【０００１】
本発明は、ビデオ信号の符号化の分野に関連し、特に、新たなデータコンテンツをビデオ信号の活性化部分に挿入することにより、情報をビデオ信号へ符号化するシステムに関連する。
【０００２】
テレビジョン放送。民生用ビデオテープ、異なって蓄積されたマルチメディアビデオフォーマット、及び、ライブ又はテープ録画の無線放送が、更に複雑になり、多くのチャネルフォーマットを有し、そして、新たなサービスとこれらのシステムに関連するデータを付加する要求が増加している。追加情報を含むコンテンツデータを、ナショナルテレビジョンシステムコミッティー（ＮＴＳＣ）方式、ディジタルアドバンスドテレビジョンシステムコミッティー（ＡＴＳＣ）方式、Ｓｅｑｕｅｎｔｉｅｌ Ｃｏｕｌｅｕｒ ａ Ｍｅｍｏｉｒｅ（ＳＥＣＡＭ）方式又は、フェーズアルターネーションライン（ＰＡＬ）方式に準拠する放送フォーマットを含む、種々の放送フォーマットのビデオ信号へ挿入するために、異なる送信の方法が使用されている。アクティブ（活性化）及びブランク部分の両方が使用される。テキスト情報がビデオ信号の活性化された部分内の信号のビデオ部分の代わりに使用される、テレテックスのように、輝度及び色差キャリアへの異なる修正が、普通に活用される。
【０００３】
他の知られたデータ挿入技術は、ビデオ信号の垂直及び水平ブランキング期間へのデータの挿入を含む。既知の例は、聴覚障害者の補助として主に使用されるクローズドキャプションシステムである。この形式のデータ挿入技術では、テキストデータは、垂直ブランキング期間へ符号化される。
【０００４】
これらの既知の技術は異なる供給者により開示されている。米国特許番号５，６６３，７６６及び５，９２９，９２０の明細書に開示されている１つの技術は、ディジタル情報により変調されたキャリア信号をビデオ信号へ加算する。この変調されたキャリア信号は、ビデオスペクトラムのピークに対応する周波数以外にある。受信機は、ビデオ信号を光学的に検知しそして、符号化されたディジタルコンテンツデータを回復するように配置される。このように、受信機は、光学的にスクリーン輝度を見る。
【０００５】
追加の伝送チャネルがビデオ信号の活性化された部分に設けられる、本発明により、この知られた欠点は解決される。これは、テレビジョンのような、平均的な民生用ビデオディスプレイ上に表示されるビデオの視覚的内容に悪影響を及ぼすことなく、達成される。ビデオコンテンツは、ビデオ信号の活性化された部分内で、コンテンツデータと置換される。例えば、輝度情報は、垂直又は水平ブランキング期間よりも、ビデオ信号の活性化された部分の１つ又はそれ以上のライン上で、変調されたコンテンツデータのフレームと置換される。これは、コンテンツデータの追加の伝送チャネルを提供する。
【０００６】
本発明は、情報をビデオ信号のビデオデータストリームへ符号化するシステムであって、コンテンツデータを、ビデオ同期情報を有する少なくとも１つの変調されたデータのフレームへ変換する変調及びビデオ同期回路と、ビデオデータストリームの少なくとも１つの選択されたライン内で、変調されたデータのフレームをインターリーブする、前記変調及びビデオ同期回路に機能的に接続されたインターリーバとを有するシステムを有する。
【０００７】
このシステムは、コンテンツデータを、ビデオ同期情報を有する少なくとも１つの変調されたデータのフレームへ変換するデータ変調及びビデオ同期回路を有する。インターリーバは、ビデオデータストリームの少なくとも１つの選択されたライン内で、変調されたコンテンツデータのフレームをインターリーブするために、この回路に機能的に接続されている。復号回路は、コンテンツデータを伴なう符号化されたビデオ信号を受信し且つらコンテンツデータを抽出する。復号回路は、ビデオデータストリームからビデオラインを変調されたコンテンツデータのフレームへ分離するラインデインターリーバを有する。ＤＣ回復回路は、いずれのコンテンツデータに対してもＤＣバイアスレベルを回復する。ビット及びフレーム同期回路は、変調されたコンテンツデータのフレームを同期させ、これには、変調されたコンテンツデータのフレームをコンテンツデータへ復調し且つ復号する復調／復号回路が続く。
【０００８】
本発明の他の面では、ビデオ信号復号器回路は、放送フォーマットに準拠するビデオ信号を受信し且つ、そのビデオ信号を、コンテンツデータと共に符号化されるビデオデータストリームへ変換する。このビデオ信号は、ナショナルテレビジョンシステムコミッティー（ＮＴＳＣ）方式、ディジタルアドバンスドテレビジョンシステムコミッティー（ＡＴＳＣ）方式、Ｓｅｑｕｅｎｔｉｅｌ Ｃｏｕｌｅｕｒ ａ Ｍｅｍｏｉｒｅ（ＳＥＣＡＭ）方式又は、フェーズアルターネーションライン（ＰＡＬ）方式に準拠する放送フォーマットに準拠する。
【０００９】
