TW577232B - Process for associating and delivering data with visual media - Google Patents

Description

五、發明説明（1 ) 本申請案主張於2000年8月1〇R & 士 ,Λ/ 乃0日所申請的臨時申請編號 60/224,459之優先權。 本發明一般而言關於散佈寬頻 鬥令及貧料。更特定而言 ，本發明關於結合及傳遞具視覺媒 尼X媒體之資料之方法，並具 有特殊的應用來結合具有視覺媒 見緙體之耷音及描述敘述，來 有助於嚴重視覺障礙者。 根據美國的統計資料，在美國右 夫圓有3千1百萬人由於嚴重的

視覺障礙而不能完全地享受雷爭式+、B 子又晃〜或電視。雖然視覺障礙者 可聽到不同演員之間的對話’以及音效與音樂，其不能夠 弄清楚未說出的電影之各方® ’例如背景佈景、角色服裝 、角色的相關位置’及未說出的動作。其可估計在電影中 平均包含45分鐘無說話的動作。因此，—視覺障礙人士對 於電影中這45分鐘所發生的事情係如同在黑暗中。 最近，聯邦通訊協會明令電視及有線網路開始提供「聲 音描述」，其可描述未說話的動作及其它必要的敘述元素 。根據該法令’電視及有線電視製作者必須透過電視上的 第一语§ (SAP)頻道來進行。但是，大多數的電視及有線台 目前並未配備有SAP系統。此將需要在電視及有線電視製 作者部份增加大量的財務投資來得到適當的SAP類比需求 。再者，這種SAP系統需要適當的工程，由合格的視訊工 程師固定的維護’且因為該設備必須有空調而需要大量的 儲存空間。這種設備將在數年内淘汰，當電視及有線電視 -4 - 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(21〇X 297公釐) 577232 A7 B7 五、發明説明（

產業完全地轉換成數位。該有線電視產業組織估計小型有 線電視公司本身將必須花超過2千萬美金，而整個產業需 要將近10億美金來符合FCC的規定。

因此，其需要一種方法來在視覺媒體中結合聲音描述， 例如電視及有線電視節目，其不需要電視及有線電視台來 取知SAP系統及设備。其進一步需要一種方法來在該視覺 媒體内結合編碼的聲音描述，所以僅有那些想要聽到聲音 描述者可選擇性地如此做。這種編碼的聲音描述必須不能 干擾該視覺媒體的呈現。本發明可滿足這些需求，並提供 其它相關的好處。 裝 發明概要 訂

本發明提供一種方法來結合及傳遞資料於一視訊信號。 該方法的一般步驟包含首先由插入資料到該視訊源信號之 未使用的視訊頻寬中來編碼一視訊源信號。然後該編碼的 視訊源信號即傳送到其目的地，其中進行解碼。該資料係 在該解碼處理期間來分離，其係視覺地顯示或有聲地傳遞 到一終端使用者。 該編碼步驟包含數位化一類比資料信號之步驟。基本上 ，該類比信號包含一聲音信號。在本發明一特別較佳的形 式中，該聲音信號包含結合於該視訊源信號之視覺媒體之 聲音敘述描述，而有助於該視覺障礙者。然後該數位化資 料即壓縮及轉碼來插入到該視訊源信號之預定的未使用之 視訊線上。 該解碼步驟包含解壓縮該插入的資料之步驟，而在其由 -5- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210X 297公董) 577232 A7 B7 五 發明説明（3 ) 該視訊源信號分離出來之後。然後該解壓縮的資料即由一 數位格式轉換成一類比信號。當該類比信號包含一聲音信 號時，此#號即傳遞到該聲音揚聲’例如由一視覺障礙 人士所穿戴的一耳機。 因為該資料結合於該視訊信號，而不會干擾該視訊信號 之傳輸及接收，該視訊信號之未使用的頻寬可較佳地是用 於傳播額外的資訊。此可包含該視覺媒體的敘述性描述， 所一視覺障礙者可被告知該背景佈置、角色服裝、該角色 的相關位置，及該視覺媒體之未說話的動作。此敘述描述 亦可包含在螢幕上的視覺訊息，例如電視節目程式導引， 及該緊急廣播系統視覺訊息。當然，本發明並不限於這此 用途’但可具有其它的應用，其中資料較佳地是可用 明的方式來結合於一視訊信號。 本發明的其它特徵及好處將可由以下蕻 1稽由乾例之更為詳 細的說明而更為瞭解，並配合所附圖 …β 理。 口田求呪明本發明之原 J式之簡單 所附圖面係用來說明本發明。在這些圖面中 之步驟的流 圖1所示為根據本發明之編碼一視訊源信號 程圖； ° 疋矾源來移 插入〶料之步驟的流程圖； 圖3所一視訊螢幕的表示，其說明了 留或未使用及基本上看不到的線； ？ Λ的線及销 -6- 577232

