ES2330076T3 - Sistema de television interactiva. - Google Patents
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Abstract
Un sistema de televisión interactiva que tiene una pluralidad de receptores de televisión de abonado, teniendo cada uno de dichos receptores de televisión una pluralidad de canales de recepción, con diferentes frecuencias de comunicación asociadas, comprendiendo dicho sistema de televisión interactiva: medios (5, 260, 262, 300) de transmisión de programación de televisión conectados por medio de una red de distribución de televisión de abonado con dichos receptores de televisión para proporcionar programación de televisión interactiva transmitida a los mismos, comprendiendo dichos medios (5, 260, 262, 300) de transmisión de programación de televisión medios para proporcionar de manera sustancialmente simultánea una señal de comunicación de programa de televisión interactiva de información múltiple como dicha programación de televisión interactiva transmitida a dicha red de distribución de abonado; comprendiendo dicha señal de comunicación de programa de televisión interactiva de información múltiple una pluralidad de señales de mensaje de información de programa diferentes proporcionadas de manera simultánea, relacionadas entre sí en tiempo real y contenido; medios (108, 120, 130) de conmutación para seleccionar una de dichas señales de mensaje de información de programa diferentes en respuesta a una señal de control que corresponde a un receptor de televisión particular, seleccionando y recibiendo cada uno de dichos receptores (7) de televisión de manera independiente cualquiera de dichas señales de mensaje de información de programa; caracterizado porque los medios de transmisión de programación de televisión comprenden además un canal de datos para habilitar una conmutación síncrona entre una primera y una segunda de las señales de mensaje de información de programa que transportan un código de tiempo; y se proporcionan una memoria (160, 164, 165) intermedia de vídeo, dicha memoria intermedia de vídeo para almacenar una pluralidad de tramas de vídeo que van a visualizarse; y medios (108) de control, dichos medios de control para controlar una tasa de vacío de dicha memoria intermedia de vídeo; en el que cada uno de dichos medios (108,120, 130) de conmutación comprende medios para proporcionar un retardo durante una conmutación desde un canal seleccionado en primer lugar a un canal seleccionado a continuación, para habilitar de ese modo a dichos medios (8, 9, 108, 120, 130) de conmutación para reconstruir adecuadamente la señal en el canal seleccionado a continuación durante una conmutación desde dicho canal seleccionado en primer lugar a dicho canal seleccionado a continuación de modo que en cada receptor de televisión la conmutación entre los canales de un programa de televisión interactiva de información múltiple ocurra sin un retardo perceptible visualmente, y en el que dichos medios (108) de control ajustan posteriormente una tasa de vacío de dicha memoria intermedia de vídeo para llenar dicha memoria intermedia de vídeo con señales de vídeo de dicha trama seleccionada a continuación.
Description
Sistema de televisión interactiva.
La presente invención se refiere a un sistema de
televisión interactiva, que proporciona programación
interactiva.
Los sistemas interactivos se conocen bien en la
técnica. Sincronizando pistas paralelas de un medio de
almacenamiento de información, y relacionando el contenido de las
diversas pistas, se ha descubierto que podría simularse la
actividad interactiva. Por ejemplo, la patente estadounidense n.º
3,947,972 da a conocer el uso de una cinta de audio multipista
sincronizada en tiempo para almacenar conversaciones educativas. Una
pista se emplea para retransmitir preguntas educativas a un
usuario, y el resto de las pistas, que pueden seleccionarse mediante
un mecanismo de conmutación, se usan para transportar mensajes de
respuesta.
Estos sistemas progresaron hasta la televisión
interactiva, en la que la difusión múltiple o canales por cable se
conmutaban en respuesta a selecciones del usuario para proporcionar
una operación interactiva. La patente estadounidense n.º 4,847,700
da a conocer un sistema de televisión interactiva en el que una
señal de vídeo común se sincroniza con una pluralidad de canales de
audio para proporcionar contenido relacionado con las respuestas que
puede seleccionar el usuario.
La patente estadounidense n.º 4,264,925 da a
conocer el uso de un sistema de televisión por cable convencional
para desarrollar un sistema interactivo. Los canales de televisión
estándar con contenido sincronizado en tiempo se emiten a una
pluralidad de usuarios. Cada usuario conmuta entre canales
receptivos a preguntas para proporcionar interactividad.
Estos sistemas se han adaptado para incluir
funciones de memoria de modo que el sistema puede ser más
interactivo, individualmente receptivo, y de modo que pueden darse
mensajes personalizados a diversas categorías de usuarios
receptivos a cuestiones de información. El documento de patente
WO-A-9311617 da a conocer un sistema
de televisión por cable interactiva en el que se usan señales de
vídeo digitales para proporcionar una visión personalizada
receptiva a las selecciones del usuario. La patente estadounidense
n.º 4,602,279 da a conocer el uso de una memoria para almacenar
perfiles demográficos de espectadores de televisión. Esta
información se almacena para recuperarse después para proporcionar,
por ejemplo, publicidad específica objetivo.
En realizaciones, las señales de vídeo se
convierten a formato digital para la 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 a través de líneas telefónicas convencionales. Si se desea,
las diversas señales de vídeo digitales pueden comprimirse antes de
la transmisión. La compresión permite transmitir un número incluso
mayor de señales de vídeo a través de un canal del medio de
transmisión. Un multiplexor combina las diversas señales digitales
en un número reducido de flujos de datos de transmisión para la
transmisión. Los diversos canales de televisión de NTSC pueden
asignarse de un modo predeterminado para maximizar el número de
señales que pueden transmitirse de manera simultánea. El multiplexor
en conjunción con el sistema de transmisión de televisión
multiplexa los flujos de datos deseados sobre los canales deseados,
y transmite tres señales a través de los canales de NTSC. El número
de señales de vídeo que pueden multiplexarse sobre un flujo de
datos sobre un único canal de transmisión variará dependiendo de las
señales de vídeo que van a transmitirse. Los canales de televisión
que contienen un flujo de datos de señales de vídeo multiplexadas
pueden transmitirse a través de una red de distribución de
televisión por cable estándar, o un sistema de transmisión por
satélite de difusión directa. Un receptor recibe uno o más canales
de televisión, conteniendo algunos o todos un flujo de datos
multiplexados de señales de vídeo o señales de vídeo digitales no
multiplexadas, y en conjunción con un selector de señales,
selecciona un canal de datos/flujo de datos particular para la
reproducción, selecciona entonces una señal de vídeo particular de
la señal multiplexada del flujo de datos, y finalmente expande la
señal de vídeo, si es necesario, para reproducirla en un monitor de
televisión. Un controlador de elección múltiple opera para
controlar el receptor y el selector de señales para seleccionar una
señal de vídeo particular para la reproducción. Si se recibe más de
un canal, el controlador de elección múltiple puede programarse
para mapear con los diferentes canales, y las señales múltiples
sobre los mismos, en una representación numérica de canales en
serie para simplificar el uso al usuario. El selector de señales
incluye el aparato de expansión necesario que se corresponde con el
esquema de compresión en uso.
En la práctica, un usuario selecciona un
programa interactivo deseado que va a ver. Usando el controlador de
elección múltiple, el usuario responde de manera seleccionable a
visualizaciones de información o mensajes de preguntas y el
selector de señales selecciona una señal de vídeo multiplexada
particular y demultiplexa, expande y visualiza la señal de vídeo
seleccionada. Como alternativa, el selector de señales 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 pudiera mapearse con un flujo de datos sobre un
único canal, el selector de señales en conjunción con el receptor se
programa para conmutar entre las diversas señales de vídeo dentro
de un flujo de datos multiplexado así como entre flujos de datos de
entre los diversos canales de difusión para proporcionar el nivel
necesario de interactividad.
Los diversos segmentos de información en las
diversas señales de vídeo se relación preferentemente en tiempo
real y contenido de modo que puede tener lugar una conversación
interactiva cuando la señal de vídeo se reproduce y el usuario
responde a las diversas preguntas en las señales de vídeo. El uso de
múltiples señales por canal puede usarse para muchos tipos de
programas interactivos, incluyendo los descritos en las patentes
estadounidenses anteriormente mencionadas, por ejemplo, ángulos de
cámara múltiple sincronizados en campo procedentes de un evento
deportivo, o un programa de juegos interactivo.
