CN1094210A - 管理的字幕区显示 - Google Patents

Abstract

一种图象显示控制系统，包括具有第一显示格式 比的图象显示屏。画面高度电路从具有第二显示格 式比的输入图象信号测定有效图象高度。检测器电 路响应图象信号中有效图象高度，识别字幕区格式和 决定该字幕区画面的显示格式比。变焦控制电路在 第一操作模式下，放大画面尺寸至基本占满显示屏， 而在第二操作模式下，放大画面尺寸至基本在垂直方 向占满显示屏。

Description

本发明涉及具有特殊显示格式比或宽高比的视区并包括有测定信号的有效图象区域的控制器，从而自适应地显示有效图象区域，以便充分利用垂直视区的电视接收机。画面可以被垂直和水平地变焦。然而，在变焦画面的水平尺寸并未能与屏面的水平尺寸相一致情况下，画面的水平象幅便要受限或带有垂直边条的显示。本发明自适应地对活动图象的格式比的变化作出响应，以有选择地调节压缩或扩展（变焦）的比例与摄取全景（pan），以使所接收信号的有效图象区域占满整个视区，或在垂直方向上占满视区。该选择可以按电视观众的爱好而定，或是预先编程的。在一种可选择方案中，电视观众看到占满全屏幕的画面是以截去部分信息内容为代价的。在另一种可供选择的方案中，观众看到具有完整信息内容的画面是以看到没有利用全屏的较小画面为代价的。

电视接收机的显示区域典型地或者为4个单位宽度对3个单位高度的显示格式比（称为“4×3”或“4∶3”），或者传统认为为“宽屏”或电影格式比的16×9（16∶9）格式比。这二种比值相对来说为标准，尽管还有其他已知格式比。具有特定显示格式比的接收机受这些方面的限制，即，要使以不同格式比提供的信号可以被显示。类似地，在要显示多种图象信号的场合，对于给定的其中一种信号所可供使用的格式比可能存在某些约束。

商业性广播大多数往往为4×3显示格式比（相对高些和/或窄些），这样传统的4×3接收机的全部显示区正好为整个画面所占满。因而市场上大多数电视产品具有4×3比，宽屏显示也是已知的，例如打算用于观看宽银幕电影。市场上可买到以各不相同的宽高比摄制的电影节目，而16×9比（相对短些和/或宽些）对于电视的宽屏格式来说多少是个标准。

许多观众发现，4×3显示格式，其效果不如电影的显示格式比。且不论电视机可能放在何处，较宽格式给人一种犹如在电影院观看的感觉，而较窄格式使观众感到在家里观看电视的感觉。宽显示格式利用它的全部区域显示完整的电影比信号，无需例如通过电视电影设备，电视机中的处理器等去截取或畸变原电影画面。

为了在16×9显示单元上显示4×3信号，或在4×3显示单元上显示16×9信号，不是利用不了全部的显示单元区域，就是阉割了视频信息。所接收的画面可以被变焦，在一个方向上占满屏面，而在另一方向上要从信号中除去局部画面。例如，4×3信号的顶部和底部可以被截除，而其余部分占满16×9格式显示区，或者可以截除16×9信号的侧边部分，而其余部分占满4×3区域。一般说，人们所关心的是宽度对高度之比而不是对信号放大或压缩的任何需求。

不去简单地截除信号，而是通过自动地，或者在电视电影机操作者控制之下，将画面作上下移动，或从一侧移向另一侧，以免丢失画面中的重要信息，这已为人所知。人们也已知可阉割被显示的信号，例如在水平方向压缩16×9信号，从而在4×3显示单元上显示，正如在商业广播（4×3）中显示宽银幕（16×9）电影的片头字幕时，常会看到的那样。截取，移动画面和畸变都会删去内容和/或对画面的质量有不良影响。

当要在不同格式比的显示单元上不作截除或畸变的情况下，显示一种格式比的有效视频信号时，所显示的信号就占据不满全部可供使用的屏幕区。显示单元上未被使用的区域是消隐区或使其显示背景彩色褪光。然而，这个边框区可以被利用，例如与主画面同时地显示另一画面，或者显示文本信息。

在所谓的“字幕区”（“letterbox”）格式中，宽格式比图象在窄格式比显示单元的全宽度上显示，而顶部和/或底部区域假定被用作显示例如风暴警告，新闻警告等电文。可使这种功能能由观众随意选择。宽格式的电影要进行无畸变或无截除的商业广播，可由广播电台将其变换为字幕区格式，从而使其能在常规的4×3电视机屏幕上显示。广播电台实际上加上了消隐的或暗淡的顶部和底部边框，并以4×3复合图象信号形成播送组合的画面和边框。假定标准的16×9和4×3比，在每场中只有181水平行用于显示主图象，那未其余行即为暗淡灰色或黑色边框。这些边框可看为类似于与主画面同时显示的来自第二图象源的一个画面。

调节格式比，尤其在要同时显示多个有效图象源时可能是个复杂的问题。例如可能必须根据非同步的同时显示的源产生一致的定时信号，从而在扫描期间在多个源之间切换，产生多个画面显示和/或从较高分辨率图象数据信号提供较低分辨率的经压缩的显示。

本发明的一个方面是自动地调节显示图象源信号的装置，从而自适应地接纳在预定范围内的任何显示格式比，图象源信号的有效部分被垂直方向扩展和对中，以使其占满显示屏。

本发明的另一方面是重复地检测图象源信号中有效图象的第一行和最后行，并计算变焦度（zoom    lovel）和使现行有效图象占满显示区的摄取位置，从而对宽高比的变化自适应地作出响应。

本发明的还有一个方面是以下述方式实现对视频信号的调节，即，不受虚假的行读数和消隐或其他方式无用屏的影响。

依照本发明的一种结构，输入信号按用户选择或经编程，被连续地和自适应地从不论何种有效图象显示格式比转变为利用全部可用垂直屏区的显示格式。即使在观看期间显示格式比发生变化，例如在字幕区格式信号中边框字幕的出现或以后消失，或者输入信号从字幕区格式变为常规格式或反之，电视机依照本发明重新计算定时和显示参数，在接连的场上调节，达到可用显示区的最佳利用。本发明从具有类似或不同的格式比的单个或多个非同步源提供高分辨率的单个和多个画面显示，同时其显示格式比是可选择的，这一切都以连续和自适应进行为基础。

正如本文描述的宽屏电视可以具有例如16×9的显示格式比。本发明提供以更大灵活性显示以字幕区格式接收信号的可能性。原先以16×9宽高比产生的但已被转变为字幕区图象（例如4×3图象，而围绕该有效图象的是消隐的顶部和底部边框的信号可以被放大或扩展，使有效图象占满屏面，而保持其原有宽高比。

有效图象的宽高比大于显示屏的比（例如，20∶9源对16∶9屏）的源垂直方向占满屏而水平方向被截除。宽高比小于屏的宽高比的源，其水平方向占满屏而垂直方向被截除。4×3广播信号中用于暗淡边框的这些部分被自动截除。使情况变化时自适应地进行校正，重新计算变焦和移动的范围。

