CN1058828C - 处理视频信号的装置及其操作方法 - Google Patents

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Abstract

一种用于处理视频信号的装置包括一个电视图文处理器(107)，它具有一个非易失性存储器(115)，以存储可在显象管上显示的字符，字符是以减少冗余的编码方式被存储的。控制单元(111)用于在读出时对数据解码并将其进一步输出到产生用于控制显象管的信号的单元(113)。通过字符的压缩存储，该电视图文处理器(107)即使对于大规模的字符也可被制成一个集成电路。

Description

处理视频信号的装置及其操作方法
本发明涉及用于处理视频信号的一种装置，它包括一个电视图文处理装置，后者具有：-一个分离单元，用于从接收的视频信号中分离出电视图文数据，-一个信号发生单元，用于产生能在一个显象管上显示的信号以指示在电视图文数据中包含的字符，-一个非易失性存储器，其中存储可在显象管上显示的字符，-一个控制单元，它将在非易失性存储器中存储的用于显象管上显示的字符传送到信号发生器。
用于处理视频信号并包括一个电视图文处理装置的装置，例如电视机是公知的。在电视图文收发时，在发送侧将在垂直消除间隔中传输数字数据。在接收侧，在一个电视图文处理器中对电视图文数据进行处理以便在显象管上显示。由发射台传输的数据中包含由一种预定字符构成的符号。对于一个待显示的符号通常发送一个数字值。在接收侧设有一个非易失性只读存储器(ROM)，它包括用于每个待显示组分的图象点信息。一个控制单元用于将传输的数字数据值分配给储存在ROM中的可显示字符。一个显示信号发生器用于产生可使显象管受到控制的信号。
一些语言，例如拉丁语、阿拉伯语或西里尔语具有可数数目的字符，而另外一些语言的字符，如一些亚洲国家的语言，包括成千上万的字符。例如，根据标准的中文字符包括多于7600个字符。它在每字符24×30个图象点的分辨率时将需要约5.5Mbit的存储容量。
在德国公开文献DE 4142781 A1中描述了一种在电视图象中渐显字符的装置(同屏显示OSD)，其中为了减少可显示字符的存储容量，将字符编码后存储。为此将一个字符划分成各个条块，其中每个条块的位组合被包括在一个ROM存储器中。另一ROM存储器包括对字符分配的条块矢量的地址。该ROM存储器又受到一个RAM存储器的控制，在后者中，中间存储了每个待显示字符的地址。
在Warnke，H.H.等人的文章：“SAA 5350(EUROM)，用于显象管图文显示的单片视频图文处理器”，Valvo Technische Information TI 840827，1984，第3至4页中描述了SAA 5350处理器的原理结构。它包括一个字符ROM，在其中以扫描光栅点数据的形式存储了一种字符的字符信息。该信息与字符特征相结合并传送到一个彩色存储器中，后者记录仅为32个12位字符的数目。从该彩色存储器中读出具有用于控制D/A转换器的扫描光栅点速度的信息。
本发明的任务在于，对导言部分所述包括一种电视图文处理装置的装置这样地改进，以使得用于可显示字符的字符存储需要量尽可能地减少。此外也将给出操作这种装置的一种方法。
根据本发明将这样地解决该任务：包含在非易失性存储器中的字符是以减少冗余的编码方式存储的；及控制单元是这样构成的，即在读出存储于非易失性存储器中的字符时将其解码。
这样一种装置的操作方法为：在使用存储在一个非易失性存储器中的可显示字符的情况下从接收到的视频信号(FBAS)中分离出电视图文数据，字符是以减少冗余方式被编码的并对它们可分配数据及在该装置的一个显象管上进行显示；字符从存储器中读出时被解码并且将该已解码字符写入到一个接收电视图文页的存储器中。
在根据本发明的电视图文处理器中用于可显示字符的存储需要量按减少冗余编码的压缩率下降。在从字符的存储器中读出字符时将进行合乎目的的解码。这例如可通过在电视图文处理装置中包含的微处理装置的相应编程来实现。可设想换一种方式，即通过在字符存储器输出端的相应后级硬件单元来执行解压缩规则。
