CN1107406C - 高清晰度电视机 - Google Patents

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Abstract

一种能同时显示多种不同广播制式图像信号的高清晰度电视机(HDTV)，其中所恢复的由天线和外部输入端口输入的HD数字广播信号中的第一图像信号和NTSC模拟广播信号中的第二图像信号，被格式转化成预定的帧格式。含有定时信号发生器和两个存储器的图像信号合成器时域压缩格式转化后的第一、第二图像信号以便与要显示的PIP图像的主画面和副画面相对应，并将它们合成为单个PIP图像。在CRT屏幕上显示此PIP图像。

Description

高清晰度电视机
技术领域
本发明涉及能显示多个不同广播制式图像信号的高清晰度电视机(HDTV)，尤其涉及能显示HDTV制式数字广播图像信号、以及PAL(相位行变换)制式或NTSC(国家电视制式委员会)制式图像信号的高清晰度电视机。
背景技术
众所周知，HDTV制式下数字广播信号的帧格式与NTSC广播信号帧格式及PAL广播信号帧格式有很大不同。帧格式指的是：表示广播图像信号每秒帧数的帧频、表示广播图像信号的每秒水平行数的行频、和显示图像的高宽比。在HDTV制式下的帧格式中，高清晰度(HD)数字广播图像信号的行频和高宽比分别为31.50KHz和16∶9，而NTSC模拟广播图像信号的行频和高宽比分别为15.75KHz和4∶3。而且各国所设定的HDTV制式数字广播信号的帧格式也各有微小差异。
由于以上差异，用于显示常规HD制式数字广播图像信号或常规NTSC制式模拟广播图像信号的高清晰度电视，包括：HD数字广播信号处理器，用于恢复作为HD数字广播图像信号的第一图像信号；NTSC模拟广播信号处理器，用于恢复作为NTSC模拟广播图像信号的第二图像信号；两个格式转换器；一个切换开关，根据用户指令在第一图像信号和第二图像信号中有选择地输出一个图像信号。两个格式转换器中的第一格式转换器，在制造过程中被设置成将第一图像信号帧格式转换成HDTV制式帧格式；另一个转换器为第二格式转换器，用于将NTSC模拟广播信号所载第二图像信号帧格式转换成和第一图像信号一样的由第一格式转换器转换的帧格式。然而由于通常的HDTV只能有选择地输出多个不同制式广播图像信号中的一种，因此，这样的HDTV不能同时在一个屏幕上显示不同广播制式图像。
发明内容
为解决上述问题，本发明的目的是提供了一种高清晰度电视机(HDTV)，该HDTV采用了包括两个存储器和一个定时信号发生器的图像信号合成器，将多个不同制式图像信号合成为一个画中画(PIP)图像信号，并且在一个屏幕上显示这个合成的画中画信号。两个存储器用于分别存储被格式转换的图像信号，定时信号发生器用于时域压缩(time-base-compressing)在两个存储器中存储的各个图像信号并产生定时信号以交替输出两个存储的图像信号。
为实现本发明的上述目的，提供了一种高清晰度电视机(HDTV)，它在一屏幕上显示从天线或外部信号输入端输入的HD数字广播图像信号和模拟广播图像信号，该HDTV包括：第一广播信号处理器，用于恢复作为HD数字广播图像信号的第一图像信号；第二广播信号处理器，用于恢复作为模似广播图像信号的第二图像信号；主计算机；第一格式转换器，用于在主计算机控制下将由第一广播信号处理器恢复的第一图像信号帧格式转换成预定的帧格式；第二格式转换器，用于将由第二广播信号处理器恢复的第二图像信号帧格式转换成预定的帧格式；图像信号合成器，用于将由第一格式转换器和第二格式转换转换器转换完毕的第一、第二图像信号合成为一个画中画(PIP)图像信号；显示模块，用于将画中画图像信号可视地显示在屏幕。
附图说明
通过参照附图详细说明其结构和操作，本发明的上述目的及其优点将显而易见，附图中：
图1示出本发明一个实施例的兼容HD数字广播信号和NTSC模拟广播信号的HDTV的结构；
图2示出本发明另一个实施例的兼容HD数字广播信号和NTSC模拟广播信号的HDTV的结构。
具体实施方式
下面，将参照附图说明本发明的优选实施例。
图1示出本发明一个实施例的兼容HD数字广播信号和NTSC模拟广播信号的HDTV的结构。图1所示HDTV使用了一个连接至HD数字广播信号处理器30的第一天线10和连接至NTSC模拟广播信号处理器40的外部输入端口20来接收HD数字广播信号和NTSC模拟广播信号。为了便于说明，此处所说通过第一天线10所收到的HD数字广播信号中的图像信号和声音信号分别由MPEG-2(活动图像专家组-2)编码制式和AC-3(声码-3)制式编码且由T/S(传送流)编码制式多路合成。