圖4所示為根據本發明之迫雄 ^ ★ a您編碼一原始視訊母帶之方法的 架構性方塊圖； 圖5所示為根據本發明之絃#、β ^ x a之解碼該視訊母帶，並分離該視 訊信號與插入的聲音資料之方法的架構性方塊圖； 圖6所示為根據本發明之編碼一原始視訊母帶與一聲音 敘述描述來有助於視覺障礙者之—般性方法的架構性方塊 圖；及 圖7所示為圖6之編碼該原始視訊母帶的方法之架構性方 塊圖。 毯..隹具體例之詳細說明 如為了說明而在附圖中所*，本發明係關於一種結合及 傳遞資料於一視訊信號之方法。請參考圖i ,其提供了要 插入到一視訊信號（10)之資料内容，其可包含一聲音信號 (12)或視覺圖形(14)或其組合。此内容基本上原始為一類比 信號格式。為了結合及傳遞於該視訊信號，該内容要數位 化（16)。然後該數位化内容即壓縮（18),且該壓縮的信號經 過轉碼（20)。該壓縮及轉碼的資料内容信號即混合於該視 訊源信號（22)，其傳送到該輸出媒體（24) ·,例如一錄影帶、 DVD、MPEG檔案、數位磁帶等。先前在圖i中所示的步驟 係共同說明為編碼具有該資料内容之視訊源信號的步驟。 然後該編碼的視訊源信號傳送給終端使用者，例如藉由 傳送通過一網際網路連接，在一 VCR中播放一錄影帶、在 一 DVD播放器中的DVD，或藉由纜線或電視傳輸或類似者 。由於該資料内容的格式化，其基本上成為一具有視訊源 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐) 577232

