CN100433807C - 基于视窗的图形系统中的闭合式字幕系统 - Google Patents

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Abstract

一种用于校正和视频信号一起接收的辅助数据信号中包括的字符的失真的方法和装置。通过生成表示第一字符和第二后续字符的背景和前景的信号来校正该失真。随后呈现第一和后续的相邻字符的背景和前景。随后确定第一字符是否以斜体呈现。如果是，则重新呈现第一字符的前景色。另外，在接收到第一字符的替换字符的情况下，确定第一字符是否以斜体呈现。如果是，则重新呈现第二后续字符的至少一部分的前景和背景色。生成表示替换字符的背景和前景的信号。随后呈现叠加到第一字符上的替换字符的前景色和背景色。

Description

基于视窗的图形系统中的闭合式字幕系统
相关申请
本申请要求从2002年5月15日由David J.Lynch在美国专利和商标局提交的临时美国专利申请序列号60/380,635产生的优先权和所有利益。
技术领域
本发明涉及在视频信号处理系统中处理辅助信息，如闭合式字幕(closedcaption)字符信息，尤其涉及用于避免和/或校正一个字符因另一个字符的属性或格式，如斜体，而呈现的失真。
背景技术
基于微软Windows 32位平台架构(Win32)的用户界面(UI)系统，例如用于手持设备的微软Windows简化版(WinCE)操作系统，实现了设计用来打印出字符串的字体系统和文本绘制例程。需要这种字符生成能力的系统的例子是视频信号处理系统，其包括辅助信息处理能力，例如图文电视系统和/或闭合式字幕系统，如根据EIA-608和/或EIA-708标准来处理辅助信息的那些系统。EIA-608标准为在根据由国家电视制式委员会(NTSC)设置的标准而制造的电视机中使用的广播视频格式，该标准定义了具有4∶3宽高比的视频屏幕。EIA-708标准为用于数字电视(DTV)字幕的标准。DTV提供生动的高质量画面，并提供更宽的16∶9宽高比格式的显示，例如，如在电影院中所见。EIA代表电子工业联盟——美国电子工业贸易组织联盟。
遵循上述标准的闭合式字幕提供要显示的字符，其看起来叠加在视频图像上或在视频图像之上。该字符提供与视频节目的音频部分对应的文本内容，例如用来帮助听力损伤的用户。对于模拟电视信号，如NTSC——美国的标准电视信号来说，在垂直消隐期(blanking interval)呈现文本数据串。提取该数据，并在处理视频数据的同时将其转换为用于在屏幕上显示的字符数据。在数字电视信号中，可包括字幕数据，作为数字数据分组的特定组或流。
不考虑信号类型或数据传递方式，使用闭合式字幕数据来产生具有前景和背景色的闭合式字幕字符。除了颜色特性之外，字符可被风格化，或具有属性或特定格式，如变为斜体字。斜体字是格式化字符的一种特定方式，例如，将字符向右倾斜。一次接收一个字幕字符，以使用操作系统的图形显示能力，例如Windows文本绘制例程来一次一个地显示。由于不需要字符串的组合，闭合式字幕系统一次一个地处理字符，以提供提高的性能。一次一个地将连续字符显示在显示器上。
当上述系统生成要显示的斜体或倾斜的字符时，将斜体属性或格式添加到常规字符可导致斜体字符偏移或宽度增加，并占用比为显示一个字符而分配的面积更多的显示面积。也就是说，当被斜体化时，字符可延伸到为相邻字符分配的空间或单元中，并与该空间或单元重叠。因此，一个字符的属性或格式可与另一个字符，例如相邻字符的呈现相干扰，并使另一个字符的呈现失真或恶化。例如，由于一次一个地绘制或呈现字符，所以，绘制具有适当背景色的下一个字符可导致先前字符单元或空间中至少部分字符被截断或切断。由此，字符显示可能出现失真。
发明内容
