Verfahren und Anordnung zum Speichern und Wiedergeben von TV- Sendungen
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und eine An- Ordnung zum Speichern und Wiedergeben von TV-Sendungen. Insbesondere liefert die vorliegende Erfindung ein verbessertes Verfahren und eine verbesserte Anordnung für den Betrieb eines Netzwerk-PVR.
Nachdem bandbasierte analoge Videoaufzeichnungsgeräte über Jahrzehnte hinweg für Heimanwender die einzige Möglichkeit darstellten, über Antennen-, Kabel- oder Satellitenfernsehen ausgestrahlte Sendungen aufzuzeichnen und komfortabel aufzubewahren, gibt es nach dem Verfügbarwerden schneller und gleichzeitig preiswerter Videoprozessoren und leistungsfähiger Videocodecs wie etwa MPEG2 (1994) und MPEG4 (1998) seit einigen Jahren eine Reihe von meist festplattenbasierten digitalen Geräten, die neben der reinen Videoaufzeichnung eine Reihe von Komfortfunktionen bieten.
Diese neue Gerätegeneration wird häufig als persönlicher Videorekorder (PVR) , mitunter auch als digitaler Videorecorder (DVR) bezeichnet. Während diese modernen Geräte natürlich auch wie klassische Geräte zum einfachen Aufzeichnen und spä- teren Wiedergeben von Sendungen genutzt werden können, gehen deren Fähigkeiten darüber bei weitem hinaus . Ein häufig genutztes Merkmal eines PVR ist beispielsweise das sogenannte zeitversetzte Fernsehen (Time Shifting) , bei dem der Nutzer mit dem Wiedergeben einer Sendung bereits beginnt, während die Aufzeichnung noch läuft. Dank der leistungsfähigen Hardware eines modernen PVR ist die dabei erreichte Bildqualität besser als die eines herkömmlichen VHS oder SVHS Bandgeräts.
Das zeitversetzte Fernsehen erlaubt es dem Nutzer auch, eine zunächst live angesehene Sendung zu "pausieren", etwa um einen Anruf entgegenzunehmen, und die Wiedergabe später fortzusetzen, wobei es sich für den Nutzer so darstellt, als habe er tatsächlich die Live-Ausstrahlung pausiert und später
fortgesetzt. Im Hintergrund hat jedoch der Druck des Nutzers auf die "Pause"-Taste seinen PVR veranlaßt, das laufende Programm aufzuzeichnen, und der erneute Druck auf die "Pause"- Taste führt dazu, daß die aufgezeichnete Sendung einerseits weiter aufgezeichnet und andererseits bereits wiedergegeben wird.
Großer Beliebtheit erfreut sich auch die Fähigkeit eines PVR, mit minimaler Verzögerung größere Abschnitte in einer Auf- Zeichnung überspringen zu können. Häufig wird dies benutzt, um in der Aufzeichnung enthaltene Werbeblöcke bei der Wiedergabe zu überspringen. Um diese Fähigkeit hat sich eine Reihe von Diensten etabliert, die das Auffinden der Grenzen der Werbeblöcke erleichtern, etwa indem der Beginn und das Ende eines Werbeblocks als auf den Beginn einer Sendung bezogene
Zeitpunkte als Index zur Aufzeichnung abgelegt werden und somit bei der Wiedergabe ein automatisches Überspringen der Werbung möglich wird.
Neben speziell angepaßten Unterhaltungselektronikgeräten werden zunehmend auch multimedia-fähige PCs mit geeigneter Software als PVR genutzt (bekannt als Home Theater PC, HTPC) . Technisch unterscheidet sich ein spezieller PVR von einem PC- PVR kaum; beide weisen einen großen (Platten-) Speicher auf, ausreichend Prozessorleistung und geeignete Videocodecs.
