專利名稱：視頻顯示控制系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及具有特殊顯示格式比或?qū)捀弑鹊囊晠^(qū)并包括有測(cè)定信號(hào)的有效圖象區(qū)域的控制器，從而自適應(yīng)地顯示有效圖象區(qū)域，以便充分利用垂直視區(qū)的電視接收機(jī)。畫(huà)面可以被垂直和水平地變焦。然而，在變焦畫(huà)面的水平尺寸并未能與屏面的水平尺寸相一致情況下，畫(huà)面的水平象幅便要受限或帶有垂直邊條的顯示。本發(fā)明自適應(yīng)地對(duì)活動(dòng)圖象的格式比的變化作出響應(yīng)，以有選擇地調(diào)節(jié)壓縮或擴(kuò)展(變焦)的比例與攝取全景(pan)，以使所接收信號(hào)的有效圖象區(qū)域占滿整個(gè)視區(qū)，或在垂直方向上占滿視區(qū)。該選擇可以按電視觀眾的愛(ài)好而定，或是預(yù)先編程的。在一種可選擇方案中，電視觀眾看到占滿全屏幕的畫(huà)面是以截去部分信息內(nèi)容為代價(jià)的。在另一種可供選擇的方案中，觀眾看到具有完整信息內(nèi)容的畫(huà)面是以看到?jīng)]有利用全屏的較小畫(huà)面為代價(jià)的。
電視接收機(jī)的顯示區(qū)域典型地或者為4個(gè)單位寬度對(duì)3個(gè)單位高度的顯示格式比(稱為“4×3”或“4∶3”)，或者傳統(tǒng)認(rèn)為為“寬屏”或電影格式比的16×9(16∶9)格式比。這二種比值相對(duì)來(lái)說(shuō)為標(biāo)準(zhǔn)，盡管還有其他已知格式比。具有特定顯示格式比的接收機(jī)受這些方面的限制，即，要使以不同格式比提供的信號(hào)可以被顯示。類(lèi)似地，在要顯示多種圖象信號(hào)的場(chǎng)合，對(duì)于給定的其中一種信號(hào)所可供使用的格式比可能存在某些約束。
商業(yè)性廣播大多數(shù)往往為4×3顯示格式比(相對(duì)高些和/或窄些)，這樣傳統(tǒng)的4×3接收機(jī)的全部顯示區(qū)正好為整個(gè)畫(huà)面所占滿。因而市場(chǎng)上大多數(shù)電視產(chǎn)品具有4×3比，寬屏顯示也是已知的，例如打算用于觀看寬銀幕電影。市場(chǎng)上可買(mǎi)到以各不相同的寬高比攝制的電影節(jié)目，而16×9比(相對(duì)短些和/或?qū)捫?對(duì)于電視的寬屏格式來(lái)說(shuō)多少是個(gè)標(biāo)準(zhǔn)。
許多觀眾發(fā)現(xiàn)，4×3顯示格式，其效果不如電影的顯示格式比。且不論電視機(jī)可能放在何處，較寬格式給人一種猶如在電影院觀看的感覺(jué)，而較窄格式使觀眾感到在家里觀看電視的感覺(jué)。寬顯示格式利用它的全部區(qū)域顯示完整的電影比信號(hào)，無(wú)需例如通過(guò)電視電影設(shè)備，電視機(jī)中的處理器等去截取或畸變?cè)娪爱?huà)面。
為了在16×9顯示單元上顯示4×3信號(hào)，或在4×3顯示單元上顯示16×9信號(hào)，不是利用不了全部的顯示單元區(qū)域，就是閹割了視頻信息。所接收的畫(huà)面可以被變焦，在一個(gè)方向上占滿屏面，而在另一方向上要從信號(hào)中除去局部畫(huà)面。例如，4×3信號(hào)的頂部和底部可以被截除，而其余部分占滿16×9格式顯示區(qū)，或者可以截除16×9信號(hào)的側(cè)邊部分，而其余部分占滿4×3區(qū)域。一般說(shuō)，人們所關(guān)心的是寬度對(duì)高度之比而不是對(duì)信號(hào)放大或壓縮的任何需求。
不去簡(jiǎn)單地截除信號(hào)，而是通過(guò)自動(dòng)地，或者在電視電影機(jī)操作者控制之下，將畫(huà)面作上下移動(dòng)，或從一側(cè)移向另一側(cè)，以免丟失畫(huà)面中的重要信息，這已為人所知。人們也已知可閹割被顯示的信號(hào)，例如在水平方向壓縮16×9信號(hào)，從而在4×3顯示單元上顯示，正如在商業(yè)廣播(4×3)中顯示寬銀幕(16×9)電影的片頭字幕時(shí)，常會(huì)看到的那樣。截取，移動(dòng)畫(huà)面和畸變都會(huì)刪去內(nèi)容和/或?qū)Ξ?huà)面的質(zhì)量有不良影響。
當(dāng)要在不同格式比的顯示單元上不作截除或畸變的情況下，顯示一種格式比的有效視頻信號(hào)時(shí)，所顯示的信號(hào)就占據(jù)不滿全部可供使用的屏幕區(qū)。顯示單元上未被使用的區(qū)域是消隱區(qū)或使其顯示背景彩色褪光。然而，這個(gè)邊框區(qū)可以被利用，例如與主畫(huà)面同時(shí)地顯示另一畫(huà)面，或者顯示文本信息。
在所謂的“字幕區(qū)”(“l(fā)etterbox”)格式中，寬格式比圖象在窄格式比顯示單元的全寬度上顯示，而頂部和/或底部區(qū)域假定被用作顯示例如風(fēng)暴警告，新聞警告等電文。可使這種功能能由觀眾隨意選擇。寬格式的電影要進(jìn)行無(wú)畸變或無(wú)截除的商業(yè)廣播，可由廣播電臺(tái)將其變換為字幕區(qū)格式，從而使其能在常規(guī)的4×3電視機(jī)屏幕上顯示。廣播電臺(tái)實(shí)際上加上了消隱的或暗淡的頂部和底部邊框，并以4×3復(fù)合圖象信號(hào)形成播送組合的畫(huà)面和邊框。假定標(biāo)準(zhǔn)的16×9和4×3比，在每場(chǎng)中只有181水平行用于顯示主圖象，那未其余行即為暗淡灰色或黑色邊框。這些邊框可看為類(lèi)似于與主畫(huà)面同時(shí)顯示的來(lái)自第二圖象源的一個(gè)畫(huà)面。
調(diào)節(jié)格式比，尤其在要同時(shí)顯示多個(gè)有效圖象源時(shí)可能是個(gè)復(fù)雜的問(wèn)題。例如可能必須根據(jù)非同步的同時(shí)顯示的源產(chǎn)生一致的定時(shí)信號(hào)，從而在掃描期間在多個(gè)源之間切換，產(chǎn)生多個(gè)畫(huà)面顯示和/或從較高分辨率圖象數(shù)據(jù)信號(hào)提供較低分辨率的經(jīng)壓縮的顯示。
從PCT申請(qǐng)WO9119390中可以了解到，可以自動(dòng)地感測(cè)字幕區(qū)格式下的信號(hào)，隨后放大字幕區(qū)圖象以填滿寬格式比屏幕。這一已有技術(shù)文件公開(kāi)了一種自動(dòng)字幕區(qū)檢測(cè)器，但它并沒(méi)有建設(shè)任何連續(xù)檢測(cè)有效視頻的第一和最后行的裝置。
對(duì)比文件JP03-262389公開(kāi)了一種控制電路，以根據(jù)視頻信號(hào)和顯示屏有選擇地放大視頻信號(hào)。但是它卻沒(méi)有建議連續(xù)地檢測(cè)有效視頻中的第一行和最后的行的裝置。
本發(fā)明的一個(gè)方面是自動(dòng)地調(diào)節(jié)顯示圖象源信號(hào)的裝置，從而自適應(yīng)地接納在預(yù)定范圍內(nèi)的任何顯示格式比，圖象源信號(hào)的有效部分被垂直方向擴(kuò)展和對(duì)中，以使其占滿顯示屏。
本發(fā)明的另一方面是重復(fù)地檢測(cè)圖象源信號(hào)中有效圖象的第一行和最后行，并計(jì)算變焦度(zoom lovel)和使現(xiàn)行有效圖象占滿顯示區(qū)的攝取位置，從而對(duì)寬高比的變化自適應(yīng)地作出響應(yīng)。
本發(fā)明的還有一個(gè)方面是以下述方式實(shí)現(xiàn)對(duì)視頻信號(hào)的調(diào)節(jié)，即，不受虛假的行讀數(shù)和消隱或其他方式無(wú)用屏的影響。
依照本發(fā)明的一種結(jié)構(gòu)，輸入信號(hào)按用戶選擇或經(jīng)編程，被連續(xù)地和自適應(yīng)地從不論何種有效圖象顯示格式比轉(zhuǎn)變?yōu)槔萌靠捎么怪逼羺^(qū)的顯示格式。即使在觀看期間顯示格式比發(fā)生變化，例如在字幕區(qū)格式信號(hào)中邊框字幕的出現(xiàn)或以后消失，或者輸入信號(hào)從字幕區(qū)格式變?yōu)槌Ｒ?guī)格式或反之，電視機(jī)依照本發(fā)明重新計(jì)算定時(shí)和顯示參數(shù)，在接連的場(chǎng)上調(diào)節(jié)，達(dá)到可用顯示區(qū)的最佳利用。本發(fā)明從具有類(lèi)似或不同的格式比的單個(gè)或多個(gè)非同步源提供高分辨率的單個(gè)和多個(gè)畫(huà)面顯示，同時(shí)其顯示格式比是可選擇的，這一切都以連續(xù)和自適應(yīng)進(jìn)行為基礎(chǔ)。
正如本文描述的寬屏電視可以具有例如16×9的顯示格式比。本發(fā)明提供以更大靈活性顯示以字幕區(qū)格式接收信號(hào)的可能性。原先以16×9寬高比產(chǎn)生的但已被轉(zhuǎn)變?yōu)樽帜粎^(qū)圖象(例如4×3圖象，而圍繞該有效圖象的是消隱的頂部和底部邊框的信號(hào)可以被放大或擴(kuò)展，使有效圖象占滿屏面，而保持其原有寬高比。
有效圖象的寬高比大于顯示屏的比(例如，20∶9源對(duì)16∶9屏)的源垂直方向占滿屏而水平方向被截除。寬高比小于屏的寬高比的源，其水平方向占滿屏而垂直方向被截除。4×3廣播信號(hào)中用于暗淡邊框的這些部分被自動(dòng)截除。使情況變化時(shí)自適應(yīng)地進(jìn)行校正，重新計(jì)算變焦和移動(dòng)的范圍。
