因此本发明的目的就是提供一种设备来赋于用户用于指定一电视节
目广播或其它正在传送中的一部分信息被加以存储的装置，和能够随用
户的意见调取该被存储的部分观看。此被存储的视频可以在用户直接或
VCR式的电视遥控之下间断地或连续地以常规的、慢或快速的动作加以
观看。
本发明的另一目的是给用户提供一种起上正常的广播和/或这些节
目其他传送的方法和设备。
本发明的再一目的是给用户提供对在存储器中的节目的那一部分的
完全VCR式控制。这些控制包含放送、倒带、快和慢进、暂停、继续、
屏幕分割、帧跳越、和画中画。
本发明的又一个目的是给用户提供回顾正观看中节目的紧接前面广
播部分的能力。
在本发明的一实施例中，一视频信号观看设备具有一用户命令电
路，一耦合到此命令电路的接收电路，和一耦合到接收器电路的显示装
置。此设备包含一输入缓冲器电路用于接收和缓存所关心的信号部分，
一耦合到此输入缓冲器的输出的存储器电路，用于存放该信号部分，和
一耦合到此存储器电路的输出缓冲器电路，用于接收和缓存此存储器的
输出。该命令电路促使输出缓冲器的输出耦合到接收器电路，用于从用
户接收到命令后在显示装置上显示。最好此设备存储器电路包含至少一
直接存取存储装置(DASD)，或至少一顺序存取存储装置(SASD)，
或者它们的组合。
可希望此存储器电路为一循环类型的，即在当其被装满容量后继续
将输入的信息数据写到先前存储的数据上面。
在本发明的一实施例中用户持有一传送一定量视频数据的持续时间
的中断。最好该存储器电路具有至少等于在该持续时间内传送的视频数
据量的容量。
在本发明的一实施例中，此视频信号包括整个节目的视频信号的内
容，而该信号部分包含直到和包含此整个节目的视频信号内容。
在本发明的再一个方面，所提供的设备接收视频信号并受用户命令
控制。此设备包含一用于接收视频信号的视频输入电路和一接收电路，
后者具有一耦合到视频输入电路的用于接收图象的第一接收器输入端，
一第二接收器输入端和一接收器输出端。此设备还具有一耦合到接收电
路的显示装置，用于接收该接收电路输出和用于显示该视频信号；一用
于接收和存放该视频信号一部分的存储电路；和一控制电路，响应用户
命令并使存储输出被耦合到第二接收器输入端以便在用户发出响应命令
时在显示装置上显示该信号部分。最好此存储电路包含一输入缓冲器电
路，耦合到输入缓冲器输出的存储器电路以存储该部分，和一用于接收
并缓存存储器输出的输出缓冲器电路。同样，最好此存储电路包含至少
一直接存取存储装置，或至少一顺序存取存储装置，或它们的组合。
本发明的另一个方面是为在观看显示器上的视频信号时被中断的用
户提供服务方法。此信号在此中断期间部分被发送。此方法包括以下步
骤：接收视频信号；将此部分耦合到一环形存储电路；将此部分存储在
此存储电路中；命令此被存储部分在中断结束时加以显示；和接收到此
命令后将该部分馈送到显示器。最好该耦合的步骤还包括输入缓存和将
该部分馈送到一存储器电路的步骤器馈送步骤紧随输出缓存步骤之后。
本发明的再一个方面是一具有接收和显示一视频信号装置的装置。
此装置包含至少一直接存取存储媒体；一耦合到此媒体的输入缓冲器；
一耦合到此媒体的输出缓冲器；一为存储该媒体和缓冲器中视频信号一
部分的层次存储系统；一为确定此被存储部分至显示器路由的装置；和
一控制该显示器的装置。用于控制显示器的装置包含有下列功能：显示
暂停，继续，正常、慢和快速重放，倒带，选取画面，帧跳越和画中画
格式。
本发明的这些和其他目的、特征和优点在结合所列附图阅读和进一
步考虑下面对本发明的详细说明后将会清楚理解。所列附图为：
本发明提一种能实现允许中断的电视节目观看的方法和设备。本发
明的方法和设备有利于接收标准广播TV发送，有线TV发送，和/或公
用或私人的节目的连续发送。本发明的一个特点是一层次结构存储器，
它包含至少一直接存取、非顺序的存储媒介协同采用数据缓冲器的算
法。这一技术可应用于模拟和/或数字图象发送。
在一实施例中，用户的电视接收机和显示器被装备带有一具有用户
命令电路的设备。它使得用户在被打断时能命令电视广播显示暂停并启
动对进行中电视图象接着发生的部分在此中断期间的存储。一返回用户
就能命令被存储的部分被加以显示。此显示器能被适配得使用户能赶上
