SK278104B6

SK278104B6 - Controlling device of apparatus

Info

Publication number: SK278104B6
Application number: SK746588A
Authority: SK
Inventors: Robert S Broughton; William C Laumeister
Original assignee: Broughton Robert S.; Laumeister William C.
Priority date: 1988-11-14
Filing date: 1988-11-14
Publication date: 1996-01-10
Also published as: CZ278132B6; SK746588A3; CZ746588A3

Abstract

Device contains in place of television transmitter the coding circuit of video program signal with controlling informations, next in place of television transmitter contains the detector of controlling informations and announcing circuit of controlling informations to controlled apparatus. Coding circuit (84) of videoprogram signal is created for coding of videoprogram signal by subliminal modulation of luminance or color inside of displayed zone (14d) of screen (14b) of tube of television receiver. Detector of controlling informations is optical or electrical detector of luminance or color modulation it contains one or more zone of filters amplifiers (60, 62) connecting in serie which outlet is through rectifiers (64) connected into earthed condenser (C) and also into input of first comparator (66) of level which output is controlled by decoder (80) of controlling informations connected with controlled apparatus (34).

Description

Oblasť technikyTechnical field

Vynález sa týka riadiaceho zariadenia prístroja, predovšetkým televízora, obsahujúceho v mieste televízneho vysielača kódovací obvod signálu videoprogramu s riadiacimi údajmi a ďalej obsahujúceho v mieste televízneho prijímača detektor riadiacich údajov a oznamovací obvod riadiacich údajov riadenému prístroju. Výhodné uskutočnenie vynálezu je opísané v súvislosti s riadením hračiek nachádzajúcich sa v byte príjemcu televízie pomocou televízneho programu.The invention relates to a control device of an apparatus, in particular a television, comprising, at a television transmitter, a coding circuit of a video program with control data and further comprising at the television receiver a control data detector and a control data reporting circuit for the controlled device. A preferred embodiment of the invention is described in connection with the control of toys present in a television receiver's apartment by means of a television program.

Doterajší stav technikyBACKGROUND OF THE INVENTION

Sú známe videotextové systémy schopné vykonávať prenos údajov z odľahlého miesta vysielania do bytu televízneho diváka po konvenčných vysielacích kanáloch. Jeden z takýchto videotextových systémov vykonáva uzatvorené titulkovanie audioprogramu pre zle počujúcich, kde interpretovaný text je vysielaný počas vertikálnych synchronizačných intervalov procesu rozkladu obrazu. Iba televízory vybavené špeciálnymi dekodérmi sú schopné predvádzať titulky a predvádzanie videotextu v synchronizácii s elektronikou rozkladu televízneho obrazu vyžaduje fyzické prepojenie dekodéra s televízorom, napríklad pomocný obvod v anténe. Často je žiadaný subskripčný poplatok.There are known video-text systems capable of transmitting data from a remote broadcast location to a television viewer's apartment via conventional broadcast channels. One such videotext system performs closed captioning of an audio program for the hard of hearing, where the interpreted text is transmitted during vertical synchronization intervals of the image decomposition process. Only televisions equipped with special decoders are capable of displaying subtitles, and demonstrating videotext in synchronization with the television decay electronics requires the physical connection of the decoder to the television, such as an auxiliary circuit in the antenna. A subscription fee is often required.

Snahy o vytvorenie systémov schopných zovšeobecnených komunikácii údajov vo vnútri pásma malí iba okrajový úspech. To je spôsobené tým, že obvyklé signalizovanie vo vnútri pásma pôsobí rušivo na televízny obraz. Tak napríklad keď údaje a pixelová informácia sú spolu zmiešané v jednom videopoli, sú priestorovo oddelené, aby bolo umožnené detektorom citlivým na svetlo nepozorovateľne monitorovať pomocné pole zakódované údajmi. Typicky sa toto priestorové oddelenie dosahuje vymedzením jednej alebo niekoľkých buniek, z ktorých každá je najprv vyčistená a vzápätí znova naprogramovaná oblasťami nízkeho a vysokého jasu, ktoré predstavujú binárne kódované údaje.Efforts to create systems capable of generalizing data within the bandwidth have only marginal success. This is because the usual signaling within the band interferes with the television picture. For example, when the data and pixel information are mixed together in one video field, they are spatially separated to allow light-sensitive detectors to observe the auxiliary field encoded by the data unnoticeably. Typically, this spatial separation is achieved by defining one or more cells, each of which is first cleaned and then reprogrammed by low and high brightness areas, which represent binary coded data.

V závislosti od veľkosti, počtu a kódu takýchto údajových buniek je účinná zobrazovacia plocha videoprogramu viac alebo menej nepriaznivo porušovaná. Takéto systémy komunikácie videoúdajov nie sú teda vhodné pre konvenčné vysielacie kanály, kde subskripčné a nesubskripčné televízne prijímače budú rovnako predvádzať informáciu zloženú z pixelov a z údajov. Vizuálny neporiadok, ktorý je viditeľný na obrazovke nesubskripčných divákov, alebo na obrazovkách subskripčných divákov, ktorí práve nepoužívajú svoj detektor citlivý na svetlo, má tiež za následok sťažnosti konzumentov a obmedzenie FCC.Depending on the size, number and code of such data cells, the effective display area of the video program is more or less adversely affected. Such video data communication systems are therefore not suitable for conventional broadcast channels, where the subscriber and non-subscriber television receivers will also display pixel and data information. The visual clutter that is visible on non-subscriber viewers or on subscriber viewers who are not currently using their light-sensitive detector also results in consumer complaints and FCC restrictions.

Je žiaduce vytvoriť interaktívny videosystém pre jednoduchú komunikáciu údajov, ktorý je tolerantný k chybám rastra časovej základne a ktorý nevyžaduje žiadne elektrické prepojenia na televíznu sústavu. Takýto systém by mal byť schopný komunikácie v miere dostatočnej na riadenie nejakého interaktívneho elektromechanického prístroja, napríklad činnej hračky, v reálnom čase k udalostiam televízneho programu. Systém by mal byť výhodne kompatibilný s konvenčným televíznym vysielaním, s prijímacími a záznamovými zariadeniami s kanálmi. Prijímacie zariadenie by malo mať nulový alebo nepatrný zapínací čas a námahu a malo by byť nenápadné, hlavne keď je v prevádzke. Dôležité je, aby systém zbytočne neobťažoval tých divákov, ktorí interaktívne prístroje práve nepoužívajú.It is desirable to provide an interactive video system for simple data communication that is tolerant of time base grid errors and that requires no electrical connections to the television system. Such a system should be capable of communicating to an extent sufficient to control an interactive electromechanical device, such as an active toy, in real time to the events of a television program. The system should preferably be compatible with conventional television broadcasting, channel receiving and recording equipment. The receiving device should have zero or low on time and effort and be inconspicuous, especially when it is in operation. It is important that the system does not unnecessarily bother those viewers who are not currently using interactive devices.

V tejto súvislosti je účelom vynálezu vytvoriť videosystém umožňujúci, aby odľahlé vysielanie televízneho programu bezdrôtovo spolupracovalo s ovládateľ5 nými vyučovacími alebo zábavnými prístrojmi. Ďalšie významné účely vynálezu sú tieto:In this context, it is an object of the present invention to provide a video system enabling the remote broadcast of a television program to cooperate wirelessly with controllable teaching or entertainment devices. Other important purposes of the invention are the following:

1. Vytvoriť interaktívny videosystém, ktorý je kompatibilný s konvenčným vysielaním, zariadením a s kanálmi a s konvenčnými prijímacími, záznamovými a playbackovými systémami, včítane domácich záznamových a playbackových systémov s obmedzenou šírkou pásma.1. Create an interactive video system that is compatible with conventional broadcast, equipment and channels and conventional reception, recording and playback systems, including limited bandwidth home recording and playback systems.

2. Vytvoriť systém opísaný vyššie, ktorý minimalizuje obrazovú i zvukovú interferenciu s vysielaným programom.2. Create a system as described above that minimizes video and audio interference with the broadcast program.

3. Vytvoriť spôsob podprahového zakódovania binárnych údajov vo vnútri zobrazovacej plochy televízneho obrazu, ktorý by bol v podstate nepozorovateľný divákom normálneho programu.3. Create a method of subliminal encoding of binary data within the display area of a television image that would be virtually unnoticeable by a viewer of a normal program.

4. Vytvoriť interaktívny videosystém, ktorý by mohol byť ľahko inštalovaný a prevádzkovaný.4. Create an interactive video system that can be easily installed and operated.

5. Vytvoriť interaktívny videopristroj pre výučbu a zábavu, ktorý umožní užívateľovi spolupôsobiť s televíznym programom v reálnom čase.5. Create an interactive video device for learning and entertainment that allows the user to interact with the TV program in real time.

6. Vytvoriť spôsob pre podprahové digitálne zakódovanie údajov s vopred zaznamenaným televíznym vysielaním.6. Create a method for subliminal digital data encoding with pre-recorded television broadcasts.

7. Vytvoriť spôsob zjednodušenia dekodéra v podstate neviditeľným vylúčením nepravých údajov z vi- deovstupu do zakódovacieho prístroja pred zakódovaním údajov.7. To create a method of simplifying the decoder by virtually invisibly eliminating false data from the video input to the encoder before encoding the data.

8. Vytvoriť interaktívny videopristroj, ktorý nevyžaduje žiadne elektrické pripojenie k televízoru a ktorý komunikuje s jedným alebo niekoľkými ovládateľnými výučbovými alebo zábavnými prístrojmi.8. Create an interactive video device that requires no electrical connection to the TV and that communicates with one or more controllable educational or entertainment devices.

9. Vytvoriť interaktívny videosystém, ktorý je výhodný, spoľahlivý a nenákladný v prevádzke.9. Create an interactive video system that is convenient, reliable and inexpensive to operate.

Podstata vynálezuSUMMARY OF THE INVENTION

Vynález spĺňa vyššie uvedené účely tým, že vytvára riadiace zariadenie prístroja televízorom, obsahujúce v mieste televízneho vysielača kódovací obvod sig45 nálu videoprogramu s riadiacimi údajmi a ďalej obsahujúci v mieste televízneho prijímača detektor riadiacich údajov a oznamovací obvod riadiacich údajov riadenému prístroju, ktorého podstata spočíva v tom, že kódovací obvod signálu videoprogramu je vytvorený 50 pre zakódovanie signálu videoprogramu subliminálnou moduláciou jasu alebo farby vo vnútri zobrazovacej oblasti tienidla obrazovky televízneho prijímača, pričom detektor riadiacich údajov je optickým alebo elektrickým detektorom modulácie jasu alebo farby, obsa55 hujúci jeden alebo viac sériovo zapojených pásmových filtrovfeosilňovačov, ktorého výstup je cez usmerňovač pripojený jednak k uzemnenému kondenzátoru a jednak k vstupu prvého komparátora úrovne, ktorého výstup ovláda dekodér riadiacich údajov, spojený s ria60 deným prístrojom.The invention fulfills the aforementioned purposes by providing a television control apparatus of the apparatus comprising, at the television transmitter, a coding circuit of the video program signal containing the control data and further comprising at the television receiver a control data detector and a control data reporting circuit to the controlled apparatus. wherein the video program signal coding circuit is configured to encode the video program signal by subliminally modulating brightness or color within the display area of the television screen, wherein the control data detector is an optical or electrical brightness or color modulation detector comprising one or more serially connected bandpass filters whose output is connected via a rectifier to both a grounded capacitor and to the input of the first level comparator whose output is controlled by the control data decoder, connected to the ria60 daily device.

Podľa výhodného vyhotovenia predloženého vynálezu kódovací obvod riadiacich údajov obsahuje kódovací obvod modulácie jasu, ktorý obsahuje vyrovnávací obvod, ktorého vstup predstavuje vstupný signál vi65 deoprogramu a ktorého výstup je pripojený k vstupu oddeľovača farby, ktorého prvý výstup je priamo prepojený jednak k vstupu obmedzujúceho zosilňovača,According to a preferred embodiment of the present invention, the control data coding circuit comprises a luminance modulation coding circuit comprising an equalization circuit, the input of which is an input signal of a deoprogram and whose output is connected to the color separator input, the first output of which is directly connected to the limiting amplifier input.

SK 278104 Β6 jednak cez farebný procesor k druhému vstupu druhého zmiešavača a ktorého druhý výstup je pripojený k prvému vstupu obmedzovača, ktorého výstup je pripojený k vstupu oddeľovača synchronizácie, ktorého prvý výstup je pripojený k prvému vstupu prvého zmiešavala, ktorého výstup je pripojený cez biely/čierny obmedzovací obvod k prvému vstupu druhého zmiešavača, ktorého výstup je pripojený k prvému vstupu zatcmňovača, ktorého výstup je pripojený k prvému vstupu koncového zosilňovača a zmiešavača, ktorého vstup je pripojený k prvému vstupu výstupného ovládača, ktorý má na výstupe výstupný videosignál so zakódovanými údajmi, zatiaľ čo vstup riadiacich údajov je pripojený k vstupu prvého klopného obvodu, ku ktorého hodinovému vstupu je pripojený vertikálny synchronizačný signál a ktorého výstup je pripojený k prvému vstupu súčtového obvodu, ktorého výstup je pripojený cez zatemňovaci obvod k druhému vstupu prvého zmiešavača. Pritom vodorovný synchronizačný signál je pripojený k vstupu druhého klopného obvodu, ktorého výstup je pripojený k druhému vstupu súčtového obvodu, zatiaľ čo výstup obmedzujúceho zosilňovača je pripojený cez fázovač k druhému vstupu koncového zosilňovača a zmiešavača, druhý výstup oddeľovača je pripojený k vstupu synchrónneho procesora, ktorého prvý výstup je pripojený jednak k vstupu synchrónneho zosilňovača a ovládača, jednak k druhému vstupu výstupného ovládača, a ktorého druhý výstup je pripojený k vstupu zatemňovacieho generátora, ktorého prvý výstup je pripojený k druhému vstupu obmedzovača a ktorého druhý výstup je pripojený k druhému vstupu zatemňovača.On the one hand through the color processor to the second input of the second mixer and whose second output is connected to the first input of the limiter whose output is connected to the input of the sync separator, whose first output is connected to the first input of the first mixer whose output is connected through white / a black limiting circuit to the first input of the second mixer, the output of which is connected to the first input of the dimmer, the output of which is connected to the first input of the amplifier and the mixer, the input of which is connected to the first input of the output driver; while the control data input is connected to the input of the first flip-flop, to whose clock input the vertical sync signal is connected and whose output is connected to the first summation circuit input, the output of which is connected through the blanking circuit kd first input of the first mixer. The horizontal synchronization signal is connected to the input of the second flip-flop, the output of which is connected to the second input of the summation circuit, while the output of the limiting amplifier is connected through the phaser to the second input of the amplifier and mixer. the first output is connected to the input of the synchronous amplifier and actuator, and to the second input of the output driver, and the second output is connected to the input of the blanking generator, the first output is connected to the second input of the limiter and the second output is connected to the second input of the blanker.

