ITTO990724A1 - Sistema d'acquisizione e presentazione sintetica di programmi televi-sivi. - Google Patents

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ITTO990724A1 IT1999TO000724A ITTO990724A ITTO990724A1 IT TO990724 A1 ITTO990724 A1 IT TO990724A1 IT 1999TO000724 A IT1999TO000724 A IT 1999TO000724A IT TO990724 A ITTO990724 A IT TO990724A IT TO990724 A1 ITTO990724 A1 IT TO990724A1
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Description

DESCRIZIONE
La presente invenzione riguarda un sistema d'acquisizione e presentazione sintetica di programmi televisivi, per consentire a un utente di reperire rapidamente un evento televisivo desiderato e di apprendere le informazioni essenziali legate all'evento stesso.
A causa del grande peso che hanno le trasmissioni televisive nella società moderna, si presenta oggi l'esigenza, almeno per certe categorie professionali, di poter prendere conoscenza almeno sommaria di programmi trasmessi nel recente passato, per esempio neH’ultima settimana, per scopi diversi, che possono variare dal mero interesse culturale alla necessità di verificare il contenuto di un programma per commentarlo o citarlo in un programma successivo. Benché sia naturalmente possibile registrare su nastro in modo continuo i programmi diffusi dalle singole emittenti televisive, ciò non risolve il problema detto sopra, perché a causa della lunga durata dei programmi e dell'accesso sequenziale il reperimento dell'evento cercato risulta un processo lungo e difficile, e quindi impraticabile se non in casi particolari.
Scopo principale dell'invenzione è quindi fornire un sistema d'acquisizione e presentazione sintetica di programmi televisivi, che consenta all'utente di accedere prontamente ai programmi televisivi del recente passato, per prendere conoscenza dei loro punti salienti, senza dover esplorare sequenzialmente lunghe registrazioni come era necessario fare in passato.
Un altro scopo è di realizzare tale sistema in modo che sia la selezione e raccolta, sia l'organizzazione e presentazione dei dati siano compietamente automatizzate.
Ancora un altro scopo è di realizzare tale sistema con ridotto impiego di risorse hardware.
L'invenzione raggiunge i suddetti e altri scopi e vantaggi, quali appariranno dal seguito della descrizione, con un sistema d'acquisizione e presentazione sintetica di programmi televisivi avente le caratteristiche esposte nella rivendicazione 1.
Le rivendicazioni subordinate definiscono altre caratteristiche vantaggiose.
L'invenzione verrà ulteriormente descritta nel seguito con riferimento a una sua realizzazione preferita, illustrata a titolo d'esempio non restrittivo nei disegni allegati, in cui:
la Fig. 1 è uno schema a blocchi di un sistema d'acquisizione e presentazione sintetica di programmi televisivi secondo l'invenzione;
la Fig. 2 è un diagramma illustrante l'organizzazione del file System di un computer server facente parte del sistema dell'invenzione;
la Fig. 3 è un diagramma di flusso di un algoritmo di rilevamento di cambi di scena, utilizzato nel sistema secondo l'invenzione;
la Fig. 4 è un diagramma illustrante i servizi offerti all’utente dal sistema secondo l’invenzione;
la Fig. 5 è una vista di una schermata sulla stazione d’utente in una fase iniziale di un’interrogazione;
la Fig. 6 è una vista schematica di una schermata sulla stazione d’utente in un’altra fase di un’interrogazione; e
la Fig. 7 è una vista di una schermata sulla stazione d’utente in ancora un’altra fase di un’interrogazione.
