CN1143497C - 传输和显示视频数据的方法和系统及相应的视频中心 - Google Patents

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Abstract

传输和显示视频数据的系统(1)和方法、以及对此适宜合的通信终端鲺(4)和视频中心(2)，其中用户借助尤其是移动通信终端(4)的通信终端(4)经尤其是移动无线网(3)的电信网(3)向视频中心(2)请求和获得视频数据，其中：通过所述通信终端(4)的虚拟视网膜显示装置(41)把与所述接收的视频数据相对应的图像信号投射到所述用户的视网膜(51)上；在所述的通信终端(4)内确定所述用户的当前眼睛位置并将其传输给所述的视频中心(2)；而且所述的视频中心(2)包括一种视频滤波装置(22)，在传输所述的视频数据之前，由该视频滤波装置根据所接收的当前眼睛位置对所述的视频数据进行滤波，使得与所述视频数据相对应的、且被投射到视网膜中心区(511)外的所述视网膜(51)之上的外部图像区比与所述视频数据相对应的、且被投射到所述视网膜(51)的视网膜中心区(511)上的内部图像区具有更低的分辨率，而且所述经滤波的视频数据相应地比未经滤波的所述视频数据含有更少的数据量。

Description

传输和显示视频数据的方法和系统及相应的视频中心
技术领域
本发明涉及用于传输和显示视频数据的系统与方法，以及对此适合的视频中心。
背景技术
尤其是随着因特网的流行，一直需要通过因特网提供、从因特网下载和在个人计算机的屏幕上显示、或在个人计算机的数据存储器内存储那些受人欢迎的视频数据，也即具有如下数字数据的文件，该数字数据可以利用合适的播放装置以运动图像的形式给感兴趣的用户显示出来。为了减小这些数字视频数据所需的传输时间和存储容量，所述的视频数据典型地以压缩的形式进行存储和传输，并在播放之前或播放期间进行解压缩。已经可以采用不同的标准来存储或压缩/解压缩视频数据，譬如不同的MPEG(运动图像专家组)标准。但许多用户还是认为视频数据的传输速度太慢。此外还有个缺点，就是尤其在固定安装的个人计算机上同时下载和可视地播放视频数据时，需要给人以指示。
在专利文献US 4513317中曾讲述过一种用于拍摄和观看视频数据的系统，其中，电视摄像机和电视视频显示器利用可选的高或低分辨率、也即利用可切换的细或粗电子辐射进行工作。根据US 4513317，在电视视频显示器中借助眼睛位置确定装置来确定观看者的视向，并把该确定的视向传输给电视摄像机。根据US 4513317，所述的电视摄像机借助摄像控制而利用高分辨率在某个视向所落入的像点的周围预定区域内进行工作，而在其余区域内利用较低的分辨率进行拍摄。由US 4513317的电视摄像机利用视频信号中的不同电压值来给电视视频显示器显示高分辨率区域和低分辨率区域。根据该不同的电压值，由所述电视视频显示器所接收的视频信号将按照US 4513317相应地用高或低分辨率进行显示。
发明内容
本发明的任务是建议一种新型和改善的系统、一种新型和改善的方法和一些适用于传输和显示视频数据的装置，它们尤其可以在经电信网进行传输时实现较短的传输时间。
根据本发明，在用于传输和显示视频数据的系统中，所述的系统包括一种具有通信装置的视频中心和一种具有至少一个与之相连的通信终端的电信网，其中，所述的视频中心可以借助所述的通信装置把视频数据经所述的电信网传输给所述的通信终端，而且所述的通信终端包括至少一个视频显示装置，由该视频显示装置为所述通信终端的用户可视地显示所述接收的视频数据，且所述的视频显示装置还包括一种眼睛位置确定装置，由它确定所述用户的当前眼睛位置，而且其中，所述的通信终端包括一种眼睛位置应答装置，由它把所确定的当前眼睛位置传输给所述的视频中心，上述目的尤其可以通过本发明以如下方式来实