有線電視發送系統先進機頂終端的製作方法
2023-10-31 03:19:32 1
專利名稱：有線電視發送系統先進機頂終端的製作方法
本申請是1993年12月9日提交的發明名稱為「有線電視發送系統先進機頂終端」的中國專利申請No.93120185.3的分案申請。
本發明涉及為消費者家庭提供電視節目編程能力的電視娛樂系統，特別是涉及一種為消費者提供節目選擇的用戶友好系統。
電視娛樂的進展一直主要由技術上的突破帶動。1939年，費拉基米爾·佐裡金(Vladimir Zworykin)在顯像管的進展促進了NBC開始其正式定時播送。1975年，衛星技術的進步，能夠為消費者家庭提供更多的節目。
這麼多的技術突破，生產了一些對消費者並不便利的系統，常見的以三個遙控器，分別及單獨遙控電視、有線電視盒及錄像機的就是其中一個例子。最近，美國的某些地區在技術上已能向電視用戶提供100個頻道的節目。增大的節目容量已超過了很多消費者的使用能力，而一直沒有向消費者提供一種掌握節目選擇的方法。
消費者期望電視娛樂方面的進步，尤其是在節目及節目選擇上的進步，是一種對消費者便利的方式。消費者的喜好，而不是技術上的突破，將推動至少今後20年的電視娛樂市場。正如計算機供應商經歷了推銷計算機硬體新技術到推銷其較優適用性、界面及服務的轉變，電視娛樂產業也將經歷由新技術帶動市場到由對消費者適用性帶動市場的轉變。
消費者需要具有實用新技術的產品，並且不會由於技術新穎有地位象徵而購買產品。複雜硬體技術的進步開始超越一般消費者使用新技術的能力。要使新技術娛樂產品有用，且為消費者所需，需要做細緻的工程工作。
為了使新的電視娛樂產品成功，就必須使其滿足消費者的要求。電視消費者希望由受限制選擇觀看進步到有多種觀看選擇，由不能控制節目編排到完全控制編排。消費者希望在保持低花費的情況下，電視由麻煩、不便進步到方便而易於使用。消費者絕不願意在缺乏編排節目信息而難以看到這些頻道節目的情況下，支付100個頻道的費用。
交互電視、高清晰度電視、及消費者家中300個頻道的有線系統的概念，如果不進行分組、發送，及以對消費者有用的方式出現，則難以推銷。問題是，電視節目的編排不是以一種對消費者友好的方式出現。
消費者已經受到了節目選擇、大量″免費″頻道預訂有線頻道和按觀看場次收費的消費方式的衝擊。若缺少對用戶的考慮，則電視娛樂的增加，仍會令用戶感到迷惑及不知所措。
電視工業在傳統上一直以諸如連續饋送的廣播和長期訂購電影頻道的大批量方式推銷和出售它的節目，電視工業不能以諸如訂購一個節目這樣的以每個單元作為一個單位的方式大量出售它的節目。顧客更喜歡單元銷售的方式，因為它能使費用低廉，並允許顧客對於他們觀看節目更大的選擇。
此外，已經開始的觀眾按節目分割播放方法將增加，而不以討好用戶的方式提供節目會使節目使節目的觀眾和收入都降低。隨著節目播放更加討好用戶，用戶追求額外的特徵和功能特徵。
所需的是一個能通過一個使用戶能容易地從許多精選節目進行選擇的討好用戶的界面遞送和提供電視節目的系統。
所需的是一個機頂轉換器，它具有一個討好用戶的界面使用戶能取得電視節目。
所需的是一個具有增強功能特性的機頂轉換器。
所需的是一個給用戶提供先進特徵和功能的機頂轉換器。
所需的是一個有效取得幾百個電視節目選擇的方法。
所需的是使現有機頂轉換器功能升級的技術。
所需的是提供一種升級功能的硬體，使現有的機頂轉換器技術能用於先進的節目遞送系統中。
所需的是一個能在機頂轉換器和電纜端頭裝置之間提供上遊通訊能力的機頂轉換器。
所需的是一個具有產生顯示菜單能力的機頂轉換器。
所需的是一個具有簡單方式就能從菜單中選擇一個節目的機頂轉換器。
所需的是一個為統計目的監測訂戶觀看選擇的機頂轉換器。
所需的是訂戶可在屏幕上預訂專選頻道的機頂轉換器。
所需的是一個這樣的機頂轉換器，它能提供一個能將靜止視頻圖像和活動視頻圖像相結合的高級屏電視菜單。
所需的是一個具有為菜單對視頻圖像定比例和重新修正功能的機頂轉換器。
本發明即要滿足以上要求。
本發明是一個電視節目遞送系統的機頂轉換箱或終端。更具體地說，本發明是在觀眾家裡起一個終端作用的一個先進的機頂轉換箱。該機頂終端是一個數字有線電視遞送系統的關鍵部件，該機頂終端是一個提供數字節目信號解壓縮的可升級的系統。優選的機頂終端既具有菜單產生的能力，又具有一些先進的特徵和功能特性。
本發明的機頂終端可以通過對以下任何一個實施方案加一組硬體升級裝置來實現(1)一個現有的用一個電路插件(它具有一個與機頂轉換器以電子學方式連接的微處理器)升級的機頂轉換器；(2)一個可用升級模塊或菜單產生插件升級的工業標準的解壓縮轉換器；(3)一個既能解壓縮碼又能產生菜單的機頂轉換箱。這些硬體升級裝置對這些實施方案中的任意一個都提供附加的先進特徵和功能特性。
優選的機頂終端支持許多先進的特徵和功能特性。這種機頂終端為訂戶提供畫面重覆的功能而無需一個特殊的電視的電視機來支持該功能。該機頂終端還支持一個電視指南服務，為訂戶提供在其特定的訂戶位置可取得的所有節目播放的信息。該機頂終端還包括了詢問觀眾以建立喜歡頻道的次序表、詢問個人情況資料和心情資料的能力。該機頂終端使訂戶能觀看以後節目播放項目的促銷性菜單。
該機頂終端還支持利用使訂戶能使用其它交互動性服務的硬體升級裝置的附加能力。這些交互動性服務好參加聯機問答活動，訂購與確訂機票以及取得各種各樣的其它數據資料服務。該機頂終端利用一個數字調諧器作為硬體升級裝置為訂戶提供一個數字單響功能。
優選的機頂終端可用來控制視頻錄像機，從而簡化節目的記錄。該機頂終端與該節目遞送系統相結合能容易地支持高分析度電視(HDTV)。對於居住在邊遠地區的訂戶，該機頂終端可與後院衛星系統配合。除了該機頂終端用它當前的內部編程支持的所有特徵外，通過對機頂終端220的遙控重新編程可以加入附加的特徵或增加現有的特徵。
本發明的目的是要提供一個用於訂戶取得電視節目的討好用戶的接口。
本發明的目的是允許訂戶利用在屏蔽上的菜單方便地瀏覽數百個節目播放的精選。
本發明的目的是要有效地取得數百個電視節目播放的選擇。
本發明的目的是要使現有機頂轉換器的功能特性升級。
本發明的目的是要提供一個允許在一先進的節目遞送系統中使用現有機頂轉換器的升級能力。
本發明的目的是要提供機頂轉換器與電纜端頭裝置之間的上遊通訊能力。
本發明的目的是要提供一個能產生顯示菜單的機頂終端。
本發明的目的是允許用戶能在屏幕上訂購專門的頻道。
本發明的目的是為統計監測訂戶觀看的選擇。
本發明的目的是要提供能夠結合靜止視頻圖像與運動視頻圖像的高級屏上電視菜單。
通過審閱以下說明部分，附圖和所附的權利要求，本領域的專利人員顯然了解本發明的上述這些及其它目的和優點，本技術領域的專利人員在閱覽過以下說明書、附圖及權利要求後，將會明白了解。
以下是
圖1是該電視遞送系統基本部件的示意圖。
圖2是該電視遞送系統工作的概況圖。
圖3是該系統基本部件的一個工作示意圖。
圖4是該機頂終端硬體組成部分的方塊圖。
圖5a是一個機頂終端的前部透視圖。
圖5b是一個機頂終端的後部透視圖。
圖6是用於機頂終端的一個快速電路(Tubo)插件的示意圖。
圖7a是一個節目控制信息信號一幀格式的圖樣。
圖7b是來自機頂終端的調查答覆的一幀格式的圖樣。
圖8是用於本發明中的基本菜單，包括由一些圖代表的主菜單圖樣。
圖9a是具有升級模塊和相關連接的一個基本解壓縮箱的示意圖。
圖9b是具有升級模塊和相關連接的一個簡單解壓縮箱的方案的示意圖。
圖10是具有升級模塊的一個簡單解壓縮箱的更詳細的部件方框圖。
圖11是該機頂終端的上遊數據通訊硬體的示意圖。
圖12a是顯示A級、B級和C級硬體升級裝置部件的示意圖。
圖12b是顯示D級硬體升級裝置部件的示意圖。
圖13a是顯示一遙控單元兩部分的示意圖。
圖13b是優選遙控單元的一個圖樣。
圖14是具有畫面重疊功能的一個機頂終端的示意圖。
圖15是一個與節目一覽表服務有關的菜單的圖樣。
圖16a到16d是詢問觀眾心情問題菜單的圖樣。
圖17a和17b是適合於放行頻道轉換的機頂終端硬體組成部分的圖樣。
圖18是用於機頂終端硬體升級裝置的一個交互電視促銷菜單的圖樣。
圖19a和19b是利用A級硬體升級裝置的交互電視服務的分菜單的圖樣。
圖20a到20d是利用B級硬體升級裝置與在屏幕上的飛機預訂有關的互動式服務的圖樣。
圖21是用於數字音響服務的菜單圖樣。
圖22是與節目引導服務相關的一張菜單的圖樣。
圖23是與高分析度電視(HDTV)節目播放有關的一張菜單的圖樣。
A、電視節目發送系統描述1、介紹圖1表示本發明做為擴展有線電視節目發送系統200的一部分，利用壓縮電視節目信號傳輸十分顯著地增加了節目的可編能力。數字帶寬壓縮技術的發展使其比現有的或稍加修正的傳輸媒體具有更大的電視節目通過能力。所示電視節目發送系統200提供給節目訂戶一種用戶友好界面，以開發運作比現有情況高出6倍或更多的節目供應能力。
訂戶能夠得到擴展的電視節目組，並由菜單驅動通道方式看到訂戶所選節目，從而使每個訂戶可以由按順序排好的菜單單個地選擇節目。訂戶使用簡單的字母數字及圖形符號通道，或在電視屏幕上移動光標及圖形或亮塊來編排菜單，只要按一下單個的按鈕可以得到所要的節目，而不必調用存儲器，也不必按動用來選擇節目的兩個或兩個以上的實際數字號碼。這樣，訂戶只要按單個鈕就可以從一個菜單進入下一個菜單。以此方式，訂戶可以從任何給出的菜單按順序編排菜單和選擇節目。節目被按類別分組，因此可以在同一菜單上得到類似的節目。
2、主要系統元件此系統最基本的型式是使用一個發送節目系統200連接一個常規的連結有線電視系統210。此節目發送系統200一般包括，(I)至少一個操作中心202，節目分組及信息控制在此中心建立，而後以數字數據的形式組裝成型。(II)一個數字壓縮系統，數字數據在此系統中壓縮、組合多通道化、編碼及變換成用於天線傳輸到電纜端頭208的數位訊號，以及(III)一個內裝壓縮碼解碼器。節目發送系統200傳輸數位訊號到電纜端頭208，在此端頭處，信號被傳達到連結有線電視系統210。在電纜端頭208內，接收到的信號可以被解碼、解除多通道、由一局部中央分配及轉換機制管理、組合，然後通過電纜系統210傳輸到位於每個節目訂戶家中的機頂終端220。雖然連接有線電視系統210是最流行的家用傳輸媒體，但是電話線路、蜂窩式網絡、光導纖維、個人通訊網絡、以及類似的家用傳輸技術都可以與此節目供應系統200互換使用。
此發送系統200有一個具有內裝壓縮碼解碼能力的接收區域207。此能力是由一裝於機頂終端220內的壓縮碼解碼器預先規定的，機頂終端220裝於每個節目訂戶家中。由節目訂戶的觀點來看，此壓縮碼解碼器是保持透明的，並且允許被壓縮的信號解除多通道及個別地由混合數據流取出，然後按照節目訂戶的選擇，個別地進行壓縮碼解碼。壓縮了的視頻信號被轉換成用於電視顯示的模擬信號。這樣的模擬信號包括用於標準電視的NTSC格式化信號。控制信號被類似地取出和被壓縮碼解碼，然後或或是被立即執行，或是置於一局存儲器內，例如隨機存儲器(RAM)。壓縮碼解碼硬體的多通道裝置可以用來將壓縮碼的視頻信號解碼及控制信號。機頂終端220能復蓋或組合不同的信號以便在節目訂戶的電視上形成所要求的顯示。視頻信號的圖形或一幅接一幅的畫面就是此顯示的實例。
雖然單個數字壓縮標準(例如，MPEG)可用於節目供應系統200和連結有線電視系統210，然而對兩種系統所使用的壓縮技術可能是不同的。當兩種媒體間使用的壓縮標準不同時，由電纜端頭208接受到的信號，必須在由電纜端頭208傳輸到機頂終端220之前施以壓縮碼解碼。因此，電纜端頭208必須再壓縮及傳輸這些住以機頂終端220，此終端可能使用一種特定的壓縮碼解碼法算法對這些信號進行壓縮碼解碼。
每個訂戶可以通過一個訂戶界面取得由機頂終端220接收的視頻信號和控制信號所對應的特定的電視節目及菜單選擇。訂戶界面是一種按鈕位於機頂終端220或可攜式遙控器900內的裝置。在此優選系統實施例中，節目訂戶者界面是一種組合字符、數字、以及圖形符號的遙控裝置900，此裝置直接地或以菜單驅動方式提供節目通道。優選的訂戶界面也含有光標移動和啟動按鈕以及字母的、數字的、以及圖形符號的按鈕。訂戶界面及菜單的安排使節目訂戶能夠由幾個在電視屏幕上顯示的菜單中選擇一些節目順序編排。另外，使用者可以越過一些菜單屏幕，並以在訂戶者界面上選擇合適的字符、數字或圖形符號的組合立即選擇節目。在此優選實施方案中，機頂終端220以建立特定菜單模板的陳列來產生在電視上顯示的菜單，並且機頂終端220對每個可能的視頻信號顯示一特定的菜單或子菜單選擇。
3、操作中心及數字壓縮系統操作中心202執行兩種基本的服務，編組電視節目和製造節目控制信息信號。在此操作中心202，電視節目以模擬及數字的形式將節目從外部分接收進來。
圖2表示此操作中心從不同的外部來源212接收信號的一個實施例。外部節來源的例子有運動節目、兒童節目、專業頻道、新聞或是任何可以提供音響及圖像信號的節目來源。一旦操作中心202自外部來源收到任何模擬形式的信號，它將會使其數位化(並最好加以壓縮)。此操作中心202也可具備節目內部存儲器。內部存儲的節目可以是模擬或數字形式，並存儲於永久的或易失的存儲源，包括磁帶或隨機存儲器。操作中心202在收到節目後，以最易向節目預訂者銷售為目標來將其分組及分類。例如操作中心202可以將同樣的節目對周日、最佳收看時間、星期六下午收看時間分成不同的類別和菜單。操作中心202所編組的電視節目，便於不同的菜單說明節目，也便於節目預訂者地通過菜取得節目。