Beide Plattformvarianten sind durch konfigurierbare Software bzw. Firmware in der Lage, dem Nutzer weitere Funktionen zu bieten, etwa die Suche nach Sendungen, die thematisch zu sei- nen Lieblingssendungen passen. Beiden Plattformvarianten ist gemein, daß die Aufzeichnung lokal beim Nutzer erfolgt und die Menge aufzeichenbarer Sendungen durch den lokalen Plattenspeicher begrenzt ist. Häufig ist es deshalb möglich, aufgezeichnete Sendungen vom internen Speicher des Geräts auf beschreibbare Medien wie (wieder) beschreibbare CD oder DVD zu transferieren. Dies ist aber mit Aufwand verbunden, und nicht zuletzt ist auch der Preis eines PVR erheblich. Und auch PVR leiden unter dem Problem, daß zum parallelen Aufzeichnen meh-
rer Sendungen auch mehrere PVR benötigt werden. Teurere MuI- tituner-Geräte lösen dieses Problem nur bedingt, da stets weniger Tuner als TV Stationen vorliegen werden und außerdem die - für einen Kanal ausreichend leistungsfähige - Hardware des PVR bei der parallelen Aufzeichnung mehrerer Kanäle an ihre Grenzen stößt.
Um Nutzern alle Vorteile eines PVR bieten zu können, ohne daß diese die Investition in einen PVR tätigen müssen, wurde in dem Whitepaper "Network PVR: Everything on Demand", Jay
Schiller, nCube Corporation, erhältlich im Internet unter http: //www.ncube . com/pressroom/downloads/nvpr-whitepaper .pdf ein Netzwerk-PVR vorgeschlagen, bei dem Speicher, Kodierlogik und Codecs durch einen Anbieter im Kabelnetz vorgehalten wer- den. Der Nutzer erhält ein Gerät, mit dem er Sendungen zur Speicherung auswählen und gespeicherte Sendungen abrufen kann, die dann mittels breitbandiger Verbindung in Echtzeit an den Nutzer übertragen werden. Ein solches Gerät kann im Vergleich zu einem PVR oder einem HTPC wesentlich weniger leistungsfähig sein. Gleichzeitig kann der Nutzer praktisch unbegrenzt Speicherplatz auf dem zentralen PVR-Server mieten, während der Betreiber des PVR-Servers nur eine Kopie jeder Sendung vorhalten muß, die dann bei Bedarf an jene Nutzer verteilt wird, die diese Sendung in ihrem (virtuellen) Spei- eher abgelegt haben.
In einer Fortbildung kann ein solcher Netzwerk-PVR so ausgestaltet sein, daß das "Programmieren" des Netzwerk-PVR durch den Nutzer entfällt und der Nutzer statt dessen auf alle Sen- düngen seines Programm-Bouquets etwa der letzten 4 Wochen Zugriff hat.
Problematisch ist dabei allerdings, daß nur eine Kopie einer Sendung für alle Nutzer abgelegt wird und der Zugriff der Nutzer darauf entweder für eine gewisse Zeit ohne Einschränkungen möglich ist oder aber in einer Datenbank festgehalten wird, welcher Nutzer eine bestimmte Sendung "aufgenommen" hat, und der Zugriff auf die Aufzeichnung dann durch die Da-
tenbank gestattet oder verweigert wird. Denn dies kann in einigen RechtsSystemen zu unlösbaren Konflikten mit Rechteinhabern der ausgestrahlten Sendungen sowie Fernsehanbietern und deren Nutzungsbedingungen führen.
Es ist daher eine Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren und eine Anordnung zum Speichern und Wiedergeben von TV-Sendungen anzugeben, das diesen Nachteil vermeidet.
Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Anordnung zum Speichern und Wiedergeben von TV-Sendungen, welche folgendes aufweist:
- einen PVR Server mit Mitteln zum Empfang einer Vielzahl digital kodierter TV-Kanäle und Mitteln zum Versorgen einer Vielzahl von Endgeräten; - zumindest ein Endgerät mit Mitteln zum Auswählen zu speichernder TV-Sendungen und Mitteln zum Übertragen der Auswahl an den PVR Server; wobei ferner folgendes vorgesehen ist:
- im PVR Server, Mittel zum Aufzeichnen zu speichernder TV- Sendungen, wobei ein kleiner Teil der bei der Aufzeichnung zu speichernden Daten an einen Speicher des auswählenden Endgeräts gesendet wird (lokaler Teil) und ein ü- berwiegender Teil der zu speichernden Daten in einem mit dem PVR Server gekoppelten Massenspeicher abgelegt wird (zentraler Teil) ; und
- Mittel zum Zusammenführen der im Speicher des auswählenden Endgeräts und der im mit dem PVR Server gekoppelten Massenspeicher abgelegten Teile der Aufzeichnung zur Wiedergabe mittels des auswählenden Endgeräts (Zusammenfüh- ren der lokalen und zentralen Daten) .
Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zum Speichern und Wiedergeben von TV-Sendungen, mit folgenden Schritten:
- Empfangen einer Vielzahl digital kodierter TV-Kanäle durch einen PVR Server, der eine Vielzahl von Endgeräten versorgt;
- Auswählen zu speichernder TV-Sendungen durch ein Endgerät und Übertragen der Auswahl an den PVR Server;
- Aufzeichnen zu speichernder TV-Sendungen, wobei ein kleiner Teil der bei der Aufzeichnung zu speichernden Daten an einen Speicher des auswählenden Endgeräts gesendet wird und ein überwiegender Teil der zu speichernden Daten in einem mit dem PVR Server gekoppelten Massenspeicher abgelegt wird; und
- Zusammenführen der im Speicher des auswählenden Endgeräts und der im mit dem PVR Server gekoppelten Massenspeicher abgelegten Teile der Aufzeichnung zur Wiedergabe mittels des auswählenden Endgeräts.
Das genannte Problem wird durch die Erfindung vorteilhaft gelöst, indem nicht die komplette Sendung im Netzwerk-PVR gespeichert wird, sondern nur der überwiegende (zentrale) Teil, und ein kleiner (lokaler) Teil der Daten im Endgerät abgelegt wird. Damit sind die im Netzwerk-PVR abgelegten (zentralen) Daten keine vollständige und damit brauchbare Sendung mehr.
Eine vorteilhafte Ausgestaltung sieht entsprechend vor, daß der im Massenspeicher gespeicherte überwiegende (zentrale) Teil der zu speichernden Daten nur bei Zusammenführung mit den im Speicher des auswählenden Endgeräts abgelegten (lokalen) Daten eine dekodierbare Bild- und Toninformation liefert. Somit wird auch sichergestellt, daß nur Nutzer die ge- speicherten Sendungen abrufen können, die diese auch zur Aufnahme programmiert hatten, denn nur in den Endgeräten dieser Nutzer ist auch der für die Dekodierung erforderliche Endgeräteanteil der Daten gespeichert.
Die kleine im Endgerät abzulegende Datenmenge erlaubt es, dort auf herkömmliche Festplattenspeicher großer Kapazitäten zu verzichten und als Endgeräte-Speicher einen Flash-Speicher oder eine Kleinstfestplatte, etwa ein handelsübliches Hitachi Microdrive, vorzusehen. Es ist dabei möglich, die Endgeräte- Daten mittels Digital Rights Management fest an ein bestimmtes Endgerät zu koppeln, um zu verhindern, daß Nutzer untereinander diese Daten austauschen. So kann verhindert werden, daß auch Nutzer die gespeicherte Sendung sehen, welche diese
nicht zur Aufnahme programmiert hatten. Alternativ kann den Nutzern gerade dieser Tauschvorgang (in begrenztem Rahmen) erlaubt werden, um den Nutzern bei Nutzung des Netzwerk-PVR die gleichen Rechte einzuräumen wie bei Nutzung der analogen Bandgeräte, bei denen die Weitergabe von Aufzeichnungen problemlos möglich ist.
Im Endgerät können beispielsweise Header-Informationen, eine zeitlich begrenzte Anfangssequenz, oder jedes n-te Datenpaket der zu speichernden Videodaten abgelegt werden; die restlichen zu speichernden Daten werden in dem mit dem PVR Server gekoppelten Massenspeicher abgelegt. Dabei können die Daten beispielsweise so gewählt werden, daß ein kurzes Intro aus den im Endgerät vorliegenden Daten abgespielt werden kann, um dem Nutzer eine unmittelbare Entscheidung zu ermöglichen, die aufgezeichnete Sendung zu löschen, ohne die Daten vorher zusammenzusetzen. Oder die Datenpakete können so gewählt werden, daß im Endgerät eine Sequenz von Standbildern vorliegt.
