MXPA98000512A - Comunicacion de datos de vbi en corrientes de datos de television digital - Google Patents

Abstract

La presente invención se refiere a un método y aparato para comunicar información de usuario de VBI en corrientes de datos de televisión digital a través de una sintaxis genérica. La sintaxis permite el transporte digital de virtualmente cualquier tipo de datos de usuario que pueda portarse en la porción de VBI de una señal de televisión análoga. Se utiliza un generador de pixeles para insertar líneas de VBI en una señal de video digital que utiliza información proporcionada en la porción de usuario de la corriente de datos digital. La sintaxis proporciona al generador de pixeles el tiempo de inicio del primer símbolo, el número de pixeles por símbolo, los niveles altos y bajos por insertar, la fracción del tiempo de símbolo que es el tiempo de transición, el número de símbolos a insertar y el número de líneas de cuadro en los cuales se insertan los datos.

Description

COMUNICACIÓN DE DATOS DE VBI EN CORRIENTES DE DATOS DE TELEVISIÓN DIGITAL ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN La presente invención se refiere a la comunicación de señales de televisión digital, y más particularmente a un esquema eficiente de amplitud de banda para permitir que una corriente de datos de televisión digital contenga más tipos de datos convencionalmente portados en el intervalo de supresión vertical (VBI) de una señal de televisión análoga. Los ejemplos de tales datos, de aqui en adelante referidos como "datos de usuario", incluyen datos de captación cerrada (CC) , código de tiempo de intervalo vertical (VITC) , datos de video de tiempo no real (por ejemplo, señal de prueba de intervalo vertical -VITS) , datos de video de muestreo, Especificación de Teletexto Básico Norteamericano (NABTS), Teletexto de Sistema Mundial (WST) , datos de la Unión de Difusión Europea (EBU) y datos Automatizados, de Medición y de Puesta en Linea Nielsen (AMOL) . La transmisión digital de señales de televisión puede suministrar servicios de audio y de video de mucho mayor calidad que las técnicas análogas. Los esquemas de transmisión digital son particularmente ventajosos para las señales que se difunden a través de una red de televisión por cable o por satélite hacia afiliados de televisión por cable y/o directamente a los receptores de televisión por satélite locales. Se espera que los sistemas transmisores y receptores de televisión digital reemplacen los sitemas análogos existentes tal como los discos compactos digitales han reemplazado a las grabaciones fonográficas análogas en la industria del audio. Una manera de transmitir los datos de video comprimidos hacia un receptor es en la forma de paquetes contenidos dentro de una corriente de datos empaquetados. Típicamente, los paquetes que contienen datos de video comprimidos se transmiten en múltiple con otros paquetes, por ejemplo, que contienen datos de audio correspondientes y la información de control necesaria para reconstruir una señal de televisión. Una norma para transportar señales de televisión digital de esta manera es la norma MPEG-2, los detalles de la cual pueden encontrarse en la Organización Internacional para la Normatividad, ISO/IEC 13818-1, Norma Internacional, 13 de noviembre de 1994 titulada "Codificación Genérica de Imágenes en Movimiento y Audio Asociado: Sistemas", recomendación H.222.0, incorporada en la presente para referencia. Los detalles adicionales de la sintaxis de video y las semánticas para el video de MPEG-2 pueden encontrarse en la Organización Internacional para la Normatividad, ISO/IEC 13818-2, Norma Internacional, 1995 titulada "Codificación Genérica de Imágenes en Movimiento y Audio Asociado: Video", recomendación H.262, también incorporada en la presente para referencia. Otra norma para transportar datos de televisión digital en una corriente de paquete es la Norma de Televisión Digital del Comité de Sistemas Avanzados de Tlevisión (ATSC) A/53, aprobada el 12 de abril y el 15 de septiembre de 1995, incorporada en la presente para referencia. La Norma de Televisión Digital de ATSC se basa en la Norma de Video MPEG-2 ISO/IEC, la Norma de Compresión de Audio Digital (AC-3) y la Norma de Sistemas de MPEG-2 ISO/IEC. En los sistemas de ATSC y MPEG-2 (y el sistema de DigiCipher® II similar propiedad de Generak Instrument Corporation, el cesionario del mismo) una corriente de transporte, o múltiplex de transporte se elabora de un conjunto contiguo de paquetes de longitud fija. La secuencia de video se transporta utilizando una estructura jerárquica en la cual un encabezamiento de secuencia es seguido por diversas extensiones, datos de usuario, un grupo de encabezamiento de imágenes ("GOP") , datos de usuario opcionales, un encabezamiento de imagen, etc. El encabezamiento de secuencia proporciona información para una secuencia de imágenes, las cuales generalmente incluirán más de un GOP. Esta información incluye, por ejemplo, valores de tamaño horizontal y vertical, proporción de aspecto, velocidad de transmisión de cuadros y de bits, y parámetros de cuantificación para los datos de video. También puede incluirse una extensión de datos de usuario que, entre otras cosas, proporcione datos adicionales para utilizarse por los decodificadores. La norma DigiCipher® II proporciona el transporte de datos de usuario adicionales después del encabezamiento de secuencia, con objeto de identificar una señal de DigiCipher® II y el uso de cualquier técnica de compresión de video especial dentro de una secuencia, incluyendo predicción especial de DigiCipher® II y estimación de movimiento por bloque. En ambas sintaxis de MPEG-2 y DigiCipher® II, se proporciona una extensión de despliegue de secuencia, por ejemplo, formato de video e información de descripción de color, además de la extensión de secuencia y los datos de usuario. Un grupo subsecuente de encabezamiento de imágenes proporciona, entre otra información, un código de tiempo. Después de esto, se proporciona un encabezamiento de imagen que incluye diversa información que pertenece a una imagen correspondiente en una secuencia de imágenes por desplegarse. Se proporcionan entonces una extensión de imagen y, finalmente, los datos de imagen real por decodificarse y reproducirse para observarse. Se observa que el MPEG no especifica el orden en el cual las diversas extensiones (tal como la extensión de despliegue de secuencia) o los datos de usuario deben transmitirse más allá del hecho de que deben encontrarse después de la extensión de secuencia y antes del encabezamiento de GOP (si se proporciona) o el encabezamiento de imagen. El MPEG no requiere que se envien los encabezamientos de GOP y tales encabezamientos pueden derivarse en implementaciones particulares . En un sistema de transmisión práctico puede ser necesario incluir datos adicionales en diferentes momentos con propósitos específicos, tales como la proporción de captación cerrada, VITS, video de tiempo real auxiliar, Teletexto, y datos de AMOL. Tales datos adicionales pueden contenerse en las porciones de intervalo de supresión vertical (VBI) de una señal de televisión análoga, y son referidos en la presente como "información de usuario de VBI", "datos de usuario", o "información de usuario". Se han desarrollado muchas normas para los servicios proporcionados a través de formas de onda portadas en las lineas de VBI de video análogo y compuesto. Los sistemas de compresión de video digital tienden entonces a emplear algoritmos optimizados para las características de video en movimiento bidimensional. Estos algoritmos generalmente no son muy adecuados para la compresión de formas de onda de video presentes en las lineas de VBI de video análogo. El carácter de formas de onda de VBI es muy diferente en comparación al del video activo. La falta de compresión para estas lineas es de amplitud de banda muy intensa, tal como el envió de 8 o 10 muestras de bits de 704 o 720 pixeles de luminancia o crominancia. Por ejemplo, los valores de 720 de luminancia y crominancia a una resolución de 8 bits y 30 Hz requieren de 345,600 bps mientras que la información transportada por estas lineas solamente representa 480 bps para las captaciones cerradas y 6720 bps para la Especificación de Teletexto Básico Norteamericana. A medida que procede la transición a video digital, la demanda de transporte y reconstrucción de servicios de VBI continúa. Se espera que los sistemas de distribución de video digital reconstruyan el VBI asi como el video activo, aún cuando se empleen técnicas de compresión de video digital. De esta manera, existe la necesidad de algoritmos, sintaxis y semánticas específicamente para la compresión de lineas de video de VBI que permitan una alternativa eficiente y flexible para desarrollar sintaxis y semántica de datos de usuario específicos para una forma de onda de VBI. Seria ventajoso proporcionar una sintaxis y semántica de transporte genérica para los datos de televisión digital que acomodora diversos tipos de información de usuario de VBI que puediera o no utilizarse en cualquier momento dado. Tal esquema permitirla el manejo económico de la amplitud de banda mientras proporciona flexibilidad como transporte de información de usuario de VBI . La presente invención proporciona un método y aparato de transporte que disfruta de las ventajas arriba mencionadas. SUMARIO DE LA INVENCIÓN De acuerdo con la presente invención, se proporciona un método para comunicar, en una corriente de datos de televisión digital, información de usuario de un tipo convencionalmente transportada como datos sin retorno a cero (NRZ) en una forma de onda de intervalo de supresión vertical (VBI) de una señal de televisión análoga. Para los propósitos de esta exposición, el término "datos NRZ" significa que incluye otros tipos de datos que pueden representarse como datos NRZ, tal como los datos codificados Manchester. La corriente de datos de televisión digital transporta datos de acuerdo a una convención que incluye una sintaxis de datos de usuario. Tales convenciones incluyen, sin limitación, las normas de televisión digital de MPEG-2, ATSC, y DigiCipher II. De acuerdo con el método, la sintaxis de datos de usuario convencional se complementa con un valor indicador de linea que especifica una o más lineas de televisión horizontales con relación a una linea de cuadros de VBI base en la cual la información de usuario se porta como datos NRZ en una señal de televisión análoga de contraparte. La sintaxis de datos de usuario también se complementa con al menos un valor de referencia de sincronización que define una relación entre una velocidad de transmisión de símbolo de los datos NRZ y un reloj de referencia de la corriente de datos de televisión digital. La sintaxis de datos de usuario se complementa además con al menos un valor de conteo que indica una cantidad de información de usuario contenida en la corriente de datos de televisión