在本发明的一个优选实施方式中附加地设置了一个可写存储器，在其中以图象点方式组合地存储待显示于显象管上的电视图文侧信号。当根据隔行扫描方法的半图象帧方式进行显示时，在图象存储器中以中间方式存储两个“半图象帧”的图象点。重要的是，图象存储器中包括以图象点分辨的整个待显示侧信息。除图象点信息外，还可存储每个字符的其它显示特征，例如背景彩色及前景彩色。其优点在于，待显示的显象管侧信号仅需一次性组合存储，然后从存储器中读出并以半图象帧重播频率重播。这里解压缩过程仅是在这些被存储信号的组合存储时一次地进行的。此外这里待显示字符的解压缩比没有中间存储器的情况在时间上甚不苛刻。它譬如可以通过已包含在电视图文处理器中用于另外目的的微处理机来执行。对此这需用相应的软件编程。对于在中间存储器中信息页的汇编处理速度通常使用微处理机芯这样快速地执行，即使得观看者不会察觉到图象构成的任何延时。
对于信息的编码及解码已公知了许多方法。在根据本发明的装置中原则上可使用任一解压缩方法。原则上每种字符，例如拉丁字母，，阿拉伯字母，特殊符号，例如用于效果显示的符号(框，下标线，操作指示符)等均可被压缩地存储。然而，在本发明的优选实施例中电视图文处理装置是这样构成的，即字符的压缩存储及相应的解压缩地解码成字符特别适用于中文字符。为此将每个字符划分成一定数目的字符段。结果表明，在一些字符中使用了相同的字符段。这仅需要在存储器中一次性存储，其中通过指针指示它们的存储地址。为了存储一个字符还使用了相应的指针及相应字符所独有的图象点信息。字符间垂直方向上的间隔可通过空行来产生而不需要在字符中存储。
合乎目的的是将这些空行与字符一起写入到中间存储器中。以此方式可使用于所有字符存储所需的存储容量大量地减小。将图文处理装置集成到一块单个集成电路中也可利用现今的制造技术直接得以实现。
以下将借助于在附图中描绘的各个图来详细地描述本发明及其它有利的实施例。附图为：
图1：具有一个电视图文处理器的电视机；
图2：具有不同字符段的字符；
图3：用于存储可显示字符的非易失性存储器的存储器布局。
根据本发明的装置如图1中所示，例如可以作为电视接收机来实施。该电视机装置通过天线101接收电视信号。在一个调谐器102中选择被调整到的发射台的频带，并且在一个中频及解调级103中将相应与调整到的发射台的视频信号转换成中频信号并对其解调。在中频及解调级103的输出端将出现基带中的视频信号FBAS。在一个图象处理单元104中由该视频信号FBAS产生出用以控制显象管106的彩色信号及亮度信号。在一个单元105中将由该视频信号FBAS产生出用于偏转显象管106的电子束的水平脉冲及垂直脉冲。装置107用于处理电视图文信号。视频信号FBAS通过一个模数转换器110数字化后传送给装置107。装置107产生出用于控制显象管106的输出信号RGB。
电视图文处理装置107在其用于视频信号FBAS的输入端具有一个采集单元112。通过该采集单元112分离出包含在视频信号中的电视图文数据并为装置107中的中间存储及进一步处理作相应准备。控制单元111负责电视图文处理装置107中的序列控制及数据控制。合乎目的的是该控制单元111是一个软件控制的微处理机。该装置107具有一个工作存储器(未示出)，用于程序控制及数据中间存储。在电视图文处理装置107的输出侧具有一个单元113，用于根据待显示的电视图文信息产生RGB信号。
可在显象管上显示的字符被存储在一个非易失性存储器115中。控制单元111用于使显示信号发生器113提供用于待显示电视图文数据的由存储器115所准备的图象点(象素)信息。根据本发明设计成：在存储器115中包含的符号是编码后存储的，由此使待存储的数据量受到压缩。对此使用了减少冗余的编码技术。在从存储器115中读出符号时将要对被存储的符号信息解码并也解压缩。一个在显象管上待显示的电视图文页被组合地存储在一个可写易失性存储器114(RAM)中。每个字符包括对于由显示信号发生器113产生RGB信号所必需的图象点信息及字符特征，例如前景彩色及背景彩色、闪烁等。并且图象点信息相对于待在显象管上显示的符号的相对布置将位置准确地彼此存储在存储器114中。存储在显示存储器114中的信息将被显示信号发生器113读出，114以便接着产生RGB信号。在存储器114中位置准确的布置在于不再继续进行显示信息的任何布置的变换。用于一页的图象点信息因此仅是一次性被组合并然后能多次地逐个地被读出。显示存储器114包含二个半帧的信息。即显示存储器114包含用于在显象管上待显示的电视图文页的图象点信息。例如它包含与通常的电视图文相应的25行，其中每行包括40个字符。通过在显象管上显示以前首先在显示存储器114中组合地存储一个电视图文页，对于由控制单元111对字符解压缩就保留了足够的时间。显示存储器114仅在信息变化时必需重新被写入。在待显示的页中一部分变更时仅需要使该部分被更新。这使解码成本减至最小。解压缩程序因此可被编程成软件并通过通用的微处理机111来执行。根据一种数据压缩，待在存储器115中存储的数据量对于每个字符是不同大小的。在用软件实施的方案中一个字符的存储地址例如用参考表的形式以简单的方式来实现。在现今用此方式可处理的数据量的情况下，对于观看者来说不会察觉出图象构成的任何延时。