正常的广播，即继续以延迟模式观看电视。被存储的图象可在用户的直
接或VCR或电视遥控下间断地或连续地以常规、快或慢动作加以观看。
此设备包含一输入缓冲器电路对中断期间接收到的图象加以缓存以便恰
当地馈送进一存储器装置。根据用户命令，被存储的图象被由存储器装
置传送到显示器。此设备还包含一输出缓冲器电路作为存储器装置的输
出与显示器之间的一缓冲器。以能高速读/写的电路作输入和输出缓存是
需要的，因为中等容量存储装置的读/写存储时间相对地很慢。此缓存普
通利用一高速砖存储器装置来实现。如熟练的技术人员所公知的所需缓
冲存储器的量取决于所采用的读/写算法的效率，最好此存储装置具有至
少等于在预定的可服务的中断的最大期限中所发送的视频数据量的容
量。
在本发明的一实施例中，此视频信号包括一完整节目的视频信号内
容，而此信号部分包含直到和包含此完整节目的视频信号内容。对于这
一情况，此设备存储器通常包含至少一直接存取存储装置，和至少一顺
序存取存储装置。此顺序存取存储装置具有非常大的存储容量，但也具
有相对长的读和写存取时间。此直接存取存储器装置则希望能为该顺序
存取存储装置提供输入和输出缓冲。
在本发明一实施例中，此设备包含有视频显示控制功能。被控制的
功能包含放送，倒带，停止，继续，常规前进，快速前进，和慢速前进。
最好此控制功能由一遥控电路来加以控制和包含一用于选择赶上功能的
措施。赶上功能包含选择画中画，帧跳越和/或屏幕分割。画中画可被用
来将被存储图象的画面显示在正显示进行中节目画面的全显示器中的显
示器的一部分上，或相反。屏幕分割可被用来将所存储的图象的画面显
示在显示区的一侧，而正进行中的节目的画面在显示区的另一侧。选择
画面使用户能选择在一特定瞬间要显示的画面，是存储的图象还是在进
行中节目的画面。用户可按照用户的希望由一个切换到另一个。
本发明还对一在观看显示器上的视频信号期间被中断的电视节目用
户提供服务的方法。此方法使得能存储中继期间所发送的视频信号部分
并随后观看。此方法包含下列步骤：暂停显示，将随后接收的信号耦合
到存储媒体，将其存入此存储媒体，响应一命令显示该部分，和将此部
分馈送给显示器。最好该耦合步骤包含输入缓存的步骤，而馈送步骤则
紧接在输出缓存步骤之后。
图1表示本发明的一实施例。图1中一外部发射器装置100发送由
用户选择的电视节目。在正常接收模式中，调谐和解调电路102将所选
择的、接收到的和经数字化的发射信息传送往一对显示装置106馈送信
号的接收器电路104。简单地说这是按照标准数字TV接收机构成和运行
的。控制电路108使得用户能暂停显示并使数字图象被馈送到存储电路
109内的一输入缓冲器电路110。此输入缓冲器电路110为一同时接收视
频发送和将其馈送给存储器电路112作存储的双端口视频缓冲器。存储
电路109中的一存储器电路112包含至少一直接存取存储装置
(DASD)111。根据用户命令控制电路108使存储器电路112馈送被
存储的欲被馈送的图象到存储电路109中的一输出缓冲器电路114。此
输出缓冲器电路114将视频信号送往接收机电路104以便在显示装置106
上显示。用户命令通常通过遥控器116发送到控制电路106。此发送电
路100，调谐和解调电路112，接收电路104，遥控电路116和显示装
置106全部都可以是与标准TV接收中所用的相同。实际上输入缓冲器电
路110和输出缓冲器电路114本身均为支持存储器电路112的临时存储
器装置。如果调谐和解调电路102的输出为模拟图象，就采用一模/数变
换器103在被馈送到输入冲器110之前形成数字化图象。另外，从输出
缓冲器电路114输出的图象被馈送至数/模变换器105在被馈送到接收电
路104之前形成模拟图象信号。
应希望存储器电路为环形类型的。它在装满到其容量时继续将输入
的信息数据写在先前存储的数据上。这样，如果存储器容量为15分钟的
视频数据的话，则在第16分钟接收到的数据就叠写在持有第1分钟时接
收到的数据的存储位置上，如此单元。就这样，一旦存储器装满15分钟
的视频数据，就数据就被叠写在较老的视频数据上继续进行存储。因而
此存储器总是含有相当于最后15分钟的视频数据。
在一实施例中，接收到一中断后，用户发出一DSIPLAY PAUSE(显
示暂停)命令启动暂停算法。此暂停算法以将信号馈送到输入缓冲器电
