ES2321682T3 - Un sistema interactivo de television. - Google Patents

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Abstract

Un sistema de recepción de televisión interactiva para recibir programación de televisión interactiva, comprendiendo la programación de televisión interactiva una o más señales de programas interactivos situadas en una o más frecuencias de comunicación, comprendiendo cada señal de programa de televisión interactiva un flujo de datos que contiene una pluralidad de señales de vídeo digitalmente comprimidas, y comprendiendo el sistema de recepción: una interfaz (130) de usuario para recibir las selecciones del abonado; un microprocesador (108), conectado con la interfaz de usuario, para seleccionar una de las señales de vídeo y dirigir una conmutación a la señal de vídeo seleccionada; medios para recibir (7) y demodular (102) independientemente una señal de programa interactivo desde una o más frecuencias de comunicación; medios para demultiplexar (106) las señales recibidas de programa interactivo en dos señales de vídeo; un primer descompresor/descodificador (110A) para descomprimir una de dichas dos señales de vídeo; medios (10) para exhibir dicha señal de vídeo seleccionada; en el cual los abonados en dicho sistema de televisión interactiva seleccionan independientemente dicha programación de televisión interactiva caracterizado porque el sistema comprende adicionalmente un par de almacenes temporales (164, 165) de vídeo digital, recibiendo cada almacén temporal una señal de vídeo que comprende una pluralidad de tramas digitales compuestas comprimidas del medio de demultiplexado, y almacenando temporalmente su respectiva señal de vídeo demultiplexada; un segundo descompresor/descodificador (110B), conectado cada uno de los descompresores/descodificadores con un respectivo almacén temporal de vídeo digital, para descomprimir las señales de vídeo almacenadas y convertir las señales descomprimidas en dichas dos respectivas señales de vídeo estándar analógico; un par de medios (151, 152, 153, 154) de sincronización, conectado cada medio de sincronización con el descompresor/descodificador, para sincronizar dichas dos respectivas señales de vídeo estándar analógico; y un conmutador (180) del intervalo de blanqueo vertical, conectado con cada medio de sincronización y con los medios (10), para exhibir la conmutación sin fisuras entre dichas señales sincronizadas de vídeo estándar analógico durante el intervalo V de blanqueo vertical de la señal de sincronización actual.

Description

Un sistema interactivo de televisión.
La presente invención se refiere a un sistema interactivo de televisión, que proporciona programación interactiva.
Los sistemas interactivos son bien conocidos en la técnica. Sincronizando pistas paralelas de un medio de almacenamiento de información, y relacionando el contenido de las diversas pistas, se halló que podía simularse la actividad interactiva. Por ejemplo, la Patente Estadounidense Nº 3.947.972 revela el empleo de una cinta de audio multipista sincronizada en el tiempo para almacenar conversaciones educativas. Una pista se emplea para retransmitir interrogatorios educativos a un usuario, y el resto de las pistas, seleccionables por un mecanismo de conmutación, se utilizan para trasladar mensajes de respuesta.
Estos sistemas progresaron hasta la televisión interactiva, en la cual múltiples canales de difusión o por cable se conmutaban en respuesta a selecciones del usuario a fin de proporcionar una operación interactiva. La Patente Estadounidense Nº 4.847.700 revela un sistema interactivo de televisión en el cual una señal común de vídeo se sincroniza con una pluralidad de canales de audio, a fin de proporcionar contenido relacionado con respuestas seleccionables por el usuario.
La Patente Estadounidense Nº 4.264.925 revela el empleo de un sistema convencional de televisión por cable para desarrollar un sistema interactivo. Canales estándar de televisión con contenido sincronizado en el tiempo se emiten a una pluralidad de usuarios. Cada usuario conmuta entre los canales en respuesta a interrogatorios, a fin de proporcionar la interactividad.
Estos sistemas han sido adaptados para incluir funciones de memoria, de forma tal que el sistema pueda ser más interactivo, capaz de responder individualmente, y tal que los mensajes personalizados puedan entregarse a las diversas categorías de usuarios en respuesta a consultas informativas. La Patente Estadounidense Nº 4.602.279 revela el empleo de una memoria para almacenar perfiles demográficos de televidentes. Esta información se almacena para ser invocada más tarde a fin de proporcionar publicidad específica para el destinatario, por ejemplo
El documento de la técnica anterior WO-A-9311617 revela un sistema interactivo de recepción de televisión para proporcionar simultáneamente a una pluralidad de usuarios un programa interactivo de televisión que comprende una pluralidad de señales de vídeo multiplexadas. El sistema incluye un descompresor/descodificador, y las diversas señales que comprenden el programa interactivo pueden conmutarse en el receptor o en el extremo de cabecera. Se proporciona un leve retardo imperceptible para permitir que el algoritmo de expansión se ajuste al conmutar entre las señales de vídeo. El documento de la técnica anterior EP-A-0314572 revela un sistema interactivo de televisión por circuito cerrado con dos sintonizadores que funcionan independientemente, lo que permite la conmutación sin fisuras entre señales de vídeo al nivel analógico, utilizando, entre otros casos, la detección de sincronización de un intervalo vertical para la conmutación sin fisuras.
En las realizaciones, las señales de vídeo se convierten al formato digital para su transmisión. En un formato digital, es posible transmitir más de una señal de vídeo por canal de televisión por cable. Además, es posible transmitir señales de vídeo mediante líneas telefónicas convencionales. Si se desea, las diversas señales de vídeo digital pueden comprimirse antes de la transmisión. La compresión permite que un número aún mayor de señales se transmitan por un canal de los medios de transmisión. Un multiplexador combina las diversas señales digitales en un número reducido de flujos de datos de transmisión para su transmisión. Los diversos canales de televisión del estándar NTSC (National Television Systems Committee - Comité Nacional de Sistemas de Televisión) pueden adjudicarse de manera predeterminada a fin de maximizar el número de señales simultáneamente transmisibles. El multiplexador, conjuntamente con el sistema de transmisión de televisión, multiplexa los flujos de datos deseados por los canales deseados, y transmite estas señales por los canales NTSC. El número de señales de vídeo que pueden multiplexarse sobre un flujo de datos por un único canal de transmisión variará según las señales de vídeo a transmitir. Los canales de televisión que contienen un flujo de datos de señales de vídeo multiplexadas pueden transmitirse por una red estándar de distribución de televisión por cable, o bien un sistema de emisión directa de transmisión por satélite. Un receptor recibe uno o más canales de televisión, conteniendo algunos, o todos, un flujo de datos multiplexados de señales de vídeo, o bien señales de vídeo digital no multiplexadas y, conjuntamente con un selector de señal, selecciona un canal de datos, o flujo de datos, específico para reproducir, luego selecciona una señal de vídeo específica de la señal multiplexada del flujo de datos y, finalmente, expande la señal de vídeo, si es necesario, para su reproducción en un monitor de televisión. Un controlador de selección múltiple funciona para controlar el receptor y el selector de señal, a fin de seleccionar una señal de vídeo específica para su reproducción. Si se recibe más de un canal, el controlador de selección múltiple puede programarse para asociar los distintos canales, y las señales múltiples sobre los mismos, con una representación numérica en serie de canales, para simplificar la utilización por parte del usuario. El selector de señal incluye el aparato de expansión necesario, correspondiente al esquema de compresión empleado.
En la práctica, un usuario selecciona un programa interactivo deseado para contemplar. Utilizando el controlador de selección múltiple, el usuario responde de manera seleccionable a las exhibiciones de información o a los mensajes interrogativos, y el selector de señal selecciona una señal específica de vídeo multiplexado y demultiplexa, expande y exhibe la señal de vídeo seleccionada. Alternativamente, el selector de señal puede seleccionar una señal de vídeo basándose en información de perfil personal almacenada en la memoria.
Si se necesitan más señales para un programa interactivo que los que pudieron asociarse a un flujo de datos por un único canal, el selector de señal, conjuntamente con el receptor, se programa para conmutar entre las diversas señales de vídeo dentro de un flujo de datos multiplexados, así como entre los flujos de datos entre los diversos canales de emisión, a fin de proporcionar el nivel necesario de interactividad.
Los diversos segmentos de información en las diversas señales de vídeo, preferiblemente, se relacionan en tiempo real y en contenido, de forma que pueda tener lugar una conversación interactiva según se reproduce la señal de vídeo y el usuario responde a los diversos interrogatorios en las señales de vídeo. El empleo de señales múltiples por canal puede utilizarse para muchos tipos de programas interactivos, incluyendo aquellos descritos en las precitadas patentes estadounidenses, por ejemplo, múltiples ángulos de cámara sincronizados por campo desde un suceso deportivo, o bien un espectáculo de juego interactivo.