L'invenzione si basa sul riconoscimento del fatto che in ogni programma televisivo, sia esso un telegiornale, un'intervista, un talk-show, un varietà, e persino un film di fiction o un documentario, le informazioni salienti o significative risiedono in primo luogo nell'audio del programma (cioè nella narrazione verbale ovvero nella conversazione fra partecipanti al programma o attori nel film), e in secondo luogo in un insieme di scene fisse tipiche o rappresentative del programma stesso, mentre l'evolversi dinamico dei movimenti fra un'inquadratura fissa tipica e l'altra per lo più non aggiunge nulla di significativo alla comprensione o alla conoscenza degli eventi del programma in questione. Per poter stabilire in modo automatico, senza intervento del giudizio di un osservatore, quali debbano considerarsi inquadrature tipiche o rappresentative, gli inventori hanno inoltre riconosciuto efficace la seguente strategia:
- da un lato acquisire un’immagine rappresentativa di ogni inquadratura, preferibilmente un’immagine equidistante nel tempo fra due cambi d’immagine successivi, considerando come cambio d’immagine sia una commutazione di telecamera, sia un’operazione di montaggio, sia ancora un cambiamento dovuto a una rotazione o zoomata, o ancora a un effetto di titolo;
- dall'altro, ove la scena si mantenga sostanzialmente costante per un periodo di tempo considerevole, per esempio di alcuni minuti, acquisire comunque un'inquadratura di "campionamento" a intervalli fissi dell'ordine di 20 secondi.
La logica e l'esperienza dimostrano infatti che un'inquadratura al di fuori di quelle così selezionate non ha praticamente mai contenuti significativi, se non in casi del tutto eccezionali.
Per l'individuazione automatica dei cambi di scena può essere usato un algoritmo di analisi basato sul segnale di luminanza, implementabile in forma di programma di computer come si dirà nel seguito.
L'invenzione prevede che sia l'audio che il video del programma vengano immagazzinati in forma di file digitali nella memoria di massa di un computer, e che venga formato un database riferito a detti file, da utilizzare per la successiva presentazione sintetica dei programmi agli utenti.
Per attuare tali concetti, e con riferimento alla Fig. 1, l'invenzione prevede più stazioni d'acquisizione computerizzate Al, A2, ..., ciascuna dedicata a un diverso canale di diffusione televisiva. Ogni stazione Al, A2, ..., è costituita da un computer di classe "personal", per esempio con microprocessore Pentium, memoria centrale di qualche diecina di MB e disco fisso, per esempio di tipo EIDE con capacità di qualche GB, coll'aggiunta di una scheda PAL di acquisizione video PI, P2, ... con convertitore A/D, per esempio una scheda Matrox Meteor. Ogni stazione riceve inoltre un segnale orario SO, per una precisa sincronizzazione temporale. Ogni stazione comprende infine una scheda di rete, con velocità di trasmissione fra 10 e 100 Mbit/sec, con software di gestione associato (Lan Manager), per il collegamento a un server S tramite collegamenti Cl, C2, ...
Ogni stazione d’acquisizione, tramite la propria scheda PAL, riceve un segnale televisivo composito da un rispettivo apparecchio sintonizzatore e demodulatore televisivo RI, R2, ..., di per sé noto, sintonizzato su un dato canale di diffusione televisiva prescelto.
Ogni stazione Al, A2, ... analizza il segnale video digitalizzato ed individua i cambi d’inquadratura, per ognuna delle quali estrae un'immagine rappresentativa che fornisce in forma di file, tramite il rispettivo collegamento Cl, C2, ..., al server S, che memorizza su una memoria di massa quale un disco D i dati ricevuti dalle varie stazioni, in forma di file successivi distinti. Ogni stazione d'acquisizione Al, A2, ... acquisisce inoltre il segnale audio, digitalizzandolo e suddividendolo in spezzoni di durate circa costanti, i quali vengono pur essi memorizzati come file dal server S sul disco D.
Preferibilmente ogni stazione d’acquisizione memorizza i file audio e video anche su un proprio disco. In questo modo ogni collegamento Cl, C2, ..., oltre che essere attivo al momento dell’acquisizione, può anche, in alternativa, essere attivato in seguito, senza che ciò comporti interruzione del servizio d’acquisizione.
Il server S è poi collegato a una o più stazioni d’utente Tl, T2, costituite preferibilmente da rispettivi elaboratori di classe “personal”, tramite i quali gli utenti possono accedere ai file audio e video, come si spiegherà più dettagliatamente nel seguito.
Preferibilmente, per l'organizzazione dei dati, e con riferimento alla Fig. 2, il file system del server S prevede una directory distinta per ogni stazione di acquisizione, cioè per ogni canale monitorato, per esempio RAI1, RAI2, ..., ecc. All'interno di ogni directory di canale sono previste sottodirectory principali per ogni giorno, nel formato AAAAMMGG (per esempio 19990721 per il 21 luglio 1999). Infine, entro ogni sottodirectory di data del giorno sono previste ulteriori suddivisioni delle ventiquattr'ore in intervalli di dieci minuti, etichettate nel formato HHMM( da 0000 a 2350).
