CN1129309C - 将录像机编程数据装入电视信号的装置和方法 - Google Patents

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Abstract

提供了一种用于控制记录电视节目的装置和方法，在一个实施例中，用于控制记录电视节目的装置包括用于从电视信号源接收的电视信号中检索录像机识别符和录像机编程数据的装置(60)，用于确定检索的录像机识别符是否与该装置的第一识别符一致的装置(21)，用于当检索的录像机识别符与该装置的第一识别符一致时存储录像机的编程数据的装置(33)，以及用于使用存储的录像机编程数据控制记录的装置(21)。用于从电视信号中检索录像机识别符和录像机编程数据的装置包括垂直消隐间隔解码器。

Description

将录像机编程数据装入电视信号的装置和方法
本发明一般涉及电视和录像机，特别涉及对录像机编程以便控制电视节目的记录。
录像机(VCR)具有许多用途，其中包括播放摄像机摄的磁带、播放预先录制的磁带以及记录和播放广播电视节目和有线电视节目。
为对录像机编程以便自动录制电视节目，通常需要两步操作：(1)从电视节目预告中得到正确的频道、日期、时间和长度(CDTL)信息，以及(2)按该CDTL信息对录像机编程。根据VCR的制式、年代和类型，CDTL信息可用不同的方式编程，其中包括：(i)按照说明书中的指示，按控制板上一系列合适的键，(ii)按照说明书中的说明，按遥控器上的一系列合适的键(遥控编程)，以及(iii)按照电视屏幕上显示的菜单按手持遥控单元上的一系列的键(屏幕编程)。其它用定时器编程的技术还有：(iv)使用光笔读入某一条形码信息(光笔编程)，以及(v)通过计算机或电话的调制解调器输入指令。这些方法的区别仅在于输入信息的物理装置不同，而内容例如CDTL、电源/时钟/定时器通断指令一般是相同的，尽管具体协议可能随VCR的制式而不同。上述的方法(i)和(ii)可能需要多达100次的键击，这妨碍了VCR定时器编程功能的方便使用。为克服这一缺点，新式的VCR已经包括有“屏幕编程”功能，从而能够根据电视屏幕上显示的菜单遥控输入CDTL信息。一般CDTL的屏幕编程平均大约需按18次键，这比先前的方法少，但仍很厌烦。一些其它技术例如上述的“iv”则要求使用专用设备，例如条形码阅读器。
总的说来，上述方法有若干缺点。首先，预先设定VCR使其自动记录的步骤十分麻烦复杂难于掌握；事实上，许多VCR用户因此而不使用定时器编程记录。第二，对于VCR进行的CDTL信息转录很难没有错误；实事上，许多VCR定时编程的用户对编程错误的高发生率表示极大关注。第三，即使对于有经验的用户，输入关于所需节目的频道、日期、时间和长度的一长串信息也是很麻烦的。第四，一些技术例如读条形码和使用计算机需要用专门设备。这些缺点已妨碍了VCR作为电视节目记录装置的应用。其结果是使得节目的时间变动还未达到预想的程度。
如美国专利US5,335,079，申请日为94年8月2日中所述的方法，已经大大简化了自动记录一个或几个所选节目的编程，在此将其作为参考。该专利中披露了在节目表中公布和节目有关的频道、日期、时间以及节目长度的压缩码，并由用户把该压缩码输入一个能对压缩码解码的装置，例如遥控器或VCR。得到的CDTL信息被存储并用来在合适的时间接通VCR以选择规定的频道。
本发明的目的在于提供一种用于控制录像机记录电视节目的装置与方法。
本发明的另一个目的在于提供一种用于广播录像机编程数据的装置与方法，所述数据只控制特定录像机进行记录。
本发明的另一个目的在于为用户提供一种用于实现VCR定时器编程或VCR编程的简单的系统。
按照本发明，提供用于控制记录电视节目的装置与方法。在其中的一个实施例中，所述装置包括用来从电视信号源接收的电视信号中检索录像机识别码和录像机编程数据的装置，用来确定检索的录像机识别码是否和装置的第一识别码匹配的装置，用来当检索的录像机识别码和装置的第一识别码匹配时存储录像机编程数据的装置，以及用于使用存储的录像机编程数据对记录进行控制的装置。用于从电视信号中检索识别码和录像机编程数据的装置包括垂直消隐间隔解码器。
本发明的其它目的和许多附加的特点通过参考以下结合附图的说明更容易理解，附图中相同的标号表示相同的部件。
图1是按本发明的盒式磁带录像机的方块图；
图2是常规电视的隔行光栅扫描形式的示意图；
图3是电视视频信号和数据发送系统的功能方块图；
图4是场1和场2的垂直消隐间隔(VBI)行的定时图；
图5是用于在VBI中发送数据的标准数据格式(1X)的定时图；
图6用于在VBI中发送数据的加速的数据格式(2X)的定时图；
图7是按照本发明的电视日历部分；
图8是按照本发明的压缩码解码技术的流程图；
图9是按照本发明的压缩码编码技术的流程图；以及
图10-13是按照本发明的用于控制电视节目记录的方法的流程图。
参见附图，其中图1是使用目录提供记录的节目的索引的盒式磁带录像机10的方块图。索引VCR10包括具有目标控制器功能30的盒式磁带阅读器/记录器(VCR)功能。VCR10的外部是电视监视器50和遥控器75。VCR使用许多不同记录技术中的任何一种技术，例如BETA，VHS，Super VHS，8mm，VHS-C或任何其它通用技术。盒式磁带40是常规的盒式磁带，具有位于盒40a或磁带壳(以后称为盒)内并在送带轴40b和收带轴40c之间传送的磁带42。虽然对于不同的记录技术盒的尺寸和设计不同，但录到磁带本身上的基本信息是相似的。常规VCR的技术和操作在本领域中是熟知的。
索引VCR10具有按钮控制板3，其上列有一些控制按钮，包括用于控制VCR的操作的LOAD 3a，PLAY 36，STOP3c，RECORD 3d和EJECT3e。LOAD钮3a是可选择的，在自动装载的机器上不使用。VCR控制逻辑电路21接收来自按钮控制板3的控制信号，并通过向电机与机械控制逻辑电路5、视频逻辑电路7、位置逻辑与计数器电路9以及控制与音频磁道头逻辑电路11和目录控制器30的微处理器31发出控制信号控制VCR的全部操作。
