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HINTERGRUND
DER ERFINDUNG
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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich im Allgemeinen auf digitale Fernsehempfänger und
insbesondere auf ein Verfahren zum Anzeigen des Zustands und zum
Steuern angebrachter Peripherievorrichtungen in Fernsehempfängern, die
entsprechend dem digitalen Fernsehstandard arbeiten.
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Aktuelle
analoge Fernsehsysteme übertragen
ein Programm pro Kanal. Die Auswahl aus den Kanälen, die zu irgendeinem gegebenen
Zeitpunkt gesendet werden, wird ausgeführt, indem der Tuner eingestellt wird,
um ihn auf die Frequenz des gewünschten
Kanals abzustimmen. Außerdem
werden Peripherievorrichtungen, wie z. B. Videokassettenrecorder
(VCRs), die mit einem Fernsehempfänger verbunden sind, typischerweise
ausschließlich
durch den VCR gesteuert, selbst wenn ein Steuer- oder Menübildschirm
auf der Anzeigevorrichtung des Fernsehempfängers angezeigt werden kann.
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Es
gibt einige digitale Fernsehsysteme, die mehrere Programme über eine
Satellitenverbindung übertragen.
Diese Systeme enthalten eine elektronische Programmführung, die
jede Programmnummer in ein spezielles Transponder-Signal abbildet,
wobei ein spezieller Kanal durch den Transponder und ein spezielles
Programm in dem Kanal übertragen
werden. In diesen Systemen ist die elektronische Programmführung erforderlich,
um auf ein Programm abzustimmen, das durch eines von diesen digitalen
Satellitensystemen übertragen wird.
Folglich muss eine elektronische Programmführung in der Kopfstelle erzeugt
und durch den Empfänger decodiert
werden, um auf ein spezifisches Programm abzustimmen.
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Die
Beschreibung Program and System Information Protocol for Terrestrial
Broadcast and Cable, wie sie in der vom Advanced Television Systems
Committee veröffentlichten
Veröffentlichung
DOC A/65 beschrieben ist, die wegen ihrer Lehren über das
digitale Programm- und System-Informationsprotokoll (PSIP) durch Literaturhinweis
hierin eingefügt
ist, beschreibt ein Verfahren, durch das Fernsehprogramminformationen
mit einem Mehrfachprogramm-Datenstrom übertragen werden können, der
mehrere Programme in einem einzigen terrestrischen Fernsehkanal
oder Kabelkanal überträgt. Folglich
kann jede von mehreren Fernsehstationen, die Signale in einem gegebenen
Bereich übertragen,
ein Signal senden, das ein einziges Programm mit hoher Auflösung oder
mehrere Programme, die entweder Programme mit hoher Auflösung oder
mit Standardauflösung
sein können,
enthält.
Wenn jede Fernsehstation mehrere Programme über ihren Kanal sendet, beschreibt
der Standard ein Verfahren, durch das diese Programme identifiziert
werden. Der PSIP-Standard baut auf dem ATSC Digital Television Standard
DOC A/53 auf, der wiederum auf dem durch die Expertengruppe für Bewegtbilder
(MPEG) definierten MPEG-2-Standard
aufbaut, der in einer Veröffentlichung
mit dem Titel "Generic
Coding of Moving Pictures and Associated Audio, Recommendation H.626", ISO/IEC 13818-2,
IS, 11/94, verfügbar
von der International Standards Organization, beschrieben ist und
die hierdurch wegen ihrer Lehren über den digitalen MPEG-2-Videocodierungsstandard
durch Literaturhinweis hierin eingefügt ist.
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Der
PSIP-Standard definiert nur ein Verfahren zum Identifizieren und
Zuordnen der verschiedenen Programme, die über einen ATSC-Mehrtachprogrammstrom übertragen
werden. Er beschreibt kein Verfahren zum Anzeigen der Daten in einer
Weise, die durch einen Betrachter leicht verstanden werden kann.
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EP 0 849 954 A2 bezieht
sich auf die Navigation zwischen gruppierten Fernsehkanälen und
offenbart ein Verfahren zum Gruppieren mehrerer Fernsehprogrammdienste,
die in entsprechenden Kanälen
bereitgestellt werden, worin eine erste Vielzahl dieser Kanäle in einer
ersten Kanalgruppe entsprechend gewünschten ersten Gruppierungskriterien
gruppiert wird und die erste Kanalgruppe einen primären Kanal
und wenigstens einen sekundären
Kanal enthält,
wobei ein Anwender die der ersten Kanalgruppe entsprechenden Programmdienste
entsprechend einem Anwendersteuersignal der Reihe nach auswählen kann.
Falls ein Anwender ein Steuersignal bereitstellt, um einen Kanal
auszuwählen,
stellt eine CPU eines Decodierers die geeigneten Fernsehadresseninformationen
für einen
terrestrischen Tuner/Demodulator bereit, um das analoge Signal im
entsprechenden Frequenzband wiederzugewinnen. Eine analoge Verarbeitungsfunktion
verarbeitet anschließend das
analoge Signal, um es in einer Form bereitzustellen, die für die Anzeige
auf einem Fernsehgerät
geeignet ist. Wenn ein Anwender wünscht, die sekundären Kanäle in einer
Gruppe der Reihe nach zu betrachten, kann der Anwender einer Anwenderschnittstelle
ein Kanal-aufwärts-Steuersignal
bereitstellen, wobei die CPU ein entsprechendes Steuersignal von
der Schnittstelle empfängt
und auf die in einem Speicher des Decodierers gespeicherten Daten
zugreift, um die geeigneten Fernsehadresseninformationen des ersten
sekundären
Kanals in der Gruppe zu bestimmen.
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WO
96/41477 offenbart ein Planungssystem und -verfahren für einen
elektronischen Fernsehprogrammführer,
das virtuelle Kanäle
enthält,
bei dem ein Datenprozessor Fernsehprogramm-Planinformationen für mehrere
Fernsehprogramme empfängt
und in einem Speicher speichert, damit sie in mehreren Fernsehkanälen erscheinen.
