CN1139338A - 在宽宽高比屏幕上控制字幕显示的装置 - Google Patents

Abstract

一种电视机中使用的字幕数据显示控制电路，控制在宽宽高比的显示屏上以全屏幕显示模式显示图象的方式显示包含在输入标准视频信号中的图象中的字幕数据。在该电路中，将包含在输入标准视频信号中的亮度信号转换成与包含图象的所有象素对应的第一组象素值。并用检测电路从图象内的第一预定图象区中的象素值中自动地检测出表示字幕数据的第二组象素值并将其转换成表示字幕数据的字幕信号，在显示屏的一可见区上将其与亮度信号组合。

Description

在宽宽高比屏幕上控制字幕显示的装置

本发明涉及具有宽宽高比显示屏的彩色电视系统，更具体地，涉及在能够自动控制在具有宽宽高比的显示器上显示包含在标准视频信号中的字幕数据的彩色电视系统中使用的装置。

如众所周知的，诸如电视接收机等图象显示装置设置有诸如CRT(阴极射线管)或液晶显示器等适于在其上显示图象的显示器。电视接收机的显示器通常有两种显示屏，其中之一符合于具有普通电视广播系统中采用的4∶3的标准宽高比的图象，而另一种适合于具有在诸如HDTV(高清晰度电视)广播系统中采用的宽宽高比16∶9的图象。

在诸如NTSC等通用电视广播系统中，采用表示具有4∶3的标准宽高比的图象的视频信号。因此，装有适合于显示16∶9的宽宽高比的图象的屏幕的电视接收机需要一个能显示具有宽高比4∶3与16∶9两者的图象的视频处理电路。

1992年12月1日颁发的5,168,362号美国专利中公开了装有适于显示具有宽宽高比的图象的显示屏的这样一种电视接收机，其中该电视接收机包括一个为显示4∶3与16∶9两种比的图象而采用的宽高比转换电路的一个视频处理电路。具体地，为了显示具有4∶3的宽高比的图象，该视频处理电路利用两种显示模式，即一种全图象显示模式及一种全屏幕显示模式。在全图象显示模式中，在显示屏的一部分上显示整个标准视频信号的图象，延伸在四分之三的水平方向上及整个垂直方向上，从而用一个单色信号屏蔽显示屏的左右两侧区域而将图象居中在屏幕上。另一方面，在全屏幕显示模式中，在整个显示屏上显示一个标准视频信号图象的大部分，其中该图象在垂直方向上的最上面与最下面区域部分被投影在显示屏外面，从而观看者看不见，然而在水平方向上整个图象是投影在显示屏的整个水平长度上的。

同时，在普通标准电视系统中，一个视频信号可包含通常位于其图象的预定的下侧区上的字幕数据。因此，在先有技术电视接收机中，在以全屏幕显示模式显示带有字幕数据的视频信号时，可能将位于图象的预定下侧区上的字幕数据从显示屏上切掉，从而不能显示在显示屏上。

因此，本发明的主要目的为提供一种彩色电视系统中使用的装置，它能够在全屏幕显示模式中在适用于显示宽宽高比图象的显示器上自动控制包含在标准视频信号中的字幕数据的显示。

按照本发明的一个实施例，提供了用于在电视接收机的显示屏上控制包含在输入的标准视频信号的图象中的字幕数据的显示的一种装置，其中该输入标准视频信号中包含具有字幕数据的亮度信号以及水平与垂直同步信号，显示屏适于显示与输入标准视频信号的图象宽高比不同的图象，并且该电视接收机采用全屏幕显示模式在整个显示屏上显示输入标准视频信号的图象，该装置包括：

一个控制电路，响应水平信号，用于生成时钟信号，并且分别响应垂直与水平同步信号，用于生成垂直同步检测信号及水平同步计数信号；

一个第一转换电路，响应时钟信号，用于将亮度信号转换成与构成输入标准视频信号的图象的所有象素对应的第一组象素值；

一个检测电路，响应时钟信号、垂直同步检测信号与水平同步计数信号，用于从位于图象内的一个第一预定的图象区上的象素值中检测出表示字幕数据的第二组象素值，以生成第二组象素值及表示第二预定图象区内的象素位置的字幕数据位置信息。