电机和机械逻辑电路5控制盒40的装入与排出，还在记录、读出(重放)、快进与重绕期间控制视频带41在盒40内的运动。视频逻辑电路7在磁带42记录或重放视频信号时控制视频读/写头鼓13的操作。电信号使用线圈14在视频逻辑电路7和视频头鼓13之间进行磁耦合。位置逻辑与计数电路9通过盒带运动检测器22监视带的运动并产生代表磁带位置的信号。控制与音频磁道头逻辑电路11通过写头19、读头17和擦除头15控制磁带42的控制或音频磁道上的信号的写、读与清除。
目录控制器30包括微处理器控制器31、随机存取存储器(RAM)33和目录输入/输出显示与控制屏32。最好微处理器控制器31包括集成电路微处理器、程序存储器31a，例如只读存储器(ROM)，用于存储实现本发明的方法的控制程序，以及时钟31b，用于产生提供时间和定时功能的时钟信号。可通过本领域中已知的方式使用目录输入/输出显示与控制屏32设定时间。微处理器控制器31控制目录控制器30的操作并和VCR控制逻辑电路21接口以执行为读、更新和写目录所需的功能。微控制器处理器31在索引VCR10中完成全部索引功能和人机接口与解释(例如制表、缩排、屏幕格式、属性)。
RAM33是常规的随机存取半导体存储器，直接和微处理器控制器31连接。RAM33最好是非易失存储器。或者，RAM33具有备用电池。备用电池应该在停电之后的一段预定时间例如7天内保持存储器的内容。如果索引VCR使用磁带上存储的自动备份，则可以缩短该保持时间。RAM33的一部分，图中示为系统数据33b，用来存储微处理器控制器31的系统软件。RAM33也用于存储节目目录33a。RAM33的容量由制造者任意确定。不过，RAM33最好可以存储至少400盘磁带的目录。因而，RAM33最好至少具有256×103位以便足够存储。通过使用已知的数据压缩技术可以增加RAM33的有效存储容量。在RAM33中记录的数据可以被编码或加密。
目录输入/输出显示与控制屏32具有字母数字键32a和特殊功能键，例如SEARCH键32b，用来命令在目录32a和磁带42上检索数据，MODIFY键32c，用来修改或删除RAM33中的目录信息，以及ENTER键32d，用来输入节目目录信息。如果不提供特殊功能键，这些功能可以通过在字母数字键32a上输入预定顺序的普通键起动。
显示器32e是常规的液晶显示器或其它类型的显示器，用来显示在键盘32a上输入的数据和存储在RAM33中的目录或其它信息。或者，这些数据可以显示在电视机屏幕50a上。存储在RAM33中的目录信息由微处理控制器31处理。
VCR10另外还包括和VCR控制逻辑电路21以及和字符发生器只读存储器(ROM)25相连的字符发生器电路23。字符发生器是已知技术。一般字符发生器ROM25存储代表许多字母数字字符的象素或位模式的数据表，例如罗马字母和阿拉伯数字。数据VCR控制逻辑电路21和字符发生器电路23的指令，字符发生器ROM25中的数据被读出并作为输出信号送到例如电视50用于视频显示，其显示位置由微处理器控制器31产生的坐标确定，或把这些字符送到显示器32e。这样在显示屏上便得到可见的字母数字字符。
如图1所示，垂直消隐间隔(VBI)信号解码器60和调谐器61的输出相连，调谐器61接收来自天线63、有线电视信号源64或卫星接收机系统的广播TV信号。垂直消隐间隔(VBI)是在电视上的电子束从屏幕的底部到顶部回扫的时间。在这个间隔内，视频信号不在屏幕上显示，这样，在垂直消隐期间便可发出信息。VBI解码器60对在VBI内接收的视频信号的数据进行解码。
可在VBI中编码的目录数据由VBI解码器60检索，提供给目录控制器，存储在RAM33中。例如，目录数据可以包括程序名和程序类型。注意目录数据也可以通过键盘32a输入到RAM33。
解码信号线65从VBI解码器60接至VCR控制逻辑电路21。微处理器控制器31命令VCR控制逻辑电路21在RAM33存储的程序的控制下在目录33a中存储解码的目录数据。目录数据可在电视机50或显示器32e上显示。
使用目录数据检索在磁带41上存储的节目在申请日为1993，12，30的US专利序列号No.08/176,852的专利中有说明，该专利全文在此列为参考。
VBI解码器60也可以用于检索录像机标识符和来自调谐器61由VBI解码器60接收到的电视信号的录像机编程数据。用户可以输入并在RAM33中存储录像机标识符，例如图1中存储的录像机标识符90所示。输入的录像机标识符90和从电视信号中由VBI解码器60检索到的录像机标识符比较，如果两者一致，则由VBI解码器60从电视信号中检索到的录像机编程数据在VCR控制逻辑21和微处理器控制器31的控制下存入RAM33，如所存储的录像机编程数据92所示。录像机编程数据包括要被记录的节目的频道、日期、时间和节目长度。在VCR10中的时钟42指示日期和当日时间。例如日期可以是1994年8月3日，时间可以是下午三点。
录像机编程数据92用于控制由VCR录制编程数据的节目。当录像机编程数据中的日期和时间和时钟的日期和时间一致时，录相机编程数据中的频道用于把调谐器61调谐到合适的频道，然后由录像机开始记录。当记录持续的时间等于录像机编程数据中的节目长度时，则结束对该节目的记录。
VCR10还包括下面将要说明的压缩码解码器80。简明地说，压缩码解码器可以对压缩码解码，所述压缩码代表要被记录的节目的频道、日期、时间和节目长度，码的长度是经压缩的。检索的录像机数据可以包括压缩码。当VBI解码器60检索到压缩码时，压缩码被VCR控制逻辑21送到压缩码解码器80，以便将压缩码解码成为频道、日期、时间和节目长度，然后把它们存储在RAM33中，如存储的录像机编程数据92所示。然后，频道、日期、时间和节目长度以上述方式用于控制VCR10记录节目。
压缩码解码器可以按照时钟42进行解码。通过使压缩码根据时钟解码，使用于对压缩码解码的算法与时间有关，因此更难推导得出。
由调谐器61接收的电视信号被在不同的VCR中的许多这种调谐器接收，因为通过天线63、有线TV信号源64或卫星接收机系统接收的电视信号是向许多接收机广播的。伴随电视信号发出的、插入电视信号的垂直消隐间隔中的录像机标识符作为由广播的录像机标识符标识的特定VCR或其它设备的专用地址。