依照一種發(fā)明的結(jié)構(gòu)，圖象顯示控制系統(tǒng)對(duì)具有不同顯示格式比的字幕區(qū)格式輸入圖象信號(hào)的檢測(cè)作出響應(yīng)自動(dòng)控制圖象顯示。檢測(cè)電路連續(xù)地檢測(cè)圖象信號(hào)中有效圖象的第一行和最后行。存儲(chǔ)器儲(chǔ)存與有效圖象的第一行和最后行相對(duì)應(yīng)的掃描行號(hào)。從有效圖象的第一行和最后行的掃描行號(hào)可以決定畫(huà)面的高度。畫(huà)面高度表示出字幕區(qū)輸入的顯示格式比。一比較電路將畫(huà)面高度與對(duì)應(yīng)于字幕區(qū)輸入信號(hào)的期望最寬顯示格式比的閾值相比較。例如，為微處理器的控制電路可操作在第一操作模式即除畫(huà)面高度超過(guò)閾值以外，啟動(dòng)存儲(chǔ)器連續(xù)刷新所存儲(chǔ)的掃描行號(hào)也可操作在第二操作模式，即當(dāng)檢測(cè)到有效圖象的圖象行所對(duì)應(yīng)的掃描行號(hào)小于所存儲(chǔ)的第一行或大于所存儲(chǔ)的最后行時(shí)能啟動(dòng)存儲(chǔ)器刷新所存儲(chǔ)的掃描行號(hào)。相應(yīng)于畫(huà)面高度控制顯示裝置上的至少一種畫(huà)面尺寸和畫(huà)面截取。在第二操作模式以后，啟動(dòng)第一操作模式的電路可以自動(dòng)或手動(dòng)地操作。該系統(tǒng)可自適應(yīng)地在最大可供顯示區(qū)上或以最大垂直高度的方式顯示輸入圖象信號(hào)，而不論用于字幕區(qū)的特定寬高比，也不論文字之類(lèi)所占據(jù)的邊框范圍如何。
依照另一種發(fā)明結(jié)構(gòu)的圖象顯示控制系統(tǒng)包括有第一顯示格式比的圖象顯示器。一畫(huà)面高度電路從具有第二種顯示格式比的輸入圖象信號(hào)測(cè)定有效畫(huà)面高度。一檢測(cè)電路根據(jù)視頻信號(hào)中有效圖象畫(huà)面高度識(shí)別字幕區(qū)格式，并測(cè)定字幕區(qū)畫(huà)面的顯式格式比。一放大控制電路可操作在第一操作模式，將畫(huà)面尺寸放大直至基本占滿整個(gè)顯示屏，而盡管會(huì)造成畫(huà)面截除，也可操作在第二操作模式，將畫(huà)面尺寸放大到基本上在垂直方向占滿顯示屏，盡管會(huì)造成部分顯示屏未被使用。在兩種操作模式中，垂直移動(dòng)控制電路自動(dòng)將畫(huà)面對(duì)中。檢測(cè)器可以識(shí)別字幕區(qū)格式畫(huà)面的顯示格式比。對(duì)所識(shí)別的顯示格式比作出響應(yīng)的電路控制所放大畫(huà)面的圖象寬高比的變化。偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)通過(guò)改變場(chǎng)掃描速率可控制垂直尺寸，通過(guò)改變水平圖象擴(kuò)展和壓縮可控制水平尺寸，而通過(guò)改變相位上垂直復(fù)位控制畫(huà)面攝取位置。
字幕區(qū)圖象信號(hào)可以認(rèn)為由三個(gè)區(qū)域組成(假定有效圖象位于垂直中間位置，不是位于最頂部或最底部(。標(biāo)為A、B和C的三個(gè)區(qū)域是這樣的A區(qū)和C區(qū)沒(méi)有有效圖象，或暗淡的彩色圖象亮度小于亮度或亮度可變性的預(yù)定的閾值。這些邊框?qū)?yīng)于相對(duì)暗或無(wú)特色的條。B區(qū)有有效圖象，或至少圖象亮度大于預(yù)定的亮度閾值，而且典型地相應(yīng)于兩個(gè)暗條之間的畫(huà)面有明顯變化。A區(qū)、B區(qū)和C區(qū)的各自時(shí)間間隔是所使用的特定字幕區(qū)格式的函數(shù)，所使用的字幕區(qū)格式可以是例如從5×3至24×9的范圍，常用的16×9比就在這范圍中。
對(duì)于16×9字幕區(qū)格式，A區(qū)和C區(qū)的水平行時(shí)間間隔均大約為20行。字幕區(qū)檢測(cè)器檢測(cè)A區(qū)和/或C區(qū)的亮度同時(shí)計(jì)數(shù)水平行數(shù)。假如在A區(qū)和/或C區(qū)檢測(cè)到有效圖象，或至少一個(gè)最低的圖象亮度，則字幕區(qū)檢測(cè)器發(fā)出輸出信號(hào)，存儲(chǔ)現(xiàn)在的水平掃描行計(jì)數(shù)，用以重新計(jì)算轉(zhuǎn)換比，使得有效圖象的首行和未行處于顯示屏上的預(yù)定點(diǎn)，通常或者位于最高點(diǎn)和最低點(diǎn)，或者位于使屏上全部水平寬度被圖象占滿的各自高度上。最好用戶可隨意選擇該裝置影響顯示的方式，例如使用戶想要時(shí)能選擇黑色邊框的顯示，或者截除，壓縮、擴(kuò)展或上述幾種的組合。
通過(guò)對(duì)所接收信號(hào)的寬高比的變化均衡地作出響應(yīng)來(lái)改善檢測(cè)器的操作。一旦對(duì)顯示的信號(hào)已確立特定的寬高比信號(hào)，而此后顯示區(qū)外檢測(cè)到有效圖象(例如，在輸入信號(hào)的字幕區(qū)邊框中顯示的字幕)，該顯示在經(jīng)歷若干相連的幀轉(zhuǎn)換為新的比例。最好，這個(gè)變化是通過(guò)對(duì)顯示比例上變化遞增地或均衡地作出響應(yīng)而達(dá)到的，使得在經(jīng)歷若干接連的幀，畫(huà)面作了適當(dāng)擴(kuò)展或壓縮。該遞增變化量可以與為達(dá)到新的寬高比而要求的校正范圍有關(guān)。為了減少明顯的抖動(dòng)等，在進(jìn)行校正之前可以確定最小行計(jì)數(shù)閾值。
最好通過(guò)對(duì)圖象場(chǎng)中每行計(jì)算二個(gè)梯度來(lái)檢測(cè)最高和最低有效圖象區(qū)。為了計(jì)算這二個(gè)梯度需要以下四個(gè)值；現(xiàn)行行的最大和最小值，先前行的最大和最小值。指定為正梯度的第一梯度由通過(guò)從現(xiàn)行行的最大值減去先前行的最小值產(chǎn)生。指定為負(fù)梯度的第二梯度是通過(guò)從先前行的最大值減去現(xiàn)行行的最小值產(chǎn)生。二個(gè)梯度中任一個(gè)可為正值或負(fù)值，這取決于景物內(nèi)容，但是二個(gè)梯度中的負(fù)值可以忽略不計(jì)。這是因?yàn)樵谀硶r(shí)刻只可能有一個(gè)梯度為負(fù)值，而正的梯度的大小總是大于或等于該梯度的值大小，由于沒(méi)有必要計(jì)算梯度的絕對(duì)值故簡(jiǎn)化了電路。假如任一梯度具有超過(guò)可編程閾值的正值，認(rèn)為圖象存在于或者現(xiàn)行行或者先前行。這些值可被微處理器使用，以決定字幕區(qū)格式中是否有圖象源和決定各自的行號(hào)。只要設(shè)置有圖象垂直對(duì)中的裝置便可以僅對(duì)圖象的頂部(或底部)進(jìn)行該計(jì)算。其實(shí)有效圖象的檢測(cè)是梯度的函數(shù)，而不是亮度絕對(duì)值的函數(shù)，因此該裝置能檢測(cè)預(yù)定暗色的無(wú)用邊框，盡管邊框仍有相當(dāng)?shù)?但不變的)亮度。
類(lèi)似地，水平方向兩側(cè)的有效圖象區(qū)可以通過(guò)對(duì)在接連的水平行的開(kāi)始或結(jié)束處相鄰象素或象素組計(jì)算梯度來(lái)決定。而且，假如畫(huà)面對(duì)中則僅需對(duì)一側(cè)進(jìn)行計(jì)算即可。


圖1(2)-1(f)表明寬屏電視的不同顯示格式，而圖1(d)表明本文所使用的一些術(shù)語(yǔ)。
圖2是依照本發(fā)明的諸方面的適于工作在2fH水平掃描下的寬屏幕電視的方塊圖。
圖3是實(shí)施依照?qǐng)D2的電視所用門(mén)陣列的方塊圖；該圖示出了主、輔信號(hào)通道和輸出信號(hào)通道。
圖4是對(duì)圖2中所示偏轉(zhuǎn)電路的方塊圖和電路圖的組合。
圖5和6是用于說(shuō)明自動(dòng)字幕區(qū)檢測(cè)器工作的圖表。
圖7是結(jié)合圖5和圖6一起解釋的自動(dòng)字幕區(qū)檢測(cè)器的方塊圖。
圖8是實(shí)現(xiàn)自動(dòng)字幕區(qū)檢測(cè)器的一個(gè)可供選擇的電路方塊圖。
圖9是包括自動(dòng)字幕區(qū)檢測(cè)器的垂直尺寸控制電路的方塊圖。
圖10是用于解釋依照一種發(fā)明結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)自適應(yīng)字幕區(qū)顯示方式的流程圖。
圖11(a)是圖表，而圖11(b)是流程圖，一起用于說(shuō)明在中斷以后再實(shí)現(xiàn)自適應(yīng)字幕區(qū)顯示的方式。
圖1的四張畫(huà)面說(shuō)明依照不同發(fā)明結(jié)構(gòu)可以實(shí)現(xiàn)的一組子畫(huà)面的顯示格式。16×9和4×3二種基本格式互相重疊地顯示，作為具有不同寬高比的重疊格式的一個(gè)例子。依照本發(fā)明，相互重疊的格式無(wú)需被限制在任何特定的尺寸，因?yàn)橐勒毡景l(fā)明的裝置自動(dòng)化檢測(cè)有效圖象寬高比，最佳地利用顯示尺寸。
圖1．(a)說(shuō)明其上可顯示圖象的具有較寬(例如16×9)顯示格式比的，例如直視式或投影式的電視。當(dāng)4×3畫(huà)面被發(fā)送和顯示時(shí)，如圖1(b)所示，無(wú)效圖象區(qū)顯示為位于橫向兩側(cè)出現(xiàn)的垂直黑色、灰色暗條。同樣地，如圖1(c)所示，當(dāng)在4×3格式顯示屏上顯示16×9畫(huà)面時(shí)，無(wú)效圖象區(qū)出現(xiàn)為位于頂部和底部的水平條。圖1(c)所示這種結(jié)構(gòu)可被編碼在來(lái)自一源的圖象信號(hào)中，因此該信號(hào)通常被稱為是以字幕區(qū)格式的。在這種情況下，因?yàn)楸仨毤炔唤爻膊粔嚎s圖象信息地顯示全部水平行信息，所看到的畫(huà)面在垂直方向上小于可用的顯示區(qū)。假如16×9顯示格式比源在發(fā)送之前被轉(zhuǎn)換，因此它能占滿4×3顯示格式的視區(qū)的垂直范圍，從圖1(b)可清楚看到，或者將左側(cè)和/或右側(cè)的信息截除，或者可選擇壓縮信息，那未所造成的畫(huà)面會(huì)由于相對(duì)的垂直放大(等價(jià)于相對(duì)水平壓縮)而有明顯畸變。另一個(gè)可供選擇的方案是，也可移動(dòng)所顯示的信號(hào)位置，然而所有這些可選方案或者刪去或者改變了信號(hào)的本貌，沒(méi)有一種方案特別有吸引力。