Das Zusammenführen der im Speicher des auswählenden Endgeräts und der im mit dem PVR Server gekoppelten Massenspeicher abgelegten Teile der Aufzeichnung kann im PVR Server erfolgen, wobei dann die komplettierten Videodaten zur Wiedergabe als Echtzeitdatenstrom an das Endgerät gesendet werden. Dies er- laubt die Konstruktion eines besonders einfachen Endgeräts mit minimaler Rechenleistung.
Alternativ kann das Zusammenführen der im Speicher des auswählenden Endgeräts und der im mit dem PVR Server gekoppelten Massenspeicher abgelegten Teile der Aufzeichnung in Echtzeit im Endgerät erfolgen, indem die unvollständigen Videodaten vom mit dem PVR Server gekoppelten Massenspeicher als Nahe- Echtzeitdatenstrom an das Endgerät gesendet, dort um die im Endgerät gespeicherten Daten ergänzt und wiedergegeben wer- den.
Im folgenden werden bevorzugte Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung im Zusammenhang mit einer Zeichnung näher erläutert .
Die einzige Figur zeigt eine Anordnung 100 mit einem Netz- werk-PVR bzw. PVR Server 102 und von diesem versorgten Endgeräten 104A..104N. Der PVR Server 102 empfängt von einem Encoder 120 digital kodierte TV-Kanäle. Der Encoder wiederum empfängt die TV-Kanäle von einem Receiver 122, welcher über ter- restrische Antenne 124 und/oder Satellitenantenne 126 und/oder TV-Kabel 128 geeignete TV-Signale empfängt. Der Encoder 120 und der Receiver 122 können dabei als ein Gerät konstruiert sein. Der Encoder 120 nutzt einen Codec wie etwa MPEG2 oder MPEG4 oder davon abgeleitete Codecs, um die zu- nächst in analoger Form vorliegenden TV-Signale in ein effizientes digitales Datenformat zu überführen. Liegt ein TV- Kanal bereits als digitaler Datenstrom vor, beispielsweise als Digital Video Broadcast DVB (terrestrisch als DVB-T, via Kabel als DVB-C oder via Satellit als DVB-S empfangen) , kann der Encoder 120 diesen Datenstrom unmodifiziert an den PVR
Server 102 weiterleiten oder vor Weiterleitung modifizieren, beispielsweise durch Anpassen der Bandbreite des Datenstroms an die Bandbreite der Verbindung zu den Endgeräten 104.
Der PVR Server ist mit einem Massenspeicher 108 gekoppelt, beispielsweise mit einem Festplatten-Array bzw. HDD Array. In der Technik sind zahlreiche Methoden bekannt, aus Festplatten redundante Massenspeicher-Arrays aufzubauen, die beim Ausfall einzelner Festplatten dennoch die gespeicherten Daten voll- ständig ausliefern können. Der Einsatz eines solchen redundanten Arrays, z.B. eines redundanten Arrays aus unabhängigen Festplatten (RAID) , ist im Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung von Vorteil, da ein PVR Server 102 und der angeschlossene Massenspeicher 108 den Hauptteil der TV-Aufzeich- nungen zahlreicher Nutzer speichert.
Die Nutzer-Endgeräte 104 sind mit dem PVR Server 102 beispielsweise über das TV-Kabelnetz oder über eine DSL-Verbin-
dung verbunden. Moderne Codecs erlauben eine akzeptable Videoqualität mit Übertragungsraten ab wenigen hundert kbit/s. Mit den technisch über DSL-Verbindungen möglichen Bandbreiten von mehreren Mbit/s sind zwei oder mehr parallele Videoströme (für verschiedene Wiedergabegeräte im Haushalt des Nutzers) oder ein einzelner Videostrom mit hoher Qualität denkbar.
Die Endgeräte 104 sind ausgestattet oder gekoppelt mit lokalem Speicher 110, der beispielsweise als herkömmliche Fest- platte bzw. HDD 111 und/oder als Flash-Speicher 112 und/oder als RAM 113 ausgebildet sein kann. Natürlich sind auch Sonderformen wie im Flash-Speicherkartenformat vorliegende Kleinstfestplatten denkbar. Flash-Speicher 112 hat dabei den Vorteil, daß eine Speicherung der Daten unabhängig vom Anlie- gen einer Versorgungsspannung möglich ist und gleichzeitig besonders leise Endgeräte 104 ermöglicht werden, da Flash- Speicher keine rotierenden oder andere mechanische Teile aufweist .