Podľa ďalšieho výhodného vyhotovenia predloženého vynálezu kódovací obvod zahrňuje prehliadači videoprístroj, ktorý obsahuje ultrazvukovú oneskorovaciu linku, ktorej vstup predstavuje vstup signálu videoprogramu a ktorej výstup je cez invertor pripojený k prvému vstupu fázového zmiešavača, ktorého výstup je pripojený cez nízkopriepustný filter jednak k prvému vstupu prvého obmedzovača a jednak k prvému vstupu prvého hradia, ktorého výstup je pripojený cez pásmový filter a dvojcestný usmerňovač k prvému vstupu integrátora, ktorého výstup je pripojený k vstupu referenčného komparátora, ktorého výstup predstavuje výstup údajov pre zakódovanie signálu videoprogramu, zatiaľ čo vstup ultrazvukovej oneskorovacej linky je pripojený jednak k druhému vstupu fázového zmiešavača a jednak k vstupu obmedzovača, ktorého výstup je pripojený k prvému vstupu druhého hradia a tretieho hradia. Výstupy hradiel sú pripojené jednotlivo cez detektory bieleho a čierneho vrcholu jednak k vstupom prvého a druhého komparátora úrovne, ktorých výstupy predstavujú jednotlivé príliš biele a príliš čierne výstupné signály, a jednak k vstupom prvého a druhého obmedzovača. Vstupný signál okna je pripojený jednak cez štvrtý obmedzovač k druhému vstupu integrátora a jednak k druhému vstupu prvého hradia a ďalej k druhým vstupom druhého a tretieho hradia.According to a further preferred embodiment of the present invention, the coding circuit comprises a viewer video apparatus comprising an ultrasonic delay line, the input of which is the video program signal input and whose output is connected via an inverter to the first input of the phase mixer. and first to the first input of the first gate whose output is connected via a bandpass filter and the two-way rectifier to the first input of the integrator whose output is connected to the reference comparator input whose output represents data output for video program signal encoding while the ultrasonic delay line input is connected on the one hand to the second input of the phase mixer and on the other hand to the input of the limiter, the output of which is connected to the first input of the second gate and the third gate. The gate outputs are connected individually through the white and black peak detectors to both the first and second level comparator inputs whose outputs represent individual too white and too black output signals and to the first and second limiter inputs. The input signal of the window is connected, via the fourth limiter, to the second input of the integrator and second to the second input of the first gate and further to the second inputs of the second and third gate.

Podľa ďalšieho výhodného vyhotovenia predloženého vynálezu kódovací obvod riadiacich údajov zahrňuje odlučovač údajov, ktorý obsahuje tretí zmiešavač, ktorého prvý vstup predstavuje vstupný signál videoprogramu a ku ktorého druhému vstupu je cez skúšobný spínač pripojený generátor kmitočtu 7,867 kHz, a ktorého výstup je pripojený cez prvý invertor a prvý rezistor k prvému vstupu štvrtého zmiešavača, ktorého výstup je pripojený cez nízkopriepustný filter a cez druhý invertor k druhému spínaču signálu zbaveného údajov. Výstup tre tieho zmiešavača je ďalej pripojený cez prvú oneskorovaciu linku jednak k vstupu druhej oneskorovacej linky a jednak cez druhý rezistor k druhému vstupu štvrtého zmiešavača a ďalej k vstupu kompenzačného oneskorovacieho obvodu, zatiaľ čo výstup druhej oneskorovacej linky je pripojený cez tretí invertor a tretí rezistor k tretiemu vstupu štvrtého zmiešavača.According to a further preferred embodiment of the present invention, the control data coding circuit comprises a data separator comprising a third mixer, the first input of which is a video program input signal and the second input of which is a 7.867 kHz frequency generator connected via a test switch. a first resistor to a first input of a fourth mixer, the output of which is connected through a low-pass filter and through a second inverter to a second de-energized signal switch. The output of the third mixer is further coupled through the first delay line to both the input of the second delay line and through the second resistor to the second input of the fourth mixer and further to the input of the compensating delay circuit, while the output of the second delay line is connected through the third inverter and the third resistor. the third inlet of the fourth mixer.

Podľa ďalšieho výhodného vyhotovenia predloženého vynálezu detektor riadiacich údajov obsahuje optický menič, ktorý je káblom pripojený k vstupu vstupného zosilňovača, ktorého výstup je pripojený k vstupu jedného alebo viacerých sériovo zapojených pásmových filtrov/zosilňovačov, ktorého výstup je cez usmerňovač a komparátor úrovne pripojený k vstupu infračerveného modulátora, ktorého výstupy sú pripojené k jednej alebo viacerým infračerveným diódam, opticky spriahnutým s riadeným prístrojom, ktorý je umiestnený v dosahu pôsobenia infračervených diód a ktorý obsahuje prijímač infračerveného žiarenia, pripojený cez vyrovnávací zosilňovač a prijímací zosilňovač k vstupu dvojcestného usmerňovača, ktorého výstup je cez druhý komparátor úrovne pripojený k dekodéru riadiacich údajov.According to a further preferred embodiment of the present invention, the control data detector comprises an optical converter which is connected by cable to an input amplifier input whose output is connected to an input of one or more serially connected bandpass filters / amplifiers whose output is connected to an infrared input via a rectifier and level comparator. a modulator whose outputs are connected to one or more infrared diodes, optically coupled to a controlled instrument, which is located within the range of the infrared diode and which includes an infrared receiver connected via an equalization amplifier and a receiver amplifier to the input of a two-way rectifier whose output is via a second level comparator connected to the control data decoder.

Podľa jedného výhodného vyhotovenia vynálezu je optický menič a kábel nahradený anténou na príjem vln rádiovej frekvencie zavedených do konvenčného prijímača. Bolo zistené, že nepočuteľná, ale detekcie schopná nízkofrekvenčná zložka pomocnej nosnej vlny videosignálu modulovaná údajmi je vytváraná elektronikou riadkového rozkladu televízora, ktorý vykonáva vyššie opísaný zložený videosignál. Hoci táto vlna má dosť nízku energiu, musí byť anténa umiestnená dosť blízko a proti tienidlu obrazovky, čo je možné, pretože nezakrýva žiadne pozorovacie pole. Výhodné je, že anténa je menej citlivá na rušenie od cudzích zdrojov svetla, napríklad brumom s kmitočtom siete spôsobeným reostatmi riadených stmievačov.According to one preferred embodiment of the invention, the optical transducer and the cable is replaced by an antenna for receiving radio frequency waves introduced into a conventional receiver. It has been found that the inaudible, but detection-capable, low-frequency component of the sub-carrier of the video signal signal modulated by the data is generated by the line decomposition electronics of the television that performs the composite video signal described above. Although this wave has a rather low energy, the antenna must be positioned close enough and opposite the screen, which is possible because it does not obscure any field of view. Advantageously, the antenna is less sensitive to interference from external light sources, for example, a hum with a network frequency caused by rheostats of controlled dimmers.

Subliminálna modulácia v zobrazovacej ploche televízora umožňuje detekciu v nej zakódovaných údajov, zatiaľ čo modulácia zostáva nepozorovateľná pre televízneho diváka. Optický menič, ktorý môže byť nenápadne zameraný na tienidlo obrazovky z istého rozmedzia vzdialeností a v istom rozmedzí uhlov, vyčnieva ako polotuhá štruktúra z prijímacieho/vysielacieho pristroja, ktorý môže byť nenápadne pripevnený k bočnej stene televízora, takže odpadá obyčajne nevyhnutné prepojenie. Detektor či dekodér je zjednodušený a komunikácia údajov je oveľa spoľahlivejšia tým, že pred vysielaním je vynechané zakódovanie tých videosignálov, ktoré by inak molúi byť interpretované ako údaje. Infračervený prenos medzi prijímacím/vysielacím prístrojom a riadenými prístrojmi umiestnenými v miestnosti je bezdrôtový a nepočuteľný a nevytvára žiadne zaťaženie užívateľa ani neužívateľa interaktívneho televízora. Zakódovanie selektívnych postupných poli videoobrazu sériovým bitovým prúdom binárnych údajov dosahuje rýchlosť dát umožňujúcu riadenie množstva interaktívnych prístrojov v reálnom čase vo vnútri alebo mimo kontext televízneho programu. Logika detekcie chyby parity v interaktívnych prístrojoch ňou riadených tým zaisťuje integritu údajov, takže interaktívne prístroje spoľahlivo odpovedajú vopred určeným spôsobom. Elekronika zariadenia podľa vynálezu používa obvyklé logické obvody a výrobné metódy včítane veľmi vysokého stupňa integrácie (VLSI), čím sa ďalej zvyšuje spoľahlivosť systému a znižuje jeho nákupná cena.The subliminal modulation in the display area of the television allows detection of the data encoded therein, while the modulation remains unnoticeable to the television viewer. An optical transducer, which can be discreetly aimed at a screen shade from a certain range of angles and a certain range of angles, protrudes as a semi-rigid structure from a receiving / transmitting apparatus which can be inconspicuously attached to the side wall of the television, thus eliminating the usually necessary connection. The detector or decoder is simplified and the communication of the data is much more reliable by omitting the encoding of those video signals which would otherwise be interpreted as data before transmitting. The infrared transmission between the receiving / transmitting device and the controlled devices located in the room is wireless and inaudible and does not impose any burden on the user or non-user of the interactive TV. The encoding of selective progressive video image fields by a serial bit stream of binary data achieves a data rate allowing control of a number of interactive devices in real time inside or outside the television program context. The parity error detection logic in the interactive devices controlled by it ensures data integrity so that the interactive devices respond reliably in a predetermined manner. The electronics of the device according to the invention uses conventional logic circuits and manufacturing methods including very high degree of integration (VLSI), further increasing the reliability of the system and reducing its purchase price.

Prehľad obrázkov na výkresochBRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS

Tieto i iné účely a výhody predloženého vynálezu budú vysvetlené na základe výkresov a popisu výhodného vyhotovenia vynálezu. Na výkresoch zobrazuje: obr. 1 použitie interaktívneho hračkového systému vytvoreného podľa výhodného vyhotovenia vynálezu, obr. 2 schematicky nový spôsob modulácie jasu podľa vynálezu, obr. 3 znázorňuje vo forme blokovej schémy elektroniku videoprijimača/IR - vysielača interaktívneho prístroja, obr. 4 blokovú schému prijímacej elektroniky interaktívnej hračky, a obr. 5 blokovú schému elektroniky zakódovania videosignálu podľa vynálezu.These and other purposes and advantages of the present invention will be explained by reference to the drawings and the description of a preferred embodiment of the invention. In the drawings: FIG. 1 shows the use of an interactive toy system constructed in accordance with a preferred embodiment of the invention; FIG. 2 schematically a novel method for modulating luminance according to the invention, FIG. 3 is a block diagram of the video receiver / IR transmitter electronics of the interactive apparatus; FIG. 4 is a block diagram of the receiving electronics of an interactive toy, and FIG. 5 is a block diagram of an electronics encoding video signal according to the invention.

Príklad uskutočnenia vynálezuDETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

Obr. 1 je ukážka použitia interaktívneho videoprístroja podľa predloženého vynálezu. Vzdialená anténa 10 je znázornená, ako vysiela zloženú videoinformáciu alebo zložený videosignál, ktorý obsahuje televízny program a riadiace údaje, vyznačený bodkočiarkovanou čiarou 12, k televízoru 14. Anténa 14a televízora 14 prijíma vzdialené vysielanie a predvádza ho na tienidle 14b obrazovky. Pre účely tohto opisu môže byť tienidlo 14b uvažované tak, že má zobrazovaciu plochu 14c pre predvádzanie programu, ktorá je všeobecne súmiestná s tienidlom 14b, a ktorá obsahuje kódovaciu oblasť 14d, ktorá je použitá na obr. 2 schematicky na znázornenie nového kódovania údajov podľa vynálezu. Iba na účel vysvetlenia, ako sa používa interaktívne videozariadenie so zábavnými prístrojmi, je znázornený videoobraz idúceho vozidla ako hlavný objekt predvádzaného televízneho programu.Fig. 1 is an illustration of the use of an interactive video apparatus according to the present invention. The remote antenna 10 is shown to transmit a composite video information or composite video signal that includes a television program and control data, indicated by a dotted line 12, to the television 14. The television 14 antenna 14a receives the remote broadcast and displays it on the screen shade 14b. For purposes of this description, the screen 14b may be considered to have a program presentation display area 14c that is generally coincident with the screen 14b and which includes the coding area 14d used in FIG. 2 schematically to show a new data coding according to the invention. For the sole purpose of explaining how to use an interactive video device with entertainment devices, a video image of a driving vehicle is shown as the main object of the television program being shown.