En una realización bidireccional, las diversas
señales que comprende el programa interactivo pueden conmutarse en
la cabecera de red en lugar de en el receptor. Esta realización
puede usarse en un sistema de televisión por cable, un sistema por
satélite de difusión directa, un sistema telefónico convencional
modificado para recibir señales de vídeo digitales, o cualquier
otro sistema de transmisión adecuado que pueda enviar señales de
vídeo digitales. La unidad de control de selección múltiple, en
lugar del controlador de elección múltiple manual, selecciona una
señal de vídeo deseada relacionando las selecciones de elección
múltiple del usuario a través de una caja de relés de vuelta a una
estación de conmutación remotamente ubicada, preferentemente la
fuente de televisión por cable. Las selecciones de elección múltiple
pueden retransmitirse a la estación de conmutación por cualquier
medio convencional, tal como transmisión de FM, teléfono o
televisión por cable bidireccional. Si la programación interactiva
está transmitiéndose a través de una línea telefónica, las
selecciones de elección múltiple pueden retransmitirse de vuelta a
través de la línea telefónica de sistema. La estación de
conmutación recibe la selección de elección múltiple del usuario y
encamina la señal correcta hacia el canal de cable, línea
telefónica, u otro medio de transmisión adecuado para el usuario
particular. En una disposición de este tipo, sólo se requiere un
único enlace entre el abonado o receptor y la cabecera de red de
modo que puede usarse un enlace de canal para recibir una pluralidad
de diferentes selecciones de canal dependiendo de la elección
interactiva retransmitida desde el receptor al conmutador de vídeo
en la cabecera de red.
Si se desea, el enlace bidireccional puede
usarse para otros fines, tal como para transmitir datos demográficos
de usuario de vuelta a la fuente de programación por motivos
comerciales, o para permitir, por ejemplo, a un jugador de un
programa de juegos interactivo ganar premios.
Cuando se requiere un cambio de canal por una
respuesta de usuario a un interludio interactivo, se programa un
ligero retardo imperceptible para permitir al algoritmo de expansión
una oportunidad para ajustarse en el cambio rápido de una señal de
vídeo a otra. Durante el retardo, se muestra información de vídeo
obtenida anteriormente mientras que el sistema interactivo
localiza, recibe, demultiplexa, descomprime, decodifica y procesa
la nueva señal de vídeo. Esto permite al sistema interactivo
conmutar la nueva señal de vídeo sin que aparezca parpadeo ni
distorsión en la pantalla de televisión, es decir, se proporciona
conmutación sin interrupciones.
Se dan a conocer diferentes procedimientos para
conseguir esta conmutación sin interrupciones. Uno de ellos implica
una memoria intermedia de trama de vídeo analógica. Otro usa dos
sintonizadores. Otras alternativas incluyen: (a) usar dos memorias
intermedias de vídeo digital; (b) usar una memoria grande; (c) usar
una memoria intermedia grande en una realización similar a la de
(b); y (d) conmutar en la cabecera de red de cable.
A continuación en el presente documento, se
describirán realizaciones de la presente invención, a modo de
ejemplo, con referencia a los dibujos adjuntos, en los que:
la figura 1 es un diagrama de bloques de un
sistema de televisión interactiva de la presente invención;
la figura 2 es un diagrama de bloques del
sistema de la presente invención en una configuración de transmisión
bidireccional;
la figura 3 es un diagrama de bloques de una
realización para conseguir una conmutación sin interrupciones entre
señales de vídeo;
la figura 4 es un diagrama de bloques que
muestra una realización alternativa para conseguir conmutación sin
interrupciones entre señales de vídeo;
la figura 5 es un diagrama de bloques que
muestra otra alternativa para conseguir conmutación sin
interrupciones entre señales de vídeo;
la figura 6 es un procedimiento alternativo para
conseguir conmutación sin interrupciones usando la memoria mostrada
en la figura 5 como una memoria intermedia; y
la figura 7 es una realización alternativa para
conseguir conmutación sin interrupciones conmutando canales en la
cabecera de red de cable.
\vskip1.000000\baselineskip
La presente invención es un sistema de
televisión interactiva en el que se proporciona de manera simultánea
a una pluralidad de espectadores, una pluralidad de señales de
mensaje de información de programa diferentes. Se proporciona una
pluralidad de señales 1 de vídeo. Las señales 1 de vídeo pueden ser,
por ejemplo, diversos ángulos de cámara sincronizados en campo y/o
en audio de un evento deportivo, o un programa de juegos que tiene
un contenido y huésped que actúa de manera receptiva a las
selecciones de usuario. Como alternativa, las señales 1 de vídeo
pueden ser cualquier señal de vídeo adecuada para la conversación
interactiva, tales como las descritas en las patentes
estadounidenses n.º^{s} 4,847,700, 3,947,972, 4,602,279, 4,264,925
ó 4,264,924. Existen diversos tipos de señales de vídeo
relacionadas en tiempo y contenido que son adecuadas para la
operación interactiva. En sistemas anteriores, estas diversas
señales se transmitirían a un receptor sobre canales separados de
difusión o por cable, requiriendo cada uno un canal separado de NTSC
de 6 MHz. En las realizaciones descritas en el presente documento,
las señales 1 de vídeo se dirigen a conversores 2 analógico a
digital ("A/D") que convierten las diversas señales de vídeo a
formato digital para la transmisión. Los conversores 2 A/D pueden
ser de cualquier tipo convencional para convertir señales analógicas
a formato digital. Es posible que no sea necesario un conversor A/D
para cada señal 1 de vídeo, sino en su lugar menos conversores, o
incluso un único conversor que pueda digitalizar diversas señales 1
de vídeo. Pueden suministrarse también programas de vídeo
interactivos a un cable u otra red de distribución en formato
predigitalizado y/o precomprimido.
La conversión digital da como resultado
cantidades muy grandes de datos. Por lo tanto, puede ser deseable
reducir la cantidad de datos que van a enviarse, permitiendo que se
envíen más señales a través de un único canal de transmisión. Por
ejemplo, una única trama de vídeo de NTSC digitalizado representa
más de 350 Kbytes de datos. Por lo tanto, dos horas de vídeo
estándar son aproximadamente 80 Gbytes. Puesto que hay 30 tramas/s
en cada vídeo, la velocidad de transferencia de datos es de 22
Mbytes/s. Esta gran cantidad de datos se reduce preferentemente
mediante la compresión digital.
Con el fin de reducir los requisitos de
transferencia de datos, las diversas señales de vídeo digitales se
comprimen preferentemente antes de la transmisión. El vídeo puede
comprimirse mediante cualquier algoritmo de compresión
convencional, siendo los dos tipos más comunes el "uso intensivo
de procesadores" y el "uso intensivo de la memoria".
El enfoque de uso intensivo de procesadores
realiza la compresión eliminando aspectos no cambiantes de una
imagen desde el procesamiento en la transferencia de información
trama a trama, y a través de otras manipulaciones de información de
imagen que implican cálculos matemáticos que determinan el grado al
que un movimiento dado en una imagen es perceptible por el ojo
humano. Este enfoque depende de una potencia de procesamiento de
alta velocidad en el punto de transmisión. El enfoque de memoria
implica la división de una trama de imagen en cientos de minúsculos
bloques de píxeles, en la que se da a cada bloque un código que
representa su conjunto de colores y variaciones en luminancia. 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, llama al bloque codificado de manera
idéntica procedente de una biblioteca de bloques almacenada en la
memoria del receptor.
Por tanto, el flujo de bits representa una parte
mucho más pequeña de la información de imagen en este enfoque. Este
sistema está limitado generalmente por la variedad de bloques de
imagen que pueden almacenarse en el receptor, que se relaciona
directamente con el tamaño de la memoria y la potencia del
microprocesador.
JPEG, MPEG1 y MPEG2 son ejemplos de técnicas de
compresión comúnmente conocidas que pueden usarse con la
invención.
Se proporcionan compresores 3 de datos para
reducir los datos para cada señal de vídeo que debe transmitirse.
Los compresores 3 de datos pueden ser de cualquier tipo convencional
conocido comúnmente en la técnica para comprimir imágenes de vídeo,
tal como los descritos anteriormente. La compresión de las diversas
señales de vídeo podría realizarse con menos compresores 3 de datos
que un compresor por señal de vídeo. En un sistema de NTSC
analógico convencional, a modo de ejemplo, es habitual 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 incluso más señales de vídeo a través de
un único canal de transmisión. El número de señales que pueden
enviarse a través de un único canal está relacionado generalmente,
por ejemplo, con a) el tipo de vídeo que se está enviando; b) el
esquema de compresión de vídeo en uso; c) el procesador usado y la
potencia de memoria; y d) el ancho de banda del canal de
transmisión. Las técnicas de compresión se aprovechan del hecho de
que en imágenes en movimiento hay un cambio muy pequeño de trama a
trama. Eliminar por edición las redundancias entre tramas y
codificar únicamente los cambios permite tasas de compresión mucho
mayores. El tipo de vídeo que normalmente contiene una gran
proporción de movimiento de alta velocidad, tal como sucede en los
eventos deportivos en directo, tendrá, por lo tanto, las tasas de
compresión más bajas. Por otro lado, las películas que tienen
normalmente una tasa de transmisión de tramas inferior y menor
cambio de trama a trama que un evento deportivo en directo,
conseguirán tasas de compresión superiores. Actualmente, los
esquemas de compresión conocidos comúnmente tienen tasas de
compresión que varían desde 2:1 hasta 10:1 para satélites, y de 2:1
a 5:1 para sistemas de televisión por cable, dependiendo del grado
de movimiento.
