CN1121786C - 电视接收机 - Google Patents

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Abstract

配备有对应于图像格式的分辨率的显示源存储器。从提取的视频数据包中鉴别图像格式。从对应于图像格式的显示源存储器中读出字体或位图。对应于该图像格式的字体或位图在OSD平面存储器中被利用并通过混频电路合成到一视频信号上。这样,就总能看到类似质量和尺寸的字符或位图画面平面,而不管被接收图像的格式。

Description

电视接收机
本发明涉及电视接收机,用于接收通过地面波或卫星传送的数字电视广播,特别是,本发明涉及用于在电视接收机屏幕上完成各种上屏显示(on-screen display)的装置。
利用卫星广播数字视频信号的卫星数字电视广播已经开始了。用于利用地面波广播数字视频信号的地面波数字电视广播的开发在进行中。在数字电视广播中期待提供各种服务,例如,高清晰度电视(HDTV)广播、多信道广播、多媒体广播等。
图1示出普通数字电视接收机的结构的一例。在这样的接收机中,例如,数字视频信号通过MPEG(运动图像专家组)2系统压缩,并且,由地面波传播的数字电视广播被接收。
根据MPEG 2系统,视频信号通过运动补偿预测编码和DCT(离散余弦变换)被压缩编码。在MPEG 2系统中,传送称之为I(内)画面,P(预测)画面,和B(双向预测)画面的3类画面平面。在I画面中,利用相同帧的象素进行DCT编码。在P画面中,参照已被编码的I画面或P画面,利用运动补偿预测进行DCT编码。在B画面中,参照B画面之前或之后的I画面或P画面,利用运动补偿预测进行DCT编码。
在这样的数字电视广播中,存在着一种可能性,即不同格式的大量图像平面的视频信号被传送。例如,如图2所示,作为具有一种可能性的图像格式,有#1到#4所示的图像格式,所述可能性是通过数字电视广播传送视频信号。如图2所示,根据图像格式#1,垂直分辨率等于1080点,水平分辨率等于1920点,分辨率宽高比等于16∶9,并使用一隔行扫描系统。根据图像格式#2,垂直分辨率等于1080点,水平分辨率等于1440点,分辨率宽高比等于16∶9,并使用一隔行扫描系统。根据图像格式#3,垂直分辨率等于720点,水平分辨率等于1280点,分辨率宽高比等于16∶9,并使用一非隔行扫描系统。根据图像格式#4,垂直分辨率等于480点,水平分辨率等于720点,分辨率宽高比等于13.5∶9,并使用一非隔行扫描系统。
在图1中,数字电视广播信号由天线111接收。来自天线111的接收信号送到调谐电路112。一信道设置信号从微处理器101送到调谐电路112。
微处理器101控制整个电视接收机的处理系统。程序ROM 102和工作RAM 103提供给微处理器101,程序ROM 102存储决定操作的程序。从微处理器101引出的总线105连接到每个单元块。
在调谐电路112中,在来自微处理器101的信道设置信号的基础上建立接收信道。在调谐电路112中,对选择的接收信道的信号解调,并且,从调谐电路112输出选择信道的MPEG 2的数据流。
调谐电路112的输出送到数据包提取电路113。在微处理器101的控制下,数据包提取电路113根据数据包标题的数据包标识符(packet identifier,PID)提取特定程序的视频包和音频包。
来自数据包提取电路113的视频包提供给视频解码电路114。来自数据包提取电路113的音频包提供给音频解码电路115。
视频解码电路114对由MPEG 2系统压缩的视频信号进行解压缩,并解码该数字视频信号。从视频解码电路114输出比如Y、Cr和Cb分量的数字视频信号。分量数字视频信号送到混频电路116。
为将接收信道、解码状态等显示到一视频画面平面(video pictureplane),混频电路116对视频信号和OSD(在屏显示)信号进行混频。为达到这种画面平面显示的目的,准备了显示源存储器117、显示图像形成电路118和OSD平面存储器119。