Ogni stazione d'acquisizione Al, A2, ... codifica le inquadrature acquisite in codifica JPEG, e il file così generato viene etichettato col tempo d'inizio dell'inquadratura, nel formato HHMMSSCC.jpg , comprendente cioè ora, minuti, secondi, e centesimi di secondo, ancorché la precisione del riferimento temporale sia in generale inferiore al centesimo di secondo. Per economia di occupazione di spazio sul disco, i file JPEG vengono creati con risoluzione 384 x 288 pixel, con compressione desiderata, in modo che le dimensioni dei file d’immagine non superino in generale i 15-20 KB.
I segnali audio sono preferibilmente acquisiti dalle rispettive stazioni d'acquisizione con campionamento a 8 kHz e 16 bit, codificati in codifica PCM oppure IMA-ADPCM, con o senza header wave, e i file così generati sono etichettati coll'ora e minuti di inizio dello spezzone di audio, nel formato alHHMM00.wav. In alternativa, potrebbe essere utilizzata la codifica MPEG1-Layer3 (detta anche MP3).
Infine, a intervalli di una diecina di minuti ogni stazione di acquisizione genera un file indice, etichettato con ora e minuti, nel formato HHMM. idx, costituito in sostanza da una tabella di nomi di file audio e video come generati nella stazione stessa. Volendo, nella tabella possono essere aggiunti manualmente titoli di programmi o annotazioni, a partire da un videoterminale ausiliario TA, che può coincidere con una delle stazioni d’utente Tl, T2, ...
Per l'esecuzione automatica delle operazioni sopra descritte, ogni stazione d'acquisizione è governata da un programma di gestione che è cadenzato dal segnale di tempo SO menzionato sopra,
Con riferimento alla Fig. 3, si descriverà ora un algoritmo preferito per il rilevamento dei cambi d’inquadratura. L'algoritmo utilizza la componente di luminanza del segnale video, già campionato alla risoluzione opportuna, e opera una misura fra ogni coppia di quadri successivi, preferibilmente limitando la misura al primo semiquadro. La misura consiste nell'eseguire la sommatoria del valore assoluto delle differenze tra valori medi di luminanza di blocchetti di 8 x 8 pixel. Un valore nullo o basso di tale misura fa concludere che l'immagine è rimasta immutata da un quadro all'altro, mentre un valore elevato di tale misura indica che è probabile che stia avvenendo un cambio di scena, pur essendo possibili un alto numero di false rilevazioni (con una soglia bassa) oppure un alto numero di mancate rilevazioni di cambio di scena (con una soglia troppo alta).
Pertanto, come illustrato nella Fig. 3, le misure assolute di differenza di luminosità Yn+] vengono utilizzate, mediante ulteriori elementi di ritardo che forniscono Yn, Yn.j, per confrontare i risultati di più misure assolute successive e calcolare in definitiva una misura relativa che indica con elevata affidabilità il cambio netto di scena, rendendo meno critica la scelta della soglia.
Il server S è un computer con sistema operativo multitasking e multiutente opportuno, quale per esempio Linux, dotato di disco rigido d'archiviazione, per esempio di tipo EIDE, con capacità di almeno 4 GB, fino ad alcune diecine di GB, a seconda delle esigenze, e cioè a seconda del numero di canali e/o programmi monitorati e del numero di giorni di programmazione da conservare in archivio. Il server S riceve file video, file audio e file indice dalle stazioni di acquisizione Al, A2, ... e li memorizza nel disco D. Il server S è inoltre dotato di software di condivisione di file System, quale per esempio quello noto comé “Samba” nel sistema operativo Linux, per gestire il trasferimento di file dalle stazioni di acquisizione al proprio file System, come noto all’esperto nel ramo.
Infine, il server S è dotato di software per la risposta alle richieste degli utenti, operante secondo le modalità HTML. Questo consente all’utente, posto presso un terminale grafico Tl, T2,..., ad esempio personal computer, di accedere ai file indice, e di qui ai file audio e video detti sopra, mediante un programma "browser" opportuno, quale per esempio uno di quelli distribuiti commercialmente coi nomi Netscape Navigator o Internet Explorer.