为了使用户从电台或有线TV源广播的电视信号中获得录像机编程数据，用户与电台代理商通话，把其录像机的识别符通知代理商。用户也可以标识要被记录的节目或用于选择要记录的节目的选择准则。代理商可以是一个实际的人，他回答电话然后向计算机输入数据。或代理商的功能可以自动完成，用户可以通过按键电话输入所需数据。然后在远方的计算机可以用来把标识的节目或节目选择准则转换成一组或几组频道、日期、时间和节目长度(CDTL)数据。计算机和电台联系，电台可以把录像机标识符和一组要被记录的节目的CDTL数据插入发送的TV信号的垂直消隐间隔中。
代替产生一组频道、日期、时间和节目长度(CDTL)数据，计算机也可以产生一组压缩码，每个压缩码是由组合在一起的频道、日期、时间和节目长度数据在长度上加以压缩而形成的。
有足够的可用带宽可用来在发送的TV信号的垂直消隐期间插入来自许多用户的请求。所需要作的是要在需要记录的节目广播之前为具体用户发送数据。如果许多用户要求使录像机编程数据通过在广播电视信号的垂直消隐间隔中插入的数据装入他们的VCR中，那么为一个用户进行录像机识别符和录像机编程数据的插入后，为下一用户执行相同的步骤并且一直如此进行下去。假定VCR10总是接通的，使得每当发送插入垂直消隐间隔中的具有录像机识别和录像机编程数据的信号时，VCR10总是已准备好使用VBI解码器60检索这些数据。
VCR10可以包括用于产生录像机标识符的随机数发生器94，而不用用户向VCR10输入录像机识别符并将其存储在RAM33中(如录像机识别符90所示)，并然后呼叫代理人，通知他当发送用于用户的VCR的录像机编程数据时需使用的录像机识别符。用随机数发生器94产生录像机识别符可以减少任何两个用户对其VCR10选择相同的录像机识别符的几率。随机数发生器94产生一个随机数，然后在目录显示器32e上对用户显示或者在电视机50上对用户显示。然后，用户读出该随机数，并呼叫代理人，把随机数给代理人，用作录像机识别符。与此同时，在随机数发生器94中的当前的随机数被存储在RAM33中的录像机识别符90的位置。当已经给予代理人的随机数被插入广播电视信号的垂直消隐间隔中时，VCR10就使用VBI解码器60提取随机数，并将它与RAM33中存储的录像机识别符90比较，如果两者相同，则VCR控制逻辑就知道和这个随机数一道发出的编程数据是用于这一VCR的。然后VCR控制逻辑输出由VBI解码器60提取的录像机编程数据，并将其存储在图1所示的RAM33中。
重要的是由一个VCR产生的随机数和由另一个VCR产生的随机数不同，使得每个VCR具有唯一的录像机识别符。在用于产生随机数的一种实施例中，在VCR中提供有第一12位计数器和第二12位计数器。在VCR接通时，两个计数器开始对时钟脉冲计数。当用户按遥控器上的第一键然后按第二键(它们可以是同一个键)时，第一12位计数器然后是第二12位计数器分别停止计数。然后把两个12位计数器的计数组合成一个24位录像机识别符。因为计数器是非常快的，并且按第一和第二键的时间是非常随机的，所以录像机识别符具有充分的随机性；从而使得两个VCR具有同一个录像机识别符的几率只有大约16×106之一。
下面详细说明录像机识别符和录像机编程数据是如何插入广播电视信号的垂直消隐期间的。首先说明一下垂直消隐间隔本身的情况。
在阴极射线管(CRT)型视频装置例如电视机中的视频图象是通过电子束沿预定的行的图形扫描屏幕而产生的。每当所有行被扫描一次，便叫做产生了一帧。在一种实施方式中，例如美国使用的，每秒扫描30帧。每个电视帧包括525行，分成两个独立的场，叫做场1(奇数场)和场2(偶数场)，每场有262.5行。因而，这些奇数场和偶数场以60Hz交替地发送。奇数场的行和偶数场的行互相交错，从而在叫作隔行扫描的处理中以每1/30秒产生完整的525行的一帧。国际上使用的另一个标准是使用625行的信息，每秒50场，隔行扫描312行和313行。在美国使用的525行的标准中，在电视屏幕上大约显示480行。
现在参看图2，其中示意地表示在一般电视接收机上的隔行扫描图形100，电子束从左上开始横扫屏幕(图2中的场1行22)。在完成第一行的扫描之后，在称作水平消隐间隔的期间内，电子束返回左侧，然后沿着平行于前一行但较低的另一行重复扫描(图2中的场1行23)。扫描继续沿着这些行进行，直到电子束到达屏幕的底部，(行263，场1)为止，完成了由这些行102组成的场1。
电子束从屏幕的底部中心返回顶部，开始从屏幕的基本中心处沿场2的行104扫描，场2的行和场1的行是交错的。这不是一种从底部到顶部的瞬时跳跃，而是需要一段扫描21个水平行所需的时间。这些行106是场2的行1到21。场2的行21的第二个半行(图2中所示行284)被显示。然后场2的行285到525被扫描以完成场2。当电子束达到底部屏幕的右角时，便形成了一帧图象。然后电子束回到顶部，并且垂直消隐间隔的这些行108编号为场1的1到21行。在北美广泛使用的NTSC协议中，每场含有262.5水平行一对场构成一个525行的视频帧并在电视屏幕上形成一个瞬时视频图象。
在场之间电子束从屏幕底部回到顶部的这段时间内，不发送电视图象信号，因为此时不在屏幕上产生任何象素。这个时间间隔一般被叫作垂直消隐期间(VBI)。其持续时间一般为电子束横扫屏幕一次所用时间的21倍。换句话说，VBI的持续时间等于电子束扫描21行的时间并被分为21行。在隔行扫描中，VBI用与其对应的场识别。使用在每个VBI中有21行和NTSC标准的装置和方法是本领域中熟知的，因此不再详细说明。
因为在垂直消隐期间在显示器上不产生图象，因此不需要由广播信号携带图象信息。因而，VBI被用于从电视网或电视台向观众传输辅助信息。例如，和电视节目配合的闭路字幕数据作为编码的合成数据信号在VBI行21标准的NTSC电视信号的场1中发送，如图4所示。
每场的VBI的行1到行9被用于垂直同步和后均衡脉冲。这样，行10到21可用于辅助信息。
图3是数据传输系统的功能方块图。这里使用的术语“广播”和“传输”可互相交换，都是指通过电缆或光纤和与卫星之间通过空中进行的信号传输。网络首端(Network head end)10001发送包含在其一部分一般是垂直消隐期间插入的信息的合成电视信号给卫星10002，所述卫星向本地联播电台10003转播所述信号。联播电台10003可以在接收的电视信号的垂直消隐期间再次插入数据，并向本地电缆首端(local cablehead end)发送所述信号。电缆首端10004接收来自多个源的(包括卫星)电视信号，并可以在任何电视信号的垂直消隐间隔再插入数据。来自多个源的信号被合成为合成电视信号，被放大之后通过电缆提供给多个接收机10005，其中可以包括电视机、电缆箱、VCR和卫星接收机。此外，各个接收机10005可以直接从本地联播电台10003通过空中接收信号，其中可以使用卫星10002或电缆。
