CN1270475A - 基于电视的交互式超媒体信息服务方法及其系统 - Google Patents

Abstract

基于电视的交互式超媒体信息服务方法及其系统,将与节目相关的交互式超媒体信息和电视信号一起实时广播,用户端接收机附加装置在用户的控制下显示交互式提示信息,根据超媒体链接信息从因特网获取进一步的信息和服务,根据节目分类编码信息实现电视节目的快速查询和自动选取。本发明还可播放观众实时交互参与的电视购物、电视调查、电视广告、电视拍卖等节目。

Description

基于电视的交互式超媒体信息服务方法及其系统

本发明涉及一种使无线或有线电视与因特网的丰富资源相结合的方法及其系统，这种方法及其系统能提供多种新型的交互式超媒体信息服务。

因特网的迅速发展和普及使得人们交互式、个性化地获取信息服务的方式成为可能，而作为目前影响最大的信息传播媒介——电视却由于其固有的信息单向广播方式，无法提供交互式和个性化的信息服务。另外，现有的电视采用模拟方式传输信息，因而无法象以因特网为代表的数字网络那样实现网络内信息之间的超媒体组织模型。

为了适应数字化、信息化、网络化的社会发展趋势，电视网络正在积极地进行数字双向改造和与因特网的互联，这是未来发展的总趋势。1999年12月出版的杂志《电子产品世界》第12期《交互式数字机顶盒的设计》一文介绍了新一代的数字交互式电视系统的技术特征。新一代的数字交互式电视系统要求用户电视接收机具有较强的处理计算功能，具有宽带的双向网络接口，能同时接收数字电视和模拟电视，能够通过宽带接入因特网获得交互式超媒体信息服务。其交互式超媒体特性是建立在信息的数字化表示和传输的基础之上，为了能够平稳地从模拟电视过渡到数字电视，新一代的数字交互式电视接收机保留了接收模拟电视的功能，但也仅限于此。上述系统的问题是，模拟信号表示和传输的信息在该系统中无法提供交互式超媒体服务，现有的丰富的模拟电视节目资源无法被充分利用，不能进行交互式超媒体信息服务，模拟电视接收机无法接收数字形式的交互式超媒体服务信息，模拟电视节目资源无法与因特网的资源建立超媒体链接以形成统一的超媒体信息网络。另外，该系统进入实用的前提条件是数字双向网络的宽带化和用户端设备的数字化，其实施需要巨大的投资，而且要经过相当长时间的节目和用户积累，才能充分发挥效益。

另外，在有线电视网络十分普及和可供选择的电视节目来源越来越丰富的情况下，现有的电视系统却无法支持观众通过某种用户端设备快速地从在播电视节目中检索符合用户口味的电视节目并且自动实现节目切换。

本发明的目的是，针对上述服务系统存在的问题提出一种以现有电视系统为基础的能够提供交互式超媒体信息服务的方法和系统。该方法和系统以对现有电视系统进行尽可能少的改造为代价，就能充分利用现有模拟电视网丰富的电视节目和带宽资源，使之与因特网资源实现超媒体链接，形成统一的超媒体信息系统。

本发明的另一个目的是，使用户能在在丰富的电视节目资源中快速检索出符合自己观看要求的电视节目。

本发明的思路是，在现有电视广播系统的播发端和接收端增加功能，使接收机能够实时地接收到与电视节目相关的节目提示信息、指向因特网资源的超媒体链接信息和便于用户检索的节目分类信息。接收机根据用户的意愿和操作显示提示信息，通过超媒体链接获取因特网上的进一步节目信息，或者根据获知的用户喜好检索在播各路电视节目的节目分类信息并将结果反馈用户或完成自动选取。其中提示信息是与电视节目及其内容或进程相关的文字或者图形、图像信息，这些信息随模拟电视节目实时地传输到用户端，在用户的控制下，可以显示在电视节目画面的局部区域。超媒体链接信息是指向因特网资源的地址信息，用户可以通过该地址从因特网上获得与当前节目内容或其进程相关的更进一步信息，或者获得进一步的服务。节目分类编码信息是指按照约定的格式对节目进行简单描述的编码信息。用户端通过节目分类编码信息可以从在播电视节目中检索出符合自己兴趣的节目。

本发明的具体方案是，在电视的播出过程中，实时地导入与所播出节目及其进程或内容相关的交互式提示信息、超媒体链接信息和节目分类编码信息(简称交互式超媒体信息)，将其调制到附加的物理信号上或复用到节目信号所使用的信道之中，受众在接收节目时，其接收机附加装置实时地解调附加信号或解复用广播节目信号，获取交互式超媒体信息，并根据受众的操作显示提示信息，或者由其附加装置通过具有上行链路的通信信道与超媒体链接信息所指向的交互式信息服务提供者实时通信，由其在线处理设备按约定的服务类型进行处理，为受众或约定对象提供相应的信息服务。

在本发明所述的方法及其系统中，接收机附加装置从附加信道中解调出节目分类编码信息，或者通过扫频接收，周期性地扫描电视信号输入线缆中频分的多路电视信号，从中解复用出每路电视信号的节目分类编码信息，并将这些信息按照约定的格式保存在接收机附加装置的存储器里，接收机附加装置在用户提交查询请求时，从保存在存储器中的各路电视节目分类编码记录中，检索用户需要的电视节目反馈给用户，或者自动切换至符合检索条件的电视频道，上述过程完成电视节目的快速检索和自动选取。

在本发明所述方法和系统中，交互式超媒体信息包括交互式提示信息、超媒体链接信息和节目分类编码信息，其中交互式提示信息是节目内容简介、操作菜单选项、超媒体链接提示等，超媒体链接信息是按照因特网统一资源定位符(URL)格式确定的因特网资源地址信息，节目分类编码信息是节目类别、节目产地、节目长度、节目进度、推荐等级、节目名称、主演姓名、节目内容关键词组成的可供用户检索的节目信息

在本发明所述的方法及其系统中，不需要附加物理信道的方法是，数字信号形式的交互式超媒体信息同步地插入在电视信号场逆程期间，数据插入和提取方式与现有的图文电视数据插入和提取的方式相同。