本発明は、ビデオ信号に関する追加の情報チャネルを提供するために、ビデオ信号内の輝度情報を、ビデオ信号の活性化部分の１つ又はそれ以上のライン上で、変調されたコンテンツデータのフレームと、置換するステップを有する、情報をビデオ信号へ符号化する方法も含む。
【００１０】
本発明を、添付の図面を参照して例により以下に説明する。
【００１１】
本発明は、利点があり且つ、平均的な民生用テレビジョン又は、他のビデオ表示装置のような、ビデオディスプレイの視覚的内容に悪影響を及ぼすことなしに、ビデオ信号の活性化部分内に、追加の伝送チャネルを提供する。ある量のビデオをビデオ信号の活性化部分内で、コンテンツデータと置換することを可能とする。この最も一般的な方法では、本発明は、輝度情報を、典型的には、多くの従来の応用のような垂直又は水平ブランキング期間よりも、ビデオ信号の活性化された部分の１つ又はそれ以上のライン上で、変調されたコンテンツデータのフレームと置換する。これは、利益のあるそして追加のコンテンツデータに対する伝送チャネルを提供する。図４に示されているように、ビデオ信号内の輝度情報は、好ましくはビデオ信号の上方及び下方のビデオライン内の、ビデオ信号の活性化部分の１つ又はそれ以上のライン上で、変調されたコンテンツデータのフレームと置換される。これらのラインは、典型的には、実質的には又は部分的には見ることからさえぎられるビデオディスプレイの上方及び下方に対応する。
【００１２】
本発明は、蓄積されたビデオテープ、活性化されたビデオフレームを有するＡＶＩファイルのような種々のマルチメディアフォーマット、及び、ライブ又はテープ記録の無線放送のような、多くの異なる形式のビデオ信号で使用可能である。放送ビデオ信号は、ナショナルテレビジョンシステムコミッティー（ＮＴＳＣ）方式、ディジタルアドバンスドテレビジョンシステムコミッティー（ＡＴＳＣ）方式、Ｓｅｑｕｅｎｔｉｅｌ Ｃｏｕｌｅｕｒ ａ Ｍｅｍｏｉｒｅ（ＳＥＣＡＭ）方式又は、フェーズアルターネーションライン（ＰＡＬ）方式に準拠する放送フォーマットビデオ信号に準拠することが好ましい。
【００１３】
図１−３は、コンテンツデータのような情報をビデオ信号上に符号化する本発明の全体システム１０の基本ブロック図（図１と２）及び、追加の情報チャネルを提供するために、ビデオの活性化部分の１つ又はそれ以上のライン上に置換された変調されたコンテンツデータのフレームを有するビデオ信号を復号するのに使用される、復号器１２（図３）を示す。
【００１４】
基本ブロック回路図は当業者によりなされる設計変更に依存して変わるが、説明は、ナショナルテレビジョンシステムコミッティー（ＮＴＳＣ）方式の放送フォーマット規格に準拠するビデオ信号に関連して進める。
【００１５】
図１に示されたように、ＮＴＳＣビデオ信号は、ブランキング期間処理回路１４、及び、輝度及び色差処理回路１６を有する、当業者により知られた、基本ビデオ処理回路に入る。Ｙビデオ情報信号は、輝度及び色差処理回路１６から、当業者には知られた基本ビデオ処理回路を使用する、水平及び垂直同期及び検出回路１８へ送られる。データ変換とバッファリング及び同期回路２０は、ブランキング期間処理回路１４からブランキング情報信号を、そして、輝度及び色差処理回路１６からＹ及びＣｒＣｂデータを受信する。検出された信号は、水平及び垂直同期及び検出回路１８からも受信される。データ変換とバッファリング及び同期回路は、放送準拠のビデオ信号を、以下に説明するインターリーブのために、適切なビデオデータストリームへ変換する。ＯＲ回路２２は、蓄積されたビデオデータベース２４から受信された蓄積されたビデオデータの処理を可能とし、そして、ビデオ信号源の選択のためのスイッチとして働き、又は、２つのソースからのビデオをマージできる。
【００１６】
向上コンテンツデータベース２６に格納されたコンテンツデータとライブ向上コンテンツデータストリーム２８は、向上データ符号化器及び変調器とラベルが付された、変調及びビデオ同期回路３２内での後の変調のために、ＯＲ回路３０で選択され又はマージされる。この回路３２は、向上コンテンツデータベース２６又はライブ向上コンテンツデータストリーム２８から受信されたコンテンツデータを、インターリーバ３４へ送られる、ビデオ同期情報を有する少なくとも１つの変調されたデータのフレームへ変換する。この回路３２は、カプセル化によるような、適切な誤り符号化情報、及び、ビット及びフレームマーカを有するビデオ同期情報を、付加する。
【００１７】
同時に、ビデオデータストリームの一部は、タイミング及び変調されたコンテンツデータのフレームとビデオデータストリームの適切なインターリーブのために、変調及びビデオ同期回路３２及びインターリーバ３４と共に動作する、インターリーブ処理及び制御回路３６へ送られる。インターリーバは、適切なバッファリングとタイミングのためのバッファ回路３８からのビデオデータストリームを受信し、そして、ビデオデータストリーム内の少なくとも１つの選択されたライン内で、変調されたコンテンツデータのフレームをインターリーブする。