digital. La sintaxis de datos de usuario se complementa entonces con al menos un campo de información de usuario suficiente para contener la cantidad de información de usuario indicada por el al menos un valor de conteo. La sintaxis de datos de usuario puede complementarse además con un valor muestra de inicio. El valor muestra de inicio es indicativo de un punto de muestreo en el cual está por comenzar una transición hacia un primer símbolo NRZ de luminancia (luma) en una señal de televisión de contraparte reconstruida a partir de la corriente de datos de televisión digital. La sintaxis de datos de usuario puede complementarse además con un primer valor de amplitud indicativo de una amplitud a la cual aparecen los símbolos NRZ de luma en la señal de televisión de contraparte que se reconstruye a partir de la corriente de datos de televisión digital . La sintaxis de datos de usuario puede complementarse además con un valor de forma de impulso indicativo de una forma de impulso que está por proporcionarse a los símbolos NRZ de luma en la señal de televisión de contraparte reconstruida a partir de la corriente de datos de televisión digital. Además, la sintaxis de datos de usuario puede complementarse con un campo en el cual están por insertarse los datos de VBI correspondientes en la señal de televisión de contraparte reconstruida a partir de la corriente de datos de televisión digital. Ventajosamente, la sintaxis de datos de usuario es capaz de suministrar una pluralidad de construcciones NRZ de luma. Cada construcción contiene información de usuario asociada. En tal modalidad, la sintaxis de datos de usuario se complementa con un valor de conteo NRZ de luma indicativo del número de construcciones NRZ de luma que siguen al valor de conteo NRZ de luma. La sintaxis de datos de usuario también puede complementarse con un campo de tipo de datos que especifica que siguen datos NRZ de luma. La sintaxis de datos de usuario puede complementarse con un segundo valor de amplitud indicativo de un segundo nivel de amplitud de los símbolos NRZ de luma. Puede proporcionarse un valor de prioridad en la sintaxis para designar una prioridad de las construcciones NRZ de luma para utilizarse en la reconstrucción de la señal de televisión de contraparte proveniente de la corriente de datos de televisión digital. Como se indica arriba, la sintaxis de datos de usuario se complementa con un valor de referencia de sincronización. Este valor puede comprender un valor de incremento de reloj de símbolo NRZ de luma y un valor de coeficiente NRZ de luma. Los valores de incremento y coeficiente de reloj de símbolo se relacionan con la velocidad de transmisión de símbolo NRZ y el reloj de referencia como sigue: vaior de incremento = velocidad de transmisión de símbolo valor de coeficiente reloj de referencia El valor de conteo puede comprender un conteo de palabra que indique un número entero de palabras NRZ de luma que siguen y un conteo remanente que indique un número de totalización de bits NRZ de luma menos una palabra NRZ de luma completa que sigue. La sintaxis proporciona mediante esto un uso eficiente de la amplitud de banda al permitir que se comuniquen los restos de menos de una palabra NRZ completa. En una modalidad especifica, tal como una implementación de MPEG-2 o ATSC, las palabras NRZ de luma son cada una de 22 bits de longitud, y el método comprende la etapa adicional de insertar un bit marcador después de que cada palabra NRZ de luma se guarda contra un código de inicio de MPEG falso. La información de usuario puede portarse de acuerdo a la sintaxis de datos de usuario como palabras NRZ de luma y bits NRZ de luma. Cada palabra NRZ de luma comprende una cadena de símbolos NRZ de luma, correspondiendo el primer bit al primer símbolo NRZ de luma por reconstruirse en una linea de video según se despliega de izquierda a derecha. Cada bit NRZ de luma representa un símbolo NRZ de luma por reconstruirse en la linea de video. Los bits NRZ de luma se proporcionan en el orden en que están por reconstruirse sus símbolos en la linea de video después de los símbolos reconstruidos a partir de cualquier palabra de NTZ de luma, según se despliega de izquierda a derecha. El aparato receptor se proporciona para decodificar, a partir de una corriente de datos de televisión digital, información de usuario de un tipo convencionalmente portada como datos NRZ en una forma de onda de intervalo de supresión vertical de una señal de televisión análoga. La corriente de datos de televisión digital transporta datos de acuerdo a una convención que incluye una sintaxis de datos de usuario. Un procesador de sintaxis detecta información portada de acuerdo con la sintaxis de datos de usuario. Tal información incluye un primer valor que identifica al menos una linea de televisión horizontal con relación a una linea de cuadros de VBI base en la cual se porta información de usuario particular en una señal de televisión de contraparte. Un segundo valor identifica una relación entre una velocidad de transición de símbolos NRZ de la señal de televisión de contraparte y un reloj de referencia de datos de televisión digital. Un tercer valor indica una cantidad de información de usuario contenida en la corriente de datos de televisión digital. La información portada de acuerdo con la sintaxis de datos de usuario también incluye la información de usuario real por transportarse. Un procesador de reconstrucción responde a los valores, primero, segundo y tercero, para dar formato a la información de usuario en datos NRZ de VBI . Se proporciona un insertador de VBI para insertar los datos NRZ de VBI en, por ejemplo, una señal de televisión digital a partir de la cual puede reconstruirse una señal de televisión análoga. De manera alternativa, tal señal de televisión digital puede registrarse o reproducirse directamente por un dispositivo de televisión digital tal como una videograbadora o televisión digital.

En la modalidad ilustrada, el procesador de sintaxis detecta un valor de muestra de inicio que indica un punto de muestreo en el cual está por comenzar una transición hacia un primer símbolo NRZ en la señal de televisión reconstruida. El insertador de VBI responde al valor de muestra de inicio para insertar los datos NRZ en la señal de televisión reconstruida. El procesador de sintaxis detecta un primer valor de amplitud que indica una amplitud a la cual aparecen los símbolos NRZ en la señal de televisión reconstruida. El procesador de reconstrucción responde al primer valor de amplitud para proporcionar los datos NRZ de VBI en la amplitud indicada por el primer valor de amplitud. El procesador de sintaxis de la modalidad ilustrada detecta un valor de forma de impulso indicativo de una forma de impulso que está por proporcionarse a los símbolos NRZ en la señal de televisión reconstruida. El procesador de reconstrucción responde al valor de forma de impulso para proporcionar los datos NRZ de VBI con la forma de impulso indicada. El procesador de sintaxis puede detectar además un número de campo indicativo de un campo de televisión en el cual están por insertarse los datos de VBI correspondientes en la señal de televisión reconstruida. El insertador de VBI responde al número de campo para insertar los datos de VBI correspondientes en un campo apropiado. Además, el procesador de sintaxis puede detectar un valor de conteo NRZ indicativo de un número de construcciones NRZ por procesarse. En respuesta al valor de conteo NRZ, se procesarán las construcciones NRZ subsecuentes . El procesador de sintaxis puede detectar además un campo de tipo de datos para localizar los datos NRZ en la corriente de datos de televisión digital. También, un campo de longitud de datos puede proporcionarse para permitir tipos de datos no soportados a ignorarse mediante el salto de una cantidad de datos especificados por el campo de longitud de datos. Puede proporcionarse un segundo valor de amplitud para su detección por el procesador de sintaxis. El segundo valor de amplitud es indicativo de una segunda amplitud a la cual están por aparecer los símbolos NRZ en la señal de televisión reconstruida. El propósito de los valores de amplitud, primero y segundo, es controlar el nivel de luminancia para los símbolos "0" y "1". En tal modalidad, el procesador de reconstrucción responde a los valores de amplitud, primero y segundo, para proporcionar los datos NRZ de VBI en las amplitudes, primera y segunda. El procesador de sintaxis también puede detectar un valor de prioridad que designa una prioridad de las construcciones NRZ. La prioridad establecida por el valor de prioridad permite que se acomoden los decodificadores que tienen diferentes capacidades, decidiendo los decodificadores individuales que lineas reconstruir en base a una prioridad asignada cuando no pueden reconstruir todas las lineas suministradas con la imagen. El procesador de reconstrucción responde al valor de prioridad para reconstruir las lineas seleccionadas. BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS La figura 1 es un diagrama de bloque de un codificador de video digital que incorpora la presente invención; La figura 2 es un diagrama de bloque de un procesador de descompresión de video que incorpora la presente invención; La figura 3 es un diagrama de bloque de una primer modalidad de un generador de pixel para generar una forma de onda de VBI digital a partir de datos de usuario portados en una corriente de datos de video digital de acuerdo con la presente invención; La figura 4 es un diagrama de bloque de una segunda modalidad de un generador de pixel para generar una forma de onda de VBI digital a partir de los datos de usuario contenidos en una corriente de datos de video digital cuando el tiempo de respuesta de impulso de la norma de transmisión de VBI es mayor al tiempo de un símbolo; y La figura 5 es una gráfica que ilustra la respuesta de frecuencia del interpolador de la figura 4. DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LA INVENCIÓN La presente invención proporciona un método y aparato de amplitud de banda eficiente para utilizar una corriente de datos de televisión digital para transportar cantidades variables de diferentes tipos de información convencionalmente portada en la porción de VBI de una señal de televisión análoga. La información de interés es un subconjunto de un tipo de datos de usuarios referidos como "datos de usuario de imagen" para distinguirlos de los "datos de usuario de secuencia" en una corriente de transporte de MPEG, ATSC o DigiCipher® II. Este subconjunto, referido en la presente como información de usuario de VBI, comprende información tal como datos de captación cerrada, datos de video de muestra, NABTS, ST, datos de EBU y datos de AMOL de Nielsen. Cada una de estas categorías de datos de usuario de imagen se actualiza en cada imagen. Los datos de usuario de imagen se transportan en porciones de cuadros de video sucesivos que corresponden