Eine Fernsteuerung wird durch einen Betrachter verwendet, um Anwendersteuerbefehle auszuwählen und
die Signale in Reaktion darauf zum Datenprozessor zu übertragen,
der die Signale in Reaktion auf die Anwendersteuerbefehle empfängt. Ein
Fernsehempfänger
wird verwendet, um die Fernsehprogramme und die Programme der virtuellen
Kanäle
anzuzeigen. Ein Videoanzeigegenerator empfängt die Videosteuerbefehle
vom Datenprozessor und erzeugt mehrere virtuelle Kanäle und zeigt
diese an, wobei jeder virtuelle Kanal als ein Kanal erreichbar und
einem auf einer Teilmenge der Kanäle gelieferten Dienst zugeordnet ist.
Falls ein Anwender z. B. auf einen digitalen Musikdienst (DMX) zugreift,
kann zum Bildschirm eines virtuellen Kanals eine LISTEN-Funktion
hinzugefügt
werden. Indem der Anwender zur LISTEN-Funktion navigiert, kann er
die Musik hören,
die jedem ausgewählten
DMX-Kanal zugeordnet ist, der auf dem Bildschirm des virtuellen
Kanals identifiziert ist. Bei der LISTEN-Funktion entspricht die
abgespielte Musik dem hervorgehobenen Kanalnamen.
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ZUSAMMENFASSUNG
DER ERFINDUNG
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Die
vorliegende Erfindung ist in den unabhängigen Ansprüchen definiert
und in einem Fernsehempfänger
verkörpert,
der einen ATSC-Mehrfachprogrammstrom für einen einzigen Hauptkanal
empfängt
und eine Zustandsanzeige erzeugt, die den Hauptkanal-Identifizierer
und mehrere Indikatoren angezeigt, wovon jeder einem entsprechenden
der Unterkanäle
entspricht, die dem Hauptkanal zugeordnet sind. Der dem derzeit
ausgewählten
Unterkanal entsprechende Indikator ist in Bezug auf die anderen
Indikatoren hervorgehoben.
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Gemäß einem
Aspekt der Erfindung umfasst der Fernsehempfänger einen Bildformatumsetzer,
wobei die Zustandanzeige außerdem
Informationen enthält,
die das Format des empfangenen Signals und jede Formatumsetzung,
die derzeit ausgeführt
wird, betreffen.
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Gemäß einem
weiteren Aspekt der Erfindung ist der Fernsehempfänger über eine
digitale Kommunikationsverbindung an einen digitalen VCR gekoppelt.
Der digitale Fernsehempfänger
erzeugt ein Bedienfeld für
den digitalen VCR auf der Anzeigevorrichtung des Fernsehempfängers und
enthält
eine Einrichtung zum Empfangen der Befehle für den digitalen VCR, zum Senden
der Befehle über
die digitale Kommunikationsverbindung zum digitalen VCR und zum
Anzeigen des aktuellen Zustands des digitalen VCR.
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Gemäß einem
nochmals weiteren Aspekt der Erfindung erzeugt der Fernsehempfänger eine
Zustandanzeige für
den digitalen VCR, empfängt
die Zustandsinformationen vom digitalen VCR, wenn eine Änderung des
Zustands auftritt, und aktualisiert die Zustandanzeige, um die empfangenen Änderungen
des Zustands widerzuspiegeln.
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KURZBESCHREIBUNG
DER ZEICHNUNG
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1A ist
eine isometrische Zeichnung, teilweise in der Form eines Blockschaltplans,
die eine Kombination aus der Set-Top-Box für digitales Fernsehen, der
Fernsehanzeigevorrichtung und dem digitalen VCR veranschaulicht.
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1B ist
ein Blockschaltplan einer beispielhaften Set-Top-Box für digitales
Fernsehen, die für
die Verwendung in der in 1A gezeigten
Kombination geeignet ist.
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1C ist
eine graphische Darstellung eines Transportstroms, die beim Beschreiben
des Betriebs der vorliegenden Erfindung nützlich ist.
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2 ist
eine graphische Darstellung eines Ablaufplans, die die Datensammelschritte
für die
Zustandsanzeige des digitalen Fernsehens veranschaulicht.
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3A ist
eine graphische Darstellung einer beispielhaften Zustandsanzeige
des digitalen Fernsehens.
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3B bis 3E sind
graphische Darstellungen von Fernsehbildern, die für das Beschreiben
des Betriebs der Zustandsanzeige des digitalen Fernsehens nützlich sind.
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4 ist
eine graphische Darstellung eines Ablaufplans eines digitalen VCR-Steuer- und -Zustandsanzeige-Prozesses
gemäß der vorliegenden
Erfindung.
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5 ist
eine graphische Darstellung eines Fernsehbildes, die das Steuermenü des digitalen
VCR nach 4 veranschaulicht.
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6 ist
eine graphische Darstellung eines Fernsehbildes, die die Zustandsanzeige
des digitalen VCR nach 4 veranschaulicht.
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AUSFÜHRLICHE
BESCHREIBUNG
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1A ist
ein Blockschaltplan, der eine beispielhafte Systemkonfiguration
gemäß der vorliegenden Erfindung
veranschaulicht. In dieser Systemkonfiguration ist ein digitaler
Fernsehempfänger 90,
der in der beispielhaften Ausführungsform
der Erfindung eine Set-Top-Box (STB) ist, angeschlossen, um Videoinformationen
auf einer Videoanzeigevorrichtung 98 anzuzeigen. Die STB 90 ist
außerdem
angeschlossen, um einen MPEG-2-Transportstrom
dem digitalen VCR 113 bereitzustellen und den MPEG-2-Transportstrom vom
digitalen VCR 113 zu empfangen, der in der beispielhaften
Ausführungsform
der Erfindung eine D-VHS-Vorrichtung ist. Der digitale VCR 113 ist über einen
digitalen Kommunikationskanal 96, der in der Erfindung
ein IEEE-1394-Bus ist, an die STB 90 gekoppelt. Wie im
Folgenden beschrieben ist, empfängt
und liefert der digitale VCR 113 digitale Fernsehsignale
isosynchron und empfängt
Befehle und liefert Zustandsinformationen asynchron über den
Kanal 96. In 1B sind außerdem zwei Fernsteuerungsvorrichtungen
gezeigt, wobei die Fernsteuerungsvorrichtung 94 für die STB 90 vorgesehen
ist, während
die Fernsteuerungsvorrichtung 92 für den digitalen VCR 113 vorgesehen
ist.