具体地说，网络首端具有磁带录像机(VTR)10006，用来向插入器10007提供节目信号。控制器10008也在首端控制从一个托架中(一种具有许多盒式磁带的机构，磁带盒由一自动臂从存储位置取出并插入录像机，反之亦然)按时装载磁带。此外，控制器10008控制在实况广播期间(例如新闻广播期间)的舞台照明。控制器10008一般是基于微处理器的系统。通信计算机10009控制播放每段磁带的精确定时并控制在各段之间插入商业广播以及控制不同节目间的转换。一些网络首端具有通信计算机10009和控制器10008。控制器10008向插入器10007提供数据和命令。通信计算机10009向控制器提供数据和命令，如果有控制器的话。否则，通信计算机10009就直接向插入器10007提供这些信号。插入器10007在合成电视信号的垂直消隐期间插入数据，如下所述，并且向发送机10010提供电视信号，发送机10010接着用微波载波向卫星抛物面天线(dish)10011提供电视信号，向卫星10002发送。
卫星10002发送收到的信号，该信号被卫星抛物面天线10012在联播电台10003接收。抛物面天线向本地联播电台10003的站插入器10013提供信号。联播电台也按下面将要说明的方式在合成电视信号中插入数据。电视信号然后被提供给发送机10014，然后送到发送天线10015。
本地电缆操作器10004具有许多卫星抛物面天线10016和其他天线10017，用来接收来自多个网络10001和联播电台10003的信号。从每个抛物面天线10016和其他天线10017收到的信号被送到多频道插入器10018的各自的输入端，插入器可以在收到的信号的垂直消陷隐期间插入数据。从插入器10018输出的多频道输出在放大器10019中被放大，并通过电路10020送到各个接收机10005。或者，接收机10005可以通过天线或卫星接收机接收广播信息。
每个接收机10005包括VBI解码器，它可以包括VBI限幅器和闭路字幕解码器，所述解码器扫描场1和场2的VBI行10-21。此外，可以使用在每个视频帧内用于VBI数据的开始的少数可视行，例如行22-24。行1到9一般用于垂直同步和均衡，因而不能用来发送数据。闭路字幕和文本形式数据一般在标准的NTSC电视信号的场1，在VBI行21上以每个场1的VBI行21两个字节的速率被发送，如图4中闭路字幕数据112所示。文本形场用文本填满整个屏幕。缺省状态是一种可扩展的状态，其中一页首先被填满，然后被上翻。这些数据的接收者不对数据进行控制。扩展的数据业务(EDS)数据可在场2的VBI行21上被发送，如图4的EDS数据116所示，其速率为每个场2的VBI行212字节。
通过背景，垂直消隐间隔内的数据可以根据波形、其编码以及数据包描述。闭路字幕数据波形呈进入的时钟脉冲，后面跟随着帧代码，再后面是数据。数据的编码是不归零(NRZ)7位奇数奇偶校验。
根据1993年6月生效的强制性的FCC要求，13”和大于13”的彩色电视机必须提供闭路字幕解码器。字幕数据解码在下列文献中有说明，在此列为参考：Title 47，Code of Rederal Regulations，Part15，GEN.Docket No.91-1；FCC 91-119；“CLOSED CAPTIONDECODER REQUIREMENTS FOR THE TELEVISION RECEIVERS”；Title 47，C.F.R.，Part 73.682(a)(22)，Caption Transmissionformat；Title 47，C.F.R.Part 73.699，figure 6；“TELEVISIONSYNCHRONIZING WAVE FORM”；Title 47，C.F.R.，Part 73.699，figure17a；“LINE21，FIELD1 DATA SIGNAL FORMAT”；以及PBSEngineering Report No.E-7709-C，“TELEVISION CAPTIONING FORTHE DEAF：SIGNAL AND DISPLAY SPECIFICATIONS”。
按照在Recommended Practice for Line 21 DataService，Electronics Industries Association.EIA-608(drafts October12，1992 and June 17，1993)(以后称为“EIA-608”标准)中提出的扩展数据业务(EDS)，这里提出作为参考的主题是附加数据在场2的垂直消隐间隔的行21提供。这个建议包括两个闭路字幕场、两个文本方式场和扩展的数据业务。扩展数据除了其它信息还包括节目名称、节目长度、演出时间、频道号、网络联播、站呼叫字母、UCT(世界协调时间)时间、时区、和夏令时间。在网络上游，网络插入节目名称、播放长度、播放时间、网络联播和UCT时间·在下游联播电台，联播电台插入频道号、时区、夏令时间和节目名称。网络插入对于不同联播电台相同的数据。
数据以分组的形式发送。在EIA-608中提出了6类分组，其中包括：(1)“当前”类，用于规定当前被发送的节目；(2)“将来类”，用来说明以后要发送的节目；(3)“频道信息类”，用来说明关于发送频道的非节目的特定信息；(4)“其它类”，用于说明其它信息；(5)“公共业务类”，用于发送公共业务性质的数据或信息，例如天气预报信息；以及(6)“保留类”，留作将来定义。
由各个插入日插入电视信号中的数据包括闭路字幕数据和EDS数据。也可以包括其它数据例如编程数据，它可以是频道、日期、当日时间和节目长度(CDTL)或代表CDTL的压缩码如图4中的数据114所示。正如将要说明的那样，这数据被插入节目视频部分中。这些数据可以被插入一场或两场的行10和行20之间的任何VBI行中。例如可以插入场2的行20中，如图4的数据114所示。数据可以以闭路字幕速率(1X格式)或以2倍的闭路字幕速率(2X格式)插入VBI中，这在下面将要进一步说明。