本發(fā)明的自動(dòng)字幕區(qū)檢測(cè)系統(tǒng)自動(dòng)地垂直擴(kuò)展和對(duì)中具有可變寬高比的字幕區(qū)源，以在保持原有的寬高比的同時(shí)在垂直方向占滿電視屏。具有大于16∶9寬高比的源在水平方向被截除，而具有小于16∶9寬高比的源以可見(jiàn)側(cè)條形式顯示出來(lái)。通過(guò)改變場(chǎng)掃描速率控制垂直變焦；通過(guò)改變水平擴(kuò)展/壓縮控制水平變焦；和通過(guò)改變垂直復(fù)位脈沖的相位來(lái)調(diào)節(jié)垂直移動(dòng)。在初始變焦以后，假如在不顯示畫(huà)面的區(qū)域檢測(cè)到有效圖象，該系統(tǒng)重新計(jì)算并刷新這些參數(shù)，來(lái)自檢測(cè)電路的行號(hào)要經(jīng)篩選，以消除虛假的讀數(shù)，而消隱的或無(wú)效(invalid)屏不予理會(huì)。
參閱圖1(d)，第一行號(hào)(在現(xiàn)行場(chǎng)上檢測(cè)到的有效圖象的第一行)從字幕區(qū)檢測(cè)電路的寄存器中得到，最后行號(hào)也同樣如此。同樣地，得到圖象起始行(在上字幕區(qū)和有效圖象區(qū)之間的行號(hào))和圖象終止行(劃定下字幕區(qū)界限)。畫(huà)面高度可以由終止行號(hào)和起始行號(hào)之差值求得，而中央行號(hào)則由這二行號(hào)平均值求得。屏中心就是位于屏中央的行號(hào)，而且最好在待顯示中央行號(hào)位置上的那點(diǎn)。
為消除錯(cuò)誤，畫(huà)面高度要與預(yù)期會(huì)遇到的最大寬高比(典型為24∶9)所對(duì)應(yīng)的最小高度閾值相比較。當(dāng)超出這個(gè)閾值時(shí)，就假定現(xiàn)行畫(huà)面是消隱的或現(xiàn)行行號(hào)是無(wú)效的，無(wú)需根據(jù)這些值進(jìn)行調(diào)節(jié)。
為消除抖動(dòng)，畫(huà)面參數(shù)的現(xiàn)行值和先前值之間的差值要與變化閾值相比較。當(dāng)差值小于閾值時(shí)，所引起的變化不保證刷新這些參數(shù)。當(dāng)請(qǐng)求刷新有效圖象的第一行號(hào)和最后行號(hào)的值時(shí)，字幕區(qū)檢測(cè)器寄存器被取樣。這種情況的發(fā)生對(duì)于多幀不超過(guò)每幀一次。其結(jié)果要經(jīng)濾波，例如經(jīng)過(guò)二級(jí)中間濾波器，用于決定在有效圖象和字幕區(qū)之間的界限。
當(dāng)字幕區(qū)圖象源顯示，并希望有效圖象在垂直方向占滿全屏?xí)r，由用戶啟動(dòng)該系統(tǒng)。一經(jīng)啟動(dòng)，從現(xiàn)行畫(huà)面的第一行號(hào)和最后行號(hào)算得畫(huà)面高度和畫(huà)面中央。假如畫(huà)面高度小于最小高度閾值，系統(tǒng)連續(xù)刷新畫(huà)面高度，直至超過(guò)閾值。這就使系統(tǒng)不去理會(huì)消隱畫(huà)面和錯(cuò)誤的第一行號(hào)和最后行號(hào)。
圖1(c)和1(f)的比較表示本發(fā)明的實(shí)際作用。在圖1(c)中有效字幕區(qū)源信號(hào)已被放大所要求的量，以占滿寬格式顯示屏。在圖示的實(shí)施例中，在水平和垂直兩個(gè)方向的變焦(它們?cè)诒壤鲜窍嗟鹊?，以保持有效圖象信號(hào)的寬高比)至這樣的地步，即，正好配合寬屏顯示區(qū)的尺寸。也有可能接收到寬高比大于顯示區(qū)寬高比的有效圖象信號(hào)，在這種情況下，占滿垂直區(qū)就會(huì)使水平圖象的邊緣被截去。
倘若在字幕區(qū)出現(xiàn)有效圖象，例如在圖1(f)所示的風(fēng)暴報(bào)警，有效圖象的最后行號(hào)就變化。因此，系統(tǒng)刷新中心行號(hào)和放大的范圍，使得新的最后圖象行出現(xiàn)在顯示區(qū)的底部。這操作不同于簡(jiǎn)單地從一種格式比轉(zhuǎn)換為另一種，因?yàn)槿鐖D1(f)所示，放大和位置選取是自適應(yīng)地進(jìn)行，并按要求占滿顯示屏以適應(yīng)變化的情況。由字幕提供的附加有效圖象區(qū)的作用是這樣改變有效圖象的寬高比，使得有效圖象寬高比小于顯示屏的比。因此，垂直方向的完整信號(hào)被顯示，而帶有側(cè)條。
以4×3顯示格式比信號(hào)所載的16×9顯示格式比字幕區(qū)畫(huà)面可以通過(guò)行數(shù)加倍或行數(shù)增加的方法逐行掃描，從而提供具有足夠垂直分辨率的更大的顯示畫(huà)面。按照本發(fā)明，寬屏電視可顯示這種來(lái)自一個(gè)主源、一個(gè)或多個(gè)輔助源或一個(gè)外部RGB源的16×9顯示格式比信號(hào)。
也可以各種方式利用顯示屏上無(wú)效圖象區(qū)。例如，無(wú)效區(qū)有時(shí)用作諸如以字幕區(qū)格式廣播的天氣和新聞報(bào)告之類(lèi)的文字信息。無(wú)效區(qū)可以具有附加的一個(gè)重疊畫(huà)面，例如作為先看一下的另一頻道節(jié)目。在調(diào)節(jié)具有無(wú)圖象區(qū)的源被顯示時(shí)，本發(fā)明并不象關(guān)心將通過(guò)電視機(jī)在調(diào)節(jié)具有無(wú)效區(qū)的源的過(guò)程中使其顯示為無(wú)效區(qū)的量那樣關(guān)心無(wú)效圖象區(qū)的具體使用。
在輔助圖象信號(hào)處理通道中數(shù)據(jù)取樣限制使得高分辨率畫(huà)面的產(chǎn)生變得復(fù)雜，其畫(huà)面在尺寸上與主圖象信號(hào)顯示一樣大。為克服這些困難可發(fā)展各種方法。
圖2中示出組合有本發(fā)明結(jié)構(gòu)的，適應(yīng)于以2fH行掃描操作的寬屏電視的總方塊圖，并總體標(biāo)為10。電視10一般包括圖象信號(hào)輸入部分20、機(jī)芯或TV微處理器216、具有寬屏處理器309的寬屏處理器30，1fH至2fH的變換器40，偏轉(zhuǎn)電路50、RGB接口60、YUV至RGB變換器240、顯象管驅(qū)動(dòng)器242、直視或投影式顯象管244和電源70。為說(shuō)明方便起見(jiàn)，將各種電路分為不同功能方塊的電路組，而不打算局限于這些電路的具體位置、包裝或相互之間的特定連接。
圖象信號(hào)輸入部分20自適應(yīng)地接收來(lái)自不同圖象源的許多復(fù)合圖象信號(hào)。這些圖象信號(hào)可以用開(kāi)關(guān)選擇作為主和輔助圖象信號(hào)顯示。RF開(kāi)關(guān)204有二個(gè)天線輸入端ANT1和ANT2。這些表示用作架空(off-air)天線接收和電纜接收的輸入端。RF開(kāi)關(guān)204控制哪個(gè)天線輸入端信號(hào)供給第一調(diào)諧器206和第二調(diào)諧器208。第一調(diào)諧器206的輸出即為單片控制器202的輸入，單片控制器執(zhí)行與調(diào)諧行和場(chǎng)偏轉(zhuǎn)和圖象控制有關(guān)的一系列功能。所示的特定單芯片型號(hào)為T(mén)A7730。源自第一調(diào)諧器206的信號(hào)在單芯片中產(chǎn)生的基帶圖象信號(hào)VI DEO OUT輸入至圖象開(kāi)關(guān)200和寬屏處理器30的TV1輸入端。圖象開(kāi)關(guān)200的其他基帶圖象輸入端標(biāo)為AUX1和AUX2。這些可以用于視頻攝象機(jī)、激光唱機(jī)、錄象機(jī)、游戲機(jī)等。圖象開(kāi)關(guān)200的輸出標(biāo)為S WI TCHED VI DEO，受機(jī)芯或TV微處理器216的控制。S WI TCHED VIDEO是寬屏處理器30的另一輸入端。
寬屏處理器30的開(kāi)關(guān)SW1在TV1和S WI TCHED VIDIO信號(hào)間選擇，以選出SELECTED COMP OUT圖象信號(hào)的來(lái)源，SELECTED COMP OUT圖象信號(hào)為Y/C解碼器210的一個(gè)輸入信號(hào)。Y/C解碼器210可作為自適應(yīng)行梳狀濾波器實(shí)現(xiàn)。還有兩個(gè)圖象源S1和S2也是Y/C解碼器210的輸入。S1和S2表示不同的S-VHS源，每個(gè)源由分開(kāi)的亮度和色度信號(hào)組成一個(gè)象在某些自適應(yīng)行梳狀濾波器中被組合為Y/C解碼器的部分，或者也可以作為單獨(dú)的開(kāi)關(guān)實(shí)施的開(kāi)關(guān)，對(duì)TV微處理器216作出響應(yīng)，以選擇一對(duì)亮度和色度信號(hào)作為分別標(biāo)以Y-M和C-IN的輸出信號(hào)。所選的亮度和色度信號(hào)對(duì)此后就被看作主信號(hào)，并經(jīng)主信號(hào)通道處理。包括-M或-MN的信號(hào)標(biāo)志屬于主信號(hào)通道。色度信號(hào)C-IN由寬屏處理器再送回至單芯片202，用以產(chǎn)生色差信號(hào)U-M和V-M。此處，U是(R-Y)的等價(jià)表示，V是(B-Y)的等價(jià)表示。Y-M、U-M和V-M信號(hào)在寬屏處理器中變換為數(shù)字形式，供進(jìn)一步信號(hào)處理用。
功能上定義為寬屏處理器30的部分的第二調(diào)諧器208產(chǎn)生基帶圖象信號(hào)TV2。開(kāi)關(guān)SW2在TV2和S WI TCHEO VIDEO信號(hào)之間選擇至Y/C解碼器220的輸入信號(hào)。Y/C解碼器220可作為自適應(yīng)行梳狀濾波器來(lái)實(shí)施。開(kāi)關(guān)SW3和SW4在Y/C解碼器220的亮度和色度輸出和分別標(biāo)為Y-EXT和C-EXT的外部圖象源的亮度和色度信號(hào)之間選擇。Y-EXT和C-EXT信號(hào)與S-VHS輸入S1相對(duì)應(yīng)。Y/C解碼器220和開(kāi)關(guān)SW3和SW4可以被組合為某些自適應(yīng)行梳狀濾波器。開(kāi)關(guān)SW3和SW4的輸出此后被認(rèn)為是輔助信號(hào)，經(jīng)輔助信號(hào)通道處理。所選的亮度輸出標(biāo)為Y-A。包括-A、-AX和-AUX的信號(hào)標(biāo)志屬于輔助信號(hào)通道。所選的色度信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)樯钚盘?hào)U-A和V-A。Y-A、U-A和V-A信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)閿?shù)字形式供進(jìn)一步的信號(hào)處理用。主、輔信號(hào)通道中視頻信號(hào)源的切換結(jié)構(gòu)在處理不同畫(huà)面顯示格式的不同部分的源的選擇上具有極大靈活性。
與Y-M所對(duì)應(yīng)的復(fù)合同步信號(hào)COMP SYNC經(jīng)由寬屏處理器供給同步分離器212。分別為H和V的行和場(chǎng)同步分量是場(chǎng)脈沖分頻電路214的輸入。場(chǎng)脈沖分頻電路產(chǎn)生直接送往寬屏處理器30的場(chǎng)復(fù)位信號(hào)。寬屏處理器產(chǎn)生內(nèi)部場(chǎng)復(fù)位輸出信號(hào)INT VERT RST OUT，送至RGB接口60。RGB接口60包括開(kāi)關(guān)裝置，該開(kāi)關(guān)裝置在內(nèi)部場(chǎng)復(fù)位輸出信號(hào)和外部RGB源的場(chǎng)同步分量之間選擇，產(chǎn)生經(jīng)選出的場(chǎng)同步分量SEL-VERT-SYNC，送至偏轉(zhuǎn)電路50。輔助圖象信號(hào)的行和場(chǎng)同步信號(hào)由寬屏處理器中同步分離器250產(chǎn)生。
1fH至2fH變換器40負(fù)責(zé)將隔行掃描的圖象信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)橹鹦袙呙璧姆歉粜行盘?hào)，例如，每個(gè)水平行被顯示二次，或通過(guò)對(duì)同一場(chǎng)插入相鄰水平行，產(chǎn)生附加的一組水平行。在某些例子中，有選擇地使用先前行或插入行取決于在相鄰場(chǎng)或幀之間檢測(cè)到的移動(dòng)程度。變換器電路40配合圖象RAM420一起操作。圖象RAM可用于存儲(chǔ)一幀中一場(chǎng)或多場(chǎng)，從而能夠進(jìn)行逐行顯示。在圖2中所示標(biāo)為信號(hào)Y-2fH、U-2fH和V-2fH的經(jīng)變換的圖象數(shù)據(jù)加到RGB接口60。
RGB接口60使通過(guò)圖象信號(hào)輸入部分能夠選擇經(jīng)變換的圖象數(shù)據(jù)或外部RGB圖象數(shù)據(jù)供顯示。人們認(rèn)為外部RGB信號(hào)是適應(yīng)于2fH掃描的寬顯示格式比信號(hào)。主信號(hào)的場(chǎng)同步分量由寬屏處理器的INT VERTRSTOUT輸出供給RGB接口，使對(duì)應(yīng)于主圖象或外部圖象的已選場(chǎng)同步信號(hào)能供偏轉(zhuǎn)電路50使用。寬屏電視的操作通過(guò)產(chǎn)生內(nèi)部/外部控制信號(hào)INT/EXT使用戶能夠選擇外部RGB信號(hào)。然而，選擇外部RGB信號(hào)輸入倘若又無(wú)這種信號(hào)時(shí)可導(dǎo)致光柵的垂直收縮，有可能損壞陰極射線管或投影管。因此，RGB接口電路檢測(cè)外部同步信號(hào)的存在，越過(guò)對(duì)不存在的外部RGB輸入的選擇以避免這種損害。WSP微處理器(WSPμp309)為外部RGB信號(hào)提供彩色和色調(diào)控制。
寬屏處理器30可包括畫(huà)中畫(huà)處理器301，用以對(duì)輔助圖象信號(hào)進(jìn)行特殊信號(hào)處理。術(shù)語(yǔ)畫(huà)中畫(huà)(picture-in-picture)往往英文縮寫(xiě)為PIP或pix-in-pix。對(duì)于這功能，門(mén)陣列300以相當(dāng)多種類(lèi)的可能顯示格式組合主和輔圖象信號(hào)數(shù)據(jù)，例如輔助信號(hào)在主顯示區(qū)上顯示或在無(wú)效圖象邊框區(qū)顯示。畫(huà)中畫(huà)處理器301和門(mén)陣列300在寬屏微處理器(WS Pμp)的控制之下。WSP微處理器通過(guò)串行總線對(duì)TV微處理器2l6作出響應(yīng)。串行總線包括數(shù)據(jù)、時(shí)鐘信號(hào)、啟動(dòng)信號(hào)和復(fù)位信號(hào)的信號(hào)通道。寬屏處理器30還產(chǎn)生復(fù)合垂直消隱/復(fù)位信號(hào)，作為三電平槽頂(sandcastle)信號(hào)。另一可選擇的，場(chǎng)消隱信號(hào)和復(fù)位信號(hào)可以作為分開(kāi)的信號(hào)產(chǎn)生。復(fù)合消隱信號(hào)由視頻信號(hào)輸入部分供給RGB接口。
在圖4中更詳細(xì)地示出的偏轉(zhuǎn)電路50從寬屏處理器接收?qǐng)鰪?fù)位信號(hào)，從RGB接口接收所選的2fH行同步信號(hào)和從寬屏處理器接收附加的控制信號(hào)。這些附加控制信號(hào)與行相位調(diào)整、場(chǎng)尺寸調(diào)節(jié)和東西枕形校正有關(guān)。偏轉(zhuǎn)電路50給寬屏處理器30,1fH至2fH變換器40和YUV至RGB變換器240提供2fH回掃脈沖。
整個(gè)寬屏電視的工作電壓由電源70產(chǎn)生，電源70可由交流市電電流供電。
再參閱圖2，寬屏處理器的主要部件為門(mén)陣列300、畫(huà)中畫(huà)電路301、模/數(shù)和數(shù)/模轉(zhuǎn)換器(示圖示)、第二調(diào)諧器208、寬窄處理器微處理器和寬屏輸出編碼器。門(mén)陣列300和所包括信號(hào)通道和功能在圖3中有更詳細(xì)的圖示。門(mén)陣列300負(fù)責(zé)對(duì)來(lái)自主和輔信號(hào)通道的圖象信息進(jìn)行組合，以實(shí)現(xiàn)復(fù)合的寬屏顯示，例如在屏上顯示具有畫(huà)中畫(huà)或其他多源顯示格式的圖象。借助一個(gè)追蹤所選源的1fH信號(hào)的鎖相環(huán)可為門(mén)陣列提供時(shí)鐘信息。主圖象信號(hào)以模擬形式，YUV格式供給寬屏處理器，即為如圖2所示來(lái)自Y/C解碼器210和單芯片202的標(biāo)為Y-M、U-M和V-M的信號(hào)。這些信號(hào)使用A/D和D/A轉(zhuǎn)換器的已知方法(未圖示)按需要從模擬變?yōu)閿?shù)字形式供數(shù)字控制用，并以后又從數(shù)字變?yōu)槟M形式以供讀出所需的圖象信息。
一般用符號(hào)U和V表示色度分量信號(hào)，U和V可以被指定為或表示R-Y或B-Y信號(hào)，或者表示I和Q信號(hào)。所取樣的亮度帶寬限于8MHz，因?yàn)橄到y(tǒng)時(shí)鐘頻率是1024fH或大約為16MHz。一個(gè)單獨(dú)的模/數(shù)變換器和一個(gè)模擬開(kāi)關(guān)可被多路傳輸，對(duì)色度分量數(shù)據(jù)取樣，因?yàn)閁和V信號(hào)被限為500KHz，或?qū)挾葹?的1.5MHz。在每個(gè)水平圖象行的起始處可以產(chǎn)生行脈沖的開(kāi)始，使多路傳輸結(jié)構(gòu)同步，然后在水平行掃描期間觸發(fā)，使Y和UV數(shù)據(jù)該被移位，以正確地將取樣配對(duì)。每個(gè)UV對(duì)表示一個(gè)矢量，必須與同一矢量的相對(duì)應(yīng)的V元素配對(duì)，以防止彩色偏移。
PIP電路和/或門(mén)陣列可以包括用于在數(shù)據(jù)被壓縮情況下仍能提高被重疊在畫(huà)面上的輔助數(shù)據(jù)的分辨率的裝置，人們已經(jīng)開(kāi)發(fā)了一系列數(shù)據(jù)減少和數(shù)據(jù)恢復(fù)的方案，例如包括成對(duì)象素壓縮和抖動(dòng)和去抖動(dòng)。而且，規(guī)劃了包含不同位數(shù)的不同抖動(dòng)序列和包含不同位數(shù)的不同成對(duì)象素壓縮。一系列特定數(shù)據(jù)減少和恢復(fù)方案中之一個(gè)可由WSPμp309選擇，以使每個(gè)特定種類(lèi)畫(huà)面顯示格式的顯示圖象有最大的分辨率。
門(mén)陣列包括配合行存儲(chǔ)器一起工作的內(nèi)插器，行存儲(chǔ)器可以實(shí)施為先進(jìn)先出存儲(chǔ)器或FIF0356和358。內(nèi)插器和FIF0用于按要求對(duì)主信號(hào)再取樣。附加的內(nèi)插器可以對(duì)輔助信號(hào)再取樣。門(mén)陣列中的時(shí)鐘和同步電路控制主和輔信號(hào)兩者，并包括將其組合為具有Y-MX、U-MX和V-MX分量的單個(gè)輸出視頻信號(hào)的數(shù)據(jù)控制。這些輸出分量通過(guò)與1fH至2fH變換器40相連的數(shù)/模轉(zhuǎn)換器(未圖示)被轉(zhuǎn)變?yōu)槟M形式。標(biāo)為Y、U和V的模擬形式信號(hào)由1fH至2fH變換器40轉(zhuǎn)換為非隔行掃描。
為了調(diào)節(jié)被顯示信號(hào)的寬高比，以按照用戶要求，發(fā)揮可供的垂直或水平顯示跨度的優(yōu)勢(shì)，可按需要調(diào)節(jié)偏轉(zhuǎn)電路的操作。在圖4中示出了偏轉(zhuǎn)電路50的更多細(xì)節(jié)。電路500可供以按照為實(shí)現(xiàn)不同顯示格式所必需的垂直過(guò)掃描量調(diào)節(jié)光柵的垂直尺寸。如圖所示，恒流源502提供使垂直斜坡電容504充電的恒定電流IRAMP。晶體管506與垂直斜坡電容并聯(lián)連接，根據(jù)垂直復(fù)位信號(hào)周期性地使電容放電。在沒(méi)有任何調(diào)節(jié)時(shí)，電流IRAMP提供最大可供光柵之用的垂直尺寸。這可與為了將經(jīng)擴(kuò)展的4×3顯示格式比信號(hào)源占滿寬屏顯示器所需的垂直過(guò)掃描的范圍相對(duì)應(yīng)。對(duì)于需要較小垂直光柵尺寸的情況，可調(diào)電流源508根據(jù)IRAMP使電流IADJ的可變量改變方向以使垂直斜坡電容504較慢地充電，達(dá)到較小峰值。可變電流源508對(duì)垂直尺寸調(diào)節(jié)信號(hào)作出響應(yīng)。這信號(hào)以模擬形式存在，由圖9所示垂直尺寸控制電路1030所產(chǎn)生，因而垂直尺寸自動(dòng)地連續(xù)調(diào)節(jié)一個(gè)范圍，而不是從一個(gè)尺寸突然轉(zhuǎn)換為另一個(gè)尺寸。垂直尺寸調(diào)節(jié)器500與手動(dòng)垂直尺寸調(diào)節(jié)器510互為獨(dú)立，手動(dòng)垂直尺寸調(diào)節(jié)器可用一個(gè)電位器即后板調(diào)節(jié)旋鈕來(lái)實(shí)現(xiàn)。在任一情況下，垂直偏轉(zhuǎn)線圈512接收到適當(dāng)幅度的驅(qū)動(dòng)電流。水平偏轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)以同樣方法提供。水平尺寸由相位調(diào)節(jié)電路518、東西枕形校正電路514、2fH鎖相環(huán)520和行輸出電路516加以改變。
RGB接口電路60概略地示于圖2中。在1fH至2fH變換器40的輸出信號(hào)和外部RGB輸入信號(hào)之間選擇最終要顯示的信號(hào)。對(duì)本文描述的寬屏電視來(lái)說(shuō)，外部RGB輸入信號(hào)被假定為寬顯示格式比，逐行掃描源，復(fù)合消隱信號(hào)也可從視頻信號(hào)輸入部分20獲得。外部RGB信號(hào)的外部2fH復(fù)合同步信號(hào)被接入，以產(chǎn)生連接至寬屏處理器30的外部同步檢測(cè)信號(hào)。對(duì)內(nèi)部或外部同步信號(hào)的選擇是由WSPμp309產(chǎn)生，并通過(guò)INT/EXT線給RGB接口發(fā)信號(hào)。對(duì)內(nèi)部或外部視頻源的選擇由用戶挑選。然而，假如用戶無(wú)意地選擇了事實(shí)上這種源為不可運(yùn)用的外部RGB源，則一個(gè)對(duì)消控制信號(hào)會(huì)防止選擇該外部RGB源。RGB接口60也從WSPμp309接收色調(diào)和色彩控制信號(hào)。
寬屏電視可被按排為按用戶可任選的方案，通過(guò)選擇過(guò)掃描量，去擴(kuò)展或壓縮圖象以及調(diào)節(jié)格式比。類(lèi)似地，可以達(dá)到例如需要圖象分辨率調(diào)整的畫(huà)中畫(huà)效果的特殊效果。畫(huà)中畫(huà)處理器包括模/數(shù)轉(zhuǎn)換裝置、計(jì)時(shí)和控制電路和數(shù)/模轉(zhuǎn)換器部分用以調(diào)整分辨率；為達(dá)到所要求的效果要與相應(yīng)的偏轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)一起實(shí)現(xiàn)。
已知的畫(huà)中畫(huà)處理器是湯姆遜消費(fèi)電子公司開(kāi)發(fā)的CPIP芯片，正如湯姆遜消費(fèi)電子公司(印第安納州印第安納波利斯)提供的CTC140畫(huà)中畫(huà)(CPIP)技術(shù)培訓(xùn)手冊(cè)所介紹那樣。在單畫(huà)面模式中，或在畫(huà)中畫(huà)模式中，有可能使用戶可改變?nèi)舾杀伙@示畫(huà)面的相對(duì)尺寸，例如單畫(huà)面所選部分(例如)逐步地變焦方式。同時(shí)，在變焦模式下，用戶可搜索，或掃調(diào)整個(gè)畫(huà)面，以停幀(靜幀)等格式，顯示小，大或經(jīng)變焦的畫(huà)面。
該畫(huà)中畫(huà)處理器可以在若干可選擇顯示模式的一種模式下非對(duì)稱地壓縮視頻數(shù)據(jù)。在一個(gè)操作模式中，例如，畫(huà)面在水平方向以4∶1壓縮，在垂直方向以3∶1壓縮。當(dāng)然，不對(duì)稱壓縮使存儲(chǔ)在圖象RAM中的畫(huà)面產(chǎn)生寬高比畸變的畫(huà)面。然而，假如這些畫(huà)面被通常地，例如以頻道掃描模式那樣被讀出，顯示在16×9顯示格式比屏上，那未該畫(huà)面會(huì)正確地呈現(xiàn)。畫(huà)面占滿屏上所要求的區(qū)域，不會(huì)有寬高比畸變。畫(huà)中畫(huà)處理器的非對(duì)稱壓縮使得有可能在16×9屏上產(chǎn)生特定顯示格式，而無(wú)需外部加速電路。
為了處理與主和輔(例如PIP)信號(hào)有關(guān)的擴(kuò)展和壓縮、包括偏轉(zhuǎn)電路和分辨率的調(diào)整，在圖3中以主塊圖形式圖示門(mén)陣列300中主信號(hào)通道304、輔助信號(hào)通道306和輸出信號(hào)通道312。門(mén)陣列還包括時(shí)鐘/同步電路320和WSPμp解碼器310。WSPμp解碼器310的數(shù)據(jù)和地址輸出線(標(biāo)為WSP DATA)供給上述標(biāo)志的主電路和通道的每一個(gè)以及畫(huà)中畫(huà)處理器和分辨率處理電路。在圖2所示例子中，所示的PIP301和其他元件在寬屏處理器30中是與門(mén)陣列300分開(kāi)的。要理解某些電路被或不被定義為門(mén)陣列的組成部分，很大程度上為簡(jiǎn)化說(shuō)明本發(fā)明結(jié)構(gòu)的方便起見(jiàn)，因?yàn)榛蛘咴陂T(mén)陣列中加入附加的功能，或者通過(guò)將一些電路從門(mén)陣列中分出而移去一些功能，這是很容易的。
門(mén)陣列按需要并假如需要的話負(fù)責(zé)主視頻通道的視頻數(shù)據(jù)的擴(kuò)展。壓縮和截除，以實(shí)現(xiàn)不同畫(huà)面顯示格式。參閱圖3，亮度分量Y-MN存儲(chǔ)在先進(jìn)先出(FIF0)行存儲(chǔ)器356中，存儲(chǔ)時(shí)間長(zhǎng)短取決于亮度分量插入的屬性。組合的色度分量U/V-MN存儲(chǔ)在FIF0358中。輔助信號(hào)亮度和色度分量Y-PIP、U-PIP和V-PIP由多路信號(hào)分離器355產(chǎn)生。亮度分量按要求并如上所述在電路357中經(jīng)歷分辨率處理，并按需要由內(nèi)插器359進(jìn)行擴(kuò)展，產(chǎn)生Y-AUX信號(hào)作為輸出信號(hào)。
在某些例子中，輔助顯示會(huì)與主信號(hào)顯示一樣大。與畫(huà)中畫(huà)處理器和圖象RAM350相關(guān)聯(lián)的存儲(chǔ)器限制可能導(dǎo)致對(duì)占滿大的顯示面積而言，數(shù)據(jù)點(diǎn)或象素的數(shù)量不夠，在這種情況下，分辨率處理電路357可用于輔助視頻信號(hào)的象素恢復(fù)，即，在數(shù)據(jù)壓縮或減少期間丟失象素處插入象素。鵯入的象素可以由若干鄰近象素值的重復(fù)或加入來(lái)定義。高頻抖動(dòng)/去抖動(dòng)結(jié)構(gòu)也可以被生效。
輔助通道以640fH速率取樣，而主通道以1024fH速率取樣。輔助通道FIF0354將來(lái)自輔助通道取樣率的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)變?yōu)橹魍ǖ罆r(shí)鐘頻率。在這過(guò)程中，圖象信號(hào)經(jīng)歷85×1024640]]>比的壓縮。這個(gè)比大于為正確顯示輔助通道信號(hào)所必需的43]]>壓縮比。因此輔助通道必須由內(nèi)插器359擴(kuò)展為正確顯示4×3的小畫(huà)面。內(nèi)插器359是由本身對(duì)WSPμp340作出響應(yīng)的內(nèi)插器控制電路371控制的。內(nèi)插器所需要的擴(kuò)展量是56]]>。該擴(kuò)展系數(shù)X是由下式?jīng)Q定的X=6401024×43=56]]>色度分量U-PIP和V-PIP由電路367延遲一個(gè)時(shí)間長(zhǎng)度，該時(shí)間長(zhǎng)短取決于亮度分量的內(nèi)插屬性，產(chǎn)生U-AUX信號(hào)和V-AUX信號(hào)作為輸出。通過(guò)控制FIF0354、356和358的讀啟動(dòng)信號(hào)，主和輔信號(hào)的各自Y、U和V分量在輸出信號(hào)通道312的各自轉(zhuǎn)換器315、317和319中被組合。多路轉(zhuǎn)換器315、317和319對(duì)輸出轉(zhuǎn)換器控制電路321作出響應(yīng)。輸出轉(zhuǎn)換器控制電路321對(duì)時(shí)鐘信號(hào)、行信號(hào)的開(kāi)始、水平行計(jì)數(shù)信號(hào)、場(chǎng)消隱復(fù)位信號(hào)和來(lái)自畫(huà)中畫(huà)處理器和WSPμp340的快速開(kāi)關(guān)輸出信號(hào)作出響應(yīng)。經(jīng)轉(zhuǎn)換的亮度和色度分量Y-MX、U-MX和V-MX分別供給各自的數(shù)/模轉(zhuǎn)換器360、362和364，并經(jīng)過(guò)各自低通濾波器。畫(huà)中畫(huà)處理器、門(mén)陣列和數(shù)據(jù)減少電路的各種功能受WSPμp控制。WSPμp通過(guò)串行總線連接TVμp216作出響應(yīng)，串行總線可以是如圖所示的四線，具有用于數(shù)據(jù)。時(shí)鐘信號(hào)、啟動(dòng)信號(hào)和復(fù)位信號(hào)的四條傳輸線路，WSPμp通過(guò)WSPμp解碼器310與門(mén)陣列的不同電路通訊。在一種情況下，為避免顯示畫(huà)面寬高比的畸變，必須以43]]>的比率壓縮4×3NTSC圖象，。在另一情況下，圖象可以被擴(kuò)展，以執(zhí)行通常伴隨有垂直變焦的水平變焦操作。高達(dá)33％的水平變焦操作可以通過(guò)減少壓縮比至小于43]]>來(lái)達(dá)到。取樣內(nèi)插器用于對(duì)新象素位置重新計(jì)算輸入圖象，因?yàn)榱炼葓D象帶寬對(duì)S-VHS格式而言高達(dá)5.5MHz，占有對(duì)于1024fH時(shí)鐘為8MHz的奈奎斯特(Nyquist)疊象頻率的很大百分比。
如圖3所示，亮度數(shù)據(jù)Y-MN經(jīng)過(guò)主信號(hào)通道304中內(nèi)插器337，該內(nèi)插器337基于圖象的壓縮或擴(kuò)展重新計(jì)算取樣值。開(kāi)關(guān)或路徑選擇器323和331的功能是就FIFO356和內(nèi)插器337的相對(duì)位置反向改變主信號(hào)通道304的布局，尤其是，這些開(kāi)關(guān)選擇，是按畫(huà)面壓縮要求內(nèi)插器337位于FIF0356之前，還是按畫(huà)面擴(kuò)展要求FIF0356位于內(nèi)插器337之前。開(kāi)關(guān)323和331對(duì)路徑控制電路335作出響應(yīng)，路徑控制電路335又對(duì)WSPμp作出響應(yīng)。輔助圖象信號(hào)為存儲(chǔ)在圖象RAM中受壓縮，并只為實(shí)用目的才需要擴(kuò)展。因此，在輔助信號(hào)通道中無(wú)需類(lèi)比的開(kāi)關(guān)。
為了通過(guò)使用FIF0實(shí)現(xiàn)圖象壓縮，例如每隔三個(gè)取樣可被禁止寫(xiě)入FIF0356。這就構(gòu)成43]]>壓縮。內(nèi)插器337的功能是重新計(jì)算寫(xiě)入FIF0的亮度取樣，因此讀出FIF0的數(shù)據(jù)是光滑的，而不是參差不齊的。擴(kuò)展可以與壓縮正好相反的方式實(shí)現(xiàn)。在壓縮的情況下，寫(xiě)啟動(dòng)信號(hào)在附加有禁止脈沖形式的時(shí)鐘選通信息。為擴(kuò)展數(shù)據(jù)，時(shí)鐘選通信息施加在讀啟動(dòng)信號(hào)上。這使當(dāng)數(shù)據(jù)被從FIF0356中讀出時(shí)暫停數(shù)據(jù)。在這種情況下正是內(nèi)插器337在這過(guò)程中尾隨FIF0356的功能，重新計(jì)算取樣數(shù)據(jù)，使其從參差不齊變?yōu)楣饣?。在擴(kuò)展情況下當(dāng)從FIF0356讀出數(shù)據(jù)和當(dāng)被記錄入內(nèi)插器337時(shí)必須暫停數(shù)據(jù)。這不同于壓縮時(shí)數(shù)據(jù)被連續(xù)經(jīng)過(guò)內(nèi)插器337的情況。對(duì)壓縮和擴(kuò)展兩者情況，時(shí)鐘選通操作可以容易地以同步方式執(zhí)行，即，事件可基于系統(tǒng)時(shí)鐘1024fH的上升沿而發(fā)生。
輔助信號(hào)的內(nèi)插發(fā)生在輔助信號(hào)通道306中PIP電路301控制在圖象RAM中6位的Y、U、V、8∶1∶1場(chǎng)存儲(chǔ)器，以存儲(chǔ)輸入的視頻數(shù)據(jù)。這圖象RAM的輸出連接至圖3中的4至8位變換器352。圖象RAM在若干存儲(chǔ)單元中保持兩場(chǎng)視頻數(shù)據(jù)。每個(gè)存儲(chǔ)單元保持8位數(shù)據(jù)。在每8位存儲(chǔ)單元中有一個(gè)6位Y(亮度)取樣(在640fH取樣)和2個(gè)其他位。該二個(gè)其他位可用于保持U或V取樣(在80fH較低速率下取樣)的部分。另外可供選擇的是該兩位也可用于指示哪個(gè)類(lèi)型的場(chǎng)被寫(xiě)入圖象RAM。由于在圖象RAM中存儲(chǔ)有二場(chǎng)數(shù)據(jù)，故在顯示周期內(nèi)整個(gè)圖象RAM被讀，在顯示掃描期間二場(chǎng)均被讀出。這樣PIP電路301可決定要從存儲(chǔ)器讀出哪個(gè)待顯示場(chǎng)。PIP電路總是讀出與正被寫(xiě)入場(chǎng)類(lèi)型相反的那類(lèi)場(chǎng)，以克服移動(dòng)圖象撕裂(motion lear)問(wèn)題。假如被讀出場(chǎng)的類(lèi)型是被顯示場(chǎng)的相反類(lèi)型，那末存儲(chǔ)在圖象RAM中偶數(shù)場(chǎng)當(dāng)其從存儲(chǔ)器讀出時(shí)，通過(guò)刪除該場(chǎng)的頂行而被倒轉(zhuǎn)。其結(jié)果是小畫(huà)面保持正確的隔行，而沒(méi)有移動(dòng)圖象撕裂現(xiàn)象。
時(shí)鐘/同步電路320產(chǎn)生為操作FIF0354、356和358所需的讀、寫(xiě)和啟動(dòng)信號(hào)。主和輔助信號(hào)通道的FIF0使對(duì)于為依次顯示所需要的每個(gè)圖象行的那些部分能夠?qū)?shù)據(jù)寫(xiě)入存儲(chǔ)器。數(shù)據(jù)有選擇地從主或輔助通道中一個(gè)，而不是二個(gè)被寫(xiě)入，按需要將來(lái)自每個(gè)源的數(shù)據(jù)呈現(xiàn)在顯示器的同一行或若干視頻行上。輔助通道FIF0354與輔助圖象信號(hào)同步寫(xiě)入，但與主圖象信號(hào)同步地從存儲(chǔ)器讀出。主視頻信號(hào)分量與主視頻信號(hào)同步地讀入FIF0356和358，并與主圖象信號(hào)同步地從存儲(chǔ)器讀出。讀功能如何頻繁地在主和輔助通道之間來(lái)回切換，是隨所選的特殊特定效果而變化的。
通過(guò)控制行存儲(chǔ)器FIF0的讀和寫(xiě)啟動(dòng)控制信號(hào)，可實(shí)現(xiàn)例如經(jīng)截除的并列畫(huà)面的不同特定效果。例如在經(jīng)截除的并列顯示畫(huà)面的情況下，輔助通道的寫(xiě)啟動(dòng)控制信號(hào)FIF0354在顯示有效行周期的一部分時(shí)間內(nèi)是有效的，以完成截取。
在每個(gè)FIF0中，圖象數(shù)據(jù)經(jīng)緩沖，在一特定時(shí)間點(diǎn)被讀出。從每個(gè)FIF0可以讀出數(shù)據(jù)的時(shí)間的有效區(qū)域由所選的顯式格式所決定。在并列截除模式下，主通道圖象可在顯示屏的左半部顯示，輔助通道圖象則顯示在右半部。波形的任選視頻部分對(duì)主和輔助通道是不同的。主通道FIF0的讀啟動(dòng)控制信號(hào)是在顯示的有效顯示行周期的50％期間有效，它以有效視頻的開(kāi)始(緊接著該視頻信號(hào)的消隱后肩)為起始。那末輔助通道讀啟動(dòng)控制信號(hào)是在有效顯示行周期的另一50％期間有效，它以主通道啟動(dòng)信號(hào)的后沿為開(kāi)始和以主通道視頻前沿的起始為終止。寫(xiě)啟動(dòng)控制信號(hào)最好與它們各自的FIF0輸入數(shù)據(jù)(主或輔助)同步，而讀啟動(dòng)控制信號(hào)與主通道視頻信號(hào)同步。
在例如16×9的寬顯示格式比的顯示屏上二種信號(hào)并列顯示為另一例子。大多數(shù)NTSC信號(hào)以4×3格式表示，這與12×9相對(duì)應(yīng)。二個(gè)4×3顯示格式比的NTSC畫(huà)面可以被顯示在同一個(gè)16×9顯示格式比的顯示屏上。這就必須或者將畫(huà)面截除或者將畫(huà)面擠壓33％。假如截除或擠壓到由于畫(huà)面丟失或引起寬高比畸變而用戶不可接受的程度時(shí)，則將較小比例的截除和畸變加以組合可能更易接受。視用戶愛(ài)好，通過(guò)開(kāi)關(guān)輸入和/或編程選擇，畫(huà)面截取和寬高比畸變的比例可以設(shè)置在0％至33％限度之間的某范圍中的任何值。作為一例，二個(gè)并列畫(huà)面可以顯示為16.7％被擠壓和16.7％被截掉，因而將每一種的有害影響減至最小。
對(duì)于16×9顯示格式比顯示的水平顯示時(shí)間與4×3顯示格式比顯示是相同的，因?yàn)閮烧叨加?2.5微秒的標(biāo)稱行周期。為保持正確的寬高比而沒(méi)有畸變，NTSC視頻信號(hào)必須被加速4/3倍，這4/3系數(shù)由二個(gè)顯示格式比計(jì)算得出的43=169÷43]]>依照本發(fā)明的諸方面，使用可變的內(nèi)插器來(lái)加速視頻信號(hào)。在過(guò)去，在輸入和輸出使用具有不同時(shí)鐘頻率的FIFO....，來(lái)實(shí)現(xiàn)類(lèi)似功能。作為比較，假如二個(gè)NTSC4×3顯示格式比信號(hào)顯示在一個(gè)4×3顯示格式比顯示屏上，每個(gè)畫(huà)面必須被畸變或截除，或兩種的某個(gè)組合，達(dá)到削減50％。與為寬屏應(yīng)用所需要的加速相比較，這種加速是不必要的。
總之，圖象顯示和偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)是與主視頻信號(hào)同步的。如上所解釋的，主視頻信號(hào)必須被加速，以占滿寬屏顯示器。輔助視頻信號(hào)必須與第一視頻信號(hào)和視頻顯示垂直同步。輔助視頻信號(hào)可以在場(chǎng)存儲(chǔ)器中延遲幾分之一場(chǎng)周期，然后在行存儲(chǔ)器中被擴(kuò)展。輔助視頻數(shù)據(jù)與主視頻數(shù)據(jù)的同步是通過(guò)使用作為場(chǎng)存儲(chǔ)器的圖象RAM350和用于擴(kuò)展信號(hào)的先進(jìn)先出(FIF0)行存儲(chǔ)器器件354來(lái)實(shí)現(xiàn)的。
然而，讀和寫(xiě)時(shí)鐘脈沖的不同步屬性并不需要采取步驟以避免讀/寫(xiě)指針碰撞。當(dāng)在新數(shù)據(jù)有機(jī)會(huì)寫(xiě)入FIF0之前老數(shù)據(jù)從FIF0被讀出，就會(huì)發(fā)生讀/寫(xiě)指針碰撞。還有在老數(shù)據(jù)有機(jī)會(huì)被讀出FIF0之前，新數(shù)據(jù)寫(xiě)滿存儲(chǔ)器時(shí)，也會(huì)發(fā)生讀/寫(xiě)指針碰撞。FIF0的尺寸是與為避免讀/寫(xiě)指針碰撞被認(rèn)為合理需要的最小行存儲(chǔ)容量有關(guān)的。
畫(huà)中畫(huà)處理器以這樣方式操作，輔助視頻數(shù)據(jù)是與輸入輔助視頻信號(hào)的行同步分量同步地以640fH時(shí)鐘被取樣。這操作使垂直方向取樣數(shù)據(jù)能夠被存入圖象RAM。數(shù)據(jù)必須以相同的640fH速率從圖象RAM讀出。由于主和輔助圖象信號(hào)源的一般不同步的屬性，數(shù)據(jù)不可能從圖象RAM無(wú)修正地被垂直顯示。為了方便輔助信號(hào)與主信號(hào)的同步，在圖象RAM輸出之后在輔助信號(hào)通道中設(shè)置具有獨(dú)立寫(xiě)和讀端口時(shí)鐘的行存儲(chǔ)器。
由于從輔助通道FIF0讀和寫(xiě)數(shù)據(jù)是不同步的，讀時(shí)鐘頻率要比寫(xiě)時(shí)鐘頻率快得多，故有讀/寫(xiě)指針碰撞的可能性。在先前已經(jīng)被讀的老數(shù)據(jù)已被新寫(xiě)入數(shù)據(jù)取代之前接收到讀啟動(dòng)信號(hào)時(shí)就會(huì)發(fā)生讀/寫(xiě)指針碰撞。同時(shí)必須保持隔行完整性，在第一例中，為避免在輔助通道FIF0中讀/寫(xiě)指針的碰撞必須選擇充分大的存儲(chǔ)器。
寬顯示格式比電視的特殊優(yōu)點(diǎn)是不同寬高比的信號(hào)，包括相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)的16×9字幕區(qū)信號(hào)可加以擴(kuò)展，以占滿寬顯示格式顯示屏，盡管可能必需對(duì)信號(hào)內(nèi)插，以提供附加的垂直分辨率。依照本發(fā)明的一個(gè)方面，提供有自動(dòng)和連續(xù)可變電路來(lái)自動(dòng)檢測(cè)按照不同寬高比處理的信號(hào)中所帶有的對(duì)一種寬高比顯示屏的無(wú)效圖象區(qū)特征。例如，本發(fā)明可操作于檢測(cè)被發(fā)送或讀出的信號(hào)中為以較窄的4×3比例顯示具有寬比例(如，16×9)的字幕區(qū)格式的頂部和底部的無(wú)效圖象區(qū)，并自動(dòng)實(shí)現(xiàn)較窄顯示比信號(hào)(例如，4×3，并包括較寬顯示格式比字幕區(qū)顯示(例如，16×9)的擴(kuò)展，從而如本文上述討論，按用戶愛(ài)好，使用全部可供顯示區(qū)。類(lèi)似地，當(dāng)寬顯示屏可供使用，而要顯示較窄信號(hào)時(shí)可以同樣方式實(shí)現(xiàn)水平擴(kuò)展。利用依照上述發(fā)明的電路，使用所討論的擴(kuò)展、壓縮或截除選擇方案中任一種或全部可以實(shí)現(xiàn)擴(kuò)展。結(jié)合圖5-9詳細(xì)解釋自動(dòng)字幕區(qū)檢測(cè)器，使用相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)的4×3和16×9寬高比作為非限制性的例子。
為了增加字幕區(qū)信號(hào)(例如具有16×9有效區(qū)和未使用的頂條和底條的4×3信號(hào)的垂直高度)，顯示圖象的垂直掃描率如此地增加，以使畫(huà)面頂部和底部的黑色或暗淡區(qū)被消除，或至少顯著減小。自動(dòng)字幕區(qū)檢測(cè)器基于視頻信號(hào)一般對(duì)應(yīng)于圖5所示圖形的假定。A區(qū)和C區(qū)無(wú)有效圖象，或至少圖象亮度水平小于預(yù)定的亮度閾值和例如可以是黑色或灰色信號(hào)或不變的彩色暗條。B區(qū)有有效圖象，或至少圖象亮度水平大于預(yù)定亮度閾值，和一般在亮度、色飽和度和/或色調(diào)上有顯著變化。A、B和C區(qū)的各自時(shí)間間隔是例如可以從16×9到21×9范圍的字幕區(qū)格式的函數(shù)。A和C區(qū)的時(shí)間寬度對(duì)于16×9字幕區(qū)格式大約各為20行。字幕區(qū)檢測(cè)器檢測(cè)A和/或C區(qū)亮度水平。假如在A和/或C區(qū)找到有效圖象，或至少最小圖象亮度值，則字幕區(qū)檢測(cè)器產(chǎn)生例如為邏輯0的輸出信號(hào)，以表示通常的4×3顯示格式比NTSC信號(hào)源。然而，假如圖象只在B區(qū)檢測(cè)到，而不是在A和C區(qū)檢測(cè)到，那末該圖象被推斷為字幕區(qū)信號(hào)源。在這種情況下，輸出信號(hào)就會(huì)是邏輯1。
正如圖6所示，通過(guò)滯后作用可以改善該檢測(cè)器的操作。一旦檢測(cè)到特定有效寬高比的字幕區(qū)信號(hào)，在將顯示轉(zhuǎn)變?yōu)閷?duì)新寬高比信號(hào)所必須的狀態(tài)之前可能需要非字幕信號(hào)的最小連續(xù)場(chǎng)數(shù)或不同寬高比的字幕區(qū)。在將顯示切換到較寬或較窄屏模式之前需要最小場(chǎng)數(shù)過(guò)渡。
實(shí)現(xiàn)這種技術(shù)的電路1000示于圖7。電路1000包括行計(jì)數(shù)器1004、場(chǎng)計(jì)數(shù)器1006和檢測(cè)器電路1002，在該電路中執(zhí)行上述算法來(lái)分析視頻信號(hào)。簡(jiǎn)言之，通過(guò)檢測(cè)有效圖象的第一行和最后行，該電路為決定畫(huà)面高度而操作，并按照用戶選擇方案在所檢測(cè)到的變化畫(huà)面中進(jìn)行截除、壓縮、擴(kuò)展等。假定目的是要擴(kuò)展至全部可用的垂直高度，則測(cè)定第一行號(hào)和最后行號(hào)，這兩行號(hào)的平均值定義中央行號(hào)。然后字幕區(qū)檢測(cè)器使得中央行定位于可供使用的全屏區(qū)的垂直中央處，并線性地垂直擴(kuò)展畫(huà)面，把第一行和最后行放在最上和最低處(或按用戶的其他選擇)。因而擴(kuò)展的程度由有效圖象區(qū)決定、而且不是簡(jiǎn)單地在例如4×3和16×9之間切換，該裝置適應(yīng)任何顯示比。
對(duì)于多場(chǎng)幀情況，字幕區(qū)檢測(cè)器可安排成每幀僅刷新一次第一行和最后行計(jì)數(shù)。刷新的范圍可以通過(guò)濾波器加以限制，以便緩慢地，例如經(jīng)過(guò)幾幀擴(kuò)展或壓縮顯示至新的寬高比，從而防止由于反復(fù)小變化或噪聲導(dǎo)致的變而引起抖動(dòng)。為了實(shí)現(xiàn)這種濾波作用，該裝置可需要在做出任何響應(yīng)以前去改變要超出變化的閾值。該系統(tǒng)不受在橫向兩側(cè)的暗(flat)場(chǎng)(相對(duì)消隱)的影響，因?yàn)樗皇窃贏和C字幕區(qū)期待有效圖象。
圖解說(shuō)明依據(jù)最大占滿或最大垂直占滿的準(zhǔn)則之一從最大變焦度實(shí)現(xiàn)第一操作模式的本發(fā)明結(jié)構(gòu)的流程圖，示于圖10中。當(dāng)然要檢測(cè)在橫向側(cè)條中有效視頻也是可能的，在本說(shuō)明的實(shí)施例中只限于檢測(cè)可能有的無(wú)效圖象的上下區(qū)域。該裝置通過(guò)運(yùn)用第一和最后行號(hào)來(lái)選擇擴(kuò)展、壓縮和截除參數(shù)有幾個(gè)優(yōu)點(diǎn)。假如一旦開(kāi)始對(duì)畫(huà)面進(jìn)行變焦，該變焦過(guò)程經(jīng)過(guò)最佳值時(shí)，系統(tǒng)會(huì)隨著接連的場(chǎng)被評(píng)估而自身迅速得到校正。假如小標(biāo)題，風(fēng)暴警報(bào)或類(lèi)似補(bǔ)充信息出現(xiàn)在邊框區(qū)，它們被作為有效視頻行被檢測(cè)到，畫(huà)面被調(diào)節(jié)以第二種操作模式顯示畫(huà)面，此時(shí)變焦程度被減小。假如補(bǔ)充信息消失，第一種操作模式可以被自動(dòng)或手動(dòng)地再實(shí)現(xiàn)。帶有或不帶有補(bǔ)充信息的有效視頻的上下界限如圖11(a)所示。所檢測(cè)和所顯示的第一和最后視頻行也如圖所示。如圖11(b)所示，系統(tǒng)開(kāi)始變焦依照任一種占滿準(zhǔn)則使圖象占滿屏。然后畫(huà)面按需要的程度再被放大，以顯示檢測(cè)到的補(bǔ)充信息(若有的話)。假如在例如10秒的預(yù)定時(shí)間間隔內(nèi)不再檢測(cè)到補(bǔ)充信息，可再次實(shí)施操作模式中的放大。假如被檢測(cè)圖象的最后行小于顯示圖象的最后行(如圖11(b)所示，或者被檢測(cè)圖象的第一行大于顯示圖象的第一行，或者兩者都有，則可出現(xiàn)再實(shí)施。
所檢測(cè)的第一和最后行與所容許的最小/最大值作比較，同時(shí)萬(wàn)一所檢測(cè)的第一和最后行的值落在所容許范圍以外時(shí)保留原寬高比。這可避免對(duì)例如消隱畫(huà)面的出現(xiàn)作出任何響應(yīng)。對(duì)于在裝置啟動(dòng)之后第一幀，初始檢測(cè)的第一和最后行號(hào)被簡(jiǎn)單地裝入，而不經(jīng)過(guò)濾波，而此后需要時(shí)加上濾波進(jìn)行調(diào)節(jié)。
對(duì)視頻場(chǎng)中每行計(jì)算兩個(gè)梯度，以決定有效圖象的行數(shù)。計(jì)算二個(gè)梯度需要四個(gè)值現(xiàn)行行的最大和最小值，和先前行的最大和最小值。指定為正梯度的第一梯度是由從現(xiàn)行行的最大值減去先前行的最小值形成。指定為負(fù)梯度的第二梯度是由先前行的最大值減去現(xiàn)行行的最小值形成。任一梯度可為正值或負(fù)值，這取決于畫(huà)面內(nèi)容，但是二個(gè)梯度均為負(fù)值時(shí)可以忽略不計(jì)。這是因?yàn)橐淮沃豢赡芤粋€(gè)梯度為負(fù)值，而且正梯度的大小總是大于或等于負(fù)梯度的大小。這就可通過(guò)取消計(jì)算梯度絕對(duì)值的需要而簡(jiǎn)化電路。假如任一梯度具有超過(guò)編程閾值的正值，則認(rèn)為圖象或者顯示在現(xiàn)行行上或者顯示在先前行上。這些值可以被微處理器使用，以決定有效圖象的第一和最后行，從而決定信號(hào)有效區(qū)的特定寬高比。這個(gè)決定確定了圖象源是否為字幕區(qū)格式，從而能進(jìn)一步計(jì)算對(duì)偏轉(zhuǎn)電路的變化范圍和為了按要求轉(zhuǎn)變顯示信號(hào)所需的分辨率電路。正如本文已提及的，該轉(zhuǎn)變部分可由與信號(hào)所受到的截除或畸變、或兩者有關(guān)的用戶選擇來(lái)確定。