【００１８】
図４に示されたように、本発明の一面は、見ることから実質的にさえぎられるビデオディスプレイの上方及び下方に対応するビデオ信号内の上方及び下方ビデオライン内で、変調されたデータのフレームのインターリーブを可能とする。ディジタルビデオは、インターリーバ３４から、インターリーブ後のビデオデータストリームを受信し、且つ、当業者により知られた技術でビデオデータストリームを、知られた放送フォーマットに準拠するビデオ信号へフォーマットする、ビデオ信号フォーマット回路４０へ出力される。本発明の例では、図２に示されたように、放送フォーマットはＮＴＳＣ放送フォーマットである。
【００１９】
図２に示されたように、ビデオデータストリームはＮＴＳＣ規格のビデオ信号へフォーマットされ、ビデオ信号フォーマット回路は、インターリーバ３４からディジタルビデオデータストリームを受信する、輝度及び色差データ分離回路４２を有する。これは、分離されたデータ信号をそれぞれのＹフィルタ回路４４及び、次に当業者には既知の色差変調回路４６に接続されるＣフィルタ回路４５へ送る。コピー保護情報４８が、加算回路５０ａ、５０ｂを通して、Ｙフィルタ回路４４と色差変調回路４６から受信された信号へ付加される。垂直ブランキング及び期間データ処理回路５２は、Ｙフィルタ加算回路５０ａに接続され且つ輝度出力信号を出力する、加算回路５４に接続されている。この信号の一部は、コンポジット出力信号のために、加算回路５０ｂからの、コピー保護された色差変調信号の一部を受信する加算回路５６へ送られる。色差出力信号は、加算回路５０ｂから出力される。
【００２０】
本発明で使用する復号器１２は、図３に示されている。６０で示された破線の構成は、インターシル８１１７ビデオ処理チップのような、標準ビデオ処理チップに対応する。チップ６０は、自動利得制御及びクランピング回路６２を含む、標準ビデオ処理機能要素を含む。その回路６２から、信号は、ブランキング期間処理回路６４、Ｙデータ及び、Ｙ及びＣｒＣｂデータを出力する輝度及び色差処理回路６６、及び、Ｙデータを受信する水平及び垂直同期検出回路６８で処理される。データ変換とバッファリング及び同期回路７０は、ブランキング期間処理回路６４からブランキング情報を、輝度及び色差処理回路６６からＹ及びＣｒＣｂデータを、そして、水平及び垂直同期検出回路６８から同期信号を受信する。この回路７０は、ディジタル的に、ビデオ信号をビデオデータストリームへ処理する。
【００２１】
破線の構成７２により示されたライン分離及び回復回路は、ビデオデータストリームから，変調されたコンテンツデータのフレームを抽出する。示されているように、ラインデインターリーバ回路７４は、ビデオデータストリームからの符号化されたコンテンツデータを有するビデオラインを、変調されたデータのフレームへ分離する。ＤＣ回復回路７６は、コンテンツデータについて、ＤＣバイアスレベルを回復する。この回路は、ＤＣ処理制御として動作しそして、それが単一のコンポジット又は輝度に変換されたＲＧＢであるかどうか及び、使用のために何が有効であるかのような、中間レベルビデオ情報を決定する。この輝度値は、この時点で取り去られることが可能である。上方及び下方範囲は入力信号に基づいて知られることが可能であるので、ＤＣ回復は、これらの値に関して行われ、そして、２次のＤＣ回復として動作できる。
【００２２】
ビット及びフレーム同期回路７８は、符号化シーケンスの一部として、フレームマーカとフレームシーケンスを決定する。これらは、元の符号化内で、同期の一部として符号化された。この回路は、マーカーシーケンスを決定し、そして、当業者には知られた技術により、独立のサンプリングレートで同期させる。知られているように、処理回路と技術によりシステム雑音と伝送歪みは除去されることが可能である。このビット及びフレーム同期回路７８は、高次の変調技術が使用されているときには、等価器を含みうる。復調／復号回路８０は、変調されたデータのフレームをコンテンツデータへ復調し且つ復号する。このように、コンテンツデータは取り出される。
【００２３】
図５は、本発明に従った、ビデオ信号を処理する基本的な方法を示す基本的な高レベルフローチャートを示す。ビデオデータストリームは、コンテンツデータと共に向上されるために受信される（ブロック１００）。コンテンツデータは、受信されそしてコンテンツデータのフレームへ変換される（ブロック１０２）。同期情報と変調データが、コンテンツデータのフレームへ付加され、変調されたコンテンツデータのフレームが形成される（ブロック１０４）。変調されたコンテンツデータのフレームは、ビデオデータストリームの少なくとも１つの選択されたビデオライン内で、インターリーブされる（ブロック１０６）。ビデオデータストリームは、ビデオ信号及び放送へ変換される（ブロック１０８）。ビデオ信号は、復号器内で受信され（ブロック１１０）そして、ビデオデータストリームへ復号される（ブロック１１２）。このコンテンツデータは、ビデオデータストリームから抽出される（ブロック１１４）。