传唬者’藉以有效地透明於所有既存的廣播系、统、設備及 播放器等。 現在請參考圖2，該混合及編碼的源信號（26)傳送通過苴 被解碼（28)之解碼電路。然後該插人的資料内容即分離及 取出（30)，其係顯示在螢幕上，例如在未編瑪的視訊上， 如果該資料内容包含圖形（32)，或如果為聲音資料内容（3句 時即導引到聲音揚聲器或耳機。 其已經發現到寬頻的内容信號，特別是例如電視信號之 視訊信號，其具有未使用的頻寬、線或空洞，其可較佳地 用於傳送資料。只要該未使用的頻寬可被決定及發現，且 要散佈的該資料内容經過適當地格式化來配合於該未使用 的頻見其有可此同時地傳輸。本發明可應用到網際網路 、視訊及圖形、散佈資訊在無線網路上，傳送到個人數位 助理之資訊，及其它手持式電子裝置等。本發明特別適用 於視訊輸入到電視，以及電視廣播。 請參考圖3，其顯示出一電視螢幕（1〇〇)的示意圖。根據 NTSC SMPTE規範，總共有525條視訊線可使用。但是，僅 有480條那些線（102)實際上用於可見的視訊。該剩餘的線 (104)可為未使用，或保留給一些事情，如關閉的字幕、圖 像控制等。這些線基本上在一電視機上看不到，因其為在 這些未使用的線上之電視盒框架的擴充。不同的袼式，例 如歐洲使用的PAL，也類似地具有未使用或保留之視訊線 的未使用頻寬。本發明利用這些未使用線或頻寬，其好處 在於可以結合及傳遞資料内容，否則其會不相容，或是無 -8- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210X 297公釐) 577232 A7 _________B7 ___ 五、發明説明（6 ) 法關連於該視訊信號傳輪。本發明完成此的方式使得該結 合及插入的資料係透明於既有的廣播系統及設備，所以想 要擷取該插入的資料内容的一終端使用者僅需要具有一解 碼器。那些不具有一解碼器者將不會知道在該未使用的頻 寬内包含有額外的資訊。 現在請參考圖4，其說明一電視應用之記錄器的架構圖 。一原始原版的錄影帶、CD或DVD或類似者係在一系統 (1〇6)中播放，其中區隔了視訊及聲音信號（1〇8)。在類比信 號中的該聲音或資料内容係由適當的電路轉換成數位（11〇) 。此數位信號經過壓縮（丨12)，然後與該視訊信號同步（丨14) 。此具有資料内容插入在其中的混合及同步的視訊信號係 重新記錄在該軌跡記錄器（116)中來覆蓋原始的聲音信號。 此係記錄（118)在一新的原版（12〇)錄影帶、CD或DVD上。 現在請參考圖5，該新的原版（12〇)係透過有線電視、電 視廣播來傳送，或在適當的播放器中播放，例如一 VCR磁 帶放映機、DVD放映機或類似者。一解碼器為一機頂盒的 形式，或内建於電視或播放器系統中的電子電路，其包含 一信號隔離器電路（122)，其由該電影信號中擷取該插入的 二貝料内谷，並傳送到該顯示裝置中，例如電視（124)。然後 該擷取的資料内容使用適當的電路來解壓縮（126)，然後即 轉換回到其原始的類比信號格式（128)。在此時，該類比信 號可傳送到一放大器（13〇)，用以傳輸到一聲音揚聲器（132) 或耳機，其透過一接頭或類似者而直接連接到該放大器。 另外，該類比信號可傳送到一射頻傳送器（丨34)或傳送到無 -9- 本紙張尺度適财® ®家標準(CNS) A4規格(210X297公着) ---—- 577232 A7 _B7 五、發明説明（7 ) 線揚聲器或無線耳機之天線（136)。圖4及5所示的系統假咬 該插入的資料内容包含一聲音信號。但是，其可瞭解到本 發明並不限於此’其可包含覆蓋在該電視或監視器，或該 視訊源信號的視覺媒體上的圖形。這種圖形亦可隔離，並 傳送到一獨立的監視器或電視機。 裝 本發明的方法允許一視覺媒體的「聲音描述敘述」永遠 編碼在該顯示圖像原版，藉此永遠地鎖定，無論該圖像為 複製、編輯或重新廣播。這種聲音描述係在產生該顯示圖 像原版之前預備好。這種聲音描述將加入未說話的動作之 敘述’或其它必要的背景資訊，其可在該視覺媒體中看到 而不會聽到。這種視覺媒體可包含影片、電影、電視節目 及類似者。