Der Speicher 110 kann dabei fest mit dem Endgerät 104 gekoppelt oder auswechselbar gestaltet sein. An den Speicher 110 der Endgeräte 104 bestehen geringere Anforderungen als an den Massenspeicher 108 hinsichtlich Redundanz und Ausfallsicherheit. Als Komfortmerkmal für den Nutzer kann vorgesehen wer- den, daß der Nutzer Sicherheitskopien der in seinem Speicher abgelegten Teile der Aufzeichnungen anfertigen kann, etwa auf einen nicht permanent im Endgerät 104 befindlichen Datenträger (beschreibbare CD oder DVD, externe Festplatte) , über Netzwerkverbindung auf einem PC oder auch in einem gesonder- ten Speicherbereich beim PVR Diensteanbieter (nicht dargestellt) .
Bei dem Endgerät bzw. CPE 104 kann es sich um eine Set-Top- Box handeln, die an ein Bildwiedergabegerät 116 angeschlossen wird. Alternativ kann das Endgerät 104 in das Bildwiedergabegerät 116 integriert sein. Das Bildwiedergabegerät 116 kann ein herkömmlicher Fernseher sein. Alternativ kann es sich um einen Monitor handeln, der selbst keinen TV-Tuner aufweist.
Das Endgerät 104 weist eine Benutzerschnittstelle 106 auf, die dem Nutzer beispielsweise dazu dient, TV-Sendungen zur Aufzeichnung auszuwählen oder sein Archiv aufgezeichneter TV- Sendungen zu verwalten. Diese Benutzerschnittstelle kann, wie auf dem Gebiet der Set-Top-Boxen üblich, so realisiert sein, daß der Nutzer Eingaben über eine Fernbedienung macht und Ausgaben über das Bildwiedergabegerät 116 angezeigt bekommt.
Hat der Nutzer eine TV-Sendung ausgewählt, wird ein Daten- satz, der eine aufzuzeichnende TV-Sendung kennzeichnet, an den netzbasierten PVR 102 gesendet, der mittels eines Schedu- lers die TV-Sendung zur Aufnahme vorsieht. Eine Nutzerdatenbank - nicht dargestellt - verwaltet die von einem Nutzer zur Aufnahme vorgesehenen Sendungen und prüft Berechtigungen des Nutzers, etwa ob der Nutzer den entsprechenden TV-Kanal abonniert hat.
Wird eine TV-Sendung ausgestrahlt, prüft der PVR Server 102, ob ein (es genügt ein einziger) Nutzer diese Sendung zur Auf- nähme vorgesehen hat. Ist dies der Fall, wird die Aufnahme vorgenommen, indem die Daten in einen lokalen und einen zentralen Teil aufgeteilt und entsprechend im Speicher 110 des Endgeräts 104 oder im Massenspeicher 108 abgelegt werden. Dabei wird vorteilhaft der überwiegende Teil der Daten zentral im Massenspeicher 108 gespeichert, die verbleibenden Daten werden an den lokalen Speicher 110 des anfordernden Endgeräts 104 gesendet. Falls an mehreren Endgeräten 104 die Sendung zur Aufnahme programmiert wurde, werden die lokalen Daten entsprechend an alle Endgeräte 104 gesendet, an welchen die Sendung zur Aufnahme programmiert wurde. Das Aufteilen der
Daten kann dabei so erfolgen, daß zumindest der zentrale Datenstrom für sich genommen kein dekodierbares Videosignal (Bild und Ton) mehr liefert. Erst wenn beide Datenmengen (aus dem Speicher 110 eines Endgeräts 104 und dem Massenspeicher 108) kombiniert werden, kann die Sendung vollständig wiedergegeben werden. Die verschiedenen Möglichkeiten zur Aufteilung der Daten in einen zentralen und einen lokalen Anteil wurden bereits ausführlich erläutert.