Lo scopo primo dell'utente è individuare un programma oppure parti di uno o più programmi per lui interessanti e le informazioni eventualmente associate, nel minor tempo possibile. Secondariamente l'utente deve poter riprodurre, in forma sintetica, la parte di programma selezionata, in modo da fruire dell'informazione audio e delle immagini associate. Come illustrato nella Fig. 4, per conseguire i propri scopi l'utente interagisce con il server S chiamando dal proprio browser una URL (Universal Resource Locator) localizzata sul server, il quale esegue le operazioni definite dalla URL stessa, e restituisce all'utente una pagina HTML di risposta. In risposta a una Richiesta di servizio, il server genera e propone all'utente un indice di contenuti (vedi Fig. 5), fra i quali l’utente esegue una Selezione. Il server genera allora una sequenza d’immagini consecutive (schematizzate nella Fig. 6) contenenti riferimenti temporali, e associate ciascuna a un link che consente all’utente di sottoporre una ulteriore Richiesta di riproduzione audio-video. A questa richiesta il server S reagisce proponendo un Quadro di riproduzione sintetica audio-video (vedi Fig. 7), in cui l’utente può selezionare valori di tempo e altri parametri, e far scorrere la riproduzione mediante pulsanti di Run, Stop, Pause e simili. Con questa funzione il server S fornisce all'utente l'ascolto dell'audio e la visualizzazione simultanea delle immagini corrispondenti.
L'utente può anche ottenere sul proprio browser le immagini relative a qualsiasi momento di un programma o di un palinsesto (insieme di programmi di una giornata).
La realizzazione di servizi di tipo "Web" come descritti sopra è ovvia per l’esperto nel ramo quando siano state definite (come sopra) le specifiche prestazioni richieste, e pertanto si omette, per semplicità, una descrizione dettagliata del software.
Un programma nel server S, per esempio un cosiddetto "demone", esamina periodicamente le directory e cancella i file più vecchi di un periodo di tempo prestabilito, che nella realizzazione preferita dell'invenzione è un periodo di tre giorni. Tale cancellazione può avvenire, per esempio, alla mezzanotte d'ogni giorno.
L'esperto nel ramo comprenderà come l'invenzione descritta sia in grado di memorizzare e presentare in forma sintetica i programmi giornalieri di parecchi canali (per esempio i sei o sette canali più importanti in un dato territorio) per un tempo di tre giorni o anche una settimana, con un'occupazione di memoria di massa compatibile con i dischi rigidi normalmente disponibili, e con impiego di hardware di basso costo, quali computer di tipo "personal", sia per le stazioni di acquisizione che per il server. Tuttavia l’invenzione, come apparirà evidente all’esperto nel ramo, può anche essere utilizzata, con i dovuti adattamenti, anche per monitorare, per esempio, un solo programma periodico d’interesse, di cui può essere conservata in archivio la documentazione per durate di mesi o anche anni.
Si è descrito un esempio preferito d'attuazione dell'invenzione, ma naturalmente sono possibili numerose modifiche e varianti nell'ambito dell'idea inventiva, a seconda delle circostanze. In particolare, gli apparecchi sintonizzatori RI, R2, ... possono essere sostituiti da altri tipi di circuiti ricevitori, per esempio quando il segnale sia disponibile in banda base, come accade presso la sede dell emittente stessa dei programmi. La stessa scheda PAL con convertitore A/D possono mancare o essere sostituiti da altri circuiti convertitori appropriati, ove per esempio il segnale sia già disponibile in forma digitale. Infine, benché si sia descritto un sistema comprendente un server e più stazioni d’acquisizione collegate in rete locale, le stazioni d’acquisizione potrebbero essere schede connesse direttamente sul bus dell’elaboratore digitale che funge da server, ogni scheda potendo accedere direttamente alla memoria di massa del server sotto controllo del sistema operativo multitasking di quest’ultimo.
Anche i formati audio e video possono essere scelti diversamente, come pure diversi parametri quali il livello di risoluzione delle immagini, la cadenza di acquisizione deH'immagine (in assenza di cambio di scena), le durate degli spezzoni audio, il formato dei file indice, e altri analoghi. Anche l'algoritmo di individuazione dei cambi di scena potrebbe essere sostituito con altro algoritmo noto.