依照一种发明的结构，图象显示控制系统对具有不同显示格式比的字幕区格式输入图象信号的检测作出响应自动控制图象显示。检测电路连续地检测图象信号中有效图象的第一行和最后行。存储器储存与有效图象的第一行和最后行相对应的扫描行号。从有效图象的第一行和最后行的扫描行号可以决定画面的高度。画面高度表示出字幕区输入的显示格式比。一比较电路将画面高度与对应于字幕区输入信号的期望最宽显示格式比的阈值相比较。例如，为微处理器的控制电路可操作在第一操作模式即除画面高度超过阈值以外，启动存储器连续刷新所存储的扫描行号也可操作在第二操作模式，即当检测到有效图象的图象行所对应的扫描行号小于所存储的第一行或大于所存储的最后行时能启动存储器刷新所存储的扫描行号。相应于画面高度控制显示装置上的至少一种画面尺寸和画面截取。在第二操作模式以后，启动第一操作模式的电路可以自动或手动地操作。该系统可自适应地在最大可供显示区上或以最大垂直高度的方式显示输入图象信号，而不论用于字幕区的特定宽高比，也不论文字之类所占据的边框范围如何。

依照另一种发明结构的图象显示控制系统包括有第一显示格式比的图象显示器。一画面高度电路从具有第二种显示格式比的输入图象信号测定有效画面高度。一检测电路根据视频信号中有效图象画面高度识别字幕区格式，并测定字幕区画面的显式格式比。一放大控制电路可操作在第一操作模式，将画面尺寸放大直至基本占满整个显示屏，而尽管会造成画面截除，也可操作在第二操作模式，将画面尺寸放大到基本上在垂直方向占满显示屏，尽管会造成部分显示屏未被使用。在两种操作模式中，垂直移动控制电路自动将画面对中。检测器可以识别字幕区格式画面的显示格式比。对所识别的显示格式比作出响应的电路控制所放大画面的图象宽高比的变化。偏转系统通过改变场扫描速率可控制垂直尺寸，通过改变水平图象扩展和压缩可控制水平尺寸，而通过改变相位上垂直复位控制画面摄取位置。

字幕区图象信号可以认为由三个区域组成（假定有效图象位于垂直中间位置，不是位于最顶部或最底部（。标为A、B和C的三个区域是这样的：A区和C区没有有效图象，或暗淡的彩色图象亮度小于亮度或亮度可变性的预定的阈值。这些边框对应于相对暗或无特色的条。B区有有效图象，或至少图象亮度大于预定的亮度阈值，而且典型地相应于两个暗条之间的画面有明显变化。A区、B区和C区的各自时间间隔是所使用的特定字幕区格式的函数，所使用的字幕区格式可以是例如从5×3至24×9的范围，常用的16×9比就在这范围中。

对于16×9字幕区格式，A区和C区的水平行时间间隔均大约为20行。字幕区检测器检测A区和/或C区的亮度同时计数水平行数。假如在A区和/或C区检测到有效图象，或至少一个最低的图象亮度，则字幕区检测器发出输出信号，存储现在的水平扫描行计数，用以重新计算转换比，使得有效图象的首行和未行处于显示屏上的预定点，通常或者位于最高点和最低点，或者位于使屏上全部水平宽度被图象占满的各自高度上。最好用户可随意选择该装置影响显示的方式，例如使用户想要时能选择黑色边框的显示，或者截除，压缩、扩展或上述几种的组合。

通过对所接收信号的宽高比的变化均衡地作出响应来改善检测器的操作。一旦对显示的信号已确立特定的宽高比信号，而此后显示区外检测到有效图象（例如，在输入信号的字幕区边框中显示的字幕），该显示在经历若干相连的帧转换为新的比例。最好，这个变化是通过对显示比例上变化递增地或均衡地作出响应而达到的，使得在经历若干接连的帧，画面作了适当扩展或压缩。该递增变化量可以与为达到新的宽高比而要求的校正范围有关。为了减少明显的抖动等，在进行校正之前可以确定最小行计数阈值。

最好通过对图象场中每行计算二个梯度来检测最高和最低有效图象区。为了计算这二个梯度需要以下四个值;现行行的最大和最小值，先前行的最大和最小值。指定为正梯度的第一梯度由通过从现行行的最大值减去先前行的最小值产生。指定为负梯度的第二梯度是通过从先前行的最大值减去现行行的最小值产生。二个梯度中任一个可为正值或负值，这取决于景物内容，但是二个梯度中的负值可以忽略不计。这是因为在某时刻只可能有一个梯度为负值，而正的梯度的大小总是大于或等于该梯度的值大小，由于没有必要计算梯度的绝对值故简化了电路。假如任一梯度具有超过可编程阈值的正值，认为图象存在于或者现行行或者先前行。这些值可被微处理器使用，以决定字幕区格式中是否有图象源和决定各自的行号。只要设置有图象垂直对中的装置便可以仅对图象的顶部（或底部）进行该计算。其实有效图象的检测是梯度的函数，而不是亮度绝对值的函数，因此该装置能检测预定暗色的无用边框，尽管边框仍有相当的（但不变的）亮度。

类似地，水平方向两侧的有效图象区可以通过对在接连的水平行的开始或结束处相邻象素或象素组计算梯度来决定。而且，假如画面对中则仅需对一侧进行计算即可。

图1（2）-1（f）表明宽屏电视的不同显示格式，而图1（d）表明本文所使用的一些术语。

图2是依照本发明的诸方面的适于工作在2f_H水平扫描下的宽屏幕电视的方块图。

图3是实施依照图2的电视所用门阵列的方块图;该图示出了主、辅信号通道和输出信号通道。

图4是对图2中所示偏转电路的方块图和电路图的组合。

图5和6是用于说明自动字幕区检测器工作的图表。

图7是结合图5和图6一起解释的自动字幕区检测器的方块图。

图8是实现自动字幕区检测器的一个可供选择的电路方块图。

图9是包括自动字幕区检测器的垂直尺寸控制电路的方块图。

图10是用于解释依照一种发明结构实现自适应字幕区显示方式的流程图。

图11（a）是图表，而图11（b）是流程图，一起用于说明在中断以后再实现自适应字幕区显示的方式。

图1的四张画面说明依照不同发明结构可以实现的一组子画面的显示格式。16×9和4×3二种基本格式互相重叠地显示，作为具有不同宽高比的重叠格式的一个例子。依照本发明，相互重叠的格式无需被限制在任何特定的尺寸，因为依照本发明的装置自动化检测有效图象宽高比，最佳地利用显示尺寸。

图1（a）说明其上可显示图象的具有较宽（例如16×9）显示格式比的，例如直视式或投影式的电视。当4×3画面被发送和显示时，如图1（b）所示，无效图象区显示为位于横向两侧出现的垂直黑色、灰色暗条。同样地，如图1（c）所示，当在4×3格式显示屏上显示16×9画面时，无效图象区出现为位于顶部和底部的水平条。图1（c）所示这种结构可被编码在来自一源的图象信号中，因此该信号通常被称为是以字幕区格式的。在这种情况下，因为必须既不截除也不压缩图象信息地显示全部水平行信息，所看到的画面在垂直方向上小于可用的显示区。假如16×9显示格式比源在发送之前被转换，因此它能占满4×3显示格式的视区的垂直范围，从图1（b）可清楚看到，或者将左侧和/或右侧的信息截除，或者可选择压缩信息，那未所造成的画面会由于相对的垂直放大（等价于相对水平压缩）而有明显畸变。另一个可供选择的方案是，也可移动所显示的信号位置，然而所有这些可选方案或者删去或者改变了信号的本貌，没有一种方案特别有吸引力。