数据可以从本地终端10021手动地输入。本地终端10021可用于预先确定、调用或编辑消息。终端10021一般包括计算机，此外可用调制解调器10022对插入器10007提供数据。数据可从远方例如电视节目指南发行者或网络首端手动地或自动地提供。插入器10007的输出是具有插入的数据的合成电视信号。
NTSC制式中电视信号的定时是公知的。如上所述，垂直消隐间隔是从屏的底部到屏的顶部的返回之间的时间。在此期间虽然无视频信号显示，但仍然提供水平同步脉冲。标准的数据传输速率按EIA-608标准中的规定。
如图5所示，水平同步脉冲120后面是彩色同步脉冲信号122，对于闭路字幕和EDS数据，时钟脉冲输入周期124跟随着彩色同步脉冲，时钟脉冲124之后是帧代码126。时钟输入是“10101010101”，帧代码是“01000011”。两数据字节128和130在每个VBI行内被发送。每个字节包括奇偶校验位共8位。这种格式叫作标准数据速率格式(或1X格式)。VBI行中的每个字节设置成第一位是最低有效位。最后位为奇偶校验位，用于检查错误。发送的数据的每个字节在接收时进行奇偶校验。1X格式是用于在场1的VBI行21发送闭路字幕的格式，如图4的闭路字幕数据112所示。它也是在场2的VBI行21内发送EDS数据所用的格式，如图4的EDS数据116所示。
图6所示的一种加速数据格式(2X格式)使用两倍于1X格式的位速率，从而在每个VBI行提供4字节。时钟输入144的位序列是“10101010”。帧代码146是“10011101101”。4个数据字节148、150、152和154在每个VBI行被发送。2X格式可用于发送图4中的数据114。
现在已经说明了在垂直消隐期间插入录像机识别符和录像机编程数据的方式，下面说明使用压缩码代表CDTL信息。
图7表示具有压缩码的电视日历300。例如，对于SportsRetrespective频道18，6：00p.m的压缩码是68713。对于在Nickelodeon的比赛Double Dare的压缩码为29225。电视日历具有年月日部分302、星期部分304、每日的时间部分306、频道识别部分308和节目识别部分310，其中包括以电视指南出版物中通用的方式排列的节目名。和每个频道识别符相关设置的是压缩码指示312，它是代表要记录的节目的频道、日期、每日中的时间和节目长度的组合的并在长度上被压缩的压缩码。通过垂直消隐间隔装入录象机编程数据可以使用户即使离开家时也能对VCR编程。用户可以查看在如图7所示的电视日历中的节目，选择他想要记录的节目。然后用户可以呼叫代理人，给出他的录像机识别号，并说明他想要录制的节目。用户可以把CDTL信息给代理人或把压缩码(例如压缩码312)给代理人。然后，只要录像机具有插入其中的空白磁带，VCR便可以通过在垂直消隐间隔内装入录像机编程数据加以编程，然后在规定时间规定的频道上录制节目。
下面说明用于把压缩码解码成CDTL数据的方法。也说明一种用于把CDTL数据编码成为压缩码的方法。
图8是一种最佳的压缩码解码技术的流程图。为了理解压缩码的解码，最容易的是，首先解释压缩码编码技术，图9是它的流程图。然后再说明作为压缩码编码的反操作的压缩码解码技术。
压缩码的编码可以在任何计算机上在准备任何可能包括压缩码的节目指南之前进行。对于每个要印在指南上的节目，在步242输入频道、日期、时间和长度(CDTL)码244。在步246分别从优先权矢量存储器222中读出频道、日期、时间和长度的优先权，它们可以被存储在只读存储器中。优先权矢量存储器222包含4个表：优先权矢量C表224、优先权矢量D表226、优先权矢量T表228和优先权矢量L表230。
频道优先权表被排序，使得最频繁使用的频道具有低的优先权号。下面说明一个处于优先权矢量C表224中的数据的例子。频道  4    7    2    3    5    6    11   13…优先权0    1    2    3    4    5    6    7…
一般一个月中的各日都具有相等的优先权，因此在优先权矢量D表中可以将一个月中低号的日子和低号的优先权相应，如下面的例子。日期  1    2    3    4    5    6    7    8…优先权0    1    2    3    4    5    6    7…
开始时间的优先权应当如此设置，使得最初时间(prime time)应当具有低的优先权号，在夜间寂静时间的节目应具有高的优先权号。例如，优先权矢量T表应当含有：时间      6：30pm    7：00pm    8：00pm    7：30pm…优先权    0          1          2          3…
下面是一个位于优先权矢量L表230中的数据的例子：节目长度 0.5    1.0    2.0    1.5    3.0…优先权   0      1      2      3      4…
假定频道、日期、时间、长度(CDTL)244数据是5 10 19.001.5，代表频道5，当月的10日，7：00PM，和1.5小时的长度，那么对于上述例子的作为查看对于频道、日期、时间和长度优先权表224、226、228和230(图9)的结果的Cp，Dp，Tp，Lp数据248将是4913。步250把Cp，Dp，Tp，Lp数据转换成二进制数。在每个转换中的二进制的位数由有关组合的数量确定。对于Cp的7位，可以表示为C7C6C5C4C3C2C1，将提供128个频道。对于Dp的5位，可以表示为D5D4D3D2D1，将提供一个月中的31天。对于Tp的6位，可以表示为T6T5T4T3T2T1，将提供每天24小时的每半小时共48个开始时间。对于长度为4位，可表示成L4L3L2L1，将以半小时的步长提供长达8小时的节目长度。总共具有7+5+6+4＝22位的信息，相应于2**22＝4，194，304种组合。
下一步220要使用位分级结构关键字(hierarchy key)，它们可被存储在记录22位的只读存储器中。位分级结构关键字220可以是22位的任何顺序。例如，位分级结构关键字可以是：