Una vez que las diversas señales 1 de vídeo se
han digitalizado y comprimido, el multiplexor 4 combina las
diversas señales digitales en un número reducido de flujos de datos
de transmisión para la transmisión. Por ejemplo, si están
disponibles 68 canales de NTSC, y cada canal puede transmitir o bien
4 señales de vídeo de movimiento lento comprimidas digitalizadas
(por ejemplo, películas) o bien 2 señales de vídeo de alta velocidad
comprimidas digitalizadas (por ejemplo, deportes), entonces los
diversos canales de NTSC deben asignarse de un modo predeterminado
para maximizar el número de señales que pueden transmitirse de
manera simultánea.
Como ejemplo, la frecuencia de difusión que se
corresponde con un primer canal de NTSC puede contener un flujo de
datos de películas no interactivas digitalmente comprimidas
separadas. En esta frecuencia, el flujo de datos contendría señales
de vídeo que representan varias películas. Sin embargo, las señales
de vídeo, a diferencia de las de un programa interactivo, no están
relacionadas en tiempo y contenido. La frecuencia que se corresponde
con un segundo canal podría contener un flujo de datos digital de
un programa de deportes interactivo, que consiste en dos señales de
vídeo de alta velocidad comprimidas multiplexadas que están
relacionadas preferentemente en tiempo y contenido. La frecuencia
que se corresponde con un tercer canal podría contener un flujo de
datos digital de una película interactiva que consiste en cuatro
señales de vídeo comprimidas multiplexadas que están relacionadas
en tiempo y contenido. La frecuencia que se corresponde con un
cuarto canal podría contener una señal de NTSC analógica con
respecto a una programación local. Por lo tanto, usando la
invención, cuatro canales de NTSC podrían contener un canal de
películas multiplexadas, un programa de deportes interactivo, una
película interactiva y programación local.
El multiplexor 4 recibe las señales de vídeo
digitalizadas comprimidas entrantes y en un modo convencional
predeterminado, en conjunción con el transmisor 5, multiplexa la
señal de vídeo deseada sobre los canales deseados, y transmite
estas señales a través de los canales de NTSC. Determinados canales
de NTSC pueden contener sólo una señal de vídeo u otra señal, de
una forma analógica o digital.
Tal como se indicó anteriormente, variará el
número de señales de vídeo que pueden multiplexarse sobre un flujo
de datos en un único canal de transmisión. Asimismo, puede variar el
número de canales que usan flujos de datos. Los flujos de datos de
transmisión se transmiten mediante el transmisor 5 a través de un
medio 6 de transmisión a una estación 7 de recepción. El transmisor
5, el medio 6 y el receptor 7 pueden ser cualquier medio
convencional para transmitir señales de vídeo digitales que incluyen
televisión de difusión abierta, televisión por cable, satélite de
difusión directa, fibra óptica, o cualquier otro medio de
transmisión. Como alternativa, la invención puede ser autónoma en
un sistema independiente, tal como se explica a continuación.
Los medios de transmisión pueden ser también un
sistema telefónico que transmite un flujo de datos de vídeo
digitales. Por tanto, un flujo de datos multiplexado que contiene
varios canales de difusión o un programa interactivo con señales de
vídeo relacionadas puede enviarse directamente a un usuario a través
de una única línea telefónica. Los dispositivos de transmisión
digitales mencionados anteriormente pueden incluir medios para
transmitir señales analógicas también. En una de las realizaciones
preferidas, la señal de transmisión digital se transmite usando un
sistema de televisión por cable. El receptor 7 recibe diversos
canales de NTSC, conteniendo algunos o todos señales de vídeo
digitales multiplexadas o no multiplexadas. Normalmente, se
transmitirá más de un canal mediante el transmisor 5 y se recibirá
por el receptor 7 como un sistema de televisión por cable común.
Sin embargo, cada uno de los canales diferentes puede tener un flujo
de datos que contiene varias señales de vídeo digitalizadas en el
mismo. Por lo tanto, el receptor 7 preferentemente opera en
conjunción con el selector 8 de señales para seleccionar un canal
de NTSC particular para la reproducción, y para seleccionar
entonces una señal de vídeo particular de la señal multiplexada del
flujo de datos, y finalmente descomprimir o expandir la señal de
vídeo comprimida, si es necesario para la reproducción en el monitor
10.
El controlador 9 de elección múltiple opera para
controlar el receptor 7 y selector 8 de señales para seleccionar
una señal de vídeo particular para la reproducción. En la práctica,
un usuario no necesita saber que están en uso múltiples señales por
canal. Si, por ejemplo, estuvieran en uso 68 canales con 4 señales
por canal, el controlador 9, en conjunción con el receptor 7 y el
selector 8 de señales podrían programarse para representar estos
canales al usuario como canales 12-72. El monitor 10
puede ser, por ejemplo, una televisión convencional. El selector 8
de señales incluye preferentemente un demultiplexor convencional
para seleccionar una señal de vídeo particular del flujo de datos
en el canal que está recibiéndose actualmente por el receptor 7. El
selector 8 de señales incluye además necesariamente el aparato de
descompresión o expansión que se corresponde con el esquema de
compresión en uso por los
compresores 3.
compresores 3.
En la práctica, un programa de evento deportivo
interactivo podría transmitirse en una señal de televisión por
cable de 6 MHz que usa un esquema de
compresión-multiplexación que permite que se
transmitan dos señales de vídeo de deportes (A y B, por ejemplo) a
través de un único canal de NTSC (canal 34, por ejemplo). Podría
desearse tener cuatro señales de vídeo (A-D, por
ejemplo) para el evento deportivo interactivo particular. Una
primera señal de vídeo (señal A) puede contener la señal de difusión
estándar del juego; la segunda señal de vídeo (señal B) puede
contener una vista en primer plano de la acción del juego; una
tercera señal de vídeo (señal C) puede contener una reproducción
actualizada continuamente de aspectos destacados del juego; la
cuarta señal de vídeo (señal D) puede contener información
estadística. Estas cuatro señales de vídeo (A-D)
pueden, por ejemplo, multiplexarse tal como sigue: las señales A y
B de vídeo multiplexadas sobre un flujo de datos transmitido en un
canal 34 por cable; las señales C y D de vídeo multiplexadas sobre
un flujo de datos transmitido en el canal 35 por cable. Como
alternativa, las cuatro señales de vídeo (A-D)
podrían multiplexarse en un flujo de datos portado en un canal de
frecuencia. Sin embargo, estas cuatro señales pueden mapearse
mediante el controlador 9, o selector 8 de señales, para
reproducirse como visualizaciones de canal separadas para el
usuario que, cuando el espectador hace elecciones en el controlador
de elección múltiple, tiene lugar una conmutación sin
interrupciones entre ellas. Cada señal de vídeo de este programa
interactivo puede incluir una etiqueta en la que se lee, por
ejemplo, "Acción de pantalla completa - Presionar A: Acción de
primer plano - Presionar B: Reproducir - Presionar C: Estadísticas
- Presionar D".
Tal como se muestra, si fueran necesarias más
señales para un programa interactivo que las que pudieran mapearse
con un flujo de datos en un único canal, el selector 8 de señales en
conjunción con el receptor 7 puede programarse para conmutar entre
las diversas señales 1 de vídeo así como los diversos canales de
difusión para proporcionar el nivel necesario de interactividad.
Sin embargo, preferentemente todas las diversas señales de vídeo
asociadas con un programa interactivo particular se multiplexan
sobre un único canal.
Adicionalmente, el selector 8 de señales puede
almacenar información referente a respuestas de usuario actuales y
anteriores. Por ejemplo, podrían almacenarse en la memoria el perfil
personal del espectador o patrones de respuesta anteriores del
espectador. Esta información puede usarse en conjunción con
instrucciones transmitidas dentro de las señales de vídeo, por
ejemplo, como en la patente estadounidense n.º 4,602,279. La
información de perfil personal almacenada y las instrucciones
recibidas puede usarse para conmutar de manera interactiva entre
flujos de datos y señales de vídeo sin ninguna respuesta adicional
del usuario.