一个第二转换电路，响应时钟信号，用于将第二组象素值转换成表示字幕数据的一个字幕信号；以及

一个组合电路，用于按照字幕数据位置信息组合该字幕信号与亮度信号，以便以全屏幕显示模式将字幕数据显示在显示屏的一个可见区上。

从下面结合附图给出的对较佳实施例的描述中，本发明的上述与其它目的及特征将是显而易见的，附图中：

图1示出采用按照本发明的字幕数据显示控制电路的电视接收机的示意性方框图；

图2A与2B表示说明图1中所示的字幕数据显示控制电路的操作的示例图；

图3提供图1中所示的字幕数据显示控制电路的详图；以及

图4表示图3中所示的字幕数据显示控制电路的操作的定时图。

参见图1，其中示出了采用按照本发明的字幕数据显示控制电路的电视接收机的示意性方框图。该电视接收机包括一个亮度与色度(Y/C)分离电路10、一个同步分离电路20、一个视频处理电路30、一个字幕数据显示控制电路40及一个显示器50。

本技术中众所周知的输入电视信号经由一根传统的天线接收到一个调谐与解调电路(未示出)，该电路选择一个与选中的频道相应的输入电视信号并将其解调以形成视频音频信号。然后将视频信号提供给Y/C分离电路10与同步分离电路20，其中该视频信号包含构4∶3的标准宽高比的图象的亮度、色度与同步信号分量。

Y/C分离电路10的作用为将视频信号分离成以灰度级表示图象的亮度信号Y及包含其彩色信息的色度信号C。将色度信号C送至视频处理电路30并将亮度信号Y转发到字幕数据显示控制电路40。另一方向，在同步分离电路20中，将从视频信号中抽取的同步信号送至视频处理电路30与字幕数据显示控制电路40，其中该同步信号中分别包含垂直与水平同步信号Vs与Hs。

字幕数据显示控制电路40利用垂直与水平同步信号Vs与Hs从亮度信号Y的一个预定图象区中抽取字幕数据，并生成一个具有位置控制的字幕数据的亮度信号，这将在下面描述。然后将该亮度信号耦合到视频处理电路30上。

该视频处理电路30具有两条处理路经，即亮度与色度信号处理路经。如本技术中众所周知的，在色度信号处理路径中，采用信号放大级以及自动彩色控制(ACC)与自动相位控制(APC)级处理色度信号C，然后将处理过的色度信号解调成色差信号。

在亮度信号处理路径中，用预定的操作参数放大与调节带有位置控制的字幕数据的组合亮度信号，其中视频信号处理电路30的操作参数包括可由用户手动设定的对比度、亮度、色调与锐度。然后在一个生成彩色表示信号的传统矩阵变换电路级中将调节后的亮度信号与色差信号组合。彩色表示信号是按照两种显示模式调整的，即全图象显示模式与全屏幕显示模式，然后送至显示器50。

参见图2A与2B，其中示出了用于全屏幕显示模式的显示器50的显示屏。如图2A中所示，当将表示视频信号的彩色表示信号提供给图1中所示的显示器50时，显示器生成的电子束在光栅上扫描而在屏幕21上形成符合宽宽高比(诸如16∶9)的一个图象。如上所述，在全屏幕显示模式中，将具有4∶3的宽高比的图象22投影在整个显示屏21上，而在显示屏21的垂直方向上超出延伸区，其中图象的顶部与底部区23与24投影到显示屏21的外面。在这一情况中，有可能从其可见显示区中切掉通常用白色级形成并位于图象的预定底部区24上的字幕数据25。按照本发明，从亮度信号的预定图象区P1中抽取字幕数据25然后由图1中所示的字幕数据显示控制电路40加以位置控制。这便是如图2B中所示，将抽取的字幕数据25显示在显示屏21内的一个第二预定图象区26上，如图2B中所示。

参见图3与4，其中示出了图1中所示的字幕数据显示控制电路40的电路图，及图示其操作的定时图。按照本发明的一个较佳实施例，字幕数据显示控制电路40包括一个箝位电路42、一个模数(A/D)转换器44、一个字幕数据检测电路46、一个数模(D/A)转换器52、一个控制信号发生电路54及一个视频信号开关电路56。

将来自Y/C分离电路10的亮度信号提供给箝位电路42，后者箝位一个亮度信号的消隐脉冲电平，即黑色电平，并生成一个电平调节的亮度信号，并将其转发至A/D转换器44与视频信号开关电路56。

包含一个时钟信号发生器62、一个垂直同步(Vs)检测器(VSD)64及一个水平同步(Hs)计数器(HSC)66的控制信号发生电路54接收一个同步信号(图4中所示的垂直与水平同步信号Vs与Hs)并生成一个包含时钟信号CLK、垂直同步检测信号及水平同步计数信号的控制信号。

时钟信号发生器62接收图4中所示的水平同步信号Hs并生成转发给A/D转换器44、字幕数据检测电路46及D/A转换器52的时钟信号CLK。VSD64接收各垂直同步信号Vs并生成Vs检测信号。然后将Vs检测信号提供给HSC66及字幕数据检测电路46。在HSC66中，计数各水平同步信号Hs以便生成Hs计数信号并将其提供给Vs检测信号在其中启动计数操作的字幕数据检测电路46。