在操作中心202中，用計算機輔助編組設備(CAP)來對數位訊號編組是典型的執行方式。計算機輔助編組設備計算機輔助編組設備系統一般包括至少一個計算機監視器、鍵盤、滑鼠器及標準的視頻編輯設備。程式設計師輸入一定的信息到計算機輔助編助設備來編組信號。此信息包括日期、時間段及各種節目的節目類別。程式設計師和計算機輔助編組設備利用人口統計數據及分級來執行編組任務。程式設計師在由可提供節目的庫存中選取不同節目及輸入必要的信息後，在計算機輔助編組設備的幫助能夠選擇價格及對不同的節目分配應答器空間。處理過程完成後，計算機輔助編組設備顯示對應於程式設計師輸入的菜單草案或節目日程表。
計算機輔助編組設備也能夠以圖形方式顯示應答器空間的分配。程式設計師可以多次編輯菜單和定位應答器直到滿足節目時間表為止。當進行編輯時，程序對計算機輔助編組設備發出簡單的指令便可以對準菜單上任何節目的準確位置。
編組過程也可以用衛星應答器解決必要的分組。操作中心202可將不同的節目組送到不同的電纜端頭208和/或機頂終端220。操作中心202可以完成此任務的一種方法是將不同的節目編組送到每個應答器。每個應答器，或是應答器組再將一特定的節目編組轉發到特定的電纜端頭208和/或機頂終端220。應答器空間的定位是操作中心202所執行的一個重要任務。
操作中心202也可以為佔用地方節目時間在編組信號中″插入″指示，使地方有線電視公司及電視公司以地方廣告和/或地方節目來佔據節目時間。因此，地方電纜端頭208就不會被限制僅僅演播放從操作中心202傳輸來的節目。新型機頂轉換器將使數字及模擬的兩種頻道結合。因此，電纜端頭208能夠在傳送節目信號傳送到機頂終端220之前將數位訊號與模擬信號相結合。
計算機輔助編組設備將節目編組後，即產生一個節目控制信息信號，此信號與節目編組一同發送到電纜端頭208和/或機頂終端220。此節目控制信號含有節目組內容的描述、送到電纜端頭208和/或機頂終端220的指令，以及其他有關信號傳輸的信息。
除了將信號編組之外，操作中心202使用數字壓縮技術來將已有的天線應答器能力至少按4∶1的比率增加，從而使節目發送能力提高4倍。現有的一些數字壓縮算法能夠增加能力及按系統要求改進信號質量。
此算法一般使用一個或多於3個的基本數字壓縮技術(1)幀內壓縮，(2)幀對幀壓縮，(3)載波內壓縮。特別是，在優選實施例中，使用了MPEG2壓縮方法。經過數字壓縮，信號被混合(多通道化)和數碼化。然後，混合的信號被傳送到不同的上行路段204。
每個操作中心202可以有單個的上行線路段204或多個的上行線路段(在圖1中，以204代表的假想圖表示)。上行線路段204可以與操作中心202位於同一地理位置或是遠離操作中心。一旦此複合信號被傳送到上行線路204，此信號即可與其他信號複合、調製、向上變頻和放大後經過衛星傳輸。多通道電纜端頭208可以接收這類的傳輸。
除多重上行線路外，發送系統200也可以包含有多個操作中心。使用多個操作中心的優選方法是指定操作中心中的一個作為主要操作中心，並分配剩下的操作中心作為從屬的操作中心。在此結構中，主要操作中心協調從屬操作中心之間的各種功能，例如同時傳輸的同步化和有效地分散操作的工作負荷。
4、電纜端頭操作中心202將節目信號壓縮及代碼化並傳送此信號到衛星後，電纜端頭208接收並在將這些信號轉送到每個機頂終端220之前將其進行進一步的處理。在每個電纜端頭處，一般情況下裝設有多重衛星接收盤。每個接收盤能夠處理來自單個衛星及有時來自多個衛星的多路應答信號。
作為機頂終端220和操作中心202(或其他遠處工作點)之間的媒介，電纜端頭208具有兩個主要的功能。首先，電纜端頭208做為信號分配中心或信號處理器，可將節目信號轉送到在每個節目訂戶家中的機頂終端220。此外，電纜端頭208做為一個網絡控制器214，可從每個機頂終端220接收信息，並將這樣的信息傳送到一個信息收集處，例如操作中心202。
圖3表示一個實例。此例中，電纜端頭208和節目訂戶的家由特定通訊媒體216連繫起來。在此特定實例中，模擬信號，數字壓縮信號、其他數位訊號和逆間/互動信號經過媒體216發送和接收。電纜端頭208可以做為有如信號處理器209和網絡控制器214的雙重角色，提供信號處理。
作為信號處理器209，電纜端頭208將其接收到的節目信號設備傳輸到每個機頂終端220處。在此優選系統中，信號處理器209重定路經或是分離重新組合由操作中心202接收到的信號和數字信息，並將不同的信號區域部署到不同的頻率範圍內。可向不同節目訂戶提供不同節目的電纜端頭208，可以部署來自操作中心202的節目信號，以各種方式去適應不同的觀眾。信號處理器209也可以將地方節目和/或地方廣告結合到節目信號中，並將此修改過的信號向前傳到機頂終端220。為了適應地方節目編排的可用性，信號理器209必須以數字或模擬形式地方信號與操作中心節目信號結合。假若地方有線系統使用的壓縮標準不同於操作中心202所使用的，則信號處理中心209必須將進入的信號進行壓縮解碼和再壓縮，以使其以合適的格式傳送到機頂終端220。隨著標準的發展(即MPEG2)，此處理過程就變得不那麼重要了。此外，信號處理器209執行任何必須的信號解碼和/或編碼。
作為網絡控制器214，電纜端頭208為該系統執行系統控制功能。網絡控制器214的重要功能是管理機頂終端220的配置和處理機頂終端220接收到的信號。在此優選的實施例中，網絡控制器214所監視的包括自動定時詢問並返回來自遠在每個節目訂戶中的機頂終端220的反應。定時詢問及自動報回的循環頻繁進行到可以滿足網絡控制器214保持準確記錄帳單的程度，並監視規定的頻道通路。舉最簡單的實例，被送到網絡控制器214的信息將被存入隨機存儲器中，此隨機存儲器在每個節訂戶的機頂終端220內，並且此信息僅僅按照網絡控制器214的定時詢問被修正。
這種修正可以每天、每周或每個月進行。網絡控制器214利用一個特定的機頂終端220，可使此系統對所有觀看的節目保持完整的信息。
網絡控制器214也能夠調整操作中心202接收到的節目控制信息信號來響應機頂終端220的即時需要。因此，網絡控制器214能夠使發送系統適應個別機頂終端220的特殊要求，如若此特殊要求不能事先提供給操作中心202。換句話說，網絡控制器214能夠對正在進行的節目做出改變。以其所具有的此種能力，網絡控制器214能夠掌握複雜的地方編程需要，例如互動電視服務，分割式屏幕的錄像技術，以及對同一個錄像節目選擇不同的外國語言。此外，網絡控制器214控制並監視系統中所有的壓縮碼機及壓縮碼解碼機。
發送系統200和優選實施方案的數字壓縮提供了一條自操作中心202到電纜端頭208的單方向通道。現狀及記帳的信息從機頂終端220被送到在電纜端頭208處的網絡控制器214處不是直接送到操作中心202。因此，節目監測及選擇控制只會在地方有線電視公司和已分散的網絡控制器214(即相對操作中心202而言已分散，操作中心202於節目發送系統200而言集中)之下在電纜端頭208進行。然後地方有線電視公司將與操作中心202或區域控制中心(圖上未表示)交流，操作中心累積從機頂終端220返回的數據以用於統計及記帳。在備用系統的實施例中，操作中心和統計及記帳區布配在一起。此外，裝有數據機的電話線路可以用來把機頂終端220的信息傳輸到統計及記帳區。
5、機頂終端機頂終端220是發送系統200置於節目訂戶家中的部分。機頂終端220一般放置在訂戶的電視機上面或下面，但是它也是可以放置於節目訂戶的家中任何地方或附近，只要它在節目預訂者的遙控900的作用範圍內即可。在某些方面，機頂終端220可能類似已被很多有線電視系統使用的轉換盒。例如，每個機頂終端220可能包含一些錯誤檢測、解碼、和類似反例用編碼的編碼技術。不過，從下面的討論將會明顯地看出，機頂終端220是能夠執行很多一般的轉換器無法執行的功能。
機頂終端220有多個輸入及輸出口，使其能與其他的地方及遠處的裝置溝通。機頂終端220有一個從電纜端頭208接收信息的輸入口。此外，此單元至少有兩個輸出口，此輸出口將機頂終端220的通訊提供給電視機及錄像機。某些菜單選擇可能引起機頂終端220直接發送控制信息到錄放像機以便自動地對錄像機進行編程及操作。還有，機頂終端220包括一個要用於維護設備、查找故障、重編程序和附加顧客的服務的電話插座。機頂終端220也可能包含立體聲/音響輸出端和一個衛星天線輸入口。
從功能性來看，機頂終端220是此發送系統鏈上的最後一個元件。機頂終端220接收來自電纜端頭208(或者，在某些情況下來自操作中心202)的被壓縮的節目和控制信號。機頂終端220直接收單個的被壓縮的節目和控制信號之後。這些信號被分離、解除壓縮、轉換成模擬信號(假若必須的話)，並且或是被放置於局部存儲器中(菜單模板可以由此處產生)，即時被執行，或是直接被送到電視屏幕。
在處理了某些由電纜端頭208接收的信號之後，機頂終端220能夠存儲菜單模板，用以產生菜單，這些菜單將使用一個菜單模板陣列將其顯示在節目預訂者的電視上。在菜單構成之前，必須做出菜單模板並將其送到機頂終端220存儲。一個微處理器使用由操作中心202或電纜端頭208接收到的控制信號來做出用於存儲的菜單模板。每個菜單模板可以存在機頂終端220的易失性存儲器內。當機頂終端接收模板信息時，它將由電纜端頭208接收到的信號分解為四個主要的部分視頻、圖象、程序邏輯和文字。每個菜單模板代表整個菜單上的一個不同部分，諸如菜單背景、電視標識、光標高亮度覆蓋，或是構成菜單所需要的各種各類的元件。菜單模板可以用由操作中心202或電纜端頭208接收到的控制信號來取消或改換。
一旦菜單模板已經被存儲於存儲器中，機頂終端220就可以產生合適的菜單。在此優選實施例中，基本菜單格式信息被存於機頂終端220內的存儲器中，從而使微處理器能局部地接通來自機頂終端的信息而不是接通來自輸入信號的信息。微處理器由菜單模板和其他存於存儲器內菜單信息產生合適的菜單。然後，機頂終端220接著在節目訂戶的電視屏幕上，對應節目預定者選擇的輸入顯示出特定菜單。
若節目訂戶從菜單上選擇一個特定的節目，機頂終端220將指明在哪個頻道上該節目會被放演、分離信號和抽出由電纜端頭208會傳輸來的信號頻道。機頂終端220然後將此頻道解除壓縮，並且如果有需要，轉換節目信號為一模擬NTSC信號以使節目預訂者能夠看到所選節目。機頂終端220能夠被裝備成能使一個以上的節目信號解除壓縮，但是這樣做會毫無必要地將此裝置的費用加上去，因為節目預訂者一般在一個時間內僅僅會只看一個節目。不過，可能有必要使用兩個或三個壓縮碼解碼器來提供一個圖面接換一個圖面的能力、控制信號解除壓縮、加強頻道轉換接能力或類似功能。
除了菜單信息之外，機頂終端220也可以存儲由電纜端頭208或操作中心202傳輸來的文字。這些文字能夠通知節目預訂者即將到來的節目、收費和帳號情況，新的可預訂的節目或其他有關的信息。文字將根據於使用文字信息持續時間和頻率存儲在合適的位置。
此外，選擇升級的辦法可以加強節目預訂者的機頂終端220的性能。升級可以由盒卡或是計算機卡(圖上未示出)構成，此盒卡或計算機卡被插入機頂終端220內的一個擴展口內；升級也可以由電纜端頭208或操作中心202提供的性能來做到，使用者可以此電端端頭208或操作中心202預訂節目。
可能的升級可以包括在線數據基礎服務、互動性多媒體服務、數字無線電廣播頻道通道，以及其他服務。
舉一最簡單的實例，由通用儀器公司(General Instruments)或是亞特蘭大科技公司(Scientific Atlanta)製造的轉換器箱可以通過改善和升級來執行機頂終端220的功能。優選的升級辦法是用一個具有微處理器的電路卡，此卡以電子方法連接於或是插入轉換器箱。
節目和訂戶機頂終端220之間的重要通訊通道是節目訂界面，最好是遙控裝置900。通過使用此界面，節目預訂者可以通過系統的菜單驅動圖表機制或用實際的頻道號碼直接進入特定的通道的方法來選擇所要的節目。通過使用此界面，訂戶能夠通過一系列提供信息的節目選擇菜單來達到目的。使用菜單驅動、圖形符號、或是字符通道，節目訂戶只須簡單地按一個單個的按鈕而不是從存儲器中重新取出或按下實際的頻道號碼來做出選擇。訂戶可用遙控器900上的數字鍵(按下相應的頻道號)，或是菜單圖形符號選擇，得到常規的廣播和基本的有線電視站的信息。
除了使節目訂戶能夠容易地與有線電視系統200交流配合之外，訂戶界面900的實質特點也增加系統的客戶友好性。使用者應該可以輕易地將遙控器900掌握在手中。優選遙控器900的按鈕含有繪成圖形的號，使訂戶容易地辨認。當然執行類似功能的按鈕也可能以顏色配位和由有區別的文字組成以增加系統的用戶友好性。
7、菜單驅動節目選擇菜單驅動機制提供給訂戶可以一步就進入所有主要菜單的方法，這些菜單可以從流行影片、體育運動節目，到特定節目來歸類。訂戶可以從主菜單中的任何一個以光標或字符通道地進入了菜單和次要菜單。
優選實施方案利用兩種不同型式的菜單，即節目選擇菜單和正在上演節目的菜單。第一系列的菜單，即節目選擇菜單，由介紹基地，主菜單和子菜單構成。第二系列菜單，即正在上演節目的菜單，由兩種主要型式構成，即隱式菜單和節目覆蓋菜單。
當節目訂戶打開機頂終端220時，介紹菜單將立即歡迎節目訂戶進入此系統。介紹菜單也可能播放來自地方有線電視系統的重要通告，有線電視提供者的廣告，或其他形式的信息。此外，假若電纜端頭208發送了一個個人信息給節目預定者的特定的機頂終端220，那麼介紹菜單能夠通知節目訂戶。
演示了介紹菜單之後，節目訂戶可以進入了一級菜單，也就是基地菜單(Home Menu)。在優選實施方案中，一段時間之後，有線電視系統將引導訂戶自動進入基地菜單。訂戶可以從基地菜單進入所有的節目編排選擇。訂戶既可以從遙控器900輸入合適的頻道號碼來直接選擇節目，也要以不斷地由基地菜單開始來增加菜單選擇的層次。對應於第一級菜單的基地菜單的類型稱做主菜單。