现：所述的视频中心包括一个数据库和/或一个具有数字视频数据的文件服务器；所述的视频显示装置为一种虚拟视网膜显示装置(VRD)，它把与所述接收的视频数据相对应的图像信号投射到所述用户的视网膜上；所述的视频中心包括一种视频滤波装置，在传输所述的视频数据之前，由该视频滤波装置根据所接收的当前眼睛位置对所述的视频数据进行滤波，使得与所述视频数据相对应的、且被投射到视网膜中心区外的所述视网膜之上的外部图像区比与所述视频数据相对应的、且被投射到所述视网膜的视网膜中心区上的内部图像区具有更低的分辨率；而且所述经滤波的视频数据相应地比未经滤波的视频数据含有更少的数据量。该系统及相应方法的优点在于利用了人眼的一些确定的特性，也即视网膜中所含视角约为2°的一个小区、亦即视网膜中心区具有最清晰的视觉能力这个事实，于是可以大大减少需传输的数据量。
在一种实施方案变型中，所述的电信网包括一种移动网，譬如用于移动电话的诸如GMS或UMTS网络等移动无线网络，而且所述的通信终端是移动无线设备，譬如移动无线电话或具有通信能力的膝上型或掌上型计算机等。这有个优点，就是移动用户可以从视频中心获取视频数据，并借助其移动设备的视频显示装置对该视频数据进行观看，其中所述的视频中心无须直接与所述的移动网相连，而是可以经合适的网络单元、譬如移动交换中心(MSC)或短消息业务中心(SMSC)而通过移动网达到。
在一种实施方案变型中，所述的视频滤波装置包括一种剪切功能，由该剪切功能滤除掉所述视频数据中与上述外部图像区相对应的至少一些视频数据，使得与经滤波的所述视频数据相对应的图像区成为所述与未经滤波的视频数据相对应的图像区的一部分，该部分至少包含上述的内部图像区。这尤其在整个图像区较大的情况下具有如下优点，即只须传输那些具有较高分辨率的、由用户详细观看的视频数据。根据一种实施方案变型，所述的视频中心包括一种预先确定装置，它存储由所述眼睛位置确定装置所确定的眼睛位置，并根据该存储的眼睛位置预先确定出所述的下一眼睛位置。这有个优点，就是尤其在用户眼睛位置连续变化的情况下，可以减少从通信终端送到视频中心的眼睛位置应答数量，其中在眼睛位置跳变的情况下譬如可以增加所述的应答数量。根据另一变型方案，在预先确定下一眼睛位置的同时考虑所述视频数据的内容，以便譬如使眼睛位置的变化与较大和/或中心对象的运动相关。
在一种实施方案变型中，由一种校正装置从所述的用户接收校正值，并将接收的校正值存储下来，然后利用该存储的校正值来校正由眼睛位置确定装置所确定的眼睛位置。其优点在于，可以通过如下方式来由用户调整所测定的眼睛位置与用户视网膜中心区位置的一致性，即如此地输入所述的校正值，使得具有最大分辨率的图像区实际上被投射到所述的视网膜中心区上。
附图说明
下面借助一个实施例来讲述本发明的实施方案。该实施例由下面的单个附图给出：
图1示出了本发明系统的一个框图。
具体实施方式
图1简要地画出了一个视频中心，该视频中心通过电信网与一个包括有视频显示装置的通信终端相连，由所述的视频显示装置把视频数据投射到眼睛的视网膜上。
在图1中，参考数字1涉及一种用于传输和显示视频数据-也即数字数据文件-的系统，所述视频数据的内容可以利用合适的播放装置以运动图像的形式给感兴趣的用户显示出来，在该系统1中，所述的视频数据是从视频中心2获得的，并且通过电信网3传输给电信终端4，在那儿通过电信终端4的视频显示装置41把与该视频数据相对应的图像信号投射到该通信终端4的用户的眼睛5的视网膜51上。