路110并存入存储器电路112、最好为一DASD111开始。此DASD111
成为被此后的视频数据所占据。在其为双端口的情况下，此缓冲器同时
从图象源接收后来的数字化的视频信号和将经过延时的视频信号的前面
部分输出至存储器电路112。只要存储器容量能容纳中断期间输入的视
频数据这就能满意地实现。以当今的直接存取存储装置、压缩技术和输
入图象速率，能很容易地满足从几分钟到大大超过一小时的中断这一
情况。
在用户准备重新恢复观看时，用户发出一命令以显示存储器。这启
动图2中所示的存储器-显示算法。如图2所示，输入缓冲器电路110
连续接收和暂时存储此后的视频数据，并将其最老的存储数据输出给
DASD111。DASD111将所接收的视频数据写入下一存储单元，并以先
入先出方式按接收的顺序输出其早先存储的视频数据。输出缓存器电路
114接收DASD111输出并将其最早接收的视频数据馈送到接收电路104
以在显示装置106上显示。这种存储器-显示算法保证了在用户观看被
存储的图象的同时存储当前正被发送的新的视频数据。
这一算法要求在各周期期间对每一视频存储器均开始存储装置的读
和写。这采用双端口缓冲器最易完成。在某些情况中，采用两个单端口
视频缓冲器来替代双端口缓冲器可能是有益的。用两个单端口缓冲器在
各个周期一缓冲器为输入信号填装时而另一个则独立地和同时地将其数
据输出到存储装置。
各缓冲器更替读和写操作，一个读输入图象数据而另一写其存储的
图象数据。由于在每一周期必须进行存储装置对各视频缓冲器的读和
写，此视频缓冲器的大小需要近似于上述的暂序列所需的二倍。考虑到
存储装置的机械限制、传播距离和访问装置所需的次数，可采用灵活的
文件数据存储和检索方法来优化各读和写的时间期限。
另一最适用于长持续时间中断因而需要长图象存储周期的情况的替
换结构如图3所示。图3表明增加一顺序存取存储装置(SASD113)到
存储器电路(图1的112)。SASD 113具有较DASD111大得多的存储
容量。此SASD113可利用磁带存储器或者最好由一具有读和写能力的光
盘来构成。虽然SASD目前具有相对长的存取时间，但DASD111提供
超过足够的输入和输出缓存来防止信息丢失。采用SASD113需要一附加
的DASD111的读和写。首先，已存储在DASD111的数据部分被编档
存储到SASD113。然后，DASD111检索已被编档在SASD113的数据
部分用于最终显示。按直接存取存储装置约3兆字节/秒的数据速率，必
须对视频数据流进行压缩。
在此实施例的一种改进中，此输入缓冲器和输出缓冲器具有足够
的、通常为硅存储器来缓冲SASD的存取次数。在这种情况中仅以SASD
替换DASD。随着降低存取时间的光盘的发展以及更便宜和更密集的硅
存储器的问世，这正成为越来越经济实用。硅装置是选作缓冲器的存储
器。
在接收设备中可行时，当用户了解到一中断将需要长时间以致其所
需的视频数据存储将超过DASD111的容量时，通常将SASD113提入使
用。这由用户发出一LONG PAUSE(长暂停)命令来指定。这启动长
暂停算法，开始将视频信号馈送到输入缓冲器电路110和激活存储器电
路的DASD111和SASD113两者。对于这一说明，最好一开始就将DASD
111看成被分成第一部分和第二部分。这二部分通常具有相当容量而每一
个均具有最低的所需容量。第一部分的容量必须大于在等于SASD的最
坏情况时的写访问时间的时间内所接收的视频数据量。第二部分的容量
必须大于在等于SASD的最坏情况时的读存取时间的时间内所接收的视
频数据量。输入缓冲器电路110馈送将其输出送到SASD113的DASD111
的第一部分。在任一时刻，DASD111和SASD113两者均具有存储的视
频信息。在这一实施例中，所存储图象的起头和主要部分以及被存储在
DASD111的第一部分驻留在SASD113中。第二部分仅在SASD113开
始写出时被调用。这种情况发生在SASD溢出和在响应DISPLAY LONG
MEMORY(显示长存储器)命令时。
在用户准备重新恢复观看时，用户发出命令DISPLAY LONG
MEMORY启动图4所示的长存储器显示算法。如图4中所示，输入缓
冲器电路110继续接收和暂时存储此后的视频数据，并将其最老存储的
