Brevet FR2803967A1 — publié le 20010720

La présente invention concerne un moyen de distribution de canaux vidéo synthétisés par ordinateur vers un ensemble de téléviseurs d'un immeuble. On connaît deux techniques de diffusion de l'image provenant d'ordinateur et permettant la vidéo à la demande, l'accès à Internet, ou la vidéoconférence - La WebTV, boîtier de synthèse d'images connecté à la prise téléphonique ou au câble TV C'est un moyen simple à installer, mais il n'autorise qu'une bande passante étroite comparativement à son coût car en réception de la WebTV le signal n'est pas un véritable signal vidéo ou TV (de 8Mhz). - Le décodeur TV interactif branché sur la prise péritel de la télévision et rattaché à un câblo-opérateur. L'installation nécessite chez l'opérateur des circuits électroniques hybrides de conversion fibres optiques/câble coaxial pour desservir de façon distincte plus de 100 abonnés simultanément. C'est un moyen performant mais encore lourd en investissement. La présente invention présente un meilleur ratio coût/bande passante, en ce qu'elle incorpore dans l'installation collective de l'immeuble - un ordinateur serveur dédié délivrant le signal TV aux téléviseurs en le transmettant sur le câble de distribution TV de l'installation sous forme de canaux TV, - des circuits de commande de "boîtiers TV" externes ou internes aux téléviseurs, transmettant les commandes locales du téléspectateur au serveur. Les avantages sont alors les suivants : La distribution par multiplexage en canaux TV confère une large bande passante. Les boîtiers TV qui transmettent leurs signaux à courte distance sont de faibles coûts. Le serveur stocke les programmes audiovisuels (films, jeux vidéo, musique, logiciels) pour une diffusion locale à la demande, avec interactivité, sans pénurie de canaux. Plus précisément, il s'agit d'un système de diffusion interactif, en installation collective, de canaux vidéo synthétisés par ordinateur vers un ensemble de téléviseurs d'un immeuble, composé - d'un serveur informatique diffusant les programmes, comportant - des circuits graphiques émettant des signaux vidéo analogiques ou numériques, - des modulateurs multiplexant lesdits signaux vidéo en canaux TV sur le câble de réception TV vers les téléviseurs de l'immeuble, - un ou des récepteurs recevant le signal des circuits de commande de boitier TV, - une mémoire de masse tels des disques durs stockant des logiciels, et programmes audiovisuels, - une unité centrale de traitement numérique de l'information tel un microprocesseur, associée à de la mémoire volatile, - un récepteur de signaux numériques issues de sources externes à l'immeuble, tel un modem téléphonique, un adaptateur RNIS, un récepteur satellite numérique, un modem-câble. - un adaptateur de raccordement au câble de réception TV interne à l'immeuble, - un tuner de réception TV en option, - de boitiers TV émetteurs, connectés au câble d'arrivée TV,comportant - un circuit électronique logique et numérique recevant en entrée le signal numérique d'un clavier et/ou d'une manette de jeu, - un convertisseur numérique analogique couplé au dit circuit électronique et associé à un filtre, ledit convertisseur modulant le signal en sortie sur le câble d'arrivée TV vers le serveur. Pour le branchement d'une caméra de vidéoconférence sur le boitier TV, le boitier TV peut en outre comporter un modulateur RF, un amplificateur raccordable au câble d'arrivée TV Le serveur pour réception du signal vidéo, comportera alors un démodulateur RF, une carte d'acquisition vidéo. Le serveur effectuera le traitement numérique et logiciel de la vidéoconférence par son processeur CPU. Selon d'autres formes de raccordement, les boitiers TV sont raccordés au circuit téléphonique, au circuit électrique de l'immeuble, ou par liaison HF sans fil (dans les bandes de fréquences libres 433Mhz, 868Mhz ou 2,4Ghz). Le boitier TV peut aussi comporter une entrée microphone, avec un circuit de reconnaissance vocale, un port USB, 1394, ou LVDS pour y connecter toutes sortes de périphériques compatibles : ordinateur portable, agenda électronique, téléphone, etc. Dans le cas où l'on choisi des circuits graphiques du serveur avec sortie vidéo numérique, le modulateur du serveur intégrera un circuit de multiplexage des signaux vidéos numériques. Pour définition, on appelle câble de réception TV, le ou les câbles coaxiaux sur lequels sont transmis les canaux TV et desservant en programmes télévisés une installation collective