可将图像信号直接投射到观看者的视网膜51上的视频显示装置41是一种所谓的虚拟视网膜显示装置(VRD)，它已在专利申请WO 94/09472和WO 97/37339中讲述过。可以通过视频数据接口给该虚拟视网膜显示装置提供视频数据，该数据的形式譬如是RGB信号、NTSC信号、VGA信号或其它格式的彩色或单色视频或图形信号。专业人员将会理解，可以优选地如此来匹配在上述专利文献WO 94/09472和WO 97/37339中所讲述的虚拟视网膜显示装置或那儿所讲述的视频数据接口，使得它们也可以有效地接收其它格式的电视信号和特殊的数字视频数据。但电视信号和视频数据也可以借助未示出的接口装置而合适地与视频接口相匹配，或如此地变换所获得的视频数据，使得它能施加到视频接口上。
通信终端4的视频显示装置41及其它部件可以在一个公共的或分开的外壳内实现，其中，位于第一外壳内的视频显示装置41譬如通过有线或无线的接口而被连接到第二外壳内的部件上。
通信终端4的用户可以借助该通信终端4经电信网3从视频中心2请求和获得视频数据。所述的视频中心2譬如基于一种商用的通信服务器，它具有一个配备了必要硬件和软件部分的通信装置21，以便通过电信网3与通信终端4进行通信。通信网3譬如包括一个固定网，例如公共交换电话网或基于因特网协议(IP)的网络，和/或包括一个移动无线网，例如GSM或UMTS网，所述的视频中心譬如通过未示出的网络单元-例如移动交换中心(MSC)或短消息业务中心(SMSC)-被连接到所述的移动无线网上。在电信网3包含移动无线网的实施方案中，至少某些通信终端4为移动无线设备，譬如移动无线电话或具有通信能力的膝上型或掌上型计算机，它们可以譬如借助SMS信号(短消息业务)、USSD信号(非结构化补充业务数据)、GPRS业务(通用分组无线业务)或按照合适的协议来经有用信道及移动无线网交换数据。
由通信终端4的用户借助其操作单元44输入的、并经电信网3被传送给视频中心2的选择指令和指令在那儿由通信装置21进行接收和再处理，以便在数据库24或从视频中心2的文件服务器中获取譬如由用户所请求的视频数据，并经电信网3把该数据传送给用户的通信终端4。用户譬如可以利用浏览器-例如用于直接访问因特网的因特网浏览器或基于WAP(无线应用协议)的浏览器-来查阅可供使用的视频数据的标题和请求所需的视频数据，以及譬如暂停、反向及正向化、重新启动和中断所需视频数据的传输。数据库24或文件服务器可以与视频中心2的其它部件一起在共同或分开的计算机上实现。按照上述虚拟视网膜显示装置41的视频数据接口的实施方案，所述的通信终端4可以包含没有示出的(上述的)接口装置，该接口装置把从视频中心2获得的视频数据同视频数据接口进行合适地匹配，或者如此地转换所获得的视频数据，使得它们能被施加到视频数据接口上。也可以在视频中心2内对视频数据进行适合于虚拟视网膜显示装置的视频数据接口的匹配。
如图1所示，所述的视频显示装置41包括一种眼睛位置确定装置411，它可以确定用户的当前眼睛位置，并通过上述或另外的有线或无线接口将该位置传送给所述通信终端4的眼睛位置应答装置42。在上述专利申请WO 94/09472中同样也讲述过一种根据观看者瞳孔52的位置来确定当前眼睛位置的眼睛位置确定装置(眼睛跟踪器)，而且专业人员可以对其进行扩展，使得所述确定的眼睛位置可以通过合适的接口而被供给视频显示装置41之外的部件使用；可以按照实施方式来提供一些用于两只眼睛的值。通信终端4的眼睛位置应答装置42譬如为一种在通信终端4的处理器上执行的编程软件装置，它通过借助通信终端4的通信业务而把观看者的某些当前眼睛位置经电信网3传输给视频中心2。在视频中心2内由通信装置21接收所传输的当前眼睛位置，并将其传送给视频滤波装置22。
通信终端4的眼睛位置应答装置42譬如为一种编程的、在所述通信终端4的处理器上执行的软件装置，由它将用户的某些当前眼睛位置与必要时的其它观看数据一起传送给一个分析单元-譬如所述通信终端4内的编程软件装置-，或者尤其借助所述通信终端4的通信业务并经电信网3而将其传送给视频中心2。在视频中心2内，由通信装置21接收所传送的具有当前眼睛位置的观看数据，并将其传送到处理装置23。