線 請參考圖6及7，該原始來源原版（142)同時包含原始視訊 及聲音信號（144)及（146)。該視訊信號（144)在其被處理時輸 入到編碼器（148)，其基本係在一 CCIR 601位準。同時，該 聲音信號（146)以一未處理的方式輸入到該編碼器（148)。一 來自聲音描述欽述原版（152)之信號（150)亦輸入到該編媽器 中（148)。一封閉的字幕信號（154)亦輸入到該編碼器（Mg)， 所以包含該原始視訊源信號（144)之新視訊信號（156)、來自 該描述敘述聲音信號（150)之插入的資料，以及該封閉的字 幕信號（154)即產生，並儲存在一新圖像原版（158)上。該原 始聲音信號（146)被覆蓋，並在需要時，可重新同步於該混 合及編碼的視訊信號（156)。 該編碼器（148)係設計成同時接受視訊及聲音輸入來處理 -10- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210X 297公爱) ' " 577232 A7 _B7__ 五、發明説明（8 ) 。該編碼器（148)可在一修正為非線性視訊編輯的編輯系統 中做為一專屬的硬體裝置或軟體應用，例如AVID，Adobe Premier，After Effects，Final Cut Professional,及類似者。該視 訊源輸入可包含合成、組成、序列數位、DVD，MPEG及所 有的串流格式。該聲音源輸入可包含合成、數位、類比 XLR平衡及非平衡的SPDIF(Sony Phillips Digital)及串流。 該編碼處理採用頻寬約為8 KHz之敘述聲音樣本，並轉換 該類比信號到一數位資料串流。該資料進一步編碼及記錄 來符合於NTSC或PAL視訊的單一未使用線。 現在請參考圖7，將顯示該編碼器（148)之更為詳細的架 構圖。如上所述，來自該來源帶（146)的聲音信號進入到該 編碼器（148)，其中基本上僅傳送通過未壓縮，藉以維持峰 到峰電壓值為1 volt，或在需要時重新同步於該記錄台（160) ，其中係覆蓋了該混合的視訊信號（156)。 來自該來源帶的視訊信號（144)係經由一視訊介面（162)進 入該編碼器（148)，其中需要在其輸入到一視訊記錄混合器 (164)之前被解碼。同時，來自該敘述原版（152)之聲音信號 (150)即輸入到該編碼器（148)，所以該聲音類比信號由A/D 轉換器（166)轉換成一數位流。一編碼解碼器接收到該數位 聲音信號，並處理它來移除不必要的資料，藉以壓縮及降 低該數位檔案的大小。數家公司擁有特定的8 K聲音的編碼 解碼器，例如 Qualcomm, Motorola，Quicktime 及 MP3，及 RealPlayer。剩餘的壓縮數位聲音檔案即傳送到一轉碼器 (170)，其在一單一線的視訊上的視訊記錄混合器（164)中插 -11 - 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210X297公釐） 裝 訂