假若節目訂戶一個接一個地通過相繼的菜單來選擇，則節目訂戶將進入對應由基地菜單來的選擇類別的主菜單。主菜單進一步為節目預定者的要求進行搜尋，並幫助引導節目訂戶達到其所選擇。
訂戶可以由主菜單進入幾個子菜單。從每個子菜單，訂戶可以進入其他子菜單，直到節目預訂者找到一個想要的電視節目。子菜單與主菜單相似，可以進一步按要求進行搜尋。此系統也可以使節目訂戶跳越過某些菜單或子菜單，只要輸入一個合適的指令給遙控器900就可以直接進入特定的菜單或電視節目。
機頂終端220隻有在節目訂戶已經選擇了一個電視節目之後才演示正在上演的菜單(包括隱式菜單及節目覆蓋菜單)。為避免打攪訂戶，機頂終端決不演示隱式菜單，直到訂戶選擇合適的情況來演示隱式菜單。隱式菜單包含與被觀眾選中的節目有關的選擇。例如，隱式菜單可能含有一些選擇，使訂戶進入一個互動模式或是從所選擇的節目退出。
節目復蓋單與隱式菜單近似，因為它們均發生在節目進行中並與正在觀看的節目相關。然而，節目覆蓋菜單是與節目預訂者所選的菜單同時演示的。大部分的節目覆蓋菜單在電視屏幕上所佔位置小到中以使節目訂戶舒適地繼續觀看所選擇的節目。
B、詳細的機頂終端說明機頂終端220接收並處理來自電纜端頭208的信號。此機頂終端220備有局部計算機存儲器，並有數字壓縮信號的解碼能力，此信號用於產生給節目預訂者用的菜單。遙控器900將節目預訂者的選擇傳遞給機頂終端220。節目訂戶的選擇一般是基於菜單或是電視屏幕顯示的其它提示。
最好是，信號以壓縮碼的格式到達節目訂戶的家中，並在觀看之前被解除壓縮。所發送的節目信號包括使節目訂戶家中的設備能演示用於選擇特定節目的菜單的。根據此特定的實施方案，電視節目信號可以通過一個或多個連接線路到達節目訂戶家中，這些連接可以是同軸電纜、光導纖維電纜、雙絞線、無線電話線或個人通訊網路(PCN)連接器。
節目控制信息信號由操作中心202產生，並且對網絡控制器214提供節目說明及日程數據。在另外一種配置的，情況數據直接送到機頂終端220用以對節目預定者顯示。在此優選實施方案中，節目控制信息信號由網絡控制器214存儲及修正，並被以機頂終端控制信息流(STTCIS)的形式送到機頂終端220。機頂終端220將或是節目控制信息信號或是機頂終端控制信息流與存在機頂終端220的存儲器內的數據結合起來，以產生協助節目預訂者選擇表演節目的屏上菜單。
能被以節目控制信號發送的信息形式包括節目分類數目、節目分類名稱、被分配給一特定分類的頻道(例如專業頻道)、頻道的名稱、在每個頻道上的節目的名稱、節目開始時間、節目的長度、節目的內容說明、分配給每個節目的菜單、價格、是否具備節目廣告和任何其他的節目、菜單或是產品的信息。
機頂終端220能夠在常規基礎上，以正在傳送到機頂終端220處的最少數量的信息，指明對於每個節目的合適的菜單位置及合適的時間、以及在節目預定者選定菜單之後的啟動頻道。節目控制信息信號及機頂終端控制信號流能夠被以不同的方式格式化，並且能夠以不同的方法來產生屏上菜單。例如，假若節目控制信息信號沒有載有菜單格式化信息，則有於建立菜單格式會被固定在機頂終端220的只讀存儲器內。
在此優選實施例中，菜單格式化信息是被存儲於機頂終端220的臨時存儲裝置，例如隨機存儲器或電可編程序只讀存儲器內。每當希望改變菜單格式時，新的菜單格式化信息將通過節目控制信息信號，或是機頂終端控制信號流被送到機頂終端220處。
在最簡單的實例中，菜單格式保持固定不變而僅僅是文字有所改變。以此方法，節目控制信息信號能夠主要地被限制在文字中，而且機頂終端220可以使用一個文字產出器。另一簡單的實例是使用分開的頻道，全部時間(大帶寬)只用於菜單信息。
現場的視頻信號可能被用於某種菜單的窗口。這種視頻信號可以用節目控制信息信號或機頂終端控制信號流傳送，也可將其從正與菜單播放同時傳輸的頻道上取出。用於菜單的視頻信號，電視節目預告或示範播放可以幾種格式送到機頂終端220，這些格式包括(1)在一專用頻道上，(2)在一常規的節目頻道上並按比例定尺寸，(3)隨同節目控制信號。然而，在此優選實施例方案中，數量大的各種簡短節目預告或示範影片的播放是用一種在專用頻道上的屏幕分割技術來發送的。一種多路窗口技術與菜單共用以顯示菜目內容說明和一個或多個電視畫面，以便協助節目訂戶選擇節目。
圖4表示機頂終端220的基本硬體元件。機頂終端220有一個調諧器603，數字解調器606，解碼器600，及多路解調器609、616，以及音頻裝置612，和一遙控制界面626，此界面用於接收及處理來自遙控單元900的信號。一個附加數據機627可允許在微處理器602及電纜端頭208間進行通訊。一個NTSC編碼器625提供標準的NTSC視頻信號輸出。
微處理器602有能力執行存於存儲器內的程序指令。此指令允許用戶用遙控器900做選擇，進入各種菜單。
視頻信號的解除壓縮以及由節目控制信息信號或機頂終端控制信號流來產生菜單的方式是按照本發明的特定實施方案而不同的。如要壓縮視頻信號的話，則可使用視頻信號壓縮碼解碼器618和622。節目控制信息信號可能被解除調製而進入其組成部件，並且，視頻信號壓縮碼解碼器618，圖形壓縮碼解碼器、文字產生器以及視頻信號組合器624可以用來協助建立菜單。
除了存儲於圖形存儲器的菜單格式信息之外，機頂終端220還儲存追蹤選擇觀看節目的數據機頂終端220可以將收集來的數據存入電可編程序只讀存儲器或隨機存儲器，對所有進入的/被看的節目保持一個精確的記錄。之後，此數據可以被傳輸到電纜端頭208，在此處，該信號可被用以進行網絡控制和監視功能。在機頂終端220和電纜端頭之間的數據傳輸，可以通過在有線網絡上的逆流傳輸，或是使用電話數據機等方式來完成。當使用有一網路上的逆流傳輸時，機頂終端220可以按一時間表完成數據傳輸(例如，使用定時詢問反應或由電纜端頭208處傳來的回應定時詢問的情況報告)，或基於需要(例如，使用定時詢問反應或由電纜端頭208處傳來的回應定時詢問的情況報告，或基於需要(例如，隨機存取技術)完成此數據傳輸。
圖5a表示機頂終端220的前控制盤，此盤包括有一紅外線傳感器630和一系列的大電子顯示器640。大電子顯示器640可以用圖像或字母(例如A-K)指明由機頂終端220或由用戶當時直接選擇的頻道選出的主菜單，或是菜單頻道選擇(例如自1到50)。再者，顯示器可能包括現時頻道，時間，聲量，睡眠時間、雙親鎖(安全)，帳號收支情況，升級硬體的使用，正在被錄像機記錄的第二頻道，在分開的房間中D級音樂硬體升級的使用，或其他的對節目預訂者指出機頂終端220的現時情況的有用顯示。大電子顯示器640也可能提供一個現時擴放的數字音響頻道的指示。
機頂終端220的前端包括有一個帶活蓋的開口635，並可以在開口中插入磁性盒式存儲器(或者更小的可攜式存儲裝置，包括光碟，只讀存儲器，由電可編程序只讀存儲器等，圖上未示出)。此盒式存儲器開口635允許機機終端220使用磁帶盒式存儲器來升級或再編程序。
機頂終端220的頂上或蓋子上有按鈕控制器645。遙控裝置可以執行的任何功能，機頂終端220使用複製鈕控制器645也同樣可以執行。
圖5b表示機頂終端220的後面，其中包括有一對輸出接線端子650，一對輸入端子652，一對立體聲/音響輸出端子654，衛星盤輸入口656，電話插口658和一個RS-422接口660。此外，一個升級口662和一個蓋板664由金屬螺釘固定。輸出端子650中的一個用於電視，另外的用於錄像機。機頂終端220有能力處理來自使用輸入端子652的一根或兩根電纜的信號。電話插口658和一個RS-232或RS-422接口660是供維護設備，消除故障，再編程序和添加顧客服務的。在另一可替代的實施方案中，電話插口658可能被用做在電纜端頭208和機頂終端220之間的主要的通訊模式。通過地方電話、無線電話或個人通訊網絡，這種連接是可能的。
每個機頂終端220的基本編程是在機頂終端220內的只讀存儲器內進行的。隨機存取存儲器、磁性盒式存儲器的容量、擴展卡開口635，使得在機頂終端220上進行升級變得容易了。
在此優選實例中，除了擴展卡開口之外，機頂終端220還有一個硬體升級開口662，用於連接(1)一個校正的錯誤，機頂終端220的數據輸出的解碼，(2)一個控制界面，(3)對視頻信號之輸出解除壓縮碼，和(4)一個視頻信號輸入口的四線(或更多)連接。在此優選實施方案中，多芯線被用來執行四個功能中的每一個。四套線合在一起裝在一個具有單個多針連接的單個電纜中。
在此優選實施方案中，多針連接器可用於多線電纜。多針連接器662可用在從DB9到DB25的範圍。各種小型計算機系統的界面(SCSI)接口也可以用來代替上述的單接口。此外，也可以連接在單一電纜上四個式以上的輸入口取代單一的多針連接器。
另一個接口662被用來將下述的不同的硬體升級附在機頂終端220上。
此優選實施方案中有一些可與機頂終端220一同使用的硬體升級，包括有(1)一個A級互動單元，(2)一個B級互動單元，(3)一個C級的具有光碟能力的互動單元，(4)一個D級的用於分開房間的無線電調諧器，和(5)一個E級的信息下裝單元。每個這樣的升級都可能通過早先描述過的升級接口662被連接到機頂終端220處。早先描述過的在一單個電纜中的同一芯線可以被使用。
所有的機頂轉換器，例如亞特蘭大科技公司(Scientific Atlanta)或通用儀器公司(General Instruments)所製造的，目前不具有處理本發明的菜單選擇系統的能力。因此，為了以現有的機頂轉換器技術來使用菜單選擇系統，硬體的修改就是必須的問題。
一個加速卡附在機頂轉換器上的情況如圖6所示。所示加速卡700提供了以現有的機頂轉換器技術使用菜單所需要的附加功能。加速卡700加到機頂轉換器地重要功能是解釋節目控制信息信號、產生菜單、將菜單編順序和最後觀眾能夠做到勿需輸入任何頻道識別信息就可通過菜單系統選擇系統頻道。加速卡也提供一種用於遠處(例如電纜端頭208)的接收所有節目信息和控制機頂轉換器和加速卡700的方法。所看節目信息和控制指令可能從電纜端頭208利用電話線通到加速卡700。
加速卡700的重要元件有一個個人電腦晶片中心處理器(CPU)702，一個VGA圖形控制器704，一個視頻信號組合器706，邏輯線路系統708，NTSC編碼盤710，一個接收器712，解調器714和一個撥碼盤716。加速卡700由接收通過同軸電纜從電纜端頭208傳來的節目控制信息卡來操作。加速卡700的邏輯電路系統708接收數據、紅外線指令、並從機頂轉換器來使信號同步化。由觀眾以遙控器900做的菜單選擇是被機上轉換器的IR接收並傳遞到加速卡700。加速卡700解碼信號並寫明觀眾已選定的節目(或菜單)。加速卡700調整IR指令以便將節目選擇信息送到機頂轉換器221。被調整過IR指令包含有機頂轉換器所需的頻道信息。使用電話線路及撥碼盤716，加速卡700能夠傳輸節目訪問信息到電纜端頭208。
在此優選實施方案中，節目訪問信息被存在每個機頂終端220，直到網絡控制器214以圖7a所示的定時詢問信息格式來定時詢問這些信息為止。這種幀格式920包括有6部分信息組，稱為(1)位於信息開始處的一先前標誌922，(2)地址欄位924，(3)訂戶區域標記926，(4)機頂終端識別器928，它包括查詢命令/回答(或P/F)位930，(5)信息段932，和(6)位於信息結構處的在後沿標誌。圖7b表示一個查詢信息及應答格式920′(類似於查詢要求信息及應答格式920的結局，因此，一般以在圖7a中的詢問格式說明，但是為了清晰，需加上原來的指令)，此應答格式回答圖7a所示的定時詢問。
8位標記指令系列922出現查詢要求信息的開始及末了，並用以建立及保持同步。這樣的指令系列典型地由一個″01111110″的數位串構成。地址欄位924將一個四位數的地址分配給一個給定的機頂終端220。訂戶區域標記926是一個千位數的信息組，此信息組指出訂戶的機頂終端220所駐的地理位置。機頂終端識別器928是一個16位場，用以單值地識別每個機頂終端220，此16位場具有15位標準碼及附於此碼後的P/F位930。當然，這個例子也提供了場的尺寸，本發明也可以使用各種尺寸。
P/F位930被用以命令查詢來自指定地址為機頂終端220的應答，以上情況將如下所述。應答幀格式920′也提供一個可變長度的信息場932′，以用於其他的數據傳輸，例如系統的信息更新。幀格式920′是以一個8位標誌(或尾標)934來結束的，此8位標誌，在格式上完全與引導標誌922′相同，如上所述。其他幀格式(如MPEG)也將明顯的有此技能，而且很容易與此系統適配使用。
如上綜述，通過一系列的菜單可以選擇圖像及節目演示。圖8表示一系列的可能結構的例子。總的來說，菜單的順序是以一個介紹菜單、一個基地菜單、各種主菜單和很多子菜單構成的。子菜單可包括節目預千菜單和正在上演的節目菜單。例如，在菜單序列的基地菜單部分，和對應的軟體程序部分，訂戶可以選擇主菜單中的一個並啟動菜單系列演示。另外，訂戶也可按下一個在遙控器900上的菜單選擇按鈕來直接啟動主菜單。
在任何菜單進行過程中，訂戶都可以釋放主菜單按鈕來移動主菜單以另外的菜單系列。以此方法，訂戶可以從一個主菜單移到另一個主菜單。
微處理器602所執行的各種軟體子程序可允許訂戶將菜單編順序，並在本發明的各種各樣菜單中操作。訂戶也可以只按一下遙控器900上基地菜單按鈕來使菜單回到原來的順序位置。
介紹菜單屏幕1000接通電源後自動地顯示，使機頂終端200初始化。機頂終端軟體一般情況下將建議訂戶自此介紹菜單屏幕1000進到基地菜單屏幕1010。基地菜單1010是這樣的基礎菜單，其可使訂戶為了達到第一級觀看決定而返回。當機頂終端軟體正在顯示基地菜單1010時，訂戶能夠進入任何選擇的電視節目，軟體允許節目選擇以光標在屏幕上的移動和直接選擇用遙控器900上的按鈕來進行。