L8C3…T2C2T1C1L1D5D4D3D2D1
2221…10 9 8 7 6 5 4 3 2 1
位分级结构关键字理想的排序是使得最容易成为定时器编程的对象的节目应该具有低值的二进制数，应该消除用击键对最流行节目的编程。因为所有的日期信息具有相等的优先权，所以首先是D5D4D3D2D1位接着使用T1C1L1，因为对于无论哪个日期都必需有时间、频道和长度，而在每种情况下由于在优先权矢量存储器222中的优先权矢量的排序规律，T1C1L1的概率最大。分级结构关键字中的下一位由各种组合的差分概率确定。为进行这一计算，必须知道所有频道、时间和长度的概率。
例如，对于频道的概率可以是：频道      4    7    2    3    5    6    11    13…优先权    0    1    2    3    4    5    6     7…概率(％)  5    4.3  4    3    2.9  2.1  2     1.8…
对于时间的概率可以是：时间      6：30pm    7：00pm    8：00pm    7：30pm…优先权    0          1          2          3…概率(％)  8          7.8        6          5…
对于长度的概率可以是：节目长度(小时) 0.5    1.0    2.0    1.5    3.0…优先权         0      1      2      3      4…概率(％)       50     20     15     5      4…
上述的与每个频道、时间和长度对应的几率被用于确定合适的排序。因为优先权矢量表已经按最通用的频道、时间和长度排序，所以对于一个表的各个二进制位之间选择(例如在C7C6C5C4C3C2C1位之间选择)的顺序便是已知的应当首先选择C1位，因为作为最低的二进制位，它表示了在频道优先权表中的头两项之间选择。然后选择C2位，如此等等。类似地，T1位和L1位应当在任何其它的时间与长度位之前使用。C1，T1，L1和D5D4D3D2D1的组合应当被首先使用，从而使得所有信息可为频道、日期、时间和长度利用。D5D4D3D2D1这几位是都要使用的，因为日期位都具有相等的优先权并且都需要说明日期，即使某些位是二进制的零。
至此位分级结构关键字可以是：
T1C1L1D5D4D3D2D1
第一个频道二进制位C1本身只能在21＝2个频道之间选择，并且头两个频道分别具有5％和4.3％的概率。因此C1的差分概率是9.3。类似地，T1的差分概率是8+7.8＝15.8，L1的差分概率是50+20＝70。如果严格遵循地位分级关键字的排序规则，则位分级关键字的头8位应该排序如下：
C1T1L1D5D4D3D2D1，
因为L1具有最高的差分优先权(differential priority)，因此它应当是D5之后的下一个最高有效位，其后是作为下一个最高有效位的T1，并且然后C1作为下一个最高有效位。注意位分级关键字从最低有效位D1开始，然后是最高差分概率位。这是为了对流行节目构成最紧凑的码。
到此为止在编码过程中的问题是，在分级结构关键字：T2，C2或L2中哪个应当是下一个最高有效位。这再次由差分概率确定，可以从上面的表中对于每一位进行计算。因为我们涉及的是二进制的位，C2与C1结合，在22＝4个频道之间选择，或比单独根据C1选择多2个频道。然后对于C2的差分概率是这两个附加频道的附加概率，例如等于4+3＝7。按类似方式，C3与C1、C2结合，在23＝8个频道之间选择，或比C1和C2的组合多4＝2(3-1)个频道。因此C3的差分概率是这4个附加频道的附加概率之和，例如是：2.9+2.1+2+1.8＝8.8。按类似方式，T2和L2的差分概率可被计算，分别等于6+5＝11和5+15＝20，一旦计算出所有的差分概率，则下一步便确定这些位的哪种组合是更可能的。
现在对于上面的例子确定在T2与C1L1、C2与T1L1或L2与T1C1的组合中哪一种更可能的。这将确定关键字中的下一位。因此，在11×9.3×70＝7161；7×15.8×70＝7742；以及20×15.8×9.3＝2938.8中确定哪一个最大？在这种情况下，具有最大概率的组合是7×15.8×70＝7742，它相应于C2与T1L1的组合。因此，C2被选择作为位分级关键字中的下一位。
以同样方式选择下一位：哪种组合是更可能的：C3与T1L1；T2与C1或C2和L1；还是L2与C1或C2和T1。对于所示的例子，可计算出这三种组合的概率分别为；8.8×15.8×70＝9732.8；11×(9.3+7)×70＝12551；20×(9.3+7)×15.8＝5150.8。在这种情况下，具有最大概率的组合是11×(9.3+7)×70＝12551，它相应于T2与C1或C2和L1的组合。因此，选择T2作为位分级关键字中的下一位。对所有差分概率重复这个过程直到求得全部关键字。或者，位分级关键字可以是这些位的某一任意的序列。也可以使优先权矢量互相相关，例如使长度优先权矢量依赖于不同的频道组。另一种技术是使位分级关键字220和优先权矢量表222与时钟42有关，如图9所示，这使得这种关键字(因此编码技术)要复制或拷贝非常困难。
例如，可以根据时钟对位分级关键字220中的日期位加密。根据时钟改变这些日期位的顺序不会改变位分级关键字在减小最流行的节目的二进制位数上所起的作用，因为日期位的优先权都是相等的。这可以通过例如每天或每周简单地交换D1和D5的位置来实现，因而位分级关键字会在以下两种之间来回转换：
…C1T1L1D5D4D3D2D1和
…C1T1L1D1D4D3D2D5。
虽然根据时钟对位分级关键字进行其它加密也是可能的。
优先权矢量表也可以根据时钟加密。例如，在优先权矢量表中的头两个频道可以定期地交换。如果使用这一技术，则图9中的248的Cp应该根据时钟42变化，例如：频道  4    7    2    3    5    6    11    13…优先权0    1    2    3    4    5    6     7…