本发明利用《中文图文电视广播规范》(GB/T 14219-93)中预留待用的X28、X29、X30、X31中的一个或数个数据行传送数字信号描述的交互式超媒体信息。这样，图文电视节目业务可以照常运营。

本发明所述的方法及其系统，一个电视接收机附加装置接收电视信号中的交互式超媒体信息和用户发出的操作信号，由其进行处理和对电视接收机进行控制，并与因特网进行实时通信。用户通过接收机附加装置输入接口发出显示提示信息的信号，该装置通过调用预置的字库或图像库，将提示信息转换成点阵数字图像，再经过数模转换生成模拟RGB信号，在电视行场同步信号、机内时钟和提示信息显示信号共同确定的视频切换选择信号控制下，由附加装置中的视频切换器进行信号切换，形成带有交互式提示信息的电视图像信号。这样，交互式提示信息以及其它回馈信息可以以局部插入的方式显示在电视画面中。接收机附加装置遵守因特网TCP/IP协议规范，通过TCP/IP协议与超媒体链接信息描述的网络资源通信，在用户通过输入接口对超媒体链接提示发出链接请求时，附加装置通过上行信道向网络资源提交用户请求，并且将网络资源的回馈提示以约定的方式通知用户。

本发明的方法及其系统适合播出基于电视的交互式超媒体的电视购物节目。受众通过节目实时地获取商品或服务的信息，当认为信息充分而应该作出购买响应时，通过用户接口选择对应的超媒体链接，必要时输入相应的商品和/或用户信息，附加装置随即按照因特网相应协议数据包格式封装，并通过具有上行链路的通信信道发往超媒体链接信息指向的发信台或商品、服务提供商，由其接收处理设备按电子商务规则处理成交。

本发明的方法及其系统适合播出基于电视的交互式超媒体社会调查节目，或者是采用社会调查形式和有彩调查形式、具有即时统计功能的交互式超媒体新型广告节目。受众通过节目实时地获取传播的信息，被节目的交互性激发参与热情并作出响应决定时，通过用户接口选择对应的超媒体链接，必要时输入相应的调查选项和/或用户信息，附加装置随即按照因特网相应协议数据包格式封装该信息，并通过具有上行链路的通信信道发往超媒体链接信息指向的发信台或调查者，由其接收处理设备按调查统计规则进行统计处理，统计完毕后生成调查结果文件。

本发明的方法及其系统适合播出基于电视的交互式超媒体拍卖节目。受众通过节目实时地获取拍卖的商品或服务的信息及其实时竞拍场景，当认为信息充分和需要介入时，通过用户接口选择对应的超媒体链接、输入相应的竞拍信息和/或用户信息，附加装置即按照因特网相应协议数据包格式封装该信息，并通过具有上行链路的通信信道发往超媒体链接信息指向的拍卖在线处理设备，处理结果通过因特网或专用信道实时反馈至电视台，由其在交互式超媒体信息中更新拍卖进程信息，拍卖师则根据在线处理设备的处理结果现场主持拍卖过程，落锤时签发受理支付的结算命令，完成拍卖过程。

下面结合实施附图和实施例对本发明进行进一步详细的说明。

图1为本发明所述的方法及其系统的逻辑组成图。

图2为交互式超媒体播出系统的基本组成。

图3为交互式超媒体信息服务附加装置功能组成框图

图4为交互式超媒体接收机附加装置信息处理流程。

图5为接收机附加装置中的视频嵌入流图。

图6为用户电视界面

本发明所述的方法及其系统包括以下几个主要的环节：电视发信方，一般情况下即是电视台，负责编辑、产生交互式提示信息、超媒体链接信息和节目分类编码信息，并将其与模拟电视信号实时同步地广播出去。电视信号中间传播途径，指电视信号在到达用户端接收机附加装置之前的经过的传输途径。在本实施例中，该环节不需要对传输的交互式超媒体电视信号相对于普通电视信号进行任何附加处理。接收机附加装置，负责从电视信号中提取交互式超媒体信息，将其转换成可以显示的视频图像或保存在附加装置的存储器中。附加装置在用户控制下，在电视接收机的节目画面上显示或隐藏交互式提示信息生成的视频图像；当用户发出链接指示时，附加装置根据用户指定的超媒体链接地址向因特网上对应的网站发出服务请求并接收其服务；当用户发出检索电视节目的信号时，附加装置提示用户输入检索条件，并从保存在其存储器中的各路电视节目分类编码信息中检索出满足用户需要的电视节目，以适当的形式反馈提示用户或者完成自动节目切换。超媒体信息提供者，是超媒体链接信息指向的因特网上可以为用户提供与电视节目相关的更进一步的信息和服务的网络资源。普通模拟电视接收机即电视节目的显示设备。本发明所述方法及其系统的整体逻辑关系如图1所示。

各环节功能详细描述和具体实现

1)电视台

本发明涉及电视台播出的交互式超媒体电视信号的生成系统。该交互式超媒体电视信号生成系统在本发明的所述的方法及其系统中负责编辑、产生交互式提示信息、超媒体链接信息和节目分类编码信息。这些信息再由电视台将其与模拟电视信号实时同步地广播出去。本实施例中把数字编码后的交互式提示信息、超媒体链接信息和节目分类编码信息插入到全电视信号的场逆程中，利用现有的《中文图文电视广播规范》(GB/T 1421-93)中预留待用的X28～X31数据行中的一行或者几行进行传输。数字信号与模拟电视信号的实时同步传输，也可以使用附加的通信信道。如无线窄带数字广播、有线电视网的数字广播通道等，这些方法都有现成的技术产品可用。本实施例考虑到数字信号的交互式超媒体信息和模拟电视信号的电视节目内容在逻辑上的统一性、完整性，将它们时分复用在同一个模拟频段传输，这样也便于交互式超媒体全电视信号节目以现有的录像带等存储介质保存再现。

电视台的交互式超媒体电视信号生成系统包含以下组成部分：播出主控计算机、交互式超媒体信息编辑制作系统、数据行发生器、全电视信号源。其逻辑组成关系可以参见图2。

交互式超媒体信息编辑制作系统是运行在播出主控计算机上运行的软件。电视节目制作人员通过它编辑、制作、保存与电视节目相关的交互式提示信息、超媒体链接信息和节目分类信息(简称交互式超媒体信息)，该信息按照交互式超媒体信息的传输协议规定的格式以数据文件的形式保存在播出主控计算机的外存或者内存里(关于交互式超媒体信息的传输协议后面会有详细阐述)。由于交互式超媒体信息与电视节目的进程和内容密切相关，因此随着全电视信号源的节目及其内容或进程的变化，对应的需要同步插入的交互式超媒体信息也要跟着变化。