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Die
beispielhaften Ausführungsformen
der Erfindung decodieren herkömmliche HDTV-Signale,
die entsprechend dem MPEG-2-Standard codiert worden sind, und insbesondere
entsprechend den MPEG-2-Standards des Main Profile High Level (MP@HL)
und des Main Profile Main Level (MP@ML), wobei sie die decodieren
Signale als Videosignale bereitstellen, die ein ausgewähltes Format
von mehreren Formaten besitzen.
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Der
MPEG-2-Hauptprofil-Standard definiert eine Folge von Bildern in
fünf Ebenen:
der Sequenzebene, der Ebene der Gruppe der Bilder, der Bildebene,
der Scheibenebene und der Makroblock-Ebene. Jede dieser Ebenen kann
als ein Datensatz in einem Datenstrom betrachtet werden, wobei die
später
aufgelisteten Ebenen als verschachtelte Unterebenen in den früher aufgelisteten
Ebenen auftreten. Die Datensätze
für jede
Ebene enthalten einen Kopfabschnitt, der die Daten enthält, die
beim Decodieren ihrer Unter-Datensätze verwendet werden.
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Jeder
Makroblock des codierten HDTV-Signals enthält sechs Blöcke, wobei jeder Block Daten
enthält, die
64 entsprechende Koeffizientenwerte eine Darstellung einer diskreten
Kosinustransformation (DCT-Darstellung) der 64 Bildelemente (Bildpunkte)
im HDTV-Bild repräsentieren.
Beim Codierungsprozess können
die Bildpunktdaten vor der diskreten Kosinustransformation der bewegungskompensierten
Differentialcodierung unterworfen werden.
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Die
Blöcke
der umgesetzten Koeffizienten werden weiter codiert, indem Lauflängen-Codierungstechniken
und Codierungstechniken mit variabler Länge angewendet werden. Ein
Decodierer, der die Bildsequenz aus dem Datenstrom wiedergewinnt,
kehrt den Codierungsprozess um. Dieser Decodierer verwendet einen Entropie-Decodierer
(z. B. einen Decodierer mit variabler Länge), einen Prozessor für die inverse
diskrete Kosinustransformation, einen Bewegungskompensationsprozessor
und ein Interpolationsfilter.
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Der
Video-Decodierer der vorliegenden Erfindung ist so konstruiert,
dass er eine Anzahl verschiedener Bildformate unterstützt, während er
ein Minimum von Decodierungsspeicher für die Abwärtsumsetzung der mit hoher
Auflösung
codierten Bildformate erfordert, z. B. 48 MB RDRAM.
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1B zeigt
eine beispielhafte Ausführungsform
der STB 90, die über
den Bus 96 an den digitalen VCR 113 gekoppelt
ist. Die beispielhafte STB 90 empfängt und decodiert die codierten
Videoinformationen im MP@HL oder im MP@ML, formatiert die decodierten
Informationen in ein vom Anwender ausgewähltes Ausgangsvideoformat (das
sowohl Videobild- als auch Audioinformationen enthält) und
schafft eine Schnittstelle zum Bereitstellen der formatierten Videoausgangssignale
an die Anzeigevorrichtungen. Die beispielhaften Ausführungsformen
der vorliegenden Erfindung sind so konstruiert, dass sie alle ATSC-Videoformate
unterstützen.
Für die
Einfachheit ist der Betrieb in eine Abwärtsumsetzungs-Betriebsart (DC-Betriebsart),
die irgendeinen MPEG-Hauptprofil-Videobitstrom
(der durch die FCC-Standards eingeschränkt ist) empfängt und ein
Bild im 480P-, 480I- oder NTSC-Format bereitstellt, und eine Betriebsart
mit voller Spezifikation (FS-Betriebsart), die aus dem MPEG-Hauptprofil-Bitstrom
ein Bild im 1080I/1125I- oder 750P-Format mit hoher Auflösung schafft.
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Das
beispielhafte System nach 1B enthält eine
Vorfeld-Schnittstelle 100, einen Video-Decodierer-Abschnitt 120 und
einen zugeordneten Decodierer-Speicher 130, eine primäre Videoausgangsschnittstelle 140,
einen Audio-Decodierer-Abschnitt 160,
eine digitale Datenschnittstelle 110 und einen NTSC-Videoverarbeitungsabschnitt 150.
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In 1B besitzt
die Vorfeld-Schnittstelle 100 einen Transport-Decodierer
und eine Zentraleinheit (CPU) 102 mit einem zugeordneten
Speicher 103. Es ist außerdem ein Multiplexer 101 für das Auswählen der Steuerinformationen
und eines ATSC-Transportstroms, die z. B, von einem digitalen VHS-Videokassettenrecorder
(DVHS-VCR) 113 über
die digitale Schnittstelle 110 empfangen werden, enthalten.
In der beispielhaften Ausführungsform
der Erfindung arbeitet die Schnittstelle 110 entsprechend
dem IEEE-1394-Verbindungsschicht-Protokoll. Der IEEE-1394-Bus ist
in einem technischen Standard IEEE 1394 Standard for a High Performance
Serial Bus IEEE STD 1394-1995, 30. August 1996, beschrieben. Dieser
Bus enthält
eine isosynchrone Datenübertragungsbetriebsart
und eine asynchrone Datenübertragungsbetriebsart.
In der beispielhaften Ausführungsform
der Erfindung werden die Bitstrom-Daten zwischen dem digitalen VCR 113 und
dem Multiplexer 101 unter Verwendung einer Direktspeicherzugriff-Datenübertragungstechnik
(DMA-Datenübertragungstechnik) übertragen,
während
die Befehle und Zustandsinformationen zwischen dem digitalen VCR 113 und der
CPU des Prozessors 102 über
die asynchrone Datenübertragungsbetriebsart übertragen
werden.
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Der
andere Eingangsanschluss des Multiplexers 101 ist angeschlossen,
um einen codierten Transportstrom von einem (nicht gezeigten) digitalen
Fernseh-Tuner zu
empfangen. Der Transport-Decodierer 102 setzt die empfangenen
Transportpakete, die die komprimierten Bitstrom-Daten enthalten,
vom Bitstrom des Kommunikationskanals in komprimierte Videodaten
um, die z. B. paketisierte Elementarstrom-Pakete (PES-Pakete) entsprechend
dem MPEG-2-Standard sein können.