El programa interactivo multiplexado puede
transmitirse a través de una única línea telefónica, si se desea.
En esta realización, el controlador 9 de elección múltiple se
programa para conmutar entre las diversas señales de vídeo en la
única línea telefónica. Si se desean canales adicionales, se usa una
configuración bidireccional tal como se describe a
continuación.
Los sistemas descritos pueden utilizarse en una
realización educativa en la que se almacena información en cada
flujo de datos en una pluralidad de segmentos de información que
pueden reproducirse, cada uno de los cuales comprende un mensaje
completo que puede reproducirse por el receptor directamente en
respuesta a la selección de la señal de vídeo por el selector 8 de
señales responsable de una selección de usuario en el controlador 9
de elección múltiple. Cada uno de los segmentos de información en
los diversos flujos de datos contiene mensajes de preguntas con
respuestas de elección múltiple asociadas, mensajes receptivos,
mensajes de información, o combinaciones de los mismos.
Los diversos segmentos de información en los
diversos flujos de datos preferentemente están relacionados en
tiempo real y contenido de modo que puede tener lugar una
conversación interactiva cuando las señales de vídeo se visualizan
y el usuario responde a las diversas preguntas contenidas en las
señales de vídeo. Cuando un usuario responde una pregunta
particular con una respuesta de elección múltiple, la información en
la señal de vídeo asociada con la selección particular se visualiza
por el selector 7 de señales. Las diversas preguntas, mensajes
receptivos y mensajes de información pueden estar contenidos
generalmente en una, más de una o todas las diversas señales de
vídeo. El uso de un flujo de datos que contiene múltiple señales de
vídeo por canal de difusión puede usarse para muchos tipos de
programas interactivos.
Como alternativa, puede proporcionarse un
sistema independiente sin necesariamente medios de transmisión. En
éste, las señales de vídeo digitalizadas que conforman un programa
interactivo se almacenan en medios de almacenamiento local tales
como cintas de vídeo, disco de vídeo, memoria (por ejemplo, RAM,
ROM, EPROM, etc.) o en un ordenador. Preferentemente, las señales
de vídeo digitales se multiplexan sobre una señal de NTSC estándar.
Los medios de almacenamiento particulares pueden conectarse con
cualquiera de los cuadros interactivos dados a conocer en las
figuras 3 a 5, y descritos a continuación. Los cuadros interactivos
se conectarían entonces con un aparato de televisión. Como
alternativa, la circuitería en las figuras 3 a 5 a continuación
podrían implementarse en una placa e insertarse en un ordenador
personal (PC) estándar. Un microprocesador separado en la placa
interactiva no es necesario para esta configuración puesto que el
procesador de PC estándar realiza las funciones del procesador 108
mostradas en las figuras 3 a 5.
Tal como se muestra en la figura 2, el sistema
puede operar en una configuración bidireccional. En este modo, las
diversas señales 1 de vídeo se procesan tal como se describió
anteriormente, digitalizándose por el conversor 2 A/D y
comprimiéndose por los compresores 3 de vídeo. Las señales se
encaminan entonces a una estación 14 de conmutación central. La
conmutación entre las diversas señales de vídeo se consigue en la
cabecera de red en lugar de en el receptor. La unidad 9 de control
de elección múltiple transmite las selecciones de elección múltiple
del usuario a través de la caja 17 de relés de vuelta a la estación
14 de conmutación remotamente ubicada. Las selecciones de elección
múltiple pueden retransmitirse mediante la caja 17 de relés a la
estación de conmutación por cualquier medio convencional, tal como
transmisión de FM, teléfono o televisión por cable bidireccional.
La estación 14 de conmutación recibe la selección de elección
múltiple del usuario y encamina la señal deseada al transmisor 5
que transmite convencionalmente la señal de vídeo deseada en el
canal por cable adecuado para el usuario particular. Si se desea,
el transmisor 5 puede transferir también programación convencional
en los canales de televisión por cable que no están usándose para
una programación interactiva. Como alternativa, la estación 4 de
conmutación puede incluir equipo de multiplexación tal como se
describió anteriormente, y por tanto opera múltiples programas
interactivos o no interactivos a través de un único canal de
televisión. Por ejemplo, si se deseara implementar el programa de
fútbol interactivo tal como se describió anteriormente, puede
asignarse un único canal por cable de NTSC para el programa. Sin
embargo, en este ejemplo, las señales de vídeo se presentarían al
final de la transmisión. En respuesta a una señal de un controlador
9 inalámbrico, se envía una señal mediante la caja 7 de relés a la
estación de conmutación de televisión por cable que encamina la
señal de vídeo deseada al espectador que lo solicita. Un sistema de
este tipo requiere equipo de conmutación muy rápido, aunque puede
implementarse usando tratamiento de imágenes
digital.
digital.
Como alternativa, puede ser deseable transmitir
el evento deportivo interactivo a través de una única línea
telefónica. Cuando el usuario introduce una selección en el
controlador 9, se envía una señal a través de la línea telefónica a
la estación de conmutación central que encamina la señal deseada del
programa interactivo a través de la línea telefónica de usuario de
modo que un único enlace manipula tanto la elección interactiva que
está realizándose en el receptor como la transmisión de esa
elección, de una pluralidad de elecciones, desde la cabecera de red
donde tiene lugar la conmutación real en respuesta a la selección
interactiva realizada en el receptor.
El enlace bidireccional entre el usuario y la
estación de conmutación puede usarse para otros fines. Por ejemplo,
pueden transferirse datos demográficos desde el usuario hasta la red
de difusión para fines comerciales, tal como publicidad dirigida,
facturación, enviar a un ganador de programa de juegos un número
ganador para recoger un premio, u otros fines comerciales o no
comerciales.
Tal como se describió anteriormente, los
sistemas de compresión generalmente rinden con menos eficacia cuando
el contenido trama a trama incluye muchos cambios en el contenido
de píxeles (por ejemplo, durante el movimiento rápido o cambios de
escenario). Los sistemas descritos pueden programarse de manera
ventajosa para facilitar la carga de procesamiento en el programa
de descompresión. Cuando se pulsa una tecla en el controlador para
seleccionar una señal deseada, puede efectuarse un ligero retardo
imperceptible si se desea. Este retardo permite el algoritmo de
descompresión o expansión un corto periodo de tiempo para ajustarse
al rápido cambio de una señal de vídeo a otra que normalmente
provoca una degradación en la eficacia del algoritmo que hace que
aparezcan interrupciones de vídeo en la visualización de
pantalla.
Tal como se muestra en la figura 7, puede usarse
también un enlace bidireccional (similar al de la figura 2),
empleando canales virtuales de vuelta al usuario. En esta
realización, múltiples señales de vídeo, preferentemente
relacionadas en tiempo y síncronas entre sí, están presentes en una
cabecera 300 de red de cable en múltiples canales A, B, C......N de
un bus 250 de señal de vídeo. Las señales pueden generarse
localmente o recibirse desde una ubicación remota (tal como un
estadio deportivo) por receptores 200, 202, 204, y 206. Como
alternativa, si las señales recibidas de manera remota se
multiplexan digitalmente sobre un canal, un demultiplexor digital
reemplazaría los receptores 200-206 y
demultiplexaría las señales y colocaría cada señal en un canal de
bus separado. Las señales locales o remotas se sincronizan por el
circuito 208 de sincronización. Varios conmutadores 210, 212, 214,
216 y 218 interactivos de control remoto, y 218 están conectados con
el bus 250 de señal de vídeo. Los múltiples canales en el bus 250
se proporcionan de manera síncrona y simultánea en las series de
conmutadores 210, 212, 214, 216, 218 interactivos de control remoto.
Estos conmutadores interactivos de control remoto se asignan de
manera dinámica a usuarios que solicitan acceso a un programa
interactivo. Cada conmutador está conectado a un modulador 220,
222, 224, 226, 228 con agilidad de frecuencia para asignar al
conmutador a un canal virtual con el fin de conectar una señal
procedente del bus 250 a un usuario específico en un sitio remoto.
Cada conmutador se asigna a un único usuario de modo que el número
de conmutadores presentes en la cabecera de red es el factor
limitante del número de usuarios que pueden interaccionar de manera
simultánea. Se supone que sólo una parte de los usuarios
interaccionarán de manera simultánea, se usa un algoritmo para
determinar el número óptimo de conmutadores remotos necesarios para
garantizar un porcentaje de acceso aceptable.