在显示源存储器117中保存有作为显示画面平面源的字符和图像模型。显示源存储器的输出提供给显示图像形成电路118。显示图像形成电路118利用采自显示源存储器117的显示源形成显示图像。形成的显示图像进到OSD平面存储器119并被保存。从OSD平面存储器119接收的视频信号和OSD信号在混频电路116中被混频。
该OSD平面存储器119存储要被混频和显示到视频显示图像上的整个OSD显示图像的数据。例如,在图像格式#1的情况下,如图3A所示,由垂直1080点×水平1920点构成的显示图像存储在存储器中。
因为在OSD平面存储器119中构成的显示图像,在视频数据的点时钟的定时处,通过混频电路116与视频数据混频,因此其宽高尺寸被设置成与视频显示图像相同的尺寸,或者设置成相对于垂直和水平方向的一整数的几分之一的尺寸,以便减少存储器尺寸。图3B示出宽高尺寸在垂直和水平方向上都被设置成1/2的情况。
至于说从OSD平面存储器119读取显示图像数据到OSD的顺序,按照扫描顺序读出所述图像数据,该扫描顺序与数字视频信号的扫描顺序一致。作为这里的扫描顺序,类似于视频信号,有非隔行扫描和隔行扫描的方式。
如图4A所示,在非隔行扫描显示时,在从左到右和从上到下扫描象素数据的同时,读出视频信号。在水平方向的读操作期间,使用视频信号的点时钟本身或分频该时钟所得的时钟。如图4B所示,在垂直方向,在隔行扫描显示时,在从左到右和从上到下扫描偶数行的象素数据的同时,首先读出视频信号。随后,在从左到右和从上到下扫描奇数行象素数据的同时,输出视频信号。
在图1中,在混频电路116中,视频信号和OSD信号的混合比,由微处理器101通过将来自视频解码电路114的数字视频信号和来自OSD平面存储器119的OSD的显示图像数据的混合比设定成α/1值(a value of 1)或更少来设定。作为该混合比,考虑如图5所示的5个步骤混合的情况。在比率为100∶0或0∶100的情况下,就象是切换而不是混合。
如上所述的通过改变混合比来进行混合的功能是利用如图6所示的电路实现的。在图6中,来自视频解码电路114的数字视频信号通过积分器151与混合比寄存器153的值α相乘,并将其所得信号输入到加法器154。OSD的显示图像数据通过积分器152与来自混合比寄存器153的值(1-α)相乘,并将其所得信号输入到加法器154。加法器154将积分器151和152的输入相加,和产生其中已混合OSD显示图像数据的数字视频信号。在这种情况下,通过改变混合比寄存器的值α,可任意设置混合比。
在图1中,模拟转换器120将由混频电路116形成的数字视频信号转换为模拟信号。通常,使用对RGB信号格式或(Y,Cr,Cb)信号格式的每个信号都具有8位或10位精度的A/D转换器。
混频电路116的输出提供给模拟转换器120。模拟转换器120将数字视频信号转换为模拟视频信号。该模拟视频信号从输出端121输出。
来自数据包提取电路113的音频包发送到音频解码电路115。在该音频解码电路115中,音频包被转换成数字音频信号。该数字音频信号具有16位或更多的精度。音频解码电路115的输出提供给模拟转换器122。在模拟转换器122中,数字音频信号被转换成模拟音频信号。该模拟音频信号从输出端123输出。
如上所述,在用于接收数字电视广播的电视接收机中,为显示接收信道、解码状态等到视频画面平面,视频信号和OSD信号被混频,并且接收信道、解码状态等的显示被叠加并在屏幕上显示。如上所述,当在屏幕上显示时,从微处理器101向显示图像形成电路118发出显示一预定画面平面的一命令和关于显示位置的一命令。从微处理器101向混频电路116发出一命令,该命令是设定视频画面平面和显示画面平面的混合比。
显示图像形成电路118根据指定的显示图像,利用显示源存储器117的资料源,形成显示画面平面。在这种情况下,微处理器101根据存储在程序ROM 102中的程序处理每个处理操作,在处理中将工作数据存储到RAM 103中,并执行一系列处理。
如图2所示,在数字电视广播中,存在一种可能性,即,发送不同格式的多个画面平面的视频信号。如上所述,虽然多个不同格式的画面平面被发射,但是在普通电视接收机中显示源存储器117中的显示模型的数量等于1。随之的问题是,要合成的附加显示画面平面,依据所接收的画面平面的格式而被变形。