c'est-à-dire les télévisions d'un immeuble. Ce câble est raccordé à l'antenne du toit ou à une parabole satellite (on parle alors de câble de descente ou de colonne) ou à une liaison câblée d'un câblo-opérateur TV, liaison généralement amenée au pied de l'immeuble. Vu du téléviseur ce même câble est nommé câble d'arrivée TV Un modulateur est un appareil ou circuit intégré convertissant un signal d'entrée quelconque en un signal sinusoïdal variable en amplitude et/ ou fréquence. Un modulateur RF est un appareil ou circuit intégré convertissant un signal vidéo bande de base en canal TV RF, par exemple VHF ou UHF. Un serveur informatique est un ordinateur délivrant l'information par réseau câblé à plusieurs écrans. Le "boitier TV" désigne ici le circuit de transmission des commandes du clavier du téléspectateur vers le serveur de l'immeuble. Ce circuit de commande peut être incorporé au téléviseur sur ses circuits électroniques, On ne distingue plus alors de "boitier" externe, mais par abus de langage on garde ici cette dénomination. On appelle programme audiovisuel toute diffusion d'images et/ou de sons sur écran, au sens large de l'expression. Cela inclut par exemple un logiciel de traitement de texte. La figure 1 schématise l'installation collective, la figure 2 le serveur en coupe, la figure 3 le boitier TV avec un clavier et une manette. La description suivante présente un exemple de réalisation de la présente invention. Pour cette description, nous suivront le traitement du signal, du boitier TV dans une des pièces de l'immeuble vers le serveur, puis du serveur vers le téléviseur. Le boitier TV émetteur(3) est formé d'un microcontroleur(16) et d'un convertisseur numérique analogique(16) (DAC). Par programmation de la mémoire, on fait jouer à ce microcontroleur(16) le rôle de modem FSK (modem à modulation par déplacement de fréquence). Une manette de jeu(15), et un clavier(14) sont connectés aux ports d'entrée-sortie du microcontroleur(16). Le clavier(14) peut incorporer un pointeur équivalent à une souris d'ordinateur, non représenté figure 3 . Un port USB(19) intégré au microcontroleur(16) permet le branchement optionnel d'autres périphériques comme des portables, des tablettes graphiques, des téléphones. Le signal du clavier(14) au standard PS/2 est formé d'une série de 11 bits. Le bit 1 est représenté par une crête de 5V (signal haut), le bit 0 une absence de courant. L'appui d'une touche du clavier(14) ou le déplacement d'une manette(15) génère l'émission dudit signal 5V série synchrone sur un des ports d'entrée du microcontroleur(16). Par programme, le microcontroleur(16) génère à son tour une série d'échantillons de 12 bits décrivant une sinusoïde vers le convertisseur numérique analogique(17), sinusoïde de fréquence X pour le bit 1, et Y pour le bit 0. En sortie du convertisseur numérique analogique(17), un filtre(18) vient lisser l'effet d'escalier du signal pour donner une onde sinusoïdale. Suivant les fréquences, le filtre(18) est choisi passe-bas, passe-bande, ou passe-haut. Sur la figure 3, on a choisi un séparateur(18) UHF-VHF / FM jouant le rôle de filtre passe-bas connecté au convertisseur (17) et de filtre passe-haut connecté à l'entrée du téléviseur(4). Les signaux UEF-VHF sont intégralement restitués sans affaiblissement aux téléviseurs(4). La fréquence est choisie par programmation sous la bande FM, et différente pour chaque boitier TV(3). On évite ainsi des interférences. Le signal sinusoïdal obtenu est transmis par le câble d'arrivée TV(2) jusqu'au serveur(1). Une carte d'acquisition(10) du serveur(1) raccordée au câble TV(2) et munie d'un filtre(12) reçoit ledit signal fréquentiel émis par les boitiers TV(3). La carte d'acquisition(10) effectue une conversion analogique numérique. Un traitement informatique reposant sur l'algorithme mathématique de la Transformée de Fourrier est effectué par le processeur(7) associé à la mémoire RAM volatile(8). L'algorithme détecte l'absence ou la présence de l'onde sinusoïdale, et les traduit en bit 0 ou 1. Le signal du clavier(14) et de la manette de jeu(15), qui parvient ainsi au processeur(7) (CPU) du serveur(2), actionne par programmation les fonctions des logiciels enregistrés sur les disques(6). Par programme le processeur(7) associé à la mémoire RAM volatile (8) extrait l'information et les programmes audiovisuels des disques(6), puis les distribue à une carte graphique(9). La sortie vidéo TV de la carte graphique(9) est couplée à un modulateur vidéo