数据输出到DASD111的第一部分。此第一部分DASD111将接收到的
视频数据写进其下一存储单元，并继续以接收的顺序将其早先存储的数
据输出至SASD113。SASD113将其接收到的视频数据写入其下一存储
单元，并继续以接收的顺序同时将其早先存储的视频数据输出到DASD
111的第二部分。DASD111的第二部分将接收的数据写入其下一存储
单元，并继续以接收的顺序同时将其早先存储的视频数据输出到输出缓
冲器电路114。此输出缓冲器电路114接收DASD111的输出并将其最
早接收到的视频数据输出到接收电路104以便在显示装置106上显示。
这种长存储器显示算法也保证当用户观看被存储的图象能将当时正发送
的新的视频数据加以存储。
此长暂停算法的另一替换实施例具有在馈给SASD113之前用
DASD111的第一部分装填DASD111的第二部分。在这种情况下，被存
储图象的起头部分驻留在DASD111的第二部分，后跟SASD113中的部
分，后跟DASD111的第一部分中的部分。这使得长存储器显示算法速
度提高至少SASD113的读存取时间。
在一所希望的替代方案中，当图象存储量接近DASD存储器的容量
时SASD自动被激活。借助这一容量设备由以暂停算法运行改变成以长
暂停算法运行。如果出现这一情况，当用户准备重新恢复观看时，系统
自动地采用图4所示的长存储器显示算法来替代图2所示的存储器显示
算法。
应指出的是，在最简单的方式中，为各个部分利用独立的DASD来
简便地实现DASD111的第一和第二部分。但是一单个的DASD111可
用来与恰当的输入和输出缓冲器的大小相协调，以使得能灵活地实现各
装置的读和写周期来对视频数据传输优化每一周期的持续时间和每一周
期内处理的视数据量而不致于数据丢失或缓冲器溢出。
最好给予用户在中断的返回上选择是赶上电视节目还是以一定的延
迟来观看该节目的剩余部分。此一定的延迟等于中断的持续时间。赶上
正常的节目发送使用户能对存储器电路112的整个容量反复利用这一中
断系统。
如果用户不想赶上该实时发送，多半象技术讲座或按请求的电影中
那样，就只执行图2所示的算法。如果用户最后选择赶上实时发送，多
半象通常的TV发送那样，可有数种途径来实现这种赶上过程。一种途径
是利用帧跳越舍去一些图象帧，即与一舍弃速率相一致地由每隔一定的
数据帧舍弃一帧。此帧舍弃速度可由用户设定，或者可按能赶上正常节
目发送的用户指定的时间来自动地计算。
赶上正常电视发送的第二途径是从显示中删去或者快速通过用户不
感兴趣的指定部分的显示。这可以包含以熟练的技术人员所公知的方式
跳越商业广告节目。第三种途径是较正常显示速率快地重放所存储的图
象。第四种途径是在用户显示器上的不同部位连同延续中的图象同时显
示被存储的数据。这可由分割屏幕或以类似于画事画(PIP)的方法来
实现。
在一替换实施例中，用户选择的节目的所有被接收的电视发送均被
连续地同时地馈送到接收电路104和输入缓冲器电路110。用户在显示
装置106以正常方式观看被馈送到接收机电路104的节目。输入缓冲器
电路将接收到的视频数据馈送到存储器电路112作存储。这样存储器电
路以此电视节目填满其存储容量Cstorage字节。存储器以循环方式进行存
储操作和循环经过Cstorage字节的图象。一旦它填满到其容量，各下一周
期接收的视频数据就重叠写在前面的周期上。这样，在接收电视节目的
第一Cstorage字节之后的任何时刻，存储器均将紧接前面的Cstorage字节的
节目数据存入DASD111存储器。任何时刻用户均能发出一DISPLAY
MEMORY命令至控制电路108使输出缓冲器电路114被馈送到接收电
路104以输出到显示装置。在此实施例中，用户不必按中断暂停操作。
而是用户仅需命令被显示中的图象经输出缓冲器114来自存储器非直接
来自调谐和解调电路102。用户可以画中画方式观看这一图象。进行中
的电视可显示在整个屏幕115上，而被存储的图象则被显示在屏幕107
的一部分上。这也可在分隔屏幕中观看，以部分107代表一分隔屏幕。
在选择的屏幕中，按照用户的选择，或者进行中的电视或被存储的图象
将在整个屏幕115卡。这一实施例可采用任一赶上电路。
考虑未被压缩的图象每秒发送2兆字节的数字数据来估量所容的存