線 577232 A7 B7 _ 五、發明説明（9 ) 入編輯。該轉碼器解譯該進入信號的語言到目標信號或媒 體的語言。此牽涉到同步及符合電壓、頻寬、位元率等， 所以該處理的信號（172)即相容於該視訊信號（144)，其係根 據是否該信號是在美國或其它國家產生，該單一線的視訊 即插入為NTSC或PAL。該敘述的聲音檔案即壓縮來配合為 32 KB的頻寬，藉以配合在一單一線視訊中，而保留給圖像 控制、封閉字幕及類似者。該數位轉碼的敘述性聲音信號 (172)即插入到這些保留線之一。這些保留的視訊線不會干 擾該廣播的視覺媒體之外觀，而會隱藏起來，例如在一電 視機的盒子部份。再者，這些保留的視訊線對於該廣播者 的設備為透明。 該視訊記錄混合器（164)結合該視訊信號（144)與該敘述 (172)之轉碼的信號，並傳送該信號（156)到該記錄台（mo)。 來自該原始原版（142)之視訊信號（144)現在具有一單一線的 視訊數位聲音記錄在一選擇的線上，並配合來自該原始原 版的未處理聲音（146)來記錄，用於記錄在一磁帶或數位貝 他（digi-beta)帶，其即成為一新的圖像原版（丨58)。閉字幕 054)可連接於該編碼器（148)，以允許同時雙重編碼該封閉 的字幕與敘述的聲音到該視訊信號（144)在該視訊記錄混合 器（164)中，所以該封閉的字幕〇54)即包含在該新的圖像 版⑴8)上。該封閉的字幕〇54)係數位化地設定為與該敘述 的聲音（150)在不同的線上，但兩者可在相_間結合。 藉由編碼所有廣播節目的顯示原版，類似於封閉的字幕 ，該聲音敘述可透明地傳送通過所有既有的廣播系統及設 -12- 577232 A7 ----- —_____B7 五、發明説明（1〇 ) 備。 該終端使用者，即視覺障礙者及盲人，其將可由數種不 同的裝置冬一來聽到相關的聲音描述。既有的電視可加入 一解碼盒來透過該電視機的揚聲器播放該聲音。另外，此 L遽可直接傳送到由該視覺障礙的終端使用者所穿戴的耳 機。耳機的使用允許那些具有正常視力的人來以正常的方 式觀看該廣播的節目，而沒有該聲音描述。其可預期新生 產的電視機將包含一解碼器晶片組，其將可採用該視訊線 ’並產生該聲音描述，而直接透過該電視的揚聲器來播放 。當然，此信號另可傳送到由該視覺障礙的終端使用者所 穿戴的耳機。 該解碼器基本上為該編碼器（148)的反轉，並讀取先前編 碼到未使用的視訊線上的數位信號，並使用該原始碼來重 新處理δ玄數位流。該解碼器亦使用一數位到類比轉換器來 轉換該數位信號到類比信號。然後該信號即導引通過該專 用的解碼器盒、既有的電視揚聲器、或外部的耳機組，用 於最終可以聽到，其係透過合成的聲音連接器，其通常具 有類似於原始聲音信號之一伏特的峰到峰之信號。 本發明可具有額外的應用來包含外國語言的數位線。盲 人亦不排除一重要的有價值之服務：該螢幕顯示型的緊急 廣播系統之訊息，其並不包含聲音。因此該編碼器/解碼器 裝置成為該盲人及視覺障礙者的緊急廣播系統。同時，電 視節目導引現在對於看得見的人可成為在螢幕上一列出的 格式。目前視覺障礙者被排除在那些節目表列的形式之外。 13- 本紙張尺度適财@國家標準(CNS) Α4規格(21GX 297公董） " "~— 577232 五、發明説明（ 要購=發明可較佳’因為僅有製作原版帶的生 =二編碼器⑽)來實施本發明。藉由觀視者 ==可得到額外的廣告費用。此外，視覺 耳”口可包含在該敘述聲音信號中 視覺障礙者之產品可直接廣告給其消費者。此可 產者另-個潛在的收入來源。僅有該視覺障礙者 端使用者需要購買該解碼裝£，或加人有解碼晶 電視、VCR或其它的職播放器。因此，加入聲 成本將不會增加到正常視力或再廣播者的成本當 對於將聲音描述包含在内之業者來得到好處。 雖然已經詳細㈣數種具體實施例來進行解釋 離本發明的範圍及精神之7•可進行不同的修正。 兔明僅受到所附申請專利範圍之限制。 產設備需 的增加， 障礙者僅 於盲人及 提供該生 及盲人終 片系統之 音描述的 中，而是 ，在不背 因此，本 裝 -14 訂 線 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) Α4規格(210X 297公釐）

Claims (1)

