专利名称：具有部分字符集发生器的交互式电视系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及交互式电视系统，特别涉及产生和使用部分字符集以供语言显示的交互式电视系统。
背景技术：
在交互式电视中，视频和音频流以及应用程序被一起多路复用，以形成称为传输流的一个流。该传输流通过广播传输给观众并由观众的电视接收机接收。传输流通常由机顶盒处理，后者是专门设计用于处理和执行在传输流中与视频和音频数据相交织的应用程序。应用程序可以给观众提供关于广播的独特的或辅助的信息，诸如节目列表和实时文本注释，或者交互式应用程序可以提供诸如借助电视机购买商品或者服务的能力。
数字电视机顶盒基于许多不同的硬件平台，并装备有不同类型的实时操作系统。这导致了机顶盒和应用程序来自不同的内容提供商和使用不同的中间件应用编程接口(API)，它们是彼此不兼容的。一个希望访问多种交互式TV服务的观众面对这样的前景，即要购买若干种具有不同加密系统和硬件/软件平台的机顶盒，即使当这些机顶盒按照同样的广播标准工作。
为解决不兼容和混淆的情况，由欧洲广播联盟的代表者提出的一个称为UNITEL的欧洲项目开发了一个开放的中间件标准，称为“多媒体家庭平台(MHP)”。MHP应用一个开放式结构，它允许机顶盒开发者开发用于所有MHP兼容的机顶盒的应用程序而无需定制努力(portingeffort)。MHP机顶盒允许在销售商、作者和广播的中性网络中接收和呈现交互式应用。位于MHP性能规范核心的是Java虚拟机(DJB-JSun Microsystem)，它可以在各广播网络上生产具有可互操作性的交互式应用程序。MHP还提供一个用于开发可以在多个电缆、卫星和地面网络上运行的应用程序的平台。
MHP的交互式应用程序和专有的格式提供文本、图表或图像，它们必须与音频和视频数据流一起多路复用以形成传输流。各个元素流可以借助在ISO13818-6中规定的对象或数据圆盘传送带(carousel)进行多路复用，该对象或数据圆盘传送带频繁运行来重复每一应用程序或数据元素，使得接收机可以随机访问传输流并迅速获取该应用程序及其相关的资源(图像，图表，字体等)。用于传输流的广播通道具有用于传输的给定位速率，它必须既用于应用程序元素流又用于正通过该通道传输的音频/视频元素流这两者。需要重复广播大的应用程序和资源文件将减少可用于视频/音频流的通道带宽，因此会减低音频或者视频广播的质量。当应用程序数据采取文本形式时，广播需要提供至少一个字符文件，该文件包含至少一种字符显示字体，作为该应用程序的一部分或者作为附件。对于欧洲语言中的应用程序，一个小于200字符的文件对于所需的字符显示通常已够用，并可以以大约9K字节的文件大小传输。但是对于许多语言诸如东亚的语言，全字符集可能超过20000个字符，因而需要许多兆字节来传输。因为字符集必须以规律循环的时间区间传输以便对新观众实质上立即可用，而由于传输这些大的语言文件则会使交互式系统变得慢得不能被接受。因此希望能够传输必需的语言字符文件，而没有对交互式系统性能有害的影响。
发明内容
根据本发明的原理，提供一个用于交互式电视应用的部分字体发生器。该部分字体发生器分析为一个应用程序所需要的文本，并产生一个包含由该应用程序所需要的那些字符的一个部分字体文件。使用这一发生器，服务提供商或者应用程序程序员可以选择由一个特定应用程序所需要的字符集，从而产生一个相对小的字符字体文件，它可以在减少传输时间或者带宽需求的情况之下迅速传输。重复传输小的、定制设计的字符字体文件减少了交互式电视广播的带宽的开销分配和综合的延迟(slowdown)。