也就是说,当有一个显示存储器117时,为能共同使用OSD平面存储器119,在使用高分辨率视频图像的图像格式的视频数据被混频成OSD显示图像的情况下,如图7所示,根据视频数据改变从OSD平面存储器119的读取速率。
例如,如图8所示,在显示图像形成电路118中,垂直24点×水平24点的字符字体与水平600点×垂直200点的位图数据相组合,从而形成整个水平640点×垂直480点的OSD显示图像。
如图7所示,在使用与图像格式#1共同的OSD显示图像的情况下,从OSD平面存储器119的读取速率在垂直方向和水平方向这两个方向都设置成1/2。在使用与图像格式#2共同的OSD显示图像的情况下,从OSD平面存储器119的读取速率,在垂直方向和水平方向这两个方向都设置成1/2。在使用与图像格式#3共同的OSD显示图像的情况下,从OSD平面存储器119的读取速率,只在水平方向设置成1/2。在使用与图像格式#4共同的OSD显示图像的情况下,从OSD平面存储器119中的读取速率没有变化。
采用上述方法,如图8所示,当在前述位图数据基础上导出的模型与格式#4的视频图像混频和被显示时,如果这样的模型已设计成看来象个真正圆圈(true circle),那么,在它混频到格式#1、#2和#3的视频图像的情况下,用于视频图像的OSD图像的覆盖范围和当运动宽高比为16∶9的电视画面平面上时的OSD图像的宽高比不同。原先看起来象个真正圆圈的圆圈,看起来不会再象个真正圆圈。
图9所示一例是,水平640点×垂直480点的OSD图像被转换成,水平1280点×垂直960点的OSD图像,似乎是通过降低垂直和水平两个方向的读出速率到1/2而导出的,并且转换的OSD图像被混频到图像格式#1的视频数据中。对于该视频图像,OSD图像的范围变窄,对于该视频图像的OSD图像的宽高比变化了,并且希望看起来象个真正圆圈的圆圈看来象个长圆了。
图10示出的一例,其中水平640点×垂直480点的OSD图像被转换成,水平1280点×垂直960点的OSD图像,似乎是通过降低垂直和水平两个方向的读出比率到1/2而导出的,并且转换的OSD图像被混频到图像格式#2的视频数据中。对该视频图像来说,OSD图像的范围稍微变窄,对于该视频图像的OSD图像的宽高比稍微变化了,并且希望看起来象个真正圆圈的该圆圈,看来是稍微变形的圆圈。
图11示出的一例是,其中水平640点×垂直480点的该OSD图像被转换成,水平1280点×垂直480点的OSD图像,看来象是通过降低水平方向的读出速率到1/2而导出的,并且转换的OSD图像被混频到图像格式#3的视频数据中。对该视频图像来说,在垂直方向的OSD图像的范围变窄,对该视频图像的OSD图像的宽高比变化了,并且希望看起来象个真正圆圈的该圆圈看来成了水平方向长的圆圈了。显然会理解到一点,即,位图像的宽高比的变化取决于如上所述的显示视频格式,甚至在窄区域里通过位图构成的字符字体部分,也会基本类似地发生。
即便从OSD平面存储器的读出速率被改变并共用于图像格式,以如上所述尽可能多地导出OSD图像数据,对于视频图像的OSD图像的覆盖范围也会改变,OSD图像的显示的宽高比改变了,并且通过OSD图像将通知给用户的信息被变形。就数字电视的失真来说,OSD图像的显示质量的改变取决于每个视频格式和附加值。
因此,本发明的一个目的是提供一种电视接收机,其中,甚至当接收不同分辨率的多个图像格式的视频信号时,也能获得同样质量的OSD画面平面,并能够防止OSD图像的显示宽高比的变化和OSD图像的失真。
根据本发明,上述目的是通过一种电视接收机来实现的,该电视接收机用于接收具有不同分辨率的多个格式的视频信号,该电视接收机包括:
分辨率鉴别装置,用于鉴别被接收视频信号的分辨率;
一源存储器,其中已记录由字符和/或图形构成的附加视频图像的多种显示模型,记录量相应于多种视频信号格式;
显示图像形成装置,用于读出(显示)源存储器中的显示模型,构成一显示图像,并传送该显示图像到一显示存储器;和