Tras pasar a través de los moduladores 220, 222,
224, 226, 228 con agilidad de frecuencia, las señales procedentes
del bus 250 de señal de vídeo avanzan a través del sistema 260 por
cable (o televisión de difusión abierta). Las señales pueden pasar
a través del alimentador 262 de RF y el amplificador 230. La caja
232, 234, 236, de la parte superior del aparato del usuario que
contiene un demodulador con agilidad de frecuencia, se sintoniza a
la frecuencia del modulador 220, 222, 224, 226, 228 con agilidad de
frecuencia asociado. La señal decodificada procedente de la caja
232, 234, 236 de la parte superior del aparato se visualiza en el
monitor 10 de televisión.
Cuando un usuario desea interaccionar, el
usuario emite una instrucción en el controlador 9. La instrucción
se recibe por parte de la caja 232, 234, 236 de la parte superior
del aparato. Una petición de usuario se envía de vuelta mediante el
cable u otro sistema 260 de transmisión a uno de los conmutadores
210, 212, 214, 216, 218 remotos. En el momento adecuado, basándose
en la petición de usuario y el algoritmo para interactividad que
acompaña al programa, el conmutador remoto realiza un corte durante
un intervalo de supresión vertical desde una señal en el bus 250 a
otra señal en el bus 250. El resultado de esta conmutación está
modulado por uno de los moduladores 220, 222, 224, 226, 228 con
agilidad de frecuencia y se envían al canal virtual del usuario,
que ve un corte continuo de una imagen a otra como resultado de la
interacción. La señal suministrada al usuario puede ser vídeo
comprimido o de ancho de banda completo. Asimismo, la señal de vídeo
en el bus 250 que suministra la señal simultánea a los múltiples
conmutadores 210, 212, 214, 216, 218 remotos puede ser vídeo
comprimido. Esta realización permite un cuadro de usuario remoto de
coste relativamente bajo debido a que el equipo de conmutación más
costoso está ubicado en la cabecera de red y el conmutador remoto
puede asignarse a cualquier usuario. Por lo tanto, el coste se
extiende a través de la mayor población de usuarios.
Como ejemplo, se supone que la señal recibida
por el receptor 206 se coloca en la línea 270 de bus del bus 250 de
señal de vídeo y se retransmite a la caja 236 de la parte superior
del aparato y se visualiza en el monitor 10. En algún punto la caja
236 de la parte superior del aparato hace que se genere una petición
de usuario. La petición de usuario se basa en una entrada actual o
pasada en el controlador 9 y/o información almacenada en la caja
236 de la parte superior del aparato (por ejemplo, la información
almacenada podría ser información de respuesta de usuario previa o
información de perfil personal). El sistema 260 de televisión por
cable puede amplificar la petición de usuario en el amplificador 230
mientras que se lleva la petición de usuario de vuelta al modulador
226 con agilidad de frecuencia, que comunica la petición al
conmutador 216 remoto. Durante el intervalo de supresión vertical,
el conmutador 216 remoto se desconecta de la línea 270 de bus
antigua y conmuta a la línea adecuada en el bus 250 de señal de
vídeo, en este ejemplo la línea 280, basándose en la petición de
usuario. Esto se muestra mediante la conexión de línea discontinua
en 290. La señal de la nueva conexión (recibida por el receptor
204) se envía a través del modulador 226 con agilidad de frecuencia
en el canal 47 y el sistema 260 de televisión por cable a la caja
236 de la parte superior del aparato del usuario. La nueva señal se
visualiza sin interrupciones en el monitor 10 de televisión, sin que
tenga lugar ninguna conmutación en la caja 236 de la parte superior
del aparato.
Como alternativas a la cabecera 300 de red de
cable y la televisión 260 por cable de la figura 7, pueden usarse
una central telefónica y/o líneas telefónicas. Esta alternativa
permitiría a las partes 232, 234, 236 superiores del aparato
recibir programación interactiva desde una compañía telefónica o
cabecera de red de cable a través de la comunicación telefónica.
Las figuras 3 a 6 muestran realizaciones
preferidas del receptor 7 y el selector 8 de señales para habilitar
conmutación transparente libre de parpadeo sin interrupciones entre
las señales de vídeo digitales en el mismo canal o canales
diferentes. Estas realizaciones pueden conectase con cualquier medio
de transmisión o conectarse simplemente con la salida de cualquier
medio de almacenamiento independiente para el programa interactivo
multiplexado digitalizado. Preferentemente, tanto el receptor 7 como
el selector 8 de señales son componentes de una caja 11 de programa
interactivo, que conecta con una televisión u otro monitor de
visualización. Como alternativa, la funcionalidad requerida del
receptor 7 de RF, el selector 8 de señales y el monitor pueden
combinarse todos en un ordenador personal estándar añadiendo algunos
componentes al ordenador personal. Para proporcionar esta
capacidad, sólo es necesario añadir al ordenador personal una placa
de demodulador de RF, demultiplexor digital,
descompresor(es), memoria(s) intermedia(s) de
trama, y componentes de sincronización. Es necesario añadir estos
elementos, y cualquier otro componente al procesador de PC y
elementos de almacenamiento tal como se dan a conocer en las
figuras 3 a 5. En esta realización, el usuario realiza selecciones a
través del teclado del ordenador. La figura 3 muestra una
realización con una única memoria de trama analógica. La figura 4
incluye pares de demoduladores de RF, correctores de errores, y
demultiplexores y/o un par de memorias intermedias de vídeo
digital, tal como se describe a continuación. La figura 5 utiliza
una única memoria multitrama digital. La figura 6 se refiere a un
procedimiento alternativo de uso de la memoria 190 descrito en la
figura 5, y representa el almacenamiento en memoria intermedia de
contenidos de memoria a lo largo del tiempo. Se hace referencia a
los elementos de circuito similares que aparecen en las figuras 3 a
5 usando los mismos números de referencia.
La figura 3 muestra una realización que permite
una conmutación de vídeo sin interrupciones entre dos o más señales
de vídeo digitales separadas. Tal como se muestra en la figura 3, un
microprocesador 108 está conectado con el demodulador 102 de RF y
demultiplexor 106 digital. El microprocesador 108 dirige la
demodulación y demultiplexación del canal y flujo de datos
apropiados para obtener la señal de vídeo correcta. El canal
apropiado se determina o bien mediante el análisis de la entrada de
usuario desde la interfaz 130 de usuario y/o cualquier otra
información o criterio (tal como información de perfil personal)
almacenado en el RAM/ROM 120. Por ejemplo, el RAM/ROM 120 podría
almacenar instrucciones proporcionadas dentro de las señales de
vídeo tal como se comenta en la patente n.º 4,602,279. La interfaz
130 de usuario puede ser un receptor de infrarrojos, inalámbrico o
cableado 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 procedentes del canal de difusión dirigido por
el microprocesador 108. Una vez que se demodula el flujo de datos,
pasa a través de un circuito 104 de corrección de errores sin canal
de retorno hacia un demultiplexor 106 digital. El demultiplexor está
controlado por el microprocesador 108 para proporcionar una señal
de vídeo específica de varias señales de vídeo que pueden ubicarse
dentro del flujo de datos en el canal de difusión demodulado. La
señal de vídeo demultiplexada se descomprime entonces y decodifica
mediante el descompresor/decodificador 110. El
descompresor/decodificador 110 incluye un conversor digital a
analógico para convertir la señal descomprimida en una señal
analógica. La señal de vídeo analógica se sincroniza mediante un
circuito 150 de adición de sincronización y un generador 140 de
sincronización. La señal de vídeo analógica se almacena entonces en
una memoria 160 intermedia mediante una memoria intermedia de trama
de vídeo analógica. La señal de vídeo almacenada en memoria
intermedia se modula por un modulador 170 en una señal compatible
de NTSC.
Usando una memoria 160 intermedia de trama de
vídeo analógica y retardando la visualización de una señal dada, se
permite el tiempo suficiente para que el descompresor/decodificador
110 bloquee, 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 procesándose
actualmente y transfiriéndose a través del circuito mostrado en la
figura 3 y visualizándose en el monitor 10 o aparato de televisión.
Basándose en una selección de usuario, el microprocesador 108
dirige el demultiplexor 106 digital y demodulador 102 de RF para
conmutar a otra señal de vídeo, la señal B de vídeo. Para lograr
esto, el vídeo analógico a partir de la primera señal de vídeo, la
señal A de vídeo, completado con sincronización de vídeo, se
alimenta a la memoria 160 intermedia de tramas de vídeo analógica.
Esta memoria intermedia puede retener la imagen de vídeo completa
durante "n" número de tramas tras lo que la se emite en la
pantalla. En efecto, una señal A de vídeo retardada se ve "n"
número de tramas una vez recibida la señal por el receptor de
televisión. Cuando el usuario selecciona un trayecto de vídeo
diferente pulsando un botón de un teclado, el microprocesador da
instrucciones al demultiplexor 106 digital para detener la
decodificación de la señal A y localizarse en la señal B para
comenzar la decodificación de la señal B en lugar de la señal A.