En una realización de doble vía, las diversas señales que comprenden el programa interactivo pueden conmutarse en el extremo de cabecera, en lugar de en el receptor. Esta realización puede utilizarse en un sistema de televisión por cable, un sistema de emisión directa por satélite, un sistema telefónico convencional modificado para recibir señales de vídeo digital, o cualquier otro sistema de transmisión adecuado, capaz de enviar señales de vídeo digital. La unidad de control de elección múltiple, en vez del controlador de mano de selección múltiple, selecciona una señal de vídeo deseada relacionando las selecciones de elección múltiple del usuario, por medio de una caja de retransmisión, con una estación de conmutación en una localidad remota, preferiblemente la fuente de la televisión por cable. Las selecciones de elección múltiple pueden retransmitirse a la estación de conmutación por cualquier medio convencional, tal como la televisión bidireccional por cable, el teléfono, o la transmisión por FM (Modulación de Frecuencia). Si la programación interactiva se está transmitiendo por una línea telefónica, las selecciones de elección múltiple pueden retransmitirse por la línea telefónica del sistema. La estación de conmutación recibe la selección de elección múltiple del usuario y encamina la señal correcta por el canal de cable, la línea telefónica, u otro medio de transmisión adecuado para el usuario específico. En tal disposición, sólo se requiere un único enlace entre el abonado o receptor y el extremo de cabecera, de forma tal que el único enlace de canal pueda emplearse para recibir una pluralidad de selecciones distintas de canal, según la elección interactiva retransmitida desde el receptor al conmutador de vídeo en el extremo de cabecera.
Si se desea, el enlace de doble vía puede utilizarse para otros fines, tales como transmitir datos demográficos del usuario a la fuente de programación por razones comerciales, o para permitir que un jugador de un espectáculo de juego interactivo gane premios, por ejemplo.
Cuando un cambio de canal es requerido por una respuesta de usuario a un interludio interactivo, se programa un leve retardo imperceptible para dar al algoritmo de expansión una oportunidad de ajustarse al cambio rápido desde una señal de vídeo a otra. Durante el retardo, se exhibe la información de vídeo anteriormente obtenida, mientras el sistema interactivo localiza, recibe, demultiplexa, descomprime, descodifica y procesa la nueva señal de vídeo. Esto permite al sistema interactivo conmutar a la nueva señal de vídeo sin que aparezca parpadeo o distorsión sobre la pantalla de televisión, es decir, se proporciona una conmutación sin fisuras.
Se revelan distintos procedimientos para lograr esta conmutación sin fisuras. Uno involucra un almacén temporal de tramas de vídeo analógico. Otro utiliza dos sintonizadores. Otras alternativas incluyen: (a) utilizar dos almacenes temporales de vídeo digital; (b) utilizar una memoria grande; (c) utilizar un gran almacén temporal en una realización similar a la de (b); y (d) conmutar en el extremo de cabecera del cable.
Las realizaciones de la presente invención se describirán a continuación, a modo de ejemplo, con referencia a los dibujos adjuntos, en los cuales:
La Figura 1 es un diagrama en bloques de un sistema interactivo de televisión de la presente invención;
La Figura 2 es un diagrama en bloques del sistema de la presente invención en una configuración de transmisión de doble vía;
La Figura 3 es un diagrama en bloques de una realización para lograr la conmutación sin fisuras entre señales de vídeo;
La Figura 4 es un diagrama en bloques que muestra una realización alternativa para lograr la conmutación sin fisuras entre señales de vídeo;
La Figura 5 es un diagrama en bloques que muestra otra alternativa para lograr la conmutación sin fisuras entre señales de vídeo;
La Figura 6 es un procedimiento alternativo para lograr la conmutación sin fisuras empleando la memoria mostrada en la Figura 5 como un almacén temporal; y
La Figura 7 es una realización alternativa para lograr la conmutación sin fisuras conmutando canales en el extremo de cabecera del cable.
La presente invención es un sistema interactivo de televisión en el cual se proporciona simultáneamente a una pluralidad de espectadores una pluralidad de distintas señales de mensajes de información de programas. Se proporciona una pluralidad de señales 1 de vídeo. Las señales 1 de vídeo pueden ser, por ejemplo, varios ángulos de campo y/o de cámara sincronizada con audio de un suceso deportivo, o un espectáculo de juegos con un contenido y un anfitrión que actúan en respuesta a las selecciones del usuario. Alternativamente, las señales 1 de vídeo pueden ser señales de vídeo cualesquiera, adecuadas para la conversación interactiva, tales como aquellas descritas en las Patentes Estadounidenses Nº 4.847.700, 3.947.972, 4.602.279, 4.264.925 o 4.264.924. Existen diversos tipos de señales de vídeo vinculadas al tiempo y al contenido, que son adecuadas para la operación interactiva. En sistemas anteriores, estas diversas señales se transmitirían a un receptor por canales distintos de emisión o de cable, requiriendo cada una un canal distinto NTSC de 6 MHz. En las realizaciones aquí descritas, las señales 1 de vídeo se dirigen a convertidores 2 de analógico a digital ("A/D"), que convierten las diversas señales de vídeo al formato digital para su transmisión. Los convertidores A/D 2 pueden ser de cualquier tipo convencional para convertir señales analógicas al formato digital. Puede no ser necesario un convertidor A/D para cada señal 1 de vídeo, sino que bastantes menos convertidores, o incluso un único convertidor, son capaces de digitalizar diversas señales 1 de vídeo. También pueden proporcionarse programas de vídeo interactivos a una red de cable o a otra red de distribución en formato predigitalizado y/o precomprimido.
La conversión digital da como resultado muy grandes cantidades de datos. Por lo tanto, puede ser deseable reducir la magnitud de datos a enviar, permitiendo que se envíen más señales por un único canal de transmisión. Por ejemplo, una única trama de vídeo NTSC digitalizado representa más de 350 Kbytes de datos. Por lo tanto, dos horas de vídeo estándar son alrededor de 80 Gbytes. Dado que hay 30 tramas/seg en tal vídeo, la velocidad de transferencia de datos es de 22 Mbytes/seg. Esta gran cantidad de datos, preferiblemente, se reduce por compresión digital.
A fin de reducir los requisitos de transferencia de datos, las diversas señales de vídeo digital, preferiblemente, se comprimen antes de la transmisión. El vídeo puede ser comprimido por cualquier algoritmo convencional de compresión, siendo los dos tipos más comunes el "intensivo para el procesador" y el "intensivo para la memoria".
El enfoque intensivo para el procesador realiza la compresión eliminando aspectos no cambiantes de una imagen del procesamiento en la transferencia de información de trama a trama, y mediante otras manipulaciones de la información de imágenes que involucran cálculos matemáticos que determinan el grado en que es perceptible un movimiento dado en una imagen al ojo humano. Este enfoque depende de la potencia de procesamiento de alta velocidad en el punto de transmisión. El enfoque intensivo para la memoria involucra la división de una trama de imagen en cientos de minúsculos bloques de píxeles, donde a cada bloque se da un código que representa su conjunto de colores y variaciones de luminosidad. El código, que es un incremento mucho más pequeño de información que toda la información que describiría un bloque dado de la imagen, se transmite al receptor. Allí, invoca el bloque idénticamente codificado de una biblioteca de bloques almacenados en la memoria del receptor.
Así, el flujo de bits representa una porción mucho más pequeña de la información de imagen en este enfoque. Este sistema, generalmente, está limitado por la variedad de bloques de imagen que pueden almacenarse en el receptor, lo que se vincula directamente al tamaño de la memoria y a la potencia del microprocesador.
Ejemplos de técnicas de compresión usualmente conocidas que pueden utilizarse con la invención son JPEG, MPEG1 y MPEG2.