本实施例采用如下办法来同步交互式超媒体信息与正在播出的电视节目：定义全电视信号源输出的电视节目对应的交互式超媒体信息随着时间的流逝而发生的变化为“切换事件”。“切换事件”可以是由不同节目的接续，或者是由同一个节目内由于内容的变化或者进程的发展导致的交互式超媒体信息的更新引起的。因此，所有的“切换事件”将时间轴分割成了多个时间区间，每个时间区间内，只有一套交互式超媒体信息“有效”(即与电视节目同步广播)。本实施例将待广播的多套交互式超媒体信息按照它们“有效”的时间顺序，以链表的数据结构保存。每当全电视信号源给出的“切换事件”信号，播出主控计算机从链表头取出对应的交互式超媒体信息，将其发送给数据行发生器，并将表头删除。该方案通过插入、删除链表中的节点，可以很容易地实现对电视节目对应的交互式超媒体信息的增加、删除和更新操作。该方案需要解决“切换事件”控制信号产生的问题。在本实施例中，该信号由电视台节目接续时自动给出，或者根据需要人为地或由程序自动地给出。

播出主控计算机是交互式超媒体电视信号生成系统的控制中心，它除了负责运行交互式超媒体信息编辑制作软件以外，还负责保存、维护交互式超媒体信息链表，在接收到节目进程信息(即“切换事件”信号)时，向数据行发生器给出对应的交互式超媒体信息。另外，在播出现场直播类型的交互式超媒体电视节目时，播出主控计算机还要通过因特网从网络服务器上接收电视节目内容或进程的更新信息，将其经过节目约定的处理生成现场直播的交互式超媒体信息。播出主控计算机的信息处理量比较大，实时性的要求比较高，应该使用比较高档的计算机，可以是高档微机或者是网络系统上的工作站。

全电视信号源是模拟电视节目信号源，该节目可以来源于电视台常规的录像带、现场拍摄节目等。节目进程信息即前述的“切换事件”信号。该信号可以由全电视信号源的不同节目的接续给出，可以人为地给出，也可以根据需要在播出主控计算机中通过程序控制给出。

数据行发生器接收到主控计算机发出的交互式超媒体数据，按照交互式超媒体信息传输协议的格式规定，将交互式超媒体数据插入到模拟电视信号场逆程指定的数据行中，形成带有交互式超媒体信息的电视信号。本实施例采用现有的图文电视系统的数据行发生器实现功能，把交互式超媒体服务信息插入到《中文图文电视广播规范》(GB/T 1421-93)中规定格式的X28～X31行中的一行或者几行中。

为了使得用户端接收机附加装置扫频到本路电视时，能够尽可能快地获取到本路电视节目的分类信息，电视台还需要定时周期性地将在播电视节目的分类编码信息与模拟电视节目实时广播。该分类编码信息的格式和内容在后面的交互式超媒体传输协议中会详细介绍。本实施例中，电视台每隔1秒钟，将在播电视节目的分类编码信息插入到交互式超媒体信息中。按照后述交互式超媒体传输协议的规定，每路电视的节目分类编码信息一般不超过150字节，使用X28-X31数据行传输每行可以传输40字节的数据。本实施例仅使用不到5个数据行就可以将节目分类编码信息封装发送出去，而每秒钟可用的数据行有25×4＝100行。因此，节目分类编码信息对交互式超媒体信息的带宽占用率不到5/100＝5％。而假设用户端接收机附加装置能够接收100套有线电视节目的话，只需要100秒就可以扫描一遍电视信号输入线缆中所有的电视节目，其实时性是相当高的。

2)电视信号中间传输途径

本发明所述的方法及其系统不需要改动现有的电视传输系统，现有电视信号传输系统只需将交互式超媒体电视信号当作普通带有图文信息的电视信号传输即可。

3)接收机附加装置

接收机附加装置是受众直接面对的设备。为了与现有的数量巨大的普通模拟电视接收机相兼容，本实施例在附加装置中完成了所有有关交互式超媒体信息的处理以及相关的用户输入处理。因此，本实施例不需要对现有普通电视接收机进行任何改动。该附加装置需要能实现以下功能：

①接收带有交互式超媒体信息的电视信号；

②从带有交互式超媒体信息的电视信号分离出描述交互式超媒体信息的数

  字信号和全电视模拟信号；

③根据交互式超媒体传输协议的规定，把数字信号转换成交互式超媒体信

  息；

④接收受众通过用户接口单元输入的控制信号，作出相应的反馈或者控

  制；

⑤根据受众的控制在电视节目画面中显示或隐藏交互式提示信息；

⑥根据受众的控制，与用户选择的超媒体链接地址所指向的因特网网站资

  源按照TCP/IP协议的规定通过因特网接入接口或设备通信，并将网站资

  源的反馈提示用户。

⑦接收用户检索电视节目的请求，并根据用户输入的检索条件，从保存在

  存储器中的各路电视节目分类编码信息中间检索出符合用户需要的电视节

  目反馈用户或完成自动切换。

为实现上述功能，本发明所述的方法及其系统的接收机附加装置由以下4个子系统组成：控制子系统、网络接口子系统、用户接口子系统和电视机接口子系统。系统的功能组成框图参见附图3。附图4为接收机附加装置的信息处理流图。

其中控制子系统由CPU、ROM、RAM组成，负责控制各子系统的初始化和协调工作。ROM中包含了附加装置系统的自举代码、基本操作系统程序和基本汉字字库等软件程序和数据。当系统启动时，CPU将该自举代码和操作系统程序等读入RAM中相应位置，并开始运行操作系统。本实施例的CPU采用32位的PowerPC 401处理器，操作系统采用Windows CE。本实施例中附加装置遵循的交互式超媒体传输协议、用户接口设备的驱动程序、网络接口设备的驱动程序、交互式超媒体信号的提取与视频插入、与因特网互联必要的TCP/IP网络协议等软件功能都是由控制子系统调度执行的。