Optický menič 16 majúci fotodiódu 18 na jednom konci polotuhého páru káblov 18a môže byť zamierený proti zobrazovacej ploche 14c vo vzdialenosti výhodne väčšej ako 150 mm a v uhle výhodne väčšom ako 30°. Pri výhodnom vytvorení je kábel 18a vystužený zliatím do jedného kusa s tuhým drôtom použitím vhodného elastomerického kompaundu. Keď je menič 16 umiestnený do určitého bodu proti zobrazovacej ploche 14c, je jeho poloha potom udržiavaná, pokiaľ nie je zmenená užívateľom. Druhý koniec páru káblov 18a je pripojený k prijímaciemu/vysielaciemu prístroju 20, ktorý môže byť umiestnený v blízkosti televízora 14, napríklad hore alebo na boku a upevnený napríklad neznázomenou slučkovou tkaninou s vlasom. Menič 16 privádza moduláciu jasu vo vnútri svojho zorného poľa k neznázomenému detekčnému prostrediu vo vnútri prijímacieho/vysielacieho prístroja 20. Prístroj 20 obsahuje elektroniku prijímača/vysielača uloženú na karte 22 a čelný panel 24. Infračervené svietivky 26, 28, 30 sú upevnené na karte 22 pozdĺž čelného panelu 24 a vysielajú infračervenú energiu všeobecne v smere bodkočiarkovaných čiar 32a, 32b, 32c. Je zrejmé, že môže byť použitý ľubovoľný počet infračervených svietiviek v závislosti od prúdovej kapacity napéjacej elektroniky a žiadanej oblasti vysielania.The optical transducer 16 having a photodiode 18 at one end of the semi-rigid pair of cables 18a may be directed against the display surface 14c at a distance preferably greater than 150 mm and at an angle preferably greater than 30 °. In a preferred embodiment, the cable 18a is reinforced by casting it with a solid wire using a suitable elastomeric compound. When the transducer 16 is positioned at a certain point against the display surface 14c, its position is then maintained until it is changed by the user. The other end of the pair of cables 18a is connected to a transceiver 20, which may be located near the television 14, for example up or side, and fastened, for example, by a pile looped fabric. The transducer 16 applies the brightness modulation within its field of vision to an undetected detection environment within the receiving / transmitting apparatus 20. The apparatus 20 comprises a receiver / transmitter electronics stored on the card 22 and a front panel 24. The infrared lamps 26, 28, 30 are mounted on the card 22 along the front panel 24 and emit infrared energy generally in the direction of the dotted lines 32a, 32b, 32c. Obviously, any number of infrared lamps can be used depending on the current capacity of the power electronics and the desired transmission area.

Interaktívny pristroj, napríklad vozidlo 34, umiestnený v oblasti dosahu infračervených svietiviek 26, 28, 30, je opatrený prostriedkom citlivým na svetlo alebo fotodiódou 36 uloženou na karte 38 vo voze 34. Spôsobom ďalej opísaným môžu byť v zobrazovacej ploche 14c zakódované binárne údaje, ktoré, hoci sú nepozorovateľné pre diváka televízneho programu, sú schopné detekcie prijímacím/vysielacím prístrojom 20 väzbou modulácie jasu v zobrazovacej ploche 14c cez meničAn interactive device, for example a vehicle 34, located in the range of the infrared lamps 26, 28, 30, is provided with a light-sensitive means or a photodiode 36 stored on the card 38 in the car 34. By the method described below, binary data may be encoded in the display area 14c. although unnoticeable to the viewer of the television program, they are capable of being detected by the receiving / transmitting apparatus 20 by binding the brightness modulation in the display area 14c through the transducer

16. Elektronika prijímača/vysielača v prístroji 20 rekonštruuje riadiace údaje z modulácie jasu a vyšle ju k vozidlu 34. Vozidlo 34 odpovedajúce na povel uložený v riadiacich údajoch začne vopred určenú akciu. V danom príklade vozidla 34 napodobňuje akciu voza predvádzaného v televíznom programe spustením motora a akceleráciou.16. The receiver / transmitter electronics in the apparatus 20 reconstruct the control data from the brightness modulation and send it to the vehicle 34. The vehicle 34 responding to the command stored in the control data initiates a predetermined action. In the present example, the vehicle 34 mimics the action of the vehicle shown in the television program by starting the engine and accelerating.

Interaktívny pristroj môže byť výučbový alebo zábavný prístroj a pod. schopný reagovať predpísaným spôsobom na riadiace údaje, ktoré sú vysielané ako infračervená energia v určitom kmitočtovom rozsahu. Možnosti použitia interaktívneho videoprístroja tu popísaného sú v skutočnosti neobmedzené. Zdroj zloženého videosignálu obsahujúceho televízny program a riadiace údaje nemusí nutne byť vzdialená vysielacia anténa 10, ako je znázornené na obr. 1, ale môže to byť videomagnetofón bežne pripojený k televízoru 14 a buď prehrávajúci prv zaznamenanú videokazetu alebo zaznamenávajúci takýto vysielaný program pre lokálne predvádzanie na televízore 14 alebo inom videomonitore.The interactive device may be a teaching or entertainment device, and the like. Capable of responding in a prescribed manner to control data transmitted as infrared energy over a certain frequency range. In fact, the possibilities of using the interactive video apparatus described herein are unlimited. The composite video signal source comprising the television program and the control data does not necessarily have to be a remote transmit antenna 10 as shown in FIG. 1, but may be a video tape recorder commonly connected to a television 14 and either playing the first recorded video tape or recording such a broadcast program for local demonstration on the television 14 or another video monitor.

V obmene výhodného vyhotovenia vynálezu je menič 16 vytvorený ako niektorý druh bežnej rádiovej antény schopnej väzby na dlhovlnné elektromagnetické žiarenie vyžarujúce z tienidla 14b obrazovky k prijímaciemu/vysielaciemu prístroju 20. Z dôvodov jasnosti a stručnosti môže byť obr. 1 vysvetlený, ako že ukazuje toto alternatívne vyhotovenie, s jediným rozdielom v tom, že fotodióda 18 a skrútený pár káblov 18a sú nahradené tuhým vodičom podobne umiestneným a podobne orientovaným, ktorý je dimenzovaný a tvarovaný spôsobom dobre známym na vytvorenie požadovanej citlivosti na elektromagnetické vlny. Zatiaľ čo fotodióda 18 prednostného vyhotovenia môže byť umiestnená v podstatnej vzdialenosti od tienidla 14b obrazovky, výhodne vo vzdialenosti väčšej ako 150 mm, je účinný rozsah vzdialenosti antény v obmenenom vyhotovení menši, t. j. anténa je umiestnená vo vzdialenosti do niekoľkých stôp, nie však v dotyku s tienidlom 14b obrazovky.In a variation of the preferred embodiment of the invention, the transducer 16 is formed as some kind of conventional radio antenna capable of coupling to long-wave electromagnetic radiation emitting from the screen shade 14b to the receiving / transmitting apparatus 20. For clarity and brevity, FIG. 1, as shown by this alternative embodiment, with the only difference that the photodiode 18 and the twisted pair of cables 18a are replaced by a rigid conductor similarly positioned and similarly oriented, sized and shaped in a manner well known to produce the desired sensitivity to electromagnetic waves. While the photodiode 18 of the preferred embodiment can be located at a significant distance from the display screen 14b, preferably at a distance greater than 150 mm, the effective range of the antenna distance in the modified embodiment is less, i.e.. j. the antenna is located a few feet away, but not in contact with the screen 14b.

Na obr. 2 je znázornený nový spôsob zakódovania údajov v zobrazovacej ploche 14c z obr. 1. Detail A ukazuje kódovaciu oblasť 14d za neprítomnosti modulácie jasu. Detail B ukazuje v podstatnej prehnanej forme kódovaciu oblasť 14d za prítomnosti modulácie jasu. Z dôvodov jasnosti a s ohľadom na obmedzené možnosti grafického znázornenia sú detaily A a B znázornené s veľmi prehnaným vertikálnym priestorovým odstupom medzi jednotlivými vodorovnými riadkami obrazu a s veľmi prehnanou moduláciou jasu. Avšak tieto obrázky dobre vysvetľujú nový navrhnutý spôsob modulácie jasu.In FIG. 2 shows a new data encoding method in the display area 14c of FIG. 1. Detail A shows the coding region 14d in the absence of brightness modulation. Detail B shows in substantial exaggerated form the coding region 14d in the presence of brightness modulation. For reasons of clarity, and due to the limited possibilities of graphical representation, details A and B are shown with a very exaggerated vertical spatial spacing between the individual horizontal lines of the image and with a very exaggerated brightness modulation. However, these figures explain well the new proposed method of modulating brightness.

V detaile A sú vodorovné riadky s nízkym jasom znázornené čiarami ako je napríklad čiara 40. Časti riadkov s pomerne vysokým jasom sú znázornené hrubšími čiarami ako je čiara 42. Týmto spôsobom úseky riadkov s vysokým jasom, ako tie v kódovacej oblasti 14d z obr. 1, kontrastujú s oblasťami pozadia s nominálnym jasom pohyblivého obrazu zachyteného ako príklad v obr. 1 a 2. Je potrebné uviesť, že hrúbky čiar zvolené na účely vysvetlenia sú iba príkladom a všeobecne nepredstavujú skutočné hrúbky čiar riadkov obrazu a vzdialenosti riadkov obrazu viditeľné v zobrazovacej ploche 14c. Vo vzťahu k obr. 2 je zrejmé, že vodorovné čiary detailov A a B nie sú preložené a reprezentujú čiary v jedinom poli skôr ako raster s preloženými čiarami. Moduláciou vystriedaných čiar môžu byť zakódované údaje v po sebe nasledujúcich poliach televízneho obrazu pri kmitočte napríklad 60 Hz.In detail A, low brightness horizontal lines are represented by lines such as line 40. Parts of relatively high brightness lines are shown with thicker lines than line 42. In this way, high brightness line segments than those in coding region 14d of FIG. 1, contrast with background areas with the nominal brightness of the moving image captured as an example in FIG. It should be noted that the line thicknesses selected for the purpose of explanation are merely exemplary and generally do not represent the actual line widths of the image lines and the image line distances visible in the display area 14c. Referring to FIG. 2, it is clear that the horizontal lines of detail A and B are not interlaced and represent lines in a single field rather than a grid with interlaced lines. By modulating the rotated lines, the data in consecutive fields of the television picture may be encoded at a frequency of, for example, 60 Hz.

Detail B znázorňuje účinok v kódovacej oblasti 14d modulácie jasu v zobrazovacej ploche 14c, ako je vyjadrený v detaile A. Striedavým zvyšovaním a znižovaním jasu susedných vodorovných čiar rastra vo vnútri zobrazovacej plochy 14c je vytváraná pomocná nosná vlna, ktorá je schopná detekcie optoelektronickým prostriedkom, zatiaľ čo priestorový vzťah medzi elementmi obrazu vo vnútri zobrazovacej plochy 14c, jas naprieč zobrazovacej plochy 14c a kontrast medzi časťami s pomerne vysokým a pomerne nízkym jasom v zobrazovacej ploche 14c zostanú zachované. Pozadie teda teraz obsahuje striedavo čiary 44 a 46 so zvýšeným a zníženým jasom. To znamená, že čiary so zvýšeným jasom, reprezentované čiarou 44, majú o niečo vyšší jas ako čiary 40 detailu A a naopak, striedavé čiary reprezentované čiarou 46, majú o niečo nižší jas v porovnaní s čiarami 40 detailuDetail B illustrates the effect in the luminance modulation coding region 14d in the display area 14c as expressed in detail A. By alternating increasing and decreasing the brightness of adjacent horizontal lines of the raster within the display area 14c, an auxiliary carrier wave is generated capable of being detected by optoelectronic means. whereby the spatial relationship between the image elements within the display surface 14c, the brightness across the display surface 14c and the contrast between the parts with relatively high and relatively low brightness in the display surface 14c will be maintained. Thus, the background now comprises alternately lines 44 and 46 with increased and decreased brightness. That is, the enhanced brightness lines represented by line 44 have slightly higher brightness than detail line A and vice versa, alternating lines represented by line 46 have slightly lower brightness compared to detail lines 40.

A. Zodpovedajúce čiaram 42 pomerne vysokého jasu detailu A sú čiary 48 zvýšeného jasu a čiary 50 zníženého jasu.A. Corresponding lines 42 of relatively high brightness detail A are lines 48 of increased brightness and lines 50 of reduced brightness.

Ako je znázornené na obr. 2, modulácia jasu, ktorá umožňuje nižšie popísanému detektoru vykonávať detekciu a dekódovať binárne údaje zakódované prednostným spôsobom podľa vynálezu, je nevýznamný podiel normálnej úrovne jasu vodorovných čiar znázornených v detaile A. Hoci táto modulácia je v detaile B znázornená prehnane (a je znázornená hrúbkou čiar skôr ako intenzitou modulácie), na účely vysvetlenia je z detailov A a B jasné, že celkový stredný jas a kontrast medzi predmetmi videoprogramu a pozadím v oblasti zobrazovacej plochy 14c sú zachované.As shown in FIG. 2, the brightness modulation that allows the detector described below to perform detection and decode the binary data encoded by the preferred method of the invention is an insignificant fraction of the normal brightness level of the horizontal lines shown in detail A. Although this modulation is exaggerated in detail B (and shown by line thickness) rather than modulation intensity), for purposes of explanation, it is clear from details A and B that the overall mean brightness and contrast between the video program objects and the background in the area of the display area 14c are maintained.

Teraz bude venovaná pozornosť oblastiam 52, 54 na obr. 2. Potom bude zrejmé, že i za prítomnosti modulácie jasu, keď má byť zakódovaná binárna nula alebo jednotka, je priestorový vzťah medzi elementmi obrazu v malej časti zobrazovacej plochy 14c zachovaný. Tak napríklad, i keď oblasti 52,54 sú tak malé, že zahrňujú iba dva riadky zobrazovacej plochy 14c, celkový jas v oblasti 54 bude rovnaký ako v zodpovedajúcej oblasti 52. To je spôsobené novou schémou proporcionálne striedavej líniovej modulácie podľa vynálezu, kde podiel, o ktorý je zvýšený jas jedného riadku, je rovný podielu, o ktorý je znížený jas priľahlého riadku. Rovnaká metóda môže byť použitá na signál farebného rozdielu na vytvorenie detekcie schopnej podprahovej pomocnej nosnej vlny modulovanej údajmi.Reference will now be made to the areas 52, 54 of FIG. 2. It will then be appreciated that even in the presence of brightness modulation, when a binary zero or unit is to be encoded, the spatial relationship between the image elements in a small portion of the display area 14c is preserved. For example, although the areas 52.54 are so small that they include only two lines of the display area 14c, the overall brightness in the area 54 will be the same as in the corresponding area 52. This is due to the new proportionally alternating line modulation scheme of the invention by which the brightness of one row is increased is equal to the proportion by which the brightness of the adjacent row is decreased. The same method can be used to signal a color difference to produce a detection-capable sub-threshold data carrier modulated subcarrier.