Los compresores 3 de datos se proporcionan para reducir los datos para cada señal de vídeo que debe transmitirse. Los compresores 3 de datos pueden ser de cualquier tipo convencional usualmente conocido en la técnica para comprimir imágenes de vídeo, tales como aquellos anteriormente descritos. La compresión de las diversas señales de vídeo podría hacerse con menos compresores 3 de datos que un compresor por señal de vídeo. En un sistema NTSC analógico convencional, a modo de ejemplo, se acostumbra transmitir una señal de vídeo por canal de 6 MHz. Digitalizando la señal de vídeo, es posible enviar un flujo de datos que contiene más de una señal de vídeo en un canal. Comprimir las señales digitalizadas permite que se transmitan aún más señales de vídeo por un único canal de transmisión. El número de señales que pueden enviarse por un único canal se relaciona, generalmente, con, por ejemplo, a) el tipo de vídeo que se está enviando; b) el esquema de compresión de vídeo en uso; c) el procesador utilizado y la potencia de memoria; y d) el ancho de banda del canal de transmisión. Las técnicas de compresión explotan el hecho de que en las imágenes en movimiento hay muy poco cambio entre trama y trama. Eliminar por edición las redundancias entre las tramas, y codificar sólo los cambios, permite unas tasas de compresión mucho mayores. El tipo de vídeo que normalmente contiene una gran cantidad de movimiento de alta velocidad, tal como ocurre en sucesos deportivos en vivo, por lo tanto, tendrá las tasas de compresión más bajas. Las películas, por otra parte, que normalmente tienen una velocidad de trama menor y menos cambio de trama a trama que un suceso deportivo en vivo, lograrán tasas de compresión mayores. Actualmente, los esquemas de compresión usualmente conocidos tienen tasas de compresión que varían entre 2:1 y 10:1 para los satélites, y entre 2:1 a 5:1 para los sistemas de televisión por cable, según el grado de movimiento.
Una vez que las diversas señales 1 de vídeo han sido digitalizadas y comprimidas, el multiplexador 4 combina las diversas señales de vídeo en un número reducido de flujos de datos de transmisión, para su transmisión. Por ejemplo, si se dispone de 68 canales NTSC, y cada canal es capaz de transmitir 4 señales digitalizadas y comprimidas de vídeo de movimiento lento (p. ej., películas), o bien 2 señales digitalizadas y comprimidas de vídeo de alta velocidad (p. ej., deportes), entonces los diversos canales NTSC deberían adjudicarse de manera predeterminada para maximizar el número de señales simultáneamente transmisibles.
Como ejemplo, la frecuencia de difusión correspondiente a un primer canal NTSC puede contener un flujo de datos de películas distintas no interactivas digitalmente comprimidas. En esta frecuencia, el flujo de datos contendría señales de vídeo que representan un cierto número de películas. Sin embargo, las señales de vídeo, a diferencia de las de un programa interactivo, no están vinculadas en tiempo y contenido. La frecuencia correspondiente a un segundo canal podría contener un flujo de datos digitales de un programa deportivo interactivo, que consiste en dos señales de vídeo de alta velocidad, multiplexadas y comprimidas, que están preferiblemente vinculadas en tiempo y contenido. La frecuencia correspondiente a un tercer canal podría contener un flujo de datos digitales de una película interactiva que consiste en cuatro señales de vídeo multiplexadas y comprimidas que están vinculadas en tiempo y contenido. La frecuencia correspondiente a un cuarto canal podría contener una señal NTSC analógica vinculada con la programación local. Por lo tanto, empleando la invención, cuatro canales NTSC podrían contener un canal de películas multiplexadas, un programa deportivo interactivo, una película interactiva y programación local.
El multiplexador 4 recibe las señales de vídeo entrantes, comprimidas y digitalizadas y, de manera convencional predeterminada, conjuntamente con el transmisor 5, multiplexa la señal de vídeo deseada sobre los canales deseados, y transmite estas señales por los canales NTSC. Ciertos canales NTSC pueden contener sólo un vídeo u otra señal, en forma analógica o digital.
Como se ha indicado anteriormente, variará el número de señales de vídeo que pueden multiplexarse sobre un flujo de datos en un único canal de transmisión. Además, el número de canales que utilizan flujos de datos puede variar. Los flujos de datos de transmisión son transmitidos por el transmisor 4 mediante el medio 6 de transmisión a una estación receptora 7. El transmisor 4, el medio 6 y el receptor 7 pueden ser medios convencionales cualesquiera para transmitir señales de vídeo digital, incluyendo la televisión emitida, la televisión por cable, un satélite de emisión directa, la fibra óptica, o cualquier otro medio de transmisión. Alternativamente, la invención puede estar autocontenida en un sistema autónomo, según se explica más adelante.
El medio de transmisión también puede ser un sistema de telefonía que transmite un flujo de datos de vídeo digital. Así, un flujo de datos multiplexado que contiene varios canales de emisión, o un programa interactivo con señales de vídeo relacionadas, puede enviarse directamente a un usuario por una única línea telefónica. Los dispositivos de transmisión digital precitados pueden incluir asimismo medios para transmitir señales analógicas. En una de las realizaciones preferidas, la señal de transmisión digital se transmite utilizando un sistema de televisión por cable. El receptor 7 recibe varios canales NTSC, conteniendo algunos, o todos, señales de vídeo digital, multiplexadas o no multiplexadas. Usualmente, más de un canal será transmitido por el transmisor 5 y recibido por el receptor 7 como un sistema corriente de televisión por cable. Sin embargo, cada uno de los distintos canales puede tener en sí un flujo de datos que contiene varias señales de vídeo digitalizadas. Por lo tanto, el receptor 7, preferiblemente, funciona conjuntamente con el selector 8 de señal a fin de seleccionar un canal NTSC específico para reproducir, y luego para seleccionar una señal de vídeo específica de la señal multiplexada del flujo de datos y, finalmente, para descomprimir o expandir la señal de vídeo comprimida, si es necesario, para la reproducción en el monitor 10.
El controlador 9 de elección múltiple funciona para controlar el receptor 7 y el selector 8 de señal, a fin de seleccionar una señal de vídeo específica para su reproducción. En la práctica, un usuario no necesita saber que se emplean múltiples señales por canal. Si, por ejemplo, estuvieran en uso 68 canales con 4 señales por canal, el controlador 9, conjuntamente con el receptor 7 y el selector 8 de señal, podrían programarse para representar estos canales al usuario como los canales 12-72. El monitor 10 puede ser, por ejemplo, un televisor convencional. El selector 8 de señal, preferiblemente, incluye un demultiplexador convencional para seleccionar una señal de vídeo específica del flujo de datos en el canal que está siendo recibido actualmente por el receptor 7. El selector 8 de señal incluye adicionalmente el aparato necesario de descompresión o expansión correspondiente al esquema de compresión en uso por parte de los compresores 3.
En la práctica, un programa de un suceso deportivo interactivo podría transmitirse por una señal de televisión por cable de 6 MHz, utilizando un esquema de compresión-multiplexado que permite que dos señales de vídeo deportivo (A y B, por ejemplo) se transmitan por un único canal NTSC (canal 34, por ejemplo). Podría desearse tener cuatro señales de vídeo (A-D, por ejemplo) para el específico suceso deportivo interactivo. Una primera señal de vídeo (la señal A) puede contener la señal emitida estándar del juego; la segunda señal de vídeo (la señal B) puede contener una vista de cerca de la acción del juego; una tercera señal de vídeo (la señal C) puede contener una repetición continuamente actualizada de momentos destacados del juego; la cuarta señal de vídeo (la señal D) puede contener información estadística. Estas cuatro señales de vídeo (A-D) pueden, por ejemplo, multiplexarse de la siguiente manera: las señales de vídeo A y B multiplexadas en un flujo de datos transmitido por el canal 34 de cable; las señales de vídeo C y D multiplexadas en el flujo de datos transmitido por el canal 35 de cable. Alternativamente, las cuatro señales de vídeo (A-D) podrían multiplexarse en un flujo de datos transportado por un canal de frecuencia. Estas cuatro señales, sin embargo, pueden ser asignadas por el controlador 9, o por el selector 8 de señal, para reproducirse como muestras de canales distintos para el usuario, tal que, cuando el espectador efectúa selecciones en el controlador de elección múltiple, ocurre una conmutación sin fisuras entre los mismos. Cada señal de vídeo de este programa interactivo puede incluir una etiqueta que diga, por ejemplo: "Acción de Pantalla Entera - Pulse A: Acción de Acercamiento - Pulse B: Reproducción - Pulse C: Estadísticas - Pulse D".
Como se muestra, si se necesitaran más señales para un programa interactivo de las que son asignables a un flujo de datos por un único canal, el selector 8 de señal, conjuntamente con el receptor 7, pueden programarse para conmutar entre las diversas señales 1 de vídeo, así como los diversos canales de emisión, para brindar el nivel necesario de interactividad. Sin embargo, preferiblemente, todas las diversas señales de vídeo asociadas a un programa interactivo específico se multiplexan en un único canal.