在一般通過菜單屏幕的進程中，軟體將使訂戶進到主菜單屏幕1020以回答遙控器900或高亮度光標自基地菜單屏1010的選擇。在基地菜單1010顯示出的選擇是大範圍的節目選擇。
主菜單1020之後，訂戶可以通過一個或多個子菜單屏幕1050進行操作，並可由此來選擇一個特定的觀看節目。對大多數的節目選擇情況而言，使用者將從基地菜單1010到主菜單1020，然後再到一個或多個子菜單來進行其選擇程序。然而，對某一個節目選擇或是機頂終端220的功能而言，使用者可以在菜單順序中越過一個或多個菜單。
正在上演的節目菜單1200是子菜單，只有在訂戶已選擇了電視節目之後，機頂終端軟體才能使其工作。這些菜單提供給訂戶在觀看選擇節目時附加的功能及附加的信息。正在上演的節目菜單的序列可以進一步被再分為至少兩種型式的菜單，即隱式菜單1380和節目覆蓋菜單1390。
為了避免幹攪正在觀看節目的訂戶，隱式菜單1380並不對訂戶顯示而是將其″放置″在機頂終端220的微處理器602處。微處理器602在執行任何隱式菜單1380選擇的顯示之前，需要等候一個或是來自遙控器900的，或是來自機頂終端220的按鈕輸入信號。機頂終端軟體向節目預訂者提供附加功能，例如進入一種互動方式，或是通過隱式菜單1380而退出所選擇的節目。
節目覆蓋菜單1390類似於隱式菜單1380。但是，節目覆蓋菜單1390是被覆蓋在顯示的畫面的部分上，而不是隱藏在後。節目覆蓋菜單1390的軟體允許訂戶繼續伴隨音響信號觀看所選擇的電視節目，而把圖形信息置於電視屏幕的一部分。大多數的節目覆蓋菜單1390是被以圖形並用去覆蓋畫面的一小部分。一些覆蓋菜單1390以其特點而言比正在被看的節目更重要，將覆蓋畫面的大部分。覆蓋菜單1390一種形式的例子包括通告菜單1392和確認菜單1394。在此優選實施方案中，用於節目覆蓋菜單1390的軟體，控制減少或是縮小比例(整個的)以及將畫面轉移到屏幕的另一部分。
子菜單提供按每小時和每分鐘計算的觀看節目應付費用及節目長度。訂戶可自子菜單得到至少三種選擇(1)定購節目，(2)因到先前的菜單，(3)按下″啟動(go)″並回到通常的電視。訂戶也可以取得其它的選擇權，如觀看預告片。
以使用一個屏上菜單來選擇節目，可向訂戶顯示的菜單幾乎是沒有限制數目的。機頂終端220的存儲器的容量，以及使用節目控制信息信號傳送的信息數量，是限制菜單數目和能向訂戶顯示的信息數量的僅有限制。使用有三個簡單的順序的一系列菜單可以讓訂戶用機頂終端220和遙控器900以光標移動方式來達到容易使用和執行簡單兩個方面、界面軟體編程者的用戶將會從優選實施方案的描述發現很多明顯的不同。
機頂終端200部份地使用存於它的圖形存儲器內的信息產生及創建菜單。背景圖形文件800將存儲菜單背景，標識圖形文件將存儲任何必要的標識。菜單顯示和光標圖形文件將存儲菜單顯示塊和光標高亮度覆蓋，以及任何其他的各種建立菜單所需的雜項文件。使用這樣存儲菜單的方法，通過來自網絡控制器214或操作中心202的指令將機頂終端220的圖形存儲器重新編程序，就可以改變菜單。
微處理器602使用存儲的信息執行建立菜單需要的程序。在大多數例子中微處理器602取出背景文件、標誌圖形文件、菜單顯示和光標文件。微處理器602自長期、中期或短期存儲器中取出文字，取決於文字內容存於何處。使用視頻信號組合器(或類似裝置)，被存儲的信息與視頻信號相混合，並將完整的圖像送到電視屏幕顯示。
在此優選實施方案中，圖形控制器被用來協助機頂終端220產生菜單。機頂終端220產生菜單始於建立主菜單屏幕，此主菜單屏幕包括用於主菜單的背景圖形。背景圖形可能包括一個跨越屏幕頂部的可移動的上框，和跨越屏幕底部的可移動下框。背景圖形可以從圖形存儲器(優選可編可擦程序只讀存儲器)的存儲文件的背景圖形文件800來產生。此外，標識圖形也可能被產生。此種圖形也可能被產生。此種圖形，典型地包括圖形符號窗口、有線電視公司標識，頻道公司標識，和兩個″啟動(go)″按鈕。
最好，每個主菜單的文字被機頂終端220中的文字產生器分別地產生是最理想的。一般情況在幾星期幾個月時期內保持不變的文字部分可以被存在EEPROM(可編可擦程序的只讀存儲器)或其他的局部存儲器內。經常變化的文字，諸如影片名稱(或其他節目選擇)，或是操作中心202，或是電纜端頭208傳送到電纜端頭208的網絡控制器214。可以用修改由操作中心202傳送來的節目控制信息信號來改變在任何主菜單1020上的節目選擇，並用STTCIS(機頂終端控制信息流)來傳送任何改變。
星期幾，日期和時間信息被加到每個主菜單上。此信息由操作中心202，電纜端頭208(信號處理器209或網絡控制器214)，上行線路段傳送來，或是由機頂終端220內部產生的。
節目說明子菜單的建立及演示是由機頂終端220用於上面所描述的類似方式來執行的。每個子菜單在被送到電視屏幕之前可能被部分地產生和組合。最好的是可以使用背景圖形和可移動的上框及下框。同樣地，電視圖像窗口和半連帶式窗口可用存在EEPROM(可編可擦程序只讀存儲器)的信息來產生。
除圖像及文字內容之外，一些子菜單包括示出電視圖像的窗口。這樣的電視圖像可以是靜止的或是移動畫面的。靜止的畫面可以以壓縮的格式(如JPEG)存於機頂終端220處。電視靜止畫面仍可被操作中心202以節目控制信息信號不斷地傳輸。
移動的電視畫面可如上所述直接由現時的節目供應得到。依電視窗口的尺寸而定，這樣做需要處理電視面信號，包括縮小電視畫面的比例尺寸及改變電視畫面到菜單屏幕的部位，此部位是在菜單窗口中。另一方面，電視畫面也可以從分割的屏幕頻道得到。這樣的方法涉及了分割屏幕電視技術在指定的時間、在單個頻道上輸送多個電視畫面鏈。機頂終端220可能改變圖面比例(假如需要的話)，並利用已知的變比例及定位技術，機頂終端220內可能需要附加的電路系統。
為了避免重導電視畫面到電視屏幕容納電視畫面圖像窗口的部分，則掩膜和菜單圖像可能被用以覆蓋不需要的頻道電視圖像部分。這種掩膜技術允許分割屏幕電視畫面保持在屏幕的同一位置，並被操作中心202所傳送。然後，掩膜經調整而覆蓋屏幕期望的部分。這些掩膜存在於背景圖形文件中，此文件與其他的菜單文件近似。
分割屏幕電視圖像技術也可以用於促進電視節目安排。因為很大數量的短電視連續地發送，全部或部分的宣傳資料(或信息供應)可能提供給節目預訂。以這些大量的宣傳性電視圖像，訂戶得到機會去″掃掠″新的影片或電視節目的選擇。訂戶可掃視一種又一種的宣傳畫面，直到發現所期望的節目為止。
C、詳細的先進的機頂終端說明1、概述本發明涉及前面所述的機頂終端的升級，具體來說，本發明可以通過一組硬體升級裝置，或對以下一些實施例增加硬體來實現(1)一個用快速電路板插件700將升級了現有的機頂轉換器(未畫出)；(2)一個工業標準的數字壓縮碼解碼器箱(如下面的圖9a和9b所示)它可以通過一個升級模塊或一個菜單產生器插件而被升級；或(3)一個既能壓縮碼解碼又能產生菜單的機頂終端200。利用以下描述的一組硬體升級裝置能夠對這些實施方案增加先進功能和作用。
表A表示了幾個示例的硬體結構，它們可用於達到本發明的目標。具體來說，表A顯示了四例機頂轉換器技術，它們可以被改進來產生該表三行中所示的各種機頂轉換器能力。
表A現有的模擬具有數字碼 具有數字壓 先進的機頂機頂轉換器壓縮碼解碼 縮碼解碼和 終端能力的機頂 菜單產生能轉換器 能力的機頂壓縮碼解碼不適用 內裝的 內裝的 內裝的能力菜單產生能快速電路板 升級模塊或 內裝的 內裝的力菜單產生器插件先進的功能 A-C級的硬 A-E級的硬 A-E級的硬 內裝的件升級或擴 件升級或擴 件升級或擴展電路板 展電路板 展電路板這個圖表示了每個機頂轉換器固有的各項功能，以及需要時，每個轉換器可以怎樣進行改進或升級，以達到本發明的目標。自左至右，圖表的這些列覆蓋了各種可選擇的辦法來比較可以被建造在機頂轉換器或終端方面的功能特性以及那些可以通過例如本發明的一個升級模塊擴展電路板插件或硬體升級裝置提供的性能。這種比較權衡允許機頂轉換器設計師或製造商對一個現有的轉換器箱增加先進的功能還是生產一個具有附加固有特徵的轉換器之間作出選擇，後者增加了成本和轉換器或終端的雜性。
表A表示一列顯示了一個現有的模擬機頂轉換器怎樣能通過利用加速電路板插件被改進來提供產生菜單的能力，除了加速電路板插件外，這樣一個現有的模擬機頂轉換器通過利用A級、B級和C級硬體升級裝置或一個擴展插件被進一步改進提供以下描述的任何一個行進的功能。這種現有的機頂轉換器箱當前由亞特蘭大科技(Scientific Atlanta)和通用儀器公司(Gereral Instruments)及其它一些公司製造。這些轉換器設計成與模擬波形一起使用的，因此，數字壓縮碼解碼能力是不適用的。
A表的第二列顯示了具有數字壓縮碼能力的機頂轉換器，這種轉換器是一個簡單的、最終會成為行業標準的壓縮碼解碼箱。對這種簡單的壓縮碼解碼箱可以進行改進，以提供本發明以增強的功能特徵。例如，可以通過利用一個升級模塊或菜單產生電路板插件改進一個簡單的解壓縮箱以提供產生菜單的能力。此外，通過包括任何一個A至E的硬體升級裝置或一個擴展電路板插件，可以增加一個簡單壓縮碼解碼箱增加其他的先進特徵，這些改進在下面有所描述。
A表的第三列顯示了一個具有內裝的數字壓縮碼解碼和菜單產生功能的機頂轉換器，於是，為了取得本發明增強的功能特性，可以通過硬體改進提供其它先進的功能。這樣的改進通過利用任何一個A至E級的硬體升級或擴展電路板插件來實現，它們將在下面有所說明。
A表的第四列顯示了一個具有壓縮碼解碼、菜單產生和先進功能的先機頂終端，各項功能都被內裝的終端裡面，這樣就可達到本發明機頂終端的先進功能特性而無需硬體的改進。
在優選的實施方案中，本發明先進的機頂終端220具有接收來自網絡控制器的分層的節目編排，分層節目編排允許不同的訂戶即使在被″調整″到同一頻道時也能觀看不同的影像。例如，網絡控制器214會通過一個資料庫從一個互動或選擇中或從其它手段，由一些先前的訂戶選擇，通過″學習″知道它訂戶的一些統計資料。利用這些統計資料，該網絡控制器214可以通過將不同的廣告宣傳顯示給分類不同的訂戶而將廣告宣傳對準觀眾，即使訂戶會認為他們被″調″到一個頻道時，每一個訂戶會被轉換到該分層視頻影像的一個不同的通道上。作為另一種選擇，可以給訂戶提供可以從中選擇的幾個廣告的附加選擇。
為了適應講外語的訂戶，可以提供多聲音通道的電視節目。這樣，訂戶可以看到利用其本國語言的節目單。與這種被選語言對應的先取正確聲音的功能可以根據結構而由機頂終端220，或者由網絡控制器214處理。網絡控制器214可以提供以幾種語言的播放本地節目或在受歡迎電視節目提供附加外語翻譯頻道。利用畫面對畫面的功能，某些機頂終端220可以同樣方式供聾人觀看的手語。
一般而言，每個視頻圖像信號與四個聲音通道一起在機頂終端220被接收。這些聲音通道中兩個最用於正在顯示視頻圖像信號的左、右立體聲，其餘兩個聲音信號可用於供選擇的語言。例如，當機頂終端220接上一個視頻圖像信號時，聲音通道中二個用英語提供該視頻圖像信號的立體聲，其它兩個聲音通道提供法語和西班牙語的單聲道聲音信號。這樣，在機頂終端220處接收到的每個視頻圖像信號能夠容納至少兩種外國語言。在不要立體聲通道時，英語聲音通道可以設置成單獨一個信號，提供單聲道的接收，並使多種語言聲音通道的能力增加到三種外國語言。
在另一些實施方案中，網絡控制器214可以起中央計算機的作用，並通過機頂終端之間的互動式遊戲，機頂終端內的互動式遊戲，計算機告示板型式的服務，消息傳送服務(電子郵件)等。例如，一個訂戶可以與五個(不知名字的)訂戶各在自己家裡操作一個獨立的坦克，進行戰爭遊戲。網絡控制器214經由機頂終端220的通訊聚集這些遊戲者並起裁判的作用，一個告示板或消息傳送系統可以被建立起，來讓戲迷們討論某個特定的節目。以下會進一步描述這些互動式特徵在下面與動互服務B級菜單和機頂終端硬體升級壓縮技術。
為了取得系統所需的視頻和聲音信息的通過容量，採用了視頻數字壓縮技術。因此，機頂終端220一般必須對它接收到任何一個以數字方式壓縮了節目信號進行壓縮碼解碼。壓縮碼解碼方法是用於節目發送系統中壓縮技術的一個功能。
有三種基本的數字壓縮技術幀內壓縮、幀對幀壓縮、及載波內壓縮。各種壓縮方法可與這些技術一起使用。本領域內的專業人員知道這樣一些壓縮方法，它們包括矢量量化法和離散餘弦變換法。
已經開發形成幾種既代表數位化標準又代表壓縮標準的標準數字格式。例如，JPEG(聯合照相專家組)是一個用於單獨像片數位化的標準。電影數位化可以由MPEG或MPEG2(影響工程組規範)這樣一些標準來表示，除了這些標準外，已發展出了另一些專用的標準，雖然在本發明中優選使用影響的MPEG和MPEG2標準，但可以利用可靠的具有壓縮的數字格式。
幾家公司，包括美國電話及電報公司(AT T)，天頂公司(Compression Labs.)，通用儀器公司(General Instruments)，亞特蘭大科技公司(Scientific-Atlanta)，菲力普公司(Philips)和天頂公司(Zenith)已經發展出上述各種壓縮技術和方法的混合。任何一種由這些公司開發的壓縮技術以及本領域專業人員知道的其它技術都可以與本發明一起使用。
