jedoch für sehr
kleine Portionen, solche wie individuelle Bytes, ist der Protokoll-Overhead
zum Beherbergen des Systems wahrscheinlich unerwünscht groß.
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Für einen
Empfänger,
der keinen vorhergehend gespeicherten Inhalt hat, wird der „Differenz"-Inhalt nicht nützlich sein,
da er nicht den vollen Dienst aufweisen wird. Diese Situation wird
auskommen, beispielsweise, wenn der Speicher des Rundfunkdienstes
erstmals an das System angeschlossen wird.
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Es
ist möglich
das System so zu konfigurieren, dass mit der Zeit durch das Speichern
aller aktualisierten Portionen der komplette Rundfunk-Datendienst
eingerichtet sein wird. Alternativ, allerdings, könnte der
volle Dienst entweder über
einen anderen reservierten Kanal(möglicherweise mit Hilfe eines Nicht-Rundfunk
Download-Dienstes)
gerundfunkt werden, oder zu Zeiten, wenn der Bedarf an anderem konventionellen
Rundfunk geringer ist. Bezug nehmend auf die 3 wird gesehen,
dass zu diesen Zeiten die für
diese konventionelle Dienste zugeteilte Bandbreite reduziert werden
kann. Als ein Ergebnis kann die für den Rundfunk-Datendienst
verfügbare Bandbreite
vergrößert werden.
Das ermöglicht
einem Empfänger
seine gespeicherte Rundfunkdienst-Information schnell mit dem vollen
Informationsdienst zu aktualisieren. Anschließend kann das System auf normale
Weise mit dem Dienst aktuell gehalten werden, der den Differenz-Aktualisierungs-Strom
verwendet.
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Der
Dienst, der dieses System benutzt, könnte nicht nur MPEG-2 kodierte
Audio- und Videodaten befördern,
sondern, wie oben diskutiert, könnte auch
Information befördern,
welche mit Hilfe anderer, besser geeigneter oder effizienterer Protokolle
komprimiert und kodiert worden ist. Zum Beispiel könnte ein
Fußballspiel
den Vorteil aus der Tatsache ziehen, dass der Großteil der
Inhaltsmerkmale eine Menge von Grün mit nur wenigen beweglichen
Bereichen ist.
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In
dieser Situation könnte
ein Algorithmus zum Dekomprimieren und Dekodieren zum Empfänger geliefert
und dann durch den Empfänger
unter einem vorbestimmten Protokoll ausgeführt werden.
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Da
die empfangenen Rundfunkdienst-Daten Offline gespeichert worden
sind und der Dekodiervorgang nicht in Realzeit ausgeführt werden
muss, sind die Verarbeitungsanforderungen an das Dekomprimieren
und Dekodieren nicht so groß.
Deshalb kann der Empfängerprozessor
den Inhalt als eine Hintergrund-Aufgabe für eine spätere Anzeige dekodieren.
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Es
sollte beachtet werden, dass der Dateninhalt des Rundfunk-Datendienstes
nicht auf die Audio/Visuell-Daten oder traditionelle Datenseiten
eingeschränkt
sein muss. Der Inhalt kann zum Benutzen durch eine interaktive Maschine
in der Empfänger/Rundfunk-Datendienst-Einheit
geeignet sein. Auf diese Weise könnte
ein gemischter Dienst bereitgestellt werden, der den Text, die Grafiken
und die Audio/Visuell-Clips gestaltet.
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Die
Datenportionen können
auch Daten aufweisen, die ein Offline-Dekodieren erfordern. Die
Daten brauchen nicht notwendig ein Programm zu sein, sondern können Daten
beliebiger Art sein.
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Die
MPEG Komprimierungs- und Dekomprimierungs-Systeme sind aufgebaut,
um in einem Rundfunksystem mit einem begrenzten Dekomprimierungs-Speicher
im Empfänger,
einer kleinen Verzögerung
(von der Größenordnung
einer zweiten) in der Dekodierverzögerung und einer begrenzten „Pick-Up"-Aufnahmeverzögerung (wobei
die „Pick-Up"-Aufnahmeverzögerung die
Verzögerung ist,
wenn der Empfänger
eingeschaltet ist und ein paar Vollbilder für ein volles „I-Vollbild" abzuwarten hat,
bis er die Übertragung
aufnehmen und das Dekodieren starten kann) verwendet zu werden.
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Durch
die Wirkung dieser Erfindung ist es möglich die Komprimierungs/Dekomprimierungs-Programme
zu nutzen, welche darauf bauen die ganze Datendatei präsent zu
haben, um in der Lage zu sein auszuführen. Insbesondere durch das Offline-Speichern
der Daten wird solches Komprimieren/Dekomprimieren möglich und
es ist möglich
alternative Komprimierungs- und Dekomprimierungs-Algorithmen bereitzustellen, um eine
bessere Leistung, als mit den derzeitigen MPEG-basierten Schemas zu verwirklichen.