Der Transport-Decodierer kann entweder die PES-Pakete direkt dem
Video-Decodierer-Abschnitt 120 und dem Audio-Decodierer-Abschnitt 160 bereitstellen
oder die PES-Pakete weiter in einen oder mehrere Elementarströme umsetzen.
Schließlich
enthält
die Vorfeld-Schnittstelle 100 einen Fernsteuerungsempfänger, der
z. B. Infrarot-Befehle (IR-Befehle) von einer Fernsteuerungseinheit
empfangen und diese Befehle der CPU des Transport-Decodierers/der CPU 102 bereitstellen
kann.
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Der
Video-Decodierer-Abschnitt 120 enthält einen ATV-Video-Decodierer 121 und
einen digitalen Phasenregelkreis (DPLL) 122. Der ATV-Video-Decodierer 121 empfängt einen
wiederhergestellten MPEG-2-Bitstrom oder Video-Pakete (PES-Pakete)
von der Vorfeld-Schnittstelle 100 und setzt die Pakete
in den Elementarstrom um. Ein Vorfeld-Bildprozessor des ATV-Video-Decodierers 121 decodiert
dann die Elementarströme entsprechend
dem verwendeten Codierungsverfahren, um die Helligkeits- und Farbwert-Bildpunktinformationen
für jedes
Bild zu schaffen.
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Der
ATV-Video-Decodierer 121 enthält ferner eine (nicht separat
gezeigte) Speicher-Steuereinheit, um die Decodierungsoperation unter
Verwendung eines externen Speichers 130 zu steuern, der
die Bildinformationen bereitstellt, und einen Anzeigeabschnitt,
um die decodierten Bildinformationen in ein gewünschtes Bildformat zu verarbeiten.
Der ATV-Video-Decodierer 121 verwendet den Decodierer-Speicher 130,
um das codierte Videosignal mit hoher Auflösung zu verarbeiten, wobei
der DPLL 122 verwendet wird, um die Taktsignale für die synchronisieren
Verarbeitungsoperationen zwischen dem ATV-Decodierer 120 und
den Decodierer-Speicher 130 zu erzeugen. Der Decodierer-Speicher 130 enthält eine
erste Gruppe von Speichereinheiten 131, 132 und 133,
die jede ein 16-MB-RDRAM-Speicher sein können, und eine zweite Gruppe
von Speichereinheiten 134, 135 und 136,
die außerdem
jeder ein 16-MB-RDRAM-Speicher sein können.
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Die
primäre
Videoausgangsschnittstelle 140 enthält einen ersten Digital/Analog-Umsetzer (DAC) 141. Der
DAC 141 kann z. B. drei DACs enthalten, die jeweils das
Y-Helligkeitssignal und die CR- und Cg-Farbwertsignale verarbeiten.
Diese DACs arbeiten bei 74 MHz, um ein analoges Ausgangssignal für ein Filter 142 zu erzeugen.
Das Filter arbeitet, um die Abtast-Artefakte aus dem vom DAC 141 bereitgestellten
analogen Signal zu entfernen. Diese Schnittstelle erzeugt Videosignale,
die die 1125I- oder 750P-Formate besitzen. Die Schnittstelle 140 enthält außerdem einen
zweiten DAC 143. Der DAC 143 enthält außerdem drei
DACs, die jeweils das Helligkeitssignal und die CR- und Cg-Farbwertsignale
umsetzen. Diese DACs arbeiten jedoch bei 27 MHz, um analoge Ausgangssignale
für das
Filter 142 bereitzustellen. Das Ausgangssignal des Filters 142 ist
ein Videosignal, das ein 480I- oder 480P-Format besitzt. Die primäre Videoausgangsschnittstelle 140 setzt die
digital codierten Videosignale, die ein gewünschtes Format besitzen, in
analoge Videosignale um, die die Farbwert- und Helligkeits-Komponenten besitzen,
die dem gewünschten
Format entsprechen.
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Der
Audio-Decodierer-Abschnitt 160 enthält einen AC3-Audio-Decodierer 162,
der Audio-Signale an den Ausgangsanschlüssen 163 und 164 bereitstellt,
und einen optionalen 6-2-Kanalabwärtsmischprozessor 161,
um 2-Kanal-Audio-Signale
am Ausgangsanschluss 165 bereitzustellen. Die Audio-Verarbeitung
des MP@HL-MPEG-2-Standards erzeugt Audio-Signal-Komponenten aus
den codierten digitalen Informationen und stellt die Audio-Signal-Komponenten über den
analogen Ausgang an den Ausgangsanschlüssen 163, 164 und 165 bereit.
Die Decodierer dieses Typs sind im Stand der Technik wohlbekannt.
Ein Audio-Decodierer,
der für
die Verwendung als der Decodierer 160 geeignet ist, ist
der ST4600-AC3-Decodierer, der von SGS Thomson verfügbar ist.
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In
der beispielhaften Ausführungsform
der Erfindung ist die digitale Datenschnittstelle 110 an
den DVHS VCR 113 gekoppelt, um Transportpakete und Steuerinformationen,
z. B. unter Verwendung des IEEE-1394- Datenkommunikationsprotokolls, zu senden
und zu empfangen. Die Schnittstelle 110 enthält einen Prozessor 111 der
physikalischen Schicht und einen Prozessor 112 der Verbindungsschicht.
Der Prozessor 111 der physikalischen Schicht und der Prozessor 112 der
Verbindungsschicht leiten die Transportpakete, die den Bitstrom
enthalten, zwischen dem DVHS VCR 113 und dem Video-Decodierer-Abschnitt 120 und
dem Audio-Decodierer-Abschnitt 160 weiter. Die Prozessoren 111 und 112 können außerdem Transportpakete,
die die Steuerinformationen enthalten, zwischen dem DVHS VCR 113 und
der CPU des Transport-Decodierers/der CPU 102 übertragen.