2、先進機頂終端的主要部件和升級裝置a、具有升級模塊的壓縮碼解碼箱優選的節目發送系統利用數字壓縮信號，因此，優選的訂戶設備的結構必須能夠對這樣的數字壓縮信號壓縮碼解碼和進行處理。圖9a表示了在一個升級模塊300和一個簡單的壓縮碼解碼箱302之間基本的相互關係和作用，升級模塊300可以通過類似於前面敘述的升級口662(圖5b)的一個埠被連到壓縮碼解碼箱302上。所示的這個簡單的壓縮碼解碼箱302最好是一個能夠與一個升級模塊通訊以加強功能特性的一個未來的工業標準的壓縮碼解碼箱。
該升級模塊300對該簡單壓縮碼解碼箱320提供產生菜單的能力。該簡單壓縮碼解碼箱302的微處理與升級模塊300中的微處理器通訊以提供一個機頂終端完備的功能特性。
在該優選的實施方案中，多金屬纜可以利用引線腳連接將該簡單壓縮碼解碼箱302連接到升級模塊300上。這種多引線腳的連接可以在從DB9至DB25的範圍中。也可以提供一個SCSI，或小型計算機系統界面，埠(圖上未示出)。作為另一種選擇，可以提供四個或更多個埠，而不是所描述單獨的一個埠。如果沒有提供一個埠，則升級模塊只好用硬線連到該簡單的壓縮碼解碼箱302上了。
如總的是用304表示的那樣，簡單壓縮碼解碼箱302輸出導線上的數字數據組最好向升級模塊300輸出誤差已被校正和解密的數據。第二組導線提供該接口的連接，它們使得升級模塊300中的微處理器能與該簡單壓縮碼解碼箱302可以維持同步。第三組導線提供解縮的視頻輸出，給升級模塊300提供一個壓縮碼解碼的視頻信號以供操作。第四組導線包括視頻輸入系統，使得該簡單壓縮碼解碼箱302能接收一個結合了文字內容、圖形和視頻信號的視頻信號。
圖9a進一步顯示了作為該簡單壓縮碼解碼箱302組成部分的CATV(電纜電視)輸入306，視頻輸入308以及視頻和聲音輸出310，312。這個實施方案降低了升級模塊300的部件成本，所以它是一個優選的方案。這個升級模塊300可以只是一個能夠插入該簡單壓縮碼解碼箱302的盒子(圖上未示出)。另一個選擇是如圖9b所示，圖上與有圖9a共同的參考編號，電纜電視輸入306，視頻輸入308以及視頻和聲音輸出310，312可以包括作為升級模塊300的組成部分。在這一實施方案中，該簡單壓縮碼解碼箱302主要用於視頻進行壓縮的解調。
參照圖10，升級模塊300最好包括以下電路一個視頻圖形和文字信號分離器314一個文字與圖形的視頻圖象平面組合器316；一個掃描寬度圖形解壓縮箱318；和一個掃描寬度的被壓縮圖形的存貯器320(非易失性隨機存儲器、只讀存儲器、電可編程序只讀存儲器或電可編可擦程序只讀存儲器)藉助於通過升級模塊300和簡單壓縮碼解碼箱302之間多導線連結的通訊，被壓縮的視頻信號與控制信號可由升級模塊300中的信號分離器314被分離。掃描寬度圖形解壓縮318通過與掃描寬度壓縮圖形隨機存儲器302的通訊，能對輸入的壓縮視頻信號進行壓縮的解調。文字內容和圖形的視頻圖像平面組合器316使得被分離的和解壓縮後的信號通過該簡單解壓縮箱302被輸出到一個訂戶的電視機222上，顯示視頻圖像以疊在其上的具有文字內容的節目單。
圖10顯示了一個具有上述升級模塊300的簡單壓縮碼解碼箱302的元件(與圖4所畫出的機頂終端的元件220具有共同的編號)，生成的菜單和視頻圖象在組合器316中結合，並輸出一個反錄編碼器619，任何一個本領域的專業人員所知的反錄編碼方法都可以與本發明一起使用。
圖10還顯示說明了一個擴展電路板插件320和一個用於接收該插件320的擴展件接口320，此外，還顯示了誤差校正電路324，在分離壓縮碼解碼的信號之前，接收該信號。升級模塊300這種加強的功能特性或者也可以被包括在擴展電路插件320上，在這種實施方案中，升級模塊300成為該簡單壓縮碼解碼箱302的一個內部部件，並通過內部的方式使該箱302升級，在不用外部硬體升級模塊300的情況下增加產生菜單的能力。升級模塊300結構的其它變型也是可能的。
b、上遊數據傳輸硬體圖11顯示包括一個數據接收器332和一個數據發送器344的優選機頂終端220。數據發送器344在機頂終端和電纜始端裝置208之間提供向上遊的數據通訊，上遊數據傳輸利用上面參照圖7a和7b描述的詢問系統實現的，具體來說，是利用一個數據發送器334。接收器332與發送器334二者都可以裝在機頂終端220本身裡面或者通過一個升級模塊300被加入。不論具體的硬體結構形狀如何，機頂終端的數據發送能力可以用圖11所示的硬體實現。
圖11顯示了在330處畫出的射頻信號，它們一起工作的接收器332和調諧器603接收。這兩器件都與微處理器602接口，微處理器602或者通機頂終端的鍵盤板645或者通過遙控單元900接收來自訂戶的以338表示的輸入。調諧器603取得要在訂戶電視機上接收的所有電纜信號，然後由處理電路340處理這些信號。這個處理電路340一般包括用於解攪頻、解調製、音量控制和重新調製到頻道3或4的電視載頻上的附加部件。
以各個機頂終端220為目標的數據按照每個機頂終端專門的地址或認別號(例如機頂終端號928，928)由數據接收器332接收，這樣每個可尋址的機頂終端220隻接收它自己的數據。數據接收器332可以接收結合圖7a描述過的節目控制信息信號幀裡情報資料段中機頂終端的專門數據，或者在一個位於進來頻譜中的一個方便的頻率上一個單獨的數據載頻上的機頂終端專門數據。
任何被接收的數據包括與頻道及可以選擇的節目的有關的信息。訂戶可以利用鍵盤板645或遙控器900輸進一系列的命令，以選取一個頻道或節目。收到命令後，機頂終端的微處理器602指示調諧器603調諧到所指定頻道或節目的適當頻率上，然後指示處理電路340開始對這個頻道或節目進行攪頻。
對一個頻道或節目的選擇作出後，微處理器602將任何選擇的資料貯存在一個本地存貯器中用於在以後數據傳送回到電纜端頭裝置208。在典型的情況下，數據發送器344在5至30光赫之間的返回頻段工作，數據發送器334向電纜端頭裝置208或網絡控制器214發送參照圖7b描述的幀的信號段中的信息。本領域的專業人員知道，上述機頂終端220硬體組成部的一些別的型式及組合可以用於實現上遊數據傳輸。
c、硬體升級裝置為了增強機頂終端220的功能特性，可以利用以下的硬體升級裝置(1)A級互動式裝置，(2)B級交互式裝置，(3)具有光碟能力的C級交互裝置，(4)供個別的房間使用的D級數字無線電調諧器，和(5)E級信息卸載裝置，這些升級裝置的每一個都是通過前面描述過的升級埠662與機頂終端220連接的。
A級、B級和C級硬體升級裝置具有相似的硬體組成部分，圖12a示意圖畫出了總體以100表示的A級、B級和C級硬體升級裝置的基本部件，這些圖表示了在硬體升級裝置100和機頂終端220基本部件之間的相互作用，如從圖上可看出的那樣有線電視輸入信號利用一個調諧器603和各種前面描述過的接收機部件(但在圖12a和12b中總的用601表示)由機頂終端220接收。機頂終端的微處理器協調所有有線電視信號的接收，並與前面已描述過的各種各樣的上遊數據傳輸部件604相互作用。
A級、B級和C級硬體升級裝置100各包括一個微處理器104，互動軟體106，處理電路108，磁泡存貯器112和長期存貯設備116，除了這些基本部件之外，B級硬體升級裝置利用了一個增加的電話數據機120，而C級硬體升級裝置利用了一個增加的雷射盤一隻讀存儲器設備122。
與它們的基本部件一起，A級、B級和C級硬體升級裝置100利用它們自己的互動軟體106。這種軟體可以用來提供以下將要描述的增強功能特性。A級、B級和C級硬體升級裝置還利用處理電路108，它使得機頂終端220能夠將訂戶的互動輸入送到A級、B級和C級硬體升級裝置中進行解釋。這些命令經過將機頂終端的微處理器A、B和C級硬體升級裝置100中的微處理器聯繫起來的界面傳送。這樣，通過機頂終端鍵盤板進入的訂戶輸入信號能夠被傳遞到任何一個硬體升級裝置中進行處理，在那裡產生的響應可以隨後被送回到機頂終端220用於顯示。在優選的實施方案中，該IR命令從機頂終端被傳遞到硬體升級裝置。
A級、B級和C級硬體升級裝置100還包括一個長期存貯器部件裝置116，允許每個硬體裝置在內部貯存與每個互動服務一起使用的數據。這樣一些數據可以包括例如由各個互動服務使用的定製的菜單模板。此外，A、B和C級硬體升級裝置包括了一個用於暫時貯存例如用於每個特定互動問題和應答的磁存貯器112。
A級互動裝置使得訂戶能夠取得互動服務，提供有關諸如小測驗猜謎、地理事實回答等節目的附加信息。這種信息可以以幾種數據格式由機頂終端接收，包括利用垂直消隱間隔(VBI)或節目控制信息信號的方式。A級互動裝置使得訂戶利用疊在圖象上的菜單能夠對當時電視節目以文字內容方式產生互動作用。小測驗、快速提供常識問題、以及深入信息、世界地理位置、產品價格等是其中一些例子，所有這些都提供訂戶一個互動性的問題和回答的能力，雖然A級互動能力能夠容易地裝入到機頂終端220中，但這樣一個實施方案提高了基本機頂終端220的成本。
B級互動裝置給用戶提供取得各種用途的聯機資料庫，如在家購物、訂飛機票、新聞、金融服務、分類廣告、在家裡的銀行服務和互動式遠距離教課服務。例如，用這種升級裝置，一個用戶將能夠預訂機票或購買消費電子產品。這種升級裝置的基本特徵是它能在數據機上利用雙方通訊與外界服務進行真正的交易。這種增加的雙向通訊能力可以用電纜端頭裝置或另一方面，經由蜂巢網絡，PCN或其它通訊媒介。
C級互動裝置利用一個高容量的本地存貯能力，包括雷射盤或其它隨機存取的數字數據格式(例如雷射盤-只讀存儲器)。這種裝置允許利用互動的多種媒介的應用。這些應用包括例如計算機遊戲，多種媒介的教育軟體，百科全書，其它參考資料(如莎士比亞文庫)等。在該優選的實施方案中，許多這樣的應用將與現場節目播放產生互動作用，提供附加的信息資料，饋送的互動作用性。例如，一個在看外國電視片系列的觀眾能夠檢索貯存在光碟中的附加情報資料、地圖、經濟數據以及關於這個國家的其它資料。在C級應用中，升級硬體會通過一些附加的數據頻道(如垂直消隱間隔，或在實際中視頻中被編碼的其它數字數據)密切地監測電視廣播，提供與前後內容有關的互動作用。
圖12b畫出了在機頂終端220與總的用130表示的D級硬體升級裝置之間的互動作用。如圖所示，有線電視信號經過調諧器和接收機部件601上機頂終端220接收。如前所述，微處理器協調、機頂終端220對所有電纜電視信號的接收。D級硬體升級裝置130利用一個微處理器132，一個調諧器134，一個解調器136，一個信號分離器138，一個解碼器140以及一個聲音壓縮碼解碼器142。
如圖所示，機頂終端220和D級硬體升級裝置130通過聯接各個設備的界面相互作用。機頂終端的微處理器602指示地被接收到的信號輸到D級硬體升級裝置130中進行進一步的處理。這些被接收到的信號輸入到D級硬體升級裝置，通過包括調諧器134和其它數字聲音接收部件(如解調器136，信號分離器138，解碼器140和聲音壓縮碼解碼器142)的信號通路被傳送。通過利用如圖12b中結構的硬體，訂戶能夠選擇收聽一個數字聲音節目。該訂戶能夠通過一個可以在機頂終端220，也可以在D級硬體升級裝置中的訂戶界面實現這樣的選擇。
D級硬體升級使訂戶能夠在其它節目(不一定是無線電)正在電視機上觀看的同時取得這些數字無線電頻道。一般而言，這種升級裝置用於在與電視機分開的單獨一個房間使用數字無線電。該升級裝置有一個單獨的調諧器，壓縮碼解碼器和視覺顯示器。在這個優選的實施方案中，提供一個第二遙控器(它最好是以下要描述的機頂終端的一個按比例縮小的型式)以獲得該數字聲音系統。這個遙控器配備一個顯示器。
E級硬體升級裝置允許從操作中心202或電纜端頭裝置208卸下大容量的信息。E級硬體升級裝置使訂戶能夠將書本和雜誌卸到存貯單元(例如硬碟、軟盤、光碟、或磁帶盤)。最好該升級裝置具有一個小的可攜式，稱為″Every Book″(註冊商標)的閱讀器使得被卸下的文本不需利用電視機就能被閱讀。這種可攜式閱讀配備有一個屏幕。
可卸載的信息可以是由操作中心202或電纜端裝置208提供的文字內容或視頻圖像。用這種升級裝置書本以被壓縮的形式貯存供以後壓縮碼解碼用。這種視頻只有在觀看時才被壓縮。公眾希望馬上取得的重要文字內容可以通過這種系統獲得，像總統講演、一個新的法律、或由最高法院作出的最新的墮胎決定等的文本就可以馬上取得。
利用更高級的埠像SCSI埠，多個硬體升級裝置可以被連接或菊花式連結在一起以便同時工作。雖然這些升級裝置被單獨地描述，但它們可以被組合到或建在該機頂終端220內部。本領域的專業人員知道這些機終端硬體的組合和補充的其變型。
d、擴展插件槽為了提供最大可以的靈活性和防止一個機頂終端220在終端的使用壽命期間成為落伍，優選的實施方案中已裝入了附加電子線路擴展插件槽。如圖5b所示，擴展槽665(在圖5b中以虛線表示的)由金屬蓋板664蓋住。預計對某些用戶特徵會需要附加的存貯器或性能並在電纜傳遞系統的容量增加時用於更新系統。
除了提供增加的存貯容量外，擴展插件槽提供一個方便的更新該機終端硬體的方法。具體來說，擴展插件可被用於在內部提供上面講過的A級到E級中任意一個硬體升級裝置的特徵。但是這樣一些實施方案利用了也是在前面描述過的上遊數據傳輸硬體(或內裝或數據機)。
從功能上來看，擴展插件(未示出)可被插件一個擴展插件槽665中，使在擴展插件上的連接器與機頂終端220上的連接器連接。機頂終端的機身最好有一個架子或導軌來保持住該擴展插件。在機頂終端220上的連接器可以就是到機頂終端220的微處理器和/或存貯器設備的電連接。作為另一種選擇，在擴展插件和機頂終端220之間的接口可以是允許機頂終端220的存貯器資源能夠直接擴展的電總線。在這種情形下，擴展插件本身包含了擴展機頂終端220可以取得的節目信息或數據量的存貯設備。這樣一些存貯設備包括RAM，ROM，EPROM或EEPROM。此外，該接口可以是以單獨一個存貯位置居於機頂終端220中的一個郵箱。這種實施方案有利於在機頂終端220與擴展插件之間無論是以串行或行的格式傳遞數據，這種傳遞由機頂終端的微處理器602協調和控制。