a las lineas de VBI. Cada linea de VBI se representa por 720 muestras de luminancia de ocho bits y 720 muestras de crominancia de ocho bits antes de procesarse de acuerdo con la presente invención. La presente invención resulta de darse cuenta de que la mayoría de las formas de onda de VBI estándares pueden representarse como datos sin retorno a cero (NRZ) modulados en la porción de luminancia de una señal de video. Tales formas de onda pueden clasificarse por su forma de impulso, número de pixeles por símbolo, proporción de símbolo a tiempo de formación, tiempo de inicio de forma de onda dentro de la linea de video, un sistema de video aplicable (es decir, norma de video) . Ya que ninguna de las normas especifica una correlación de datos significativa de linea a linea a de cuadro a cuadro, cada linea de VBI puede procesarse de manera independiente a cualquier otra linea de VBI . Además, las especificaciones de forma de impulso permiten que las diferentes formas de onda de VBI se clasifiquen en formas de onda que requieren de una forma de impulso de menos de un tiempo de símbolo de duración (tal como formas de onda diferentes a Teletexto) y formas de onda que requieren de una forma de impulso de más de un tiempo de símbolo (tal como las formas de onda de Teletexto) . La presente invención saca provecho de las comprensiones arriba establecidas con respecto a los diversos formatos de forma de onda de VBI diferentes para proporcionar una sintaxis para la comunicación de datos de VBI en una corriente de datos de televisión digital. La invención saca provecho además de estas comprensiones para proporcionar una sola máquina de estado que es capaz de reconstruir la mayoría de las diversas formas de onda de VBI . La máquina de estado permite que sean programables los siguientes parámetros: el número de campo de la linea de VBI particular, el número de linea de la linea de VBI particular, la velocidad de transmisión de símbolos utilizada por la norma de forma de onda de VBI particular, el número de muestra de inicio CCIR-601 de la norma, el tiempo de formación de la norma (proporción de símbolo a duración de transición) , el valor CCIR-601 de la norma para los símbolos NRZ "0" y "1", el número de símbolos en la forma de onda de la norma, y el vector de valores de los símbolos en la forma de onda de la linea de VBI particular. Como se apreciará por aquellos expertos en la materia, "CCIR-601" es una norma promulgada por el Comité Consultivo de Radio Internacional para la codificación y filtración del componente digital. La Tabla 1 resume los atributos clave de las normas de forma de onda de VBI conocidas. Las normas enlistadas se aplican ya sea a los sistemas de video de linea 525 (NTSC y PAL/M) o de linea 625 (PAL excepto PAL/M) . Cada norma proporciona alguna porción de la forma de onda como una Referencia de Sincronización y Patrón de Sincronización para el propósito de la sincronización de símbolo. También, cada una proporciona un número fi o de Bits de Datos por linea de video, algunos de los cuales pueden proporcionarse con el propósito de Detección de Errores. Cada una modula los bits de datos en la linea de video a través de alguna técnica de Modulación y emplea diferentes Amplitudes para representar diferentes valores de bits de datos. Finalmente, cada forma de onda emplea una Velocidad de Transmisión de Símbolos nominal (algunas veces referida como la velocidad de transmisión en linea de video [fh] y Forma de Impulso (símbolo) (especificada a menudo con un tiempo de formación [tr] o forma de impulso de Coseno Elevado con un valor particular de Alfa) . Los únicos atributos de las normas particulares se destacan en letra negrita. Tabla 1 : Resumen de las Normas de Forma de Onda de VBI Pueden sacarse diversas conclusiones al comparar las diferentes normas de forma de onda de VBI establecidas en la Tabla 1. Estas incluyen: 1. Todas las formas de onda pueden representarse como datos NRZ modulados sobre la luminancia de la señal de video, incluso los símbolos modulados por bi-fase de la EBU 3217, pero representando los valores de luminancia nominal los símbolos NRZ "0" y "1" diferentes de forma de onda a forma de onda. 2. Las especificaciones de Forma de Impulso polarizan las formas de onda hacia aquellas que requieren de una forma de impulso de menos de un tiempo de símbolo de duración para las formas de onda diferentes a Teletexto y lo inverso para las formas de onda de Teletexto. 3. Ninguna de las normas especifica una correlación de datos significativa de linea a linea o de cuadro a cuadro; de esta manera, es ventajoso manejar cada linea de VBI de manera independiente a cualquier otra linea de VBI . 4. Los bits de sincronización de VITC se manejan de la manera más simple como bits de datos. 5. El número de muestras de CCIR-601 por símbolo varia en un factor de 13 sobre todas las formas de onda . 6. La proporción de símbolo a tiempo de formación varia de 1.5 a 8.5 sobre todas las formas de onda diferentes a Teletexto. 7. La velocidad de transmisión de símbolos de las formas de onda varia en un factor de 21. 8. La muestra de inicio requerida de las formas de onda, con relación a la primer muestra de CCIR-601, varia de 27 muestras antes de la muestra cero de CCIR-601 a 80 muestras después de la muestra cero con un valor nominal de 26 muestras después de la muestra cero. 9. En vista de las conclusiones anteriores, se ha determinado que puede crearse una sola máquina de estado para reconstruir todas estas formas de onda de VBI si los siguientes parámetros son programables en la máquina de estado: 1. El número de campo de la linea de VBI particular, 2. El número de linea de la linea de VBI particular, 3. La velocidad de transmisión de símbolos de la norma, 4. El número de muestra de inicio CCIR-601 de la norma, 5. El tiempo de formación de la norma (duración de la transición del símbolo) , 6. El valor de CCIR-601 de la norma para los símbolos NRZ "0" y "1", 7. El número de símbolos en la forma de onda de la norma, 8. El vector de valores de los símbolos en la forma de onda de la línea de VBI particular. Una máquina de estado que proporciona capacidad de programación a los parámetros anteriores para utilizarse en la reconstrucción de cada una de las diversas formas de onda de VBI se expone abajo en conexión con la figura 3. Antes de discutir la máquina de estado, la sintaxis novedosa de la presente invención se expone en conjunto con una modalidad ejemplificativa de una estructura de codificador y decodificador. La figura 1 ilustra, en forma de diagrama de bloque, un codificador para procesar datos de video digital sin procesar en una sintaxis de datos de usuario, referidos en la presente como "NRZ de luma", en la cual, las cantidades variables de diferentes tipos de información de usuario de VBI puede comunicarse en una corriente de datos de televisión digital. El video digital sin procesar, tal como el video que cumple con la norma de la Sociedad de Ingenieros de Televisión e Imagen en Movimiento (SMPTE) , se introduce en un receptor en serie 12 a través de la terminal 10. El receptor en serie ordena en serie los datos que se introducen en un formato paralelo. Los datos ordenados en serie se almacenan en una memoria intermedia 14, la cual puede comprender un registro de primeras entradas-primeras salidas (FIFO) . Un analizador sintáctico de video 16 interpreta la sintaxis de los datos ordenados en serie y separa la diversa información tal como la que identifica el inicio de una nueva línea, el inicio de un nuevo cuadro, y los datos de luminancia y crominancia sin procesar. Los datos de luminancia y crominancia se introducen en un desmultiplexor 18 donde se separan en porciones de datos correspondientes a intervalos de supresión vertical de cuadros de video sucesivos (por ejemplo, las lineas 1-21 de una señal de televisión análoga de NTSC de contraparte) y las porciones de video activo de aquellos cuadros. El desmultiplexor 18 también determina si se ha perdido la sincronización de la corriente de datos adquirida, y si es así, emite una señal de "pérdida de sincronización" a un procesador de compresión de video 22, la cual también recibe el video activo por comprimirse. El procesador de compresión de video es de un tipo muy conocido en la materia, tal como se describe en las patentes Estadounidenses 5,376,968; 5,235,419; 5,091,782; o 5, 068,724. Se observa que algunos tipos de datos de usuario que se clasifican como datos de VBI pueden no residir en el VBI real. Por ejemplo, la información de puesta en línea de programación utilizada por la compañía A.C. Nielsen para la investigación de mercados y referida como "Medición Automatizada de Puesta en Línea" (AMOL) se inserta en la línea 22 del campo 2 de cada cuadro de televisión en la norma de difusión del Comité Nacional de Sistemas de Televisión (NTSC) . La linea 22 es una linea de video activo, y de esta manera un decodificador puede comenzar a procesar video activo con la línea 23 en lugar de la línea 22 para las señales de NTSC. Dentro de una secuencia de 30 cuadros, la linea de AMOL para cada cuadro estará típicamente presente, pero los datos para la mayoría de las estructuras serán generalmente nulos. Con objeto de acomodar los datos de AMOL, se supone que el VBI se extiende a la línea 22 en lugar de la línea 21. Los datos contenidos en las porciones de VBI de la señal de entrada de video digital se emiten a partir del desmultiplexor 18 hacia las memorias de acceso aleatorio (RAMs) 20, las cuales incluyen tanto una RAM de luminancia como una RAM de crominancia. Las RAMs almacenan los datos hasta lo requerido por un procesador de sintaxis 24 el cual extrae la información de usuario de VBI y construye una sintaxis que permite que la información sea transportada de manera eficiente en las porciones de VBI de una corriente de datos de televisión digital por comunicarse a un decodificador correspondiente, por ejemplo, en una ubicación de usuario final. La sintaxis proporcionada por el procesador de sintaxis se almacena en un FIFO de encabezamiento 28, el cual se utiliza para ensamblar encabezamiento de transporte para, por ejemplo, una implementación de MPEG o de DigiCipher® II de la corriente de datos de televisión digital. La FIFO de encabezamiento proporciona la información de sintaxis a un desplazador de barrera 30 que combina el encabezamiento con el video activo comprimido proveniente de un codificador de video 26. El codificador de video 26 codifica el video comprimido proveniente del procesador de compresión de video 22 en una manera muy conocida que utiliza, por ejemplo, codificación Huffman para proporcionar palabras de código (CW) , longitudes de palabra de código (CL) y etiquetas de datos que identifican la información codificada. La salida del desplazador de barrera 30 es una corriente de datos que contiene el video activo separado por encabezamientos que contienen la información necesaria para decodificar el video activo.