在譬如可以实施为编程软件装置和/或用合适的信号处理器实现的视频滤波装置22内，根据所接收的有关用户的当前眼睛位置来滤波所述需传输的视频数据，使得与所述视频数据相对应的外部图像区比与所述视频数据相对应的内部图像区具有更低的分辨率，其中所述的外部图像区通过虚拟视网膜显示装置41被投射到位于视网膜中心区511之外的用户视网膜51上，而所述的内部图像区被投射到视网膜51的中心区511上。在此利用了人眼5的一些确定的特性，也即如下事实，即视网膜51中所含视角约为2°的一个小区、亦即视网膜中心区511具有最清晰的视觉能力，于是只有实际被投射到视网膜中心区511上的图像区才以尽可能详细的高分辨率进行传输，而被投射到视网膜中心区511之外的图像区的分辨率或细节内容被滤波，因此，经滤波后的视频数据中的需传输的数据量可以明显少于未经滤波的视频数据。
在一种实施方案变型中，所述的视频滤波装置22包括一种剪切功能221，它可以如此地对视频数据进行滤波，以便根据当前的眼睛位置来滤除某些与该视频数据相对应的图像区。因此譬如可以滤除与上述外部图像区的预定部分相对应的至少某些视频数据，使得与该经滤波的视频数据相对应的图像区成为所述与未经滤波的视频数据相对应的图像区的一部分，其中，该部分至少包含上述的内部图像区。由此只须传输与用户详细观看的图像区相对应的视频数据，尤其在整个图像区较大的情况下，这可以使经滤波的视频数据中的需传输的数据量大大少于未经滤波的视频数据。
当所述经滤波的视频数据从视频中心2经电信网3被传输到通信终端4、并在那儿从虚拟视网膜显示装置41投射到有关用户的视网膜51上时，如果具有较高分辨率或有时具有较多细节内容的内部图像区没有被投射到视网膜中心区511上，也就是说用户并没有感觉到所投射的图像为清晰的投射，那么用户可以采取校正。为此，所述的通信终端4包含一个校正装置43，该校正装置可以接收和存储由用户譬如借助操作单元44所输入的校正值，譬如水平和垂直距离信息，而所述的操作单元44譬如具有向左、向右、向上、向下的箭头键，而且，由该校正装置利用所存储的校正值来校正由眼睛位置确定装置411所确定的眼睛位置，然后将其传输至视频中心2，以便实际上利用最大的分辨率和必要时利用最多的细节内容把所述的图像区投射到视网膜中心区511上。因此，可以由用户专门地将所测定的眼睛位置和用户视网膜中心区511的位置设成一致，其中所述的专门校正值譬如被存储在通信终端4的譬如为SIM(用户识别装置)卡的芯片卡45上，而该SIM卡可以从通信终端4中拿掉。所述的校正装置43譬如为一种编程软件装置，它可以在通信终端4的处理器上、譬如在通信终端4的芯片卡45的处理器上执行。
在视频中心2中所接收的、必要时经校正的当前眼睛位置可以在那儿譬如利用预先确定装置23存储下来。该预先确定装置23譬如为一种编程软件装置，它譬如借助合适的回归函数从一系列预先存储的当前眼睛位置中确定出所期望的下一眼睛位置。由此，尤其在用户的眼睛位置连续变化的情况下，可以譬如减少从通信终端4送到视频中心2的眼睛位置应答数量。为了把眼睛位置的跳跃变化直接传输给视频中心2，位于通信终端2之内的眼睛位置应答装置42可以譬如检测出位于第一确定眼睛位置和接下来的第二确定眼睛位置之间的跳变差，然后譬如从一个预定的阈值起把该第二确定眼睛位置直接传输给视频中心2。在另一种变型方案中，所述的预先确定装置23可以在预先确定所期望的下一眼睛位置的同时考虑有关视频数据的内容，以便譬如使所期望的眼睛位置变化与那些同视频数据相对应的图像中的较大和/或中心对象的运动相关。为了实施该后一变型方案，譬如可以优选地事先利用合适的图像处理装置来分析有关的视频数据，使得其图像内容可以用抽象的形式，譬如利用对象名称、矢量和/或坐标信息来进行描述。这种抽象的内容描述譬如可以同所述有关的视频数据一起被存放在数据库24内，并被输入到所述的预先确定装置23。