Adicionalmente, el selector 8 de señal puede almacenar información relacionada con respuestas de usuario actuales y anteriores. Por ejemplo, el perfil personal del espectador, o los patrones de respuesta anteriores del espectador, podrían almacenarse en la memoria. Esta información puede utilizarse conjuntamente con los comandos transmitidos dentro de las señales de vídeo, por ejemplo, como en la Patente Estadounidense Nº 4.602.279. La información de perfil personal almacenada y los comandos recibidos pueden emplearse para conmutar interactivamente entre flujos de datos y señales de vídeo sin ninguna respuesta adicional del usuario.
El programa interactivo multiplexado puede transmitirse por una única línea telefónica, si se desea. En esta realización, el controlador 9 de elección múltiple está programado para conmutar entre las diversas señales de vídeo en la línea telefónica única. Si se desearan cambios adicionales, se utiliza una configuración de doble vía según se describe más adelante.
Los sistemas descritos pueden utilizarse en una realización educativa, en la cual la información se almacena en cada flujo de datos, en una pluralidad de segmentos de información reproducibles, cada uno de los cuales comprende un mensaje completo reproducible por el receptor directamente, en respuesta a la selección de la señal de vídeo por el selector 8 de señal en respuesta a una selección del usuario en el controlador 9 de elección múltiple. Cada uno de los segmentos de información en los diversos flujos de datos contiene mensajes interrogativos con respuestas asociadas de elección múltiple, mensajes de respuesta, mensajes informativos, o combinaciones de los mismos.
Los diversos segmentos de información en los diversos flujos de datos, preferiblemente, se vinculan en tiempo real y en contenido, de forma tal que puede tener lugar una conversación interactiva según se exhiben las señales de vídeo y el usuario responde a los diversos interrogatorios contenidos en las señales de vídeo. Según un usuario contesta a un interrogatorio específico con una respuesta de elección múltiple, la información en la señal de vídeo asociada a la selección específica es exhibida por el selector 7 de señal. Los diversos interrogatorios, mensajes de respuesta y mensajes informativos, generalmente, pueden estar contenidos en una cualquiera, más de una o todas las diversas señales de vídeo. El empleo de un flujo de datos que contiene múltiples señales de vídeo por canal de emisión puede utilizarse para muchos tipos de programas interactivos.
Alternativamente, puede proporcionarse un sistema autónomo sin necesidad de ningún medio de transmisión. En éste, las señales de vídeo digitalizadas que componen un programa interactivo se almacenan en medios de almacenamiento locales, tales como una cinta de vídeo, un disco de vídeo, una memoria (p. ej., RAM, ROM; EPROM, etc.) o en un ordenador. Preferiblemente, las señales de vídeo digital se multiplexan en una señal NTSC estándar. Los medios de almacenamiento específicos pueden conectarse con cualquiera de las cajas interactivas reveladas en las Figuras 3-5, y descritas más adelante. Las cajas interactivas se conectarían luego a un televisor. Alternativamente, los circuitos en las Figuras 3-5, más adelante, podrían implementarse en una placa e insertarse en un ordenador personal estándar (PC). No es necesario un microprocesador distinto en la placa interactiva para esta configuración, ya que el procesador estándar del PC lleva a cabo las funciones del procesador 108 mostrado en las Figuras 3-5.
Según se muestra en la Fig. 2, el sistema puede ser operado en una configuración de doble vía. En esta modalidad, las diversas señales 1 de vídeo se procesan como se ha descrito anteriormente, siendo digitalizadas por el convertidor A/D 2 y comprimidas por los compresores 3 de vídeo. Las señales se encaminan luego a una estación conmutadora central 14. La conmutación entre las diversas señales de vídeo se cumple en el extremo de cabecera, en lugar de en el receptor. La unidad 9 de control de elección múltiple retransmite las selecciones de elección múltiple del usuario a través de una caja retransmisora 17 a la estación conmutadora 14 de ubicación remota. Las selecciones de elección múltiple pueden ser retransmitidas por la caja retransmisora 17 a la estación conmutadora por cualquier medio convencional, tal como la televisión de cable de doble vía, el teléfono, o la transmisión de FM. La estación conmutadora 14 recibe la selección de elección múltiple del usuario y encamina la señal deseada al transmisor 5, que transmite convencionalmente la señal de vídeo deseada por el canal de cable adecuado para el usuario específico. Si se desea, el transmisor 5 también puede transferir programación convencional por los canales de televisión por cable que no estén siendo utilizados para la programación interactiva. Alternativamente, la estación conmutadora 4 puede incluir equipo multiplexador, según se ha descrito anteriormente, y operar así múltiples programas interactivos o no interactivos por un único canal de televisión. Por ejemplo, si se deseara implementar el programa de fútbol interactivo según lo anteriormente descrito, puede adjudicarse un único canal NTSC de cable para el programa. Sin embargo, en este ejemplo, las señales de vídeo estarían presentes en el extremo transmisor. En respuesta a una señal del controlador inalámbrico 9, se envía una señal por la caja retransmisora 7 a la estación conmutadora de televisión por cable, que encamina la señal de vídeo deseada al espectador solicitante. Tal sistema requiere un equipo conmutador muy veloz, pero puede implementarse utilizando imágenes digitales.
Alternativamente, puede ser deseable transmitir el suceso deportivo interactivo por una única línea telefónica. Cuando el usuario ingresa una selección en el controlador 9, se envía una señal por la línea telefónica a la estación conmutadora central, que encamina la señal deseada del programa interactivo por la línea telefónica del usuario, de forma tal que un único enlace gestione tanto la elección interactiva realizada en el receptor como la transmisión de esa elección, entre una pluralidad de opciones, desde el extremo de cabecera donde tiene lugar la conmutación efectiva en respuesta a la selección interactiva realizada en el receptor.
El enlace de doble vía entre el usuario y la estación conmutadora puede emplearse para otros fines. Por ejemplo, pueden transferirse datos demográficos desde el usuario a la red emisora, con fines comerciales, tales como publicidad orientada, facturación, envío a un ganador de un espectáculo de juegos de un número ganador para recoger un premio, o bien otros fines comerciales o no comerciales.
Como se ha descrito anteriormente, los sistemas de compresión, generalmente, funcionan menos eficientemente cuando el contenido de trama a trama incluye muchos cambios en el contenido de píxeles (p. ej., durante el movimiento rápido o los cambios de escenario). Los sistemas descritos pueden programarse ventajosamente para aliviar la carga de procesamiento del programa de descompresión. Cuando se pulsa una tecla del controlador para seleccionar una señal deseada, puede efectuarse un leve retardo imperceptible, si se desea. Este retardo concede al algoritmo de descompresión o expansión un breve periodo de tiempo para ajustarse al cambio rápido desde una señal de vídeo a otra, lo que usualmente causa una degradación en la eficiencia del algoritmo, causando que aparezcan errores de vídeo en la imagen de la pantalla.
Como se muestra en la Figura 7, también puede utilizarse un enlace de doble vía (similar a la Figura 2), empleando canales virtuales hacia el usuario. En esta realización, múltiples señales de vídeo, preferiblemente vinculadas en el tiempo y sincrónicas entre sí, están presentes en un extremo 300 de cabecera de cable en múltiples canales A, B, C, ... N de un bus 250 de señal de vídeo. Las señales pueden ser generadas localmente o recibidas desde una estación remota (tal como una pista deportiva) por los receptores 200, 202, 204 y 206. Alternativamente, si las señales remotamente recibidas son multiplexadas digitalmente en un canal, un demultiplexador digital reemplazaría los receptores 200-206 y demultiplexaría las señales, y colocaría cada señal en un canal distinto del bus. Las señales locales o remotas están sincronizadas por el circuito sincronizador 208. Un cierto número de conmutadores interactivos 210, 212, 214, 216 y 218 de control remoto están conectados con el bus 250 de señal de vídeo. Los múltiples canales en el bus 250 se proporcionan sincrónica y simultáneamente a la serie de conmutadores interactivos 210, 212, 214, 216, 218 de control remoto. Estos conmutadores interactivos de control remoto se adjudican dinámicamente a los usuarios que solicitan acceso a un programa interactivo. Cada conmutador está conectado con un modulador ágil 220, 222, 224, 226, 228 de frecuencia, para adjudicar al conmutador un canal virtual, a fin de conectar una señal desde el bus 250 con un usuario específico en una sede remota. Cada conmutador se adjudica a un único usuario, por lo que el número de conmutadores presentes en el extremo de cabecera es el factor limitador del número de usuarios que pueden interactuar simultáneamente. Si se supone que sólo una porción de los usuarios interactuará simultáneamente, se utiliza un algoritmo para determinar el número óptimo de conmutadores remotos necesarios para asegurar un porcentaje aceptable de acceso.