【００２４】
図５−６を参照すると、インターリーブ処理記述は、ＡＶＩファイルのインターリーブについて示されている。例えば、一面では、コンテンツデータと共に向上されるＡＶＩファイルは、ビデオピクチャの個々のフレームは、修正について利用できるように、オープンされる、と仮定される。例えば、ビデオは、例えば、動作するために、２９．９７ＦＰＳである。幾つかのラインは、ＡＶＩファイルの毎フレームで置換される。ＡＶＩファイルは、活性化ビデオフレームを構成するために４８０掛ける７２０ＲＧＢ画素を有するように構成され（図６）、しかし、他の画素の解像度も使用されることが可能である。ＲＧＢ画素は、１５ビットパック表現即ち、ＸＲＲＲＲＲＧＧＧＧＧＢＢＢＢＢ、と仮定される。
【００２５】
図７に示されたように、ビデオラインへ置換される情報のラインは、５シンボルのクロックランイン、１３シンボルの同期データ、２シンボルの同期ガード、２シンボルのデータＩＤ、２シンボルのフレームマーカ、２０８シンボルのデータコンテンツ、２シンボルの予約空間、及び、４シンボルのクロックランアウトを有し、非限定的な例として、７１４ＲＧＢ画素で合計の２３８シンボルを構成する。このラインは、特徴的なデータフィールドとともに挿入され、データフィールドは、図８に示された表からのように発生される。当然に、フレームマーカ及びデータフィールドを構成する異なる技術は、当業者により知られる技術により暗示されるように使用されることが可能である。
【００２６】
図６−８に関する記載は、ＭＰ３オーディオデータ又は他のデータと共に使用するためのＡＶＩファイルについてのインターリーブ処理を記述するが、当業者に暗示されるように他の技術が使用できる。
【００２７】
図９は、住宅にいる住民の消費者が、本発明のシステムをどのように使用するかを示す。記録されたビデオソース１５０又は、記録された記述ソース１５２は、標準ビデオから得られそして、広帯域向上ビデオコンテンツを構成するために、本発明のシステムを使用して、適切な符号化ソフトウェア及びアルゴリズムを有する、コンピュータシステム１５４により符号化され、これは、そして、印刷又は放送のためのビデオマスタ１５６へ転送される。ビデオテープ又は放送配信は、住居で、標準ＶＣＲ，ＤＶＤ、ＤＳＳ又は、ケーブルユニット１６２内での、消費者の受信を可能とし、そして、広帯域向上ビデオコンテンツは、本発明の広帯域コンテンツ復号器１６６内で復号される。復号器データは、更なる処理のために外部受信装置１６８へ供給される。標準テレビジョン１７２は、ビデオ信号を受信するとして、示されている。
【００２８】
ビデオ信号に追加の情報チャネルを提供するために、ビデオ信号の活性化部分の１つ又はそれ以上のライン上で、ビデオ信号内の輝度情報を、変調されたコンテンツデータのフレームで置換することにより、情報をビデオ信号へ符号化するシステム（１０）と方法である。変調及びビデオ同期回路（３２）は、コンテンツデータを、ビデオ同期情報を有する少なくとも１つの変調されたコンテンツデータのフレームへ変換する。インターリーバ（３４）は、変調及びビデオ同期回路（３２）へ機能的に接続され、そして、ビデオ信号の少なくとも１つの選択されたライン内で、変調されたコンテンツデータのフレームをインターリーブする。
【図面の簡単な説明】
【図１】
情報を例示のナショナルテレビジョンシステムコミッティー（ＮＴＳＣ）方式ビデオ信号へ符号化するシステムのブロック図であり、インターリーバとビデオ信号フォーマット回路を含む本発明の基本回路を示す図である。
【図２】
図１に示された情報を符号化するシステムの一部の他のブロック図であり、ナショナルテレビジョンシステムコミッティー（ＮＴＳＣ）方式準拠の放送フォーマットで使用する例示のビデオ信号フォーマット回路の詳細を示す図である。
【図３】
コンテンツデータと共に符号化されたビデオ信号から、コンテンツデータを抽出する、本発明で使用できる復号器のブロック図を示す図である。
【図４】
上方及び下方ビデオライン内で置換された、変調されたコンテンツデータのフレームを示すビデオフレームの例を示す図である。
【図５】
動作の方法を示す高レベルフローチャートを示す図である。
【図６】
本発明で使用される、ＡＶＩファイル又はＣＣＩＲデータストリームについての活性化ビデオフレームを示す図である。
【図７】
活性化ビデオフレームのビデオラインへ置換されることが可能な情報のラインの例を示す図である。
【図８】