1. 577232 A8 B8 C8 D8 六、申請專利範圍 1 · 一種結合及傳遞具有視訊信號之資料之方法，其包含以 下步驟： 藉由插入資料在該視訊源信號之未使用的視訊頻寬中 來編碼一視訊源信號； 傳送該編碼的視訊源信號； 解碼該編碼的視訊源信號；及 視覺地顯示該資料，或有聲地傳遞該資料到一終端使 用者。 2 .如申請專利範圍第1項之方法，其中該編碼步驟包含數 位化一類比資料信號之步驟。 3 ·如申請專利範圍第2項之方法，其中該類·比資料信號包 含一聲音信號。 4 ·如申請專利範圍第3項之方法，其中該聲音信號包含關 於該視訊源信號之視覺媒體的一聲音敘述描述。 5 ·如申請專利範圍第2項之方法，其包含壓縮該數位化資 料的步驟。 6·如申請專利範圍第5項之方法，其包含轉碼該壓縮的數 位化資料之步驟。 7. 如申請專利範圍第6項之方法，其包含插人該轉瑪及壓 縮的數位化資料到該視訊源信號之預定的未使用視訊線 中的步驟。 8. 如申請專利範圍第之方法，其中該解碼步驟包含該 隔離該插入的資料與該視訊源信號之步驟。 9. 如申請專利範圍第8項之方法，其中該解碼步驟包含該 • 15- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規;297g)-----~_ 577232 A8 B8 C8 ----------D8 ___ 申請專利範圍 ""一 ~一 " 一 解壓縮該插入的資料之步驟。 1〇·如申請專利範圍第8項之方法，其中該解碼步驟包含轉 換該資料由一數位格式成為一類比信號之步驟。 11·如申請專利範圍第丨0項之方法，其中該類比信號包含傳 遞到聲音揚聲器之聲音信號。 12·如申請專利範圍第丨〇項之方法，其中該類比信號包含關 於該視訊源信號之視覺媒體之聲音敘述描述。 13. —種結合及傳遞具有視訊媒體之資料之方法，其包含以 下步驟： 數位化一類比資料信號； 壓縮該數位化資料； 轉碼該壓縮的數位化資料到相容於一視訊源信號之格 式； 藉由插入該資料到該視訊源信號之未使用的視訊線中 來編碼該視訊源信號與該資料； 傳送該編碼的視訊源信號； 解碼該編碼的視訊源信號來隔離該插入的資料與該視 訊源信號； 轉碼該插入的資料成為其原始格式； 解壓縮該插入的資料； 轉換該插入的資料由一數位格式到一類比信號；及 視覺地顯示或有聲地傳遞一類比資料信號到一終端使 用者。 14. 如申請專利範圍第1 3項之方法，其中該類比資料信號包

   本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐) 577232 A8 B8 C8 D8 六、申請專利範圍 含一聲音信號。 15·如申請專利範圍第1 4項之方法，其中該聲音信號包含關 於該視訊源信號之視覺媒體之聲音敘述描述。 16·如申請專利範圍第i 5項之方法，該視訊媒體的聲音敘述 描述傳遞到聲音揚聲器。 17· —種結合及傳遞具有視訊之資料之方法，其包含以下步 驟： 藉由插入該聲音敘述描述資料到該視訊源信號之未使 用的視訊線中來編碼一視訊源信號與包含關於該視訊源 信號之視覺媒體的一聲音敘述描述的資料； 傳送該編碼的視訊源信號； 解碼該編碼的視訊源信號來隔離該插入的聲音敘述描 述資料與該視訊源信號；及 傳遞該聲音敘述描述資料到一聲音揚聲器。 18_如申凊專利範圍第1 7項之方法，其中該編碼步驟包含數 位化包含該聲音敘述描述之類比資料信號之步驟。 19·如申請專利範圍第18項之方法，其包含壓縮該數位化聲 音敘述描述資料的步驟。 20.如申请專利範圍第i 9項之方法，其包含轉碼該壓縮及數 位化的聲音敘述描述資料成為相容於該視訊源信號之格 式的步驟。 21. 如申請專利範圍第17項之方法，其中該解碼步驟包含轉 瑪該插入的聲音敘述描述資料到其原始格式的步驟。 22. 如申請專利範圍第21項之方法，其包含解_亥插入的 -17-

   577232 8 8 8 8 A B c D 々、申請專利範圍 聲音敘述描述資料的步驟。 23·如申請專利範圍第2 2項之方法，其包含轉換該插入的聲 音敘述描述資料由一數位格式成為一類比信號的步驟。 24·如申請專利範圍第2 2項之方法，其包含轉換該插入的聲 音敘述描述資料由一數位格式成為一類比信號的步驟。 -18- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐)