专利名称：视频信号结合互动控制数据的控制方法及装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种视频信号结合互动控制数据的控制方法及装置，特别涉及一种将互动控制数据隐藏在一般视频信号中，由播放视频信号时，同步传送互动控制信号，控制另一个互动装置引发其响应的方法及其装置。
背景技术：
由于计算机科技的进步，许多交互式教学软件、游戏软件或娱乐软件受到消费者的喜爱，但都须由个人计算机产生交互式的响应，而对于视频播放媒体(有/无线电视、录放机或激光视盘机…等)很难达成交互式的控制响应。
目前在视频信号上作互动控制的应用并不多，主要是因为其不易达成，而且若重新制定新的格式，则与一般视频播放或显示媒体的兼容性必会受到影响；但若是能在一般的视频信号上加上互动控制数据，则必定能衍伸出许多的应用。例如当我们播放儿童教育视频节目时，可以控制电视机前的玩具进行互动，陪儿童学习。又例如可制成交互式英语教学影片，影片中老师教一句英语，相关答案就会传送到学生身旁的学习机上，学生可以对着学习机练习回答，若答案错误，则影片中的老师会重复教导，直到学生学会了才由学习机控制影片播放机播放下一句。
因此本案发明人为能符合现有视频信号的格式及记录媒体储存格式，又能使一股的视频播放媒体上产生交互式的控制响应，乃特潜心研究并配合学理的运用，提出一种视频信号结合互动控制数据的控制方法及装置，能够完全兼容于现有的影音播放媒体及记录媒体，实为一设计合理的发明。
发明内容
本发明所要解决的技术问题为提供一种视频信号结合互动控制数据的方法，首先由一视频信号源读取视频信号，接着搜寻出视频信号中要加入互动控制数据的位置，即视频信号中超出一般影像显示区域的前、后段区块，而影像显示区域为视频信号中每一影像画面的影像扫描场(Frame)，前段区块为每个影像扫描场之前多条影像扫描行，后段区块为每个影像扫描场之后多条影像扫描行；最后，将互动控制数据加入超出影像显示区域的前、后段区块中，再将结合有互动控制数据的视频信号转换为模拟的视频信号，并传送至一视频显示媒体，或者将视频信号按照影像压缩技术(如MPEG等)加以压缩后储存于一视频记录媒体中。
本发明的另一目的为提供一种视频信号结合互动控制数据的控制装置，至少包括，一视频信号转换单元连接于一视频信号源，用来将视频信号源所输入的模拟视频信号转换为数字视频信号；一视频数据库连接于视频信号转换单元，用来储放数字视频信号；一互动控制数据库储存有多组互动控制数据；一视频处理单元连接于视频数据库及互动控制数据库，用来获取并搜寻出数字视频信号中要加入互动控制数据的位置，再将互动控制数据加入超出影像显示区域的前、后段区块中，以产生混合有互动控制数据的数字视频信号；一模拟视频转换单元连接于视频处理单元，用来将视频处理单元所完成的具有互动控制数据的数字视频信号转换为模拟视频信号，再传送至一视频显示装置；及一视频压缩单元连接于视频处理单元，用来将视频处理单元所完成的具有互动控制数据的数字视频信号按影像压缩技术(如MPEG等)加以压缩后，再储存于一视频记录媒体中。
本发明的另一目的为提供一种视频信号结合互动控制数据的获取方法，首先由一视频信号源中读取具有互动控制数据的视频信号，并可将视频信号直接输出至一视频显示媒体，接着解析视频信号中超出影像显示区域的前、后段区块内互动控制数据的所在位置，再获取互动控制数据，并暂存互动控制数据，最后，对互动控制数据进行验证及编码，并将互动控制数据传送至一互动装置，引发其产生相对应的互动响应。
本发明的另一目的为提供一种视频信号结合互动控制数据的获取装置，至少包括一视频信号缓冲单元连接于一视频信号源，也连接一视频显示媒体，用来将视频信号直接输出显示；一视频同步解析单元连接于视频信号缓仲单元，用来将视频信号中的影像扫描场及影像扫描行同步信号解析出来；一获取时序控制单元连接于视频同步解析单元，用来将视频同步解析单元中所解析出的影像同步信号加以计算以得知互动控制数据的所在位置及时序，并产生一获取控制信号；一控制数据获取单元连接于视频信号缓冲单元及获取时序控制单元，按照获取控制信号的指示获取出视频信号中的互动控制数据；一控制数据缓冲单元连接于控制数据获取单元，用来暂存互动控制数据；及一控制数据传送单元连接于控制数据缓冲单元，用来对互动控制数据进行验证及编码，并将互动控制数据逐步传送至一互动装置，以引发其产生相对应的互动响应。
为使本发明的目的、构造特征及其功能有进一步的了解，配合附图详细说明如下