Después de atravesar los moduladores ágiles 220, 222, 224, 226, 228 de frecuencia, las señales del bus 250 de señal de vídeo avanzan a través del sistema 260 de cable (o televisión emitida). Las señales pueden atravesar la alimentación 262 de RF y el amplificador 230. La caja de sobremesa 232, 234, 236 del usuario, que contiene un demodulador ágil de frecuencia, está sintonizada con el modulador ágil 220, 222, 224,226, 228 de la frecuencia asociada. La señal descodificada de la caja 232, 234, 236 de sobremesa se exhibe en el monitor 10 de televisión.
Cuando un usuario desea interactuar, el usuario emite un comando al controlador 9. El comando es recibido por la caja 232, 234, 236 de sobremesa. Una solicitud de usuario se envía por el cable u otro sistema 260 de transmisión a uno de los conmutadores remotos 210, 212, 214, 216, 218. En el momento oportuno, basándose en la solicitud del usuario y el algoritmo para la interactividad que acompaña al programa, el conmutador remoto realiza un corte durante un intervalo de blanqueo vertical entre una señal en el bus 250 y otra señal en el bus 250. El resultado de esta conmutación es modulado por uno de los moduladores ágiles 220, 222, 224, 226, 228 de frecuencia y enviado por el canal virtual al usuario, que ve un corte sin fisuras entre una imagen y otra, como resultado de la interacción. La señal entregada al usuario puede ser de ancho de banda completo o de vídeo comprimido. Análogamente, la señal de vídeo en el bus 250 que entrega la señal simultánea a los múltiples conmutadores remotos 210, 212, 214, 216, 218 puede ser de vídeo comprimido. Esta realización admite una caja de usuario remoto de coste relativamente bajo porque el equipo conmutador más costoso está situado en el extremo de cabecera, y cada conmutador remoto puede adjudicarse a cualquier usuario. Por lo tanto, el coste se extiende sobre la mayor población de usuarios.
Como ejemplo, se supone que la señal recibida por el receptor 206 se sitúa en la línea 270 de bus del bus 250 de señal de vídeo, y se remite a la caja 236 de sobremesa y se exhibe en el monitor 10. En algún momento, la caja 236 de sobremesa causa que se genere una solicitud de usuario. La solicitud de usuario se basa en una entrada actual o pasada en el controlador 9 y/o información almacenada en la caja 236 de sobremesa (p. ej., la información almacenada podría ser información de respuestas anteriores del usuario, o información del perfil personal). El sistema 260 de televisión por cable puede amplificar la solicitud del usuario en el amplificador 230, llevando a la vez la solicitud del usuario al modulador ágil 226 de frecuencia, que comunica la solicitud al conmutador remoto 216. Durante el intervalo de blanqueo vertical, el conmutador remoto 216 se desconecta de la vieja línea 270 de bus y conmuta a la línea adecuada en el bus 250 de señal de vídeo, en este ejemplo, la línea 280, basándose en la solicitud del usuario. Esto se muestra con la conexión de línea punteada en 290. La señal de la nueva conexión (recibida por el receptor 204) se envía a través del modulador ágil 226 de frecuencia por el canal 47 y el sistema 260 de televisión por cable a la caja 236 de sobremesa del usuario. La nueva señal se exhibe sin fisuras en el monitor 10 de televisión, sin que ocurra ninguna conmutación en la caja 236 de sobremesa.
Como alternativas al extremo 300 de cabecera del cable y al televisor 260 por cable de la Figura 7, puede utilizarse una centralita telefónica y/o líneas telefónicas. Esta alternativa permitiría que las cajas 232, 234, 236 de sobremesa recibieran programación interactiva desde una compañía telefónica o un extremo de cabecera de cable mediante comunicación telefónica.
Las Figuras 3-6 muestran las realizaciones preferidas del receptor 7 y el selector 8 de señal para permitir la conmutación transparente libre de parpadeos y sin fisuras entre las señales de vídeo digital en el mismo canal, o en diferentes canales. Estas realizaciones pueden conectarse con cualquier medio de transmisión, o conectarse simplemente a la salida de cualquier medio de almacenamiento autónomo para el programa interactivo multiplexado y digitalizado. Preferiblemente, tanto el receptor 7 como el selector 8 de señal son componentes de una caja 11 de programas interactivos, que se conecta a un televisor o a otro monitor de visualización. Alternativamente, la funcionalidad requerida del receptor 7 de RF, el selector 8 de señal y el monitor podrían combinarse todas en un ordenador personal estándar, mediante la adición de unos pocos componentes al ordenador personal. Para proporcionar esta capacidad, sólo se necesita añadir una placa demoduladora de RF, un demultiplexador digital, uno o más descompresores, uno o más almacenes temporales y componentes de sincronización al ordenador personal. Estos elementos, y otros componentes cualesquiera, deben añadirse al procesador y elementos de almacenamiento del PC, según se revela en las Figuras 3-5. En esta realización, el usuario efectúa selecciones mediante el teclado del ordenador. La Figura 3 muestra una realización con un único almacén temporal de tramas analógicas. La Figura 4 incluye pares de demoduladores de RF, correctores de errores y demultiplexadores, y/o un par de almacenes temporales de vídeo digital, según se describe más adelante. La Figura 5 utiliza una única memoria multitrama digital. La Figura 6 se refiere a un procedimiento alternativo de utilización de la memoria 190 descrita en la Figura 5, e ilustra el almacenamiento temporal del contenido de la memoria a lo largo del tiempo. Los elementos similares de circuito que aparecen en las Figuras 3-5 se mencionan utilizando los mismos números de referencia.
La Figura 3 muestra una realización que permite una conmutación de vídeo sin fisuras entre dos o más señales de vídeo digital distintas. Según se muestra en la Figura 3, un microprocesador 108 está conectado con el demodulador 102 de RF y el demultiplexador digital 106. El microprocesador 108 dirige la demodulación y el demultiplexado del canal y flujo de datos adecuados para obtener la señal de vídeo correcta. El canal adecuado se determina por el examen de la entrada del usuario en la interfaz 130 de usuario, y/o cualquier otra información o criterio (tal como la información de perfil personal) almacenado en la memoria RAM/ROM 120. Por ejemplo, la memoria RAM/ROM 120 podría almacenar comandos proporcionados dentro de las señales de vídeo, según se expone en la patente Nº 4.602.279. La interfaz 130 de usuario puede ser un receptor infrarrojo, inalámbrico, o con cable, que recibe información desde la unidad 9 de control de elección múltiple.
El demodulador 102 de RF es parte del receptor 7, y demodula datos del canal emisor dirigido por el microprocesador 108. Después de que se ha demodulado el flujo de datos, atraviesa un circuito 104 de corrección adelantada de errores, hacia un demultiplexador digital 106. El demultiplexador está controlado por el microprocesador 108 para proporcionar una señal de vídeo específica entre un cierto número de señales de vídeo que pueden ubicarse dentro del flujo de datos en el canal emisor demodulado. Luego la señal de vídeo demultiplexada es descomprimida y descodificada por el descompresor/descodificador 110. El descompresor/descodificador 110 incluye un convertidor de digital a analógico para convertir la señal descomprimida en una señal analógica. La señal de vídeo analógico es sincronizada por un circuito sumador 150 de sincronización y un generador 140 de sincronización. La señal de vídeo analógica es luego almacenada temporalmente por un almacén 160 de tramas de vídeo analógico. La señal de vídeo almacenada es modulada por un modulador 170 en una señal compatible con NTSC.
Utilizando un almacén temporal 160 de tramas de vídeo analógico y retardando la visualización de una señal dada, se concede tiempo suficiente para que el descompresor/descodificador 110 enganche, descomprima, convierta a analógica y espere el intervalo vertical resultante de una segunda señal de vídeo. Por ejemplo, supongamos que la señal A de vídeo está siendo actualmente procesada y transferida a través del circuito mostrado en la Figura 3, y exhibida en el televisor o monitor 10. Basándose en una selección del usuario, el microprocesador 108 dirige al demultiplexador digital 106 y al demodulador 102 de RF para conmutar a otra señal de vídeo, la señal B de vídeo. Para lograr esto, el vídeo analógico de la primera señal de vídeo digital, la señal A de vídeo, junto con la sincronización de vídeo, se suministra al almacén temporal 160 de tramas de vídeo analógico. Este almacén puede abarcar la imagen completa de vídeo para un número "n" de tramas, después de lo cual la señal se emite a la pantalla. En efecto, una señal A de vídeo retardado se visualiza un número "n" de tramas después de que la señal ha sido recibida por el receptor de televisión. Cuando el usuario selecciona un itinerario de vídeo distinto mediante la pulsación de un botón o panel, el microprocesador instruye al demultiplexador digital 106 para que cese de descodificar la señal A y conmute a la señal B para comenzar a descodificar la señal B en lugar de la señal A.