用户/扩展接口子系统负责接收用户输入信号和处理系统扩展输入/出。本实施例采用红外遥控器作为用户输入设备，需要时可以采用红外遥控键盘，加入智能卡设备等。红外遥控器的控制范围在半径为3～8米，接收有效方位角30度的范围内。红外遥控器上至少包括以下键位：0～9数字键、a～z字母键、两位数字输入选择/焦点切换键、显示模式切换键、上下左右方向键、链接键、查询键、确定键、取消键等按键，每个按键用唯一可标示的数字编码表示。各按键的使用方法是：

①0～9数字键：用来输入数字，在进行选台操作时作为频道的直接输入。

②a～z字母键：用来输入字符形式的复杂查询信息、用户信息、节目参与

  信息等。

③两位数字输入选择键/焦点切换：正常显示模式下用于选台操作，当用

  户按下了两位数字输入键之后，系统接收随后两个数字作为所选频道的十

  位和个位，该键的作用与普通电视遥控器上的两位数字输入选择键一样；

  交互式超媒体信息显示模式下，该键用于将用户控制焦点在“菜单栏”与

  “介绍栏”之间切换(电视界面如附图6所示)。

④显示模式切换键：用来切换正常显示模式和交互式超媒体信息显示两种

  模式，正常显示模式下，接收机只显示正常播放的电视节目画面，系统不

  接受超媒体链接请求；交互式超媒体信息显示模式下，接收机显示带有交

  互式提示信息画面的电视节目画面，此时接收机附加装置接受超媒体链接

  请求。

⑤上下左右方向键：正常显示模式下，上、左键作为频道“+”选择，按

  下一次则所选频道递增换档一次，如果长久按下不放，则每隔2秒自动连

  续频道递增换档一次；下、右键作为频道“-”选择，每按下一次所选频

  道递减换档一次，如果长久按下不放，则每隔2秒自动连续频道递减换档

  一次。交互式超媒体显示模式下，上下左右键结合“两位数字输入选择/

  焦点切换键”用来实现菜单项选择或超媒体链接选择。当“两位数字输入

  选择/焦点切换键”将用户焦点切换到“菜单栏”时，上下左右键用于选

  择菜单项。上下键用来在本级菜单中选择菜单项，左键返回上一级菜单，

  右键进入该菜单项对应的下一级菜单(如果由下一级菜单的话)。当“两

  位数字输入选择/焦点切换键”将用户焦点切换至“内容栏”时，上下左

  右键用于选择超媒体链接。内容栏上有的提示信息嵌入了超媒体链接信

  息，这些提示定义为超媒体链接提示。上下左右键就是在“内容栏”里所

  有的超媒体链接提示中移动用户控制焦点。

⑥链接键：在交互式超媒体链接信息显示模式下，用户按下链接键即对当

  前菜单项对应的超媒体链接或者“内容栏”中获得用户控制焦点的超媒体

  链接提示发出链接请求。

⑦查询键：用户按下该键时，附加装置显示预置的用户查询界面，用户在

  其中输入查询条件。

⑧确定键：用来确定发出服务、链接请求或者查询请求。

⑨取消键：取消发出服务、链接请求或者查询请求。

本实施例的接收机附加装置中用户/扩展子系统采用红外接口接收用户输入，该接口包括红外滤色片、红外光电接收、前置放大、限幅放大、带通滤波、检波、解码控制等部分。

网络接口子系统负责通过用户的因特网接入设备或接口向接收机附加装置提供因特网通信接口。网络接口子系统可以根据受众实际使用的因特网接入设备或接口而使用目前市场上相应可用的软硬件组合。接收机附加装置中采用Windows CE操作系统，因此它可以很好的支持PPP、Cable Modem、xDSL、WAP等多种因特网接入技术。

在介绍电视接口子系统之前，先介绍本实施例的用户电视界面。用户从电视接收机上可看到的电视画面如图6所示。电视节目画面上多出了两块固定区域，“菜单栏”和“介绍栏”。其中“菜单栏”主要负责显示层次菜单结构的交互式提示信息。“介绍栏”主要负责显示介绍电视节目主要内容或相关背景信息的交互式提示信息。交互式提示信息中可以嵌入超媒体链接信息(嵌入方式在交互式超媒体传输协议的表示层协议中明确规定)。“菜单栏”和“介绍栏”内交互式提示信息的显示或隐藏由用户按下“显示模式切换键”控制的。当交互式提示信息被隐藏时，电视接收机显示的画面与正常模拟电视节目的电视画面完全一样。电视节目查询界面和查询结果都在“介绍栏”中显示。

电视接口子系统负责从电视天线或有线电视线缆中接收交互式超媒体电视信号，还负责将显示或隐藏了交互式提示信息的电视节目信号输出到电视接收机的AV视频端口，另外还通过一个专门的高频头和数据分离电路对电视信号线缆中传输的各路电视信号周期性地扫频，提取各路电视节目的节目分类编码并在控制子系统的控制下将其保存在RAM中。具体说来，电视接口子系统包括以下工作过程：使用高频头和频道选择器把用户需要收看的射频电视信号转换成基带信号；然后使用图文电视解码芯片或功能类似的芯片从基带电视信号场逆程指定的数据行中提取交互式超媒体信息数字信号，该数字信号经过控制子系统按照交互式超媒体传输协议的规定进行识别和处理；当接收机附加装置处在交互式超媒体信息显示模式时，控制子系统通过调用预置的字库和图像库将交互式提示信息变成数字点阵图像，该数字点阵图像经D/A转换成模拟RGB信号，输入视频嵌入模块；在视频嵌入模块中实现提示信息在电视图像中的局部插入(视频模块参见附图5)；最后将生成的显示或隐藏了交互式超媒体链接信息的电视信号输出到普通电视接收机的AV端口。另有一路并行工作的流程：一个专门的高频头和数据分离电路周期性地扫描电视信号线缆中的各路电视信号，提取它们中交互式超媒体信息中的节目分类编码，并将这些编码数据按照约定的格式保存在控制子系统的RAM中。