本发明的自动字幕区检测系统自动地垂直扩展和对中具有可变宽高比的字幕区源，以在保持原有的宽高比的同时在垂直方向占满电视屏。具有大于16∶9宽高比的源在水平方向被截除，而具有小于16∶9宽高比的源以可见侧条形式显示出来。通过改变场扫描速率控制垂直变焦;通过改变水平扩展/压缩控制水平变焦;和通过改变垂直复位脉冲的相位来调节垂直移动。在初始变焦以后，假如在不显示画面的区域检测到有效图象，该系统重新计算并刷新这些参数，来自检测电路的行号要经筛选，以消除虚假的读数，而消隐的或无效（invalid）屏不予理会。

参阅图1（d），第一行号（在现行场上检测到的有效图象的第一行）从字幕区检测电路的寄存器中得到，最后行号也同样如此。同样地，得到图象起始行（在上字幕区和有效图象区之间的行号）和图象终止行（划定下字幕区界限）。画面高度可以由终止行号和起始行号之差值求得，而中央行号则由这二行号平均值求得。屏中心就是位于屏中央的行号，而且最好在待显示中央行号位置上的那点。

为消除错误，画面高度要与预期会遇到的最大宽高比（典型为24∶9）所对应的最小高度阈值相比较。当超出这个阈值时，就假定现行画面是消隐的或现行行号是无效的，无需根据这些值进行调节。

为消除抖动，画面参数的现行值和先前值之间的差值要与变化阈值相比较。当差值小于阈值时，所引起的变化不保证刷新这些参数。当请求刷新有效图象的第一行号和最后行号的值时，字幕区检测器寄存器被取样。这种情况的发生对于多帧不超过每帧一次。其结果要经滤波，例如经过二级中间滤波器，用于决定在有效图象和字幕区之间的界限。

当字幕区图象源显示，并希望有效图象在垂直方向占满全屏时，由用户启动该系统。一经启动，从现行画面的第一行号和最后行号算得画面高度和画面中央。假如画面高度小于最小高度阈值，系统连续刷新画面高度，直至超过阈值。这就使系统不去理会消隐画面和错误的第一行号和最后行号。

图1（C）和1（f）的比较表示本发明的实际作用。在图1（c）中有效字幕区源信号已被放大所要求的量，以占满宽格式显示屏。在图示的实施例中，在水平和垂直两个方向的变焦（它们在比例上是相等的，以保持有效图象信号的宽高比）至这样的地步，即，正好配合宽屏显示区的尺寸。也有可能接收到宽高比大于显示区宽高比的有效图象信号，在这种情况下，占满垂直区就会使水平图象的边缘被截去。

倘若在字幕区出现有效图象，例如在图1（f）所示的风暴报警，有效图象的最后行号就变化。因此，系统刷新中心行号和放大的范围，使得新的最后图象行出现在显示区的底部。这操作不同于简单地从一种格式比转换为另一种，因为如图1（f）所示，放大和位置选取是自适应地进行，并按要求占满显示屏以适应变化的情况。由字幕提供的附加有效图象区的作用是这样改变有效图象的宽高比，使得有效图象宽高比小于显示屏的比。因此，垂直方向的完整信号被显示，而带有侧条。

以4×3显示格式比信号所载的16×9显示格式比字幕区画面可以通过行数加倍或行数增加的方法逐行扫描，从而提供具有足够垂直分辨率的更大的显示画面。按照本发明，宽屏电视可显示这种来自一个主源、一个或多个辅助源或一个外部RGB源的16×9显示格式比信号。

也可以各种方式利用显示屏上无效图象区。例如，无效区有时用作诸如以字幕区格式广播的天气和新闻报告之类的文字信息。无效区可以具有附加的一个重叠画面，例如作为先看一下的另一频道节目。在调节具有无图象区的源被显示时，本发明并不象关心将通过电视机在调节具有无效区的源的过程中使其显示为无效区的量那样关心无效图象区的具体使用。

在辅助图象信号处理通道中数据取样限制使得高分辨率画面的产生变得复杂，其画面在尺寸上与主图象信号显示一样大。为克服这些困难可发展各种方法。

图2中示出组合有本发明结构的，适应于以2f_H行扫描操作的宽屏电视的总方块图，并总体标为10。电视10一般包括图象信号输入部分20、机芯或TV微处理器216、具有宽屏处理器309的宽屏处理器30，1f_H至2f_H的变换器40，偏转电路50、RGB接口60、YUV至RGB变换器240、显象管驱动器242、直视或投影式显象管244和电源70。为说明方便起见，将各种电路分为不同功能方块的电路组，而不打算局限于这些电路的具体位置、包装或相互之间的特定连接。

图象信号输入部分20自适应地接收来自不同图象源的许多复合图象信号。这些图象信号可以用开关选择作为主和辅助图象信号显示。RF开关204有二个天线输入端ANT1和ANT2。这些表示用作架空（offair）天线接收和电缆接收的输入端。RF开关204控制哪个天线输入端信号供给第一调谐器206和第二调谐器208。第一调谐器206的输出即为单片控制器202的输入，单片控制器执行与调谐行和场偏转和图象控制有关的一系列功能。所示的特定单芯片型号为TA7730。源自第一调谐器206的信号在单芯片中产生的基带图象信号VIDEO    OUT输入至图象开关200和宽屏处理器30的TV1输入端。图象开关200的其他基带图象输入端标为AUX1和AUX2。这些可以用于视频摄象机、激光唱机、录象机、游戏机等。图象开关200的输出标为SWITCHED    VIDEO，受机芯或TV微处理器216的控制。SWITCHED    VIDEO是宽屏处理器30的另一输入端。

宽屏处理器30的开关SW1在TV1和SWITCHED    VIDIO信号间选择，以选出SELECTED    COMP    OUT图象信号的来源，SELECTED    COMP    OUT图象信号为Y/C解码器210的一个输入信号。Y/C解码器210可作为自适应行梳状滤波器实现。还有两个图象源S1和S2也是Y/C解码器210的输入。S1和S2表示不同的S-VHS源，每个源由分开的亮度和色度信号组成：一个象在某些自适应行梳状滤波器中被组合为Y/C解码器的部分，或者也可以作为单独的开关实施的开关，对TV微处理器216作出响应，以选择一对亮度和色度信号作为分别标以Y-M和C-IN的输出信号。所选的亮度和色度信号对此后就被看作主信号，并经主信号通道处理。包括-M或-MN的信号标志属于主信号通道。色度信号C-IN由宽屏处理器再送回至单芯片202，用以产生色差信号U-M和V-M。此处，U是（R-Y）的等价表示，V是（B-Y）的等价表示。Y-M、U-M和V-M信号在宽屏处理器中变换为数字形式，供进一步信号处理用。