一混频电路,用于将从显示存储器读出的显示图像与所接收的视频信号进行混频,
其中,根据由分辨率鉴别装置所确定的接收视频信号的分辨率,从源存储器中选择相应分辨率的一种显示模型,从所选择的显示模型构成一显示图像,该显示图像被重叠到接收视频信号上,并显示结果图像。
根据本发明,还提供一种电视接收机,用于接收不同宽高比的图像的多种格式的视频信号,所述电视接收机包括:
鉴别装置,用于鉴别接收的视频信号的格式;
一源存储器,其中已记录由字符或图形构成的附加的视频图像的显示模型,其记录量对应于其宽高比相应于不同宽高比的多种格式视频信号的多种模型;
显示图像形成装置,用于读出源存储器中的一种显示模型,构成一显示图像,并传送该显示图像到显示存储器;和
一混频电路,用于在画面平面上对从显示存储器中读出的显示图像和接收或输入的视频信号进行合成,
其中,根据由鉴别装置确定的视频信号的宽高比,选择多种显示模型中的相应的一种,从该选择的显示模型构成一显示图像,该显示图像与接收或输入的视频信号合成,并显示结果图像。
配备了对应于图像格式的分辨率的显示源存储器。从提取的视频数据包中确定该图像格式。读出并显示对应于该图像格式的显示源存储器中的字体或位图。这样,总可以看到类似质量和类似尺寸的字符或位图画面平面,而不管接收的图像格式。
作为显示源存储器,准备多种显示模型,以便各种不同分辨率或宽高比能被记录在一公共源存储器的不同地址中。
参照附图从以下的详细描述和所附的权利要求中,本发明的上述和其他目的和特点,会变得更加明显。
图1所示是传统数字广播电视接收机构成的一个例子;
图2是用于解释图像格式的示意图;
图3A和图3B是用于解释OSD显示数据的存储的示意图;
图4A和图4B是用于解释读OSD模型的示意图;
图5是用于解释视频信号和OSD信号的混合比的示意图;
图6是视频信号和OSD信号的混频电路举例的方框图;
图7是用于解释读平面存储器的示意图;
图8是用于解释OSD画面平面的示意图;
图9是用于解释OSD画面平面的示意图;
图10是用于解释OSD画面平面的示意图;
图11是用于解释OSD画面平面的示意图;
图12是本发明所应用的电视接收机的构成的一个举例的方框图;
图13是用于解释根据本发明的电视接收机的构成举例的示意图;和
图14是用于解释根据本发明的电视接收机的构成举例的示意图。
下面将参照附图描述本发明的一实施例。图12示出本发明所应用的数字电视广播的接收机。在图12中,天线11接收数字电视广播信号。来自天线11的接收信号提供给调谐电路12。从微处理器1提供一信道设置信号给调谐电路12。
微处理器1控制整个电视接收机的处理系统。对微处理器1提供程序ROM 2和工作RAM 3,程序ROM 2用于存储确定操作的程序。从微处理器1引出的总线5连接到每个单元块。
在来自微处理器1的信道设置信号的基础上,在调谐电路12中设置一接收信道。在调谐电路12中,选择的接收信道的信号被解调。该选择信道的MPEG 2的数据流从调谐电路12中输出。
调谐电路12的输出提供给数据包提取电路13。该数据包提取电路13在微处理器1的控制下,参照数据包标题中的数据包标识符(PID),提取特定程序的视频包和音频包。
来自数据包提取电路13的视频包提供给视频解码电路14。来自数据包提取电路13的音频包提供给音频解码电路15。
视频解码电路14解压缩该由MPEG 2系统压缩的视频信号和解码该数字视频信号。分量数字视频信号,例如,Y,Cr,和Cb,被从视频解码电路14输出。该分量数字视频信号提供到混频电路16。
为显示接收信道、解码状态等到视频画面平面,该混频电路16混合该视频数字信号和OSD(在屏显示)信号。为这种画面平面显示的目的,准备有显示源存储器17A至17D、显示源图像形成电路18和OSD平面存储器19。
作为显示画面平面源的字符和图像的模型,已经对应于图像格式的显示画面平面存储在显示源存储器17A至17D中。显示源存储器17A至17D的输出提供给显示图像形成电路18。