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Der
ATV-Video-Decodierer 121 enthält einen Prozessor für die Anzeige
auf dem Bildschirm (OSD-Prozessor) 123, der verwendet werden
kann, um Steuermenüs
zu erzeugen, um Informationen über
den Zustand der Set-Top-Box bereitzustellen oder um geschlossene
Untertitel-Informationen bereitzustellen. Der OSD-Prozessor 123 kann
einen Zeichengenerator und einen Graphikgenerator enthalten. Er
kann auf einen dedizierten OSD-Bereich im Speicher 130 zugreifen,
um eine Rastergraphik-Anzeige zu erzeugen, die dem am primären Videoausgangsanschluss 146 und
an den sekundären
Videoausgangsanschlüssen 153 und 154 erzeugten
Videobild überlagert
ist.
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Der
NTSC-Videoverarbeitungsabschnitt 150 enthält einen
ATV-NTSC-Abwärtsumsetzungs-Prozessor 151,
der das durch das Filter 142 bereitgestellte analoge HDTV-Signal
in ein 480I-Signal umsetzt. Der NTSC-Codierer 152 empfängt ein
analoges 480I-Signal und setzt das Signal in das NTSC-formatierte
Videosignal an den sekundären
Ausgangsanschlüssen 153 (S-Video)
und 154 (FBAS-Video) um.
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1C zeigt
einen beispielhaften Mehrfachprogramm-Transportstrom, der durch
den Multiplexer 101 dem Transport-Decodierer/der CPU 102 bereitgestellt
wird. Der Transportstrom enthält
ein Transportpaket, das eine Master-Führungstabelle (MGT) 170 und
eine Tabelle der virtuellen Kanäle
(VCT) gemäß dem PSIP-Protokoll, auf das
oben Bezug genommen worden ist, eine Programmzuordnungstabelle (PAT) 172 und mehrere
Transportpakete für
verschiedene Programmtransportströme PO, P1 und P2 enthält. Jeder
der als PO 180, P1 176 und P2 178 bezeichneten
Blöcke
kann mehrere Transportpakete für
den speziellen Programmtransportstrom enthalten. Ein typischer Transportstrom
kann außerdem
Pakete enthalten, die Programmabbildungstabellen (PMTs) und Tabellen
für den
bedingten Zugriff (CAT) enthalten, eine für jedes Programm im Mehrfachprogrammstrom.
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Der
Transport-Decodierer/die CPU 102 extrahiert die VCT 174 und
die PAT 172 aus dem Transportstrom, um die Anzahl und den
Typ der Programme in dem Transportstrom zu bestimmen. Der Prozessor 102 extrahiert
außerdem
die Programmabbildungstabelle für
jedes Programm im Transportstrom. Diese Tabelle ordnet die Video-,
Audio- und Datenprogramme zu, die kombiniert werden, um eine koordinierte
Audio- und Videodarstellung zu erzeugen. In der beispielhaften Ausführungsform
der Erfindung kann der Transportstrom außerdem Datenprogramme enthalten,
die keinen Audio- oder Videoprogrammen zugeordnet sind.
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In
der beispielhaften Ausführungsform
der Erfindung wird einer der Videoprogrammströme und seine zugeordneten Audio-
und Daten-Programmströme
aus dem Mehrfachprogrammstrom ausgewählt, um durch die STB 90 decodiert
und auf der Anzeigevorrichtung 98 angezeigt zu werden.
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren, durch das die
Zustandsinformationen hinsichtlich des empfangenen Signals und der
STB 90 dem Betrachter dargestellt werden.
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Wie
in der PSIP-Spezifikation, auf die oben Bezug genommen worden ist,
definiert ist, enthält
die MGT die Informationen über
alle Ereignisse im Mehrfachprogrammstrom, wobei ein Ereignis in
der PSIP-Spezifikation als die Kombination eines zugeordneten Audio-,
Video- und Datenprogramms definiert ist, für die beabsichtigt ist, dass
sie zusammen decodiert und dargestellt werden. Die MGT enthält den Paketidentifizierer
(PID) für
die Pakete, die die VCT enthalten. Der PID der VCT ist jedoch ein
fester Wert von Ox1FFB. Weil der PID der VCT fest ist, kann der
Decodierer ihn im Bitstrom leicht finden und muss nicht auf die
MGT Bezug nehmen. Eine Beispiel-VCT ist im Folgenden in der Tabelle
1 gezeigt.
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Die
Hauptkanalnummer kann die Nummer des analogen Fernsehkanals sein,
durch die eine Fernsehstation in der Gesellschaft bekannt ist. Die
Nummer des analogen Kanals wird als die Hauptkanalnummer aufrechterhalten,
selbst wenn das tatsächliche
digitale Signal auf einer anderen Frequenz übertragen werden kann. Die
Unterkanalnummer gibt die Nummer eines speziellen Ereignisstroms
im Mehrfachprogrammstrom an. Während
im obigen Beispiel die Nummern als 0 bis 4 gezeigt sind, können sie
irgendeine ganze 10-Bit-Zahl sein. Der Kurzname ist der Name des
virtuellen Kanals. Dieser Name kann bis zu sieben alphanumerische
Zeichen besitzen. Die Frequenz ist die Übertragungsfrequenz, auf der
der digitale Mehrfachprogrammstrom übertragen wird. Die Kanal-Transportstrom-ID
ist ein 16-Bit-Wert, der den MPEG-2-Transportstrom identifiziert,
der den Mehrfachprogrammstrom überträgt. Die
Programmnummer ist ein 16-Bit-Wert, der das Programm mit einer PAT
und einer PMT verknüpft.
Der Diensttyp gibt an, dass alle Kanäle in der VCT digitale Kanäle sind.
Obwohl es in der Tabelle 1 nicht gezeigt ist, kann die VCT außerdem den
analogen Kanal aufnehmen, der durch die Fernsehstation des digitalen
Kanals verwendet wird. Die Quell-ID identifiziert den Anbieter des
Programms, während
das Deskriptor-Feld die Deskriptoren enthalten kann, die auf andere
Informationen für
den Kanal zeigen. In diesem Fall zeigt das Deskriptor-Feld für jeden
der fünf
Unterkanäle
auf den vollständigen
Namen des Kanals.