可以直接根据存储于芯片卡5上的预付金额、或根据银行帐户及信用卡，或通过计算而譬如以部分电话帐单的形式来给用户加载所获取的视频信息，其中，譬如按照每时间单位所获得的视频信息、每个获得的标题和/或结合预订来进行结算。从经济上讲，销售或出租上述系统部件也是有意义的，譬如所述的整个通信终端4，以及具有必要的部件以用来把传统的通信终端扩展成上述通信终端4的扩展组件等等，所述的扩展组件尤其还包括一种数据载体，其上存储有编程的眼睛位置应答装置42和校正装置43，或包括一种数据载体，其上存储有编程的通信装置21、视频滤波装置22和预先确定装置23，以便按上述视频中心2的形式来运行传统的、包含有所述通信装置21所需的硬件部分及视频数据库24及/或文件服务器的通信服务器。
参考符号清单
1系统
2视频中心
3电信网(移动无线网)
4通信终端(移动设备)
5眼睛
21通信装置
22视频滤波装置
23预先确定装置
24视频数据库
221剪切功能
41视频显示装置(虚拟视网膜显示装置)
42眼睛位置应答装置
43校正装置
44操作单元
45芯片卡(SIM卡)
51视网膜
52瞳孔
411眼睛位置确定装置
511视网膜中心区

Claims (16)

1.传输和显示视频数据的系统(1)，所述的系统(1)包括一种具有通信装置(21)的视频中心(2)和一种具有至少一个与之相连的通信终端的电信网(3)，其中，所述的视频中心(2)被设置用来借助所述的通信装置(21)把所述的视频数据经所述的电信网(3)传输给所述的通信终端(4)，其中，所述的通信终端(4)包括至少一个视频显示装置(41)，由该视频显示装置为所述通信终端(4)的用户可视地显示所接收的视频数据，且所述的视频显示装置还包括一种眼睛位置确定装置(411)，由它确定所述用户的当前眼睛位置，而且其中，所述的通信终端(4)包括一种眼睛位置应答装置(42)，由它把所确定的当前眼睛位置传输给所述的视频中心(2)，其特征在于：
所述的视频显示装置(41)为一种虚拟视网膜显示装置，它把与所述接收的视频数据相对应的图像信号投射到所述用户的视网膜(51)上，
所述的视频中心(2)包括一个数据库(24)和/或一个文件服务器，其中以数字形式存储了所述的视频数据，而且
所述的视频中心(2)包括一种视频滤波装置(22)，在传输所述存储的视频数据之前，由该视频滤波装置根据所接收的当前眼睛位置对所述的视频数据进行滤波，使得与所述视频数据相对应的、且被投射到视网膜中心区(511)外的所述视网膜(51)之上的外部图像区比与所述视频数据相对应的、且被投射到所述视网膜(51)的视网膜中心区(511)上的内部图像区具有更低的分辨率，而且所述经滤波的视频数据相应地比未经滤波的所述视频数据含有更少的数据量。
2.如权利要求1所述的系统(1)，其特征在于：
所述的电信网(3)包括一种移动网，而且所述的通信终端(4)是移动无线设备。
3.如权利要求1或2之一所述的系统(1)，其特征在于：
所述的视频滤波装置(22)包括一种剪切功能(221)，由该剪切功能滤除掉所述视频数据中与所述外部图像区相对应的至少一些视频数据，使得与经滤波的所述视频数据相对应的图像区成为所述与未经滤波的视频数据相对应的图像区的一部分，且该一部分至少包含上述的内部图像区。
4.如权利要求1～2之一所述的系统(1)，其特征在于：
所述的视频中心(2)包括一种预先确定装置(23)，它存储由所述眼睛位置确定装置(411)所确定的眼睛位置，并根据该存储的眼睛位置预先确定出下一眼睛位置。
5.如权利要求4所述的系统(1)，其特征在于：
所述的预先确定装置(23)通过考虑所述的视频数据来预先确定所述的下一眼睛位置。
6.如权利要求1～2之一所述的系统(1)，其特征在于：