储器存储量。这相当于120光字节/分。这样，15分钟的非压缩图象需要
1.8千光字节的存储容量。压缩方案将以特定的压缩比降低所需的存储
量。例如用于压缩声音和图象的MPEG-1格式为1.5M位/秒，即187.5K
字节/秒。这样存储15分钟电视需要低于170光字节的容量，而存储一小
时的MPEG-1压缩图象仅需675光字节。此外，较长的电视可被存储
在多重直接存取装置中或者在一包括直接存取存储装置和顺序存取存储
装置例如光盘和磁带机的层次结构中。例如，现在已可应用存取时间为
数秒级的磁带驱动器。这样，一包括一个直接存取存储装置和一个顺序
存储存储装置的层次结构可存储很长的电视。
视频输入缓冲器电路110的最小规模可由考虑该缓冲器必须大到足
够暂时存放在存储器电路112中采用的存储装置的最大存取时间内所接
收的视频数据来加以评估。一存取时间为15mesc的存储装置对未压缩图
象需要230K字节数据的缓冲器。压缩方案将大大降低输入缓冲器电路
110的规模。为与TV和直接存取存储装置实际上兼容，最好选择的缓冲
器大小为帧场的整数倍和接近存储装置的扇区大小。此所需的缓冲器的
大小，即使对未压缩图象，也完全在当今能应用的视频缓冲器内。在图
象是以压缩格式接收的情况下，接收电路包含有解压缩电路。
最好本发明能作存储器重放，倒带，停止，继续和常规、快速与慢
速动作显示。最好这些功能由用户利用一遥控器(图1的116)来进行
控制。这最好被用在一全部发送均被连续存储在存储装置中而不象前述
仅在用户希望暂停时才存储的实施例中。其存储算法可与暂停算法或长
暂停算法中所述的相同。在利用前述的程式时，如果存储装置的存储器
的大小不足以存放整个节目发送，节目的较前面部分即被新的发射所重
写。当用户指定需倒回帧数或时间单元时，直接存取存储装置上这一数
据的位置被加以计算且可如图2那样应用显示存储器的算法。可以常规
速度、慢动作、或较正常速度快地方式控制显示。
本发明在许多场所具有优越性。这些包含家庭、图书馆、教育和工
业环境，这里TV信号可由广播、电缆、卫星或电话传送。图5表明为在
从一具有1.544MHz模拟带宽的T-1电话线路152接收输入电视图象
的情况下，实现本发明的系统。在用于数字信号时，数字信息利用调制
解调器通过T-1线路发送和接收。此数字数据速率与所采用的调制解
调器的位/Hz容量相匹配。图5中系统利用一连接到T-1线路152的1
位/Hz调制解调器。T-1线路152的输出被馈送到缓冲其后视频数据
的T-1接收卡154。它可以接收以MPEG-1，1.5M位/秒格式压缩
的电视节目。在到系统被用户暂停之前，所接收的图象被直接馈送到一
MPEG-1解压缩器和译码器卡156。然后图象被通过一图象卡158并
在视频显示器160上显示。在用户发出一DISPLAY PAUSE命令时，在
T-1接收卡的154存储器中接收到一预定数量视频数据后图象被传送
至磁盘存储器162。磁盘存储器162被置于循环工作模式，使得在其存
储器容量被装满时，继续接收此后的数据并开始重叠写在磁盘中最老的
数据上。这样继续直到用户发出一DISPLAY MEMORY命令。在用户
发出DISPLAY MEMORY命令后，最早存储的磁盘数据被馈送到MPEG
-1解压缩器和译码器卡156，由此被馈送到视频显示器160显示。如
果暂停持续时间很短，以致在用户发出该DISPLAY MEMORY命令时
此磁盘存储器未被装满，则此磁盘在开始显示被存储数据时继续被装
填。此后每次用户发出DISPLAY MEMORY命令，均显示最早存储的
磁盘数据。
此T-1接收卡154，MPEG-1解压缩器和译码器卡156，和
图象卡158均被插进一个人计算机(PC)150中，此PC具有一磁盘存
储器162并被配置以作为一数字TV接收机和显示器运行。此PC屏幕或
一外部监视器可被用作图象显示器160。此个人计算机具有预装载的操
作算法，可被用来作为实现本发明的完整的媒介。标准VCR式功能由用
户利用遥控器164作遥控。此控制器一般采用红外技术。
算法可由软件硬件或软件与硬件组合来实现。因而，虽然对发明已
利用特殊程式的特定实施例进行了说明，而熟悉本技术的人士可理解，
本发明的观点和意图可被应用在许多其他这里未直接描述的配置中。