功能上定义为宽屏处理器30的部分的第二调谐器208产生基带图象信号TV2。开关SW2在TV2和SWITCHEO    VIDEO信号之间选择至Y/C解码器220的输入信号。Y/C解码器220可作为自适应行梳状滤波器来实施。开关SW3和SW4在Y/C解码器220的亮度和色度输出和分别标为Y-EXT和C-EXT的外部图象源的亮度和色度信号之间选择。Y-EXT和C-EXT信号与S-VHS输入S1相对应。Y/C解码器220和开关SW3和SW4可以被组合为某些自适应行梳状滤波器。开关SW3和SW4的输出此后被认为是辅助信号，经辅助信号通道处理。所选的亮度输出标为Y-A。包括-A、-AX和-AUX的信号标志属于辅助信号通道。所选的色度信号转变为色差信号U-A和V-A。Y-A、U-A和V-A信号转变为数字形式供进一步的信号处理用。主、辅信号通道中视频信号源的切换结构在处理不同画面显示格式的不同部分的源的选择上具有极大灵活性。

与Y-M所对应的复合同步信号COMP    SYNC经由宽屏处理器供给同步分离器212。分别为H和V的行和场同步分量是场脉冲分频电路214的输入。场脉冲分频电路产生直接送往宽屏处理器30的场复位信号。宽屏处理器产生内部场复位输出信号INT    VERT    RST    OUT，送至RGB接口60。RGB接口60包括开关装置，该开关装置在内部场复位输出信号和外部RGB源的场同步分量之间选择，产生经选出的场同步分量SEL-VERT-SYNC，送至偏转电路50。辅助图象信号的行和场同步信号由宽屏处理器中同步分离器250产生。

1f_H至2f_H变换器40负责将隔行扫描的图象信号转变为逐行扫描的非隔行信号，例如，每个水平行被显示二次，或通过对同一场插入相邻水平行，产生附加的一组水平行。在某些例子中，有选择地使用先前行或插入行取决于在相邻场或帧之间检测到的移动程度。变换器电路40配合图象RAM420一起操作。图象RAM可用于存储一帧中一场或多场，从而能够进行逐行显示。在图2中所示标为信号Y-2f_H、U-2f_H和V-2f_H的经变换的图象数据加到RGB接口60。

RGB接口60使通过图象信号输入部分能够选择经变换的图象数据或外部RGB图象数据供显示。人们认为外部RGB信号是适应于2f_H扫描的宽显示格式比信号。主信号的场同步分量由宽屏处理器的INT VERT RSTOUT输出供给RGB接口，使对应于主图象或外部图象的已选场同步信号能供偏转电路50使用。宽屏电视的操作通过产生内部/外部控制信号INT/EXT使用户能够选择外部RGB信号。然而，选择外部RGB信号输入倘若又无这种信号时可导致光栅的垂直收缩，有可能损坏阴极射线管或投影管。因此，RGB接口电路检测外部同步信号的存在，越过对不存在的外部RGB输入的选择以避免这种损害。WSP微处理器（WSP μp309）为外部RGB信号提供彩色和色调控制。

宽屏处理器30可包括画中画处理器301，用以对辅助图象信号进行特殊信号处理。术语画中画（picture-in-picture）往往英文缩写为PIP或pix-in-pix。对于这功能，门阵列300以相当多种类的可能显示格式组合主和辅图象信号数据，例如辅助信号在主显示区上显示或在无效图象边框区显示。画中画处理器301和门阵列300在宽屏微处理器（WSPμp）的控制之下。WSP微处理器通过串行总线对TV微处理器216作出响应。串行总线包括数据、时钟信号、启动信号和复位信号的信号通道。宽屏处理器30还产生复合垂直消隐/复位信号，作为三电平槽顶（sandcastle）信号。另一可选择的，场消隐信号和复位信号可以作为分开的信号产生。复合消隐信号由视频信号输入部分供给RGB接口。

在图4中更详细地示出的偏转电路50从宽屏处理器接收场复位信号，从RGB接口接收所选的2f_H行同步信号和从宽屏处理器接收附加的控制信号。这些附加控制信号与行相位调整、场尺寸调节和东西枕形校正有关。偏转电路50给宽屏处理器30，1f_H至2f_H变换器40和YUV至RGB变换器240提供2f_H回扫脉冲。

整个宽屏电视的工作电压由电源70产生，电源70可由交流市电电流供电。

再参阅图2，宽屏处理器的主要部件为门阵列300、画中画电路301、模/数和数/模转换器（示图示）、第二调谐器208、宽窄处理器微处理器和宽屏输出编码器。门阵列300和所包括信号通道和功能在图3中有更详细的图示。门阵列300负责对来自主和辅信号通道的图象信息进行组合，以实现复合的宽屏显示，例如在屏上显示具有画中画或其他多源显示格式的图象。借助一个追踪所选源的1f_H信号的锁相环可为门阵列提供时钟信息。主图象信号以模拟形式，YUV格式供给宽屏处理器，即为如图2所示来自Y/C解码器210和单芯片202的标为Y-M、U-M和V-M的信号。这些信号使用A/D和D/A转换器的已知方法（未图示）按需要从模拟变为数字形式供数字控制用，并以后又从数字变为模拟形式以供读出所需的图象信息。

一般用符号U和V表示色度分量信号，U和V可以被指定为或表示R-Y或B-Y信号，或者表示I和Q信号。所取样的亮度带宽限于8MHz，因为系统时钟频率是1024f_H或大约为16MHz。一个单独的模/数变换器和一个模拟开关可被多路传输，对色度分量数据取样，因为U和V信号被限为500KHz，或对宽度为1的1.5MHz。在每个水平图象行的起始处可以产生行脉冲的开始，使多路传输结构同步，然后在水平行扫描期间触发，使Y和UV数据该被移位，以正确地将取样配对。每个UV对表示一个矢量，必须与同一矢量的相对应的V元素配对，以防止彩色偏移。

PIP电路和/或门阵列可以包括用于在数据被压缩情况下仍能提高被重叠在画面上的辅助数据的分辨率的装置，人们已经开发了一系列数据减少和数据恢复的方案，例如包括成对象素压缩和抖动和去抖动。而且，规划了包含不同位数的不同抖动序列和包含不同位数的不同成对象素压缩。一系列特定数据减少和恢复方案中之一个可由WSPμp309选择，以使每个特定种类画面显示格式的显示图象有最大的分辨率。

门阵列包括配合行存储器一起工作的内插器，行存储器可以实施为先进先出存储器或FIFO356和358。内插器和FIFO用于按要求对主信号再取样。附加的内插器可以对辅助信号再取样。门阵列中的时钟和同步电路控制主和辅信号两者，并包括将其组合为具有Y-MX、U-MX和V-MX分量的单个输出视频信号的数据控制。这些输出分量通过与1f_H至2f_H变换器40相连的数/模转换器（未图示）被转变为模拟形式。标为Y、U和V的模拟形式信号由1f_H至2f_H变换器40转换为非隔行扫描。