图1是为本发明在视频信号中加入互动控制数据的应用方框示意图；图2是为本发明在视频信号中加入互动控制数据的系统方框图。；图3是为本发明将互动控制数据加入视频信号的流程图；图4是为本发明由视频信号中获取出互动控制数据的系统方框图；及图5是为本发明由视频信号中获取互动控制数据的流程图。
具体实施例方式
图1为本发明在视频信号中加入互动控制数据的应用方框示意图。一般的视频显示媒体1(如电视)所接收的视频信号100都为模拟信号(如由有/无线电视台2所传送的视频信号)，而一般的视频播放媒体(如有/无线电视台2、录放机3、激光视盘机4等)为能显示其内容在一般视频显示媒体1上，其视频信号100也为模拟信号。上述的视频信号100其内包含有每秒二十五或三十个影像画面，每个影像画面都可视为一影像扫描场(Frame)10，该影像扫描场10在一般视频显示媒体1上除了可显示的影像显示区域11外，尚有部份区域是超出影像显示区的，例如每个影像扫描场10的前8条影像扫描行(前段区块)12，或每个影像扫描场10的后8条影像扫描行(后段区块)13。本发明是利用超出影像显示区10的前、后段区块12、13来储存互动控制数据200，因此并不会影响到视频信号100在一般视频显示媒体1上的显示。
图2为本发明在视频信号中加入互动控制数据的系统方框图。本发明的视频信号结合互动控制数据的控制装置主要是将多组的互动控制数据200加入一般的视频信号100中。控制装置主要由一视频信号转换单元21、一视频数据库22、一互动控制数据库23、一视频处理单元24、一模拟视频转换单元25及一视频压缩单元26所组成。其中视频信号转换单元21连接在一视频信号源101上，而视频信号源101可以为一视频播放媒体，如有/无线电视台2、录放机3、激光视盘机(VCD、DVD Player)4…等等。
该视频信号转换单元21主要将视频信号源101所输入的模拟视频信号转换为数字视频信号，再传送至视频数据库22，但若视频信号源101所输入的视频信号为数字信号，则直接将数字视频信号传送至视频数据库22。而视频数据库22则连接于视频信号转换单元21，用来储放数字视频信号，以便让视频处理单元24将互动控制数据200加入视频信号中。而其中互动控制数据库23是用来储存许多组的互动控制数据200，而互动控制数据200则可由专业人员按照视频内容规划编制而成。
其中，视频处理单元24连接于视频数据库22及互动控制数据库23，是用来获取并搜寻出数字视频信号中要加入互动控制数据200的位置，再将互动控制数据200加入超出影像显示区域11的前、后段区块12、13中，产生混合有互动控制数据200的视频信号100。
其中，模拟视频转换单元25连接于视频处理单元24，主要是将视频处理单元24所完成的具有互动控制数据200的数字视频信号转换为模拟视频信号，再传送至一视频显示媒体1(如电视机)，以便将视频信号100显示出来。
其中，视频压缩单元26连接于视频处理单元24，主要是将视频处理单元24所完成的具有互动控制数据200的数字信号按照影像压缩技术(如MPEG等)加以压缩后，再储存于一视频记录媒体102(如录像带、VCD/DVD光盘等)中。
图3是为本发明将互动控制数据加入视频信号的流程图。由上述本发明的控制装置可知，本发明将视频信号结合互动控制数据的方法，首先由一视频信号源中读取视频信号(31)，判断视频信号是否为数字信号，若否则将视频信号数字化(32)，再搜寻出视频信号中要加入互动控制数据的位置(33)，找出视频信号中超出影像显示区域的前、后段区块(34)，最后将互动控制数据加入超出影像显示区域的前、后段区块中(35)。当然加入互动控制数据的视频信号可转换为模拟的视频信号，以便传送至一视频显示媒体播放出来，也可按照影像压缩技术(如MPEG等)加以压缩后储存于一视频记录媒体中(36)。
图4是为本发明由视频信号中取出互动控制数据的系统方框图。本发明的互动控制数据获取装置主是由一视频信号缓冲单元41、一视频同步解析单元42、一获取时序控制单元43、一控制数据获取单元44、一串行/并行转换单元45、一控制数据缓冲单元46及一控制数据传送单元47所组成。
其中，视频信号缓冲单元41连接于一视频信号源101，主要作为视频信号100输入的阻抗匹配用，接受视频信号100输入后推动后续视频同步解析单元42、控制数据获取单元44等。视频信号源101同样可以为一视频播放媒体，而视频信号缓冲单元41也可连接一视频显示媒体1，将视频信号100直接显示出来。
其中，视频同步解析单元42连接于视频信号缓冲单元41，主要将视频信号100中的影像同步信号及时序信号解析出来，而视频同步解析单元42所解析的影像同步信号是在视频信号100中的每一影像画面的影像扫描场同步信号，及每个影像扫描场中影像扫描行的同步信号。