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Die
Informationen aus der VCT, der Sequenzkopf für den Bitstrom und die internen
Registerwerte, die durch die CPU des Prozessors 102 aufrechterhalten
werden, werden alle durch die STB-Zustandanzeige verwendet. Diese
Zustandsanzeige wird gezeigt, wenn der (nicht gezeigte) RECALL-Knopf
an der STB-Fernsteuerung 94 gedrückt wird. Der RECALL-Knopf
wird typischerweise in Fernsehempfängern verwendet, um zu veranlassen,
dass der aktuelle Zustand des Empfängers für eine kurze Zeitdauer angezeigt
wird. Bei einem herkömmlichen
Fern sehempfänger
kann diese Zustandsanzeige die Kanalnummer, die Zeit und einen Kurznamen
für die
Station enthalten. Für
ein analoges Fernsehsignal kann der Kurzname als codierte Informationen während des
vertikalen Austastin tervalls übertragen
werden.
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2 ist
die graphische Darstellung eines Ablaufplans, die ein Verfahren
veranschaulicht, durch das die Zustandsinformationen aus dem Mehrfachprogrammstrom
extrahiert werden können.
Im Schritt 210 drückt der
Betrachter den RE-CALL-Knopf,
um die Zustandsanzeige zu betrachten. Im Schritt 212 erhält der Prozess die
nächste
VCT im Bitstrom. Entsprechend dem ACTV-Standard kann sich die Anzahl
der in einem Mehrfachprogrammstrom übertragenen Programme ändern, um
unterschiedliche Datenraten aufzunehmen. Ein Fernseh-Mehrfachprogrammstrom
kann z. B. ein MP@HL-Programm oder fünf MP@ML-Programme übertragen. Wie sich die Inhalte
des Mehrfachprogrammstroms ändern,
wird die VCT aktualisiert, um diese Änderungen widerzuspiegeln.
Um den digitalen Fernsehempfängern
zu erlauben, sich an die Änderungen
im Mehrfachprogrammstrom anzupassen, kann die nächste VCT im Transportstrom
gesendet werden, bevor sie gültig
ist. In der VCT ist ein Merker gesetzt, um anzuzeigen, dass sie
den aktuellen Zustand des Mehrfachprogramm-Transportstroms widerspiegelt.
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Der
Schritt 214 vergleicht den Merker in der wiedergewonnenen
VCT, um sicherzustellen, dass sie gültig ist. Falls der Merker
nicht gesetzt ist, überwacht
der Schritt 216 den Transportstrom nach der PID der aktuellen
VCT und extrahiert die aktuelle VCT aus dem Transportstrom. Falls
im Schritt 214 die gespeicherte VCT aktuell ist oder nachdem
im Schritt 216 eine neue VCT erhalten worden ist, extrahiert
der Schritt 218 die Haupt- und Unterkanalnummern und den
Kurznamen für
den Unterkanal, der derzeit decodiert wird. Der Schritt 218 zählt außerdem die
Anzahl der Unterkanäle
im aktuellen Transportstrom und bestimmt den Index des derzeit decodierten
Unterkanals aus den Unterkanälen
im Mehrfachprogrammstrom. Im Schritt 220 erhält der Prozess die
Informationen über
die vertikale Größe und das
Seitenverhältnis
aus den Sequenzkopfdaten, die vorher durch den Prozessor 102 erhalten
und gespeichert worden sind.
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Wenn
die Informationen über
die vertikale Größe und das
Seitenverhältnis
nicht mit der Anzeigevorrichtung 98 konsistent sind, dann
bestimmt der Prozess, ob irgendeine Umsetzung ausgeführt wird,
um das empfangene Signal auf der Anzeigevorrichtung anzuzeigen.
Für eine
Anzeigevorrichtung mit einem Seitenverhältnis von 16 zu 9 kann ein
16-zu-9-Bild auf dem vollen Bildschirm angezeigt werden, während ein
4-zu-3-Bild umgesetzt werden kann, durch: 1) Zoomen des Bildes,
um es an die Breite der Anzeige anzupassen, wobei dadurch die obersten
und untersten Abschnitte des Bildes entfernt werden; 2) Erweitern,
wobei das Bild horizontal erweitert wird, um es an den Bildschirm
anzupassen, dies kann ausgeführt
werden, indem der Mittelpunkt des Bildes konstant gehalten wird
und nur die Seitenteile erweitert werden oder indem das ganze Bild erweitert
wird; oder durch das Anzeigen des 4-zu-3-Bildes mit Seitenstreifen
auf der 16-zu-9-Anzeige. Eine Anzeigevorrichtung mit einem Seitenverhältnis von
4 zu 3 kann ein Vollformat-4-zu-3-Bild anzeigen und ein 16-zu-9-Bild
umsetzen, durch: 1) Zoomen des Bildes, um es an die Höhe der Anzeige
anzupassen, wobei dadurch die Seitenabschnitte entfernt werden;
2) Schrumpfen des Bildes horizontal entweder über das ganze Bild oder nur
in den Seitenteilen; oder 3) Anzeigen des 16-zu-6-Bildes in einer
Letterbox-Betriebsart mit einer Hintergrundfarbe, die über und
unter dem 16-zu-9-Bild angezeigt wird, um den 4-zu-3-Bildschirm
auszufüllen.
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Im
Schritt 220 werden außerdem
die in den Schritten 218 und 220 erhaltenen Informationen
in eine Zustandsanzeige formatiert und der Anzeigevorrichtung 98 bereitgestellt.
Im Schritt 222 wartet der Prozess, bis die RECALL-Zeit
(typischer weise einige Sekunden) verstrichen ist, wobei er dann
im Schritt 224 das Bereitstellen der Zustandsanzeige auf
der Anzeigevorrichtung 98 beendet. Nach dem Schritt 224 verzweigt
der Prozess zurück
zum Schritt 210, um zu warten, bis der RECALL abermals
gedrückt
wird. Obwohl der Prozess in 2 als eine
Endlosschieife gezeigt ist, wird erwartet, das er als ein Prozess
einer gerichteten Unterbrechung implementiert ist, der durch die
CPU 102 aufgerufen wird, wenn der RECALL-Knopf gedrückt wird.
In dieser Implementierung kann die Anzeige außerdem jedes Mal aktiviert
werden, wenn es eine Änderung
in irgendeiner der Zustandsinformationen gibt.