何の種類のシンボルが、図６の活性化ビデオフレームに対するインターリーブ処理のために発生されうるかを示すテーブルを図である。
【図９】
住宅での消費者による本発明の使用を示す全体的なシステムの概要を示す図である。[0001]
The present invention relates to the field of video signal coding, and more particularly to a system for coding information into a video signal by inserting new data content into the active part of the video signal.
[0002]
Television broadcasting. Consumer videotapes, differently stored multimedia video formats, and live broadcasts of live or taped recordings are becoming more complex, have many channel formats, and are associated with new services and these systems. There is an increasing demand for adding additional data. The content data including the additional information is based on the National Television System Committee (NTSC), the Digital Advanced Television System Committee (ATSC), the Sequentiel Couleur a Memoire (SECAM), or the Phase Alteration Line (PAL). Different transmission methods have been used to insert into video signals of various broadcast formats, including broadcast formats. Both active and blank portions are used. Different modifications to the luminance and chrominance carriers, such as teletex, where textual information is used in place of the video portion of the signal within the activated portion of the video signal are commonly exploited.
[0003]
Other known data insertion techniques include inserting data during vertical and horizontal blanking periods of a video signal. A known example is a closed caption system primarily used to assist the hearing impaired. In this type of data insertion technique, text data is encoded into a vertical blanking period.
[0004]
These known techniques have been disclosed by different suppliers. One technique disclosed in U.S. Patent Nos. 5,663,766 and 5,929,920 adds a carrier signal modulated with digital information to a video signal. The modulated carrier signal is at a frequency other than the frequency corresponding to the peak of the video spectrum. The receiver is arranged to optically detect the video signal and recover the encoded digital content data. Thus, the receiver optically looks at the screen brightness.