调谐器31只接收经第一天线10的用户选择频道的广播信号，并把收到的广播信号调制为中频(IF)信号。IF模块32用于将由调谐器31收到的IF信号调制成基带广播信号，并输出到第一模数(A/D)转换器33和NTSC模拟广播信号处理器40。详细地说，当由IF模块32调制成的基带广播信号是HD数字广播信号时，IF模块32便将该广播信号传送给HD数字广播信号处理器30中的第一A/D转换器33。当由IF模块32调制成的基带广播信号是NTSC模拟广播信号时，IF模块32便将该广播信号送至NTSC模拟广播信号处理器40中的A/V(音频/视频)开关41。HD数字广播信号处理器30是一个用于恢复HD数字广播信号所含第一图像信号的部件。HD数字广播信号处理器30中的第一A/D转换器33将从IF模块32处接收的HD数字广播信号转换成数字信号，然后将转化后的结果送至均衡器与频道解码器34。均衡器与频道解码器34对由第一A/D转换器33送来的HD数字广播信号进行均衡和频道解码，然后将所得信号送至用于多路分解的T/S解码器35。T/S解码器35对由均衡器和频道解码器34输出的HD数字广播信号进行多路分解。于是，HD数字广播信号被分解成分别为由T/S编码器对其编码之前的图像信号与音频信号的第一图像信号和第一音频信号。T/S解码器35所分离出来的第一音频信号由AC-3解码器(未示出)和音调放大器(未示出)解码和放大，然后解码放大后的音频信号可听地经扬声器(未示出)输出。由T/S解码器35所分离出来的第一图像信号被送到MPEG解码器36。MPEG解码器36对由T/S解码器35发来的第一图像信号进行解码，然后将解码后的第一图像信号送至格式转换部60的第一格式转换器61。
NTSC模拟广播信号处理器40是一个用以对NTSC模拟广播信号所含的第二图像信号进行恢复和A/D转化的部件。NTSC模拟广播信号处理器40中的A/V开关41将从外部输入端口20和IF模块32接收的NTSC模拟广播信号中的一个信号送至色度处理器42。色度处理器42产生亮度信号Y、第一色差信号R-Y和第二色差信号B-Y，作为从A/V开关41接收的NTSC模拟广播信号中的第二图像信号，然后将所产生的这些信号传送到第二A/D转换器43。第二A/D转换器43对从色度处理器42接收的亮度信号Y、第一色差信号R-Y和第二色差信号B-Y进行A/D转换，并将A/D转化后的第二图像信号送至格式转换部60的第二格式转换器62。
主计算机50是用于按照用户从遥控器(未示出)或控制面板(未示出)输入的命令对各组件进行控制的部件。主计算机50根据由HD数字广播信号处理器30发出的第一图像信号的头标区所含的帧格式信息，判断第一图像信号的帧格式，并且按照判定结果对第一格式转换器61的格式转换操作进行控制。格式转换部60的作用是，将分别从HD数字广播信号处理器30和NTSC模拟广播信号处理器40接收的第一、第二图像信号的帧格式转换成预定的帧格式。在主计算机50的控制下，第一格式转换器61将从MPEG解码器36接收的第一图像信号帧格式转换成帧频为30Hz、行频为15.75KHz、高宽比为16∶9的帧格式。第二格式转换器62将由第二A/D转换器43发来的第二图像信号帧格式转换成与由第一格式转换器61格式转换第一图像信号后所具有的帧格式相同的帧格式。于是，由第一格式转换器61所格式转换的第一图像信号与由第二格式转换器62所格式转换的第二图像信号具有相同的帧格式。
图像信号合成器70是将分别由第一格式转换器61和第二格式转换器62格式转换的第一、第二图像信号合成为一个图像信号的部件。图像信号合成器70中的第一存储器71存储由第一格式转换器61格式转换的第一图像信号，并将所存储的第一图像信号顺序地输出至屏上图形显示模块(OSGM)90。第二存储器72存储由第二格式转换器62格式转换的第二图像信号，并将所存储的第二图像信号顺序地输出至OSGM 90。每个存储器71、72仅在有定时信号加载时工作。