本发明部分涉及考虑所述问题，部分设计提供一种用于解决上述问题的系统和方法。本发明的一个方面涉及一种处理视频信号中包括的辅助信息的方法，包括以下步骤：处理辅助信息以产生字符数据，字符数据包括表示第一字符和第二字符的数据；响应字符数据而呈现第一字符和第二字符；确定第一字符是否表现出预定格式；以及响应第一字符表现出预定格式，而重新呈现第一字符和第二字符之一的一部分。本发明的另一方面涉及一种系统和方法，包括提供指示要显示的下一个字符的背景和前景色的信号，然后仅提供相邻在先字符的前景色。一旦确定在先相邻字符以斜体形式呈现，便执行这一过程。本发明的另一方面涉及一种用于替换先前呈现字符的系统和方法。首先，本发明生成指示在要替换的字符之后呈现的相邻字符的前景和背景色的信号，并重新呈现该前景和背景色。优选地，仅重新呈现相邻字符的邻接部分。随后，生成指示新字符的背景和前景色的信号，并在显示屏幕上先前显示要替换的字符的位置上呈现新字符的背景和前景色。如果紧挨新替换的字符之前的斜体字符变得模糊，则利用前面的校正失真的方法来校正该文本。
附图说明
为了更全面理解本发明，现在参考附图，作为示例描述本发明，附图中：
图1为示出使用本发明的系统和方法，校正因斜体字符的呈现而导致的闭合式字幕文本的显示失真的过程的方框图；
图2为描述根据本发明的系统和方法来校正因斜体字符而导致的闭合式字幕文本的失真的步骤的流程图；
图3显示了使用本发明的系统和方法校正的具有因斜体字符的呈现而导致的失真的两个相邻文本字符；
图4为示出根据本发明的系统和方法的替换实施例，因闭合式字幕文本中的斜体字符的替换而导致的失真及其校正的方框图；
图5为描述根据本发明的系统和方法，闭合式字幕文本中斜体字符的替换的步骤的流程图；以及
图6为示出用于校正因作为部分闭合式字幕文本显示的斜体字符而导致的失真的本发明的系统的方框图。
具体实施方式
在能够接收要显示的辅助数据信号的字符呈现设备中实现本发明的系统。所述设备可采用任意机顶盒、从大型机(mainframe)和个人计算机(PC)到数字电话、手持设备例如Palm PilotTM的范围的计算机以及电视信号处理系统(例如，包括显示设备(例如，电视机)或不包括显示设备(例如，机顶盒、VCR等)的电视信号接收器)的配置。此申请公开了涉及在处理闭合式字幕数据时使用本发明的系统和方法的示范实施例。然而，本发明的系统和方法可应用于包括设备所接收的字符数据的任意辅助信息。这种辅助信息的其它例子包括图文数据、Gemstar(金斯达)数据等。此外，本系统可包括显示设备，或生成可提供到显示设备的信号。
图1示出了用于校正位于具有由边界线12指示的单元区域的字符单元14内的闭合式字幕字符10a的失真的本系统和方法的过程。图中，以黑色和白色示出了字符10a-10c和单元区域16的背景，然而，Win32图形和字体以及其它图形和处理软件程序可以用大量其它颜色来呈现前景和背景。字符10a之后的单元区域16通常由背景色填充。当以斜体形式呈现字符10a时，如字符10b所示，字符前景色、即字母10b的至少一部分13超过单元区域14而延伸到相邻单元区域15中。也就是说，第一字符的格式，即10b的斜体形式使得第一字符对第二字符10c所占用的空间产生影响或干扰。由此，在第一字符的呈现之后对第二字符的呈现导致第一字符被破坏或恶化。如这里所描述的，通过响应对第一字符具有预定格式，例如斜体的确定，而重新呈现第一字符的一部分，例如前景部分来消除此恶化。实践中，很多斜体字符产生使字符延伸或弯曲到相邻单元区域15上的图形。
本公开提到斜体字符，其指示字符向右倾斜。应当理解，本发明致力于校正由任何导致字符延伸出其单元区域、并占用相邻字符的单元区域的部分的对打印字符的操作所造成的失真。倾斜方向无关紧要，并且对斜体的字符的引用是无关紧要的。
由于一次一个地呈现或显示字符，所以，第二字符10c的呈现不顾及字符10b的延伸13，而导致第二字符10c的背景和/或前景色覆盖并由此切断延伸或伸出到第二字符10c的单元区域15中的第一字符10b的伸出部分13。
假定斜体字符10b延伸出所分配的单元区域14而进入到第二字符单元区域15，则当在单元区域15中呈现具有背景色17的第二或下一个字符10c时，字符10c的背景色17将覆写先前的斜体字符10b的伸出部分13。此外，在未使用背景色17的情形中，当伸出所分配的单元区域14的斜体或倾斜字符10b后面跟随常规的非倾斜字符10d时，可能产生字符10b的伸出段13的混乱。
