[发明专利]交互式视频方法与设备

说明书

本发明总的说来涉及交互式教育与娱乐系统，尤其是涉及用于在一个远处的播出位置将视频信号进行数据编码、在一个接收位置将该信号译码并就地传送这些数据去控制一个或多个交互式设备的方法和装置。在置于电视观众家中的玩具的电视程序控制部分，将描述本发明的最佳实施例。

视频文本系统能够通过普通的广播频道提供自远端电视播出位置到家庭电视观众的数据通讯，这已成为公知。一种这样的视频文本系统可以为听力减弱者提供有声节目的闭路字幕，其中的解释文本在光栅扫描过程的垂直同步间隔之间进行传递。只有专门装备了译码器的电视机才能显示出字幕，并且视频文本的显示与电视机的光栅扫描电路的同步需要对译码器与电视机进行实际上的相互连接，例如天线连接器。通常，这里需要付一笔预定费的。

试图提供能够进行普及的、视频内的数据通讯的系统只取得了初步的成功。这是因为频段内的普通的信号发送会破坏电视机的视频图象。例如，当 数据与象素信息在同一视频场或帧中混合时，它们在空间上被分隔开，从而使得一个光敏检波器能够无阻碍地监测数据编码子区段。典型地，这种空间上的分隔是通过确定一个或多个单元来实现的，其中的每一个单元最初是空的，然后用表示二进制编码数据的高亮度和低亮度区域重新编程。

由于电视节目的有效观看区域依赖于这种数据单元的尺寸大小、数量和编码，所以该观看区域或多或少受到不利的影响。这种视频数据通讯系统不适于采用普通的广播频道，在这些广播频道内，收费的和不收费的电视接收机将同样显示象素和数据的合成信息。在不收费的电视机屏幕或在当时尚未安装光敏检波器的收费电视机屏幕上出现的视觉混杂信号很可能会引起用户的抱怨和联邦电视委员会（FCC）（美国）的限制。

在电视观看区域内，用于在电视播出期间，向远处的接收机作数据通讯的数据单元的这种可视编码的一个例子是№.4613904美国专利，该专利于1986年9月23日授与芦里（Lurie）。根据该专利的揭示，一个可视的频道识别滚动条形码（rollingbar    code）用电视播出信号传输且在接收电视屏幕上的选择的位置上显示。一个固定在电视机表面的、有滚动条形码在特定区域中显示的光敏检测装置，在预定时间期间检测电视接收的是哪一个频道，该频道信息例如为列出清单或检查目的而贮存在中央处理器所使用的内存中。根据该系统，条形码可视地被编码且它代替正常的节目内容，否则该正常节目内容在电视的被选定区域中将是可见的。而且，该光敏检测装置粘附于电视屏幕本身，这样，对电视节目观看性能会产生极不利的影响。

于是，提供一种具有单工数据通讯能力的、能容忍光栅时基误差、并且不需和电视机实现电连接的交互式视频系统，就成为人们梦寐以求的。这样的一个系统应当能以一个足以控制交互式机电设备（例如，一个动作玩具）的速度进行通讯，从而能够实时响应电视节目故事情节发展。这种系统更为可取的是可以与普通的电视广播、接收和录相设备以及频道相兼容。接收设备即使在使用时也只有极短的启动时间和障碍，或者根本没有启动时间和障碍，并且应该是很顺利的。或许最为重要的是，这种系统不会过分地给那些不总使用交互式电视机的观众带来麻烦和扰乱。

因此，本发明的主要目的就是，提供一种能够使一个远端的视频广播以无线的方式与一个可购买到的教育或娱乐设备发生相互作用的视频系统。本发明的其它重要目的包括以下内容：

（1）提供一种可与普通的广播设备和频道以及普通的电视接收、录相和放相系统（包括频道受到限制的家庭录放系统）相兼容的交互式电视系统;

（2）提供一种如所描述的可将节目的视频和音频干扰减至最小的系统;

（3）提供一种在一个电视节目图象的观看区域内进行二进制按阈值编码的方法，这种编码过程对电视观众来说基本上是看不见的。

（4）提供一种易于自由安装和操作的交互式电视系统;

（5）提供允许使用者实时变换电视节目的教育和娱乐装置;

（6）提供一种对预先记录的视频广播数据进行按阈值数字化编码的方法;

（7）提供一种通过在数据编码前、从视频输入到编码装置的数据中、基本上是不可见地除去虚假数据来简化译码器的方法;

（8）提供一种不和电视机进行电连接并且可与一个或多个可购到的教育或娱乐设备进行通讯的交互式视频装置;

（9）提供一种使用方便、可靠和廉价的交互式视频系统。