Mientras esto está ocurriendo, incluso aunque el descompresor/descodificador 110 ya no esté descomprimiendo la señal A de vídeo, la pantalla está mostrando aún la señal A de vídeo, porque está siendo leída desde el almacén temporal 160. En cuanto tiene lugar la descompresión y descodificación, el microprocesador 108 busca el siguiente intervalo de blanqueo vertical (IBV) e instruye al almacén temporal 160 de tramas de vídeo analógico para que conmute a su entrada, en lugar de a su salida almacenada, al ocurrir el IBV.
Como el demodulador 102 de RF, el corrector adelantado 104 de errores, el demultiplexador digital 106 y el descompresor/descodificador 110 requieren un cierto periodo de tiempo para descomprimir y descodificar la trama B de la señal de vídeo en su flujo de datos, el tamaño del almacén temporal 160 debe ser lo bastante grande como para que este procesamiento pueda tener lugar sin interrupción durante la conmutación de las señales de vídeo. Si se desea, el sistema puede continuar utilizando el almacén temporal 160 en anticipación de una futura conmutación. Empleando el microprocesador 108 para manipular la velocidad de llenado y vaciado del almacén temporal 160, el almacén temporal 160 puede llenarse rápidamente con tramas B de señal de vídeo y luego, después de un periodo de tiempo, se reiniciará y estará listo para hacer otra conmutación a otro vídeo de la misma manera. El almacén temporal 160 también puede reiniciarse salteando tramas, o proporcionando un retardo entre las salidas de tramas secuenciales durante un corto tiempo, a fin de llenar el almacén temporal 160. Si se utiliza un retardo para mantener la señal de vídeo o la salida de tramas mientras el almacén temporal 160 está llenándose, puede ocurrir una leve distorsión durante un breve lapso. Debido a que una primera señal de vídeo siempre se exhibe como la salida del almacén temporal después del retardo, el vídeo almacenado enmascara la adquisición y descodificación de una segunda señal de vídeo. Mientras el almacén temporal sea lo bastante grande como para mantener en movimiento el primer vídeo mientras el segundo vídeo está siendo descomprimido y descodificado, tendrá lugar una conmutación sin fisuras.
La Figura 4 muestra una realización alternativa, de sintonizador dual, para la conmutación sin fisuras entre señales de vídeo distintas. En esta realización, el microprocesador 108 controla la selección del canal de RF que es demodulado por los demoduladores 102A, 102B de RF. El flujo de datos demodulados entra a los correctores adelantados 104A, 104B de errores. A la salida de los correctores adelantados de errores, los flujos de datos se transmiten a la entrada de los demultiplexadores digitales 106A, 106B.
Igual que los demoduladores 102A, 102B de RF, los demultiplexadores digitales 106A, 106B están controlados por el microprocesador 108. Esta configuración permite que el microprocesador 108 seleccione independientemente dos señales individuales distintas de vídeo multiplexadas en el tiempo en distintos canales y flujos de datos. Si todas las señales de vídeo de un programa interactivo estuvieran contenidas en un único canal o flujo de datos, sólo sería necesario tener un único demodulador de RF, un corrector adelantado de errores, y un demultiplexador digital conectados en serie y suministrando entrada a los dos almacenes temporales de vídeo digital.
Se proporcionan dos flujos de datos desde los demultiplexadores digitales 106A y 106B. Un flujo de datos lleva información de vídeo perteneciente a la señal de vídeo que el usuario está visualizando actualmente. El segundo flujo de datos lleva la señal de vídeo seleccionada basándose en las selecciones interactivas anteriores y/o actuales del usuario en la interfaz 130 de usuario, según lo determinado por el microprocesador 108.
La información digital en cada uno de los dos flujos se almacena temporalmente en los almacenes 164, 165 de vídeo digital. Luego las señales almacenadas son descomprimidas y convertidas en señales analógicas por los descompresores/descodificadores 110A, 110B, que incluyen convertidores de digital a analógico. Los descompresores 110A, 110B son, preferiblemente, descodificadores MPEG. Un generador local 140 de sincronización se conecta con los circuitos sumadores 151, 152 de sincronización y los circuitos sincronizadores 153, 154 de tramas. Debido a que ambos flujos se sincronizan basándose en señales del mismo generador local 140 de sincronización, cada flujo resulta sincronizado con el otro. En particular, las señales en cada flujo están sincronizadas por trama.
Un conmutador 180 del intervalo de blanqueo vertical (IVB) se conecta al microprocesador 108, para que la entrada pueda conmutarse durante el intervalo de blanqueo vertical del flujo actual, dando como resultado una conmutación sin fisuras para el espectador.
La realización de la Figura 4 funciona de la siguiente manera. Basándose en las respuestas del usuario y los códigos de control, se supone que el microprocesador 108 determina que debería llevarse a cabo una conmutación desde la señal A de vídeo a la señal C de vídeo. El demodulador 102A de RF y el demultiplexador digital 106A están procesando la señal de vídeo actualmente visualizada, la señal A de vídeo, que está avanzando a través de los componentes 164, 110A, 151, 153, 180 de la rama superior. Se emite un comando desde el microprocesador 108 al demodulador 102B de RF, que ordena una conmutación al canal y flujo de datos en el que sitúa la señal C de vídeo. El microprocesador 108 también instruye al demultiplexador digital 106B para proporcionar la señal C de vídeo desde al flujo de datos recibidos al almacén temporal 165 de vídeo digital.
En este punto, el demodulador 102A de RF y el demultiplexador digital 106A aún están recibiendo y procesando independientemente la señal A de vídeo, que continúa a través de la rama superior del circuito.
En un cierto punto, el descompresor/descodificador digital 110B en la rama inferior comenzará a llenarse con tramas C de vídeo. Después de que la señal C de vídeo sea descomprimida y descodificada, se convierte en analógica. Un generador local 140 de sincronización inserta sincronización tanto local como de trama a la señal C de vídeo mediante el circuito sumador 152 de sincronización y el circuito sincronizador 154 de trama, a fin de sincronizarla con la señal A de vídeo actualmente exhibida, que aún está siendo suministrada desde el almacén temporal 164 de vídeo digital. En el punto de conmutación oportuno, disparado por los códigos de programación proporcionados con cada señal A y C de vídeo, el microprocesador dirige el conmutador 180 de IBV para conmutar en el intervalo de blanqueo vertical desde el vídeo A al vídeo C, en cuyo momento el vídeo C aparecerá entonces sin fisuras en el monitor 10 del televisor.
Los almacenes temporales 164 y 165 de vídeo digital pueden utilizarse en el circuito de la Figura 4, pero son optativos. Sin embargo, en una realización alternativa, los almacenes temporales 164 y 165 se necesitarían para proporcionar una conmutación sin fisuras si el circuito de la Figura 4 se modificara para incorporar un único demodulador 102 de RF, un único corrector adelantado 104 de errores y un único demultiplexador digital 106 (como en la Figura 3), cada uno con una única entrada y una única salida. En esta realización alternativa, el circuito no puede recibir y demultiplexar independientemente dos flujos de datos en canales de frecuencia distintos. Un almacén temporal se utiliza para almacenar señales de vídeo anteriormente recibidas, mientras que el otro almacén temporal hace pasar rápidamente las señales de vídeo seleccionadas.
Basándose en las mismas hipótesis anteriores, la señal A de vídeo está avanzando a través de la rama superior del circuito, y se desea conmutar a la señal C de vídeo. Sin embargo, en esta realización alternativa, el almacén temporal 164 de vídeo digital está proporcionando el máximo almacenamiento temporal para la señal A de vídeo.