对于数据压缩原则上可使用一系列公知的压缩规则(及相应的解压缩规则)。然而通用的规则，例如霍夫曼编码、运行长度编码或算术编码为此可优化，以使得无论是数据压缩还是数据解压缩可在尽可能短的时间内被执行。然而就现在该情况在接收侧无需任何数据压缩。以下所述的字符存储器115中的数据结构特别适用于对字符的快速数据压缩。
根据标准的中文字符GB5007包括7,632个字符，每个将以24×30个图象点的分辨率显示。这大概为5.5 MBit的信息量。这样一种字符的空间分布表示在图2中。头三个图象行点0，1，2及最后三个图象行点27，28，29为空行。因此它们无需被存储，并由控制单元111在待显示的电视图文页的图象点组合存储时被插入到显示存储器114中。一个字符的宽度共计24个图象点。一个字符的其余部分最好被分割成18个同样大小的字符段40---57。一个字符段则具有4×8图象点的尺寸。已经表明，一些这样的字符段被包含在不同的字符中。而另外一些这样的字符段是对于相应的字符所固有的。
利用一字符这样地分割成字符段，可使数据以如下方式存储在图3所示的存储器114中。该存储器包括一个第一存储区域119，在其中存储属于每一字符120，121的个别的数据。在另一存储区域118中存储不同字符所共有的那些字符段，即所谓共用字符段125，126，127。在存储个别字符信息120，121时设置了相应的指针，它指示每个在字符中包含的共用字符段125---127的地址。从该存储器中读出时，使属于一个字符的数据组合成图象点信息。
对一个字符120，121分配的数据的示范结构表示在图3的右部分中。描述一个字符的这种数据组包括一个标题130，在其中对于每个字符段40---57设有1位(Bit)。通过该位可以确定，与其对应的字符段是否为一个存储在存储区域118中的共用字符段，或者相应的字符段被直接地存储在字符数据组120，121中。标题130因此包括18位。此外该数据组包括对于根据标题130指示的每个共用字符段的一个指针，它指示在存储区域118中该共用字符段的存储地址。在当前的情况下，共有三个指针，它们指示共用符号段125，126，127的相应地址。指针的次序相应于字符中相应的共用字符段当时出现的次序。接在最后指针后面将存储用于不是作为共用字符段出现的、而是作为每个单个字符的个别字符段必须被存储的那些字符段134，135。
为了从存储器115中读出字符，通过控制单元111首先对标题进行评价。这将确定出，在该数据组中以下是否包括对于字符端40---57存储的图象点数据，或者是否出现存储在存储器的特定区域118中的一个共用字符段，它是被通过指针指示的。在字符进一步的读出过程中将根据指针读出共用的字符端。接着读出对于该字符个别的字符段。然后在显示存储器114中组合该字符。
为了使指针长度保持尽可能短及由此进一步降低存储位置的需要量，合乎目的的是，共用字符段设有一个连续的号码。于是指针131、132、133包含共用字符段相应的号码。通过控制单元111将使该号码转换成相应的存储地址。例如它可以这样来实现，每个共用字符段占有一个固定的预定存储位置量，以使得为了计算相应的存储地址，作一次共用字符段号码和存储位置量的乘法及一次与初始地址的加法就够了。另一方面该转换可通过参考表来实施。
通过上述减少冗余的编码技术被存储的字符120、121具有不同的存储位置需要量。单个字符的定址可在控制单元111中通过相应编程，例如以一个参考表的形式来考虑。另一方面，存储器的存取可在存储器定址时通过相应的硬件支持来实现。在参考表中可以存储每个字符的地址或仅是一定的字符选择，例如每次八个字符。在后一情况下，则必须通过该表基于在待读出字符前面的字符进行取数，以便然后在对至少每个在其后存储字符的标题作出估价的情况下得到待读出的字符。

Claims (10)