Vodorovné riadky v oblasti skutočného televízneho obrazu znázornené na obr. 2 iba schematicky, sú tesne pri sebe, takže akákoľvek hrubosť štruktúry vyplývajúca z vystriedanej modulácie jasu je v podstate nepozorovateľná pre diváka televízora 14. V praxi výhodného spôsobu podľa vynálezu, hoci pomerná modulácia od minima k maximu je skutočne nepozorovateľná pre diváka, je jednako však schopná detekcie optoelektronickými prostriedkami a je rovná asi 10 % alebo menej ako polovica viditeľnej modulácie tu schematicky znázornenej.The horizontal lines in the real TV image area shown in FIG. 2 are schematically close together so that any roughness of the structure resulting from the alternate brightness modulation is substantially unnoticeable to the viewer of the television 14. In practice of the preferred method of the invention, although the relative minimum to maximum modulation is actually unnoticeable to the viewer, capable of being detected by optoelectronic means and equal to about 10% or less than half of the visible modulation shown schematically herein.

Vyššie popísaná proporcionálna vystriedaná modulácia je iba jedným z mnohých spôsobov podprahového kódovania údajov v rámci vynálezu. Je zrejmé, že môžu byť vystriedané modulované priľahlé páry, trojice, atď. vodorovných riadkov vždy pri zachovaní celkového jasu a kontrastu medzi predmetmi obrazu a pozadím v zobrazovacej ploche 14c. Ako bude ďalej vysvetlené v súvislosti s obr. 3 a 5, všetko, čo bude musieť byť prispôsobené, sú zodpovedajúce zmeny periódy a kmitočtu rozličných filtrov a oneskorovacích liniek pre takúto modifikáciu modulačnej schémy. Podprahová modulácia v zobrazovacej ploche 14c televízora 14 môže byť vykonávaná tak, že je súčasne prítomných niekoľko pomocných nosných vín. V tomto prípade môže byť prenášaný a detekovaný viac ako jeden binárny bit meničom 16 v jedinom videopoli na dosiahnutie rýchlosti údajov vyššej ako je rýchlosť televízneho poľa. Vyššia rýchlosť údajov môže byť tiež dosiahnutá rozdelením zobrazovacej plochy 14c do množstva oblastí, z ktorých každá môže byť podprahovo modulovaná na zakódovanie jedného alebo niekoľkých bitov binárnych údajov. Množstvá meničov ako je menič 16 môžu byť namierené v oddelených oblastiach a dekódovaci obvod odpovedajúci na signály týchto meničov môže detekovať a dekódovať binárne údaje privádzané paralelne do televízora 14.The proportional rotational modulation described above is only one of many methods of subliminal data coding within the scope of the invention. Obviously, modulated adjacent pairs, triplets, etc. may be replaced. horizontal lines, always maintaining the overall brightness and contrast between the image objects and the background in the display area 14c. As will be explained below with reference to FIG. 3 and 5, all that will have to be adapted are corresponding changes in the period and frequency of the various filters and delay lines for such a modulation scheme modification. The subliminal modulation in the display area 14c of the television 14 may be performed such that several auxiliary carrier wines are present at the same time. In this case, more than one binary bit may be transmitted and detected by the transducer 16 in a single video field to achieve data rates higher than the TV field rate. A higher data rate can also be achieved by dividing the display area 14c into a plurality of regions, each of which may be subliminally modulated to encode one or more binary data bits. A plurality of transducers such as transducer 16 may be directed in separate areas, and a decoding circuit responsive to the transducer signals may detect and decode binary data fed in parallel to the television 14.

Teraz bude s prihliadnutím k obr. 3 popísaná bloková schéma elektroniky prijímača/vysielača schopná detekcie, dekódovania a vysielania binárnych kódovaných údajov z televízora 14 na interaktívnu hračku 34. Detekčný prostriedok je menič 16, ktorý je namierený na tienidlo 14b a obsahuje prostriedok citlivý na svetlo, napríklad fotodiódu 18, ktorá je spojená káblom 18a s elektronikou 56 prijímača, ktorá produkuje postupnosť údajov na riadenie interaktívneho prístroja. Elektronika 56 prijímača analyzuje elektrický signál v pásme okolo 7,867 kHz, čo je polovica nominálneho kmitočtu vodorovných riadkov, a je to teda kmitočet, ktorým je modulovaný jas v zobrazovacej ploche 14c obrazovky. Za prítomnosti modulácie jasu v tomto rozsahu kmitočtov dáva výstup elektroniky 56 prijímača binárnu jednotku alebo nulu, oznamujúcu prítomnosť a zmysel riadiacich údajov na riadenie interaktívneho pristroja.Referring now to FIG. 3, a block diagram of a receiver / transmitter electronics capable of detecting, decoding, and transmitting binary coded data from a television 14 to an interactive toy 34 is described. The detection means is a transducer 16 that is directed to the shade 14b and comprises a light-sensitive means such as a photodiode 18 connected by a cable 18a to a receiver electronics 56 that produces a sequence of data for controlling the interactive device. Receiver electronics 56 analyze an electrical signal in the band of about 7.867 kHz, which is half the nominal horizontal line frequency, and is thus the frequency by which the brightness is modulated in the display area 14c of the screen. In the presence of brightness modulation in this frequency range, the output of the receiver electronics 56 gives a binary unit or zero, indicating the presence and meaning of the control data to control the interactive device.

Elektronika 56 prijímača zahrňuje vstupný zosilňovač 58, ktorého zisk je riadený spätnoväzobným rezistorom Rf, ktorého hodnota môže byť určená známymi metódami, ďalej sériové pásmové filtre/zosilňovače 60, 62, obidva naladené na priechod a zosilňujúce trochu v pásme okolo 7.867 kHz, pričom každý z nich má selektivitu alebo Q asi 10, dvojcestný usmerňovač 64, ktorého výstup je vyhladený kondenzátorom C a komparátor 66 úrovne, ktorý komparuje vyhladený výstup usmerňovača 64 s vopred určeným referenčným napätím, aby určil, či energia na kmitočte 7.678 kHz skutočne obsahuje zakódované údaje či náhodný videošum. Filtre/zosilňovače 60, 62 môžu byť spojené do jednostupňového zosilňovača, ktorý dáva podobný zisk a selektivitu.Receiver electronics 56 include an input amplifier 58 whose gain is controlled by a feedback resistor Rf, the value of which can be determined by known methods, as well as serial bandpass filters / amplifiers 60, 62, both tuned to pass and amplifying slightly in the band around 7.867 kHz, each have a selectivity or Q of about 10, a two-way rectifier 64 whose output is smoothed by capacitor C, and a level comparator 66 that compares the smoothed output of rectifier 64 to a predetermined reference voltage to determine whether the energy at 7.678 kHz actually contains encoded data or random Video noise. The filters / amplifiers 60, 62 may be combined into a single stage amplifier which gives similar gain and selectivity.

Komparátor 66 úrovne, ktorý má mať vysoký zisk, ale obmedzený dynamický rozsah, komparuje vyhladený výstup usmerňovača 64 výhodne po časový úsek dlhší ako je čas niekoľkých vodorovných riadkov, čím pôsobí voči falošnej indikácii prítomnosti zakódovaných údajov v poli, ktoré má susedné vodorovné riadky odlišného jasu, napríklad vodorovné rozhranie medzi predmetmi vysokého a nízkeho jasu v televíznom obraze. Pri výhodnom vyhotovení je časové obdobie, po ktoré je komparátor v činnosti, približne rovné času zodpovedajúcemu pätnástim riadkom televízneho obrazu. Výstup komparátora 66 je bistabilný obvod, ktorý má prvý aktívny stav po čas výhodne dlhší ako 1 ms, zodpovedajúci prítomnosti modulácie jasu a druhý, neaktívny stav v ostatnom čase. Detekčné prostriedky teda vytvárajú postupnosť riadiacich údajov plynulým monitorovaním modulácie jasu v zobrazovacej plocheThe level comparator 66, which is to have a high gain but limited dynamic range, compares the smoothed output of the rectifier 64 preferably over a period longer than a few horizontal lines, thereby counteracting a false indication of the presence of encoded data in an array having adjacent horizontal lines of different brightness. , for example, the horizontal interface between high and low brightness objects in a television picture. In a preferred embodiment, the time period over which the comparator is operating is approximately equal to the time corresponding to fifteen lines of the television image. The output of the comparator 66 is a bistable circuit having a first active state for a time preferably longer than 1 ms, corresponding to the presence of brightness modulation, and a second, inactive state at the other time. Thus, the detection means creates a sequence of control data by continuously monitoring the brightness modulation in the display area

SK 278104 Β6SK 278104 Β6

14c televízora 14.14c television 14.

Pásmové filtre/zosilňovače 60,62 môžu byť tiež nastavené na iné kmitočty ako 7.867 kHz, aby súhlasili s kmitočtom modulácie jasu, na ktorom sú zakódované údaje. Môže byť tiež použitých viac detekčných prostriedkov, z ktorých každý je schopný detekcie modulácie jasu v odlišných pásmach kmitočtu reprezentujúcich viac bitov binárnych údajov.The band filters / amplifiers 60.62 may also be set to frequencies other than 7.867 kHz to match the brightness modulation frequency on which the data is encoded. Multiple detection means may also be used, each of which is capable of detecting the brightness modulation in different frequency bands representing multiple bits of binary data.

Z obr. 3 vyplýva, že prostriedok pre bezdrôtový prenos riadiacich údajov k interaktívnemu prístroju zahrňuje infračervený modulátor 68, ktorý moduluje nosnú vlnu 32 kHz bistabilným výstupom komparátora 66 a napája rad infračervených svietiviek, výhodne tri infračervené svieti vky 26, 28,30. Infračervené svieti vky 26, 28, 30 sú uložené na karte 22 a nesené čelnou doskou 24 (obr. 1) a emitujú infračervenú energiu v smere znázornenom čiarkovanými čiarami 32a, 32b, 32c. Nosná vlna môže mať ľubovoľný kmitočet, výhodne však nad pásmom počuteľnosti na vylúčenie nežiaducich akustických vflzieb a výhodne odlišný od nosných vín iných zariadení, napríklad odľahlého riadiaceho prístroja, ktorý ovláda televízor 14.FIG. 3 shows that the means for wirelessly transmitting control data to the interactive device comprises an infrared modulator 68 that modulates the 32 kHz carrier wave through the bistable output of the comparator 66 and powers a series of infrared lamps, preferably three infrared lamps 26, 28.30. The infrared lids 26, 28, 30 are mounted on the card 22 and supported by the faceplate 24 (FIG. 1) and emit infrared energy in the direction shown by the dotted lines 32a, 32b, 32c. The carrier wave may have any frequency, but preferably above the audible range to eliminate unwanted acoustic waves and preferably different from the carrier wines of other devices, such as a remote control device that controls the television 14.

Elektronika prijimača/vysielača znázornená na obr. 3 nevyžaduje žiadnu synchronizáciu s riadkovým kmitočtom televízora 14. Tiež nevyžaduje žiadne elektrické spojenie s televízorom 14 alebo anténou 14a. Elektronika prijimača/vysielača pristroja 20 je vo výhodnom vyhotovení napájaná z batérie, čím sa vylúči potreba napájacieho striedavého zdroja. Púha prítomnosť podprahovej modulácie jasu vlastného kmitočtu v ktoromkoľvek mieste zobrazovacej plochy 14c zviazanej meničom 16 s elektronikou 56 prijímača umožňuje, že elektronika v prístroji 20 rozlišuje riadiace údaje od náhodných signálov televízneho programu. Vynález teda umožňuje podprahovú vnútropásmovú komunikáciu údajov pri rýchlosti údajov vyššej, rovnakej alebo menšej ako je rýchlosť podľa konvenčnej televízie, bez nevyhnutnosti interných alebo externých pomocných obvodov.The receiver / transmitter electronics shown in FIG. 3 also requires no synchronization with the line frequency of the television 14. Also, it requires no electrical connection to the television 14 or the antenna 14a. Advantageously, the receiver / transmitter electronics of the apparatus 20 are battery operated, thereby eliminating the need for an AC power source. Mere presence of sub-threshold brightness modulation of natural frequency at any point of the display surface 14c bound by the transducer 16 to the receiver electronics 56 allows the electronics in the apparatus 20 to distinguish the control data from the random signals of the television program. Thus, the invention allows subliminal in-band data communication at a data rate higher, equal to or less than that of conventional television, without the need for internal or external auxiliary circuits.

Keď sa použije anténa namiesto fotodiódy na väzbu pomocnej nosnej vlny televízneho programu modulovanej údajmi na prijímač/vysielač 20 podľa navrhnutej obmeny výhodného vyhotovenia vynálezu, elektronika 56 prijímača musí byť upravená iba v tom rozsahu, že vstup do vyrovnávacieho zosilňovača 58 bude tvorený signálom prijímaným anténou namiesto signálu vytváraného fotodiódou 18, a že môžu byť vykonané drobné známe nastavenia zisku a selektivitý filtrov/zosilňovačov 60, 62 a/alebo referenčného napätia komparátora 66 úrovne.When an antenna is used instead of a photodiode to bind the data carrier of the data modulated television program to the receiver 20 according to the proposed variation of the preferred embodiment of the invention, the receiver electronics 56 need only be modified to the extent that the input to the equalization amplifier 58 will be a signal received by the antenna instead the signal generated by the photodiode 18, and that small known gain settings and selectivity of the filters / amplifiers 60, 62 and / or the reference voltage level comparator 66 can be made.