Esta corriente de datos se almacena en una memoria intermedia de video 32 que proporciona los datos como una base necesaria a un empaquetador 34. El empaquetador es un componente convencional que ensambla los datos en paquetes de transporte de acuerdo con una norma de corriente de transporte, tal como la norma de televisión digital ATSC, MPEG-2 o DigiCipher® II. Las funciones del procesador de sintaxis 24, en lo que respecta a que son relevantes para la presente invención, se describen abajo mediante el uso de la gramática formal utilizada por las normas de transporte ATSC y MPEG. Esta gramática es una sintaxis similar al lenguaje C y es un método para describir las secuencias de bits de velocidas posiblemente variable y continua, en lugar de especificar un programa de procedimientos y sus funciones como en el lenguaje C de la computadora. La primer columna de la sintaxis contiene el elemento de sintaxis. La segunda columna da la longitud de los elementos de sintaxis en bits y la tercer columna identifica el tipo de sintaxis. Los tipos son bslbf (primer bit más a la izquierda de la cadena de bits) y uimsbf (primer bit más significativo entero sin signo) . El encabezamiento "user_data () {...}" indica que los elementos de sintaxis dentro de las llaves son un conjunto nombrado y pueden invocarse donde sera en la sintaxis mediante el simple uso de la designación "user_data ()". Una ocurrencia condicional de estructuras de bits pueden indicarse con las pruebas normales "if". Los operadores relaciónales acostumbrados muy conocidos en el lenguaje C también se encuentran disponibles. Son posibles las estructuras de ciclo y utilizan la sintaxis de encabezamiento de ciclo C estándar. La tabla de sintaxis se acompaña por un conjunto de semánticas, que proporcionan las definiciones para cada campo de sintaxis previamente no definido y colocando los constreñimientos en su uso. La siguiente sintaxis de corriente de bits de datos de usuario de imagen (en la cual las áreas sombreadas representan la sintaxis de datos de usuario de ATSC estándar y las áreas no sombreadas representan la sintaxis de la presente invención) y las semánticas de la corriente de bits ilustran una modalidad preferida de la presente invención: Extensiones Semánticas de Datos de Usuario de Imagen: additional_data_t?pe - Un entero de 8 bits (valores en el rango [1:255]) que indica el tipo de construcciones de datos adicionales que siguen al campo. Este campo debe tener el valor 01 en hexadecimal para indicar que el dato adicional es un dato NRZ de luma. additional_data_length - Un entero sin signo de 16 bits (valores en el rango [0:65535]) que indica la longitud en bytes de construcciones de datos adicionales que siguen al campo. La longitud no incluye el campo de additional_data_length en sí, pero incluye los siguientes addtional_data para el additional_data_type dado, pero sin incluir el additional_data subsecuente de cualquier otro additional_data_type . luma_nrz_count - Un entero de cinco bits (valores en el rango [0:31]) que indica el número de construcciones NRZ de Luma que siguen al campo. Todas esas construcciones deben ocurrir en el orden de despliegue de línea y de campo propuesto . Luma_nrz_priori y - Un número entre 0 y 3 que indica la prioridad de construcciones en la reconstrucción de imagen donde existen diferentes niveles de capacidad de hardware. Para las construcciones NRZ de Luma, un número fijo de líneas por campo de despliegue puede etiquetarse como prioridad cero. field__number - El número del campo, en orden de despliegue, a partir del cual se originaron los datos de VBI, interpretados en la Tabla 2. Tabla 2. Número de Campo para los Datos de Usuario de Imagen line_offset - Un entero de cinco bits (valores en el rango [1:31]) que da el desplazamiento en lineas a partir del cual se originan los datos NRZ de Luma con relación a la línea de cuadro de VBI base (línea 9 de 525 líneas {NTSC y PAL/M} campo 1, línea 272 de 525 líneas campo 2, línea 5 de 625 líneas {todo el PAL excepto PAL/M} campo 1, y la línea 318 de 625 líneas campo 2), como se especifica en CCIR Report 625-4 . start_sample - Un entero sin signo de 9 bits (valores en el rango [0:511]) el cual indica la muestra de la línea de luminancia reconstruida en la cual se inició la transición hacia el primer símbolo NRZ de luma. start_sample debe encontrarse en las mismas unidades que las muestras CCIR 601 y debe ser relativo a la primer muestra de cuadros reconstruidos CCIR 601. nrz_increment - Un entero sin signo de 6 bits (valores en el rango [1:63]) el cual indica el incremento de reloj de símbolo NRZ de Luma y toma los valores que describe, junto con nrz_modulus, la relación del reloj de símbolo NRZ de Luma con una referencia de 27 MHz. Ver las semánticas de nrz_modulus para más detalles. nrz_modulus - Un entero sin signo de 10 bits (valores en el rango [2:1023]) el cual indica el valor del coeficiente de reloj de símbolo NRZ de Luma y toma los valores que describe, junto con nrz_increment, la relación del reloj de símbolo NRZ de Luma con una referencia de 27 MHz.