视频嵌入模块的输入为原电视信号、显示位置控制信号和插入内容RGB信号。原电视信号经过频率分离，分成视频信号和音频信号两路，视频信号送入视频嵌入切换模块，音频信号则直接送入下一级，另外从中分离出原电视信号的行、场同步信号。显示位置控制信号是由控制子系统产生的，它用来指明显示信息所在行位置和行内的位置，这是因为在某些制式电视节目中存在逐行倒相控制，在前述的电视节目界面中已经提到，本实施例中的插入内容显示在固定区域。插入内容RGB信号在切换控制显示提示信息时，送入视频编码器，生成符合PAL制式标准的视频片断，并替代原电视信号中该时间段的信号。最后将原电视音频信号叠加到新生成的视频信号中。

上述4个子系统之间通过系统总线互连，各子系统由控制子系统协调控制(如图3)。

本发明所述的方法及其系统，采用与ISO/OSI协议参考模型类似的分层协议模型来设计交互式超媒体信息的传输协议。应用层数据即是所要传输的交互式提示信息、超媒体链接信息和节目分类编码信息。

表示层协议采用“～”转移字符，以达到在电视台广播到用户端接收设备的串行数据中表示交互式提示信息和超媒体链接信息的目的。下表说明本实施例中转移字符“～”如何表示交互式提示信息和超媒体联接信息。

字符串	表示含义
		“～L”	超媒体链接地址的开始标记
“～S”	超媒体链接地址的结束标记
		“～E”	超媒体提示信息结束标记
“～M”	菜单开始标记
		“～I”	菜单项开始标记
“～C”	菜单结束标记
		“～～”	表示“～”

其中“～L”、“～S”和“～E”组合起来使用，它们用来描述超媒体链接地址信息以及相应的超媒体链接提示。它们的用法与因特网上超文本描述语言HTML中描述超文本链接的方法类似。比如  “～Lhttp：//www.tsinghua.edu.cn～S清华大学～E”描述的超媒体链接与HTML语言中“<A href＝http：//www.tsinghua.edu.cn>清华大学</A>”描述的超文本链接一样。

“～M”、“～I”和“～C”组合起来用以描述菜单结构。“～M”和“～C”分别表示菜单结构的开始和结束，“～I”表示菜单项。如果要描述层次结构的菜单，可以在“～I”之后菜单项之后紧跟着该菜单项对应的下一级菜单的定义。下面举例说明其用法：

如“～M～I清华大学～I北京大学～C”用来表示如下菜单结构●清华大学●北京大学

“～M～I～Lhttp：//www.tsinghua.edu.cn～S清华大学～E～I～Lhttp：//www.pku.edu.cn～S北京大学～E～C”可以表示带有超媒体链接的菜单。“～M～I清华大学～M～I研究生～I本科生～C～I北京大学～M～I理学院～I法学院～C～C”可以表示以下菜单结构：●清华大学●研究生●本科生●北京大学●理学院●法学院

通过上述转义符“～”，可以在连续的字符串中表示含有超媒体链接地址的超媒体链接信息，以及带有层次结构的菜单。

节目的分类编码信息可采用如下方式表示：

节目类别(2字节)
	节目产地(2字节)
节目长度(11比特)
	节目进度(7比特)
推荐等级(6比特)
	节目名称(变长)
主演姓名(变长)
	节目内容关键词(变长)

其中“节目类别”是固定长度为2字节的节目分类信息，共有65536种节目类别，可以是：体育、新闻、电视剧、娱乐、调查、广告、电影等大类，大类的分类编码使用1个字节，每个大类还可以细分成若干小类，如体育可分为足球、篮球、排球、赛艇等，每个小类可以根据需要继续细分，这些小类的编码信息加上在细分的编码信息总共使用1字节。

“节目产地”占用2字节，采用分级表示：其中3比特为洲际代号，6比特为国家代号，剩下7比特为地区代号。

“节目长度”占用11比特，用来表示以分钟为单位的节目时间长度，最大长度为2048分钟。

“节目进度”占用7比特，表示当前节目进度百分比，取值从0～100。

“推荐等级”占用6比特，是广播电视台预测的电视节目受欢迎程度。取值越大表示节目的受欢迎程度越高，取值可以从0～63。

“节目名称”字段安排如下表所示：长度域(LEN)占用1字节。随后的NAME域为用ASCII或GB2312标准编码的节目名称，其长度由LEN域中数值决定。

LEN(1字节)
	NAME(LEN字节)

“主演姓名”字段的安排如下表所示：长度域(LEN)占用1字节。随后的ACTOR域为用ASCII或GB2312标准编码的主演姓名，多个主演姓名之间使用“0×00”字符间隔，ACTOR域的总长度由LEN域中数值决定。

LEN(1字节)
	ACTOR(LEN字节)

“节目内容关键词”字段的安排如下表所示：长度域(LEN)占用1字节。随后的KEYWORD域为用ASCII或GB2312标准编码的节目内容关键词，多个关键词之间使用“0×00”字符间隔，KEYWORD域的总长度由LEN域中数值决定。

LEN(1字节)
	KEYWORD(LEN字节)

下面的表格显示了本发明实施例使用的传输(网络)层协议数据包：

SYN(1字节)
	LEN(4字节)
TYPE(1字节)
	DATA(长度由LEN决定)
ESYN(1字节)

如上表格所示，传输(网络)层协议包括6个字段，其中SYN字段为一个字节的传输同步字节，其内容固定为0×0f。LEN为以字节计数的本数据包长度，该字段长度为4个字节，也就是说一个数据包的最大长度为232字节。TYPE字段表示本数据包的类型，其长度为1个字节。根据需要TYPE字段可以表示多种数据包，在本实施例中，TYPE值为0时表示本数据包为“内容简介”数据包，TYPE值为1时表示本数据包为“菜单栏”数据包，TYPE值为2时表示本数据包为“节目分类编码”数据包。DATA字段的长度由LEN字段确定。在DATA字段中传输的是由TYPE字段所确定类型的数据包的数据。ESYN字段是一个字节的传输同步字节，其内容固定为0×f0。