为了调节被显示信号的宽高比，以按照用户要求，发挥可供的垂直或水平显示跨度的优势，可按需要调节偏转电路的操作。在图4中示出了偏转电路50的更多细节。电路500可供以按照为实现不同显示格式所必需的垂直过扫描量调节光栅的垂直尺寸。如图所示，恒流源502提供使垂直斜坡电容504充电的恒定电流IRAMP。晶体管506与垂直斜坡电容并联连接，根据垂直复位信号周期性地使电容放电。在没有任何调节时，电流IRAMP提供最大可供光栅之用的垂直尺寸。这可与为了将经扩展的4×3显示格式比信号源占满宽屏显示器所需的垂直过扫描的范围相对应。对于需要较小垂直光栅尺寸的情况，可调电流源508根据I_RAMP使电流I_ADJ的可变量改变方向以使垂直斜坡电容504较慢地充电，达到较小峰值。可变电流源508对垂直尺寸调节信号作出响应。这信号以模拟形式存在，由图9所示垂直尺寸控制电路1030所产生，因而垂直尺寸自动地连续调节一个范围，而不是从一个尺寸突然转换为另一个尺寸。垂直尺寸调节器500与手动垂直尺寸调节器510互为独立，手动垂直尺寸调节器可用一个电位器即后板调节旋钮来实现。在任一情况下，垂直偏转线圈512接收到适当幅度的驱动电流。水平偏转调节以同样方法提供。水平尺寸由相位调节电路518、东西枕形校正电路514、2f_H锁相环520和行输出电路516加以改变。

RGB接口电路60概略地示于图2中。在1f_H至2f_H变换器40的输出信号和外部RGB输入信号之间选择最终要显示的信号。对本文描述的宽屏电视来说，外部RGB输入信号被假定为宽显示格式比，逐行扫描源，复合消隐信号也可从视频信号输入部分20获得。外部RGB信号的外部2f_H复合同步信号被接入，以产生连接至宽屏处理器30的外部同步检测信号。对内部或外部同步信号的选择是由WSP μp 309产生，并通过INT/EXT线给RGB接口发信号。对内部或外部视频源的选择由用户挑选。然而，假如用户无意地选择了事实上这种源为不可运用的外部RGB源，则一个对消控制信号会防止选择该外部RGB源。RGB接口60也从WSP μp 309接收色调和色彩控制信号。

宽屏电视可被按排为按用户可任选的方案，通过选择过扫描量，去扩展或压缩图象以及调节格式比。类似地，可以达到例如需要图象分辨率调整的画中画效果的特殊效果。画中画处理器包括模/数转换装置、计时和控制电路和数/模转换器部分用以调整分辨率;为达到所要求的效果要与相应的偏转调节一起实现。

已知的画中画处理器是汤姆逊消费电子公司开发的CPIP芯片，正如汤姆逊消费电子公司（印第安纳州印第安纳波利斯）提供的CTC140画中画（CPIP）技术培训手册所介绍那样。在单画面模式中，或在画中画模式中，有可能使用户可改变若干被显示画面的相对尺寸，例如单画面所选部分（例如）逐步地变焦方式。同时，在变焦模式下，用户可搜索，或扫调整个画面，以停帧（静帧）等格式，显示小，大或经变焦的画面。

该画中画处理器可以在若干可选择显示模式的一种模式下非对称地压缩视频数据。在一个操作模式中，例如，画面在水平方向以4∶1压缩，在垂直方向以3∶1压缩。当然，不对称压缩使存储在图象RAM中的画面产生宽高比畸变的画面。然而，假如这些画面被通常地，例如以频道扫描模式那样被读出，显示在16×9显示格式比屏上，那未该画面会正确地呈现。画面占满屏上所要求的区域，不会有宽高比畸变。画中画处理器的非对称压缩使得有可能在16×9屏上产生特定显示格式，而无需外部加速电路。

为了处理与主和辅（例如PIP）信号有关的扩展和压缩、包括偏转电路和分辨率的调整，在图3中以主块图形式图示门阵列300中主信号通道304、辅助信号通道306和输出信号通道312。门阵列还包括时钟/同步电路320和WSP    μp解码器310。WSP    μP解码器310的数据和地址输出线（标为WSP    DATA）供给上述标志的主电路和通道的每一个以及画中画处理器和分辨率处理电路。在图2所示例子中，所示的PIP301和其他元件在宽屏处理器30中是与门阵列300分开的。要理解某些电路被或不被定义为门阵列的组成部分，很大程度上为简化说明本发明结构的方便起见，因为或者在门阵列中加入附加的功能，或者通过将一些电路从门阵列中分出而移去一些功能，这是很容易的。

门阵列按需要并假如需要的话负责主视频通道的视频数据的扩展。压缩和截除，以实现不同画面显示格式。参阅图3，亮度分量Y-MN存储在先进先出（FIFO）行存储器356中，存储时间长短取决于亮度分量插入的属性。组合的色度分量U/V-MN存储在FIFO358中。辅助信号亮度和色度分量Y-PIP、U-PIP和V-PIP由多路信号分离器355产生。亮度分量按要求并如上所述在电路357中经历分辨率处理，并按需要由内插器359进行扩展，产生Y-AUX信号作为输出信号。

在某些例子中，辅助显示会与主信号显示一样大。与画中画处理器和图象RAM350相关联的存储器限制可能导致对占满大的显示面积而言，数据点或象素的数量不够，在这种情况下，分辨率处理电路357可用于辅助视频信号的象素恢复，即，在数据压缩或减少期间丢失象素处插入象素。鹎入的象素可以由若干邻近象素值的重复或加入来定义。高频抖动/去抖动结构也可以被生效。

辅助通道以640f_H速率取样，而主通道以1024f_H速率取样。辅助通道FIFO354将来自辅助通道取样率的数据转变为主通道时钟频率。在这过程中，图象信号经历 8/5 × 1024/640 比的压缩。这个比大于为正确显示辅助通道信号所必需的 4/3 压缩比。因此辅助通道必须由内插器359扩展为正确显示4×3的小画面。内插器359是由本身对WSP μP340作出响应的内插器控制电路371控制的。内插器所需要的扩展量是 5/6 。该扩展系数X是由下式决定的：

X＝ 640/1024 × 4/3 ＝ 5/6

色度分量U-PIP和V-PIP由电路367延迟一个时间长度，该时间长短取决于亮度分量的内插属性，产生U-AUX信号和V-AUX信号作为输出。通过控制FIFO    354、356和358的读启动信号，主和辅信号的各自Y、U和V分量在输出信号通道312的各自转换器315、317和319中被组合。多路转换器315、317和319对输出转换器控制电路321作出响应。输出转换器控制电路321对时钟信号、行信号的开始、水平行计数信号、场消隐复位信号和来自画中画处理器和WSP    μP340的快速开关输出信号作出响应。经转换的亮度和色度分量Y-MX、U-MX和V-MX分别供给各自的数/模转换器360、362和364，并经过各自低通滤波器。画中画处理器、门阵列和数据减少电路的各种功能受WSP    μP控制。WSP    μP通过串行总线连接TV    μP216作出响应，串行总线可以是如图所示的四线，具有用于数据。时钟信号、启动信号和复位信号的四条传输线路，WSP    μP通过WSP    μP解码器310与门阵列的不同电路通讯。

在一种情况下，为避免显示画面宽高比的畸变，必须以 4/3 的比率压缩4×3 NTSC图象，。在另一情况下，图象可以被扩展，以执行通常伴随有垂直变焦的水平变焦操作。高达33%的水平变焦操作可以通过减少压缩比至小于 4/3 来达到。取样内插器用于对新象素位置重新计算输入图象，因为亮度图象带宽对S-VHS格式而言高达5.5MHz，占有对于1024f_H时钟为8MHz的奈奎斯特（Nyquist）叠象频率的很大百分比。