其中，获取时序控制单元43连接于视频同步解析单元42，主要是将视频同步解析单元42中所解析出的影像同步信号加以计算，以得知互动控制数据200的所在位置及时序，并产生一相对应的获取控制信号400，以指示控制数据获取单元44将视频信号100中的互动控制数据200获取出来。
其中，控制数据获取单元44连接于视频信号缓冲单元41及获取时序控制单元43，主要是获取控制信号400获取视频信号100中的互动控制数据200，并转换为数字信号。
其中，串行/并列转换单元45连接于控制数据获取单元44与控制数据缓冲单元46之间，将原为串行比特流(Serial Bit Stream)的互动控制数据200转换为并行数据流(Parallel Date Stream)，以利于使用较低速、较便宜的数据缓冲单元46及控制数据传送单元47来接收、处理及传送。
其中，控制数据缓冲单元46连接于串行/并行转换单元45或者直接连接于控制数据获取单元44，主要是将隐藏于视频信号100中不可显示区域内特定位置所获取出来的互动控制数据200先加以暂存起来，以便控制数据传送单元47加以处理及传送。
其中，控制数据传送单元47连接于控制数据缓冲单元46，主要用来对互动控制数据200加以验证及编码，并逐步以有线或无线的方法传送至一互动装置48，以引发其产生与视频显示媒体1上显现的画面相对应的互动响应。
图5是为本发明由视频信号中获取互动控制数据的流程图，由上述的获取装置可知本发明互动控制数据200的获取方法主要为首先由一视频信号源中读取具有互动控制数据的视频信号(51)，并可直接将视频信号输出至一视频显示媒体，接着解析视频信号中超出影像显示区域的前、后段区块内互动控制数据的所在位置(52)，并获取出互动控制数据(53)，再将原为串行比特流(Serial Bit Stream)的互动控制数据转换为一并行数据流(parallel Data Stream)(54)，并加以暂存(55)，最后对互动控制数据加以验证及编码，并传送至一互动装置(56)，以产生相对应的互动响应。
权利要求
1.一种视频信号结合互动控制数据的方法，是用来将多组互动控制数据结合于该视频信号中，该多组互动控制数据是为预先按照视频内容规划编制而成，该方法至少包括下列步骤a.由一视频信号源读取该视频信号；b.搜寻出该视频信号中要加入该互动控制数据的位置；c.找出该视频信号中超出影像显示区域的前、后段区块；及d.将该互动控制数据加入该超出影像显示区域的前、后段区块中。
2.如权利要求1所述的视频信号结合互动控制数据的方法，其特征在于，其步骤a中视频信号源是为一视频播放媒体。
3.如权利要求1所述的视频信号结合互动控制数据的方法，其特征在于，其中步骤a后还包括下列步骤判断视频信号是否为数字信号；及若否，则将该视频信号数字化。
4.如权利要求1所述的视频信号结合互动控制数据的方法，其特征在于，其中步骤c及b中影像显示区域是为视频信号中每一影像画面的影像扫描场Frame，前段区块是为每个影像扫描场的前多条影像扫描行，后段区块是为每个影像扫描场的后多条影像扫描行。
5.如权利要求1所述的视频信号结合互动控制数据的方法，其特征在于，其中步骤b后还包括下列步骤将结合有互动控制数据的视频信号转换为模拟的视频信号，并传送至一视频显示媒体。
6.如权利要求1所述的视频信号结合互动控制数据的方法，其特征在于，其中步骤6后更包括下列步骤将视频信号按影像压缩技术加以压缩后储存于一视频记录媒体中。
7.一种视频信号结合互动控制数据的控制装置，是用来将多组互动控制数据结合于该视频信号中，该装置至少包括一视频信号转换单元，是连接于一视频信号源，将该视频信号源所输入的模拟视频信号转换为数字视频信号；一视频数据库，是连接于该视频信号转换单元，用来储放该数字视频信号；一互动控制数据库，是储存该多组互动控制数据，该多组互动控制数据是为预先按视频内容规划编制而成；及一视频处理单元，是连接于该视频数据库及互动控制数据库，获取并搜寻出该数字视频信号中要加入互动控制数据的位置，再将互动控制数据加入超出影像显示区域的前、后段区块中，以产生混合有互动控制数据的视频信号。
8.如权利要求7所述的视频信号结合互动控制数据的控制装置，其特征在于所述的视频信号转换单元所连接的视频信号源是为一视频播放媒体。
9.如权利要求7所述的视频信号结合互动控制数据的控制装置，其特征在于所述的视频信号源所输入的视频号若为数字信号，则直接传送至视频数据库。