下面分别介绍“内容介绍”数据包、“菜单栏”数据包和“节目分类编码”数据包的格式。“内容介绍”数据包的数据(DATA)字段中，串行传输用ASCII码或者GB2312码编码的关于正在播出的电视节目的节目介绍信息，其中可以按照前述的方法通过转义字符“～”加传超媒体链接信息。“内容介绍”数据包的数据传到用户端，电视接收机附加装置在用户的控制下，将其显示在电视节目画面的“介绍栏”上。“菜单栏”数据包的数据(DATA)字段中，串行传输层次化的菜单结构，其中的显示字符用ASCII码或者GB2312码编码，使得用户对于正在播出的电视节目，在电视节目画面的“菜单栏”中可以分级查询的关于正在播出的电视节目的信息。“节目分类编码”数据包的DATA字段中，串行传输前述规定的“节目分类编码信息”。这些信息是用户不可见的，它被接收机附加装置以扫频接收或者从附加信道接收的方式提取出来，保存在接收机附加装置的存储器中。

本实施例采用中文图文电视广播规范(GB/T 14219-93)中预留待用的X28、X29、X30、X31数据行中的一个或数个数据行传送数字信号描述的交互式信息和超媒体链接信息。该标准规定X0-X27数据行，每行可以传输45字节。除去其中5字节的同步字节和纠错字节还有40字节可以用来传输链路层数据。本实施例在X28-X31的每个数据行中传输与X0-X27每个数据行相同的数据量。因此每个数据行可以提供25×40字节/秒，即1KBps的数据带宽。每个数据行40个字节的数据格式如下所示：

SEGNO(1字节)
	DATA(39字节)

本实施例中，由于链路层数据包长度固定(为40字节)，而传输(网络)层数据包长度不定。要将传输(网络)层数据封装在链路层数据包中传输，可以采用发送端分段，接收端按段号重新将分段组合成原传输(网络)层数据包的方法。比如传输(网络)层要传输一个长度为1000字节的“内容介绍”数据包，可以在发送端将该数据包按每39字节为一个分段，按顺序从0依次给每个分段分配段号，段号用一个字节的数据表示。因此链路层每个数据包长度为40字节。接收端接收到链路层数据包之后，按照段号顺序，组合成1000字节的“内容介绍”数据包。上述过程就完成了在链路层上传输传输(网络)层数据的目的。上表中SEGNO字段为一个字节的链路层数据包段号，DATA字段为该数据段的数据内容。

至此，本实施例实现了利用电视信号场逆程实时同步传输与电视节目相关的交互式超媒体信息的传输协议。

本发明所述的方法及其系统实现用户对多路电视节目的快速检索和自动选取是按照以下功能过程实现的。接收机附加装置在接收到用户按下“查询键”提交的查询请求时，从存储器中读出预置的用户查询界面，将该查询界面按照前述的视频图像嵌入办法，显示在电视接收机用户界面的″介绍栏″中。用户在查询界面中，输入查询条件，如：按照节目类型为“足球比赛”，“主演姓名”包括刘德华，关键字中有“奥斯卡”等检索条件。当检索条件输入完毕，用户按下“确定键”提交查询请求。接收机附加装置从存储器中保存的各路电视信号的“节目分类编码信息”纪录中检索出符合用户查询条件的电视节目，将查询结果按照前述办法显示在电视画面的“介绍栏”内或者自动切换到符合用户检索条件的电视节目频道。以上过程完成了电视节目的快速检索和自动选取。

本发明所述的方法和系统播出交互式超媒体电视购物节目可按以下步骤和规则实现。如图1中电视台播出电视购物节目时，在图2所述生成系统中的主控计算机中，由交互式超媒体信息编辑制作系统编辑、产生关于要播出的电视购物节目中所介绍商品或服务的交互式提示信息和超媒体链接信息。交互式提示信息可以是商品的价格、商品的品牌、商品的型号、可购买商品的场地等。超媒体链接信息是指向因特网上接收用户在线查询、预订或购买请求的网站URL地址。这些信息遵循前述传输协议的规定，以数字编码的方式通过接口电路传输至数据行发生器，数据行发生器将这些数字编码信息插入到模拟电视信号场逆程中指定的数据行中，形成带有商品和服务介绍信息以及超媒体链接信息的电视信号。

该电视信号象普通模拟电视信号一样在现有的电视网络中直接传输。用户端通过电视接收机天线或者有线电视线缆接收该电视信号。将其输入前述如图3接收机附加装置。用户在观看电子购物节目时，通过模拟电视画面了解到有关商品和服务的详细信息。当用户被商品或服务吸引时，通过附加装置的输入接口，发出显示交互式提示信息的控制信号。附加装置接收到该控制信号后，按照前述的方法将商品的价格、品牌、型号、可购买商品的场地等信息以交互式提示的方法显示在电视接收机节目画面上的“介绍栏”或“菜单栏”上。在交互式提示信息中按照前述方法将超媒体链接地址信息加在提示信息中。当用户希望查询、预订或者购买该商品时，通过附加装置的输入接口发出链接控制信号。附加装置根据用户选择的超媒体链接地址，通过因特网接入接口向因特网上超媒体链接地址指定的网络站点发出用户请求。由该链接地址指定的网站在线处理用户请求。并且通过因特网将用户请求的反馈提交用户端。接收机附加装置接收到服务方反馈后，将反馈信息显示在用户电视画面上。如果服务方在服务用户之前希望获得用户进一步的信息，如用户姓名、年龄、身份证号、信用卡号等信息时，它将HTML语言描述的填写表单反馈给用户。用户通过附加装置输入接口在对照电视接收机节目画面上显示的填写表单填写服务方需要的用户信息。填写完毕，用户发出提交控制信号，控制附加装置通过因特网接入接口向服务方在线服务器发出用户信息。服务方接收到用户信息后，检查确认获得了必要的用户信息后，就可以根据用户的请求为用户提供服务或者将用户购买的商品在用户指定的时间和地点送到用户处。上述流程完成了基于电视的电子购物过程。

本发明所述的方法和系统播出交互式超媒体电视调查节目可按以下步骤和规则实现。如图1中电视台播出电视调查节目时，在图2所述生成系统中的主控计算机中，由交互式超媒体信息编辑制作系统编辑、产生电视调查节目中的调查内容、调查选项等的交互式提示信息和超媒体链接信息。交互式提示信息可以包括调查内容(背景)介绍、调查标题、调查选项、有彩调查的奖品等。超媒体链接信息是指向因特网上接收用户在线调查的网站URL地址。这些信息以按照前述的传输协议规定，以数字编码的方式通过接口电路传输至数据行发生器，数据行发生器将这些数字编码信息插入到模拟电视信号场逆程指定的数据行中，形成带有调查标题、调查选项以及超媒体链接信息的电视信号。