图1表示数字交互式电视的广播和接收；图2表示由根据本发明的原理的广播机和机顶盒进行的交互式电视广播的产生、广播和解码；图3表示一个MHP堆栈的软件部件；图4表示用于交互式电视广播的对象圆盘传送带；图5是一个流程图，表示一个部分字体文件的建立；和图6是一个流程图，表示结合一个部分字体文件使用一个应用程序。
具体实施例方式
首先参考图1，表示出一个交互式电视系统。广播信号由广播中心10的广播机发送。广播信号由卫星发射机12或者地面链路18诸如同轴电路或者光纤电缆发送到观众。在卫星链路的场合，由发射机12发射的信号由卫星14接收并中继到观众的天线16。所接收的信号由机顶盒20解码和检测，并在电视机22上显示。机顶盒由用户控制器24控制，控制器24可以是有线控制器或者是遥控器。观众使用该控制器选择希望的节目或与广播内容交互对话，诸如由观众通过选择要购买的产品或服务。
图2更详细表示广播中心10和机顶盒20的操作。把可以包括常规电视节目的视频/音频流32耦合到传输多路复用器40。应用处理器34给多路复用器40提供交互式应用程序。在一个优选实施例中的这些应用程序按照MHP格式编程。这些应用程序可以把来自资源文件36的数据与它们关联或者嵌入它们之中。根据本发明的原理，该应用程序还应用于一个部分字体发生器38，它产生耦合到资源文件源36的输出字符字体文件。由传输多路复用器40把音频/视频数据流部分和应用程序部分混合到一起以产生传输到机顶盒20的数字数据流。
由接收机的去多路复用器42在机顶盒20中接收并分离传输的视频/音频流和应用程序。分离的视频/音频流52由电视机22进行解调和处理以供显示之用。视频信号被耦合到视频多路复用器58。由去多路复用器42在54分离的应用程序包括要由机顶盒20执行的指令和数据，并由应用处理器56进行处理以供电视机显示，或者与来自流52的广播视频协调，或者作为它自己的内容源。在本发明的一个应用中，应用程序包括文本信息，诸如菜单、节目信息、或者与广播TV节目有关的文字，包括一种或者多种语言的字符串。应用处理器56被配置成接收应用程序和处理应用程序的字符串并使字符在电视机22上显示。应用编程施加到视频多路复用器58上，再从视频多路复用器58由观众控制器24选择将该应用编程加到电视机上。
图3表示MHP应用编程接口(API)，它优选地用于本发明的欧洲实施方案。MHP标准说明应用程序开发者在书写要在支持MHP平台的机顶盒(数字TV接收器)中执行的应用程序时可以使用的功能和过程。该标准还对应用程序开发者可以做什么施加一些限制，使得应用程序能在支持MHP平台的所有机顶盒中正确运行。程序员通过调用该应用程序中的功能执行所需的操作。图3的MHP API通过调用开列在MHP堆栈中的软件库使应用程序执行各种操作(或使其被执行)。API是基于Java平台的，它由JVM+的Java虚拟机60指示，该平台包括一些功能，借助这些功能应用程序可以获得和使用特定的数据集，诸如字符字体。传输给观众的对象或文件是图像和Java文件，它们组成了可互操作的MHP应用程序80。交互式编程也可以包括不可互操作的MHP应用程序82和由插入A块84指示的标准MHP功能。MHP堆栈中的媒体控制块62为应用程序提供控制回放视频的功能，例如调用“快进”或“停止”。信息和数据访问块64允许应用程序获得关于系统参数的信息以及关于内容的信息，例如EPG信息。这一信息可以在流中传输的数据表中携带，也可以通过因特网连接获得。应用程序管理器66控制应用程序的生命周期。应用程序管理器确认一个应用程序正确运行，终止已经停止的应用程序。如果另一个应用程序需要系统的更多资源的话，应用程序管理器66可以从一个应用程序要求资源。插入B块68表示另外的专有功能，它可以由制造商加在它的特定的机顶盒上。可互操作应用程序不能使用这一功能，因为它是对特定的制造商专用的。常驻导航器86是一个应用程序，它嵌入在机顶盒中。这是一个允许用户在别的应用程序不存在的时候控制基本功能的应用程序。常驻导航器控制例如当该交互式系统在初始化时观众看见的内容。常驻导航器具有特别的权限，可以使用对其他应用程序不可用的专有功能，诸如插入B的功能。资源70是数据处理功能，诸如MHP应用程序程序员可用的基础硬件和驱动程序。