如图3所示，亮度数据Y-MN经过主信号通道304中内插器337，该内插器337基于图象的压缩或扩展重新计算取样值。开关或路径选择器323和331的功能是就FIFO    356和内插器337的相对位置反向改变主信号通道304的布局，尤其是，这些开关选择，是按画面压缩要求内插器337位于FIFO356之前，还是按画面扩展要求FIFO    356位于内插器337之前。开关323和331对路径控制电路335作出响应，路径控制电路335又对WSP    μP作出响应。辅助图象信号为存储在图象RAM中受压缩，并只为实用目的才需要扩展。因此，在辅助信号通道中无需类比的开关。

为了通过使用FIFO实现图象压缩，例如每隔三个取样可被禁止写入FIFO 356。这就构成 4/3 压缩。内插器337的功能是重新计算写入FIFO的亮度取样，因此读出FIFO的数据是光滑的，而不是参差不齐的。扩展可以与压缩正好相反的方式实现。在压缩的情况下，写启动信号在附加有禁止脉冲形式的时钟选通信息。为扩展数据，时钟选通信息施加在读启动信号上。这使当数据被从FIFO 356中读出时暂停数据。在这种情况下正是内插器337在这过程中尾随FIFO356的功能，重新计算取样数据，使其从参差不齐变为光滑。在扩展情况下当从FIFO 356读出数据和当被记录入内插器337时必须暂停数据。这不同于压缩时数据被连续经过内插器337的情况。对压缩和扩展两者情况，时钟选通操作可以容易地以同步方式执行，即，事件可基于系统时钟1024f_H的上升沿而发生。

辅助信号的内插发生在辅助信号通道306中PIP电路301控制在图象RAM中6位的Y、U、V、8∶1∶1场存储器，以存储输入的视频数据。这图象RAM的输出连接至图3中的4至8位变换器352。图象RAM在若干存储单元中保持两场视频数据。每个存储单元保持8位数据。在每8位存储单元中有一个6位Y（亮度）取样（在640f_H取样）和2个其他位。该二个其他位可用于保持U或V取样（在80f_H较低速率下取样）的部分。另外可供选择的是该两位也可用于指示哪个类型的场被写入图象RAM。由于在图象RAM中存储有二场数据，故在显示周期内整个图象RAM被读，在显示扫描期间二场均被读出。这样PIP电路301可决定要从存储器读出哪个待显示场。PIP电路总是读出与正被写入场类型相反的那类场，以克服移动图象撕裂（motion tear）问题。假如被读出场的类型是被显示场的相反类型，那末存储在图象RAM中偶数场当其从存储器读出时，通过删除该场的顶行而被倒转。其结果是小画面保持正确的隔行，而没有移动图象撕裂现象。

时钟/同步电路320产生为操作FIFO354、356和358所需的读、写和启动信号。主和辅助信号通道的FIFO使对于为依次显示所需要的每个图象行的那些部分能够将数据写入存储器。数据有选择地从主或辅助通道中一个，而不是二个被写入，按需要将来自每个源的数据呈现在显示器的同一行或若干视频行上。辅助通道FIFO354与辅助图象信号同步写入，但与主图象信号同步地从存储器读出。主视频信号分量与主视频信号同步地读入FIFO    356和358，并与主图象信号同步地从存储器读出。读功能如何频繁地在主和辅助通道之间来回切换，是随所选的特殊特定效果而变化的。

通过控制行存储器FIFO的读和写启动控制信号，可实现例如经截除的并列画面的不同特定效果。例如在经截除的并列显示画面的情况下，辅助通道的写启动控制信号FIFO    354在显示有效行周期的一部分时间内是有效的，以完成截取。

在每个FIFO中，图象数据经缓冲，在一特定时间点被读出。从每个FIFO可以读出数据的时间的有效区域由所选的显示格式所决定。在并列截除模式下，主通道图象可在显示屏的左半部显示，辅助通道图象则显示在右半部。波形的任选视频部分对主和辅助通道是不同的。主通道FIFO的读启动控制信号是在显示的有效显示行周期的50%期间有效，它以有效视频的开始（紧接着该视频信号的消隐后肩）为起始。那末辅助通道读启动控制信号是在有效显示行周期的另一50%期间有效，它以主通道启动信号的后沿为开始和以主通道视频前沿的起始为终止。写启动控制信号最好与它们各自的FIFO输入数据（主或辅助）同步，而读启动控制信号与主通道视频信号同步。

在例如16×9的宽显示格式比的显示屏上二种信号并列显示为另一例子。大多数NTSC信号以4×3格式表示，这与12×9相对应。二个4×3显示格式比的NTSC画面可以被显示在同一个16×9显示格式比的显示屏上。这就必须或者将画面截除或者将画面挤压33%。假如截除或挤压到：由于画面丢失或引起宽高比畸变而用户不可接受的程度时，则将较小比例的截除和畸变加以组合可能更易接受。视用户爱好，通过开关输入和/或编程选择，画面截取和宽高比畸变的比例可以设置在0%至33%限度之间的某范围中的任何值。作为一例，二个并列画面可以显示为16.7%被挤压和16.7%被截掉，因而将每一种的有害影响减至最小。

对于16×9显示格式比显示的水平显示时间与4×3显示格式比显示是相同的，因为两者都有62.5微秒的标称行周期。为保持正确的宽高比而没有畸变，NTSC视频信号必须被加速4/3倍，这4/3系数由二个显示格式比计算得出的：

4/3 ＝ 16/9 ÷ 4/3

依照本发明的诸方面，使用可变的内插器来加速视频信号。在过去，在输入和输出使用具有不同时钟频率的FIFO    来实现类似功能。作为比较，假如二个NTSC4×3显示格式比信号显示在一个4×3显示格式比显示屏上，每个画面必须被畸变或截除，或两种的某个组合，达到削减50%。与为宽屏应用所需要的加速相比较，这种加速是不必要的。

总之，图象显示和偏转系统是与主视频信号同步的。如上所解释的，主视频信号必须被加速，以占满宽屏显示器。辅助视频信号必须与第一视频信号和视频显示垂直同步。辅助视频信号可以在场存储器中延迟几分之一场周期，然后在行存储器中被扩展。辅助视频数据与主视频数据的同步是通过使用作为场存储器的图象RAM350和用于扩展信号的先进先出（FIFO）行存储器器件354来实现的。

然而，读和写时钟脉冲的不同步属性并不需要采取步骤以避免读/写指针碰撞。当在新数据有机会写入FIFO之前老数据从FIFO被读出，就会发生读/写指针碰撞。还有在老数据有机会被读出FIFO之前，新数据写满存储器时，也会发生读/写指针碰撞。FIFO的尺寸是与为避免读/写指针碰撞被认为合理需要的最小行存储容量有关的。

画中画处理器以这样方式操作，辅助视频数据是与输入辅助视频信号的行同步分量同步地以640f_H时钟被取样。这操作使垂直方向取样数据能够被存入图象RAM。数据必须以相同的640f_H速率从图象RAM读出。由于主和辅助图象信号源的一般不同步的属性，数据不可能从图象RAM无修正地被垂直显示。为了方便辅助信号与主信号的同步，在图象RAM输出之后在辅助信号通道中设置具有独立写和读端口时钟的行存储器。