将周期地定为：频道  7    4    2    3    5    6    11    13…优先权0    1    2    3    4    5    6     7…
这应该是相当难解的加密技术，因为如果要使用这头两个频道，一个原本正确的解码器就不能正确地进行解码。用其它的时钟相关为编码技术提供加密也是可能的。
当得出位分级关键字220之后便进行存储。在步254，二进制位的Cp，Dp，Tp，Lp按照位分级关键字220重排，从而产生一个22位的二进制数。然后把所得的22位二进制数在把二进制数变为十进制压缩码的步256中转换成十进制。这样便得到压缩码258。
如果优先权矢量和位分级关键字和一般居民的观看习惯非常一致，则可以期望最流行的节目所需的压缩码不会多于3或4个数字。
以上说明了编码技术，而解码技术刚好是它的反操作。这按照图8的流程图进行。
在第一步202输入压缩码204。接着在步206把压缩码204转换成22位二进制数。然后在步208按照位分级关键字220对这些位重新排序，获得重排的位210。然后在步212对这些位分组并转换成10进制形式。到此为止得到Cp，Dp，Tp，Lp数据214，这是优先权矢量表的索引。对于上面的例子，我们在这一步应得到矢量4913。然后在步216这Cp，Dp，Tp，Lp数据214被用于在优先权矢量存储器222中查找频道、日期、时间和节目长度。对于上例的CDTL218是5 10 19：00 1.5，意味着5频道，当月10日，7：00PM，长度为1.5小时。
如果编码技术是时钟的函数，那么也需要解码方法是时钟的函数。可以使位分级关键字220和优先权矢量表222是时钟42的函数，如图8所示。这又一次使得关键字(因此编码技术)被复制或拷贝非常因难。也可以使解码和编码技术依赖于任何其它预定或可预编程的算法。
图10至图13是按照本发明用于控制电视节目的录制的方法的流程图。图10是用户建立在垂直消隐期间上级装入信息和电台在发送的电视信号的垂直消隐期间插入所需数据的流程图。在步400，用户与代理人通话，靠知其录像机识别符。然后在步402用户标识要被录制的节目或其选择准则。然后在步404用标识的节目或节目选择准则产生一组或多组频道、日期、时间和节目长度(CDTL)数据，或在步404用标识的节目或节目选择准则产生一组压缩编码。每个压缩码是从组合在一起的频道、日期、时间、节目长度在长度上加以压缩而形成的。然后在步406电台在发送的TV信号的垂直消隐间隔中插入录像机识别符和一组或几组CDTL数据或压缩码。也可以使录像机编程数据是压缩码和CDTL数据的混合。
图11是检索垂直消隐间隔中控制录像机录制节目的录像机编程数据的方法的流程图。在步410，由接收录像机对垂直消隐间隔进行解码，从而提取发送的录像机识别符与录像机编程数据，其中包括CDTL数据与/或压缩码。然后在步412，每个压缩码被解码成为CDTL数据。在步414，如果发送的录像机识别符和接收的这个录像机的识别符一致，则把CDTL数据存储在这个录像机中。然后在步416，当来自录像机时钟的日期和时间和所存储的CDTL数据中的日期和时间一致时，录像机就被调谐到存储的CDTL中的频道并根据其中的节目长度录制节目。
图12是类似于图10的流程图，其区别只是在于用随机数作为录像机识别符。在步420录像机产生随机数并向用户显示。在步422用户呼叫代理人或一个自动遥控站，告知随机数与要录的节目或其选择准则。在步424，标识的节目或节目选择准则用来产生一组频道、日期、时间和节目长度(CDTL)数据用于一组压缩码，其中每个压缩码是从组合在一起的频道、日期、时间和节目长度在长度上加以压缩而形成的。在步426，电台在发送的电视信号的垂直消隐间隔中插入随机数和一组CDTL数据与/或压缩码。
图13是从垂直消隐间隔中检索录像机编程数据的流程图。在步430，垂直消隐间隔被接收的录像机解码，从而提取发送的随机数与一组CDTL数据或一组压缩码。在步432每个压缩码被解码成为CDTL数据。在步434，如果发送的随机数和接收的录像机的随机数一致，则在录像机中存储CDTL数据。在步436当在VCR中的时钟的日期和时间与存储的CDTL数据中的日期、时间一致时，录像机键调谐到存储的CDTL中的频道并按照存储CDTL数据中的节目长度录制节目。
这样，已经说明了一种用于实现录像机编程的较简单的系统，该系统能使用户更自由地使用录像机记录功能。
本发明的上述实施例被认为是最佳的并且仅用于说明本发明，本发明的范围并不限于这些实施例。本领域的技术人员不脱离本发明的构思可以得到许多其它的改型。
因此，用所附的权利要求包括在本发明范围之内的所有实施例及其改型和应用。

Claims (36)

1.一种远程控制单独可寻址的接收机的方法，包括下列步骤：
在每个接收机中产生一个接收机识别符；
将该接收机识别符和一个数据录制请求发送到一个广播源；
将该接收机识别符和该录制请求插入到一个广播信号中；
将该广播信号从该广播源发送到该接收机；
抽取出该接收机识别符和数据录制请求；以及
响应该接收机识别符和该数据录制请求，控制所选择的接收机，以实现该录制请求。
2.如权利要求1的方法，其中产生接收机识别符的步骤包括产生一个随机数来用作该接收机识别符。
3.如权利要求3的方法，其中该随机数的产生依赖于用户的动作。
4.如权利要求2的方法，其中产生随机数的步骤包括：
给该接收机加电；
响应加电操作，初始化接收机的第一计数器和第二计数器的计数；
响应该接收机的第一用户操作命令的接收，停止该第一计数器的计数；
响应该接收机的第二用户操作命令的接收，停止该第二计数器的计数；
组合该第一计数器和该第二计数器的计数值以形成该识别符。
5.如权利要求1的方法，其中该接收机是一个录像机，并且录制请求包括用于编程该录像机以录制所选节目的选择标准。
6.如权利要求5的方法，其中该录制请求包括频道、日期、当日时间和节目长度数据信号。
7.如权利要求6的方法，其中的频道、日期、当日时间和节目长度数据信号处于压缩数据的形式。
8.如权利要求1方法，其中广播源是一个电视发射机或首端，该信号是带垂直消隐间隔的电视信号，并且该插入步骤包括将该识别符和该录制请求插入到该电视信号的垂直消隐间隔。
9.一种通过点对多点发送系统将信息有选择地发送给接收机的方法，该方法包括下列步骤：