Mientras esto ocurre, incluso aunque el
descompresor/decodificador 110 ya no descomprime la señal A de
vídeo, la pantalla todavía muestra la señal A de vídeo porque está
leyéndose a partir de la memoria 160 intermedia. Tan pronto como
tenga lugar la descompresión y decodificación, el microprocesador
108 busca el siguiente intervalo de supresión vertical (VBI) y da
instrucciones a la memoria 160 intermedia de tramas de vídeo
analógica para conmutar su entrada, en lugar de su salida
almacenada en memoria intermedia cuando ocurre el VBI.
Puesto que el demodulador 102 de RF, el
corrector 104 de errores sin canal de retorno, el demultiplexor 106
digital, y el descompresor/decodificador 110 requieren un
determinado periodo de tiempo para descomprimir y decodificar la
trama de señal B de vídeo desde su flujo de datos, el tamaño de la
memoria 160 intermedia tiene que ser lo bastante grande para que
este procesamiento pueda tener lugar sin interrupción durante la
conmutación de las señales de vídeo. Si se desea, el sistema puede
continuar usando la memoria 160 intermedia como anticipación a una
conmutación futura. Usando el microprocesador 108 para manipular la
tasa de llenado y de vacío de la memoria 160 intermedia, la memoria
160 intermedia puede llenarse rápidamente con tramas de señal B de
vídeo y entonces, después de un periodo de tiempo, se restablecerá y
estará listo para realizar otra conmutación en otro vídeo de la
misma manera. La memoria 160 intermedia puede restablecerse también
saltando tramas o proporcionando un retardo entre salidas de trama
secuenciales durante un tiempo corto con el fin de llenar la
memoria 160 intermedia. Si se usa un retardo para mantener la señal
de vídeo o salida de trama mientras que se está llenando la memoria
160 intermedia, puede tener lugar una distorsión durante una breve
cantidad de tiempo. Puesto que siempre se visualiza una primera
señal de vídeo como la salida de la memoria intermedia tras el
retardo, el vídeo almacenado en memoria intermedia enmascara la
adquisición y decodificación de una segunda señal de vídeo. Siempre
que la memoria intermedia sea lo bastante grande para guardar el
primer vídeo ejecutándose al tiempo que el segundo vídeo está
descomprimiéndose y decodificándose, tendrá lugar una conmutación
sin interrupciones.
La figura 4 muestra una realización alternativa
de sintonizador dual para la conmutación sin interrupciones entre
señales de vídeo separadas. En esta realización, el microprocesador
108 controla la selección de canal de RF que se demodula por los
demoduladores 102A, 102B de RF. Los flujos de datos demodulados se
introducen en los correctores 104A, 104B de errores sin canal de
retorno. En la salida de los correctores de errores sin canal de
retorno, los flujos de datos se transmiten en la entrada de los
demultiplexores 106A, 106B digitales.
Como con los demoduladores 102A, 102B de RF, los
demultiplexores 106A, 106B digitales están controlados por el
microprocesador 108. Esta configuración permite al microprocesador
108 seleccionar de manera independiente dos señales de vídeo
multiplexadas en tiempo individuales diferentes en canales y flujos
de datos diferentes. 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,
corrector de errores sin canal de retorno y demultiplexor digital
conectado en serie y alimentarlas en las dos memorias intermedias de
vídeo digital.
Los dos flujos de datos se proporcionan desde
los demultiplexores 106A y 106B digitales. Un flujo de datos lleva
información de vídeo referente a la señal de vídeo que el usuario
está viendo actualmente. El segundo flujo de datos lleva la señal
de vídeo seleccionada basándose en las selecciones interactivas
anteriores y/o actuales del usuario a partir de la interfaz 130 de
usuario, tal como se determina por el microprocesador 108.
La información digital en cada uno de los dos
flujos se almacena en memoria intermedia en las memorias 164, 165
intermedias de vídeo digitales. Las señales almacenadas en memoria
intermedia se descomprimen entonces y se convierten en señales
analógicas mediante los descompresores/decodificadores 110A, 110B
que incluyen conversores digital a analógico. Los descompresores
110A, 110B son preferentemente decodificadores de MPEG. Un
generador 140 de sincronización local se conecta con los circuitos
151, 152 de adición de sincronización y 153, 154 de sincronización
de trama. Puesto que ambos flujos se sincronizan basándose en
señales procedentes del mismo generador 140 de sincronización
local, cada flujo se sincroniza con el otro. En particular, las
señales de cada flujo están sincronizadas en tramas.
Un conmutador 180 de intervalo de supresión
vertical (VBI) se conecta con el microprocesador 108 de modo que la
salida puede conmutarse durante el intervalo de supresión vertical
del flujo actual, dando como resultado una conmutación sin
interrupciones para el espectador.
La realización de la figura 4 opera como sigue.
Basándose en las respuestas de usuario y los códigos de control, se
supone que el microprocesador 108 determina que debería realizarse
una conmutación de la señal A de vídeo a la señal C de vídeo. El
demodulador 102A de RF y el demultiplexor 106A digital están
procesando la señal de video que está viéndose actualmente, la
señal A de vídeo, que está avanzando a través de los componentes
164, 110A, 151, 153, 180 de la rama superior. Se envía una
instrucción desde el microprocesador 108 al demodulador 102B de RF
que controla una conmutación en el canal y flujo de datos en que se
ubica la señal C de vídeo. El microprocesador 108 también da
instrucciones al demultiplexor 106B digital para proporcionar la
señal C de vídeo desde el flujo de datos recibidos hasta la memoria
165 intermedia de vídeo digital.
En este punto, el demodulador 102A de RF y el
demultiplexor 106A digital están recibiendo y procesando todavía de
manera independiente la señal A de vídeo, que continua a través de
la rama superior del circuito.
En un punto determinado, el
descompresor/decodificador 110B digital en la rama inferior
comenzará a llenarse con tramas C de vídeo. Una vez descomprimida y
decodificada la señal C de vídeo, se convierte a analógica. Un
generador 140 de sincronización local inserta tanto sincronización
local como sincronización de trama en la señal C de vídeo a través
del circuito 152 de adición de sincronización y el circuito 154 de
sincronización de trama con el fin de sincronizarla con la señal A
de vídeo que está visualizándose actualmente, que todavía está
proporcionándose desde la memoria 164 intermedia de vídeo digital.
En el punto de conmutación apropiado, activado por códigos de
programación suministrados con cada señal A y C de vídeo, el
microprocesador dirige el conmutador 180 de VBI para conmutar en el
intervalo de supresión vertical desde el vídeo A al vídeo C,
momento en el que el vídeo C aparecerá entonces sin interrupciones
en el monitor 10 del aparato de televisión.
Las memorias 164 y 165 intermedias de video
digital pueden usarse en el circuito de la figura 4, aunque son
opcionales. Sin embargo, en una realización alternativa, se
requerirían las memorias 164 y 165 intermedias para proporcionar
una conmutación sin interrupciones si el circuito de la figura 4 se
modificara para incorporar un único demodulador 102 de RF, un único
corrector 104 de errores sin canal de retorno, y un único
demultiplexor 106 digital (tal 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 de manera
independiente dos flujos de datos en canales de frecuencia
diferentes. Se usa una memoria intermedia para almacenar las señales
de vídeo recibidas anteriormente, mientras que la otra memoria
intermedia pasa rápidamente a través de las señales de vídeo
seleccionadas.
Basándose en las mismas suposiciones 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, la memoria 164 intermedia de vídeo
digital está proporcionando máximo almacenamiento en memoria
intermedia a la señal A de vídeo.
Puesto que se desea conmutar a la señal C de
vídeo, el microprocesador 108 dirige el circuito alternativo (que
contiene un único receptor 102 de RF, un único corrector 104 de
errores sin canal de retorno y un único demultiplexor 106 digital
conectado en serie), para recibir y demultiplexar el flujo de datos
en el que se ubica la señal C de vídeo, que puede ser diferente del
de la señal A de vídeo. Cuando se demultiplexa la señal C de vídeo,
el microprocesador 108 dirige la memoria 165 intermedia de vídeo
digital para proporcionar un mínimo almacenamiento en memoria
intermedia de señal C de vídeo de modo que el
descompresor/decodificador 110B puede descomprimir y decodificar
rápidamente las señales digitales. Tras la descompresión y
decodificación, la señal C de vídeo se sincroniza con la señal A de
vídeo. En este momento, se lee la señal A de vídeo para visualizar
desde la memoria 164 intermedia de vídeo digital. La memoria 164
intermedia de vídeo digital debe ser lo bastante grande para
proporcionar tramas de vídeo para la salida durante el tiempo que
toma al demodulador de RF y el demultiplexor digital conmutar a la
señal C de vídeo y el tiempo requerido para la descompresión,
decodificación y sincronización de la señal C de vídeo.