为了校正或适当地显示斜体字符10b，对于实时在线系统，如闭合式字幕来说，重新呈现所有文本是不切实际的。这是由于正被接收和显示的字符的实时需要。在实时系统中，很简单，没有足够时间来修正显示文本的所有错误、打印错误、或失真。因此，本发明的系统和方法的实施例包括：在呈现下一个相邻字符10c的前景和背景之后，生成仅指示斜体字符10b的前景的信号，并仅重新呈现斜体字符10b的前景，以产生图1中示出的结果。
重新显示字符而不替换背景
现在通过参照图1、2和3来描述用于解决上述问题的系统和方法的示范实施例。图1显示了本发明的系统和方法所遵循的用于校正字符失真的过程。图2显示了根据本发明的系统和方法的校正例程30的流程图。图3显示了由所述系统并根据图2的方法校正的具有由斜体化导致的具有失真的两个相邻文本字符。当要显示文本时，生成指示第一字符20的前景和背景的信号，用于在显示器上呈现，如图3所示，并在步骤S30中讨论。在步骤S32中，生成指示下一个或第二字符22的包括其前景和背景色的信号，用于呈现相邻的第一字符20。在步骤S34中，确定紧挨在第二字符22之前的先前或第一字符20是否为斜体。在先字符20的位置基于正在呈现文本的方向，例如，从左到右、从右到左、向上、向下等。
如果第一字符20为斜体，则预见到为当前字符呈现背景色已导致伸出到下一个字符22的单元区域24中的第一字符20的部分23变得混乱。下一个字符22的单元区域24与第一字符22的伸出段23相交。在步骤S36中，通过生成指示第一字符20的前景的信号，而不在显示器上重新呈现其背景26，来校正这种混乱。随后提供指示第一字符20的前景的生成信号，用于重新呈现。应当理解，决定步骤S34确定在先字符不是斜体时，不需要采取校正措施。随后，通过生成指示用于在显示器上显示的后续相邻字符的前景和背景的信号而继续该方法。随后，下一个字符22被视为第一字符20，继续此过程，直到已显示了所有文本为止。
更具体地，关于图3中显示的例子，系统检测到“W”字符20为斜体，并且，因此在显示后续相邻“M”字符22时该后续相邻“M”字符22将使该字符的右上部分23模糊。校正例程30控制呈现“M”字符22，并随后重新呈现前景“W”字符20，而不重新呈现与“W”字符20相关的单元区域26的背景色。本发明的校正例程30允许一次分析并显示一个字符，避免伸出到相邻字符的单元区域中的斜体或倾斜字母的图形再现的恶化或混乱。
替换字符
本发明的替换实施例涉及替换显示器上的字符。可修改显示器上呈现的遵循EIA-608和/或EIA-708的字符。可为了诸如字符的不正确呈现、校正错误拼写等任意大量原因来修改字符。字符的替换需要在现有流中替换已经呈现的字符。例如，如图4所示，示出了用非斜体字符“M”42来替换先前呈现的斜体字符“M”42的过程40。
如从此图中可以看出的，首先，确定字符“M”42是否为斜体。如果确定了此字符为斜体，则必须重新呈现紧随其后的字符，在此实例中为“J”字符44，以移除可能残留在“J”字符44的背景46中的由斜体字符“M”42导致的任何失真。本发明的解决方案在于，生成表示“J”字符44的背景46和前景色的信号，并重新呈现“J”字符44的背景46和前景色。
本发明通过使得仅重新呈现替换字符(此实例中为斜体字符“M”42)的右边的相邻单元的前景和背景的左半部，来节省时间。直观地，对相邻单元的重新呈现会重新呈现“J”字符44的定义到虚线左边的1/2宽度部分48。可替换的，可重新呈现相邻单元的任意部分。相邻单元的重新呈现不限于1/2单元宽度。此外，对于其它语言，如从右向左阅读的希伯来语，以这里描述的相反方向执行单元的呈现和重新呈现。
仅更新相邻单元的一半避免了跟随该相邻单元的字符可能需要的修补(fix-up)的级联效应(cascading effect)。如果字符42为斜体，则当整个字符42的重新呈现可能溢出到跟随其后的字符上并使跟随其后的字符模糊时，会产生级联效应。这将需要修正跟随字符42的字符44，等等。