[0005]
This known disadvantage is solved by the invention in which an additional transmission channel is provided in the activated part of the video signal. This is achieved without adversely affecting the visual content of the video displayed on an average consumer video display, such as a television. The video content is replaced with content data within the activated portion of the video signal. For example, the luminance information is replaced with a frame of modulated content data on one or more lines of an activated portion of the video signal rather than a vertical or horizontal blanking period. This provides an additional transmission channel for content data.
[0006]
The present invention is a system for encoding information into a video data stream of a video signal, comprising: a modulation and video synchronization circuit for converting content data into at least one frame of modulated data having video synchronization information; A system having an interleaver operably connected to said modulation and video synchronization circuit for interleaving frames of modulated data within at least one selected line of a data stream.
[0007]
The system includes a data modulation and video synchronization circuit that converts the content data into at least one frame of modulated data having video synchronization information. An interleaver is operatively connected to the circuit for interleaving frames of the modulated content data within at least one selected line of the video data stream. The decoding circuit receives the encoded video signal with the content data and extracts the content data. The decoding circuit has a line deinterleaver that separates video lines from the video data stream into frames of modulated content data. The DC recovery circuit recovers the DC bias level for any content data. The bit and frame synchronization circuit synchronizes the frame of modulated content data, followed by a demodulation / decoding circuit that demodulates and decodes the frame of modulated content data into content data.
[0008]
In another aspect of the invention, a video signal decoder circuit receives a video signal that conforms to a broadcast format and converts the video signal into a video data stream that is encoded with the content data. This video signal conforms to a broadcast format conforming to the National Television System Committee (NTSC), Digital Advanced Television System Committee (ATSC), Sequentiel Couleur a Memoire (SECAM), or Phase Alternation Line (PAL). Compliant.
[0009]
The present invention combines luminance information in a video signal with a frame of modulated content data on one or more lines of an active portion of the video signal to provide an additional information channel for the video signal. , The method of encoding information into a video signal having the step of replacing.
[0010]
The invention will now be described by way of example with reference to the accompanying drawings.
[0011]
The present invention has advantages and advantages in the active portion of a video signal without adversely affecting the visual content of a video display, such as an average consumer television or other video display device. Provide additional transmission channels. It allows a certain amount of video to be replaced with content data in the active part of the video signal. In this most general way, the present invention uses the luminance information in one or more of the activated portions of the video signal, typically in a vertical or horizontal blanking period as in many conventional applications. On the further lines, the frame is replaced with the frame of the modulated content data. This provides a transmission channel for profitable and additional content data. As shown in FIG. 4, the luminance information in the video signal is modulated on one or more lines of the active portion of the video signal, preferably in the video lines above and below the video signal. Is replaced with the content data frame. These lines typically correspond above and below a video display that is substantially or partially blocked from view.
[0012]
The present invention can be used with a variety of multimedia formats, such as stored video tapes, AVI files with activated video frames, and many different types of video signals, such as live broadcasts or tape-recorded radio broadcasts. Can be used. The broadcast video signal is a broadcast format video that conforms to the National Television System Committee (NTSC), Digital Advanced Television System Committee (ATSC), Sequentiel Couleur a Memoire (SECAM), or Phase Alternation Line (PAL). It is preferred to comply with the signal.
[0013]
FIGS. 1-3 show a basic block diagram (FIGS. 1 and 2) of the overall system 10 of the present invention which encodes information such as content data onto a video signal, and the video of FIG. 3 shows a decoder 12 (FIG. 3) used to decode a video signal having a frame of modulated content data replaced on one or more lines of an activation portion.
[0014]
Although the basic block diagram will vary depending on design changes made by those skilled in the art, the description will proceed with reference to video signals that conform to the National Television System Committee (NTSC) broadcast format standard.
[0015]
As shown in FIG. 1, the NTSC video signal enters a basic video processing circuit, known by those skilled in the art, having a blanking period processing circuit 14 and a luminance and color difference processing circuit 16. The Y video information signal is passed from the luminance and chrominance processing circuit 16 to a horizontal and vertical synchronization and detection circuit 18 using basic video processing circuits known to those skilled in the art. The data conversion and buffering and synchronization circuit 20 receives the blanking information signal from the blanking period processing circuit 14 and the Y and CrCb data from the luminance and color difference processing circuit 16. The detected signal is also received from horizontal and vertical synchronization and detection circuit 18. A data conversion and buffering and synchronization circuit converts the broadcast-compliant video signal into a suitable video data stream for interleaving as described below. OR circuit 22 enables processing of stored video data received from stored video database 24 and acts as a switch for video signal source selection or merges video from two sources. it can.