Claims (10)

  1. RIVENDICAZIONI 1. Sistema d'acquisizione e presentazione sintetica di programmi televisivi, caratterizzato dal fatto di comprendere: - un server multitasking e multiutente dotato di memoria di massa atta a contenere una molteplicità di file audio, di file d’immagine e di file indice contenenti riferimenti temporali per la sincronizzazione audio e video di detti file; - almeno una stazione d'acquisizione multimediale collegata c<on detto server, e atta a: ricevere il segnale televisivo complessivo di un canale televisivo prescelto, a prelevare da esso il segnale audio e a erogarlo a detto server per la registrazione su detta memoria di massa in forma di file digitali successivi, ciascuno contenente uno spezzone di audio di durata prefissata; prelevare il segnale video per acquisire da esso un'inquadratura fissa a ogni cambio di scena o allo scadere di un intervallo di tempo prefissato dall'inquadratura precedente e a erogare ogni inquadratura a detto server per la registrazione su detta memoria di massa in forma di file d'immagine; generare periodicamente ed erogare a detto server per la registrazione su detta memoria di massa un file indice contenente riferimenti temporali per la sincronizzazione audio e video di detti file audio e file d'immagine; - almeno una stazione d’utente collegata a detto server e dotata di un programma "browser" per leggere detti file indice e quindi detti file audio e file d'immagine.
  2. 2. Sistema d'acquisizione e presentazione sintetica di programmi televisivi secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che detta stazione d'acquisizione è un elaboratore digitale dotato di scheda d'acquisizione video.
  3. 3. Sistema d'acquisizione e presentazione sintetica di programmi televisivi secondo la rivendicazione 1 o 2, caratterizzato dal fatto che ogni stazione d’acquisizione registra inoltre in una propria memoria di massa ogni file generato.
  4. 4. Sistema d'acquisizione e presentazione sintetica di programmi televisivi secondo una delle rivendicazioni 1-3, caratterizzato dal fatto che detti file audio sono codificati in codifica PCM.
  5. 5. Sistema d'acquisizione e presentazione sintetica di programmi televisivi secondo una delle rivendicazioni 1-3, caratterizzato dal fatto che detti segnali audio sono codificati in forma compressa.
  6. 6. Sistema d'acquisizione e presentazione sintetica di programmi televisivi secondo una delle rivendicazioni 1-5, caratterizzato dal fatto che detti file d'immagine sono codificati in codifica JPEG.
  7. 7. Sistema d'acquisizione e presentazione sintetica di programmi televisivi secondo una delle rivendicazioni 1-6, caratterizzato dal fatto che per determinare il cambio di scena in detto segnale televisivo la stazione d'acquisizione è programmata per attuare il seguente procedimento: - calcolare la sommatoria dei valori assoluti delle differenze tra valori medi di luminanza di blocchetti prescelti in ogni coppia di quadri successivi del segnale televisivo campionato alla risoluzione prescelta, per ottenere successivi valori di differenza assoluta; - calcolare la media dei valori di differenza assoluta ricavati per le coppie di quadri precedente e successiva a ogni coppia di quadri; - assumere l'occorrenza di un cambio di scena quando la differenza assoluta rispetto a detta media è maggiore di una soglia prefissata.
  8. 8. Sistema d'acquisizione e presentazione sintetica di programmi televisivi secondo la rivendicazione 7, caratterizzato dal fatto che detto calcolo di sommataria di differenze viene eseguito limitatamente a un solo semiquadro di ogni coppia di quadri successivi.
  9. 9. Sistema d'acquisizione e presentazione sintetica di programmi televisivi secondo una delle rivendicazioni 2-8, caratterizzato dal fatto che comprende più stazioni d'acquisizione, ciascuna collegata al server in rete locale.
  10. 10. Sistema d'acquisizione e presentazione sintetica di programmi televisivi secondo una delle rivendicazioni 2-8, caratterizzato dal fatto che comprende più stazioni d'acquisizione, ciascuna in forma inserita sul bus interno del server.
IT1999TO000724A 1999-08-25 1999-08-25 Sistema d'acquisizione e presentazione sintetica di programmitelevisivi IT1310145B1 (it)

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