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3A ist
eine graphische Darstellung der STB-Zustandsanzeige. Diese Anzeige
enthält
ein Symbol 310, das anzeigt, dass ein digitales Fernsehprogramm
decodiert wird, eine Anzeige 310 der Haupt- und Unterkanalnummern,
in diesem Fall 10 bzw. 2, und eine graphische
Veranschaulichung der Anzahl der Unterkanäle 316a bis 316e,
die durch den Hauptkanal übertragen
werden, wobei der aktuelle Unterkanal 316c hervorgehoben
ist. Die Anzeige enthält
außerdem
den Kurznamen 312 des aktuellen Unterkanals, in diesem
Fall WCAU-D2. Schließlich
enthält
die Zustandsanzeige Anzeigen des Formats, das verwendet wird, um
das empfangene Signal an den primären und sekundären Ausgangsanschlüssen anzuzeigen.
Das Format am primären Ausgangsanschluss 318 zeigt
an, dass das Signal ein 480P-Signal 520 ist, das mit den
Seitenstreifen 322 auf einem 16-zu-9-Monitor angezeigt wird. Das Format
des sekundären
Ausgangsanschlusses 324 zeigt an, dass das 480P-Bild den
vollen Bildschirm des 4-zu-3-Monitors einnimmt.
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Die 3B und 3C veranschaulichen
ein beispielhaftes Bild, das die in 3A gezeigte
Zustandsanzeige aufweisen kann, wie es auf einem 16-zu-9-Monitor,
der an den (in 1B gezeigten) primären Ausgangsanschluss 146 gekoppelt
ist, und auf einem 4-zu-3-Monitor, der an den (ebenfalls in 1B gezeigten)
sekundären
Ausgangsanschluss 153, 154 gekoppelt ist, angezeigt
wird. 3B zeigt die Seitenstreifen 330 auf
dem 16-zu-9-Monitor.
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Die 3D und 3E veranschaulichen
ein beispielhaftes Bild, das erhalten werden kann, indem zum nächsten Unterprogramm,
dem Programm 3, im Mehrfachprogrammstrom vorgerückt wird. Dies ist ein 16-zu-9-720P-Bild.
Es wird angegeben, dass die Zustandsanzeige aktualisiert wird, um
sowohl die neue Unterprogrammnummer als auch den Kurznamen für das neue
Programm anzuzeigen. Außerdem
werden die Anzeigeparameter geändert,
um zu zeigen, dass das 720P-Bild in der Vollformat-Betriebsart auf
dem 16-zu-9-Monitor und in einer Letterbox-Betriebsart auf dem 4-zu-3-Monitor
angezeigt wird. 4E zeigt die ausgetasteten
obersten und untersten Abschnitte 430 der Anzeige, wenn
das 16-zu-9-Bild im Letterbox-Format angezeigt wird.
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Wie
oben beschrieben worden ist, ist die Set-Top-Box 90 über einen
seriellen IEEE-1394-Bus 96 an einen digitalen VCR 113 gekoppelt,
um einen Transportstrom vom VCR 113 zur STB 90 zu übertragen,
der zu decodieren und anzuzeigen ist. Außerdem kann die STB 90 den
Betrieb des VCR 113 durch den seriellen Bus 96 steuern.
Wie oben beschrieben worden ist, verwendet der IEEE-1394-Bus zwei
Verfahren der Datenübertragung:
isosynchron und asynchron. In der beispielhaften Ausführungsform
der Erfindung wird die isosynchrone Betriebsart verwendet, um den
Transportstrom vom digitalen VCR 113 zur STB 90 zu übertragen.
Diese Betriebsart kann z. B. ein Direktspeicherzugriff-Protokoll
verwenden, um die Daten zwischen einem ersten Pufferspeicher im
VCR 113 zu einem zweiten Pufferspeicher, z. B. in der (in 1B gezeigten)
Vorrichtung 112 der 1394-Verbindungsschicht, zu übertragen.
Um die tatsächliche
Datenübertragung
auszuführen,
können
die Vorrichtung 111 der physikalischen Schicht und eine ähnliche
(nicht gezeigte) Vorrichtung der physikalischen Schicht im VCR 113 den
Datenstrom entsprechend einem physikalischen Datenübertragungsprotokoll
partitionieren und verkapseln.
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Die
Steuerung des digitalen VCR 113 von der STB 90 wird
durch die Fähigkeit,
den VCR über
seine (nicht gezeigten) Bedienelemente an der Frontabdeckung oder über die
VCR-Fernsteuerung 92 separat zu steuern, verkompliziert. 4 ist
eine graphische Darstellung eines Ablaufplans, die ein Verfahren
veranschaulicht, durch das der VCR 113 von der STB 90 gesteuert
werden kann. Im ersten Schritt in diesem Prozess, dem Schritt 410,
empfängt
die STB 90 einen Befehl, um das Befehlsmenü für den digitalen
VCR 113 zu aktivieren. Im Schritt 412 veranlasst
in Reaktion auf diesen Befehl die STB 90, dass ein Steuermenü für den VCR 113 auf
der Anzeigevorrichtung 98 angezeigt wird. Als Nächstes wartet
der Schritt 414, bis der Betrachter einen Befehl für den digitalen
VCR 113 eingibt. Im Schritt 416 wird der Befehl
interpretiert und über
den Bus 96 an den VCR 113 gesendet. Im Schritt 418 bestimmt
der Prozess, ob für
den VCR 113 eine anhängige
Transportzustandsanforderung vorhanden ist. Wie im Folgenden beschrieben
ist, verwendet die STB 90 diese Transportzustandsanforderungen,
um den aktuellen Zustand des digitalen VCR 113 zu bestimmen.
Falls sich der Zustand des VCR, zurückzuführen auf den internen Betrieb
oder zurückzuführen auf
den Betrachter, der einen Befehl über die Frontabdeckung oder
die Fernsteuerung 92 eingibt, ändert, verursacht die anhängige Transportzustandsanforderung
den VCR 113, diese Zustandsänderung an die STB 90 zu
melden.
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Wenn
im Schritt 418 bereits eine Zustandsanforderung anhängig ist,
dann meldet der VCR 113 jede durch den Befehl, der im Schritt 416 ausgegeben
worden ist, verursachte Zustandsänderung.