该电视信号象普通模拟电视信号一样在现有的电视网络中直接传输。用户端通过电视接收机天线或者有线电视线缆接收该电视信号。将其输入前述如图3接收机附加装置。用户在观看电视调查节目时，通过模拟电视画面了解到有关调查的目的、背景、有彩奖励等信息。当用户被调查的意义或者有彩奖励吸引时，通过附加装置的输入接口，发出显示交互式提示信息的控制信号。附加装置接收到该控制信号后，按照前述的方法将调查的目的、背景、有彩奖励、调查标题、调查选项等提示信息显示在电视接收机节目画面上的“介绍栏”或者“菜单栏”上。在交互式提示信息中按照前述方法将超媒体链接地址信息加在提示信息中。当用户希望参与调查并且提交调查问卷时，通过附加装置的输入接口选定用户选择的调查选项对应的超媒体链接，发出链接控制信号。由于不同的调查选项，其对应的超媒体链接不同，因此通过用户提交的超媒体链接地址就可以确定用户在社会调查中选择的调查选项。附加装置根据用户选择的超媒体链接地址，通过因特网接入接口向因特网上超媒体链接地址指定的网络站点发出调查回答。由该链接地址指定的网站在线处理统计用户提交的用户调查。并且通过因特网将用户提交的调查的反馈提交用户端。接收机附加装置接收到服务方反馈后，将反馈信息显示在用户电视画面上。如果电视调查节目希望用户提交对调查主体的主观文字叙述反馈或关于用户一些个人信息，因特网上的在线处理服务器，接收到用户通过超媒体链接提交的反馈调查请求后，将HTML语言描述的进一步调查表单通过因特网提交给用户。用户通过附加装置输入接口在对照电视接收机节目画面上显示的调查表单填写调查信息。填写完毕，用户发出提交控制信号，控制附加装置通过因特网接入接口向服务方在先服务器发出用户调查反馈。服务方接收到用户调查反馈后，对用户的调查反馈进行处理、统计并且存储。上述流程完成了基于电视的电子购物过程。

本发明所述的方法和系统播出交互式超媒体电视拍卖节目按以下步骤和规则实现。如图1中电视台播出电视拍卖节目时，在图2所述生成系统中的主控计算机中，由交互式超媒体信息编辑制作系统编辑、产生关于电视拍卖节目中所拍卖商品的介绍、当前价格、拍卖过程纪录等信息以及指向处理竞拍请求的在线服务器的超媒体链接地址信息。这些信息以按照前述的传输协议规定，以数字编码的方式通过接口电路传输至数据行发生器，数据行发生器将这些数字编码信息插入到模拟电视信号场逆程指定的数据行中，形成带有拍卖介绍的交互式提示信息以及超媒体链接信息的电视信号。

该电视信号象普通模拟电视信号一样在现有的电视网络中直接传输。用户端通过电视接收机天线或者有线电视线缆接收该电视信号。将其输入前述如图接收机附加装置。用户在观看电视拍卖节目时，通过模拟电视画面了解到当前拍卖商品的部分信息以及拍卖进程。当用户被拍卖商品吸引时，通过附加装置的输入接口，发出显示交互式提示信息的控制信号。附加装置接收到该控制信号后，按照前述的方法将当前拍卖商品的介绍信息、商品当前拍卖价格、拍卖过程纪录以及供用户竞拍的拍卖选项等提示信息显示在电视接收机节目画面上的内容提示栏上。在交互式提示信息中按照前述方法将超媒体链接地址信息加在提示信息中。当用户对当前拍卖商品及其价格满意，希望参与竞拍时，通过附加装置的输入接口选定用户满意的竞拍价格选项对应的超媒体链接，发出链接控制信号。由于不同的竞拍选项对应的超媒体链接不同，因此通过用户提交的超媒体链接地址就可以确定用户竞拍的价格。附加装置根据用户选择的超媒体链接地址，通过因特网接入接口向因特网上超媒体链接地址指定的网络站点发出竞拍请求。超媒体链接地址指定的因特网拍卖方网站对接收到的用户竞拍，按先来先服务的方式，处理用户竞拍。并且将用户竞拍成功或者失败的信息实时地通过因特网反馈给用户。用户端接收机附加装置将网站反馈信息在电视节目画面上按照前述的方法显示出来。另外，为了让所有观看电视拍卖节目的电视观众能够实时同步地了解当前拍卖的过程、进程和拍卖商品当前价格，拍卖网站通过因特网将拍卖进程和拍卖商品当前价格传输到电视台的主控计算机。主控计算机接收到拍卖进程和拍卖商品的当前价格以后，通过软件实时产生新的交互式提示信息和超媒体链接信息，并将其通过数据行发生器添加到模拟电视信号中广播出去。模拟电视节目可以采用现场直播的方式，在模拟电视画面上，节目进程也随着拍卖进程同步进行。因此所有的用户可以实时地了解当前拍卖的进程和最新的价格，也可以参与并且影响拍卖的进程。上述过程即完成了基于电视的商品拍卖过程。

从上述的说明中可以理解，由于在电视信号中加入了数字信号描述的关于电视节目的交互式提示信息、超媒体链接信息和节目分类编码信息，使得用户端通过具有运算、控制和存储功能以及能够与因特网通信的接收机附加装置可以实现交互式超媒体信息服务，也使得用户对在播的丰富的节目资源进行快速检索成为可能，这些特性都是现有的模拟电视系统不可能提供的。另外，由于电视节目观众人数众多、电视节目实时性强等特点，观众实时参与的交互式电视购物、电视调查、电视广告和电视拍卖等节目具有现有因特网电子商务或广告所不具备的优势。

本发明还有许多典型的应用领域和应用方法，比如远程教育中的电子课堂和标准化电子考试等应用，又比如远程医疗中的广播式电子诊断和电子病程监护等应用，在社会保障等许多其他社会生活领域都可以开发应用。