[0016]
The content data stored in the enhancement content database 26 and the live enhancement content data stream 28 are used for subsequent modulation in the modulation and video synchronization circuit 32, labeled as enhancement data encoder and modulator. Selected or merged by the OR circuit 30. This circuit 32 converts the content data received from the enhanced content database 26 or the live enhanced content data stream 28 into at least one frame of modulated data with video synchronization information that is sent to an interleaver 34. This circuit 32 adds appropriate error coded information, such as by encapsulation, and video synchronization information with bits and frame markers.
[0017]
At the same time, a portion of the video data stream is interleaved and controlled by a modulation and video synchronization circuit 32 and an interleaver 34 for proper interleaving of frames of the timing and modulated content data with the video data stream. 36. The interleaver receives the video data stream from the buffer circuit 38 for proper buffering and timing and, within at least one selected line in the video data stream, modulates the frame of the modulated content data. Interleave.
[0018]
As shown in FIG. 4, one aspect of the present invention is that frames of modulated data within upper and lower video lines in a video signal corresponding to above and below a video display that are substantially blocked from viewing. Interleaving is possible. The digital video receives the interleaved video data stream from the interleaver 34 and formats the video data stream into a video signal conforming to a known broadcast format using techniques known to those skilled in the art. Output to the format circuit 40. In the example of the present invention, as shown in FIG. 2, the broadcast format is the NTSC broadcast format.
[0019]
As shown in FIG. 2, the video data stream is formatted into an NTSC standard video signal, and the video signal format circuit has a luminance and chrominance data separation circuit 42 that receives the digital video data stream from the interleaver 34. This sends the separated data signal to a respective Y filter circuit 44 and then to a C filter circuit 45 which is connected to a color difference modulation circuit 46 known to those skilled in the art. The copy protection information 48 is added to the signals received from the Y filter circuit 44 and the color difference modulation circuit 46 through the addition circuits 50a and 50b. The vertical blanking and period data processing circuit 52 is connected to a Y filter addition circuit 50a and to an addition circuit 54 that outputs a luminance output signal. A portion of this signal is sent to a summing circuit 56 that receives a portion of the copy protected color difference modulation signal from summing circuit 50b for a composite output signal. The color difference output signal is output from the addition circuit 50b.
[0020]
The decoder 12 used in the present invention is shown in FIG. The dashed configuration shown at 60 corresponds to a standard video processing chip, such as the Intersil 8117 video processing chip. Chip 60 includes standard video processing functional components, including automatic gain control and clamping circuit 62. From the circuit 62, the signal is processed by a blanking period processing circuit 64, a luminance and color difference processing circuit 66 that outputs Y data and Y and CrCb data, and a horizontal and vertical synchronization detection circuit 68 that receives Y data. You. Data conversion, buffering and synchronization circuit 70 receives blanking information from blanking period processing circuit 64, Y and CrCb data from luminance and color difference processing circuit 66, and synchronization signals from horizontal and vertical synchronization detection circuit 68. I do. This circuit 70 digitally processes the video signal into a video data stream.
[0021]
The line separation and recovery circuit, indicated by the dashed configuration 72, extracts frames of modulated content data from the video data stream. As shown, the line deinterleaver circuit 74 separates video lines having encoded content data from the video data stream into frames of modulated data. The DC recovery circuit 76 recovers the DC bias level of the content data. This circuit operates as a DC processing control and outputs intermediate level video information such as whether it is RGB converted to a single composite or luminance and what is available for use. decide. This luminance value can be removed at this point. Since the upper and lower ranges can be known based on the input signal, DC recovery is performed on these values and can operate as a secondary DC recovery.
[0022]
The bit and frame synchronization circuit 78 determines a frame marker and a frame sequence as part of the encoding sequence. These were encoded in the original encoding as part of the synchronization. This circuit determines the marker sequence and synchronizes at an independent sampling rate according to techniques known to those skilled in the art. As is known, system noise and transmission distortion can be eliminated by processing circuits and techniques. The bit and frame synchronization circuit 78 may include an equalizer when higher order modulation techniques are used. The demodulation / decoding circuit 80 demodulates and decodes the modulated data frame into content data. Thus, the content data is taken out.