Debido a que se desea conmutar a la señal C de vídeo, el microprocesador 108 dirige al circuito alternativo (que contiene un único receptor 102 de RF, un único corrector adelantado 104 de errores y un único demultiplexador digital 106 conectados en serie) para recibir y demultiplexar el flujo de datos en el cual se halla la señal C de vídeo, que puede ser distinto al de la señal A de vídeo. Cuando la señal C de vídeo está demultiplexada, el microprocesador 108 dirige al almacén temporal 165 de vídeo digital para proporcionar el almacenamiento temporal mínimo de la señal C de vídeo, para que el descompresor/descodificador 110B pueda descomprimir y descodificar rápidamente las señales digitales. Después de la descompresión y descodificación, la señal C de vídeo se sincroniza con la señal A de vídeo. En este momento, la señal A de vídeo se lee para su visualización desde el almacén temporal 164 de vídeo digital. El almacén temporal 164 de vídeo digital debe ser lo bastante grande como para proporcionar tramas de vídeo como salida durante el tiempo que les lleva al demodulador de RF y al demultiplexador digital conmutar a la señal C de vídeo, y el tiempo requerido para la descompresión, descodificación y sincronización de la señal C de vídeo.
Cuando la señal C de vídeo está sincronizada con la señal A de vídeo, el microprocesador dirige al conmutador 180 de IBV para conmutar desde la señal A de vídeo a la señal C de vídeo en el intervalo de blanqueo vertical de la señal A de vídeo, proporcionando por ello una conmutación sin fisuras y libre de parpadeo.
En este momento, el almacén digital 165 de vídeo digital comenzará a utilizar el almacenamiento temporal máximo, alterando su velocidad de llenado/vaciado según lo anteriormente descrito con respecto a la realización de la Figura 4. Cuando se logre el almacenamiento temporal adecuado, puede llevarse a cabo una conmutación a otra señal de vídeo de la misma manera anteriormente descrita.
Otra realización preferida se muestra en la Figura 5. Esta realización también incluye un demodulador 102 de RF, un corrector adelantado 104 de errores y un demultiplexador digital 106. Sin embargo, los circuitos difieren a lo largo del resto de la cadena hasta el televisor o monitor 10. En esta realización, se incorpora una gran memoria 190 y se conecta con la salida del demultiplexador 106, para almacenar la señal compuesta de vídeo digital comprimido. El descompresor/descodificador 110 se inserta a la salida de la memoria comprimida 190. El descompresor/descodificador 110 descomprime la señal digital, convierte la señal en analógica y remite la señal analógica al codificador 170 de RF para su transmisión al monitor 10. Una vez que la señal compuesta de vídeo digital comprimido se suministra a la memoria comprimida 190, el microprocesador 108 ordena que se coloque un puntero en alguna parte a lo largo de la señal de vídeo digital comprimido. Basándose en la colocación del puntero, se leerán distintas tramas y distintos segmentos de la señal compuesta de vídeo digital desde la memoria 190, para su descompresión y descodificación. Las distintas señales de vídeo se distinguen entre sí porque están etiquetadas, preferiblemente mediante cabeceras. Suponiendo que la señal A de vídeo ha sido seleccionada para su reproducción en el monitor 10, la memoria digital comprimida 190 se llena con tramas A. Suponiendo que se desea una conmutación a la señal C de vídeo, el microprocesador 108 ordena al demodulador 102 de RF y al demultiplexador digital 106 que comiencen a llenar la memoria comprimida 190 con tramas C de vídeo. El puntero descodificador comienza a bajar. En cuanto un número suficiente de tramas C hayan entrado a la memoria comprimida 190, el puntero saltará luego al comienzo de las tramas C. Las tramas C se suministran luego al descompresor/descodificador 110, donde las tramas digitales se convierten en una señal analógica.
El vídeo digital se multiplexa en una serie de paquetes fácilmente identificables. Estos paquetes pueden contener tramas comprimidas completas de vídeo (tramas I) o pueden incluir sólo las diferencias entre las tramas completas (tramas B o tramas P). Para poder reconstruir las imágenes completas de vídeo, el descompresor/descodificador 110 necesita tener un número mínimo de tramas I, P y B. En esta realización, la memoria 190 del almacén temporal se llena con paquetes comprimidos de un flujo dado de datos, incluyendo tramas I, B y P.
Cuando el microprocesador 108 instruye al demultiplexador digital 106 para comenzar a enviar paquetes desde un flujo de datos distinto, no hay manera de estar seguro de que el próximo paquete será un paquete I, necesario para descodificar el segundo flujo de vídeo. Para evitar una ruptura de las imágenes de vídeo, que ocurriría si el descompresor/descodificador 110 comenzase a recibir de repente paquetes desvinculados del flujo que estuviera descodificando, el microprocesador 108 comienza a llenar la memoria 190 con paquetes de la señal C de vídeo, hasta que se determina que está disponible una secuencia completa de tramas I, B y P. En cuanto la secuencia válida está en memoria, el microprocesador 108 mueve el punto de lectura de memoria al comienzo de una secuencia válida de paquetes de señal C de vídeo, de manera tal que el descompresor/descodificador pueda descodificar exitosamente las señales C. Esto da como resultado una conmutación sin fisuras desde la señal A de vídeo a la señal C de vídeo.
Esta realización requiere un canal de datos para permitir una conmutación sincrónica entre un primer flujo de vídeo y un segundo flujo de vídeo. Este canal de datos comprende los códigos ACTV (Advanced Compatible Television -
Televisión Compatible Avanzada) que enlazan entre sí los distintos elementos de programa y los segmentos de información en las distintas señales de vídeo. Además, el canal de datos también comprende pulsos de sincronización y un código temporal para indicar al puntero el momento adecuado para saltar desde una ubicación de memoria que representa una señal de vídeo a una ubicación de memoria que representa otra señal de vídeo, a fin de permitir una conmutación sin fisuras.
El microprocesador 108 lee la señal de datos del demultiplexador digital 106 y comunica los datos relevantes al circuito sumador 150 de sincronización, que está conectado con el generador 140 de sincronización. El microprocesador 108 es capaz, entonces, de comunicarse sincrónicamente con la memoria 190.
El código temporal enviado identificará la temporización para una imagen, así como para imágenes múltiples, y trabará entre sí las distintas imágenes. Esto se hace mediante el empleo de relojes similares tanto en el extremo de transmisión como en el receptor. Un código temporal se emplea a fin de mantener los relojes, tanto en el extremo de transmisión como en el de recepción, conectados sincrónicamente entre sí. Una vez que los relojes en ambos extremos están funcionando sincrónicamente, cada uno de los flujos de vídeo multiplexados debe sincronizarse con los relojes. A fin de sincronizar el flujo de vídeo multiplexado con los relojes, cada uno de los canales individuales debe remitirse a un punto común de referencia, y debe identificarse.
En la realización preferida, se incorporaría una cabecera de paquete a la capa de transporte de la señal MPEG para identificar los diversos canales. La cabecera del paquete también incluiría información en cuanto a dónde insertar el intervalo de blanqueo vertical. En MPEG, el intervalo de blanqueo vertical no se transmite desde el extremo de cabecera. Por lo tanto, el intervalo de blanqueo vertical debe generarse localmente. El ojo del paquete de cabecera identificará en qué momento cobra existencia el intervalo de blanqueo vertical, a fin de efectuar una conmutación sin fisuras entre imágenes analógicas. En resumen, la combinación de un reloj y la información empotrada tanto en la capa de transporte de MPEG como en un paquete distinto en un canal de datos distinto efectúa el enlace entre cada señal de vídeo y un correspondiente instante. El canal de datos también incluye información que indica cuándo todas las diversas señales de vídeo estarán en sincronización entre sí. Es en estos puntos que el microprocesador 108 puede dirigir al puntero para saltar desde una ubicación a otra ubicación, en un momento (tal como durante el IBV) en que resulte una conmutación sin fisuras.
La Figura 6 muestra un procedimiento para utilizar la memoria 190 descrita con respecto a la Figura 5. La Figura 6 muestra una secuencia temporizada de señales de vídeo que se almacenan en la memoria 190. En la Figura 6, el descompresor/descodificador 110 requiere, por ejemplo, cinco tramas específicas de vídeo antes de que pueda comenzar la descompresión y descodificación. Específicamente, el descompresor/descodificador 110 requiere las tramas A, a, a, a, A, B, b, b, b, B, o C, c, c, c, C, y así sucesivamente. Debido al algoritmo de compresión MPEG empleado, ciertas tramas de señales de vídeo (representadas por las letras minúsculas) no pueden descodificarse y descomprimirse sin utilizar información dentro de ciertas otras tramas comprimidas (representadas por letras mayúsculas).