在A/D转换器44中，用时钟信号CLK作为一个抽样信号将电平调节的亮度信号转换成与构成该图象的一组象素对应的第一组象素值，其中各该象素值最好是由6位表示的，并表示从黑色级到白色级的灰度级之一。然后将第一组象素值提供给字幕数据检测电路46，该电路包含一个存储器控制器460、“与”门462及472、“同”逻辑门474、476、478、480、482及484、缓冲器464、466及468、以及一个存储器490。

字幕数据检测电路46从包含在图2中所示的第一预定图象区P1中的象素值中检测出构成字幕数据DC的第二组象素值并生成第二组象素值与字幕数据位置信息PC。

存储器控制器460接收时钟信号CLK、Vs检测信号、Hs计数信号、白色级检测信号，并生成一个存储器控制信号及字幕数据位置信号PC，如图4中所示，其中的存储器控制信号包含表示第一预定图象区P1的写允许信号WE及表示第二预定图象区26的读允许信号RE。

顺序地将各第一组象素值转发给缓冲器464。在本例中，将象素值的高三位送至“与”门462，当高三位为“111”时它便生成一个第一缓冲器启用信号。这便是当象素值大于一个第一预定值，即“110111”时，“与”门462便发出第一缓冲器允许启用信号。然后将第一缓冲器允许启用信号送至缓冲器464，以便将高三位为“111”的象素值传播或分路到缓冲器466及“同”门474至484。当第一缓冲器允许启用信号不存在时，缓冲器464封锁象素值并生成一个屏蔽的数字象素值“000000”。结果，缓冲器464的作用为生成第三组象素值，其中当一个象素值小于预定值时，包含在第一组象素值中的该象素值被“0”屏蔽，然后在逐位的基础上，将第三组象素值中的每一个作为当前象素值顺序地提供给“同”门474至484。

缓冲器466的作用为响应时钟信号CLK顺序地将第三组象素值延迟一个时钟单位，并借此生成延迟的象素作为第四组象素值，其中在逐位的基础上，将第四组象素值中的每一个作为一个前一象素值顺序地提供给“同”逻辑门474至484。因此，在逐位的基础上在“同”门474至484上对两个接连的象素值(即来自缓冲器464的当前象素值及来自缓冲器466的延迟的象素值，即前一象素值)进行逻辑“同”运算。将“同”门474至484的输出输入到“与”门472，当来自“同”门474至484的所有输出为“111111”时，“与”门472便生成一个白色级检测信号DS。然后将该白色级检测信号DS送至缓冲器468及存储器控制器460。

如上所述，存储器控制器460接收白色级检测信号DS并生成表示包含在第二预定图象区中的象素位置的字幕数据位置信息。缓冲器468接收作为第二缓冲器允许启用信号的白色级检测信号DS并将来自缓冲器464的当前象素值提供给存储器490。这便是，缓冲器468响应白色级检测信号生成第五组象素值，其中在当前与前一象素值两者都等于第二预定值时，便将该当前象素值指定为包含在第五组象素值中的一个，并生成一个白色级检测信号。用于暂存象素值的缓冲器464、466、与468由传统的电路部件制成，并最好用诸如D型触发器实现。

另一方面，存储器490响应时钟信号CLK及表示图2中所示的第一预定图象区P1的写允许信号WE，顺序地存储来自第五组象素值的第二组象素值。这便是当发布了写允许信号WE时，存储器490的多个存储器单元顺序地按照时钟信号CLK存储第二组象素值。此后，存储器490响应时钟信号CLK及表示图2中所示的第二预定图象区26的读允许信号RE生成所存储的第二组象素值。

在D/A转换器52中，根据时钟信号CLK将第二组象素值转换成以模拟格式表示字幕数据的字幕信号。将字幕信号送至视频信号开关电路56，该电路根据字幕数据位置信息及来自系统控制器(未示出)的全屏幕显示模式选择信号VOM，组合亮度信号与字幕信号。然后将组合后的亮度信号转发给图1中所示的视频处理电路30。

如上所述，在视频处理电路30的亮度信号处理路径中，用预定的操作参数放大与调节组合的亮度信号。然后，将调节后的亮度信号与色差信号组合，以生成彩色表示信号。按照显示模式，即全屏幕显示模式，调整彩色表示信号，将其送至显示器50，其中显示器50生成的电子束在光栅中扫描，在其显示屏上生成一个符合诸如16∶9的图象的宽宽高比的一个图象。