由于从辅助通道FIFO读和写数据是不同步的，读时钟频率要比写时钟频率快得多，故有读/写指针碰撞的可能性。在先前已经被读的老数据已被新写入数据取代之前接收到读启动信号时就会发生读/写指针碰撞。同时必须保持隔行完整性，在第一例中，为避免在辅助通道FIFO中读/写指针的碰撞必须选择充分大的存储器。

宽显示格式比电视的特殊优点是不同宽高比的信号，包括相对标准的16×9字幕区信号可加以扩展，以占满宽显示格式显示屏，尽管可能必需对信号内插，以提供附加的垂直分辨率。依照本发明的一个方面，提供有自动和连续可变电路来自动检测按照不同宽高比处理的信号中所带有的对一种宽高比显示屏的无效图象区特征。例如，本发明可操作于检测被发送或读出的信号中为以较窄的4×3比例显示具有宽比例（如，16×9）的字幕区格式的顶部和底部的无效图象区，并自动实现较窄显示比信号（例如，4×3，并包括较宽显示格式比字幕区显示（例如，16×9）的扩展，从而如本文上述讨论，按用户爱好，使用全部可供显示区。类似地，当宽显示屏可供使用，而要显示较窄信号时可以同样方式实现水平扩展。利用依照上述发明的电路，使用所讨论的扩展、压缩或截除选择方案中任一种或全部可以实现扩展。结合图5-9详细解释自动字幕区检测器，使用相对标准的4×3和16×9宽高比作为非限制性的例子。

为了增加字幕区信号（例如具有16×9有效区和未使用的顶条和底条的4×3信号的垂直高度），显示图象的垂直扫描率如此地增加，以使画面顶部和底部的黑色或暗淡区被消除，或至少显着减小。自动字幕区检测器基于：视频信号一般对应于图5所示图形的假定。A区和C区无有效图象，或至少图象亮度水平小于预定的亮度阈值和例如可以是黑色或灰色信号或不变的彩色暗条。B区有有效图象，或至少图象亮度水平大于预定亮度阈值，和一般在亮度、色饱和度和/或色调上有显著变化。A、B和C区的各自时间间隔是例如可以从16×9到21×9范围的字幕区格式的函数。A和C区的时间宽度对于16×9字幕区格式大约各为20行。字幕区检测器检测A和/或C区亮度水平。假如在A和/或C区找到有效图象，或至少最小图象亮度值，则字幕区检测器产生例如为逻辑0的输出信号，以表示通常的4×3显示格式比NTSC信号源。然而，假如图象只在B区检测到，而不是在A和C区检测到，那末该图象被推断为字幕区信号源。在这种情况下，输出信号就会是逻辑1。

正如图6所示，通过滞后作用可以改善该检测器的操作。一旦检测到特定有效宽高比的字幕区信号，在将显示转变为对新宽高比信号所必须的状态之前可能需要非字幕信号的最小连续场数或不同宽高比的字幕区。在将显示切换到较宽或较窄屏模式之前需要最小场数过渡。

实现这种技术的电路1000示于图7。电路1000包括行计数器1004、场计数器1006和检测器电路1002，在该电路中执行上述算法来分析视频信号。简言之，通过检测有效图象的第一行和最后行，该电路为决定画面高度而操作，并按照用户选择方案在所检测到的变化画面中进行截除、压缩、扩展等。假定目的是要扩展至全部可用的垂直高度，则测定第一行号和最后行号，这两行号的平均值定义中央行号。然后字幕区检测器使得中央行定位于可供使用的全屏区的垂直中央处，并线性地垂直扩展画面，把第一行和最后行放在最上和最低处（或按用户的其他选择）。因而扩展的程度由有效图象区决定、而且不是简单地在例如4×3和16×9之间切换，该装置适应任何显示比。

对于多场帧情况，字幕区检测器可安排成每帧仅刷新一次第一行和最后行计数。刷新的范围可以通过滤波器加以限制，以便缓慢地，例如经过几帧扩展或压缩显示至新的宽高比，从而防止由于反复小变化或噪声导致的变而引起抖动。为了实现这种滤波作用，该装置可需要在做出任何响应以前去改变要超出变化的阈值。该系统不受在横向两侧的暗（flat）场（相对消隐）的影响，因为它只是在A和C字幕区期待有效图象。

图解说明依据最大占满或最大垂直占满的准则之一从最大变焦度实现第一操作模式的本发明结构的流程图，示于图10中。当然要检测在横向侧条中有效视频也是可能的，在本说明的实施例中只限于检测可能有的无效图象的上下区域。该装置通过运用第一和最后行号来选择扩展、压缩和截除参数有几个优点。假如一旦开始对画面进行变焦，该变焦过程经过最佳值时，系统会随着接连的场被评估而自身迅速得到校正。假如小标题，风暴警报或类似补充信息出现在边框区，它们被作为有效视频行被检测到，画面被调节以第二种操作模式显示画面，此时变焦程度被减小。假如补充信息消失，第一种操作模式可以被自动或手动地再实现。带有或不带有补充信息的有效视频的上下界限如图11（a）所示。所检测和所显示的第一和最后视频行也如图所示。如图11（b）所示，系统开始变焦依照任一种占满准则使图象占满屏。然后画面按需要的程度再被放大，以显示检测到的补充信息（若有的话）。假如在例如10秒的预定时间间隔内不再检测到补充信息，可再次实施操作模式中的放大。假如被检测图象的最后行小于显示图象的最后行（如图11（b）所示，或者被检测图象的第一行大于显示图象的第一行，或者两者都有，则可出现再实施。

所检测的第一和最后行与所容许的最小/最大值作比较，同时万一所检测的第一和最后行的值落在所容许范围以外时保留原宽高比。这可避免对例如消隐画面的出现作出任何响应。对于在装置启动之后第一帧，初始检测的第一和最后行号被简单地装入，而不经过滤波，而此后需要时加上滤波进行调节。

对视频场中每行计算两个梯度，以决定有效图象的行数。计算二个梯度需要四个值：现行行的最大和最小值，和先前行的最大和最小值。指定为正梯度的第一梯度是由从现行行的最大值减去先前行的最小值形成。指定为负梯度的第二梯度是由先前行的最大值减去现行行的最小值形成。任一梯度可为正值或负值，这取决于画面内容，但是二个梯度均为负值时可以忽略不计。这是因为一次只可能一个梯度为负值，而且正梯度的大小总是大于或等于负梯度的大小。这就可通过取消计算梯度绝对值的需要而简化电路。假如任一梯度具有超过编程阈值的正值，则认为图象或者显示在现行行上或者显示在先前行上。这些值可以被微处理器使用，以决定有效图象的第一和最后行，从而决定信号有效区的特定宽高比。这个决定确定了图象源是否为了字幕区格式，从而能进一步计算对偏转电路的变化范围和为了按要求转变显示信号所需的分辨率电路。正如本文已提及的，该转变部分可由与信号所受到的截除或畸变、或两者有关的用户选择来确定。

用于实现字幕区评价或检测的这一方法的电路1010方块图形式示于图8中。电路1010包括亮度输入滤波器、最大行（max）检测器1020、最小行（min）检测器1022和输出部分1024。亮度输入滤波器包括有限脉冲响应（FIR）级1012和1044以及加法器1016和1018字幕区检测电路1010对来自宽屏处理器的数字亮度数据Y-IN操作。采用输入滤波器是为了改善噪声性能和使检测更为可靠。该滤波器基本上为二个级联的FIR级，具有如下传递函数：