Cuando la señal C de vídeo se sincroniza con la
señal A de vídeo, el microprocesador dirige el conmutador 180 de
VBI para conmutar desde la señal A de vídeo a la señal C de vídeo en
el intervalo de supresión vertical de la señal A de vídeo,
proporcionando de ese modo una conmutación sin interrupciones y
libre de parpadeo.
En este momento, la memoria 165 intermedia de
vídeo digital comenzará a utilizar el máximo almacenamiento en
memoria intermedia alterando su tasa de llenado/vacío tal como se
describió anteriormente con respecto a la realización de la figura
4. Cuando se logra un almacenamiento en memoria intermedia adecuado,
puede realizarse una conmutación a otra señal de vídeo de la misma
manera que se describió anteriormente.
En la figura 5, se muestra otra realización
preferida. Esta realización incluye también un demodulador 102 de
RF, un corrector 104 de errores sin canal de retorno y un
demultiplexor 106 digital. Sin embargo, la circuitería difiere a lo
largo del resto de la cadena hasta el monitor 10 o aparato de
televisión. En esta realización, se incorpora y conecta una memoria
190 grande con la salida del demultiplexor 106 para almacenar la
señal de vídeo digital compuesta comprimida. El
descompresor/decodificador 110 se inserta en la salida de la memoria
190 comprimida. El descompresor/decodificador 110 descomprime la
señal digital, convierte la señal a analógica y retransmite la
señal analógica al codificador 170 de RF para la transmisión al
monitor 10. Una vez que la señal de vídeo digital comprimida
compuesta se alimenta en la memoria 190 comprimida, el
microprocesador 108 dirige un puntero para colocarse en cualquier
lugar a lo largo de la señal de vídeo digital comprimida. Basándose
en la colocación del puntero, tramas diferentes y segmentos
diferentes de la señal de vídeo digital compuesta se leerán desde
la memoria 190 para la descompresión y decodificación. Las señales
de vídeo diferentes se distinguen entre sí porque están
etiquetadas, preferentemente mediante cabeceras. Suponiendo que la
señal A de vídeo se ha seleccionado para reproducirse en el monitor
10, la memoria 190 digital comprimida se llena con tramas A.
Suponiendo que se desea una conmutación a la señal C de vídeo, el
microprocesador 108 dirige el demodulador 102 de RF y el
demultiplexor 106 digital para comenzar a llenar la memoria 190
comprimida con las tramas C de vídeo. El puntero de decodificador
comienza a bajar. Tan pronto como un número suficiente de tramas C
se han introducido en la memoria 190 comprimida, el puntero saltará
entonces al comienzo de las tramas C. Las tramas C se suministran
entonces al descompresor/decodificador 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 de video comprimidas completas (tramas I) o pueden incluir
sólo las diferencias entre tramas completas (tramas B o tramas P).
Para poder reconstruir las imágenes de video completas, el
descompresor/decodificador 110 necesita tener un número mínimo de
tramas I, P y B. En esta realización, la memoria 190 intermedia se
llena con paquetes comprimidos a partir de un flujo de datos dado
que incluye tramas I, B y P. Cuando el microprocesador 108 da
instrucciones al demultiplexor 106 digital para iniciar el envío de
paquetes desde un flujo de datos diferente, no hay forma de estar
seguro de que el siguiente paquete será un paquete I necesario para
decodificar el segundo flujo de vídeo. Para evitar un corte en las
imágenes de vídeo, que ocurriría si el descompresor/decodificador
110 de repente comenzará a recibir paquetes no relacionados con el
flujo que estaba descodificando, el microprocesador 108 empieza a
llenar la memoria 190 con los paquetes de señal C de vídeo hasta que
se determine que está disponible una secuencia completa de tramas
I, B y P. Tan pronto como la secuencia válida esté en la memoria, el
microprocesador 108 mueve el puntero de lectura de memoria para el
inicio de una secuencia válida de paquetes de señal C de vídeo de
modo que el descompresor/decodificador puede decodificar con éxito
las señales C. Esto da como resultado una conmutación sin
interrupciones de la señal A de vídeo a la señal C de vídeo.
Esta realización requiere un canal de datos para
habilitar una conmutación síncrona entre un primer flujo de vídeo y
un segundo flujo de vídeo. Este canal de datos comprende los códigos
de ACTV que enlazan juntos los elementos de programa y segmentos de
información diferentes en las señales de vídeo diferentes. Además,
el canal de datos comprende también pulsos de sincronización y un
código de tiempo para indicar al puntero el momento apropiado para
saltar de una ubicación de memoria que representa una señal de vídeo
a una ubicación de memoria que representa otra señal de vídeo con
el fin de habilitar una conmutación sin interrupciones.
El microprocesador 108 lee la señal de datos
desde el demultiplexor 106 digital y comunica los datos pertinentes
al circuito 150 de adición de sincronización, que está conectado al
generador 140 de sincronización. El microprocesador 108 puede
entonces comunicarse de manera síncrona con la memoria 190.
El código de tiempo enviado identificará el
momento para una imagen, así como para múltiples imágenes, y
bloqueará juntas las diferentes imágenes. Esto se realiza a través
del uso de relojes similares tanto en el extremo de transmisión
como en el receptor. Se usa un código de tiempo con el fin de
mantener los dos relojes tanto en la transmisión como en el extremo
de recepción conectados de manera síncrona entre sí. Una vez que los
relojes en ambos extremos están funcionando de manera síncrona,
cada uno de los flujos de vídeo multiplexados debe sincronizarse en
los relojes. Con el fin de sincronizar el flujo de video
multiplexado en los relojes, cada uno de los canales individuales
deben referenciarse con respecto a un punto de referencia común y
deben identificarse.
En la realización preferida, se incorporaría una
cabecera de paquete en la capa de transporte de la señal de MPEG
para identificar los diversos canales. La cabecera de paquete
incluirá también información en cuanto a dónde insertar el
intervalo de supresión vertical. En MPEG, el intervalo de supresión
vertical no se transmite desde la cabecera de red. Por lo tanto, el
intervalo de supresión vertical debe generarse de manera local. El
visor de cabecera de paquete identificará en qué momento existe el
intervalo de supresión vertical con el fin de efectuar una
conmutación sin interrupciones entre imágenes analógicas. En
resumen, la combinación del reloj y la información incluida o bien
en la capa de transporte de MPEG o bien en el paquete separado en
un canal de datos separado efectúa el enlace entre cada señal de
vídeo y un punto de tiempo correspondiente. El canal de datos
incluye también información que designa cuándo todas las diversas
señales de vídeo estarán en sincronismo entre sí. Es en estos
puntos en los que el microprocesador 108 puede dirigir el puntero
para saltar desde una ubicación a otra ubicación, en un momento
(tal como durante el VBI) cuando resultará una conmutación sin
interrupciones.
La figura 6 muestra un procedimiento para usar
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/decodificador 110 requiere, por ejemplo, cinco tramas
de vídeo específicas antes de que pueda comenzar la descompresión y
decodificación. Específicamente, el descompresor/decodificador 110
requiere 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 de MPEG usado, no
pueden decodificarse y descomprimirse determinadas tramas de señales
de vídeo (representadas con letras en minúscula) sin utilizar
información dentro de otras determinadas tramas comprimidas
(representadas con letras en mayúscula).
En el momento T0 el espectador está viendo el
canal A, la memoria se llena con tramas relacionadas con el canal
A, y el puntero está apuntando a la trama A_{1}. En el momento T1,
A_{1} se ha suministrado al descompresor/decodificador 110 y el
microprocesador 108 ha conmutado al canal C. Como con una memoria
intermedia, los contenidos de memoria se desplazan de modo que se
almacenan nuevos datos c_{1} y los datos a_{2} están listos para
suministrarse al descompresor/decodificador 110, porque el puntero
está ubicado en a_{2}. En este preciso momento, el
microprocesador 108 está monitorizando los datos a medida que llegan
para determinar cuándo están presentes los datos relacionados con
el canal C. En el momento T2, se almacena c_{2}, y los contenidos
de memoria se desplazan de modo que a_{3} está listo para
suministrarse. En el momento T3, se lee C_{3} en la memoria y los
contenidos se desplazan de nuevo de modo que a_{4} está listo para
suministrarse. La posición del puntero no cambia. En el momento T4,
se almacena la señal c_{4} de vídeo comprimida. La trama A_{5}
se presenta para suministrarse en la ubicación del puntero. En el
momento T5, se almacena c_{5} al tiempo que los datos se
desplazan de nuevo y a_{6} está listo para suministrarse.