利用擴展插件在提高機頂終端潛在功能特性的同時，降低了本身的成本。於是一個擴展插件可以包括作為升級模塊組成部分的增強的功能特性，並且可被設計成提供與機頂終端220兼容的任何硬體升級線路。
3、遙控器和機頂終端的訂戶入口訂戶能夠利用一個遙控器900通過機頂終端220取得系統播放的電視節目。圖13a顯示適合於這種取得節目用途的一個二段式遙控器900。為了降低成本和儘可能增加機頂終端的用戶友好性，可以在一個諸如Jerrold RC 560這樣的標準電視遙控器350上增加一個新部分352以提供附加的數字節目單和節目選擇功能。圖13a畫出了進入增加部分和對遙控器900光標移動的控制。
遙控器900具有一個設定按鈕354和向四方移動的光標356，包括一個啟動(Go)按鈕358和節目單選取按鈕360。優選的遙控器900用紅外線(IR)信號工作，信號由機頂終端220前部的紅外感器630接收。
在最簡單的實施方案中，遙控器900可以做成只有光標運動按鈕和″啟動″按鈕，在更精密的實施方案中，遙控器900可以具有一些可以編程執行一些特定功能的按鈕用於一系列的輸入。一個智能的或靈巧的遙控器900既增加機頂終端220系統的成本，又增加其功能特性。利用圖13a畫出的一個擴增的遙控器900，訂戶就能瀏覽機頂終端220的節目單系統。
圖13b顯示了另一個用於本發明中的遙控器900的優選實施方案，可以利用光標的電視接收轉換控制開關按鈕362，包括音量控制、頻道選擇，電源和信號源按鈕，以及別的包括光標運動，光標選擇，菜單選擇和付費電視按鈕在內的節目單按鈕364。這些按鈕不同於圖13a所示那樣沿寬度向分開，是沿縱向安排在遙控器900上的。在標準電視遙控按鈕362與節目單按鈕264之間，按鈕的顏色或背景顏色可以不同以便一看就知道這兩組按鈕之間的區別。
遙控器900的寬度和厚度要比其長度小得多，使它方便地拿在使用者的手上。遙控器900最好使它的重心平衡在十分接近長度方向的中間。這種平衡使得用戶在拿起它時大拇指自然地放在遙控器900的中間部位。
由於遙控器900的重心位於接近其長度的中間(因而使用戶的姆指自然地放在同一個中心區域)，用戶最常選按的標誌遙控按鈕362和和節目單取得開關或按鈕364設置在用戶姆指容易到達的遙控器900的中心區域。頻道和音量增減按鈕366被放在接近這個重心和縱向中心線的地方。頻道按鈕366最好做成以相反的方向傾斜使得用戶不用低頭看遙控器900就能感覺到和按下一個需要的按鈕。同樣地，音量按鈕368因為相同的原因最好也做成以相反的方向傾斜。此外，頻道按鈕366可以具有一個與音量按鈕368不同的表面質地，以便更容易地區分。
光標移動按鈕370和一個″啟動″按鈕372也放在用戶姆指容易達到的長度中心區域。″啟動″按鈕372挑選一個與光標布置相對應的選擇，不用按鈕的話，可以利用一個操縱杆，在杆上有一個選擇，或者有一個可以壓下跟蹤球用於挑選所用的選擇。光標按鈕370以90度分開設置，″啟動″按鈕372如圖13b所示位於光標移動按鈕370中間。光標移動按鈕370以90度分開設置，″啟動″按鈕372如圖13b所示位於光標移動按鈕370中間。光標移動按鈕370最好是朝著″啟動″按鈕372向內傾斜，而″啟動″按鈕370被凹下去低於光標移動按鈕370的水平，使得在按光標移動按鈕370時不會意外按下它。除了光標移動按鈕370上的傾斜外，這些按鈕還可以具有一使用戶不用低頭就能感覺和選擇適當按鈕的表面質地，而且為了同一目的，在光標移動按鈕370的表面上可以凸起或凹下有方向的箭頭。
節目選擇按鈕374如圖13b所示被設置在按鈕370附近。節目選擇按鈕374最好是遙控器900上最大的一些按鈕。節目單選擇按鈕374最好在其頂端表示上或在相應按鈕的附近刻印圖或其它圖示。例如代表體育的按鈕可能有一個棒球圖示。插圖表示了通過這個節目單選擇按鈕374在所選取的具體主要節目單上可以取得的播放節目。這些插圖也可以凸起於節目單選擇按鈕的水平之上以提供一個有特徵的表面質感。這種有特徵的表面使用戶能憑感覺來選擇適當的節目單按鈕374，而不用看遙控器900。這些插圖要在質地上明顯不同，但又要提供與相關節目單有聯繫的一個有意義的圖像。
如圖13b所示，對以下主要的節目給出了標記和插圖電影、運動兒童節目、記錄片/新聞、娛樂、雜誌、節目指南、高清晰度電視(HDTV)、互動式電視、音樂和一個用於其它節目播放的附加按鈕376。節目單選擇按鈕374還可以對上述節目標以A至J，而用於所有附加的重要的節目的最後一個按鈕標以K至Z。
雖然遙控器900被描述成具有各種頻道選擇按鈕，但是標準遙控(部分的按鈕362)的幾乎所有按鈕都可被取消，本發明使一個訂戶可以利用一個只有菜單選擇按鈕374和/或光標移動和選擇按鈕370，374的遙控器900。
這裡使用的″按鈕″二字在構想時包括所有的開關方或接觸靈敏電路來啟用遙控器900中的特定功能。此外，雖然遙控器900藉助紅外傳輸與機頂終端箱通訊，也設想了其它形式的通訊，包括超聲波、無線電頻率和其它電磁頻率的通訊。
4、先進的特徵和功能特性a、概述在優選的實施方案中，機頂終端220將包括一些現在正被本行業採用在的功能，包括家長控制和鎖定、電子診斷和錯誤檢測、去除聲音、屏上音量控制、睡覺定時器、最近選擇的提醒等，每一個這樣的特徵有一個相應的菜單(或重疊菜單)，它允許在屏上改制和起動該特徵。
優選的機頂終端還支持一些先進的特徵和功能特性。這種機頂終端220使訂戶可以具有一幅接一幅的能力，而不需要一個特殊的電視機來支持這一功能。該機頂終端220還支持一個節目一覽表的服務，給訂戶提供有關在特定的訂戶位置可以得到的所有節目的信息。機頂終端還包括向觀眾的能力以確定喜愛的頻道、個人概況、收據和心情狀態和資料、機頂終端220還讓訂戶觀看以後節目的宣傳片段的節目單。
機頂終端220用它的硬體升級裝置來支持附加的功能特性，這些升級裝置使用戶可以使一些其它的互動式服務，例如參與聯機的問答課程、訂貨及確認飛機票訂位，和取得各種各樣的其它情報資料服務。機頂終端利用一個數字調諧器作為硬體升級裝置給訂戶提供數字聲音的服務。
優選的機頂終端220用於控制視頻錄像機，因而簡化了節目的錄製。機頂終端220與節目發送系統結合在一起能夠很容易地支持高分晰度電視(HDTV)。對於居住在邊遠地方的訂戶，機頂終端適用於衛星天線接收系統。
除了所有這些機頂終端以它當前的內部編程和可升級特性之外，通過對機頂終端的遠距離重編程可以增加附加的特徵或使已有的特徵獲得提高。利用在只讀存貯器固有的作業系統，電纜端頭裝置208能夠對機頂終端220的隨機存取存貯器重新編程。用這種能力，電纜端頭裝置208就能夠以遠距離方式使機頂終端上的軟體升級。
通過利用程序控制信息信號進行重新編程，一些適當的信號在這個信號上被發送出去。在另外一個方案中，一個頻道附專門用於這種專門編程需要。在出現重新編程時，電纜端頭裝置在這個程序控制信息頻道上送出一個中斷序列，通知機頂終端220重新編程的信號將跟在後面。
b、圖像重疊的特性雖然本發明的優選實施方案為觀眾一次為一個頻道進行壓縮碼解碼，但是要求圖像重疊特性的用戶可獲提供一個這樣的機頂終端，它具有能在任一時刻調諧和壓縮碼解碼兩個頻道的升級硬體部件。一旦取得兩個信號，機頂終端就能使圖像重疊的特性被充分地取得而無需專門的電視機。
圖15示意畫出了實現圖像重疊特性的一個方案。這種實現方法必然需要兩個調諧器603，603′和兩個壓縮碼解碼器618，618′，使得兩個獨立的頻道節目可以同時顯示在訂戶的電視機屏幕上。如該圖所示，有線電視輸入信號由機頂終端220接收，輸入到兩個分開的調諧器中，這些調諧器每個將調到一個獨立的電視節目上，這兩個節目要同時顯示在訂戶的電視上。這兩個電視節目通過圖15所畫出的兩個並行的信號通路從有線電視輸入信號中被索取。
每個信號通路本質上是一樣的(因此它們的部件用同樣的編號， 一個通路的部件編號帶有一撇標記)，所以只描述一條通路。所畫出的每條信號通路包括一個調諧器603，一個解調器606，一個信號分離器609，一個解碼器600以及各種壓縮碼解碼設備。在各個信號通過這些設備時，微處理器602協調信號的處理以產生一個解碼的節目信號。解碼後的節目信號進一步一邊分為聲音，一邊分為視頻圖形及文字內容。節目信號通過一個聲音壓縮碼解碼器612被取出，聲音壓縮碼解碼器進一步處理該聲音，以輸出到訂戶電視機。
圖15示意畫出的實施方案顯示了對於由各個調諧器調諧的每個視頻頻道只有單獨一個聲音頻道。如前所述，聲音頻道的數目一般是單獨一個視頻頻道對應四個聲音頻道，這些聲音信號中的至少二個可用於立體聲電視放映，雖然訂戶可以通過圖像重覆的功能同時觀看兩個獨立的視頻圖形，但是訂戶的電視機一次只有接納單獨一個聲音信號(或者對立體聲接收二個聲音信號)，這樣，圖15所示的機頂終端還必須包括一個開關(未示出)，它提供在對應一個視頻圖像或另一視頻圖像的聲音信號之間的簡單轉換。這樣一個聲音轉換器，是本領域中公知的一個部件，使得訂戶可以聽一個圖象或另一個圖象的聲音。節目信號的視頻、圖形與文字內容部分送到另一個信號分離器314中，它接著信號所有的視頻、圖形和文字內容分開，這些信號部分被貯存在機頂終端220中的一個存貯設備620中。這個存貯設備可以是一個只讀存儲器、隨機存儲器、電可編程序只讀存儲器或電可讀可擦程序只讀存儲器。
微處理器602啟動並協調這兩個信號中每一個的視頻，圖形與文字內容的壓縮碼解碼，一旦這些信號組成部分在機頂終端220中被壓縮碼解碼，這些分量就被送到視頻組合器316中，視頻組合器將這兩個節目信號的視頻圖象、圖形與文字內容聯繫並結合在一起。視頻組合器輸出用於在訂戶電視機上顯示的這二個節目信號。這些信號也可以通過一個NTSC編碼器625，以產生模擬的NTSC視頻波形，同樣可以在訂戶電視機上顯示。這樣的顯示必定需要每個信號通過一個RF(無線電頻率)調製器605以便能輸入到一個電視機中。這樣，產生兩個單獨的無線電頻率視頻輸出，每個無線電頻率由調製器產生的視頻信號具有它自己相應的聲音輸出，它們由每個聲音壓縮碼解碼器產生。
每個由這兩個調諧器結構產生的視頻信號(以及它相應的聲音信號)能夠同時被顯示在訂戶的具有畫像重疊功能的電視機上，或者機頂終端220本身能產生供顯示的畫像重疊的圖像。這種顯示涉及對其中一個視頻(和聲音)信號的定比例和重新定位，使得產生的這兩上圖像能同時被觀看。這樣做後，訂戶電視機能夠以合屏幕形式顯示一個節目的圖像，而另一個節目的圖像以縮小的比例被顯示並重新定位來顯示，疊蓋在該全屏幕的顯示上面。為了實現這樣一種技術，機頂終端220必須包括產生一個畫像重疊功能所必需的硬體組成部分，包括能夠定比例，重新定位置和疊蓋圖象的硬體。這樣一種先進的機頂終端220允許訂戶甚至在其電視機本身不能產生這種效果的情況下能夠利用畫像重疊的功能。
c、節目一覽表服務參照圖15和圖8，在本發明的優選實施方案中，列出了電視網計劃中有的節目的節目一覽表菜單1100，以1020所示型式的一個主菜單形式被取得。在優選的實施方案中，該主節目一覽表菜單1100還會提供一個次菜單，像電視網未來七天的節目表，今天未來六小時電視網的節目表，及未來七天電視節目一覽表精選等。
為了使機頂終端220能夠提供節目一覽表服務，該機頂級端220必須能接收有關的在其特定訂戶位置可以收看的所有節目的信息。這種信息將作為節目控制信息信號或機頂終端控制信息流的一部分被送到每個機頂終端220。節目控制信息信號會包括以下七天的計劃的所有節目和別的內容。這種節目播放的信息會包括，例如包括每個節目的名稱、節目的類型、節目開始的時間、節目的長度、節目播放的日期、該節目簡要說明以及該節目是否有字幕等等。
所有與這種節目一覽表服務一起使用的節目播放被送到機頂終端220，貯存在它的內部存貯器中，一旦訂戶選取這種節目一覽表服務，微處理器在其菜單編制和產生過程中訪問該存貯器，這樣，這些節目播放信息就與節目一覽表菜單模板或分菜單模板相結合。這種節目一覽表服務可以涉及利用多於一張菜單，特別是在電視網計劃的信息超過幾天的情況下，更是如此。
如果特定的機頂終端220已訂有節目一覽表服務，訂戶進到一個顯示節目時間表的次菜單。如果訂戶選取這個電視網時間表次菜單1102，他就有一個電視網節目時間表的一覽表供他挑選。如果訂戶要選取。例如HBO，那麼一個HBO專門的次菜單(未示出)能夠選擇感興趣的一天，看看這天上播放什麼節目。
d、詢問觀眾為了支持各種各樣的服務，機頂終端220能夠向觀眾提出問題，並記錄觀眾的答覆。例如，機頂終端220為了在顯示電視菜單112的圖上16a上建立起一個用1100表示的喜愛頻道的列表，詢問訂戶以及讓訂戶輸入他所挑選的8個喜歡的頻道的菜單被顯示。
在詢問訂戶所喜愛的一系列節目後，該終端顯示一張次菜單，允許訂戶選擇一個他喜愛的或受歡迎的節目來觀看。雖然可以選擇各種各樣的菜單，但是每一個的目標是相同的，一減少或增加印刷式電視節目指南，在另一個方案中，提供一個節目觀看建議的特徵作為一個附加特色，這種特徵給於那些猶豫不決的或懶散的觀眾以一些有關他應當看哪些節目的建議。機頂終端220利用了一個相應的算法來建立這種節目的建議的特徵。這種節目建議的特徵一份正在審查過程中的美國專利申請(流水號＿＿＿＿)中被詳細描述，該申請的名稱是″電視節目發送系統推薦節目的可重編程序終端″。該申請通過引用被結合到本申請中。
為了使機頂終端220對該訂戶指出應當看哪些節目而作出決定，該終端必須建立起該特定觀眾的一個個人的情況。根據在特定觀眾個人情況中的資料以及在節目控制信息信號中取得的電視節目資料，機頂終端220可以選擇一組該特定觀眾可能觀看的節目。