H（Z）＝ 1/4 ×（1+Z^-1）×（1+Z^-3）

每级的输出被截短为8位（除以2）以保持输出的直流增益。

最大行检测器1020包括两个寄存器。第一寄存器包含在行周期中现行点上的最大象素值（max    pix）。它在每行周期的开始由一个标为80h值SOL（行开始）的宽时钟脉冲启动。80h值表示在2个补码格式（最高有效位为符号）中对一个八位数所可能的最小值。该电路由标为LTRBX    EN，高达有效视频行70%的信号启动。第二寄存器包含对整个先前行的最大象素值（maxline）并且每个行周期被刷新一次。输入的亮度数据Y-IN与存储在max    pix寄存器的现行最大象素值相比较。假如它超过寄存器值，maxpix寄存器在下一时钟周期被刷新。在视频行终止时max    pix包含在该行整个周期内使它被启动的最大值。在下一视频行的开始，max      pix寄存器的值装入最大行寄存器，该寄存器又重装以80h。

最小行检测器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为7Fh值。该值为在2的补码格式中对8位数而言所可能的最大象素值。

输出部分1024将取最大行寄存器值和最小行寄存器值，并将它们存入每行刷新一次的8位锁存器。然后计算二个梯度，即正梯度和负梯度。当二个梯度中任一个为正值并大于编程阈值的一场的第一行上，产生一启动信号，使第一行寄存器被装以现行行计数值。在二个梯度中任一个为正并大于编程阈值的每行上，产生另一个启动信号，使最后行寄存器装入现行行计数值。以这种方式，最后行寄存器包含阈值被超过的那场中的最后行。这两种启动信号仅容许发生在每场的24行和250行之间。这可避免基于闭式标题信息（closed    captioning    information）和录相机磁头切换瞬变而引起的误测。在每场的开始，电路再初始化，在第一行和最后行寄存器中的值被装入各自字幕区终端寄存器。信号LTRBX-BEG和LTRBX-END分别标志字幕区信号的开始和终止。

图9图解说明作为垂直尺寸控制电路1030部分的自动字幕区检测器。垂直尺寸控制电路包括字幕区检测器1032、垂直显示控制电路1032和3态输出器件1034。依照本发明结构，自动字幕区检测电路可以自动按要求实现垂直变焦或扩展，例如将包括16×9显示格式比字幕区显示的4×3显示格式比信号加以扩展，或者扩展检测到的其他显示格式比信号。当输出信号VERTICAL    SIZE    ADJ为正时，垂直偏转高度按所需比例增加，以使用所希望的垂直高度一般为全部垂直高度。这使4×3信号的字幕区格式部分的16×9有效图象部分能（例如）占满16×9宽屏，而没有画面宽高比的畸变。既然显示屏或各个格式比可具有其他特定值，用户选择可以确定为按要求显示该画面所特定的截除或畸变。

自动字幕区检测器可以完全依赖于有效视频行的检测，或者可以附加地包括一电路，用以对字幕区信号源所载的一代码字或信号进行解码，识别该信号是字幕区格式。这使系统能精确地对标准字幕区格式作出响应，而保持校正非标准尺寸的能力。

如上所述的该系统可以显示多源或经改变（例如截除、扩展等）信号显示的相当多种类的变型。WSP    μP309的编程可包括一系列预置缺席排列，其中系统依此显示信号或以上述方式经改变的信号的组合。另一方面，或此外，用户可使用屏上编程技术或类似方法选择显示格式，例如按照有关各个显示源的选择所讨论的。多源中任一或全部源可以特定宽高比（包括字幕区格式）被提供，这指有效图象并不必须以在显示屏上或在复合多源显示中用于该源显示的区域相同的宽高比。WSP    μP309可被安排为对各个源作出为提供所需显示所必须的同种类的扩展、压缩或其他变化。这仅仅需要对每个源检测有效图象行，并使有效图象行置于自适应地将有效图象置于显示区所需的显示位置。

Claims (12)

1、一种图象显示控制系统，包括：

具有第一显示格式比的图象显示装置；

用于从具有第二显示格式比的输入图象信号决定有效图象画面高度的装置；

用于对所述图象信号中所述有效图象画面高度作出响应，识别字幕区格式和决定所述字幕区画面的显示格式比的装置；

可操作在第一操作模式，也可操作在第二操作模式的装置，该装置在第一操作模式下，使所述画面尺寸能放大到基本占满所述显示装置，尽管所述画面会有相应的截除，在第二操作模式下，该装置能放大所述画面尺寸，使其基本上在垂直方向占满所述显示装置，尽管所述显示装置会有相应的未被利用的部分。

2、依照权利要求1的所述系统，其特征在于：还包括用于在两种所述操作模式下自动对中所述画面的装置。

3、依照权利要求1的所述系统，包括：

用于识别所述字幕区格式画面的所述显示格式比的装置;和

对所述识别装置作出响应，以控制所述放大画面的图象宽高比畸变的装置。

4、依照权利要求1的所述系统，其特征在于：所述图象显示系统包括偏转系统，该系统通过可调的垂直扫描频率可控制其垂直尺寸，通过可调的水平扩展和压缩，可控制其水平尺寸，和通过改变场复位的相位可控制其画面的移动位置。

5、一种图象显示控制系统，包括：

具有第一显示格式比的图象显示装置;

用于从具有第二显示格式比的输入图象信号决定有效图象画面高度的装置;

用于对所述图象信号中所述有效图象画面高度作出响应，而识别字幕区格式和决定所述字幕区画面的显示格式比的装置;

用于在尺寸上放大所述画面，以基本上占满所述显示装置，同时所述画面会有相应的截除的装置。

6、依照权利要求5的所述系统，其特征在于：包括用于自动对中所述画面的装置。

7、依照权利要求5的所述系统，其特征在于包括：

用于识别所述字幕区格式画面的所述显示格式比的装置;和

对响应所述识别装置用以控制所述放大画面的图象宽高比畸变的装置。

8、依照权利要求5的所述系统，其特征在于：所述图象显示系统包括通过可调的垂直扫描频率可控制垂直尺寸，通过可调的水平扩展和压缩可控制水平尺寸和通过改变场复位的相位可控制画面移动位置的偏转系统。

9、一种图象显示控制系统，包括：

具有第一显示格式比的图象显示装置;

用于从具有第二显示格式比的输入图象信号决定有效图象画面高度的装置;

用于响应所述图象信号中所述有效图象画面高度，识别字幕区格式和决定所述字幕区画面的显示格式比的装置;

用于在尺寸上放大所述画面的装置，以基本上沿垂直方向占满所述显示装置，而所述显示装置会有未被利用部分。

10、依照权利要求9的所述系统，其特征在于：

包括用于自动对中所述画面的装置。

11、依照权利要求9的所述系统，其特征在于包括：

用于识别所述字幕区格式画面的所述显示格式比的装置;和

对所述识别装置作出响应以控制所述放大画面的图象宽高比畸变的装置。

12、依照权利要求9的所述系统，其特征在于：所述图象显示系统包括下述偏转系统，即，该系统通过可调的垂直扫描频率可控制垂直尺寸，通过可调的水平扩展和压缩可控制水平尺寸和通过改变场复位的相位可控制画面移动位置。

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