Na obr. 4 je znázornená elektronika prijímača interaktívnej hračky, napríklad vozidla 34. Infračervená energia znázornená bodkočiarkovanou čiarou 32a dopadajúca na selektívny infračervený detektor, napríklad fotodiódu 36, vytvára signál vedený do detektora nosnej vlny alebo do konvenčného okruhu infračerveného predzosilňovača typu všeobecne známeho v bezdrôtovo riadených televízoroch. Infračervený predzosilňovač 70 obsahuje vyrovnávací zosilňovač 72, ladený zosilňovač 74, naladený na nosnú frekvenciu infračerveného modulátora 68, dvojcestný usmerňovač 76 a komparátor 78 úrovne. Predzosilňovač 70 transformuje amplitúdovo modulovanú infračervenú energiu 32a s kmitočtom 32 kHz, dopadajúcu na fotodiódu 36, na demodulovaný digitálny signál. Tento digitálny signál predstavuje bitové sériové údaje, ktoré boli detekované ako modulácia jasu v televízore 14 v binárne kódovanom formáte. To znamená, že binárne jednotky a nuly predstavujúce údaje sú v čase oddelené nulovými alebo neaktívnymi periódami, počas ktorých hladina digitálneho výstupu komparátora 78 by mala byť logická nula.In FIG. 4 shows the electronics of an interactive toy receiver, such as a vehicle 34. The infrared energy shown by the dotted line 32a impinging on a selective infrared detector, e.g. The infrared preamplifier 70 includes a buffer amplifier 72, a tuned amplifier 74, tuned to the carrier frequency of the infrared modulator 68, a two-way rectifier 76, and a level comparator 78. The preamplifier 70 transforms the 32 kHz amplitude modulated infrared energy 32a at the photodiode 36 into a demodulated digital signal. This digital signal represents bit serial data that has been detected as brightness modulation in the television 14 in binary coded format. That is, the binary units and the zeros representing the data are separated by zero or inactive periods over time, during which the digital output level of the comparator 78 should be logical zero.

Pri výhodnom vyhotovení sú riadiace údaje, ktoré sú zakódované moduláciou jasu televízneho vysielania do televízora 14, formátované v asynchrónnom alebo štart/stop protokole. V tomto veľmi dobre známom formáte, ktorý je kompatibilný s bežnými univerzálnymi asynchrónnymi UART-čípmi a komunikačnými linkami, môžu byť údaje reprezentované päť- až osembitovým kódom s predchádzajúcim štartovacím bitom, podľa voľby nasledovaným paritným bitom a nasledovaným stop-bitom. Hoci vo výhodnom vyhotovení vynálezu má údajové pole dĺžku päť bitov a paritný bit je použitý na zaistenie integrity údajov, je zrejmé, že v riadiacich údajoch môže byť použitý ľubovoľný predurčený počet bitov a ich usporiadanie.In a preferred embodiment, the control data that is encoded by modulating the brightness of the television broadcast to the television 14 is formatted in an asynchronous or start / stop protocol. In this well-known format, which is compatible with conventional universal asynchronous UART chips and communication lines, the data may be represented by a five to eight bit code with a previous start bit, optionally followed by a parity bit and a subsequent stop bit. Although in a preferred embodiment of the invention the data field is five bits long and the parity bit is used to ensure data integrity, it is understood that any predetermined number of bits and their arrangement may be used in the control data.

V údajovom poli reprezentujúcom informáciu povel/adresa na aktiváciu interaktívneho prístroja môže byť informácia povel/adresa zakódovaná rôznymi spôsobmi. Vo výhodnom vyhotovení sú prvé tri z piatich údajových bitov vždy binárne jednotky a zvyšné dva bity sú rezervované na vedenie vopred určenej povelovej informácie k interaktívnemu prístroju ďalej opísaným spôsobom.In the data field representing the command / address information for activating the interactive device, the command / address information may be encoded in various ways. In a preferred embodiment, the first three of the five data bits are always binary units, and the remaining two bits are reserved to guide the predetermined command information to the interactive device in the manner described below.

Digitálny výstup komparátora 78, ktorý predstavuje binárne kódovanú postupnosť riadiacich údajov, je kľúčovaný, vyhodnotený a dekódovaný kľúčovacou/dekódovacou logikou 80, ktorá má rytmus napríklad 60 Hz. Ako je postupnosť bitov, včítane štartovacieho bitu, paritného bitu a stop-bitu vopred určených logických úrovní postupne zavádzaná do kľúčovacej/dekódovacej logiky 80, je pole riadiacich údajov vyhodnotené ako informácie obsahujúce povel/adresu. Keď bolo vyhodnotené ako správne oddelené štartovným bitom a stop-bitom a so správnou paritou, je päť bitov informácie povel/adresa privedených na zbernicu 82, ktorá je pripojená k rozličným riadiacim bodom v interaktívnom prístroji, napríklad vozidla 34.The digital output of the comparator 78, which represents a binary coded sequence of control data, is keyed, evaluated, and decoded by the keying / decoding logic 80 having a rhythm of, for example, 60 Hz. As the sequence of bits, including the start bit, the parity bit, and the stop bit of the predetermined logical levels are successively introduced into the keying / decoding logic 80, the control data field is evaluated as information containing a command / address. When evaluated as correctly separated by a start bit and a stop bit and with the correct parity, five bits of the command / address information are applied to the bus 82 which is connected to different control points in an interactive device, such as a vehicle 34.

Kľúčovacia/dekódovacia logika môže byť zostavená z niektorých známych digitálnych logických obvodov. Tak napríklad môže byť použitý posuvný register na akumuláciu postupnosti bitov riadiacich údajov a niektoré z rozličných rekurentných hodinových schém môžu byť použité na vytvorenie signálu, ktorého hrana zavádza postupne bity riadiacich údajov do posuvného registra. Alebo napríklad je možné invertovanim a pretiahnutím výstupu komparátora 78 na trvanie dlhšie ako je polovica doby jedného bitu, napríklad použitím monostabilného multivibrátora, použiť UART na implementáciu kľúčovacej/dekódovacej logiky privádzaním hodinových pulzov rýchlosťou rovnou šesťnásťnásobku rýchlosti údajov. Použitím UART sú binárne údaje automaticky vyhodnocované (proti chybám parity a oddeľovania) a sú kľúčované pre ich paralelnú reprezentáciu na zbernici 82. Vo výhodnom vyhotovení vynálezu je kľúčovacia/dekódovacia logika 80 ako i infračervený predzosilňovač 70 implementovaný vo VLSI-čípe, čim sa podstatne znížia náklady a zvýši sa spoľahlivosť vozidla 34.The keying / decoding logic may be constructed from some known digital logic circuits. For example, a shift register may be used to accumulate a sequence of control data bits, and some of the different recurrent clock schemes may be used to produce a signal whose edge feeds the control data bits sequentially into the shift register. Or, for example, by inverting and dragging the comparator output 78 for a duration longer than half the time of one bit, for example using a monostable multivibrator, UART can be used to implement the keying / decoding logic by delivering clock pulses at a rate equal to 16 times the data rate. Using the UART, the binary data is automatically evaluated (against parity and separation errors) and is keyed for their parallel representation on the bus 82. In a preferred embodiment of the invention, the keying / decoding logic 80 as well as the infrared preamplifier 70 is implemented in VLSI chip, cost and reliability of the vehicle 34.

Pole povel/adresa riadiacich údajov môže mať ľubovoľnú dĺžku a môže byť zakódované mnohými spôsobmi v závislosti od požadovaného systému, t. j. ako majú byť mnohé interaktívne prístroje adresované a koľko povelov má každý rozlišovať. Porovnaním poľa adresy s jednou alebo niekoľkými vopred definovanými hodnotami môžu jednotlivé interaktívne prístroje v byte používateľa, majúce selektívne zodpovedajúce prostriedky na adresy, začať akciu oznámenú polom povelu, keď pole povelu a pole adresy a jedna alebo niekoľko takýchto hodnôt sú zhodné. Tak napríklad pole adresa/povel môže byť označené ako bit riadenia spôsobu, ktorý určí, ako majú byť ostatné bity interpretované interaktívnym prístrojom. V prípade veľkého počtu interaktívnych prístrojov s pomerne obmedzenou kapacitou môže byť najviac zvyšných bitov rezervovaných na adresu a pomerne málo pre povel. V prípade menšieho počtu schopnejších interaktívnych prístrojov môže byť väčší počet zvyšných bitov rezervovaný pre povel a pomerne málo pre adresu. Týmto spôsobom môže byť navrhnutý pružný systém, v ktorom interaktívne prístroje rôzneho počtu a schopnosti sú umiestnené v poli adresa/povel nejakej žiaducej dĺžky a odpovedajú iba na vopred určené, pre prístroj špecifické adresy.The control data command / address field may be of any length and may be encoded in a number of ways depending on the desired system, i. j. how many interactive devices are to be addressed and how many commands each should distinguish. By comparing an address field with one or more predefined values, individual interactive devices in the user's home, having selectively matching address means, can initiate the action reported by the command field when the command field and the address field and one or more such values are identical. For example, the address / command field may be designated as a method control bit that determines how the other bits are to be interpreted by the interactive device. In the case of a large number of interactive devices with relatively limited capacity, the most remaining bits can be reserved per address and relatively little for the command. In the case of fewer more capable interactive devices, a larger number of remaining bits may be reserved for the command and relatively little for the address. In this way, a flexible system can be designed in which interactive devices of varying numbers and capabilities are placed in an address / command field of some desired length and respond only to predetermined device-specific addresses.

Zvláštny interaktívny prístroj je vo výhodnom vyhotovení pevne zadrôtovaný, aby odpovedal predpísaným spôsobom na prijímané riadiace údaje. Namiesto toho môže byť naprogramovaný alebo riadený ROM-pamäťou, takže odpovede môžu byť ľahšie menené. Akcie vykonávané jedným alebo niekoľkými interaktívnymi prístrojmi môžu sa týkať motora, riadenia, osvetlenia, sirény, zloženia rýchlosti a iných ďalších funkcií. V prípade interaktívneho prístroja, ktorý nie je aktívnou hračkou, môže postupnosť polí povelov prezentovať napríklad ASCH-text, ktorý môže byť predvádzaný na predvádzacom zariadení, alebo digitálny interface pre hudobný nástroj na jeho riadenie. Zvláštne použitie znázornené na obr. 1, kde interaktívny prístroj je vozidlo 34, je iba jedno z množstva použití nového interaktívneho televízora podľa predloženého vynálezu.In a preferred embodiment, the particular interactive device is hardwired to respond in a prescribed manner to the received control data. Instead, it can be programmed or controlled by ROM memory so that responses can be changed more easily. Actions performed by one or more interactive devices may relate to the engine, control, lighting, siren, speed composition and other other functions. In the case of an interactive device which is not an active toy, the sequence of the command fields may be presented, for example, by an ASCH-text which can be shown on a demonstration device or by a digital interface for a musical instrument for controlling it. The particular application shown in FIG. 1, wherein the interactive apparatus is a vehicle 34, is only one of a number of uses of the new interactive television according to the present invention.

Na obr. 5 je znázornené v blokovej schéme prednostné vyhotovenie kódovacej elektroniky 84 použitej na vytvorenie zloženého videosignálu so zakódovanými riadiacimi údajmi pre vzdialené vysielanie. Kódovacia elektronika 84 predstavuje modifikáciu prevádzkového videozosilňovača všeobecne používaného pri televíznom vysielaní na zaistenie akosti, formátovania a iných požiadaviek na videopásky. Najprv budú popísané časti diagramu, ktoré sa týkajú vytvárania zloženého videosignálu obsahujúceho televízny program a riadiace údaje. Ďalej bude opísaný obvod, ktorý umožňuje uviesť videopásku s vopred zakódovaným údajmi do pôvodného stavu pred zakódovaním.In FIG. 5, a preferred embodiment of a coding electronics 84 used to produce a composite video signal with encoded remote control data is shown in a block diagram. The encoding electronics 84 represents a modification of the operational video amplifier generally used in television broadcasting to provide quality, formatting, and other video tape requirements. First, the parts of the diagram that relate to creating a composite video signal containing a television program and control data will be described. Next, a circuit will be described which makes it possible to restore the video tape with the pre-encoded data to its original state prior to the encoding.

Kódovací obvod (obr. 5b), ktorý vykonáva moduláciu jasu, zahrňuje vyrovnávací obvod 88 s neznázomenými prostriedkami na generovanie signálu televízneho programu. Oddeľovač 90 farby vyťahuje farebnú zložku zvyčajného zloženého farebného signálu, zatiaľ čo oddeľovač 92 synchronizácie z neho vyťahuje synchronizačnú zložku, takže iba jasová zložka sa dostáva do zmiešavača 94 videosignálu a údajov. Druhý vstup do zmiešavača 94 (s otvoreným spínačom 190 odoberania údajov) obsahuje riadiace údaje, ktoré majú byť zmiešavané s televíznym programom.The coding circuit (FIG. 5b) that performs luminance modulation comprises a buffer circuit 88 with means (not shown) for generating a television program signal. The color separator 90 extracts the color component of the usual composite color signal, while the sync separator 92 extracts the sync component from it, so that only the luminance component gets into the video and data mixer 94. The second input to the mixer 94 (with the data collection switch 190 open) contains control data to be mixed with the television program.