RF(11) "programmable en profondeur vidéo", c'est-à-dire dont le canal TV en sortie est programmable (canal 1 au canal 200) par commande électrique. Afin d'afficher un programme différent par téléviseur(4) de l'immeuble, les téléviseurs(4) sont préréglés sur des canaux différents. Pour afficher le programme audiovisuel sur le téléviseur(4) précis couplé au boitier TV(3) émetteur, le serveur commande au modulateur RF programmable(11) de moduler le signal vidéo sur le canal dudit téléviseur(4). Le serveur est muni d'un adaptateur(13) de raccordement au câble de réception TV(2) interne à l'immeuble. Cet adaptateur(13) possède une liaison électrique(20) laissant passer les signaux vidéo et canaux TV issus des sources satellites, hertzienne, téléphonique, câble, ou vidéo interne, par exemple vidéosurveillance, vers la connection de sortie à destination des téléviseurs(4). Ses entrées et sorties sont accordées à l'impédance 75 ohms. Sur le schéma 2, il s'agit d'un répartiteur(13) à deux connexions en entrées, et trois connexions en sorties. Mais l'adaptateur(13) pourrait être aussi une boîte de passage, un coupleur, un duplexeur à trois connecteurs d'entrée-sortie, une boîte de dérivation, un démodulateur/coupleur/ modulateur, un démodulateur/commutateur/ modulateur. Le signal TV est transmis enfin par le câble TV(2) jusqu'au téléviseur(4) du boitier TV émetteur(3). Pour communiquer avec l'extérieur, le serveur(1) comporte un récepteur(5) de signaux numériques issus d'une source externe à l'immeuble. Ce récepteur peut être un modem téléphonique, un adaptateur RNIS, un récepteur satellite numérique, un récepteur hertzien numérique, un modem-câble. Ainsi le serveur peut recevoir des mises à jour des programmes, créer des vidéoconférences, distribuer Internet sur les téléviseurs, ou assurer la téléphonie. Pour la vidéoconférence, le boitier TV(3) comporte une entrée vidéo(21) pour caméra, un modulateur vidéo RF(22), un amplificateur(23) ayant une impédance de sortie 75 ohms raccordable au câble d'arrivée TV(2), ledit modulateur RF(22) convertissant le signal vidéo en signal RF. En réception de ce signal RF, le serveur comporte un démodulateur RF(24), une carte d'acquisition vidéo(25) qui convertit le signal RF en signal numérique, ce qui permet au processeur(7) d'effectuer le traitement numérique de la vidéoconférence. Un tuner TV (26) est intégré au serveur, et reçoit les chaines câble hertzienne et satellite pour les remettre vers la carte vidéo, via le processeur et la mémoire. L'invention est un moyen d'apporter la télévision interactive à une installation collective. REVENDICATIONS 1) Système de diffusion interactif, en installation collective, de canaux vidéo synthétisés par ordinateur vers un ensemble de téléviseurs d'un immeuble, composé - d'un serveur informatique, comportant - des circuits graphiques(9) émettant des signaux vidéo, - des modulateurs (11) multiplexant lesdits signaux vidéo en canaux TV sur le câble de réception TV(2) vers les téléviseurs(4) de l'immeuble, - un ou des récepteurs(10) recevant le signal de commande de boitiers TV(3)9 - des disques(6) stockant des logiciels, et programmes audiovisuels, accessibles aux occupants de l'immeuble sur commande du boitier TV(3), - une unité centrale(7) de traitement numérique de l'information, associée à de la mémoire volatile(8), - un récepteur(5) de signaux numériques externes à l'immeuble, tel un modem téléphonique, un adaptateur RNIS, un récepteur satellite numérique, un modem-câble, - un adaptateur(13) de raccordement au câble de réception TV interne à l'immeuble, - de boitiers TV(3) émetteurs, connectés au câble d'arrivée TV, comportant - un circuit électronique(16) logique et numérique traitant et recevant en entrée le signal numérique d'un clavier(14) et/ou d'une manette de jeu(15), - un convertisseur numérique analogique(17) couplé au dit circuit électronique(16), associé à un filtre(18), ledit convertisseur(17) modulant le signal en sortie sur le câble d'arrivée TV(2) vers le serveur(I ). 2) Système selon la revendication (1), caractérisé par le fait que le boitier TV(3) comporte une entrée vidéo(21) pour caméra, un modulateur vidéo RF(22), un amplificateur(23) raccordable au câble d'arrivée TV(2) , ledit modulateur(22) convertissant le signal vidéo en signal RF, et le fait qu'en réception de ce signal RF, le serveur comporte un démodulateur RF(24), une carte d'acquisition vidéo(25) qui convertit le signal RF en signal numérique, pour traitement numérique.