基于各接收机的用户的动作，实时随机地为各接收机产生一个接收机识别符；
将每一接收机的接收机识别符存储在该接收机的RAM中；
将每一接收机的接收机识别符发送给一个发射机；
将一个接收机识别符以及与该识别符相关的录制请求插入到将从该发射机广播的信号中；
从发射机广播该信号；
在接收机接收该广播信号；
将每个接收机接收到的广播信号中的接收机识别符与存储在该接收机的RAM中的识别符相比较；以及
假如该广播信号中的接收机识别符和存储在RAM中的识别符匹配，则利用该广播信号中的信息。
10.一种用于控制远程接收机的系统，包括：
一个广播源，该广播源包括：
用于接收一个接收机识别符和一个录制请求的装置；
用于将该接收机识别符和该录制请求插入到一个将被广播的信号中的装置；
用于广播该信号的装置；以及
多个位于远程位置的接收机，每个接收机包括：
响应该接收机中的一个或者多个用户命令，用于产生一个接收机识别符的装置；
用于将该接收机识别符发送到该广播源的装置；
用于接收从该广播源发送的信号的装置；
用于从该广播源发送的信号中抽取出该接收机识别符和录制请求的装置；以及
用于当所接收的识别符与所产生的识别符相匹配时，响应该录制请求以实现该请求的装置。
11.如权利要求10的系统，其中从该广播源发送的该信号是电视信号，并且插入装置将接收到的识别符和录制请求插入到电视信号的垂直消隐间隔。
12.如权利要求10的系统，其中每一接收机都是一个录像机，该录制请求包括一个控制该录像机去录制所选的节目的请求，该录制请求包括一个表示频道、日期、当日时间和所选节目长度数据的压缩码。
13.如权利要求10的系统，其中用于将识别符发送到广播源的装置是电话线。
14.如权利要求10的系统，还在每一接收机包括将产生的接收机识别符显示给用户的装置。
15.如权利要求10的系统，其中产生装置包括用于自动产生一个随机数用作接收机识别符的装置。
16.如权利要求15的系统，其中产生装置包括第一计数器和第二计数器，用于接收第一和第二用户命令以控制录像机的装置，用于响应第一命令而操作第一计数器的装置，用于响应第二命令而操作第二计数器的装置，以及用于组合第一第二计数器的状态以形成该随机数的装置。
17.一种用于将包含在电视信号中的信息有选择地从一个广播源发送到多个带电视调谐器的接收机的方法，该方法包括下列步骤：
在各接收机中存储该接收机识别符；
从所选的接收机将该接收机识别符发送到该广播源；
在广播源中，将所选择的其中一个接收机识别符以及由该接收机识别符所识别出的、对于该接收机的录制请求嵌入到一个电视信号中；
将电视信号发送到该接收机；
在所有的接收机中恢复电视信号；
在接收机中，对所存储的接收机识别符和从所恢复的电视信号中得出的接收机识别符进行比较；以及
只有在那些存储的接收机识别符和嵌入在电视信号中的接收机识别符相匹配的所选接收机中，利用该录制请求。
18.如权利要求17的方法，其中嵌入步骤将接收机识别符和录制请求嵌入到电视信号的垂直消隐间隔线上。
19.如权利要求17的方法，其中向广播源发送接收机识别符的步骤包括通过电话线发送接收机识别符。
20.如权利要求17的方法，其中接收机是录像机。
21.如权利要求20的方法，其中录制请求包括对录像机进行编程的命令，以及利用步骤包括对录像机进行编程以录制一个节目。
22.如权利要求21的方法，其中命令包括频道、日期、当日时间和节目长度数据。
23.如权利要求22的方法，其中命令包括一个表示频道、日期、当日时间和节目长度数据的压缩码。
24.如权利要求21的方法，其中产生步骤包括下列步骤：
在一个接收机初始化第一计数器和第二计数器的计数操作；
一旦接收到第一用户命令，则停止第一计数器的计数操作；
一旦接收到第二用户命令，则停止第二计数器的计数操作；
组合第一计数器和第二计数器的状态，以形成表示该接收机的接收机识别符的随机数。
25.如权利要求24的方法，其中接收机是一个录像机，以及第一和第二用户请求是从一个远程控制器到该录像机的命令。
26.一种选择性地接收包含在电视信号中的信息的方法，该电视信号从广播源广播到单独可寻址的接收机，该接收机具有一个电视调谐器，该方法包括步骤：
产生一个唯一标识所述接收机的接收机识别符；
存储该接收机识别符；
向广播源发送该接收机识别符；
从广播源接收一个包含录制信息和接收机识别符的电视信号；
将所存储的接收机识别符和包含在电视信号中的接收机识别符相比较；以及
如果这两个识别符匹配，则利用包含在该电视信号中的录制请求。
27.如权利要求26的方法，其中产生步骤包括为该接收机识别符自动产生一个随机数的步骤。
28.如权利要求26的方法，其中产生步骤基于用户操作该接收机的动作而产生该随机数。
29.如权利要求28的方法，其中所产生步骤包括下列步骤：
初始化该接收机的第一计数器和第二计数器的计数操作；
响应给该接收机的第一用户命令，停止该第一计数器的计数操作；
响应给该接收机的第二用户命令，停止该第二计数器的计数操作；以及
组合第一计数器和第二计数器的状态以形成该随机数。
30.如权利要求29的方法，其中接收机是一个录像机，并且该录制请求包括用于编程录像机以录制一个所选的电视节目的命令。
31.如权利要求1的方法，还包括在所选的接收机显示该所产生的识别符以将该识别符告知用户的步骤，发送步骤包括呼叫遥控站、传送所显示的识别符给广播源、以及传送该录制请求给广播源。
32.如权利要求9的方法，其中利用步骤将录制请求存储起来以作将来之用。
33.如权利要求9的方法，其中每一接收机的产生步骤：
给接收机加电；
响应加电操作，初始化该接收机的第一计数器和第二计数器的计数操作；
响应该接收机的第一用户操作命令的接收，停止该第一计数器的计数；
响应该接收机的第二用户操作命令的接收，停止该第二计数器的计数；以及
组合第一计数器和第二计数器的计数值以形成该接收机识别符。
34.如权利要求24的方法，其中初始化步骤一旦接收机被加电就进行初始化操作。
35.如权利要求17的方法，还包括在各接收机产生该接收机识别符的步骤。
36.如权利要求35的方法，其中产生步骤基于该接收机的用户的动作而产生该接收机识别符。
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