在校正跟随被替换的字符42的字符44之后，呈现新字符50，并且检查新字符50之前的字符52，以确定其是否为斜体。如上面所讨论的，当重现随后的字符时，可能使在先斜体字符模糊，因此，如所示出的，重新呈现其前景，即字母，以保证新字符不使其模糊。
图5显示了执行如上面在图4中讨论的字符替换的本发明的校正例程60。在步骤S62中，确定是否替换字符。如果不替换字符，则根据所实现的显示过程来继续显示字符。如果确定要替换字符，例如图4中显示的替换字符42，则在步骤S64中，确定该字符是否为斜体。如果在步骤64中确定该字符为斜体，则生成表示跟随替换字符42的相邻半个单元的背景和前景的信号，并在步骤S66中，如所讨论地重新呈现该信号。如果在步骤64中确定要替换的字符不是斜体，则生成表示替换字符如图4中示出的字符50的背景和前景的信号，并在步骤S68中，如已阐明的将该信号呈现在屏幕上。
在步骤S70中，确定重新呈现的字符50左边的字符52是否为斜体。如果确定结果是肯定的，则生成表示该字符的前景的信号，并在步骤S72中，以类似于通过参照图3所描述的方式重新呈现该信号。
在图6中示出的一个演示性实施例中，本发明的系统100包括接收器80，用于接收视频信号78。将接收的视频信号78转送到信号处理器82。接收的视频信号78包括图像信号和辅助数据信号。辅助数据信号可包括诸如要叠加到视频信号上的闭合式字幕数据的数据。
信号处理器82提取辅助数据信号并处理视频信号。随后将视频信号传送到视频叠加设备86。如果信号处理器82检测到编码到视频信号中的辅助数据，则将从视频信号中分离出辅助数据83，并将其转送到辅助数据处理器84。辅助数据处理器84对辅助数据信号83的分量进行解码。辅助数据信号的分量至少包括要显示或叠加到视频信号上的字符、在视频信号上要叠加字符的位置、以及字符的字体和字形。随后将已解码的辅助数据信号的分量提供到视频叠加设备86，以合并视频信号85和辅助数据信号，从而形成复合信号。如所示出的，可将叠加设备86经由87连接到视频屏幕88，以显示复合信号。
可在显示屏幕88上辅助数据信号定义的任何位置显示字幕字符。数据的每个字符通常以作为背景的黑色框内的白色前景色如字母颜色显示。然而，可使用任何期望的前景和背景色来显示。
当在显示屏幕上显示字符时，叠加设备86检查字符，以确定该字符是否为斜体，并随后根据上文中参考附图1-5描述的方法来校正该字符的显示。
视频屏幕88可与本发明的系统合并，如在电视机中。可替换地，系统可以作为处理辅助数据信号的机顶盒操作，以将该信号提供到用于显示包括辅助数据的复合信号的分离的显示设备。
从上面的描述中，可以看出，通过提供替换字符以及校正在生成要在视频显示装置上顺序显示的斜体字符的辅助信息处理系统如闭合式字幕系统中呈现的文本显示的系统和方法，本发明的系统能够克服现有技术的缺点。本发明的方法生成指示下一个字符的背景和前景色的信号，随后仅重新呈现相邻的在先字符的前景色。一旦确定在先的相邻字符是否以斜体形式呈现，便执行所述过程。
本发明还能够执行对先前呈现的字符的替换。首先，本发明生成指示相邻字符的背景和前景色的信号，并重新呈现要替换的字符之后呈现的相邻字符的前景和背景色。优选地，仅重新呈现后续相邻字符的邻接部分。接下来，生成指示新字符的背景和前景色的信号，并呈现该信号，以覆写要替换的字符。如果紧挨在替换字符之前的斜体字符变得模糊，则仅重新呈现先前字符的前景，以校正该文本。
应当理解，上面描述的每个要素、或一起描述的两个或更多个要素还可找到不同于上述类型的其它类型的方法的有效应用。
尽管已示出和描述并在所附权利要求中指出了本发明的某些新颖特征，但其不意味着限于上面的细节，因为应当理解，本领域的技术人员可以在决不脱离本发明的精神的情况下，对所示设备做出形式和细节及其操作上的各种省略、修改、替换和变更。

Claims (19)

1.一种处理视频信号中包括的辅助信息的方法，其包括以下步骤：