En el momento T0 el espectador está mirando el canal A, la memoria está llena con tramas vinculadas al canal A, y el puntero está apuntando a la trama A_{1}. En el instante T1, se ha suministrado A_{1} al descompresor/descodificador 110 y el microprocesador 108 ha conmutado al canal C. Igual que con un almacén temporal, el contenido de memoria se desplaza de forma tal que se almacenen nuevos datos c_{1} y los datos a_{2} estén listos para su suministro al descompresor/descodificador 110, porque el puntero está situado en a_{2}. En este momento, el microprocesador 108 está monitorizando los datos según llegan para determinar cuándo están presentes datos relacionados con el canal C. En el momento T2, se almacena c_{2}, y el contenido de la memoria se desplaza de forma tal que a_{3} esté listo para la salida. En el momento T3, se lee C_{3} en la memoria y el contenido se desplaza nuevamente de forma tal que a_{4} esté listo para la salida. La posición del puntero no ha cambiado. En el momento T4, se almacena la señal c_{4} de vídeo comprimido. La trama A_{5} se presenta para su salida en la ubicación del puntero. En el momento T5, se almacena c_{5}, mientras que los datos se desplazan nuevamente y a_{6} está listo para la salida.
En este ejemplo, el microprocesador 108 reconoce inmediatamente los datos c_{6} y C_{7} del canal C en los instantes T6 y T7, y continúa desplazando los datos en memoria sin mover el puntero. Por lo tanto, las tramas a_{7} y a_{8} de datos del canal A se suministran al descompresor/descodificador 110. En el instante T8, hay suficientes datos del canal C como para comenzar una secuencia de descodificación, suponiendo que el descompresor/descodificador 110 requiere tres tramas (c, c, c) que hagan referencia a dos tramas (C, C) con fines de descompresión y descodificación. Por lo tanto, en el instante T8, el puntero se mueve para apuntar a la trama C_{3}, que será la próxima trama suministrada al descompresor/descodificador 110. La trama C_{3} se emplea en la descompresión y descodificación de una o más de las tramas c_{4}, c_{5} y c_{6}
En lugar de suministrar individualmente las señales de vídeo comprimidas, puede suministrarse el grupo de C_{3}, c_{4}, c_{5}, c_{6} y C_{7} al descompresor/descodificador 110 de una vez. Esta es la técnica preferible allí donde se requiere C_{7} para descodificar las tramas precedentes (es decir, c_{4}, c_{5} o c_{6}).
Igual que con los ejemplos anteriormente descritos y mostrados en las Figuras 3 y 4, el almacén temporal puede alterar sus velocidades de llenado y vaciado para proporcionar un almacenamiento temporal máximo. Si esto se lleva a cabo, el puntero se reiniciará a su posición original, según se muestra en la Figura 6 en el instante Tn.
Utilizando las Figuras 3-6 y la anterior descripción de memorias y almacenes temporales, es posible proporcionar una conmutación sin fisuras para conmutar sin parpadeo entre canales interactivos del sistema de televisión interactiva de esta invención.
Se apreciará que las variaciones y modificaciones para las realizaciones descritas e ilustradas pueden hacerse dentro del alcance de las reivindicaciones adjuntas.

Claims (11)

1. Un sistema de recepción de televisión interactiva para recibir programación de televisión interactiva, comprendiendo la programación de televisión interactiva una o más señales de programas interactivos situadas en una o más frecuencias de comunicación, comprendiendo cada señal de programa de televisión interactiva un flujo de datos que contiene una pluralidad de señales de vídeo digitalmente comprimidas, y comprendiendo el sistema de recepción:
una interfaz (130) de usuario para recibir las selecciones del abonado;
un microprocesador (108), conectado con la interfaz de usuario, para seleccionar una de las señales de vídeo y dirigir una conmutación a la señal de vídeo seleccionada;
medios para recibir (7) y demodular (102) independientemente una señal de programa interactivo desde una o más frecuencias de comunicación;
medios para demultiplexar (106) las señales recibidas de programa interactivo en dos señales de vídeo;
un primer descompresor/descodificador (110A) para descomprimir una de dichas dos señales de vídeo;
medios (10) para exhibir dicha señal de vídeo seleccionada;
en el cual los abonados en dicho sistema de televisión interactiva seleccionan independientemente dicha programación de televisión interactiva
caracterizado porque
el sistema comprende adicionalmente un par de almacenes temporales (164, 165) de vídeo digital, recibiendo cada almacén temporal una señal de vídeo que comprende una pluralidad de tramas digitales compuestas comprimidas del medio de demultiplexado, y almacenando temporalmente su respectiva señal de vídeo demultiplexada;
un segundo descompresor/descodificador (110B), conectado cada uno de los descompresores/descodificadores con un respectivo almacén temporal de vídeo digital, para descomprimir las señales de vídeo almacenadas y convertir las señales descomprimidas en dichas dos respectivas señales de vídeo estándar analógico;
un par de medios (151, 152, 153, 154) de sincronización, conectado cada medio de sincronización con el descompresor/descodificador, para sincronizar dichas dos respectivas señales de vídeo estándar analógico; y
un conmutador (180) del intervalo de blanqueo vertical, conectado con cada medio de sincronización y con los medios (10), para exhibir la conmutación sin fisuras entre dichas señales sincronizadas de vídeo estándar analógico durante el intervalo V de blanqueo vertical de la señal de sincronización actual.
2. Un sistema interactivo de recepción de televisión, según la Reivindicación 1, en el cual una de las señales de vídeo digital contiene una señal emitida estándar de un suceso.
3. Un sistema interactivo de recepción de televisión según las Reivindicaciones 1 o 2, en el cual una de las señales de vídeo digital contiene una vista de cerca de un suceso.
4. Un sistema interactivo de recepción de televisión según cualquiera de las Reivindicaciones precedentes, en el cual una de las señales de vídeo digital contiene una vista continuamente actualizada de los momentos destacados de un suceso.
5. Un sistema interactivo de recepción de televisión según cualquiera de las Reivindicaciones precedentes, en el cual una de las señales de vídeo digital contiene información estadística.
6. Un sistema interactivo de recepción de televisión según cualquier Reivindicación precedente, en el cual las señales multiplexadas de vídeo digital han sido transmitidas por un único canal de cable.
7. Un sistema interactivo de recepción de televisión según cualquiera de las Reivindicaciones 1 a 6, en el cual las señales de vídeo digital han sido transmitidas por un sistema de televisión por cable.
8. Un sistema interactivo de recepción de televisión según cualquiera de las Reivindicaciones 1 a 6, en el cual las señales de vídeo digital han sido transmitidas por un canal de televisión emitida.
9. Un sistema interactivo de recepción de televisión según cualquiera de las Reivindicaciones 1 a 6, en el cual las señales de vídeo digital han sido transmitidas por un satélite emisor directo.
\newpage
10. Un sistema interactivo de recepción de televisión según cualquiera de las Reivindicaciones 1 a 6, en el cual las señales de vídeo digital han sido transmitidas por un canal NTSC de seis MHz.
11. Un procedimiento de recepción de programación de televisión interactiva, en el cual la programación de televisión interactiva se compone de una o más señales de programa interactivo situadas en una o más frecuencias de comunicación, en el cual las señales de programa interactivo comprenden señales de vídeo digitalmente comprimidas que contienen información de vídeo y de comando, comprendiendo el procedimiento las etapas de:
recibir una o más selecciones de un usuario;
recibir una señal de programa interactivo;
demultiplexar la señal recibida de programa interactivo para obtener las señales de vídeo comprimido primera y segunda, que comprenden una pluralidad de tramas compuestas digitales comprimidas; y
conmutar entre las señales de vídeo analógico primera y segunda para su visualización
caracterizado por descomprimir y descodificar independientemente dichas señales H de vídeo comprimido primera y segunda, para obtener dichas señales de vídeo analógico primera y segunda;
sincronizar independientemente por tramas las señales de vídeo analógico primera y segunda, para obtener las señales de vídeo sincronizado primera y segunda;
pasar dichas señales de vídeo sincronizado primera y segunda a través de un conmutador del intervalo de blanqueo vertical; determinar si es necesaria una conmutación procesando las selecciones del usuario y la información de comando primera y segunda en un procesador; y
instruir al conmutador (180) del intervalo de blanqueo vertical para conmutar sin fisuras entre dichas señales de vídeo sincronizadas primera y segunda sólo si el procesador determina que es necesaria una conmutación; y
exhibir la señal de vídeo que pasa a través del conmutador del intervalo de blanqueo vertical.
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