定时信号发生器80产生包括读时钟信号和写时钟信号的定时信号。由主计算机50控制设定读时钟信号和写时钟信号的频率值。于是，分别由第一格式转换器61和第二格式转换器62格式转换的第一、第二图像信号，被按照输入到每个存储器71、72上定时信号的写时钟频率值与读时钟频率值之比进行时域压缩，然后分别将所得信号存储于第一存储器71和第二存储器72中。在主计算机50的控制下，由定时信号发生器80所产生的定时信号一直或交替地加载于第一存储器71与第二存储器72之一上。在主计算机50的控制下，OSGM 90模块产生代表当前HDTV工作状态的屏上字符显示数据、以及用于清除屏上字符数据显示区域内图像信号的快速消隐信号，并且利用该快速消隐信号将屏上字符数据合成在由第一、第二存储器71和72输出的图像信号中的预定位置上。阴极射线管(CRT)120从CRT驱动器110获得合成了屏上字符数据后的图像信号，并可视地将该图像信号中所含图像显示在屏幕(未示出)上。
如上所述的HDTV具有按用户选择同时显示多个不同广播制式的广播图像信号的功能。下面将在显示PIP图像情况下说明这种功能。如果通过遥控器(未示出)或控制面板(未示出)从主计算机50输入一个显示命令，这个显示命令要求将包含在HD数字广播信号中的第一图像显示为主画面，将包含在NTSC模拟广播信号中的第二图像显示为副画面，则在主计算机50的控制下，图像信号合成器70中的定时信号发生器80将产生包括读时钟信号和写时钟信号的定时信号，然后将产生的定时信号交替加载到第一、第二存储器71和72上。在向第一存储器71提供定时信号时，定时信号发生器80向第一存储器71提供写时钟信号频率值与读时钟频率值之比为1的定时信号。相应地，第一格式转换器61输出的第一图像信号便不被时被压缩，并按原样存储在第一存储器71中。在向第二存储器72提供定时信号时，定时信号发生器80提供写时钟频率值与读时钟频率值之比与要显示的PIP图像中副画面大小与主画面大小之比相同的定时信号。相应地，由第二格式转换器62输出的第二图像信号将被时域压缩成屏幕上显示的副画面的大小，并被存放于第二存储器72中。此时，若有定时信号加载，则第一存储器71顺序地输出所存储的第一图像信号。当所输出的第一图像信号的位置到达副画面开始位置时，定时信号就不提供给第一存储器71而是提供给第二存储器72。当定时信号提供给第二存储器72时，第二存储器72就顺序输出时域压缩的第二图像信号。当一水平行的第二图像信号输出完成时，第一定时信号便不提供给第二存储器72而是提供给第一存储器71。通过重复上述步骤，HD数字广播信号中含有的第一图像信号和NTSC模拟广播信号中含有的第二图像信号被合成为一个单一的PIP图像信号。PIP图像信号通过OSGM 90和CRT驱动器110被加载在CRT 120上。在CRT 120的屏幕上显示在PIP图像信号中包含的PIP图像。
图2示出本发明另一个实施例的兼容HD数字广播信号和NTSC模拟广播信号的HDTV的结构。与图1的HDTV相比，图2的HDTV进一步包括第二天线100、第二调谐器440和第二IF模块450。第二调谐器440仅接收经由第二天线100接收的广播信号中被用户选定的NTSC模拟广播信号，并且将接收到的NTSC模拟信号调制成IF信号。第二IF模块450将从第二调谐器440接收的IF频段NTSC模拟广播信号调制成基带广播信号，然后把这个基带广播信号输出到A/V开关41上。HD数字广播信号处理器300中的第一调谐器310仅接收用户选定频道的HD数字广播信号，并且将收到的HD数字广播信号调制成IF信号。第一IF模块320将IF频段HD数字广播信号调制成基带广播信号。除了上述增加的部件之外，其它部件的功能和图1中具有同样标号的那些部件的功能相同。因此，图2的HDTV以和图1的HTDV一样的方式将包括不同格式广播图像信号的PIP图像显示在CRT 120的屏幕上。
在图1和图2所示HDTV中，对于本领域普通技术人员来说，显然可以看出，NTSC模拟广播信号处理器40和第二格式转换器62可以被用于恢复PAL制式或SECAM(顺序存储)制式模拟信号的部件、和用于将PAL制式或SECAM制式模拟广播图像信号的帧格式转化成预定帧格式的部件来替代，以便与PAL制式或SECAM制式模拟广播信号以及NTSC制式模拟广播信号兼容。
如上所述，按照本发明实施例的HDTV使用格式转换器61和62，将分别从第一天线10和外部输入端口20接收的HD数字广播信号和NTSC模拟广播信号所含的第一图像信号和第二图像信号的帧格式转换成预定帧格式。在用户选择显示PIP图像的情况下，图像信号合成器70中的两个存储器71和72和定时信号发生器80，将第一和第二图像信号时域压缩成对应于PIP图像中主画面和副画面的大小，并且将时域压缩的第一和第二图像信号合成为单个PIP图像信号。CRT 120可视地将此PIP图像信号显示在屏幕上。
这样，按照本发明的HDTV提供了一种同时在屏幕上显示HDTV制式数字广播信号所含的第一图像和PAL制式或NTSC制式模拟广播信号所含的第二图像的效果。