显示图像形成电路18通过利用来自显示源存储器17A至17D的显示源,形成显示图像。形成的显示图像提供给OSD平面存储器19并加以保存。从OSD平面存储器19接收的视频信号和OSD信号,在混频电路16中被混频。
视频信号和OSD信号在混频电路中的混合比,是由微处理器1通过将来自视频解码电路14的数字视频信号和来自OSD平面存储器19的OSD的显示图像数据的混合设置到α/1值或更少来设置的。作为该混合比,例如,考虑到5个步骤混合的情况。在比率为100∶0或0∶100的情况下,就好象是切换而不是混合。
混频电路16的输出提供给模拟转换器20。模拟转换器20将数字视频信号转换为模拟视频信号。模拟转换器20将由混频电路16形成的数字视频信号转换为模拟值。通常,被使用的A/D转换器对于RGB信号格式或(Y,Cr,Cb)信号格式的每个信号都具有8位或10位的精度。该模拟视频信号从输出端21输出。
来自数据包提取电路13的音频包提供给音频解码电路15。在该音频解码电路15中,该音频包转换成数字音频信号。该数字音频信号具有16位或更多的精度。音频解码电路15的输出提供给模拟转换器22。在模拟转换器22中,该数字音频信号转换成模拟音频信号。该模拟音频信号从输出端23输出。
如上所述,在本发明的数字电视广播接收机中,对应于将被显示的图像格式,分别准备有多个显示源存储器(或模型)17A至17D。
也就是说,当图像格式#1的画面平面的分辨率(垂直1080点,水平1920点)的图像被显示在16∶9的CRT上,并且由与该分辨率匹配的位图图像构成的位图被存储在显示源存储器17A中时,一种显示质量所构成的字符字体设置被保持。当图像格式#2的画面平面的分辨率(垂直1080点,水平1440点)的图像被显示在16∶9的屏幕上,并且与该分辨率匹配的位图图像已经被存储在显示源存储器17B中时,一种显示质量所构成的字符字体设置被保持。当图像格式#3的画面平面的分辨率(垂直720点,水平1280点)的图像被显示在16∶9的屏幕上,并且与该分辨率匹配的位图图像已经被存储在显示源存储器17C中时,一种显示质量所构成的字符字体设置被保持。当图像格式#4的画面平面的分辨率(垂直480点,水平720点)的图像被显示在16∶9的屏幕上,并且与该分辨率匹配的位图图像已经被存储在显示源存储器17D中时,一种显示质量所构成的字符字体设置被保持。
具有各种尺寸的类似字体和模型,即以任何图像格式获得的类似显示质量的类似字体和模型,已经被存储在显示源存储器17A至17D中。
也就是说,例如,在显示源存储器17D中存储的字体和位图被用作为基准,从而能获得类似模型的类似显示质量。
因为图像格式#4的分辨率等于(垂直480点,水平720点)和图像格式#1的分辨率等于(垂直1080点,水平1920点),在显示源存储器17A中,分辨率被设置成水平方向2.6倍大和垂直方向2.25倍大的一个值。因为图像格式#2的分辨率等于(垂直1080点,水平1440点),在显示源存储器17B中,分辨率被设置成水平方向2倍大和垂直方向2.25倍大的一个值。因为图像格式#3的分辨率等于(垂直720点,水平1280点),在显示源存储器17C中,分辨率被设置成水平方向1.8倍大和垂直方向1.5倍大的一个值。
因而,例如,当用于图像格式#4的显示源存储器17D的分辨率被设置成(水平600点,垂直200点),并且用户使用一(水平24点,垂直24点)的字体设置时,用于图像格式#1的显示源存储器17A的位图尺寸等于(水平1600点,垂直450点),并且其字体设置的尺寸等于(水平64,垂直54点)。用于图像格式#2的显示源存储器17B的位图尺寸等于(水平1200点,垂直450点)并且其字体设置的尺寸等于(水平48点,垂直54点)。用于图像格式#3的显示源存储器17C的位图尺寸等于(水平1066点,垂直300点),并且其字体设置的尺寸等于(水平42点,垂直36点)。
在图12中,在接收时,由数据包提取电路13提取的视频包具有哪种图像格式,是在数据包标题数据的基础上由视频解码电路14检测的。解码的信息提供给显示图像形成电路18。这样,该解码的信息被转换成具有以地输入数据包的有效载荷中的信息基础上的图像格式所决定的分辨率的数字视频数据,并通过对应于该格式的扫描而作为数字视频信号输出。