1、用于处理视频信号的装置，它包括一个电视图文处理装置(107)，该电视图文处理装置具有：-一个分离单元(112)，用于从接收的视频信号(FBAS)中分离出电视图文数据，-一个信号发生单元(113)，用于产生能在一个显象管(106)上显示的信号以指示在电视图文数据中包含的字符，-一个非易失性存储器(115)，其中存储可在显象管上显示的字符，-一个控制单元(111)，它将在非易失性存储器中存储的用于在显象管上显示的字符传送到信号发生单元(113)，其特征在于：-包含在非易失性存储器(115)中的字符是以减少冗余的编码方式存储的，-控制单元(111)是这样实施的，即在读出存储在非易失性存储器(115)中的字符时将其解码，及-设置了一个可写存储器(114)，在其中将待在显象管上显示的已解码及图象形式的字符进行中间存储。
2、根据权利要求1所述的用于处理视频信号的装置，其特征在于：该可写存储器(114)连接在控制单元(111)及信号发生单元(113)之间。
3、根据权利要求2所述的用于处理视频信号的装置，其特征在于：在可写存储器(114)中该中间存储的并待在显象管上显示的字符是以图象点的方式及电视图文页方式被存储的。
4、根据权利要求1至3中一项所述的用于处理视频信号的装置，其特征在于：非易失性存储器(115)中包括多个可在显象管上显示的字符；对于每个字符存储了一定数目的字符段(40---47)；至少包含在两个字符中的字符段(共用字符段)仅一次地存储在非易失性存储器(115)中；对于包含在一个可显示字符中的共用字符段存储了一个指示该共用字符段存储地址(125，126，127)的指针(131，132，133)；及控制单元(111)是这样构成的，即为了对一个待从非易失性存储器(115)中读出的字符解码，使字符段及共用字符段相组合。
5、根据权利要求4所述的用于处理视频信号的装置，其特征在于：字符由以行分割的图象点组成；及控制单元(111)是这样构成的，即使得字符在从非易失性存储器(115)中读出后至少在垂直方向上插入一个空行。
6、根据权利要求4所述的用于处理视频信号的装置，其特征在于：非易失性存储器对于至少一个可显示的字符具有一个存储区域(120，121)，它包括：-对于每个字符段的一个识别标记(130)，用于识别在可显示字符的存储区域(120，121)中是否包含字符段，或字符段是否是共用字符段，-如果识别标记(130)中的一个指示出包含一个共用字符段，则包括指示该共用字符段存储地址(125，126，127)的一个指针(131，132，133)，-用于相应的识别标记(130)指示的非共用字符段的图象点信息(134，135)。
7、根据权利要求4所述的用于处理视频信号的装置，其特征在于：共用字符段被相关联地存储；对每个共用字符段分配了一个连续的号码；用于一个共用字符段的一个指针(131，132，133)包括相应的对其分配的号码；及由控制单元(111)在使用该号码的情况下获得共用字符段的存储地址。
8、根据权利要求1所述的用于处理视频信号的装置，其特征在于：设有一个调谐器(102)，对它输入由一天线(101)接收的信号；一个中频级(103)及一个在其输出侧的后级解调级(103)，该解调级产生视频信号；及一个显象管(106)，它可被信号发生单元(113)控制。
9、用于操作根据权利要求1所述的用于处理视频信号的装置的方法，其特征在于：在使用存储在一个非易失性存储器(115)中的可显示字符的情况下从接收到的视频信号(FBAS)中分离出电视图文数据，字符是以减少冗余方式被编码的并对它们可分配数据及在该装置的一个显象管(106)上进行显示；字符从存储器(115)中读出时被解码并且将该已解码字符写入到一个接收电视图文页的存储器(114)中。
10、根据权利要求9所述的用于操作根据权利要求1所述的用于处理视频信号的装置的方法，其特征在于：对于至少一个字符设置了一个存储区域，在其中存储对于该字符所独有的字符段(134，135)及至少一个指针(131，132，133)，该指针指示到另一存储区域(125，126，127)，在后者中存储对该字符及另外一些字符可分配的字符段；从非易失性存储器(115)中读出字符所独有的字符段并通过经指针的读取控制读出可对另外一些字符分配的字符段；将代表字符用图象点进行分辨的信息写入到接收电视图文页的存储器(114)中。
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