这里仅仅具体说明了本发明的某些实施例，显而易见可以对本发明做很多不偏离其实质和范围的修改。

Claims (11)

1.一种高清晰度电视(HDTV)，用于在一屏幕上显示通过天线或外部输入端口输入的高清晰度(HD)数字广播信号和模拟广播信号所含图像，此HDTV包括：
第一广播信号处理器，用于恢复作为HD数字广播信号所含图像信号的第一图像信号；
第二广播信号处理器，用于恢复作为模似广播信号所含图像信号的第二图像信号；
主计算机；
第一格式转换器，用于在主计算机控制下将由第一广播信号处理器恢复的第一图像信号的帧格式转换成一预定帧格式；
第二格式转换器，用于将由第二广播信号处理器恢复的第二图像信号的帧格式转换成所述的预定帧格式；
图像信号合成器，用于将由第一和第二格式转换器格式转换的第一和第二图像信号合成为单一画中画(PIP)图像信号；以及
显示模块，用于将所述PIP图像信号可视化显示在所述屏幕上。
2.如权利要求1所述的HDTV，其中所述图像信号合成器包括：
定时信号发生器，用于产生一定时信号；
第一存储器，用于在输入所述定时信号时，对由第一格式转换器格式转换的第一图像信号进行时域压缩，并存储和输出时域压缩的结果；以及
第二存储器，用于在输入所述定时信号时，对由第二格式转换器格式转换的第二图像信号进行时域压缩，并存储和输出时域压缩的结果；以及
其中，所述定时信号发生器交替地将所述定时信号加载于第一和第二存储器上，以便交替输出第一和第二存储器中存储的相应第一和第二图像信号。
3.如权利要求2所述的HDTV，其中所述图像信号合成器进一步包括：屏上图形显示模块(OSGM)，用于产生屏上字符数据和快速消隐信号，以指示HDTV的工作状态并利用快速消隐信号将屏上字符数据合成在所述PIP图像信号的预定区域，其中所述显示模块可视化地将由OSGM合成了屏上字符数据的所述PIP图像信号显示在所述屏幕上。
4.如权利要求1所述的HDTV，其中所述第一广播信号处理器包括：
调谐器，用于仅将由天线收到的广播信号中所需频道的广播信号调制成中频(IF)信号；
IF模块，用于将已被调谐器调制成中频信号的广播信号调制成基带广播信号；
第二模数(A/D)转换器，用于对由IF模块调制成基带广播信号的HD数字广播信号进行A/D转换；
均衡器，用于对由第一A/D转换器转换成数字信号的HD数字广播信号进行均衡；
频道解码器，用于对被均衡器均衡的HD数字广播信号进行频道解码；
多路分解器，用于从被频道解码器频道解码的HD数字广播信号中分离出第一图像信号；以及
图像信号解码器，用于接收和解码被多路分解器从HD数字广播信号中分离出的第一图像信号；以及
其中，当从天线接收的广播信号为模拟广播信号时，所述IF模块将该广播信号输出至第二广播信号处理器。
5.如权利要求4所述的HDTV，其中所述第二广播信号处理器包括：
外部输入端口；
音频/视频(A/V)开关，用于在主计算机控制下有选择地从IF模块和外部输入端口接收到的模拟广播信号中输出仅一个模拟广播信号；以及
色度处理器，用于利用从A/V开关接收的模拟广播信号生成亮度信号、第一色差信号和第二色差信号，其中该亮度信号、第一色差信号和第二色差信号为所述第二图像信号；以及
第二A/D转换器，用于对由色度处理器所恢复的第二图像信号进行A/D转换。
6.如权利要求4所述的HDTV，其中所述HD数字广播信号是由传送流(T/S)编码器多路合成的信号，所述多路分解器是T/S解码器。
7.如权利要求1所述的HDTV，其中在HD数字广播信号中包含的所述第一图像信号是以MPEG-2制式编码的图像信号，所述第一广播信号处理器包括MPEG解码器。
8.如权利要求1所述的HDTV，其中所述模拟广播信号是符合NTSC制式的模拟广播信号，所述第二广播信号处理器恢复和A/D转换所述符合NTSC制式的模拟广播信号。
9.如权利要求1所述的HDTV，其中所述模拟广播信号是符合PAL制式的模拟广播信号，所述第二广播信号处理器恢复和A/D转换所述符合PAL制式的模拟广播信号。
10.如权利要求1所述的HDTV，其中所述模拟广播信号是符合SECAM制式的模拟广播信号，所述第二广播信号处理器恢复和A/D转换所述符合SECAM制式的模拟广播信号。
11.如权利要求1所述的HDTV，其中所述第一和第二格式转换器分别将第一和第二图像信号的帧格式转变成帧频为30Hz，行频为31.5KHz、高宽比为16∶9的帧格式。
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