[0023]
FIG. 5 shows a basic high-level flowchart illustrating a basic method for processing a video signal according to the present invention. A video data stream is received to be enhanced with the content data (block 100). Content data is received and converted into frames of content data (block 102). Synchronization information and modulated data are added to the frame of content data to form a frame of modulated content data (block 104). Frames of the modulated content data are interleaved within at least one selected video line of the video data stream (block 106). The video data stream is converted to a video signal and broadcast (block 108). A video signal is received within a decoder (block 110) and decoded into a video data stream (block 112). This content data is extracted from the video data stream (block 114).
[0024]
Referring to FIGS. 5-6, the interleaving process description illustrates interleaving of AVI files. For example, in one aspect, it is assumed that an AVI file enhanced with content data is opened so that individual frames of a video picture are available for modification. For example, the video is, for example, 29.97 FPS to operate. Some lines are replaced every frame of the AVI file. The AVI file is configured to have 480 times 720 RGB pixels to make up the activated video frame (FIG. 6), but other pixel resolutions can be used. The RGB pixels are assumed to be a 15-bit packed representation, ie, XRRRRRGGGGGBBBBB.
[0025]
As shown in FIG. 7, a line of information to be replaced with a video line is a clock run-in of 5 symbols, synchronous data of 13 symbols, synchronous guard of 2 symbols, data ID of 2 symbols, and frame marker of 2 symbols. , 208 symbols of data content, a reserved space of 2 symbols, and a clock runout of 4 symbols, and as a non-limiting example, 714 RGB pixels make up a total of 238 symbols. This line is inserted with the characteristic data fields, which are generated as from the table shown in FIG. Of course, the different techniques for configuring the frame markers and data fields can be used as implied by techniques known to those skilled in the art.
[0026]
While the description with respect to FIGS. 6-8 describes interleaving for AVI files for use with MP3 audio data or other data, other techniques can be used as suggested by those skilled in the art.
[0027]
FIG. 9 shows how a resident consumer at home uses the system of the present invention. The recorded video source 150 or the recorded description source 152 is derived from standard video and uses the system of the present invention to apply appropriate coding software and algorithms to construct wideband enhanced video content. Encoded by computer system 154, which is then transferred to video master 156 for printing or broadcasting. The videotape or broadcast distribution allows consumers to receive in a standard VCR, DVD, DSS or cable unit 162 at home, and the wideband enhanced video content is stored in the wideband content decoder 166 of the present invention. Is decrypted. The decoder data is provided to an external receiver 168 for further processing. Standard television 172 is shown as receiving a video signal.
[0028]
By replacing the luminance information in the video signal with frames of modulated content data on one or more lines of the active portion of the video signal to provide an additional information channel for the video signal , A system (10) and method for encoding information into a video signal. A modulation and video synchronization circuit (32) converts the content data into at least one frame of modulated content data having video synchronization information. An interleaver (34) is operatively connected to the modulation and video synchronization circuit (32) and interleaves frames of the modulated content data within at least one selected line of the video signal.
[Brief description of the drawings]
FIG.
FIG. 2 is a block diagram of a system for encoding information into an exemplary National Television System Committee (NTSC) video signal, showing the basic circuitry of the present invention including an interleaver and a video signal format circuit.
FIG. 2
FIG. 2 is another block diagram of a portion of the system for encoding the information shown in FIG. 1 showing details of an exemplary video signal format circuit for use in a broadcast format compliant with the National Television System Committee (NTSC) standard. It is.
FIG. 3
FIG. 3 shows a block diagram of a decoder that can be used in the present invention for extracting content data from a video signal encoded with the content data.
FIG. 4
FIG. 5 shows an example of a video frame showing frames of modulated content data replaced in upper and lower video lines.
FIG. 5
FIG. 4 shows a high-level flowchart showing a method of operation.
FIG. 6
FIG. 4 shows an activated video frame for an AVI file or a CCIR data stream used in the present invention.
FIG. 7
FIG. 4 shows an example of a line of information that can be replaced by a video line of an activated video frame.
FIG. 8
FIG. 7 is a table showing what types of symbols can be generated for interleaving the activated video frames of FIG.
FIG. 9
FIG. 1 provides an overview of an overall system illustrating the use of the present invention by a consumer at home.