处理辅助信息以产生字符数据，所述字符数据包括表示第一字符和第二字符的数据；
响应字符数据而呈现第一字符和第二字符；
确定第一字符是否表现出预定格式；以及
响应第一字符表现出预定格式，而重新呈现第一字符和第二字符中的一个的一部分。
2.如权利要求1所述的方法，其中，第一字符和第二字符各包括各自的前景区域和各自的背景区域，并且重新呈现的部分包括部分前景区域。
3.如权利要求2所述的方法，其中，第一和第二字符在响应第一字符和第二字符的呈现而产生的图像中相邻。
4.如权利要求3所述的方法，其中，预定格式包括斜体格式，并且其中，重新呈现的步骤包括重新呈现第一字符的部分前景区域。
5.一种校正和视频信号一起接收的辅助数据信号中包括的数据所表示的字符的失真的方法，该方法包括以下步骤：
提供表示第一字符的背景和前景的信号；
呈现第一字符的背景和前景；
提供表示在第一字符之后接收并且与第一字符相邻的第二字符的背景和前景的信号；
呈现第二字符的背景和前景；
确定所述第一字符是否以斜体方式呈现；以及
一旦确定第一字符为斜体，便重新呈现第一字符的前景色。
6.如权利要求5所述的方法，还包括提供要在显示屏幕上显示的所述第一字符和所述第二字符的步骤。
7.如权利要求5所述的方法，其中，根据EIA-608和EIA-708标准中的至少一个来显示字符。
8.一种替换辅助数据信号中包括的数据所表示的字符的方法，该方法包括以下步骤：
确定第一字符是否以斜体方式呈现；
提供表示第二字符的至少一部分的背景和前景的信号；
一旦确定第一字符为斜体，便重新呈现在第一字符之后接收并且与第一字符相邻的第二字符的至少一部分的前景色和背景色；
提供表示替换字符的背景和前景的信号；以及
呈现叠加到第一字符上的替换字符的前景色和背景色。
9.如权利要求8所述的方法，还包括以下步骤：
提供表示第一字符的背景和前景的信号；
呈现所述第一字符的背景和前景；
提供表示第二字符的背景和前景的信号；以及
呈现第二字符的背景和前景。
10.如权利要求8所述的方法，其中，仅在要被替换的字符为斜体时才执行所述重新呈现在第一字符之后接收并且与第一字符相邻的第二字符的至少一部分的前景色和背景色的步骤。
11.如权利要求8所述的方法，还包括确定所述替换字符之前相邻的字符是否为斜体的步骤。
12.如权利要求11所述的方法，还包括以下步骤：提供表示所述替换字符之前相邻的字符的前景的信号；以及当确定该相邻字符为斜体时，重新呈现所述替换字符之前相邻的字符的前景色。
13.如权利要求8所述的方法，其中，所述重新呈现在第一字符之后接收并且与第一字符相邻的第二字符的至少一部分的前景色和背景色的步骤重新呈现与替换字符相邻的第二字符的前景和背景色的一半或更少。
14.如权利要求8所述的方法，还包括提供要在显示屏幕上显示的所有字符的步骤。
15.如权利要求14所述的方法，其中，根据EIA-608和EIA-708标准中的至少一个来显示字符。
16.如权利要求14所述的方法，其中，显示屏幕为计算设备的监视器。
17.一种用于校正数据所表示的字符的失真的设备，该设备包括：
用于接收包括具有字符数据的辅助信息的信号的装置；
用于从所述信号中提取辅助信息和字符数据的装置；
用于处理所述字符数据的装置，其中，所述字符数据包括由背景色和前景色表示的多个字符，并且该装置确定显示的所述多个字符中的每一个是否为斜体，生成指示所述多个字符中的每一个的前景色的信号，并在呈现了所述多个字符中确定为斜体的每一个字符的后续相邻的一个字符之后，重新呈现该确定为斜体的每一个字符的前景色。
18.如权利要求17所述的设备，其中，所述字符数据表示闭合式字幕数据。
19.如权利要求17所述的设备，其中，所述包括具有字符数据的辅助信息的信号包括图像信号，并且所述处理字符数据的装置将所述图像信号与所述多个字符合并，以产生表示所述图像信号上叠加的所述多个字符的复合信号。
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