Prostriedok na generovanie signálu údajov, napríklad neznázomený počítač, privádza riadiace údaje sériovo po bitoch k vstupu D klopného obvodu 96, kde logická úroveň predstavujúca jednotku alebo nulu a zakódovanie pre vysielanie, je synchronizovaná s vertikálnym synchronizačným signálom majúcim kmitočet rovnajúci rýchlosti poľa. Synchronizovaný výstup klopného obvodu 96 je v súčtovom obvode 98 logicky sčítaný s 50 % výstupu pracovného cyklu klopného obvodu 100, na ktorého vstup je privedený horizontálny synchronizačný signál. Ochranný zatemňovaci obvod 102 obmedzí hladinu výstupu logického súčtového obvodu 98, aby normálne synchronizačné videosignály, horizontálny signál, vertikálny signál a farebný referenčný signál, ktoré sú vysielané počas zatemňovacích intervalov, neboli skresľované údajovou moduláciou. Obvod 102 tiež vytvára predpätie logického súčtového obvodu 98, aby mal približne rovnakú kladnú i zápornú výchylku na zaistenie proporcionálne zvýšeného a zníženého jasu, keď riadiaci signál odpovedá binárnej jednotke, a aby nedával žiadny príspevok k jasovému výstupu zmiešavača 94, keď riadiaci signál je binárna nula.The data signal generating means, for example a computer (not shown), feeds the control data serially by bit to the input D of the flip-flop 96, where a logical level representing unit or zero and encoding for transmission is synchronized with a vertical synchronization signal having a frequency equal to field speed. The synchronized output of the flip-flop 96 in the summation circuit 98 is logically added to 50% of the output of the flip-flop 100 of the flip-flop 100, to which the horizontal synchronization signal is input. The protective blanking circuit 102 limits the output level of the logic addition circuit 98 so that normal sync video signals, a horizontal signal, a vertical signal, and a color reference signal that are transmitted during blanking intervals are not distorted by data modulation. The circuit 102 also biases the logic sum circuit 98 to have approximately the same positive and negative deflections to provide proportionally increased and decreased brightness when the control signal corresponds to the binary unit, and to make no contribution to the luminance output of the mixer 94 when the control signal is binary zero. .

Biely a čierny obmedzovací obvod 104 zaisťuje, že po zmiešaní programu a riadiacich údajov v zmiešavači 94 nebola prestúpená maximálna biela úrovcň a minimálna čierna úroveň. Druhý zmiešavač 10É rekombinuje signál farebného rozdielu a signál jasu a vytvára signál, ktorý je zatemnený počas horizontálneho návratu v zatemňovači 108.The white and black limiting circuit 104 ensures that the maximum white level and minimum black level have not been violated after mixing the program and control data in the mixer 94. The second mixer 10É recombines the color difference signal and the brightness signal and produces a signal that is obscured during the horizontal return in the blanker 108.

Kódovací obvod 8é, ktorého činnosť je známa, zahrňuje zosilňovač 110, fázovač 112, farebný procesor 114, obmedzovač 116, synchrónny procesor 118, obmedzovací a zatemňovaci generátor 120, koncový zosilňovač a zmiešavač 132, synchrónny zosilňovač a ovládač 124, vytvárajúce signál SYNC OUT, a výstupný ovládač 12É, ktorý vytvára signál VIDEO OUT. Kódovací obvod 8é teda predstavuje prostriedok pre modulovanie programového signálu signálom údajov v časovej relácii k nemu, tiež vytvára pomocnú nosnú vlnu riadiacich údajov.The coding circuit 8e known to include the amplifier 110, the phaser 112, the color processor 114, the limiter 116, the synchronous processor 118, the limiting and blackout generator 120, the output amplifier and mixer 132, the synchronous amplifier and the controller 124 generating a SYNC OUT signal. and an output driver 12É which produces a VIDEO OUT signal. Thus, the coding circuit 8e is a means for modulating a program signal by signaling data in a time relation thereto, also forming a subcarrier of the control data.

Na obr. 5 je znázornený prehliadači videoprístroj 128, ktorého účelom je zaistiť spôsob prehliadania videoprogramu pole za poľom kvôli zisteniu jeho vhodnosti pre moduláciu jasu zakódovanými údajmi podľa výhodného spôsobu. Prehliadači prístroj 128 umožňuje identifikáciu postupnosti postupných videopolí, z ktorých každé obsahuje v okienku obklopujúcom oblasť, ktorá má byť zakódovaná, vysoký a nízky jas nad a pod zodpovedajúcou prahovou úrovňou. Podobne prehliadači prístroj 128 umožňuje identifikáciu videopásky obsahujúcej pomocnú nosnú vlnu s kmitočtom 7.867 kHz buď so zakódovanými údajmi alebo s objektmi, ktoré by mohli byť detekované ako zakódované údaje, i keď nimi v skutočnosti nie sú. Dobre známymi technikami môžu byť polia, ktoré sú buď príliš biele alebo príliš čierne na moduláciu jasu, alebo pole obsahujúce videoobjekty, ktoré by sa mohli javiť ako údaje, identifikované ich časovo kódovanými postupnými číslami a vylúčené ako nevhodné na zakódovanie údajov. Pridanie vhodného oneskorenia medzi prehliadacím prístrojom 128 a kódovacím prístrojom 86, to jest oneskorenie dlhšie ako vopred určená dĺžka slova riadiacich údajov, umožní prehliadnutie a zakódovanie údajov v jedinom kroku alebo perióde playbacku.In FIG. 5, a video apparatus 128 is shown to provide a method of viewing a field program video field after field in order to determine its suitability for modulating the brightness of encoded data according to a preferred method. The viewer 128 allows the sequence of successive video fields to be identified, each containing a high and low brightness above and below the corresponding threshold level in the window surrounding the area to be encoded. Similarly, the viewer 128 allows the identification of a video tape containing a subcarrier at 7.867 kHz with either encoded data or objects that could be detected as encoded data even if they are not. Well-known techniques may be fields that are either too white or too black to modulate brightness, or fields containing video objects that might appear as data, identified by their time-coded sequential numbers, and excluded as inappropriate for encoding data. Adding a suitable delay between the scanner 128 and the encoder 86, i.e., a delay longer than the predetermined length of the control data word, allows the data to be viewed and encoded in a single playback step or period.

Pokiaľ ide o prehliadači prístroj 128, je zrejmé, že videoprogram je oneskorený vo výhodnom vyhotovení o jeden vodorovný riadok v ultrazvukovej oneskorovacej linke 130. Výsledný signál je potom invertovaný invertorom 132 (predpokladajúc, že TEST 2 spínač 194 je zopnutý) a zmiešaný s neoneskorenou verziou toho istého programového signálu v nastaviteľnom fázovom zmiešavači 134, čo môže byť korelátor dvojitej linky. Nízkopriepustný filter 136 na 250 kHz odstráni nežiaduce vysokofrekvenčné zložky vodorovnej oneskorovacej linky 130. Výstup filtra 136 je obmedzený v obmedzovači 138 (keď je vertikálna synchronizácia aktívna) a vzorkovaný počas priechodu okienkovouWith respect to the viewer 128, it is apparent that the video program is delayed in a preferred embodiment by one horizontal line in the ultrasonic delay line 130. The resulting signal is then inverted by the inverter 132 (assuming that the TEST 2 switch 194 is switched on) and mixed with the late version. of the same program signal in the adjustable phase mixer 134, which may be a double link correlator. The low pass filter at 250 kHz removes unwanted high frequency components of the horizontal delay line 130. The output of the filter 136 is limited in the limiter 138 (when vertical synchronization is active) and sampled during windowed passage.

SK 278104 Β6 časťou analyzovaného poľa, keď toto je jediný čas zvláštneho záujmu. Pásmový filter 142 na kmitočte 7.867 kHz, dvojcestný usmerňovač 144, integrátor 146 a referenčný komparátor 148 vytvárajú binárny signál DATA PRESENT, keď pole okienka, ktoré je analyzované, obsahuje to, čo sa javí ako zakódované údaje.2786 part of the field analyzed when this is the only time of special interest. A bandpass filter 142 at 7.867 kHz, a two-way rectifier 144, an integrator 146, and a reference comparator 148 produce a binary DATA PRESENT signal when the window field being analyzed contains what appears to be coded data.

Je zrejmé, že okienko, ktoré vymedzuje rozmer obsiahnutého čiastkového póla zobrazovacej plochy, v ktorom sa zmiešavajú videoprogram a riadiace údaje, sa používa na spínanie spínacieho obvodu 140 a cez obmedzovač 1S0 na vymedzenie periódy, po ktorú je pomocná nosná vlna integrovaná. Okienko môže byť vytvorené kombináciou horizontálnej synchronizácie, vertikálnej synchronizácie a vzorovaním neznázorneného generátora, ktorý môže byť definovaný programovateľnou pamäťou PROM alebo iným neznázomeným mikroriadiacim zariadením. Bez ohľadu na to, že vo výhodnom vyhotovení čiastkové pole obklopené okienkom je celá zobrazovacia plocha 14c televízora 14, môže byť v rámci vynálezu definované čiastkové pole menšie ako je zobrazovacia plocha 14c a jeho medze môžu byť zatemnené použitím okrajového generátora na potlačenie rozdielu medzi modulovanými a nemodulovanými oblasťami zobrazovacej plochy 14c na ich rozhraní. Čiastkové pole s moduláciou jasu nemusí mať tvar pravouholníka, alebo pevný tvar, môže byť definované amorfné za pseudonáhodného riadenia vzorkovacieho generátora. Výhodný spôsob a zariadenie podľa vynálezu odstraňuje okrajový problém moduláciou jasu celej zobrazovacej plochy 14c televízora 14.Obviously, a window that defines the dimension of the contained partial pole of the display area in which the video program and the control data are mixed is used to switch the switching circuit 140 and through the limiter 10S to define the period over which the subcarrier is integrated. The window may be formed by a combination of horizontal synchronization, vertical synchronization, and patterning of a generator (not shown) that may be defined by a programmable PROM or other microcontroller (not shown). Despite the fact that in a preferred embodiment, the subfield surrounded by a window is the entire display area 14c of the television 14, the subfield may be defined within the present invention less than the display area 14c and its limits may be obscured by using an edge generator to reduce the difference between modulated and unmodified areas of the display surface 14c at their interface. The luminance modulation subfield may not be rectangular or fixed, may be defined amorphous under pseudo-random control of the sampling generator. The preferred method and apparatus of the invention eliminates the marginal problem by modulating the brightness of the entire display area 14c of the television 14.

Signál videoprogramu je obmedzovaný v obmedzovači 152 a cez spínacie obvody 154, 156 je vzorkovaný počas signálu okienka. Výstup spínacieho obvodu 154 je vrcholovo detekovaný v detektore 158, obmedzený v obmedzovači 160 (zatiaľ čo vertikálna synchronizácia je aktívna) a komparovaný v komparátore 168 na vopred určené minimum čierne na vytvorenie TOO BLACK signálu príliš čierneho, ktorý indikuje, či jas v čiastkovom poli je príliš nízko detekovateľný pre moduláciu jasu. Signál príliš biely TOO WHITE a príliš čierny TOO BLACK môžu byť monitorované neznázomeným počítačom, aby príslušné čiastkové pole bolo zistené ako pole s príliš vysokým alebo príliš nízkym jasom. Počas procesu zakódovania údajov môže byť takéto pole vylúčené a oveľa vhodnejšia postupnosť polí môže byť zakódovaná riadiacimi údajmi. V alternatívnom vyhotovení by takéto pole mohli byť vhodné skôr ako aby boli vylúčené, počítačovými prostriedkami, napríklad modifikáciou videohladín ako je zisk a základňa synchronizačného signálu farby.The video program signal is limited in the limiter 152 and is sampled through the switching circuits 154, 156 during the window signal. The output of switch circuit 154 is peak detected in detector 158, limited in limiter 160 (while vertical synchronization is active), and compared in comparator 168 to a predetermined minimum of black to produce a TOO BLACK signal too black to indicate whether the brightness in the subfield is too low to detect brightness modulation. A TOO WHITE signal and a TOO BLACK signal that is too white may be monitored by a computer (not shown) to detect the subfield as too bright or too low. During the data encoding process, such a field may be excluded and a much more convenient sequence of fields may be encoded by the control data. In an alternative embodiment, such a field could be suitable rather than eliminated by computer means, for example by modifying video levels such as gain and base of the color synchronization signal.

Oneskorovacia linka 130, ktorá vo výhodnom vyhotovení dáva oneskorenie 63.556 gs, čo je normálna perióda vodorovných riadkov NTSC, umožňuje prepočítanie inverznej hodnoty okamžitého jasu predchádzajúceho vodorovného riadku k okamžitému jasu terajšieho riadku v zmiešavači 134, čím sa vytvorí okamžitý rozdiel jasu medzi dvoma priľahlými riadkami. Za prítomnosti modulácie jasu na kmitočte 7.867 kHz bude signál predstavujúci tento rozdiel obsahovať podstatnú zložku pomocnej nosnej vlny, ktorá môže byť detekovaná na výstupe z komparátora 148. Okruh obsahujúci údaje prehliadacieho pristroja 128 videoprogramu je v mnohých ohľadoch podobný elektronike 56 prijímača znázornenej na obr. 3, v tom, že sa snaží detekovať prahovú úroveň videoenergie na jednej polovici frekvencie NTSC vodorovných riadkov. Oneskorovacia linka 130 videosignálu môže byť implementovaná i do iných prístrojov, napríklad posuvných registrov CCD.The delay line 130, which in a preferred embodiment gives a delay of 63.556 gs, which is the normal horizontal row period of the NTSC, allows the inverse instantaneous brightness value of the previous horizontal row to be converted to the instantaneous brightness of the current row in the mixer 134 thereby creating an instantaneous brightness difference. In the presence of brightness modulation at 7.867 kHz, the signal representing this difference will contain a substantial component of the subcarrier that can be detected at the output of the comparator 148. The circuit containing the data of the video program viewer 128 is in many respects similar to the receiver electronics 56 shown in FIG. 3, in that it attempts to detect a video power threshold at one half of the NTSC horizontal line frequency. The video signal delay line 130 may also be implemented in other devices, such as CCD shift registers.