En este ejemplo, el microprocesador 108 reconoce
inmediatamente los datos c_{6} y C_{7} del canal C en los
momentos T6 y T7, y continúa desplazando los datos en la memoria sin
mover el puntero. Por lo tanto, las tramas a_{7} y a_{8} de
datos del canal A se suministran al descompresor/decodificador 110.
En el momento T8, hay datos de canal C suficientes para comenzar
una secuencia de decodificación, suponiendo que el
descompresor/decodificador 110 requiere tres tramas (c,c,c) que
hacen referencia a dos tramas (C,C) para los fines de descompresión
y decodificación. Por lo tanto, en el momento T8, el puntero se
mueve al punto en la trama C_{3}, que será la trama siguiente
suministrada al descompresor/decodificador 110. La trama C_{3} se
usa en la descompresión y decodificación de una o más de las tramas
c_{4}, c_{5}, y c_{6}.
En lugar de suministrar las señales de vídeo
comprimidas de manera individual, el grupo de C_{3}, c_{4},
c_{5}, c_{6} y C_{7} puede suministrarse al
descompresor/decodificador 110 al mismo tiempo. Esta es la técnica
preferible cuando se requiere C_{7} para decodificar tramas
precedentes (es decir, c_{4}, c_{5} o c_{6}).
Como con los ejemplos descritos anteriormente y
mostrados en las figuras 3 y 4, la memoria intermedia puede alterar
sus tasas de llenado y vacío para proporcionar un almacenamiento
máximo en memoria intermedia. Si esto se lleva a cabo, el puntero se
restablecerá a su posición original, tal como se muestra en la
figura 6 en el momento Tn.
Usando las figuras 3 a 6, y la anterior
descripción de memorias y memorias intermedias, es posible
proporcionar una conmutación sin interrupciones para conmutación
libre de parpadeo entre canales interactivos del sistema de
televisión interactiva de esta invención.
Se apreciará que pueden realizarse variaciones y
modificaciones de las realizaciones descritas e ilustradas dentro
del alcance de las reivindicaciones adjuntas.
Claims (11)
1. Un sistema de televisión interactiva que
tiene una pluralidad de receptores de televisión de abonado,
teniendo cada uno de dichos receptores de televisión una pluralidad
de canales de recepción, con diferentes frecuencias de comunicación
asociadas, comprendiendo dicho sistema de televisión
interactiva:
- medios (5, 260, 262, 300) de transmisión de programación de televisión conectados por medio de una red de distribución de televisión de abonado con dichos receptores de televisión para proporcionar programación de televisión interactiva transmitida a los mismos, comprendiendo dichos medios (5, 260, 262, 300) de transmisión de programación de televisión medios para proporcionar de manera sustancialmente simultánea una señal de comunicación de programa de televisión interactiva de información múltiple como dicha programación de televisión interactiva transmitida a dicha red de distribución de abonado; comprendiendo dicha señal de comunicación de programa de televisión interactiva de información múltiple una pluralidad de señales de mensaje de información de programa diferentes proporcionadas de manera simultánea, relacionadas entre sí en tiempo real y contenido;
- medios (108, 120, 130) de conmutación para seleccionar una de dichas señales de mensaje de información de programa diferentes en respuesta a una señal de control que corresponde a un receptor de televisión particular, seleccionando y recibiendo cada uno de dichos receptores (7) de televisión de manera independiente cualquiera de dichas señales de mensaje de información de programa;
- caracterizado porque los medios de transmisión de programación de televisión comprenden además un canal de datos para habilitar una conmutación síncrona entre una primera y una segunda de las señales de mensaje de información de programa que transportan un código de tiempo; y se proporcionan
- una memoria (160, 164, 165) intermedia de vídeo, dicha memoria intermedia de vídeo para almacenar una pluralidad de tramas de vídeo que van a visualizarse; y
- medios (108) de control, dichos medios de control para controlar una tasa de vacío de dicha memoria intermedia de vídeo;
en el que cada uno de dichos medios (108,120,
130) de conmutación comprende medios para proporcionar un retardo
durante una conmutación desde un canal seleccionado en primer lugar
a un canal seleccionado a continuación, para habilitar de ese modo
a dichos medios (8, 9, 108, 120, 130) de conmutación para
reconstruir adecuadamente la señal en el canal seleccionado a
continuación durante una conmutación desde dicho canal seleccionado
en primer lugar a dicho canal seleccionado a continuación de modo
que en cada receptor de televisión la conmutación entre los canales
de un programa de televisión interactiva de información múltiple
ocurra sin un retardo perceptible visualmente, y
en el que dichos medios (108) de control ajustan
posteriormente una tasa de vacío de dicha memoria intermedia de
vídeo para llenar dicha memoria intermedia de vídeo con señales de
vídeo de dicha trama seleccionada a continuación.
2. Un sistema de televisión interactiva según la
reivindicación 1, en el que dicha programación de televisión
interactiva transmitida proporcionada a los receptores de televisión
por medio de la red de distribución de televisión de abonado
comprende al menos una señal de televisión de difusión regular que
tiene una frecuencia de comunicación asociada, estando dispuestos
dichos receptores de televisión para recibir dicha al menos una
señal de televisión de difusión regular en un canal que se
corresponde con dicha frecuencia asociada.
3. Un sistema de televisión interactiva según
cualquier reivindicación anterior, en el que tal red de distribución
de abonado se selecciona de:
- televisión por cable bidireccional; teléfono bidireccional; o
- satélite de difusión directa bidireccional.
4. Un sistema de televisión interactiva según
cualquier reivindicación anterior, en el que dichas señales de
control se transmiten a dicha red de distribución de abonado por
teléfono, televisión por cable, transmisión de FM o fibra óptica
digital.
5. Un sistema de televisión interactiva según
cualquier reivindicación anterior, en el que dichas señales de
mensaje de información de programa están en un formato digital.
6. Un sistema de televisión interactiva según la
reivindicación 5, en el que dichas señales de mensaje de
información de programa digital están comprimidas.
7. Un sistema de televisión interactiva según
cualquier reivindicación anterior, en el que dichos receptores de
televisión son receptores de televisión multicanal que tienen una
pluralidad de canales de recepción de televisión diferentes con
frecuencias de comunicación asociadas diferentes, y en el que cada
uno de dichos receptores de televisión multicanal está dispuesto
para seleccionar y recibir de manera independiente cualquiera de
dicha pluralidad de señales de mensaje de información de programa
dependiendo del canal de recepción de televisión seleccionado por
medio de medios de selección de multicanal asociados dispuestos para
seleccionar la frecuencia asociada de canal de recepción de
televisión que va a recibirse.
8. Un procedimiento de conmutación de canales de
vídeo en un sistema de televisión interactiva, comprendiendo dicho
procedimiento:
- recibir una petición para conmutar de un primer canal de vídeo a un segundo canal de vídeo en un receptor de televisión; y
- comenzar la demodulación de dicho segundo canal de video tras recibir dicha petición para conmutar de dicho primer canal de vídeo a dicho segundo canal de vídeo;
- caracterizado por continuar visualizando tramas de vídeo de dicho primer canal de vídeo almacenadas en una memoria intermedia de tramas de vídeo;
- visualizar tramas de vídeo de dicho segundo canal de vídeo cuando se han demodulado suficientes tramas de vídeo de dicho segundo canal de vídeo;
- y posteriormente ajustar una tasa de vacío de dicha memoria intermedia de tramas de vídeo para llenar dicha memoria intermedia de tramas de vídeo con señales de vídeo de dicho segundo canal de vídeo.
9. El procedimiento de conmutación de canales de
vídeo en un sistema de televisión interactiva según la
reivindicación 8, en el que dicha memoria intermedia de tramas de
vídeo es una memoria intermedia de trama analógica.
10. El procedimiento de conmutación de canales
de vídeo en un sistema de televisión interactiva según la
reivindicación 8, en el que dicha memoria intermedia de tramas de
vídeo comprende una memoria que contiene una pluralidad de tramas de
vídeo digitales.
11. El procedimiento de conmutación de canales
de vídeo en un sistema de televisión interactiva según la
reivindicación 8, en el que ajustar dicha tasa de vacío de dicha
memoria intermedia de tramas de vídeo para llenar dicha memoria
intermedia de tramas de vídeo comprende proporcionar un retardo
entre salidas de trama secuenciales.
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