Específicamente, nrz_increment y nrz_modulus se relacionan con la velocidad de transmisión de símbolos NRZ de Luma como : nrz_increment / nrz_modulus = velocidad de transmisión de símbolos NRZ de Luma / system_clock_frecuency donde system_clock_frecuency se especifica en ISO/IEC 13818-1 como 27 MHz + 30 ppm y el valor de nrz_increment no debe exceder nrz_modulus-l . 0_amplitude - Un entero sin signo de 8 bits (valores en el rango [1:254}) el cual indica la amplitud a la cual deben reconstruirse los símbolos NRZ de luma de valor 0 en unidades de amplitud de cuadros reconstruidos CCIR 601. l_amplitude - Un entero sin signo de 8 bits (valores en el rango [1:254}) el cual indica la amplitud a la cual deben reconstruirse los símbolos NRZ de luma de valor 1 en unidades de amplitud de cuadros reconstruidos CCIR 601. pulse_shape - Un entero sin signo de 2 bits que indica la forma de los impulsos que deben utilizarse para reconstruir esta línea de NRZ de Luma. El significado de pulse_shape se define en la Tabla 3. Tabla 3. Forma de Impulso symbol_to_transition_ratio - Un entero sin signo de 8 bits (valores en el rango [16:255]) el cual indica la proporción de la duración de cada símbolo NRZ de luma con la duración de transición de cada símbolo entre las amplitudes especificadas por 0_amplitud y l_amplitud y que tienen unidades de 2-4 (0.0625). Este campo describe los símbolos con una proporción de símbolo a transición que varía de 1.0 a 15.9375. nrz_alpha - Un entero sin signo de 5 bits (valores en el rango [0:31]) el cual indica el valor de Alpha para el filtro de Coseno Elevado cuya forma describe cada símbolo NRZ de luma con las unidades de 2~5 (0.03125) . Este campo describe los valores de Alpha desde 0.03125 hasta 1.0. El significado de nrz_alpha se define en la Tabla 4. Tabla 4. Alpha NRZ. word_count - Un entero sin signo de 5 bits (valores en el rango [0:31]) el cual indica el número de pares de marker_bit y luma_nrz_word que siguen este campo. luma_nrz_word - Una cadena de 22 bits de símbolos NRZ de luma de tal manera que el primer bit recibido es el valor del primer símbolo NRZ de luma reconstruido en la linea de video según se despliega de izquierda a derecha. luma_nrz_words debe recibirse en el orden en que están por reconstruirse sus símbolos sobre la línea de video a medida que se despliegan de izquierda a derecha. remainder_count - Un entero sin signo de 5 bits (valores en el rango [0:21]) el cual indica el número de luma_nrz_bits que siguen este campo. luma_nrz_bit - Un solo bit que representa el símbolo NRZ de luma por reconstruirse sobre la linea de video. luma_nrz_bits debe recibirse en el orden en que están por reconstruirse sus símbolos en la línea de video, subsecuente a los símbolos reconstruidos a partir de cualquier luma_nrz_words, a medida que se despliegan de izquierda a derecha. La sintaxis anterior se ensambla por el procesador de sintaxis 24 ilustrado en la figura 1. En la modalidad preferida, el procesador de sintaxis se implementa en firmware. Después de que la sintaxis se añade a los datos de video digital, la corriente de datos resultante se empaqueta y se emite a partir del empaquetador 34 para proporcionar la corriente de transporte final para su comunicación a una población de decodificadores . La figura 2 es un diagrama de bloque de un procesador de descompresión de video (es decir, decodificador) para procesar una corriente de datos recibida que contiene la sintaxis de datos de usuario de VBI arriba detallada. El procesador de descompresión de video (VDP) incorpora un administrador de memoria 130 que dirije una DRAM 122 para almacenar y recuperar datos de video necesarios para reconstruir un programa de televisión en un receptor. El procesador, generalmente designado 120, es un procesador de canalización diseñado para decodificar tanto la capa de transporte (es decir, información de control y diferente a video) y la capa de video de la corriente de bits comprimida introducida a través de la terminal 110, algunas veces referida como la "interfase de paquete de transporte" del procesador de video. Una interfase de procesador de usuario que puede comprender, por ejemplo, un controlador de bus M 150 se proporciona en la terminal 114 para el control del procesador de datos de video. Esta interfase configura diversos registros en el procesador 120 también conocidos en la materia. Se proporciona una interfase hacia la DRAM 122 a través de las lineas de dirección 124 y las lineas de datos 126. En el ejemplo ilustrado en la figura 2, la DRAM 122 tiene un puerto de dirección de nueve bits y un puerto de datos de treinta y dos bits. Se proporciona una interfase de salida de video 138 para el video descomprimido, reconstruido que puede, por ejemplo, emitirse como una señal de luminancia (Y) y crominancia (Cr, Cb) transmitida en múltiple, de veintisiete MHz, de ocho bits, CCIR 656 estándar. Una interfase de prueba puede proporcionarse a través de la terminal 162 a un controlador de JTAG (Grupo de Acción de Prueba de Unión) convencional 160. El JTAG es una metodología de exploración de limite estandarizada utilizada para la examinación a nivel del tablero de conexiones a fin de detectar fallas en el paquete o conexiones del tablero, asi como la circuitería interna. El procesador de descompresión de video 120 recibe una señal de reloj a través de la terminal 112. El reloj proporciona información de sincronización que se utiliza, por ejemplo, para permitir que un analizador sintáctico de transporte 132 recupere la información de sincronización y la información de video proveniente de paquetes de transporte contenidos en una corriente de datos empaquetada introducida a través de la terminal 110. Un circuito de manejo de adquisiciones y errores 134 utiliza una referencia de reloj de programa (PCR) y decodifica la estampa de tiempo (DTS) detectada por un analizador sintáctico de video 140 a fin de sincronizar el inicio de la decodificación de imagen. Este circuito establece la sincronización vertical y proporciona la sincronización global para todas las funciones de decodificación y despliegue de video. La capa de video se almacena en una memoria intermedia de entrada (FIFO) configurada en la DRAM 122 por el administrador de memoria 130. El analizador sintáctico de la sintaxis de video 140 recibe los datos de video comprimido emitidos a partir de la FIFO de DRAM a través del administrador de memoria 130, y separa la información del vector de movimiento de los coeficientes que describen la información de video. Los coeficientes se procesan mediante un decodificador Huffman 152, un cuantificador inverso 154, y un procesador de transformación de coseno discreta, inversa (IDCT) 156. Los vectores de movimiento se recuperan y utilizan para dirigir previamente los cuadros de video decodificados requeridos para reconstruir un cuadro de video actual. En particular, un decodificador de vector de movimiento 142 decodifica los vectores de movimiento recibidos a partir del analizador sintáctico de la sintaxis de video 140 y los pasa a un generador de dirección de predicción 144. El generador de dirección de predicción proporciona la información de dirección necesaria para recuperar, a través del administrador de memoria 130, los datos del cuadro de anclaje necesarios (es decir, el cuadro de intracuadro (I) o de predicción (P) ) para permitir que la calculadora de predicción 146 proporcione una señal de predicción necesaria para reconstruir un bloque de cuadros actual. El decodificador diferencial 148 combina los datos de predicción con los datos de coeficiente decodificados para proporcionar datos de video descomprimidos. Los datos de video descomprimidos se almacenan en memorias intermedias apropiadas de la DRAM 122 a través del administrador de memoria 130. Debe apreciarse que los procesos de descompresión de video llevados a cabo por el decodificador de vector de movimiento 142, el generador de dirección de predicción 144, la calculadora de predicción 146, el decodificador diferencial 148, el decodificador Huffman 152, el cuantificador inverso 154 y el IDCT 156 son generalmente convencionales y muy conocidos por aquellos expertos en la materia. El administrador de memoria 130 cataloga toda actividad en la dirección de la DRAM y los buses de datos 124, 126 y dirije de manera eficiente la DRAM 122. El administrador de memoria se asegura de que se cumplan todos los requerimientos de transferencia de datos de la porción de FIFO de entrada de la DRAM 122, el analizador sintáctico de sintaxis de video 140 y el circuito de reconstrucción de video 136 (así como la calculadora de predicción 146 y el decodificador diferencial 148). El circuito de reconstrucción de video 136 calcula una imagen actual y procesa los datos de usuario de VBI con objeto de insertar cualquier dato de usuario presente, para su emisión en la línea de salida de video 138. La salida de video 138 contendrá toda la información de usuario de VBI transmitida junto con el video activo descomprimido, en el formato original presentado al receptor en serie 12 ilustrado en la figura 1.