Na obr. 5a je odlučovač 170 údajov, ktorý môže byť vytvorený ako trojlinkový korelátor. Za prítomnosti pomocnej nosnej vlny videosignálu s kmitočtom 7.867 kHz ako medzi tromi susednými vodorovnými riadkami vytvára odlučovač 170 údajov invertovanú pomocnú nosnú vlnu rovnakej amplitúdy použitú v zmiešavači 94 (keď je REMOVE DATA spínač 192 zopnutý), kvôli potlačeniu detekovanej pomocnej nosnej vlny. Ako vyplýva z obr. 5a, keď je použitý odlučovač 170 údajov, videosignál programu je nim vopred spracovaný pred zavedením do obvodu 86 zakódovania údajov a do prehliadacieho prístroja 128, čím sa zaistí vhodnosť polí pre moduláciu, zatiaľ čo program je ovplyvnený v podstate nepozorovateľne.In FIG. 5a is a data separator 170 that can be designed as a three-line correlator. In the presence of a 7.867 kHz video subcarrier as between three adjacent horizontal lines, the data separator 170 creates an inverted subcarrier of the same amplitude used in the mixer 94 (when the REMOVE DATA switch 192 is turned on) to suppress the detected subcarrier. As shown in FIG. 5a, when a data separator 170 is used, the video signal of the program is pre-processed before it is input to the data encoding circuit 86 and the scanner 128, thereby ensuring the suitability of the fields for modulation while the program is substantially unaffected.

Videosignál VIDEO IN sa vedie do skúšobného zmiešavača 172, ktorého druhý vstup normálne nevytvára žiaden príspevok (pri rozpojenom TEST 1 spínači 192). Zmiešavač 172 vydáva signál, ktorý je oneskorený o jeden riadok oneskorovacou linkou 174 s oneskorením 63.556 gs a ďalej z dôvodov, ktoré budú zrejmé, oneskorený kompenzačným oneskorovacim obvodom 176 a potom je privedený do vyrovnávacieho obvodu 88 prístroja 86 zakódovania údajov a na oneskorovaciu linku 130 prehliadacieho prístroja 128. Výstup zmiešavača 172 je invertovaný analógovým invertorom 178, ktorého výstupný prúd je obmedzovaný rezistorom R1 pred vstupom do zmiešavača 180. Tento prvý vstup do zmiešavača 180 prispieva mínus jednou štvrtinou okamžitého jasu súčasného vodorovného riadku. Výstupný prúd oneskorovacej linky 174 je obmedzovaný rezistorom R1 a tvorí druhý vstup zmiešavača 180. Tento druhý vstup zmiešavača 180 prispieva plus jednou polovicou okamžitého jasu predchádzajúceho vodorovného riadku. Výstup oneskorovacej linky 174 je vedený na vstup oneskorovacej linky 182, ktorej výstupný prúd je invertovaný invertorom 184 a obmedzovaný rezistorom R3 a tvorí tretí vstup zmiešavača 180. Tento vstup zmiešavača 180 prispieva mínus jednou štvrtinou okamžitého jasu vodorovného riadku predchádzajúceho prv menovaný predchádzajúci riadok.The VIDEO IN video signal is fed to a test mixer 172 whose second input normally does not make any contribution (with TEST 1 switch 192 open). The mixer 172 emits a signal that is delayed one line by the delay line 174 with a delay of 63.556 gs and further for reasons obvious, delayed by the compensating delay circuit 176 and then fed to the buffer circuit 88 of the data encoding device 86 and to the delay line 130 of the scan. The output of mixer 172 is inverted by an analog inverter 178 whose output current is limited by resistor R1 before entering mixer 180. This first input to mixer 180 contributes minus one quarter of the instantaneous brightness of the current horizontal line. The output current of delay line 174 is limited by resistor R1 and constitutes the second input of mixer 180. This second input of mixer 180 contributes plus one-half of the instantaneous brightness of the previous horizontal line. The output of delay line 174 is provided to the input of delay line 182, whose output current is inverted by inverter 184 and limited by resistor R3 and forms the third input of mixer 180. This mixer input 180 contributes minus one quarter of the instantaneous brightness of the horizontal line preceding the former.

Výstup zmiešavača 180 teda predstavuje vážený súčet okamžitého jasu troch susedných riadkov videosignálu. V prítomnosti pomocnej nosnej vlny video s kmitočtom 7.867 kHz predstavuje výstup zmiešavača 180 inverznú hodnotu prítomnej zložky modulácie vodorovného riadku. To je preto, že z ktorýchkoľvek troch susedných riadkov v čiastkovom poli so zakódovanými údajmi buď je jas jedného zvýšený a dvoch znížený alebo jas dvoch je zvýšený a jedného znížený. Tri susedné vodorovné riadky teda definitívne umožňujú detekciu pomocnej nosnej vlny videosignálu. Vážený súčet troch vstupov zmiešavača 180 je rovný strednej amplitúde modulácie jasu medzi ktorýmikoľvek dvoma susednými riadkami a je rovný nule pri neprítomnosti modulácie jasu.Thus, the mixer output 180 represents the weighted sum of the instantaneous brightness of the three adjacent lines of video signal. In the presence of the 7.867 kHz video subcarrier, the mixer output 180 represents the inverse of the horizontal-line modulation component present. This is because of any of the three adjacent rows in the subcode field of the encoded data, either the brightness of one is increased and two is reduced or the brightness of two is increased and one is reduced. Thus, the three adjacent horizontal lines definitively allow detection of the subcarrier of the video signal. The weighted sum of the three mixer inputs 180 is equal to the mean luminance modulation amplitude between any two adjacent rows and is zero in the absence of luminance modulation.

Keď bolo zistené, že korelátor dvoch riadkov prehliadacieho prístroja 128 videosignálu a korelátor troch riadkov odlučovača 170 údajov umožňujú detekciu a odlúčenie zakódovaných údajov alebo zložiek nepravých údajov videosignálu, objavili sa v rámci myšlienky vynálezu alternatívne vytvorenia. Tak napríklad môže byť použitý korelátor n riadkov na zvýšenie citlivosti obvodov na prítomnosť zložky pomocnej nosnej vlny, čím sa zvýši schopnosť prehliadacieho prístroja 128 detekovať alebo schopnosť odlučovača 170 údajov potláčať zakódované alebo nepravé údaje. Zmiešavač s n vstupmi môže vytvárať vážený súčet inkrementálne oneskorených videovstupov, takže prehliadači pristroj 128 alebo odlučovač 170 údajov dostáva širší, n-riadkový obraz signálu VIDEO-IN. Môže teda byť rejekčný pomer 36 db korelátor troch riadkov zvýšený kaskádovým spojením n oneskorovacích liniek a definovaním ich plus alebo mínus príspevkov k váženému súčtu tak, že súčet je nulový, keď nie je prítomná pomocná nosná vlna určitej frekvencie.When it has been found that the two-line correlator of the video signal scanner 128 and the three-line correlator of the data separator 170 allow detection and separation of encoded data or false video signal components, alternate embodiments have appeared within the scope of the invention. For example, a row correlator n may be used to increase circuit sensitivity to the presence of a subcarrier component, thereby increasing the ability of the scanner 128 to detect or the ability of the data separator 170 to suppress encoded or false data. The n input mixer can produce a weighted sum of incrementally delayed video inputs, so that the viewer 128 or data separator 170 receives a wider, n-line image of the VIDEO-IN signal. Thus, the rejection rate 36 db of the three-line correlator can be increased by cascading the n delay lines and defining their plus or minus contributions to the weighted sum so that the sum is zero when a subcarrier of a certain frequency is not present.

Oneskorovacie linky, ako je linka 174, môžu mať i iné hodnoty oneskorenia ako 63.556 ps. Všeobecne sú oneskorovacie linky špecifikované tak, aby dávali oneskorenie rovné jednej polovici inverznej hodnoty modulačného kmitočtu pomocnej nosnej vlny, ako to je pri výhodnom vyhotovení tu popísanom. Vzhľadom na všeobecnej použiteľnosti metódy podprahovej modulácie podľa vynálezu, pri ktorej vystriedané proporcionálne zvyšovanie a znižovanie jasu susedných vodorovných riadkov je iba jedným príkladom, môže byť kmitočet pomocnej nosnej vlny vyšší alebo nižší ako 7.867 kHz a oneskorovacie linky môžu spôsobiť menšie alebo väčšie oneskorenie videosignálu.Delay lines such as line 174 may have other delay values than 63,556 ps. Generally, the delay lines are specified to give a delay equal to one half the inverse of the modulation frequency of the subcarrier, as is the case in the preferred embodiment described herein. Due to the general applicability of the subliminal modulation method of the invention, where the alternating proportional increase and decrease in brightness of adjacent horizontal lines is just one example, the subcarrier frequency may be higher or lower than 7.867 kHz and the delay lines may cause less or greater delay in the video signal.

Z obr. 5 vyplýva, že výstup zmiešavača 180 je filtrovaný filtrom 186, aby sa vylúčili nežiaduce vysokofrekvenčné zložky včítane zložky pomocnej nosnej vlny farebného rozdielu na 3.579 MHz a je invertovaný invertorom 188, aby bol zavedený cez REMOVE DATA spínač 190 do videozmiešavača 94. Následkom inherentného prenosového oneskorenia výstupu zmiešavača 180 filtrom 186 musí byť zavedené kompenzačné oneskorenie výstupu oneskorovacej linky 174 na zaistenie synchronizovaného privedenia výstupov na zmiešavač 94 údajov a videosignálu. Keď signál VIDEO IN obsahuje videozložky, ktoré sa v detektore javia ako modulácia jasu, t. j. keď signál VIDEO IN obsahuje nepravé údaje alebo skutočne zakódované údaje, potom modulačná zložka prítomného vodorovného riadku bude účinne vymazaná alebo potlačená pridaním signálu rovnakej amplitúdy, ale opačného znamienka v zmiešavači 94 z modulačnej zložky. Videovýstup výstupného ovládača 126 obsahuje následkom pôsobenia odlučovača 170 údajov iba signál videoprogramu skôr ako kombináciu videoprogramu a jasom modulované pomocné nosné vlny alebo videosignál detekovaný ako nepravé údaje.FIG. 5 shows that the mixer output 180 is filtered by a filter 186 to eliminate unwanted high frequency components including a 3.579 MHz color difference subcarrier component and is inverted by the inverter 188 to be fed via the REMOVE DATA switch 190 to the video mixer 94. Due to the inherent transmission delay For example, the output delay of the delay line 174 must be implemented to provide synchronized output of the mixer 94 to the data and video mixer 94. When the VIDEO IN signal contains video components that appear as brightness modulation in the detector, t. j. if the VIDEO IN signal contains false data or actually encoded data, then the modulation component of the present horizontal line will be effectively erased or suppressed by adding a signal of the same amplitude but the opposite sign in the mixer 94 from the modulation component. The video output of the output controller 126 contains only a video program signal as a result of the data separator 170 rather than a video program combination and a brightly modulated subcarrier or video signal detected as false data.

Ak sa požaduje odlúčenie údajov z vopred údajmi zakódovanej videopásky, napríklad pri prehliadaní videopásky a monitorovanie signálu DATA PRESENT, musí užívateľ iba zopnúť REMOVE DATA spínač 190, previesť zakódovanú videopásku kódovacím okruhom 84 a zaznamenať videovýstup na čistú videopásku. Touto novou cestou môže byť proces zakódovania údajov umožnený zariadením podľa vynálezu obrátený v reštaurácii takto spracovaných videopásiek do ich pôvodného nezakódovaného stavu. Zavedením do kódovacieho okruhu 84 alebo do prehliadacieho pristroja 128, kódovacieho zariadenia 86 a odlučovača 170 údajov môžu byť pôvodné videopásky prehliadané a opatrené zakódovanými údajmi alebo reštaurované na základe prítomnosti údajov čiastkových polí v nich. Kódovacie zariadenie 86 a odlučovač 170 údajov alternatívne môžu byť použité súčasne 1) na odstránenie nežiaducich videobjektov, ktoré sú detekovateľné ako nepravé údaje alebo nežiaduce pomocné nosné vlny, a 2) na pridanie žiadanej modulovanej pomocnej nosnej vlny.If it is desired to isolate data from pre-encoded video tape data, for example, when viewing video tape and monitoring the DATA PRESENT signal, the user only needs to turn on the REMOVE DATA switch 190, convert the encoded video tape through coding circuit 84 and record video output to clear video tape. In this new way, the data encoding process made possible by the device according to the invention can be reversed in the restoration of the video tapes thus processed to their original unencoded state. By introducing to the coding circuit 84 or the scanning apparatus 128, the coding apparatus 86 and the data separator 170, the original video tapes can be viewed and encoded or restored based on the presence of the subfield data therein. Alternatively, the coding device 86 and the data separator 170 may be used simultaneously 1) to remove unwanted video objects that are detectable as false data or unwanted subcarriers, and 2) to add the desired modulated subcarrier.

Je možné testovať prehliadači prístroj 128 a odlučovač 170 údajov zavedením signálu s kmitočtom 7.867 kHz do druhého vstupu zmiešavača 172 cez TEST 1 spínač 192. Ak je privedený signál pomocnej nosnej vlny s kmitočtom 7.867 kHz do zmiešavača 172, DATA PRESENT indikuje prítomnosť pomocnej nosnej vlny nepravých údajov. Podobne keď sa zavedie pomocná nosná vlna s kmitočtom 7.867 kHz do zmiešavača 182 a REMOVE DATA spínač 190 sa zopne, potom hoci DATA PRESENT je aktívny, VIDEO OUT nebude obsahovať žiadnu zložku pomocnej nosnej vlny vplyvom rozdiel vytvárajúceho pôsobenia odlučovača 170 údajov a potláčacieho účinku zmiešavača 94. Ak je TEST 2 spínač 194 otvorený, prehliadači prístroj 128 vždy oznámi prítomnosť údajov, ale pretože závisia od detekcie jediného riadku, ako koná elektronika 56 prijímača, skôr ako od korelácie dvoch riadkov, prehliadači pristroj 128 by dával menši pomer signálu k šumu. Konečne TEST 3 spínač 196 umožňuje spätnoväzobné testovanie prehliadacieho prístroja 128 a odlučovača 170 údajov zavedením videoprogramu do oneskorovacej linky 130, keď je TEST 3 spínač 196 rozpojený alebo zavedením VIDEO OUT signálu na oneskorovaciu linku 130 (keď je TEST 3 spínač 196 zopnutý).It is possible to test the browser 128 and the data separator 170 by introducing a 7.867 kHz signal to the second mixer input 172 via TEST 1 switch 192. If a 7.867 kHz subcarrier signal is input to mixer 172, DATA PRESENT indicates the presence of false subcarrier data. Similarly, when a 7.867 kHz subcarrier is introduced into the mixer 182 and the REMOVE DATA switch 190 is switched on, even though the DATA PRESENT is active, the VIDEO OUT will not contain any subcarrier component due to the difference generating effect of the data separator 170 and the suppressing effect of the mixer 94 If the TEST 2 switch 194 is open, the viewer 128 will always notify the presence of the data, but since it depends on the detection of a single line as the receiver electronics 56 does, rather than the correlation of two lines, the viewer 128 would give a smaller signal to noise ratio. Finally, the TEST 3 switch 196 allows feedback testing of the scanner 128 and data separator 170 by loading a video program into the delay line 130 when the TEST 3 switch 196 is open or by applying a VIDEO OUT signal to the delay line 130 (when the TEST 3 switch 196 is closed).