不像电视广播的音频和视频流，应用程序文件是数据文件，它们与时间无关。然而在广播期间应用程序文件不能简单地传输一次。这是因为打开电视机的观众或者在广播中间调到一个新节目的观众必须在该观众开始使用或者观看该节目时访问该应用程序。由于这一理由，交互式电视内容要从一个诸如在图4中所示的对象圆盘传送带90重复传输。从该圆盘传送带的每一次传输组成一个完整的文件目录结构92，包括在特定的广播点开始使用内容所需要的所有数据。在图4的例子中，每次传输包括3个对象一个目录94和两个文件96和98。如循环箭头99指示，在要传输应用程序的每一时间段内重复该文件结构92的圆盘传送带。目录结构可以根据需要或与视频节目中的变化协调地更新，更新的对象的结构被插入圆盘传送带中以代替旧的结构。
根据本发明的原理，传输流包括由部分字体发生器38产生的部分字体。部分字体文件包括为支持在一种或者多种语言中的及时应用所需要的那些字符，而小于一种给定的语言所用的全字符集。部分字体文件可以以两种方式产生。在一个实施例中，应用程序开发者人工建立部分字体文件，通过选择在应用程序中使用的字体并把它们放入一个单一文件或组件中。在另一个实施例中，在java软件堆栈中进行改变，使得每次由应用程序请求一种新字体时它被加入到该部分字体文件中。如上所述，图3中所示的MHP软件堆栈是以大部分的Java平台为基础的。Java平台包括这样的功能，借助它应用程序能获得和使用一种特殊的字符集。该功能称为“Font.getFont(string name)”，其在Java.awt组件中。通过改变这一功能的实现，使得当它被调用时请求的字体被加入到字体子集(部分字体文件)中，部分字体文件的产生可以自动地执行。所有的广播机和/或应用程序开发者必须做的是通过这一修改的Java/MHP平台运行该应用程序，而字体子集将会自动产生。主要是，图2的系统分析应用程序要使用哪些字符并把这些字符加入到作为资源文件存储的字体库中。该字体库作为字符字体对象文件插入到圆盘传送带中，然后与传输流中的应用程序一起传输。另一可选的方案是字体库嵌入到应用程序中以便插入到圆盘传送带中，并在随后传输。因为并非所有机顶盒能够具有用于字符字体文件的存储容量，因此整个部分字体文件是在每一传输时间区间传输的。这样通过使用部分字体文件在每次传输时间区间中可以显著减少传输一个字体文件的时间。
借助部分字体发生器产生部分字体文件的处理用图5中的流程图表示。在框100部分字体文件发生器开始分析应用程序的字体。在框102该发生器询问在该应用程序中是否使用一种特殊的字体。如果回答是“是”，则在框104把该字体加入部分字体文件中，处理前进到框106。如果回答是“否”，则处理立即前进到框106。在框106发生器询问应用程序的分析是否完成。如果回答是“否”，则处理返回到框102。如果回答是“是”，则存储该部分字体文件(框108)。该部分字体文件可以作为资源文件(框110)存储，如图2所示。该部分字体文件随后被嵌入到该应用程序或者作为单独的对象被放入对象圆盘传送带中，然后在传输流中传输。
图6是一个流程图，表示建立和传输一个应用程序和一个关联的部分字体文件。在框120应用程序程序员书写一个应用程序。在框122用人工处理或者自动的部分字体发生器决定在该应用程序中使用哪一种字体。在框124收集在该应用程序中使用的字体并建立包括在该应用程序中使用的那些字体的部分字体文件。在框126把该应用程序和部分字体文件放入对象圆盘传送带中。在框128在传输流中多路复用该对象圆盘传送带，而在框130把传输流传输到观众的机顶盒。