為了使這一特性能夠運行，機頂終端220能夠收集每個觀眾的個人情況。貯在一個存貯器文件中。這種個人情況由以一些方式收集的統計資料組成。機頂終端220對每個觀眾建立這種個人情況並按觀眾的姓名將這種信息貯存在一個存貯器文件中。為了在一個優選的系統中建立一個人情況，該觀眾回答在一系列菜單屏幕上出現的一系統問題。這些個人情況的屏幕請示觀眾輸入資料、像姓名、性別、年齡、出生地、低年級學校教育的地點、職業類型、教育水平、每周觀看電視節目的數量以及在一個星期中該觀眾觀看特定種類的節目的數目，如體育、電影、紀錄片、生活喜劇等，可以利用任何有助於機頂終端220有針對性地向該觀眾做廣告宣傳或節目建議的人員調查資料。
一旦建立了個人情況(在一個特定的機頂終端220)，它可以在非易失性存貯器中無限地被貯存。在家庭菜單屏幕1010(圖8)上的一個選擇啟動這種節目建議特徵，在要被啟動之後，機頂終端220會給觀眾顯示一系列簡要的問題，以確定觀眾在該特定時刻的心情，像在圖16b上表示的那樣。例如，第一個心情問題的屏幕114可能要求觀眾選擇他是否願意看一個短的(30分鐘)、中等的(30-60分鐘)或長的(60分鐘以上)節目，第二個心情問題的屏幕1116，要求觀眾在系列節目中從思想性的節目和淺顯易懂的節目之間作選擇，像圖16c中所顯示的那樣。第三個心情問題的屏幕問用戶需要一個消沈的節目還是積極活躍的節目，像圖16d顯示的那樣。觀眾利用在遙控單元9000上的光標移進動鍵和前鍵對每張提問菜單作出一個選擇。
在觀眾對確定他心情的提問菜單作出答覆之後，機頂終端220利用其個人情況資料，找出適合該觀眾最好的播放節目。機頂終端220提供幾個建議的節目給觀眾。以這種節目選擇的特點，機頂終端220可以用智能的方式幫助特定的觀眾選擇一個電視節目。
個人情況的資料還可以用於有針對性的做廣告宣傳。在優選的實施方案中，網絡控制器214能夠把專門的廣告有針對性地送到電纜分配網絡的結點上，或者送到各個訂戶。為了實現尋找廣告目標的能力，網絡控制器214將許多套的廣告發送到電纜分配網絡的結點或各個訂戶，供最終在機頂終端220上顯示。當觀眾正在觀看的視頻影象接近中斷做廣告信號。在這種處理當中，微處理器602協調分離這種節目播信號。一旦視頻圖像信號暫停進行商業廣告時，根據前述的個人情況資料，一個特定的廣告或一組廣告有針對性地送到一個特定的機頂終端220上。雖然網絡控制器214是該節目遞送系統中提供這種目標尋找能力的部件，但是機頂終端220被調到一個特定的頻道，但一個來自別的頻道的廣告卻顯示在訂戶的電視機上。
提供這种放行頻道轉換能力所需的硬體被顯示在圖17a和17b上。圖17a顯示了在單獨一個6兆赫的頻道帶寬內提供頻道轉換的機頂終端的硬體組成部分。這些部件包括一個調諧器603，一個解調器606，一個信號分離器609，一個多路傳輸器400，一個壓縮碼解碼器622，一個微處理器602以及一個本地存貯器M。調諧器603通過調諧到一個包括被顯示圖象和一些攜帶廣告的頻道進行工作，解調器606處理這些信號並將它們送到信號分離器609中，將接收到的信轉換成分開的節目信號和廣告信號。在這種處理當中，微處理器602協調分離這種節目播放信號。一旦視頻圖像停進行商業廣告時，微處理器602指示多路傳輸器400選擇該廣告或一些廣告送去解壓縮，並隨後在訂戶電視機上顯示。這種硬體結構允許機頂終端220在6兆赫帶內的頻道之間作轉換並為觀眾放映各種的廣告，而不論觀眾正在觀看什麼視頻影象。
如果一個針對性的廣告落在包含該觀眾正在收看的視頻節目的被調諧的6兆赫頻寬之外，則利用圖17b所示的硬體結構。在這個結構中，就像圖中由雙向箭頭所表示的那樣，微處理器602指示調諧器603重新調諧到另一個6兆赫的頻道通道上。
微處理器602與調諧器603配合工作就能使在另一個6兆赫通帶上發送的有針對性的廣告以最少的截獲時間和延遲被調到。更具體地說，這種結構允許機頂終端可以調到一個給定的6兆赫頻帶的外面(到另一個6兆赫的頻帶中)以便選擇為目標的廣告來顯示。這種供選擇的實施方案可能需要一個完全的屏幕屏蔽，使得在調諧過程中產生的令人討厭的屏幕跳動減少至最小。屏蔽用於蓋住不然會調諧到另一個6兆赫頻帶寬度的截獲時間(例如0.5秒)中出現的閃爍。
如果截獲時間或延遲太長的話，一個可選擇的方案(未畫出)可以包括利用二個調諧器的結構，以成本的增加換取更低的截獲時間。本領域的專業人同會知道許多能提供一個放行頻道轉換的其它機頂終端硬體的結構。在名為″有線電視傳送系統網絡控制器″的美國專利申請(流水號＿＿＿＿)中提供了目標廣告和頻道轉換更詳細的說明，該申請通過引用被結合在本申請中。
e、促銷菜單圖18畫出了在系統200中利用一個用於銷售預約的服務的促銷菜單1120。這種促銷菜單被定在包括各種聯機型服務的B級互動服務裝置中。服務有資料庫服務、電話薄信息服務和預訂飛機票服務等。類似的菜單也用於A級互動服務。它還提供訂戶有關猜謎，地理事實問答等節目的附加信息。這種信息可以在幾種數據方式中由機頂終端220接收，包括在垂直消隱間隔(VBI)和在節目控制信息信號中。
類似菜單1120的其它一些菜單也可用於C級互動服務中，C級互動服務利用諸如雷射盤技術這樣的本地存貯器(如122)以提供很大範圍的多種媒介的經驗。C級互動服務如前所述需要一個硬體升級裝置，CD-1和CD-ROM122裝置特別適合於用這種服務。
一般，當訂戶選擇一個非現有通道時會產生促銷菜單，形成一個虛擬的頻道，這樣的虛擬頻道不需要任何附加的頻帶，因為這些頻道並不攜帶產生一個促銷菜單所需以情報資料。當訂戶選擇一個並不存在的頻道時(例如頻道166)，一個虛擬頻道被產生，以一些方式利用發送到機頂終端的數據。例如，數據可以被發送在另一個在波段外頻的垂直消隱間隔(VBI)中，或者該菜單信息從電纜端頭裝置發送在機頂終端控制信息(STTCIS)中。利用這些數據產生就地貯存在機機終端處的以可以在訂戶電視機上顯示的NTSC視頻信號形式的圖像。這樣，可以設立一個促含有菜單，建立一個虛擬頻道，這種功特性就使機頂終端具有顯示一個促銷菜單或圖象顯示的能力，只要訂戶選擇了一個不存在的頻道。
f、其它互動服務圖19a和19b顯示了利用A級互動服務可取得的菜單(分別為1130和1132)。參照圖19a，當一個電視節目可利用a級互動服務時，系統會顯示一個由字母″I″和兩個交叉的具有半圓形尾巴的箭組成的一個交互標記。在優選的實施方案中，機頂終端220將這個交互標記像覆蓋菜單一樣放在電視機屏幕上。在這種優選的實施方案中，機頂終端220將檢測是否有可以利用互動服務給訂戶顯示的電視節目的數據或信息。當機頂終端220檢測到有互動信息可取得時，它將產生這互疊菜單1134並將它放到電視屏幕上。例如機頂終端將檢測到，關於一個電視節目的信息正在垂直消隱間隔(VBI)中傳送，並產生一個互疊蓋菜單1134，以每十分鐘的節目播放間隔時間出現在訂戶電視機屏幕上15秒鐘，類似地機頂終端220能檢測到節目具有可利用接近於對白的文字說明以信息，並將一個文字顯示條置於屏幕上。
參照圖19b，當訂戶在電視機屏幕上看到該互動標記1134時，訂戶就知道可以利用與他收看電視節目相結合的互動服務。如果該訂戶按下互動遙控按鈕，機頂終端220會產生另一個互疊菜單1133並將它置於屏幕上，這個互疊菜單1134被顯示在圖19b上重疊在一個交互電視節目上面。從這個菜單1134上，訂戶可以選擇許多不同型式的與當前電視節目進行文字內容的相互作用像在1134上，這些節目包括猜謎、事實問題更多的信息、世界地理位置、產品等等。在操作互動分菜單期間的任何時候，用戶可以返回到該電視節目，不必互動特性。
另一分菜單1136在屏幕下半部分以文字內容方式向觀眾提供與該電視節目有關的附加信息。在圖19b中，分菜單1136顯示可取得的分目錄猜謎的互動選擇。在這處互動的分目錄，向用戶呈現出一些問題和一系列可能的答案。如果訂戶願意的話，訂戶猜謎選擇一個答案，在選擇之後，機頂終端220就依次到另一個菜單。機頂終端220依程序以該交互猜謎答案分菜單，它告訴訂戶是否選擇了一個正確的答案。接著，另一個分菜單會顯示正確回答的或不正確回答的猜謎問題。
圖20a是B級互動服務的一個分菜單的例子。從這個分菜單1141上，可以取得許多聯機情報資料服務中的任何一個。在這張菜單上訂戶已選擇了一個服務，即預訂飛機票的服務。
在選擇預訂飛機票中，訂戶遇到一系列有關聯機情報資料服務的菜單，參照圖20b，通常給訂戶顯示一張分菜單，如分菜單1144，用於提供各種附加選擇的情報資料務。在每一張與一種情報資料服務有關的分菜單中，訂戶能夠出去，回到主菜單1010或普通的有線電視。
圖20c是航空公司信息和預訂分菜單1144，允許一個訂戶看6種尚有空位的航班。訂戶可以選擇航班中的一個，看它否還可訂座。另一個類似的分菜單允許訂戶輸進希望能訂座日期的年、月、日。在這種分菜單中，提供給訂戶更正輸入資料任何錯誤的選擇性。
圖20c是一張航空公司分菜單1150，它使訂戶可以查看一個航班中可取得的剩餘座位，使訂戶能夠選擇一個指定座位。這張互動式分菜單1150是如何利用菜單的一部分和不同顏色的辦法向訂戶以圖形方式顯示信息的一個例子。在這個互動式菜單中，屏幕的下半部分顯示一個飛機的客艙，所有的座位位置用方塊的圖形方塊的圖形方式表示。通過用藍色對已佔位置著色和對未佔的座位位置上著不同的顏色，該菜單就能在有限的空間容量中提供詳細的資料。這種用在互動式聯機情報資料服務中的信息圖形表示法是向觀眾以視覺方式顯示大量信息的一個重要的方法。
參照圖20d，另一張分菜單1156允許訂戶選擇單程或雙程機票，確認訂座和用信用卡付機票款，在弊下部選擇適當的條狀菜單。在這個特定的菜單1156中，訂戶正在用信用卡付機票款。別的分菜單可以處理訂戶機票的信用卡收款、確認訂戶對機票的購買，並將這種信息送到出機票的地方。
利用上述方法和硬體，可獲得各種互動式服務。本領域的專業人員知道，優選的機頂終端220可以採用這樣一些互動式服務。
g、致電者的認別利用機頂終端和一個被聯接的數據機的功能，機頂終端能夠執行辨認致電者的功能。機頂終端辨認致電者的功能以與電話公司提供辨認致電者功能相類似的方式幫助觀眾。但是機頂終端能夠利用電視機作為它的顯示方式告訴用戶，對這種辨認致電者功能更受歡迎和更感方便。
如果機頂終端220檢測到一個觀眾正在使用該系統和觀看電視，這種辨認致電者功能會自動啟通，辨認致電者啟通時，機頂終端的軟體通過數據機監測向該觀眾打進來的電話。在機頂終端檢測到電話鈴正在響時，系統將自動查尋打進來電話的數據資料，辨認致電者的電話號碼。
基於收到了打進來電話號碼，辨認致電者的優選實施方案是將該電話號碼與存貯器中的電話號碼進行比較，貯存在存貯器中的電話號碼與貯存的號碼一致時，相應的文字內容或圖形被顯示在電視機屏幕上。例如，″外婆″和″一張笑臉″的圖形利用一個復蓋菜單會閃現在電視屏幕上。
以這種方式，觀眾可以看到致電者的姓名(和認別的插形)並能夠決定啟通自動電話消息記錄系統或接電話。在產生一個疊蓋菜單後，機頂終端軟體等待發送觀眾反應的一個IR命令。以簡單按下遙控器上的一個按鈕，觀眾就能繼續看節目並知道致電者的身份，無需使他的視線離開電視機。如果用的是一個無聲電話信息系統，觀眾可以就讓電話鈴響到必要的次數，直到電話應答機正常啟通並回答電話。
在另一個優選的實施方案中，不貯存電話號碼，機頂終端可以只是在屏幕上利用復蓋的菜單在屏幕上閃現打進來的電話機號碼。在一個更高級的實施方中，在機頂終端或遙控中配備一個拾音器。利用電視機的揚聲器，遙控器和拾音器，觀眾可以利用遙控器上的按鍵，眼睛不用離開屏幕的情況下接電話。
h、數字音響功能參照圖21，本發明的數字音響特徵使訂戶可以通過訂戶立體聲設備(未示出)收聽雷射品質的音響。這可以通過用電纜直接從機頂終端220(它可以包括一個D級硬體升級裝置)接到訂戶的放大機/立體聲系統實現，或者訂戶可以通過其電視機收聽音響。
在優選的實施方案中，數字音響特性利用了一個D級硬體升級裝置作為數字無線電調諧器。這種D級硬體升級裝置使訂戶能夠利用該節目遞送系統數字音響信號傳輸能力。數字音響傳輸需要比傳送一個數字視頻信號低得多的頻帶。因此，在即使是有限的頻帶段上，幾百個數字音響節目能夠被傳送到每個機頂終端220上。
如果數字音響節目被遞送到機頂終端220上，D級硬體升級裝置(示於圖13)給訂戶提供一張選擇收聽一個確定的數字音響節目的菜單。D級硬體升級器利用一個與機頂終端220為顯示視頻圖像而採用的調諧器分開的調諧器603。數字音響信號經有電視傳輸媒介在機頂終端220處被接收。機頂終端220轉而又將該數字音響信號送到D級硬體升級裝置的各個部件中去，這些部件可以包括一個調諧器603，解調器606，信號分離器609，解碼器，壓縮碼解碼622，遙控界面和微處理器602。
D級硬體升級裝置利用它的調諧器603調到由訂戶選取的特定數字音響節目上，然後對數字音響信號進行解調、信號分離和解碼。在完成這些處理後，該數字音響信號壓縮碼解碼，產生一個處理好的數字音響信號，可以輸出訂戶立體聲設備或直接送到場聲器。
D級硬體升級裝置包括一些數字音響信號輸出的埠，提供信號從D級硬體升級裝置傳輸到訂戶立體聲設備的必要聯接。此外，D級硬體升級裝置設備包括一些能顯示被選擇節目的頻道號碼、數據和時間等的小型發光二極體(LED)顯示器。