Falls eine Zustandsanforderung im Schritt 418 anhängig ist,
wird folglich die Steuerung zum Schritt 422 übertragen,
um auf die Antwort zu warten. Wenn im Schritt 418 keine
Zustandsanforderung anhängig
ist, dann sendet im Schritt 420 der Prozess eine Zustandsanforderung
an den digitalen VCR 113. Im Schritt 422 wartet
der Prozess auf eine Antwort von der anhängigen Zustandsanforderung,
die anzeigt, dass eine Änderung
des Zustands des VCR 113 aufgetreten ist. Im Schritt 424 gewinnt
der Prozess die Zustandsänderungsinformationen
aus der Zustandsantwort wieder und aktualisiert die Anzeige. Der
Prozess sendet außerdem
im Schritt 424 eine neue Transportzustandsanforderung an
den digitalen VCR 113, um sicherzustellen, dass die STB
den aktuellen Zustand des VCR 113 aufrechterhält. Im Schritt 426 bestimmt
der Prozess, ob durch das VCR-Bedienfeld an der STB 90 ein
neuer VCR-Befehl eingegeben worden ist. Wenn ja, verzweigt die Steuerung
zum oben beschriebenen Schritt 416. Andernfalls durchläuft der
Prozess eine Schleife, bis eine Zustandsantwort vom digitalen VCR 113 empfangen
wird.
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Während 4 die
STB-VCR-Steuerung als einen einzigen nichtendenden Prozess zeigt,
wird erwartet, dass sie als zwei separate Prozesse einer gerichteten
Unterbrechung implementiert ist. In diesem Fall kann der erste Prozess
die Schritte 410 bis 420 enthalten, die aufgerufen
werden, wenn ein Anwender einen VCR-Befehl von der STB 90 eingibt,
während
der zweite Prozess den Schritt 424 enthalten kann, der
aufgerufen wird, wenn eine Zustandsantwort vom VCR 113 empfangen
wird.
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In
der beispielhaften Ausführungsform
der Erfindung kann das VCR-Bedienfeld für die STB so implementiert
sein, wie in 5 gezeigt ist. Das Bedienfeld 500 enthält ein Zustandsfenster 510 und
die Steuer-Schaltflächen
für das
Zurückspulen 512;
den Stop 514; den schnellen Vorlauf 516; das Abspielen 518,
die Pause 520; und das Aufzeichnen 532. Der Anwender
wählt eine
Schaltfläche
auf dem VCR-Steuermenü z.
B. unter Verwendung der Pfeiltasten auf der STB-Fernsteuerung 94 aus, wobei
er dann die Schaltfläche
durch das Drücken
der (nicht gezeigten) ACTION-Taste einrastet. Wenn eine Schaltfläche ausgewählt ist,
ist sie in Bezug auf die anderen Schaltflächen hervorgehoben. In 5 ist
die Pausen-Schaltfläche 520 hervorgehoben.
Ein Befehlsfenster 524 ist in der beispielhaften Ausführungsform
der Erfindung außerdem
vorgesehen, um den Betrachter über
die Schritte, die unternommen werden können, zu informieren, wobei
in diesem Fall die Pausentaste eingerastet werden kann, indem die
ACTION-Taste auf der STB-Fernsteuerung 94 gedrückt wird.
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Wie
in 5 gezeigt ist, wird, wenn das VCR-Steuermenü 500 angezeigt
wird, der aktuelle Zustand des digitalen VCR 113 im Zustandsfenster 510 gezeigt.
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Wenn
das Steuermenü nicht
angezeigt wird, kann es dennoch erwünscht sein, den Betrachter
zu benachrichtigen, wenn sich der Zustand des VCR 113 geändert hat.
In der beispielhaften Ausführungsform
der Erfindung wird dies über
die in 6 gezeigte VCR-Zustandsanzeige 600 ausgeführt. Die
Zustandsanzeige 600 enthält ein Anzeigeelement 610,
das die Informationen als den digitalen VHS-VCR betreffend identifiziert, ein
Fenster 612, das die gleichen Inhalte wie das in 5 gezeigte
Fenster 510 besitzt, und ein Zeitfenster 614,
das z. B. den aktuellen Zeitindex des Videobandes anzeigen kann.
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Die
in 5 gezeigte Steueranzeige blockiert einen relativ
großen
Abschnitt des Bildschirms. Obwohl dies nicht gezeigt ist, kann der
digitale Fernsehempfänger
90 außerdem
ein minimiertes Menü anzeigen.
Dieses Menü kann
aktiviert werden, indem im Menü des
VCR-Bedienfeldes vorgerückt
wird, bis eine (nicht gezeigte) Minimier-"Schaltfläche" ausgewählt wird. Wenn diese Schaltfläche aktiviert
wird, wird die in 5 gezeigte Steueranzeige eine
lineare Anzeige im untersten Teil des Bildschirms, die nur die Symbole
in den Schaltflächen 512, 514, 516, 518, 520 und 522 enthält.
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Die 5 und 6 sind
nützlich,
um den Betrieb der STB 90 beim Steuern des digitalen VCR 113 zu
beschreiben. In 5 hat der Betrachter das Steuermenü erscheinen
lassen und in einem vorhergehenden Schritt die Aufzeichnungs-Schaltfläche eingerastet,
um zu veranlassen, dass der digitale VCR das vorhandene Programm
aufzeichnet. Nach dem Empfangen einer Antwort im Schritt 422,
die anzeigt, dass der VCR aufzeichnet, gibt die STB im Schritt 424 einen
neuen Zustandsanforderungsbefehl aus. Einige Zeit später hat
der Betrachter das VCR-Steuermenü deaktiviert,
wobei der VCR, während
er aufzeichnet, auf das Ende des Bandes gestoßen ist. In diesem Fall ändert der
VCR unmittelbar den Zustand, um das Band zurückzuspulen. Diese Zustandsänderung
wird in Reaktion auf die anhängige
Transportzustandsanforderung an die STB gesendet. Die Antwort wird
im Schritt 422 empfangen, wobei der Betrachter über die
in 6 gezeigte Anzeige 600 über die
Zustandsänderung
informiert wird.
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Während die
Erfindung in Form einer beispielhaften Ausführungsform beschrieben worden
ist, wird erwartet, dass sie innerhalb des Umfangs der beigefügten Ansprüche praktiziert
werden kann.