La DRAM 122 se ilustra como una memoria externa. Debe apreciarse que en implementaciones futuras, y a medida que avance la tecnología en memorias, la DRAM 122 puede proporcionarse como una memoria interna dentro del procesador de descompresión de video. La DRAM se proyecta para proporcionar diversas memorias intermedias de video de salida así como una memoria intermedia de FIFO circular para la corriente de bits de video de entrada comprimida. La DRAM también puede utilizarse para proporcionar una memoria intermedia de patrón de prueba, una memoria intermedia de VITS y un despliegue de captación cerrada que reordena la memoria intermedia así como para almacenar diversos datos de estructura de imagen necesarios para desplegar de manera apropiada las estructuras de video decodificadas . La DRAM puede reiniciarse a través del administrador de memoria 130 para proporcionar diferentes mapas de memoria según se requieran cuando las variables se modifiquen, tal como video de PAL o NTSC, configuración de memoria de ocho o dieciseis Mbits, y si se presentan cuadros B. Como se indicó arriba, el administrador de memoria 130 programa toda la actividad en los buses de la DRAM que incluyen los requerimientos de transferencia de datos de la FIFO de entrada, el analizador sintáctico de video y el circuito de reconstrucción de video. El administrador de memoria también lleva a cabo la renovación de la DRAM requerida en una manera convencional. Por ejemplo, puede renovarse de manera simultánea la misma hilera en cada una de las dos o cuatro DRAMS. Cuando una corriente de bits empaquetada que contiene datos de video comprimidos se introduce a la terminal 110 del procesador de descompresión de video 120, los cuadros de video representados por los datos comprimidos se reconstruyen uno a la vez. Inicialmente, tendrá que recibirse y almacenarse en la DRAM 122 un cuadro completo de datos de video. La información para los cuadros de video subsecuentes puede comprender un subconjunto del cuadro de video completo que, cuando se añade a los datos de predicción del cuadro de video anterior (almacenado en la DRAM 122) dará como resultado la reconstrucción de un cuadro completo. La figura 3 es un diagrama de bloque de un generador de pixel para generar una forma de onda de VBI digital a partir de los datos de usuario contenidos en una corriente de datos de video digital de acuerdo a la sintaxis arriba establecida. El generador de formas de onda es parte del circuito de reconstrucción de video 136 de la figura 2, y es capaz de acomodar los diversos parámetros para las normas AMOL, VITC y EBU VBI establecidas en la Tabla 1. Cada uno de estos servicios de VBI tiene un número correspondiente de pixeles por símbolo. Los servicios de captación cerrada, AMOL, VITC y EBU tienen impulsos con un tiempo de respuesta de impulso menor a un tiempo de símbolo, referido en la presente como la respuesta de impulso de un solo símbolo. Los servicios de teletexto tienen una respuesta de impulso de múltiples símbolos, en donde el tiempo de respuesta de impulso es de varios símbolos. En la figura 4 se describe un generador de formas de onda para los servicios que tienen una respuesta de impulso de múltiples símbolos. Los servicios con una respuesta de impulso de un solo símbolo que tienen cada uno un tiempo de formación, tiempo de transición total y números de pixeles por transición correspondientes. Esta información se resume para cada tipo de servicio en la Tabla 5. Tabla 5. Características del Servicio de VBI La categoría de servicio de la respuesta de impulso de un solo símbolo tiene la característica de que existen cuatro o más pixeles en la velocidad de muestreo CCIR 601 por símbolo. Como puede verse a partir de la Tabla 5, la captación cerrada tiene el número máximo de pixeles por símbolo, es decir 27. Para los servicios de respuesta de impulso de un solo símbolo, no existe sobreposición de un símbolo al siguiente. El tiempo de respuesta del símbolo se caracteriza por su transición y la porción de amplitud completa. La porción de transición de un símbolo puede copiarse como parte del servicio, o residir en una memoria de transición (ROM o RAM) , tal como se proporciona en el generador de transición 218 en la figura 3. El uso de ROM es más eficiente en términos de complejidad de hardware y eficiencia del canal. Una transición de seno cuadrada funcionará para todos los servicios de VBI. Los datos por insertarse en la forma de onda de VBI en un decodificador se insertan a través de una entrada de símbolo 200 y forman una línea de espera ascendente en una FIFO 202. Los datos se insertan en el VBI al reproducir nuevamente los símbolos a través de un generador de pixeles. El generador de pixeles estará provisto con los niveles elevado y bajo para insertar (0_amplitude y l_amplitude) a través de la terminal 201, el número de línea de cuadro en el cual se insertan los datos (derivados de field_number y line_offset) a través de la terminal 203, el tipo de transición (derivado de pulse_shape) a través de la terminal 205, el número de símbolos a insertar (derivados de word_count y remainder_count) a través de la terminal 207, el nrz_modulus y nrz_increment a través de las terminales 209 y 211 respectivamente, la symbol_to_transition_ratio a través de la terminal 213 y el tiempo de inicio del primer símbolo (start_sample) a través de la terminal 215. Toda esta información es específica para el tipo particular de datos de VBI por insertarse y se proporciona a través de la sintaxis arriba definida. Los datos de video en los cuales están por insertarse los datos de VBI se introducen al generador de formas de onda a través de la terminal 217. Los datos de video se proporcionan, por ejemplo, en un formato de CCIR 656 convencional y se acoplan a un multiplexor 254. El multiplexor también recibe una señal de accionamiento proveniente de un generador de ventanas de inserción 248, el cual permite que el multiplexor emita datos de VBI durante una ventana de tiempo que es, por ejemplo, de 704 pixeles de longitud. Con objeto de insertar los datos de VBI en el video en la ubicación apropiada, se mantiene un conteo de líneas de los datos de video y se compara con la linea de inserción deseada. Esta función se proporciona por un detector de líneas 244 y un generador de tiempo de linea 246 el cual recibe la información de línea actual provenientes de los datos de video a través de la terminal 217. El generador de tiempo de línea 246 se habilita por el detector de lineas 244 cuando la linea en la cual están por insertarse los datos de VBI se detecta por el detector de líneas. El generador de tiempo de linea sigue entonces la pista de los pixeles para esa línea de video, y proporciona el conteo de pixeles de línea de video al generador de ventanas de inserción 248 con objeto de proporcionar la ventana de inserción apropiada de, por ejemplo, 704 pixeles activos. Después del arribo de un dato nulo de la linea correcta, el generador de tiempo de linea 246 también señala un detector de tiempo de inicio (contador) 214 que comienza un conteo regresivo para el tiempo de pixel de inicio dictado por la información de start_sample obtenida a partir de la sintaxis. El contador regresivo de pixel de inicio 214 habilita a un generador de reloj de símbolo 210, el cual, a su vez, reinicia un contador de símbolos 212. El generador de reloj de símbolo 210 recibe el nrz_modulus y nrz_increment a partir de la sintaxis. Una vez que el generador de reloj de símbolo se inicia en respuesta al detector 214, el tiempo de símbolo se deriva mediante el incremento de un contador por el numerador del tiempo de símbolo de fracción sobre el tiempo del pixel. El coeficiente del contador es el denominador de la fracción. Si se desea, el numerador y el denominador pueden multiplicarse por una constante para simplificar la implementación del hardware. El generador de reloj de símbolo 210 emite un reloj de símbolo a la habilitación de la FIFO para sincronizar los datos de VBI emitidos a partir de la FIFO 202. También proporciona la fracción del tiempo de símbolo que una muestra actual representa a un circuito de graduación de tiempo de transición 216, abajo descrito. El reloj de símbolo funciona hasta que el contador de símbolos 212 cuenta el número de símbolos especificados por el word_count y el remainder_count de la sintaxis, en cuyo momento se genera una señal de detención. La señal de detención también reinicia el registro de desplazamiento 206 en la trayectoria de datos de VBI. Los datos de VBI desplazados a través del registro 206 se monitorean por un circuito de detección de signo de transición 208. La presencia o ausencia de una transición se detecta al comparar el símbolo previo transmitido con el símbolo actual por transmitirse. Si son el mismo, se genera y se transmite el mismo valor. Si existe una diferencia entre los dos símbolos, entonces se selecciona el generador de transición 218, el cual puede comprender, por ejemplo, una memoria de solo lectura (ROM) o una memoria de acceso aleatorio (RAM) . El generador de transición almacena datos para generar múltiples rampas, una para cada tipo de transición que se soporta. Las rampas representan las transiciones para los impulsos de datos de VBI para las diferentes normas de VBI . La rampa particular seleccionada para los datos de VBI actuales se determina por el tipo de transición especificado por el pulse_value de la sintaxis y se introduce al generador de transición 218 a través de la terminal 205. El inicio y el final de la transición se dictan por las direcciones introducidas al generador de transición a partir del circuito de graduación del tiempo de transición 216, el cual gradúa la fracción de tiempo de símbolo de acuerdo con el símbolo a la proporción de duración de transición de la terminal 213 y el nrz_modulus de la terminal 209. La fracción graduada del tiempo de símbolo representa la posición de la muestra en tiempo dentro del tiempo de formación del impulso de datos de VBI. El proceso de transición se repite hasta que el circuito de detección 220 determina que la dirección excede el rango del generador de transición ROM o RAM, en cuyo momento el símbolo ha alcanzado el 100 por ciento de su valor final.

Un multiplexor de salida (selector) 242 selecciona entonces el valor final para los pixeles actuales y restantes de ese símbolo. La lógica de selección 222 controla el multiplexor 242 en base a la detección inicial de una transición por el circuito de detección de transición 224 y el término de la transición según se determine por el circuito 220. Una tabla de búsqueda (LUT) 236 (almacenada, por ejemplo, en la ROM) convierte cada bits de datos emitido a partir del registro de desplazamiento 206 en un nivel de ocho bits que se gradúa finalmente al nivel de luminancia apropiado para el tipo particular de datos de usuario que se procesan. Por ejemplo, la LUT 236 puede convertir un binario "0" en la palabra de ocho bits 00001111 y un binario "1" en la palabra de ocho bits 11110000. Esta representación es arbitraria y puede elegirse cualquier otro nivel de ocho bits deseado para el binario "1" y "0". El nivel de ocho bits de la salida de la LUT 236 se proporciona al multiplexor 242 el cual selecciona este nivel para la emisión a menos que se encuentre en progreso una transición como se indica por la lógica de selección 222, en cuyo caso se emite la transición proveniente del generador de transición 218. La corriente de datos emitida a partir del multiplexor 242 se gradúa entonces a los niveles de salida requeridos en respuesta a los valores de 0_amplitude y l_amplitude suministrados por la sintaxis de datos de usuario a través de la terminal 201. Un multiplexor de salida 254 inserta los datos de VBI resultantes en la corriente de video proveniente de la terminal 217, para la ventana de inserción proporcionada por el generador 248. La ventana de inserción corresponde a la duración del video