D級硬體升級裝置可以被實際放在電視機和機頂終端220不同的房間裡，這樣，D級硬體升級裝置就有它自己的遙器(未畫出)，具有比上述機頂終端遙控器900會更少的選擇性和按鍵。這種D級硬體升級裝置比機頂終端遙控器900會更加有限，因為D級硬體遙控器專用於數字音響節目的選擇。儘管如此，這種有限的遙控器包括一個用於顯示所選數字音響節目的頻道號的LED或LCD(液晶顯示器)顯示器。作為另一個選擇，機頂終端遙控器可被編程與D級硬體升級裝置一起使用，從而無需另外的遙控器來利用數字音響特性。
無論用哪一種遙控實施方案，訂戶都可以進入D級硬體升級裝置來選擇一個數字音響節目。遙控器發送一個紅外命令信號給D級硬體升級裝置，指示該裝置的微處理器602開始選擇一個確定的節目。所需的節目如前所述被處理(即被調諧、信號分離、解碼和壓縮碼解碼)並送到訂戶立體聲設備聽收。
選擇一個數字音響節目不一定需要與訂戶電視機有交互的作用。選擇一個數字音響節目所需的一切通訊可以產生在遙控器與D級硬體升級裝置之間。因此，數字音響的運行不需要調諧訂戶的電視機。
另一個可能的選擇是D級硬體升級裝置與機頂終端220放在一起，訂戶能夠通過訂戶電視機屏幕上顯示的一張菜單選擇一個音響節目。在這種方案中，訂戶利用機頂終端的遙控器進入一張選擇數字音響節目的菜單。
在一個供選擇的實施方案中，機頂終端220包括了D級硬體升級裝置的一切特性，因而不需要升級裝置。本領域的專業人員會知道其它允許接收數字音響可替代方案。
圖21是一張顯示數字音響節目選擇的主菜單1160，付費的訂戶就會有這張菜單。在圖表格式1162中，主菜單顯示了在六個不同音樂類目中最受歡前五首、十首、及四十首歌。在圖表下面，系統能提供描述被選音樂節目詳細內容的文字消息1164。利用同樣的圖標和菜單格式，系統能提供鼓勵訂戶試驗付月費參加該服務的文字說明。例如，一張菜單以錫費示範方式讓訂戶試驗這系統，另一張菜單允許訂戶請求一些有關這個系統的另外一些促銷性資料。這樣的菜單可以在所有菜單系統中使用。從任何一個用於數字音響特性的菜單屏幕上，訂戶可以按單獨一個按鈕，退回到普通的電纜電視。
i、錄像機控制參照圖22，機頂終端220組成的先進系統被用於控制錄像機和利用一個引導錄像特性來簡化記錄節目。機頂終端220有一個用於錄像機的單獨輸出。控制信號被傳送經過機頂終端220的錄像機輸出，輸入到錄像機，使錄像機由機頂終端220自動控制。利用機頂終端220，訂戶從菜單選擇一些節目，而錄像機會被自動啟通記錄被選取的節目。
為了提供錄像機控制特性，機頂終端220向錄像機發送指令或控制信號。這樣一些控制信號由機頂終端的微處理器602觸發，產生並利用一個單獨的聯接或者作為在訂戶電視機上顯示的被處理好視頻信號的一部分送到錄像機上。這些控制信號直接從該先進的機頂終端送到錄像機，指示錄像機何時開始和結束對特定節目的磁帶記錄。
微處理器602協調送到錄像機的控制信號的傳播，將這樣信號內容貯存在本地存貯器中。一到接近該節目要放映的時間，微處理器602啟通菜單產生軟體，顯示一張通知菜單或屏幕，通知訂戶該節目接近放映時間了。這種提醒也請訂戶檢查是否已將一匣磁帶插到錄像機中。
訂戶可以通過進一張錄像機控制菜單啟通錄像機控制特性，錄像機控制分菜單問訂戶是否希望錄下一個選擇節目供以後觀看。這樣，訂戶利用前面敘述過的提供訂戶互動式回答能力的任何一個硬體以交互的方式在菜單或屏幕上輸進這樣的信息。
在優選的實施方案中，訂戶可以利用一個與他的錄像機或其它視頻錄像機連在一起的一個電影庫。該電影庫是一張可選取電影清單的菜單。這樣，一個訂戶可以錄下一個電影庫。該電影庫是一張可選取的電影清單的菜單。這樣，一個訂戶可以錄下一個在不方便的時間開始放映的電影供以後觀看。通過使機頂終端具有適當的特性，訂戶可以讓該機頂終端啟通電視機和錄像機並執行錄像機並執行錄電影所必需的一切功能。
在觸發了錄像機控制特性後，一張菜單屏幕確認選擇的電影，開始的日期和開始時間，並通過該訂戶錄像機將會自動被接通。操作這張分菜單時，用戶通過按一個退出按鈕可以退出回到電影庫主菜單，或退回普通電視，或取消電影庫的訂約。這種菜單顯示訂戶已經選擇了退回普通的電視。訂戶的錄像機或其它視頻磁帶記錄設備必須被連接到機頂終端220上以進行自動錄像。
緊接著一個節目選擇之後，電視機上出現一個節目說明菜單。此外，根據這張節目說明菜單，觀眾可以利用引導錄像特性選擇要在他的錄像機上錄下的選定節目。如果選擇了引導錄像特性，圖22上所示的引導錄像分菜單1170給訂戶進一步的指示說明。為了將機頂終端220設置成執行錄像的功能並操作錄像機，控制信號經由機頂終端220和錄像機之間一個單獨的連接從機頂終端送到錄像機上。錄像機能夠解釋這些從機頂終端來的控制信號並執行所希望的功能(像啟通錄像的特性等)。在優選的實施例中，如前所述，錄像機控制信號與輸出端650輸出的視頻信號波一起發送。另一個方法是利用機頂終端220與錄像機之間一個單獨的連接。
j、高清晰度電視功能優選實施方案的機頂終端220與節目傳送系統能夠容易地支持高清晰度電視(HDTV)。數字視頻圖像、壓縮以及每個頻道不受約束的頻帶限制的組合使得本優選系統十分適合高清晰度電視。高清晰度電視更大的信息量對本系統不會產生任何問題。優選方案的菜單選擇系統是向訂戶提供高清晰度電視節目播放的一個受訂戶歡迎的方式。
圖23顯示了高晰度電視服務與產生菜單式節目傳送系統的結合。如果訂戶選擇高清晰度電視的主菜單1032，訂戶會接到一個與訂購該系統的一個建議一起的一個說明，或者接收到一個當場訂購的文字注釋和高清晰度電視中現在可取得的節目選擇的一張列表。如果訂戶沒有付費參加該特定的服務，即高清晰度電視，則允許訂戶加入一個正在進行的節目一段時間為示範來誘使訂戶去訂購該服務。
如果訂戶已付了高清晰度電視的費用，訂戶像以任何其它主菜單屏幕一樣作為開始。這張特定的主單顯示一個例子，表明這同一菜單的一個緊接著的或第二個屏幕可能會存在。在這特定的情況下，該主菜單高清晰度電視1032存在一個第二屏幕。訂戶可以通過在屏蔽下半部分中選擇菜單顯示塊1172″其它高清晰度電視選擇″進入該第二屏幕。緊接著這種選擇之後，訂戶就取得了節目選擇的一個第二屏幕，這樣任何菜單能夠具有許多節目選擇的多個屏幕。這種在一個菜單上屏幕頁面型操作中心202組裝器避免了在該同菜單中對各種節目選擇的分類。在另一種實施方案中，隨著訂戶向上或向下卷滾，菜單塊中的文字內容隨之改變。這個高清晰度電視例子的許多變化型式可以與所述的系統一起使用。
k、後院衛星系統在另一種結構裡，在沒有電纜服務的地區訂戶利用後院衛星系統(TVRO)接收配套電視服務，機頂終端220將包括適當的硬體使能通過埠656連接到衛星206接收設備上。在這種結構中，機頂終端220中的菜單系統直接作中心202進行編程。此外，在訂戶家中必須設置一個上遊通訊機構(即數據機)與操作中心進行信息的聯繫。
這些使機頂終端能在一個後院衛星系統中遠行的硬體組成部分不被包括在機頂終端本身之中。任何這種使機頂終端220與後院衛星系統配合運行的部件往往是在訂戶屋外。因此機頂終端220將像前面所描述的那樣工作，儘管在節目遞送的傳輸媒介上發生了變化。
這裡所用的術語和描述是為了示例說明，並不表示僅限於此。本領域的專業人員知道，在以下權利要求所規定的本發明的要旨和範圍之內，可以作出許多的改變型式。
權利要求
1.一種能接收音頻/視頻節目和音頻節目的裝置，一音頻/視頻節目由一伴隨有相應的視頻信號的音頻信號表示，而一音頻節目僅由一音頻信號表示，該裝置包括接收器，適用於接收包括由數字音頻信號表示的音頻節目的節目；訂戶接口，適用於接收包括訂戶音頻節目選擇的訂戶輸入；音頻處理電路，連接至接收器，用於處理音頻信號；和輸出，連接至處理電路，用於基於訂戶的選擇輸出選擇的音頻信號。
2.根據權利要求1的裝置，包括第一硬體升級裝置，連接至接收器和訂戶接口，其中音頻處理電路是硬體升級電路的一部分。
3.根據權利要求2的終端，還包括當使用第一硬體升級裝置時進行指示的顯示器。
4.根據權利要求2的終端，其中該終端還包括一個擴展卡槽，並且該第一硬體升級裝置包括一個適於與擴展卡槽一起使用的卡連接器。
5.根據權利要求2的終端，還包括連接至第一硬體升級裝置的一個或多個附加的硬體升級裝置。
6.根據權利要求5的終端，其中該第一硬體升級裝置和該一個或多個附加的硬體升級裝置以菊花鏈的方式相互連接。
7.根據權利要求6的終端，其中該第一硬體升級裝置和該一個或多個附加的硬體升級裝置中的每一個包括一SCSI連接器，並且該菊花鏈方式是SCSI菊花鏈方式。
8.根據權利要求5的終端，其中該第一硬體升級裝置和該一個或多個附加的硬體升級裝置能同時工作。
9.根據權利要求5的終端，其中該一個或多個附加的硬體升級裝置中的至少一個是音頻節目接收硬體升級裝置。
10.根據權利要求5的終端，其中該一個或多個附加的硬體升級裝置中的至少一個是接收交互式訂戶輸入並產生交互式輸出的交互式硬體升級裝置。
11.根據權利要求5的終端，其中該一個或多個附加的硬體升級裝置中的至少一個包括一數據機。
12.根據權利要求5的終端，其中該一個或多個附加的硬體升級裝置中的至少一個包括一存儲裝置。
13.根據權利要求12的終端，其中該存儲裝置是CD-ROM。
14.根據權利要求1-13中任一項的裝置，其中音頻處理電路包括一調諧器。
15.根據權利要求1-13中任一項的裝置，其中音頻處理電路包括一解調器。
16.根據權利要求1-13中任一項的裝置，其中音頻處理電路包括一信號分離器以選擇所選擇的音頻信號。
17.根據權利要求1-13中任一項的裝置，其中數字音頻信號被加密而音頻處理電路包括一解密器。
18.根據權利要求1-13中任一項的裝置，其中數字音頻信號被壓縮，音頻處理電路包括一解壓縮器。
19.根據權利要求1-13中任一項的裝置，其中輸出是連接至一個或多個揚聲器的一個或多個連接器。
20.根據權利要求1-13中任一項的裝置，其中輸出是連接至一個立體聲設備的一個或多個連接器。
21.根據權利要求1-13中任一項的裝置，還包括連接至訂戶接口和處理電路的微處理器。
22.根據權利要求1-13中任一項的裝置，還包括遙控器，該遙控器包括用於輸入訂戶選擇的輸入端。
23.根據權利要求22的裝置，其中該遙控器包括一顯示器。
24.根據權利要求23的裝置，其中該顯示器包括一顯示相應於訂戶選擇的頻道標識符的頻道標識符顯示器。
25.根據權利要求23的裝置，其中該顯示器包括一LED裝置。
26.根據權利要求23的裝置，其中該顯示器包括一LCD裝置。
27.根據權利要求1-13中任一項的裝置，還包括菜單生成器，從而訂戶選擇包括從由菜單生成器生成的一個或多個菜單中進行選擇。
28.根據權利要求1-13中任一項的裝置，其中接收器還適用於接收包含有關音頻節目的信息的一個或多個數據信號。
29.根據權利要求1-13中任一項的裝置，其中所選擇的音頻信號是包括左、右分量的立體聲信號。
30.根據權利要求1-13中任一項的裝置，其中該裝置是一機頂終端。
31.根據權利要求1-13中任一項的裝置，還包括一顯示器。
32.根據權利要求31的裝置，其中該顯示器包括一顯示相應於訂戶選擇的頻道標識符的頻道標識符顯示器。
33.根據權利要求31的裝置，其中該顯示器包括一LED裝置。
34.根據權利要求31的裝置，其中該顯示器包括一LCD裝置。
35.一種在一能接收音頻/視頻節目和音頻節目的終端接收音頻節目的方法，一音頻/視頻節目由一伴隨有相應的視頻信號的音頻信號表示，而一音頻節目僅由一音頻信號表示，該方法包括步驟接收表示音頻節目的數字音頻信號；接收訂戶選擇；利用一個或多個訂戶選擇選擇一個數字音頻信號；處理所選擇的音頻信號；以及輸出經處理的音頻信號。
36.根據權利要求35的方法，其中該處理步驟包括調諧。
37.根據權利要求35的方法，其中該處理步驟包括解調。
38.根據權利要求35的方法，其中該處理步驟包括信號分離以選擇所選擇的音頻信號。
39.根據權利要求35的方法，其中該數字音頻信號被加密而該處理步驟包括解密。
40.根據權利要求35的方法，其中該數字音頻信號被壓縮而該處理步驟包括解壓縮。
41.根據權利要求35-40中任一項的方法，還包括步驟在一個或多個揚聲器上播放所選擇的音頻節目。
42.根據權利要求35-40中任一項的方法，還包括步驟在立體聲設備上播放所選擇的音頻節目。
43.根據權利要求35-40中任一項的方法，其中該終端包括一微處理器，該方法還包括步驟利用該微處理器控制處理和選擇步驟。
44.根據權利要求35-40中任一項的方法，還包括步驟在一遙控器上輸入訂戶的選擇。
45.根據權利要求35-40中任一項的方法，還包括步驟顯示相應於訂戶選擇的頻道標識符。
46.根據權利要求35-40中任一項的方法，還包括步驟生成一個或多個菜單；以及從由菜單生成能力生成的一個或多個菜單中接收一個或多個訂戶選擇。
47.根據權利要求35-40中任一項的方法，還包括步驟接收標識音頻節目的數據信號。
48.根據權利要求35-40中任一項的方法，其中所選擇的音頻信號是包括左、右分量的立體聲信號。
49.根據權利要求35-40中任一項的方法，其中該終端是機頂終端。
全文摘要
描述了一個新穎、先進的機頂終端、它用於一個電視節目遞送系統(200)中,能將數字壓縮碼解碼、產生菜單互動和其它先進的功能特性。本發明以涉及使現有機頂終端(220)升級的方法和裝置,本發明以產生一個升降的機頂終端,它支持菜單的產生、畫像象覆的顯示、節目一覽表服務、互動性服務、致電者辨識、數字音響接收、錄像機控制、高清晰度電視接收以及後院衛星系統可配合運行性等特徵和功能。
文檔編號H04N7/24GK1276682SQ0010020
公開日2000年12月13日 申請日期2000年1月5日 優先權日1992年12月9日
發明者約翰·S·亨德裡克斯, 艾爾弗雷德·E·邦納, 理察·E·旺德裡奇, 埃裡克·C·伯科賓 申請人:發現通訊公司