为形成将被混频到视频显示图像的OSD显示图像,显示图像形成电路18根据视频解码电路14的解码信息,从显示源存储器17A至17D中读出对应于当前解码情况下的图像格式的特定字符或图像模型,并根据微处理器1的指令对其进行组合,从而构成OSD显示图像并使其进入OSD平面存储器19。
例如,当图像格式#4的视频数据包由视频解码电路14解码时,显示图像形成电路18选择图像格式#4的显示源存储器17D,从显示源存储器17D中读出字体或位图,形成用于视频显示图像区域的如图13所示的显示图像数据,并将其写入OSD平面存储器19中。在这种情况下,显示图像形成电路18根据解码时的图像格式以及电视接收机的内部操作状态,确定和管理将被读出的字体或位图种类,或者用于显示所读出的字体或位图的位置。
当由视频解码电路14对图像格式#1的视频数据包进行解码时,显示图像形成电路18选择图像格式#1的显示源存储器17A,从显示源存储器17A中调出该字体或位图,形成例如图14所示的显示图像数据,并将其写入OSD平面存储器19中。在此情况下,如图14所示,因为通过利用显示源存储器17A中存储的字体或位图,一图像被混频和被显示到图像格式#1的画面平面上,该图像以类似于图13情况的模型、尺寸和分辨率被显示。
类似地,当由视频解码电路14解码图像格式#2的视频包时,显示图像形成电路18选择显示源存储器17B。当由视频解码电路14解码图像格式#3的视频包时,显示图像形成电路18选择显示源存储器17C。从选择的显示源存储器中读出字体或位图并写入OSD平面存储器19。
如上所述,在本发明所应用的电视接收机中,配备有对应于图像格式的显示源存储器17A至17D。从提取的视频包中确定图像格式。对应于该图像格式从显示源存储器17A至17D中读出字体或位图并显示该字体或位图。这样,总能看到类似质量和尺寸的字符或位图画面平面,而不管所接收图像的格式。
虽然显示图像形成电路18能由硬件实现,当该电视接收机变得复杂时,它能由微处理器的软件处理实现。甚至,当视频解码电路14解码非上述图像格式的一格式时,本发明也能通过仅增加一显示源存储器来克服这种情况。
根据本发明,对每个图像格式配备有图像显示存储器,用于形成对视频数据为最佳的OSD显示图像。因而,甚至当接收任何图像格式的信号时,能获得类似质量的OSD画面平面。消除了OSD图像的显示宽高改变和OSD图像失真的情况。
因为对视频数据为最佳的OSD显示图像已积累在用于每个图像格式的每个图像显示存储器中,因此不需要根据图像格式改变从OSD平面存储器的读出速率。不需要支持(endure)该视频数据。
本发明不限于前述实施例,在本发明所附权利要求的精神和范围内可以有许多修改和变形。

Claims (4)

1.一种电视接收机,用于接收多种格式视频信号,所述电视接收机包括:
鉴别装置,用于鉴别接收的视频信号或宽高比的分辨率;
一源存储器,其中已记录由字符和/或图形构成的附加视频图像的多种显示模型,其记录量对应于所述多种视频信号格式;
显示图像形成装置,用于在所述源存储器中读出所述显示模型,构成一显示图像,并传送所述显示图像到一显示存储器;和
混频电路,用于将从所述显示存储器读出的显示图像和接收的视频信号相混频,
其中,根据由所述鉴别装置确定的接收的视频信号的分辨率或宽高比,从所述源存储器选择相应的显示模型的一种,从所述选择的显示模型构成一显示图像,所述显示图像被重叠到所述接收的视频信号上,并显示所得图像,
其中所述鉴别装置从包括在接收的数字视频信号的数据包标题中的信息中检测分辨率或宽高比。
2.根据权利要求1所述的接收机,其中至少一种所述接收的视频信号包括数字信号。
3.根据权利要求1所述的接收机,其中至少一种所述接收的视频信号包括由MPEG系统压缩的信号。
4.根据权利要求1所述的接收机,其中至少一种所述接收的视频信号包括由非隔行扫描系统发射的信号。
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