activo. Los múltiples servicios de VBI pueden insertarse con el generador de la figura 3. La circuitería adicional es necesaria para cargar las variables requeridas a fin de que el generador funcione sobre una base de línea por línea. Los datos se forman en fila en una FIFO común. En la implementación mostrada, todos los relojes corren a 13.5 MHz, a menos que se indique de otro modo. Esta es la mitad de la velocidad del reloj de sistema de la norma MPEG, ATSC y DigiCipher. Los datos que cumplen con EBU 3217 tienen la propiedad de que el tiempo de transición es ligeramente mayor al tiempo de símbolo. Esto puede superarse mediante la selección de un traslación que tiene de un diez por ciento a noventa por ciento de tiempo menos en relación a la transición entera. El filtro especificado para la onda que configura datos de EBU 3217 es transicional Gaussiano. Una transición Gaussiana con división de ventanas puede proporcionar un mejor desempeño que el seno cuadrado. Los servicios de Teletexto pueden soportarse en una manera similar según se expone por los servicios de VBI tratados en conexión con la figura 3. Para soportar teletexto, el generador de formas de onda debe manejar una respuesta de impulso que, como se anotó arriba, es mayor a un símbolo. Una implementación ejemplificativa de tal generador de formas de onda de VBI se ilustra en la figura 4. La FIFO de datos de VBI 310, el registro de desplazamiento 312, el contador de símbolos 316, el generador de reloj de símbolo 320, el circuito de detección de tiempo de inicio 322, el circuito de graduación y desplazamiento 306, el multiplexor (selector) 308, el generador de ventanas de inserción 332, el circuito de detección de linea 330 y el generador de tiempo de línea 328 de la figura 4 son equivalentes a los elementos de nombre similar en la figura 3. Con objeto de manejar respuestas de impulso de múltiples símbolos de los servicios de teletexto, lo cual puede variar desde 1.89 hasta 2.36 muestras por símbolo a un muestreo de 13.5 MHz, se proporcionan una ROM de filtro de transmisión (Tx) 302 y un filtro de interpolación 314. Debe apreciarse que el filtro 302 también puede implementarse en la RAM si se desea, particularmente si la respuesta de impulso del formato deseado está por copiarse en lugar de almacenarse de manera local en la ROM. Cualquier copia será a un número fijo de muestras por velocidad de transmisión de símbolos. El interpolador se utiliza para generar los pixeles de velocidad de 13.5 MHz. La diferencia de velocidad es el incremento del interpolador. Los datos por insertarse se forman en una fila en la FIFO 310 a través de la terminal 303. Los datos se insertan en el VBI al reproducir nuevamente los símbolos a través del generador de pixeles. El generador de pixeles está provisto con el tiempo de inicio del primer pixel de símbolo a través de la terminal 315, el número de pixeles por símbolo (incremento/coeficiente) a través de las terminales 311 y 309, los niveles alto y bajo (0_amplitude y l_amplitude) a insertar a través de la terminal 300, la respuesta de impulso del sistema de señalización (tipo de transición) a través de la terminal 301, el número de símbolos a insertar a través de la terminal 307, y el número de cuadros y de lineas sobre los cuales insertar los datos a través de la terminal 305. Los datos de video introducidos a la terminal 317 se proporcionan en formato de CCIR 656. El conteo de lineas se deriva de y se compara con la linea de inserción deseada en los circuitos 330, 328 y 322. Después del arribo del dato nulo de la línea correcta, se inicia un conteo regresivo para el tiempo de pixel de inicio en el circuito 322, lo cual habilita al generador de reloj de velocidad de transmisión de símbolos 320 en el momento apropiado. El generador de ventana de 704 pixeles 332 se habilita por el generador de tiempo de linea 328. Como en el generador de formas de onda de la figura 3, el tiempo de símbolo se deriva mediante el incremento de un contador por el numerador de la fracción "tiempo de símbolo/tiempo de pixel", donde el incremento "INCR" es el numerador y el coeficiente del contador es el denominador de la fracción. Además de recibir el coeficiente y el incremento a través de las terminales 309 y 311, respectivamente, el generador de reloj de símbolo 320 recibe el reloj del sistema (por ejemplo, 27 MHz) a través de la terminal 313. Al funcionar el generador de reloj de símbolo a, por ejemplo, 27 MHz en vez de a 13.5 MHz, se genera un reloj de velocidad de transmisión de símbolos dos veces. Para habilitar la entrada de FIFO 310 se recibe el reloj de símbolo proveniente de un divisor 318, el cual divide la salida del generador de reloj 320 entre dos. Esto es necesario debido a que el generador de reloj de símbolo proporciona un reloj a la velocidad de transmisión de símbolos dos veces. Una vez que se ha emitido el número especificado de símbolos a partir de la FIFO, el reloj de símbolo se deshabilita para la línea de televisión actual. Todos los símbolos de datos subsecuentes se forzan hacia el estado bajo (cero) . Estos símbolos no son datos, sino más bien llenan el resto de la ventana de 704 pixeles con datos de estado bajo. La ROM de filtro de transmisión 302 genera dos muestras por símbolo. El registro de desplazamiento de transmisión se carga con símbolos de transmisión a la velocidad de transmisión de símbolos, cuando ha llegado el tiempo de inicio. El registro se inicia en un estado bajo al término de cada inserción. Los datos de transmisión para la duración de la respuesta de impulso se aplican a la ROM de transmisión a partir del registro de desplazamiento 312. La ROM almacena una tabla de búsqueda de respuestas de impulso finitas (FIR) , calculadas por adelantado de acuerdo con técnicas muy conocidas. Al almacenar los resultados del cálculo de FIR en la ROM, no es necesario almacenar los coeficientes de FIR para calcular los resultados. El FIR apropiado para la transición particular por proporcionarse en la forma de onda de VBI se emite a partir de la LUT cuando la ROM se dirige por el tipo de transición a través de la terminal 301. La salida del filtro de transmisión se proporciona a un filtro de interpolación 314 a través del registrador 304. El filtro de interpolación convierte las 2 muestras por datos de velocidad de transmisión de símbolos en muestras de 13.5 MHz. Un ejemplo de un filtro de interpolación apropiado se describe por los siguientes coeficientes de FIR: A0= aµ2 - aµ A?= -aµ2 + (a+l)µ A2= -aµ2 + (a-1) µ + 1 A3= aµ2 - aµ a se define como 0.5. µ es el tiempo para la muestra por interpolarse. La respuesta de frecuencia 400 de este interpolador (Paralntr) y las respuestas de impulso de transmisión 402, 404, 406 y 408 para las diversas normas de teletexto, así como la norma de VideoCipher propiedad del cesionario original de la presente invención, se ilustran en la figura 5. Puede observarse que el interpolador influencia claramente la respuesta de frecuencia transmitida. Este error de respuesta de frecuencia puede corregirse (predistorsionarse) en el filtro de transmisión 302 para minimizar su impacto. Es un requerimiento que el esprectro de transmisión y sus imágenes se controlen bien antes de la interpolación. Este es el caso para los tipos de señales de datos descritos. Si la velocidad de transmisión de pixel por símbolo fuese menor a aproximadamente 3 muestras por símbolo, se requeriría de un mayor número de muestras por símbolo. Los datos se suministran al interpolador 314 dos veces la velocidad de transmisión de símbolos. Las transferencias reales de datos ocurren al mismo tiempo que la contramarca de 27 MHz. La salida del interpolador se lee a 13.5 MHz. La variable de interpolación de tiempo se suministra al filtro a la velocidad de 13.5 MHz. Un generador de tiempo 324 y el circuito de graduación 326 permiten que la representación numérica de µ sea consistente con el sistema numérico del hardware de filtro e independiente del valor de coeficiente actual. La corriente de datos tiene que graduarse a los niveles de salida requeridos. Esto puede llevarse a cabo, por ejemplo, con una multiplicación y adición por pixel proporcionado por el circuito de graduación y desplazamiento 306. El multiplexor de salida 308 inserta los datos de VBI provenientes del circuito de graduación y desplazamiento 306 en la corriente de video CCIR de la terminal 317, para la ventana de 704 pixeles. Existen diversas maneras alternas de implementar las funciones proporcionadas por los circuitos generadores de forma de onda de las figuras 3 y 4, y las modalidades específicas ilustradas no se entienden de ninguna manera como limitantes. Por ejemplo, la graduación y el desplazamiento pueden hacerse antes que en el proceso ilustrado. En la modalidad de la figura 4, puede utilizarse cualquiera de una variedad de interpoladores conocidos. Además, en la modalidad de múltiples símbolos, las velocidades de transmisión de datos inferiores pueden soportarse al tener respuestas de impulso con más muestras por símbolo. Todas las normas de teletexto actuales se soportan por dos muestras por símbolo. De manera adicional, la modulación de amplitud de impulso de múltiples niveles de nivel M (PAM) puede soportarse utilizando el generador de formas de onda de la figura 4. En tales implementaciones, existiría una base de logaritmo 2 de M bits por símbolo, en vez de una suministrada a la ROM de filtro de transmisión. Debe apreciarse ahora que la presente invención proporciona un método y aparato para comunicar información de usuario en una corriente de datos de televisión digital. La información de usuario es un tipo que se porta convencionalmente como datos NRZ en el intervalo de supresión vertical de una señal de televisión análoga. Los datos de usuario se transportan en una sintaxis de datos de usuario, la cual ha sido complementada con diversos campos. Esta incluye un campo de tipo de datos adicional, un conteo y prioridad NRZ de luma, número de campo, desplazamiento de línea, muestra de inicio, incremento y coeficiente NRZ, valores de amplitud, información de forma de impulso, e información de conteo de palabras y remanentes con relación a los datos de usuario que se portan en la forma de palabras de luma y bits NRZ de luma. Aunque la invención se ha descrito en conexión con una modalidad preferida, debe apreciarse que pueden hacerse diversas adaptaciones y modificaciones a la misma sin apartarse del espíritu y alcance de la invención según se establece en las reivindicaciones.