它包括一种校正装置(43)，该校正装置从所述的用户接收校正值，并将接收的校正值存储下来，然后利用该存储的校正值来校正由眼睛位置确定装置(411)所确定的眼睛位置。
7.传输和显示视频数据的方法，用该方法把所述的视频数据从视频中心(2)经电信网(3)传输给通信终端(4)，并在该通信终端处利用视频显示装置(41)为所述通信终端(4)的用户可视地显示该视频数据，其中，确定所述用户的当前眼睛位置，而且其中，把所确定的当前眼睛位置传输给所述的视频中心(2)，其特征在于：
从所述视频中心(2)的以数字形式存储有视频数据的数据库(24)和/或文件服务器中获取所述的视频数据，
所述的视频显示装置(41)把与所述视频数据相对应的图像信号投射到所述用户的视网膜(51)上，而且
在传输所述的视频数据之前，在所述的视频中心(2)内根据所接收的当前眼睛位置对所述的视频数据进行滤波，使得与所述视频数据相对应的、且被投射到视网膜中心区(511)外的所述视网膜(51)之上的外部图像区比与所述视频数据相对应的、且被投射到所述视网膜(51)的视网膜中心区(511)上的内部图像区具有更低的分辨率，而且所述经滤波的视频数据相应地比未经滤波的所述视频数据含有更少的数据量。
8.如权利要求7所述的方法，其特征在于：
所述的电信网(3)包括一种移动网，而且所述的通信终端(4)是移动无线设备。
9.如权利要求7或8之一所述的方法，其特征在于：
滤除掉所述视频数据中与所述外部图像区相对应的至少一些视频数据，使得与经滤波的所述视频数据相对应的图像区成为所述与未经滤波的视频数据相对应的图像区的一部分，且该一部分至少包含上述的内部图像区。
10.如权利要求7～8之一所述的方法，其特征在于：
在所述的视频中心(2)内存储所述确定的眼睛位置，并根据该存储的眼睛位置预先确定出下一眼睛位置。
11.如权利要求10所述的方法，其特征在于：
通过考虑所述的视频数据来预先确定所述的下一眼睛位置。
12.如权利要求7～8之一所述的方法，其特征在于：
接收由所述用户输入的校正值，并将接收的校正值存储下来，然后利用该存储的校正值来校正所述确定的眼睛位置。
13.视频中心(2)，它包括一种通信装置(21)，该通信装置被设置用来经电信网(3)从通信终端(4)接收视频数据的请求，并把所请求的视频数据传输给所述的通信终端(4)，其特征在于：
它包括一个数据库(24)和/或一个文件服务器，其中以数字形式存储了所述的视频数据，而且
它包括一种视频滤波装置(22)，在传输所述的视频数据之前，由该视频滤波装置根据所述通信终端(4)的用户的、从该通信终端(4)传输到视频中心(2)的当前眼睛位置来对所述的视频数据进行滤波，使得与所述视频数据相对应的、且被投射到视网膜中心区(511)外的所述视网膜(51)之上的外部图像区比与所述视频数据相对应的、且被投射到所述视网膜(51)的视网膜中心区(511)上的内部图像区具有更低的分辨率，而且所述经滤波的视频数据相应地比未经滤波的所述视频数据含有更少的数据量。
14.如权利要求13所述的视频中心(2)，其特征在于：
所述的视频滤波装置(22)包括一种剪切功能(221)，由该剪切功能滤除掉所述视频数据中与所述外部图像区相对应的至少一些视频数据，使得与经滤波的所述视频数据相对应的图像区成为所述与未经滤波的视频数据相对应的图像区的一部分，且该一部分至少包含上述的内部图像区。
15.如权利要求13或14之一所述的视频中心(2)，其特征在于：
它包括一种预先确定装置(23)，它存储从所述通信终端(4)所传来的眼睛位置，并根据该存储的眼睛位置预先确定出下一眼睛位置。
16.如权利要求15所述的视频中心(2)，其特征在于：
所述的预先确定装置(23)通过考虑所述的视频数据来预先确定所述的下一眼睛位置。
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