用于實(shí)現(xiàn)字幕區(qū)評(píng)價(jià)或檢測(cè)的這一方法的電路1010方塊圖形式示于圖8中。電路1010包括亮度輸入濾波器、最大行(max)檢測(cè)器1020、最小行(min)檢測(cè)器1022和輸出部分1024。亮度輸入濾波器包括有限脈沖響應(yīng)(FIR)級(jí)1012和1014以及加法器1016和1018字幕區(qū)檢測(cè)電路1010對(duì)來(lái)自寬屏處理器的數(shù)字亮度數(shù)據(jù)Y-IN操作。采用輸入濾波器是為了改善噪聲性能和使檢測(cè)更為可靠。該濾波器基本上為二個(gè)級(jí)聯(lián)的FIR級(jí)，具有如下傳遞函數(shù)H(Z)=14(1+Z-1)×(1+Z-3)]]>每級(jí)的輸出被截短為8位(除以2)以保持輸出的直流增益。
最大行檢測(cè)器1020包括兩個(gè)寄存器。第一寄存器包含在行周期中現(xiàn)行點(diǎn)上的最大象素值(max pix)。它在每行周期的開(kāi)始由一個(gè)標(biāo)為80h值SOL(行開(kāi)始)的寬時(shí)鐘脈沖啟動(dòng)。80h值表示在2個(gè)補(bǔ)碼格式(最高有效位為符號(hào))中對(duì)一個(gè)八位數(shù)所可能的最小值。該電路由標(biāo)為L(zhǎng)TRBX EN，高達(dá)有效視頻行70％的信號(hào)啟動(dòng)。第二寄存器包含對(duì)整個(gè)先前行的最大象素值(maxline)并且每個(gè)行周期被刷新一次。輸入的亮度數(shù)據(jù)Y-IN與存儲(chǔ)在max pix寄存器的現(xiàn)行最大象素值相比較。假如它超過(guò)寄存器值，max pix寄存器在下一時(shí)鐘周期被刷新。在視頻行終止時(shí)max pix包含在該行整個(gè)周期內(nèi)使它被啟動(dòng)的最大值。在下一視頻行的開(kāi)始，max pix寄存器的值裝入最大行寄存器，該寄存器又重裝以80h。
最小行檢測(cè)器1022，除了最小行寄存器包含先前行最小象素值以外以相同方式工作。最小象素值被起始化為7Fh值。該值為在2的補(bǔ)碼格式中對(duì)8位數(shù)而言所可能的最大象素值。
輸出部分1024將取最大行寄存器值和最小行寄存器值，并將它們存入每行刷新一次的8位鎖存器。然后計(jì)算二個(gè)梯度，即正梯度和負(fù)梯度。當(dāng)二個(gè)梯度中任一個(gè)為正值并大于編程閾值的一場(chǎng)的第一行上，產(chǎn)生一啟動(dòng)信號(hào)，使第一行寄存器被裝以現(xiàn)行行計(jì)數(shù)值。在二個(gè)梯度中任一個(gè)為正并大于編程閾值的每行上，產(chǎn)生另一個(gè)啟動(dòng)信號(hào)，使最后行寄存器裝入現(xiàn)行行計(jì)數(shù)值。以這種方式，最后行寄存器包含閾值被超過(guò)的那場(chǎng)中的最后行。這兩種啟動(dòng)信號(hào)僅容許發(fā)生在每場(chǎng)的24行和250行之間。這可避免基于閉式標(biāo)題信息(closed captioninginformation)和錄相機(jī)磁頭切換瞬變而引起的誤測(cè)。在每場(chǎng)的開(kāi)始，電路再初始化，在第一行和最后行寄存器中的值被裝入各自字幕區(qū)終端寄存器。信號(hào)LTRBX-BEG和LTRBX-END分別標(biāo)志字幕區(qū)信號(hào)的開(kāi)始和終止。
圖9圖解說(shuō)明作為垂直尺寸控制電路1030部分的自動(dòng)字幕區(qū)檢測(cè)器。垂直尺寸控制電路包括字幕區(qū)檢測(cè)器1032、垂直顯示控制電路1032和3態(tài)輸出器件1034。依照本發(fā)明結(jié)構(gòu)，自動(dòng)字幕區(qū)檢測(cè)電路可以自動(dòng)按要求實(shí)現(xiàn)垂直變焦或擴(kuò)展，例如將包括16×9顯示格式比字幕區(qū)顯示的4×3顯示格式比信號(hào)加以擴(kuò)展，或者擴(kuò)展檢測(cè)到的其他顯示格式比信號(hào)。當(dāng)輸出信號(hào)VERTICAL SIZE ADJ為正時(shí)，垂直偏轉(zhuǎn)高度按所需比例增加，以使用所希望的垂直高度一般為全部垂直高度。這使4×3信號(hào)的字幕區(qū)格式部分的16×9有效圖象部分能(例如)占滿16×9寬屏，而沒(méi)有畫(huà)面寬高比的畸變。既然顯示屏或各個(gè)格式比可具有其他特定值，用戶選擇可以確定為按要求顯示該畫(huà)面所特定的截除或畸變。
自動(dòng)字幕區(qū)檢測(cè)器可以完全依賴于有效視頻行的檢測(cè)，或者可以附加地包括一電路，用以對(duì)字幕區(qū)信號(hào)源所載的一代碼字或信號(hào)進(jìn)行解碼，識(shí)別該信號(hào)是字幕區(qū)格式。這使系統(tǒng)能精確地對(duì)標(biāo)準(zhǔn)字幕區(qū)格式作出響應(yīng)，而保持校正非標(biāo)準(zhǔn)尺寸的能力。
如上所述的該系統(tǒng)可以顯示多源或經(jīng)改變(例如截除、擴(kuò)展等)信號(hào)顯示的相當(dāng)多種類(lèi)的變型。WSPμp 309的編程可包括一系列預(yù)置缺席排列，其中系統(tǒng)依此顯示信號(hào)或以上述方式經(jīng)改變的信號(hào)的組合。另一方面，或此外，用戶可使用屏上編程技術(shù)或類(lèi)似方法選擇顯示格式，例如按照有關(guān)各個(gè)顯示源的選擇所討論的。多源中任一或全部源可以特定寬高比(包括字幕區(qū)格式)被提供，這指有效圖象并不必須以在顯示屏上或在復(fù)合多源顯示中用于該源顯示的區(qū)域相同的寬高比。WSPμp309可被安排為對(duì)各個(gè)源作出為提供所需顯示所必須的同種類(lèi)的擴(kuò)展、壓縮或其他變化。這僅僅需要對(duì)每個(gè)源檢測(cè)有效圖象行，并使有效圖象行置于自適應(yīng)地將有效圖象置于顯示區(qū)所需的顯示位置。
權(quán)利要求
1．一種視頻顯示控制系統(tǒng)，包括視頻顯示裝置(10)，具寬格式顯示比(例如，16∶9)；其特征在于；字幕區(qū)檢測(cè)器(100)，供確定輸入的視頻信號(hào)(Y_IN)所表示的圖像何時(shí)代表具字幕區(qū)格式的所述圖像，所述輸入的視頻信號(hào)具有有效圖像區(qū)(B)，所述字幕區(qū)檢測(cè)器在一部分(70％)的所述有效圖像區(qū)起作用；和圖像放大控制裝置(LTRBX_BEG,LTRBX_END)，供控制所述圖像大小的放大過(guò)程，以便在所述輸入的視頻信號(hào)經(jīng)確定具所述字幕區(qū)格式時(shí)使所述有效圖像區(qū)基本上充滿所述視頻顯示裝置。
2．如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，第一(A)和第二(C)區(qū)有時(shí)具有有效圖像信息。
3．如權(quán)利要求2所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述輸入的視頻信號(hào)經(jīng)確定具有所述字幕區(qū)格式且所述第一(A)或第二(C)區(qū)含有效圖像信息時(shí)，所述控制裝置(LTRBX_BEG,LTRBX_END)阻止所述圖像的放大。
4．一種視頻顯示控制系統(tǒng)，包括視頻顯示裝置(10)，具寬格式顯示比(例如16∶9)；其特征在于字幕區(qū)檢測(cè)器(100)，供確定輸入的視頻信號(hào)(Y_IN)所表示的圖像何時(shí)代表具字幕區(qū)格式所述圖像，所述輸入的視頻信號(hào)具有有效圖像區(qū)(B)，且第一(A)和第二(C)區(qū)有時(shí)具有有效圖像信息，所述字幕區(qū)檢測(cè)器在一部分(70％)的所述圖像有效區(qū)起作用；和圖像放大控制裝置(LTRBX_BEG,LTRBX_END)，用于控制所述圖像大小的放大過(guò)程，以便在所述輸入的視頻信號(hào)經(jīng)確定具有所述字幕區(qū)格式時(shí)使所述有效圖像區(qū)基本上充滿所述視頻顯示裝置，所述控制裝置在所述輸入的視頻信號(hào)經(jīng)確定具有所述字幕區(qū)格式且所述第一(A)或第二(C)區(qū)含有效圖像信息時(shí)阻止所述圖像的放大。
5．一種視頻顯示控制系統(tǒng)，包括視頻顯示裝置(10)，具寬格式顯示比(例如16×9)；其特征在于字幕區(qū)處理器(1010)，供確定視頻信號(hào)(Y_IN)所表示的圖像何時(shí)具有字幕區(qū)格式；第一裝置(1020,1022,1024)，用以將所述字幕區(qū)處理器的操作限制到所述視頻信號(hào)各場(chǎng)中水平行的垂直范圍(24＜行計(jì)數(shù)＜250)；和第二裝置，用于將所述字幕區(qū)處理器(1010)的操作限制到各所述水平行中視頻數(shù)據(jù)的水平范圍(70％)。
6．一種視頻顯示控制系統(tǒng)，包括視頻顯示裝置(10)，具寬格式顯示比(例如16×9)；其特征在于字幕區(qū)處理器(1010)，供確定視頻信號(hào)(Y_IN)所表示的圖像何時(shí)具有字幕區(qū)格式，所述字幕區(qū)處理器具有用于評(píng)估所述視頻信號(hào)的視頻內(nèi)容的裝置；裝置(1020,1022,1024)，用于將所述字幕區(qū)處理器的操作限制到所述視頻信號(hào)各垂直掃描周期的水平行的垂直范圍(24＜行計(jì)數(shù)＜250)。
全文摘要
一種圖象顯示控制系統(tǒng),自動(dòng)對(duì)檢測(cè)到的具有不同顯示格式比的字幕區(qū)格式輸入圖象信號(hào)作出響應(yīng)而控制圖象顯示。檢測(cè)電路連續(xù)檢測(cè)圖象信號(hào)中有效圖象的第一行和最后行并存入存貯器。由有效圖象的第一行和最后行的掃描行號(hào)決定畫(huà)面高度。畫(huà)面高度指示字幕區(qū)格式的顯示格式比。比較電路將畫(huà)面高度與所預(yù)期的字幕區(qū)輸入信號(hào)的最寬顯示比所對(duì)應(yīng)的閾值相比較。
文檔編號(hào)H04NGK1210418SQ9811844
公開(kāi)日1999年3月10日 申請(qǐng)日期1998年8月13日 優(yōu)先權(quán)日1998年8月13日
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