Claims (23)

1. NOVEDAD DE LA INVENCIÓN Habiendo descrito la presente invención se considera como novedad y por lo tanto se reclama como propiedad lo descrito en las siguientes reivindicaciones. 1. Un método para comunicar, en una corriente de datos de televisión digital, información de un tipo convencionalmente portado como datos NRZ en una forma de onda de intervalo de supresión vertical (VBI) de una señal de televisión análoga, transportando dicha corriente de datos de televisión digital datos de acuerdo a una convención que incluye una sintaxis de datos de usuario, comprendiendo dicho método las etapas de: complementar dicha sintaxis de datos de usuario con un valor indicador de línea que especifica la(s) linea (s) de televisión horizontal (es) con relación a una linea de cuadro de VBI base en la cual se porta información de usuario como datos NRZ en una señal de televisión de contraparte; complementar dicha sintaxis de datos de usuario con al menos un valor de referencia de sincronización que define una relación entre una velocidad de transmisión de símbolos de dichos datos NRZ y una referencia de reloj de dicha corriente de datos de televisión digital; complementar dicha sintaxis de datos de usuario con al menos un valor de conteo que indica una cantidad de información de usuario portada en la corriente de datos de televisión digital; y complementar dicha sintaxis de datos de usuario con al menos un campo de información de usuario suficiente para portar la cantidad de información de usuario indicada por dicho al menos un valor de conteo.
2. 2. Un método según la reivindicación 1, caracterizado porque comprende la etapa adicional de: complementar dicha sintaxis de datos de usuario con un valor de muestra de inicio que indica un punto de muestra en el cual está por comenzar una transición hacia un primer símbolo NRZ de luma en una señal de televisión de contraparte reconstruida a partir de dicha corriente de datos de televisión digital.
3. 3. Un método según la reivindicaciiones 1 o 2, caracterizado porque comprende la etapa adicional de: complementar dicha sintaxis de datos de usuario con un primer valor de amplitud que indica una amplitud a la cual están por aparecer los símbolos NRZ de luma en dicha señal de televisión de contraparte reconstruida a partir de dicha corriente de datos de televisión digital.
4. 4. Un método según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque comprende la etapa adicional de: complementar dicha sintaxis de datos de usuario con un valor de forma de impulso que indica una forma de impulso que está por proporcionarse a dichos símbolos NRZ de luma en dicha señal de televisión de contraparte reconstruida a partir de dicha corriente de datos de televisión digital.
5. 5. Un método según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque comprende la etapa adicional de: complementar dicha sintaxis de datos de usuario con un número de campo que indica un campo de televisión en el cual están por insertarse los datos de VBI correspondientes en dicha señal de televisión de contraparte reconstruida a partir de dicha corriente de datos de televisión digital.
6. 6. Un método según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque dicha sintaxis de usuario es capaz de suministrar una pluralidad de construcciones NRZ de luma, que portan cada una información de usuario asociada, que comprende la etapa adicional de: complementar dicha sintaxis de datos de usuario con un valor de conteo NRZ de luma que indica el número de dichas construcciones NRZ de luma que siguen el valor de conteo NRZ de luma.
7. 7. Un método según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque comprende la etapa adicional de: complementar dicha sintaxis de datos de usuario con un campo de tipo de datos que especifica que siguen datos NRZ de luma.
8. 8. Un método según una de las reivindicaciones 3 a 7, caracterizado porque comprende la etapa adicional de: complementar dicha sintaxis de datos de usuario con un segundo valor de amplitud que indica un segundo nivel de amplitud de dichos símbolos NRZ de luma.
9. 9. Un método según una de las reivindicaciones 6 a 8, caracterizado porque comprende la etapa adicional de: complementar dicha sintaxis de datos de usuario con un valor de prioridad que designa una prioridad de dichas construcciones NRZ de luma para utilizarse en la reconstrucción de dicha señal de televisión de contraparte de dicha corriente de datos de televisión digital.
10. 10. Un método según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque dicho valor de referencia de sincronización comprende un valor de incremento de reloj de símbolo NRZ de luma y un valor de coeficiente NRZ de luma, relacionándose dichos valores de incremento y coeficiente de reloj de símbolo con dicha velocidad de transmisión de símbolos NRZ y dicho reloj de referencia como sigue: valor de incremento = velocidad de transmisión de símbolos valor de coeficiente reloj de referencia
11. 11. Un método según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque dicho valor de conteo comprende un conteo de palabras que indica un número entero de palabras NRZ de luma que siguen y un conteo restante que indica un número de bits NRZ de luma que totalizan menos del total de la palabra NRZ de luma que sigue; proporcionando mediante ésto dicha sintaxis un uso eficiente de la amplitud de banda al permitir que el resto de menos del total de la palabra NRZ se comunique.
12. 12. Un método según la reivindicación 11, caracterizado porque dichas palabras NRZ de luma son cada una de 22 bits de longitud, comprendiendo dicho método la etapa adicional de: insertar un bit marcador después de cada palabra NRZ de luma para protejerla de un código de inicio de MPEG falso.
13. 13. Un método según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque: dicha información de usuario se porta de acuerdo a dicha sintaxis de datos de usuario como palabras NRZ de luma y bits NRZ de luma; cada palabra NRZ de luma comprende una cadena de símbolos NRZ de luma correspondiendo el primer bit a un primer símbolo NRZ de luma a un primer símbolo NRZ de luma por reconstruirse en una linea de video que se despliega de izquierda a derecha; y cada bit NRZ de luma representa un símbolo NRZ de luma por reconstruirse en dicha linea de video; proporcionándose dichos bits NRZ de luma en el orden en que están por reconstruirse sus símbolos en dicha línea de video subsecuente a los símbolos reconstruidos a partir de cualquier palabra NRZ de luma, según se despliegan de izquierda a derecha.
14. 14. Un método según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque: dichos datos NRZ se portan en una porción de luminancia (luma) de dicha forma de onda de VBI .
15. 15. Un aparato receptor para decodificar, a partir de una corriente de datos de televisión digital, información de usuario de un tipo convencionalmente portado como datos NRZ en una forma de onda de intervalo de supresión vertical (VBI) de una señal de televisión análoga, transportando dicha corriente de datos de televisión digital datos de acuerdo, a una convención que incluye una sintaxis de datos de usuario, que comprende: un procesador de sintaxis para detectar información portada de acuerdo con dicha sintaxis de datos de usuario, incluyendo dicha información: un primer valor que identifica la(s) linea (s) de televisión horizontal (es) con relación a la linea de cuadro de VBI base en la cual se porta información de usuario particular en una señal de televisión de contraparte, un segundo valor que identifica una relación entre una velocidad de transmisión de símbolos de dicha señal de televisión de contraparte y un reloj de referencia de datos de televisión digital, un tercer valor que indica una cantidad de información de usuario portada en la corriente de datos de televisión digital, y dicha información de usuario; un procesador de reconstrucción que responde a dichos valores, primero, segundo y tercero, para .4 - dar formato a dicha información en datos NRZ de VBI; y un insertor de VBI para insertar dichos datos NRZ de VBI en una señal de televisión digital reconstruida a partir de dicha corriente de datos de televisión digital.
16. 16. El aparato según la reivindicación 15, caracterizado porque: dicho procesador de sintaxis detecta un valor de muestra de inicio que indica un punto de muestra en el cual está por comenzar una transición hacia un primer símbolo NRZ en dicha señal de televisión reconstruida; y dicho insertor de VBI responde a dicho valor de muestra de inicio para insertar dichos datos NRZ en dicha señal de televisión reconstruida.
17. 17. El aparato según una de las reivindicaciones 15 a 16, caracterizado porque: dicho procesador de sintaxis detecta un primer valor de amplitud que indica una amplitud a la cual están por aparecer los símbolos NRZ en dicha señal de televisión reconstruida; y dicho procesador de reconstrucción responde a dicho primer valor de amplitud para proporcionar dichos datos NRZ de VBI en dicha amplitud.
18. 18. El aparato según una de las reivindicaciones 15 a 17, caracterizado porque: dicho procesador de sintaxis detecta un valor de forma de impulso que indica una forma de impulso que está por proporcionarse a dichos símbolos NRZ en dicha señal de televisión reconstruida; y dicho procesador de reconstrucción responde a dicho valor de forma de impulso para proporcionar dichos datos NRZ de VBI con dicha forma de impulso.
19. 19. El aparato según una de las reivindicaciones 15 a 18, caracterizado porque: dicho procesador de sintaxis detecta un número de campo indicativo de un campo de televisión en el cual están por insertarse los datos de VBI correspondientes en dicha señal de televisión reconstruida; y dicho insertor de VBI responde a dicho número de campo para insertar dichos datos de VBI correspondientes en un campo apropiado.
20. 20. El aparato según una de las reivindicaciones 15 a 19, caracterizado porque: dicho procesador de sintaxis detecta y responde a un valor de conteo NRZ que indica un número de construcciones NRZ por procesarse.
21. 21. El aparato según una de las reivindicaciones 15 a 20, caracterizado porque: dicho procesador de sintaxis detecta y responde a un campo de tipo de datos para localizar datos NRZ en dicha corriente de datos de televisión digital.
22. 22. El aparato según una de las reivindicaciones 17 a 21, caracterizado porque: dicho procesador de sintaxis detecta un segundo valor de amplitud que indica una segunda amplitud a la cual están por aparecer los símbolos NRZ en dicha señal de televisión reconstruida; y dicho procesador de reconstrucción responde a dichos valores de amplitud, primero y segundo, para proporcionar dichos datos NRZ de VBI en dichas amplitudes, primera y segunda.
23. 23. El aparato según una de las reivindicaciones 15 a 22, caracterizado porque: dicho procesador de sintaxis detecta un valor de prioridad que designa una prioridad de dichas construcciones NRZ; y dicho procesador de reconstrucción responde a dicho valor de prioridad para utilizarse en el formato de dicha información de usuario.