10.如权利要求7所述的视频信号结合互动控制数据的控制装置，其特征在于，其还包括一模拟视频转换单元，是连接于视频处理单元，将视频处理单元所完成的具有互动控制数据的视频信号转换为模拟视频信号，再传送至一视频显示装置。
11.如权利要求7所述的视频信号结合互动控制数据的控制装置，其特征在于，其还包括一视频压缩单元，是连接于视频处理单元，将视频处理单元所完成的具有互动控制数据的视频信号按影像压缩技术加以压缩后，再储存于一视频记录媒体中。
12.一种视频信号结合互动控制数据的获取方法，是用以获取视频信号中的多组互动控制数据，该方法至少包括下列步骤a.由一视频信号源中读取具有互动控制数据的视频信号；b.解析视频信号中超出影像显示区域的前、后段区块内互动控制数据的所在位置；c.获取互动控制数据；及d.将互动控制数据传送至一互动装置，其产生相对应的互动响应。
13.如权利要求12所述的视频信号结合互动控制数据的获取方法，其特征在于，其步骤a中视频信号源是为一视频播放媒体。
14.如权利要求12所述的视频信号结合互动控制数据的获取方法，其特征在于，其中步骤a后还包括下列步骤将视频信号直接输出至一视频显示媒体。
15.如权利要求12所述的视频信号结合互动控制数据的获取方法，其特征在于，其中步骤b中影像显示区域是为视频信号中每一影像画面的影像扫描场，前段区块是为每个影像扫描场之前多条影像扫描行，后段区块是为每个影像扫描场之后多条影像扫描行。
16.如权利要求12所述的视频信号结合互动控制数据的获取方法，其特征在于，其中步骤c后还包括下列步骤将原为串行比特流Serial Bit Stream的该互动控制数据转换为一并列数据流Parallel Data Stream；及暂存该并行数据流。
17.如权利要求12所述的视频信号结合互动控制数据的获取方法，其特征在于，其中步骤6前还包括下列步骤对该互动控制数据加以验证及编码，以增加互动控制数据在储存及传送时的正确性。
18.一种视频信号结合互动控制数据的获取装置，是用以获取该视频信号中的多组互动控制数据，该装置至少包括一视频信号缓冲单元，是连接于一视频信号源，作为视频信号输入的阻抗匹配；一视频同步解析单元，是连接于该视频信号缓冲单元，将视频信号中的多影像同步信号及时序信号解析出来；一获取时序控制单元，是连接于视频同步解析单元，将视频同步解析单元中所解析出的该影像同步信号加以计算以得到互动控制数据的所在位置及时序，并产生一获取控制信号；及一控制数据获取单元，是连接于视频信号缓冲单元及该获取时序控制单元，依该获取控制信号获取该视频信号中的互动控制数据。
19.如权利要求18所述的视频信号结合互动控制数据的获取装置，其特征在于所述的视频信号缓冲单元所连接的视频信号源是为一视频播放媒体。
20.如权利要求18所述的视频信号结合互动控制数据的获取装置，其特征在于所述的视频信号缓冲单元是连接一视频显示媒体，将该视频信号直接输出显示。
21.如权利要求18所述的视频信号结合互动控制数据的获取装置，其特征在于所述的视频同步解析单元所解析的影像同步信号是为视频信号中的每一影像画面的影像扫描场同步信号，及每个影像扫描场中影像扫描行的同步信号。
22.如权利要求18所述的视频信号结合互动控制数据的获取装置，其特征在于，其还包括；一控制数据缓冲单元，是连接于该控制数据获取单元，用来暂存该互动控制数据；及一控制数据传送单元，是连接于该控制数据缓冲单元，用来对该互动控制数据加以验证及编码，并逐步传送至一互动装置，以引发其产生相对应的互动响应。
23.如权利要求22所述的视频信号结合互动控制数据的获取装置，其特征在于，其还包括一串行/并行转换单元，是连接于该控制数据获取单元与该控制数据缓冲单元之间，将原为串行比特流的该互动控制数据转换为并行数据流，以利于该控制数据缓冲单元暂存该互动控制数据。
全文摘要
本发明涉及一种视频信号结合互动控制数据的控制方法及装置，主要是在视频信号中加入或获取出互动控制数据的方法及装置，其加入方法是将互动控制数据加入视频信号中超出一般影像显示区域的前、后段区块中，而该影像显示区域是指在视频信号中每一影像画面的影像扫描场(Frame)，前段区块是指每个影像扫描场之前多条影像扫描行，后段区块是指每个影像扫描场之后多条影像扫描行，而获取方法也同样是由超出影像显示区域的前、后段区块中将互动控制数据获取出来。
文档编号H04N7/00GK1523883SQ03104470
公开日2004年8月25日 申请日期2003年2月17日 优先权日2003年2月17日
发明者王继勋, 周至元 申请人:远见科技股份有限公司