本发明提供了一种对通信资源尤其是紧缺的带宽资源消耗最少的广播式信息交互手段，在社会信息化进程中尤其是当前阶段具有技术经济优势。本发明对现有电视系统的改动少，主要技术手段集中于用户终端设备，大批量生产时可以将成本降得很低，可以大面积使用，对于社会进步具有积极的效果。

从长远来看，信道建设的速度将长期赶不上需求的增长，因特网对带宽的高消费特点势必造成信道拥塞的社会问题。电视的广播式工作方式极大地节约了下行信道的带宽，是实现信息化社会的许多信息服务的有效途径，具有巨大的竞争力，其对解决信道拥塞的社会问题的贡献将远超过公共交通对解决交通拥塞问题的贡献。因此，基于电视的电子商务等交互式超媒体信息服务是很有发展前途的。

Claims (10)

1、基于电视的交互式超媒体信息服务方法及其系统，是一种在无线或有线电视系统基础上扩展功能，向用户提供交互式超媒体信息服务的方法和系统，其特征是：在电视的播出过程中，实时地导入与所播出节目及其进程或内容相关的交互式提示信息、超媒体链接信息和节目分类编码信息(简称交互式超媒体信息)，将其调制到附加的物理信号上或复用到节目信号所使用的信道之中，受众在接收节目时，其接收机附加装置实时地解调附加信号或解复用广播节目信号，获取交互式超媒体信息，并根据受众的操作显示提示信息，或者由其附加装置通过具有上行链路的通信信道与超媒体链接信息所指向的交互式信息服务提供者实时通信，由其在线处理设备按约定的服务类型进行处理，为受众或约定对象提供相应的信息服务；

2、权利要求1所述的方法及其系统，其特征是：接收机附加装置从附加信道中解调出节目分类编码信息，或者通过扫频接收，周期性地扫描电视信号输入线缆中频分的多路电视信号，从中解复用出每路电视信号的节目分类编码信息，并将这些信息按照约定的格式保存在接收机附加装置的存储器里，接收机附加装置在用户提交查询请求时，从保存在存储器中的各路电视节目分类编码记录中，检索用户需要的电视节目反馈给用户，或者自动切换至符合检索条件的电视频道，上述过程完成电视节目的快速检索和自动选取；

3、权利要求1或权利要求2所述的方法及其系统，其特征是：交互式超媒体信息包括交互式提示信息、超媒体链接信息和节目分类编码信息，其中交互式提示信息是节目内容简介、操作菜单选项、超媒体链接提示等，超媒体链接信息是按照因特网统一资源定位符(URL)格式确定的因特网资源地址信息，节目分类编码信息是节目类别、节目产地、节目长度、节目进度、推荐等级、节目名称、主演姓名、节目内容关键词组成的可供用户检索的节目信息；

4、权利要求1或权利要求2或权利要求3所述的方法及其系统，其特征是：用户通过接收机附加装置输入接口发出显示提示信息的信号，该装置通过调用预置的字库或图像库，将提示信息转换成点阵数字图像，再经过数模转换生成模拟RGB信号，在电视行场同步信号、机内时钟和提示信息显示信号共同确定的视频切换选择信号控制下，由附加装置中的视频切换器进行信号切换，形成带有交互式提示信息的电视图像信号；

5、权利要求1或权利要求2或权利要求3或权利要求4所述的方法及其系统，其特征是：接收机附加装置遵守因特网TCP/IP协议规范，通过TCP/IP协议与超媒体链接信息描述的网络资源通信，在用户通过输入接口对指定超媒体链接发出链接请求时，接收机附加装置通过上行信道向网络资源提交用户请求，并且将网络资源的回馈提示以约定的方式通知用户；

6、权利要求1或权利要求2或权利要求3或权利要求4或权利要求5所述的方法及其系统，其特征是：播发电视信号时，在模拟电视信号场逆程期间同步地插入数字形式的交互式超媒体信息，以形成交互式超媒体电视信号；

7、权利要求6所述的方法及其系统，其特征是：利用中文图文电视广播规范(GB/T 14219-93)中预留待用的X28、X29、X30、X31数据行中的一个或数个数据行传送数字信号描述的交互式超媒体信息；

8、权利要求1或权利要求2或权利要求3或权利要求4或权利要求5或权利要求6或权利要求7所述的方法及其系统，其特征是：发送节目为基于电视的交互式超媒体电视购物节目，受众通过节目实时地获取商品或服务的信息，当认为信息充分而应该作出购买响应时，通过用户接口选择对应的超媒体链接，必要时输入相应的商品和/或用户信息，附加装置随即按照因特网相应协议数据包格式封装，并通过具有上行链路的通信信道发往超媒体链接信息指向的发信台或商品、服务提供商，由其接收处理设备按电子商务规则处理成交；

9、权利要求1或权利要求2或权利要求3或权利要求4或权利要求5或权利要求6或权利要求7所述的方法及其系统，其特征是：发送节目为基于电视的交互式超媒体社会调查节目，或者是采用社会调查形式和有彩调查形式、具有即时统计功能的交互式超媒体新型广告节目，受众通过节目实时地获取传播的信息，被节目的交互性激发参与热情并作出响应决定时，通过用户接口选择对应的超媒体链接，必要时输入相应的调查选项和/或用户信息，附加装置随即按照因特网相应协议数据包格式封装该信息，并通过具有上行链路的通信信道发往超媒体链接信息指向的发信台或调查者，由其接收处理设备按调查统计规则进行统计处理，统计完毕后生成调查结果文件；

10、权利要求1或权利要求2或权利要求3或权利要求4或权利要求5或权利要求6或权利要求7所述的方法及其系统，其特征是：发送节目为基于电视的交互式超媒体拍卖节目，受众通过节目实时地获取拍卖的商品或服务的信息及其实时竞拍场景，当认为信息充分和需要介入时，通过用户接口选择对应的超媒体链接、输入相应的竞拍信息和/或用户信息，附加装置即按照因特网相应协议数据包格式封装该信息，并通过具有上行链路的通信信道发往超媒体链接信息指向的拍卖在线处理设备，处理结果通过因特网或专用信道实时反馈至电视台，由其在交互式超媒体信息中更新拍卖进程信息，拍卖师则根据在线处理设备的处理结果现场主持拍卖过程，落锤时签发受理支付的结算命令，完成拍卖过程。

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