Výhodný spôsob podľa predloženého vynálezu bude teraz vysvetlený s prihliadnutím k popísanému zariadeniu. Moduláciou jasu vystriedaných vodorovných riadkov po sebe nasledujúcich čiastkových polí v zobrazovacej ploche televízora, takže modulácia je v podstate nepozorovateľná pre televízneho diváka, môže byť zložený videosignál obsahujúci videoprogram a riadiace údaje vytvorený napríklad použitím kódovacieho okruhu 84. Detekciou zložky pomocnej nosnej vlny videosignálu, napríklad detekčným prostriedkom zahrňujúcim menič 16 a detektor 56 môžu byť zakódované údaje reprodukované v televízore alebo jeho blízkosti, avšak asynchrónne vzhľadom na ich časový raster, pre použitie napríklad na riadenie interaktívneho pristroja.The preferred method of the present invention will now be explained with reference to the described apparatus. By modulating the brightness of the successive horizontal lines of consecutive subfields in the display area of the television so that the modulation is essentially unnoticeable to the television viewer, the video signal containing the video program and the control data generated, for example, using the coding circuit 84 can be composed. by means comprising a transducer 16 and a detector 56, the encoded data may be reproduced in or near the television, but asynchronously with respect to their time grid, for use, for example, to control an interactive apparatus.

Zložený videosignál obsahujúci videoprogram a riadiace údaje môže byť vytvorený vyšetrovaním po sebe nasledujúcich polí, ktoré sú vhodné na zakódovanie údajov, napríklad použitím prehliadacieho prístroja 128. Podľa voľby napríklad použitím odlučovača 170 údajov môžu byť polia obsahujúce zakódované alebo nepravé údaje vylúčené z pomocnej nosnej vlny videosignálu, čim sa stanú vhodné na zakódovanie údajov napríklad použitím kódovacieho zariadenia 86. Formátovanie postupnosti binárnych údajov, napríklad použitím počítača, ktorý má prístup k DATA PRESENT, príliš bielym a príliš čiernym signálom, umožňuje zaviesť postupnosť riadiacich údajov do identifikovanej postupnosti polí. Po generovaní synchronizačných signálov definujúcich okienko, ktoré obklopuje čiastkové pole, môžu byť programový signál a riadiace údaje zmiešané vo vnútri okienka v odpovedi na signály moduláciou jasu z programu riadiacimi údajmi. Zatiaľ čo tu sú popísané analógové prostriedky na prehliadanie, kódovanie a reštaurovanie videopásiek, je v rámci myšlienky vynálezu tiež použitie digitálnych prostriedkov, napríklad manipulácia s pixelmi kódovanými v šedej stupnici vo vnútri vyrovnávacieho obvodu.A composite video signal containing a video program and control data may be generated by examining successive fields that are suitable for encoding data, for example using a scanner 128. Optionally, for example, using a data separator 170, fields containing encoded or false data may be excluded from the video carrier making them suitable for encoding data using, for example, a coding device 86. Formatting a binary data sequence, for example using a computer having DATA PRESENT access, with too white and too black signals, allows the control data sequence to be introduced into the identified sequence of fields. After generating the sync signals defining a window that surrounds the subfield, the program signal and control data may be mixed within the window in response to the signals by modulating the brightness from the program with the control data. While analog means for viewing, encoding, and restoring video tapes are described herein, it is also within the spirit of the invention to use digital means, such as manipulating gray-coded pixels within the buffer circuit.

Vysielanie zloženého videosignálu vytváraného krokmi tu opísanými umožňuje príjem signálu jedným alebo viacerými televízormi, umožňuje k nim priblížiť detekčné prostriedky na reprodukciu údajov a umožňuje lokálny prenos údajov infračerveným modulátorom a radom infračervených svietiviek, čim sa spôsobí odozva interaktívnych prístrojov na program kódovaný údajmi. V prednostnom spôsobe vynálezu sa detekcia vykonáva miestnou optickou väzbou modulácie napríklad cez menič 16 do prijímacej elektroniky, kde je program oddelený od riadiacich údajov. Amplitúdovou moduláciou nejakého infračerveného nosiča s riadiacimi údajmi môže tento nepočuteľne a bezdrôtovo komunikovať s interaktívnymi prístrojmi v rozsahu vysielania.The transmission of the composite video signal generated by the steps described herein allows reception of the signal by one or more TVs, enables the detection of data reproduction means, and allows local transmission of data to an infrared modulator and a series of infrared lamps causing the interactive devices to respond to the data encoded program. In a preferred method of the invention, detection is performed by local optical coupling of modulation, for example, via a transducer 16 to a receiving electronics, where the program is separate from the control data. By amplitude modulation of an infrared carrier with control data, the latter can inaudibly and wirelessly communicate with interactive devices within the transmission range.

Výhody vynálezu sú zrejmé. Spôsob a zariadenie tu popísané umožňujú podprahovú vnútropásmovú komunikáciu po konvenčných televíznych vysielacích kanáloch na použitie v byte televízneho diváka. Detekčný prístroj včítane optického meniča, ktorý nepozorovateľne monitoruje akúkoľvek žiadanú oblasť vo vnútri zobrazovacej plochy programu na televíznom prijímači umožňuje prijímacej/vysielacej elektronike oddelenie riadiacich údajov z náhodného videošumu a lokálne vysielanie riadiacich údajov k jednému alebo niekoľkým interaktívnym prístrojom vo vnútri rozsahu ich infračerveného vysielania. Takéto interaktívne prístroje môžu byť pružne programované, aby začali vopred určené akcie v odozve na udalosti televízneho programu.The advantages of the invention are obvious. The method and apparatus described herein allow subliminal in-band communication over conventional television broadcast channels for use in a television viewer apartment. A detector including an optical transducer that unnoticeably monitors any desired area within the program display area on the television allows the receiving / transmitting electronics to separate control data from random video noise and locally transmit control data to one or more interactive devices within their infrared transmission range. Such interactive devices may be flexibly programmed to initiate predetermined actions in response to television program events.

Zariadenie nevyžaduje žiadne elektrické pripojenie k televíznemu prijímaču alebo anténe a riadi interaktívne prístroje v byte diváka bezdrôtovým prenosom. Interaktívne prístroje, ktoré môžu byť diaľkovo riadené spôsobom a zariadením podľa predloženého vynálezu sú výučbové alebo zábavné prístroje.The device does not require any electrical connection to the television or antenna and controls the interactive devices in the viewer's apartment by wireless transmission. Interactive devices that can be remotely controlled by the method and apparatus of the present invention are educational or entertainment devices.

V rámci myšlienky vynálezu môžu byť prostriedky na detekciu podprahovej modulácie videosignálu uložené v ručne ovládanej vzorke, ktorá sama môže byť interaktívnym prístrojom diaľkovo ovládaná riadiacimi údajmi, čím sa splní požiadavka lokálnej komunikácie rekonštruovaných riadiacich údajov. V rámci myšlienky vynálezu môže byť odovzdávanie riadiacich údajov interaktívnemu prístroju uskutočnené i iným ako infračerveným prostriedkom, napríklad rádiový vysielač umiestnený v blízkosti televízora môže vysielať riadiace údaje do nejakého rádiového prijímača vo vnútri interaktívneho prístroja, alebo rádiovou anténou opatrený interaktívny prístroj môže priamo detekovať rádiofrekvenčné emanácie z televízora podľa modifikácie výhodného vyhotovenia, ktoré je tu navrhnuté.Within the idea of the invention, the means for detecting sub-threshold modulation of the video signal may be stored in a manually operated sample, which itself may be remotely controlled by the control data by an interactive device, thereby meeting the local communication requirement of the reconstructed control data. Within the idea of the invention, the transmission of control data to the interactive device can also be effected by means other than infrared means, for example a radio transmitter located near the television can transmit control data to a radio receiver inside the interactive device or radio-provided interactive device can directly detect radio frequency emanations television according to a modification of the preferred embodiment proposed herein.

Bol opísaný výhodný spôsob pre praktické uskutočnenie vynálezu a prednostné vytvorenie zariadenia podľa vynálezu a ich obmena, je však zrejmé, že sú možné ďalšie obmeny v rámci myšlienky vynálezu.A preferred method for practicing the invention and preferred embodiments of the device of the invention and variations thereof has been described, but it will be apparent that other variations are possible within the spirit of the invention.

Claims

PATENT CLAIMS

A television control apparatus comprising, at a television transmitter, a coding circuit of a video program signal with control data, and further comprising at the television receiver a control data detector and a control data message circuit for a controlled apparatus, characterized in that the coding circuit (84) of the video program signal is designed to encode a video program signal by subliminal brightness or color modulation within the display area (14d) of the television screen (14b), the control data detector being an optical or electrical brightness or color modulation detector comprising one or more serially connected bandpass filters / amplifiers ( 60, 62), the output of which is connected via a rectifier (64) to the grounded capacitor (C) and to the input of the first level comparator (66), the output of which is controlled by the control data decoder (80) connected to the controlled device (34). ).

Device according to claim 1, characterized in that the control data coding circuit (84) comprises a luminance modulation coding circuit (86) comprising a buffer circuit (88) whose input is a video program input signal and whose output is connected to the input of a color separator (90), the first output of which is directly connected to both the input of the limiting amplifier (110) and through the color processor (114) to the second input of the second mixer (106) and whose second output is connected to the first input of the limiter ( 116), the output of which is connected to the input of a sync separator (92), the first output of which is connected to the first input of the first mixer (94), the output of which is connected via a white / black limiting circuit (104) to the first input of the second mixer (106) whose output is connected to the first input of the blanker (108), whose output is connected to the first input of the final amplifier and mixed a cooker (122) whose output is connected to a first input of an output controller (126) that outputs an encoded video output signal, while a control data input is connected to an input (D) of a first flip-flop (96) input (CLK) is connected to a vertical sync signal and whose output (Q) is connected to a first input of the summation circuit (98), the output of which is connected via a blackout circuit (102) to a second input of the first mixer (94), connected to the input (T) of the second flip-flop (100), the output (Q) of which is connected to the second input of the summation circuit (98), while the output of the limiting amplifier (110) is connected through the phaser (112) to the second input of the final amplifier; mixer (122), the second output of the separator (92) being connected to the input of the synchronous processor (118), the first output of which is connected to the to the input of the synchronous amplifier and actuator (124), to the second input of the output actuator (126), and the second output of which is connected to the input of the blanking generator (120), the first output of which is connected to the second input of the limiter (116); the second output is connected to the second input of the blanker (108).

The apparatus of claim 1, wherein the coding circuit (84) comprises a video viewer (128) that includes an ultrasonic delay line (130), the input of which is a video program signal input and the output of which is connected via an inverter (132) to a first input of a phase mixer (134) whose output is connected via a low pass filter (136) to both a first input of the first limiter (138) and a first input of a first gate (140) whose output is connected via a bandpass filter (142) and two-way a rectifier (144) to a first integrator input (146) whose output is connected to a reference comparator input (148) whose output is an output of data for encoding a video program signal while an ultrasonic delay line input (130) is connected to a second phase input a mixer (134) and, on the other hand, an input of a restrictor (152) whose output is connected to the first input a second gate (154) and a third gate (156), the gate outputs being connected individually via white and black peak detectors (158, 164) to the inputs of the first and second level comparators (162, 168) respectively, the outputs being too white; the output signals are connected too much to the inputs of the first and second limiter (160, 166), the input of the window being connected 5 via the fourth limiter (150) to the second input of the integrator (146) and to the second input of the first gate (140) and further to the second entrances of the second and third bays (154,156).

The apparatus of claim 1, wherein the control data coding circuit (84) comprises a data separator (170) comprising a third mixer (172), the first input of which is a video program input signal and to which the second input is via a test switch (192) connected to a 7.867 kHz frequency generator and whose output is connected through a first inverter (178) and a first resistor (R1) to a first input of a fourth mixer (180) whose output is connected through a low pass filter (186); via the second inverter (188) to the second signal switch (190) without data, the output of the third mixer (172) is further connected via the first delay line (174) to both the input of the second delay line (182) and second resistor ( R2) to the second input of the fourth mixer (180) and further to the input of the compensating delay circuit 25 (176), while the output of the second delay line (182) is connected via a third a third inverter (184) and a third resistor (R3) to the third input of the fourth mixer (180).

Device according to claim 1, characterized in that the control data detector comprises a 30 optical transducer (18) connected by a cable (18a) to the input of an input amplifier (58) whose output is connected to the input of one or more serially connected bandwidths. filters / amplifiers (60, 62), the output of which is connected via an rectifier (64) and a level comparator (66) 35 to an infrared modulator (68) input whose outputs are connected to one or more infrared diodes (26, 28, 30) optically coupled to the controlled apparatus (34), which is located within the range of the infrared diodes (26, 28, 34) and 40, which includes an infrared receiver (36) connected via an equalization amplifier (72) and a receiver amplifier (74) to input of a two-way rectifier (76), the output of which is connected to a control data decoder (80) via a second level comparator (78). 45