Zur Wiedergabe können die im Speicher 110 des auswählenden Endgeräts 104 und die im Massenspeicher 108 abgelegten Teile der Aufzeichnung im PVR Server 102 kombiniert werden. Hierzu werden zunächst die im Endgerät gespeicherten Daten an den PVR Server übertragen und dort kombiniert. Anschließend werden die komplettierten Videodaten zur Wiedergabe als Echt- zeitdatenstrom an das Endgerät 104 gesendet. Dies erlaubt die Konstruktion eines besonders einfachen Endgeräts 104 mit mi- nimaler Rechenleistung. Da die im Endgerät hinterlegte Datenmenge sehr klein sein kann (in einem Ausführungsbeispiel der Erfindung genügen einige Kilobyte pro Aufzeichnung) , wird der Nutzerwunsch nach Wiedergabe einer speziellen Sendung durch das zunächst erforderliche Übertragen der Daten an den PVR Server 102 nicht oder nur unmaßgeblich verzögert.
Alternativ können die im Speicher 110 des auswählenden Endgeräts 104 und die im Massenspeicher 108 abgelegten Teile der Aufzeichnung in Echtzeit im Endgerät 104 kombiniert werden. Auf entsprechende Nutzereingabe hin werden die unvollständigen Videodaten mittels des PVR Servers 102 aus dem Massenspeicher 108 als Nahe-Echtzeitdatenstrom an das Endgerät 104 gesendet, dort um die im Endgerät 104 gespeicherten Daten ergänzt und wiedergegeben. Nahe-Echtzeitdatenstrom bedeutet da- bei, daß je nach Art der gewählten Aufteilung der Daten zwischen lokalem Speicher 110 und Massenspeicher 108 sich auch größere Datenmengen im lokalen Speicher befinden können, etwa Intro-Sequenzen, die zunächst abgespielt werden, bevor die bis dahin gegebenenfalls gepufferten Daten aus dem Massen- Speicher 108 zur Wiedergabe aufbereitet werden. Die Übertragung der Daten an das Endgerät sollte mindestens mit der Datenrate erfolgen, mit der das Material kodiert wurde.
Werden im Speicher 110 des Endgeräts 104 Intro-Sequenzen ab- gelegt, die auch Headerinformationen umfassen, ohne die der verbleibende, im Massenspeicher 108 abgelegte Teil der Aufzeichnung nicht nutzbar ist, kann die Wiedergabe bei Nutzeranforderung ohne Verzögerung durch Netzwerkvorgänge beginnen,
da zunächst das Intro aus dem lokalen Speicher heraus wiedergegeben werden kann, während im Hintergrund die restlichen Daten aus dem Massenspeicher 108 angefordert und zur Wiedergabe aufbereitet werden. Dies kommt der Nutzererwartung ent- gegen, auf Tastendruck die Wiedergabe unverzögert beginnen zu können.
Neben den bereits genannten Möglichkeiten zur Verteilung der Daten auf Massenspeicher 108 und lokalen Speicher 110 sind dem Fachmann aus der vorstehenden ausführlichen Beschreibung der Erfindung weitere Möglichkeiten zur Verteilung sofort offensichtlich. Beispielsweise wäre es denkbar, eine Art Weit- bereichs-RAID zwischen Festplatten des Massenspeichers 108 und der lokalen Festplatte 111 oder dem lokalen Flash-Spei- eher 112 logisch zu bilden. Auch eine solche Anordnung würde bei geeigneter Definition des RAID bewirken, daß die Inhalte des Massenspeichers ohne die lokalen Inhalte nutzlos sind.
Schließlich sei darauf hingewiesen, daß sich die vorliegende Erfindung nicht nur dann anwenden läßt, wenn - wie vorstehend beschrieben - für alle Nutzer nur eine gemeinsame Kopie einer Sendung im Massenspeicher 108 hinterlegt wird, sondern auch dann, wenn für jeden Nutzer eine gesonderte Kopie einer Sendung im Massenspeicher 108 gespeichert wird. Auch in diesem Fall ist es möglich und in einigen Fällen erforderlich, die gespeicherten Sendungen in einen beim Nutzer lokal und einen beim Diensteanbieter zentral gespeicherten Teil aufzuteilen.