权利要求
1.一种交互式电视系统，包括广播中心(10)，包括视频信号源、应用程序源、和字体文件源，后者由包含可应用于一个给定应用程序的字体的一个部分字体文件组成，该部分字体文件小于一种给定语言的全字体文件，和发射机(12)，它的作用是传输视频信号、应用程序和部分字体文件；和一个响应传输的视频信号、应用程序和部分字体文件的交互式电视接收机，它显示响应于该部分字体文件而产生的文字。
2.根据权利要求1的交互式电视系统，其中，字体文件源包括一个部分字体发生器(38)。
3.根据权利要求1的交互式电视系统，其中，视频信号、应用程序和部分字体文件在一个传输流中被多路复用，和其中，应用程序是在传输流中被多路复用的在一个对象圆盘传送带(90)中的对象。
4.根据权利要求3的交互式电视系统，其中，应用程序和部分字体文件是圆盘传送带(90)的分开的对象。
5.根据权利要求3的交互式电视系统，其中，部分字体文件被嵌入在应用程序中。
6.一种为交互式电视系统的应用程序产生字符字体文件的方法，包括分析交互式电视应用程序以决定在该应用程序中是否使用一种特定的字体；如果在该应用程序中使用该特定的字体，则把该字体加入一个部分字体文件中；如果在该应用程序中不使用该特定的字体，则不把该字体加入一个部分字体文件中；和重复前面的步骤，直到分析完该应用程序的全部文字。
7.根据权利要求6的方法，进一步包括该在应用程序被完全分析后存储该部分字体文件。
8.根据权利要求7的方法，其中，所述存储包括存储该部分字体文件作为该应用程序的资源文件。
9.根据权利要求7的方法，其中，进一步包括把应用程序和部分字体文件放入一个对象圆盘传送带(90)中。
10.根据权利要求9的方法，其中，进一步包括向一个交互式电视接收机传输应用程序和部分字体文件。
11.一种具有一个广播中心的交互式电视系统，所述广播中心包括视频/音频流源；应用程序源；一个响应于应用程序的文字内容的部分字体发生器(38)，它产生一个部分字体文件；和一个响应于视频/音频流、应用程序和部分字体文件而发送传输流的发射机(12)。
12.根据权利要求11的交互式电视系统，其中，部分字体文件包括人工选择在应用程序中使用的字体。
13.根据权利要求11的交互式电视系统，其中，部分字体发生器(38)包括向一个部分字体文件自动添加由一个应用程序新请求的字体。
14.根据权利要求11的交互式电视系统，进一步包括一个响应于接收的传输流的交互式视频接收机，包括接收机，它从视频/音频流中分离应用程序；应用程序处理器；视频信号处理器；和电视显示器(22)，它耦合到应用处理器和视频信号处理器，用于显示视频和应用程序内容。
15.根据权利要求14的交互式电视系统，其中，应用程序处理器响应于一个部分字体文件以便在电视显示器(22)上显示一个应用程序的文本信息。
16.根据权利要求11的交互式电视系统，其中，应用程序源包括一个与MHP标准兼容的应用程序源。
全文摘要
一个交互式电视系统包括一个部分字体发生器(38)，它为文字显示产生一个只由一个给定的应用程序使用的那些字体的字符字体文件。该部分字体文件包含由该应用程序使用的语言字符字体，但是少于该语言完全的字符集。因此该部分字体文件需要较少的时间或带宽在分配的传输时间区间传输。该部分字体文件可以由手工处理产生，或者通过自动分析由一个应用程序使用的字体产生。
文档编号H04N5/445GK1723696SQ200380105406
公开日2006年1月18日 申请日期2003年11月10日 优先权日2002年12月9日
发明者甘亮, 谭径微, D·P·凯利, P·S·纽顿, J·史 申请人:皇家飞利浦电子股份有限公司