从以上可知，按照本发明的字幕数据显示控制电路能够自动地检测位于一个预定的图象区上的字幕数据，并在显示屏的一个可见区中的另一个预定图象区上重新定位该字幕数据，借此在显示器上有效地显示符合宽宽高比图象的包含在标准视频信号中的字幕数据。再者，通过采用诸如“同”门、“与”门或者D型触发器等简单的逻辑电路，能够容易地在传统的电视接收机中实现按照本发明的字幕数据显示控制电路，而以全屏幕显示模式在适用于宽宽高比16∶9的图象的显示屏的可见显示区上方便地显示字幕数据。

虽然已参照特定的实施例展示与描述了本发明，熟悉本技术的人员应能理解，可以在不脱离所附的权利要求书中所定义的发明精神与范围的条件下，作出许多改变与修正。

Claims (14)

1、一种用于控制在电视接收机的显示屏上显示包含在一个输入标准视频信号的图象中的字幕数据的装置，其中该输入标准视频信号包含一个带有字幕数据的亮度信号以及水平与垂直同步信号，该显示屏适合于显示与输入标准视频信号的图象的宽高比不同的图象，并且该电视接收机采用全屏幕显示模式在整个显示屏上显示该图象，该装置包括：

控制装置，响应水平同步信号生成时钟信号，及分别响应垂直与水平同步信号生成垂直同步检测信号与水平同步计数信号；

第一转换装置，响应该时钟信号，用于将亮度信号转换成与构成该图象的所有象素对应的第一组象素值；

检则装置，响应该时钟信号、垂直同步检测信号及水平同步计数信号，用于从位于该图象内的一个第一预定图象区上的象素值中检测出表示字幕数据的第二组象素值，以生成第二组象素值以及表示在第二预定图象区内的象素位置的字幕数据位置信息；

第二转换装置，响应该时钟信号，用于将第二组象素值转换成表示字幕数据的一个字幕信号；以及

为了以全屏幕显示模式在显示屏的一个可见区上显示字幕数据而按照字幕数据位置信息，组合字幕信号与亮度信号的装置。

2、按照权利要求1的装置，其中该检测装置包括：

第一比较装置，响应该时钟信号，用于将第一组象素值中的各值顺序地与一个第一预定值比较以生成第三组象素值，其中当包含在第一组象素值中的一个象素值小于该预定值时便将其用“0”屏蔽，并将第三组象素值的各个顺序地作为一个当前象素值提供。

延迟装置，响应该时钟信号，用于在逐个象素的基础上延迟第三组象素值一个时钟单位，以生成第四组象素值，其中第四组象素值的各个顺序地作为一个前一象素值提供；

第二比较装置，顺序地接收第三与第四象素值，用于将当前与前一象素值与第二预定象素值比较，以生成第五组象素值及白色级检测信号，其中在当前与前一象素值都等于该第二预定值时，便将当前象素值指定为包含在第五组象素值中的一个并生成白色级检测信号。

存储装置，响应该时钟信号与一个写允许信号，存储来自第五组象素值的第二组象素值，并且响应该时钟信号及一个读允许信号，生成第二组象素值；以及

控制信号生成装置，响应该垂直同步检测信号、水平同步计数信号及白色级检测信号，生成表示第一预定图象区的写允许信号、表示第二预定图象区的读允许信号以及字幕数据位置信息。

3、按照权利要求2的装置，其中第一组象素值中各个是由N位构成的，及第一比较装置包含接收所述各象素值的M个高位的一个“与”门，用于在所有这些预定的高位都为“1”时生成一个允许启用信号，其中N与M为正整数且M小于N，以及缓冲器装置用于在出现该允许启用信号时分路所述各象素值，及在不出现该允许启用信号时生成一个用零屏蔽的象素值，以便生成第三组象素值。

4、按照权利要求3的装置，其中各前一与当前象素值是由N位构成的且该第二比较装置包含N个“同”门，各该“同”门接收来自前一与当前象素值的一对位，以及一个“与”门在N个“同”门的各输出都是“1”时生成该白色级检测信号，以及缓冲器装置，响应该白色级检测信号，用于传播该当前象素值，以便生成第五组象素值。

5、按照权利要求4的装置，其中该缓冲器包含N个D型触发器。

6、按照权利要求5的装置，其中该延迟装置包含N个D型触发器。

7、按照权利要求6的装置，其中N为6且M为3。

8、一种用于控制在电视接收机的显示屏上显示包含在一个输入标准视频信号的图象中的字幕数据的装置，其中该输入标准视频信号包含一个带有字幕数据的亮度信号以及水平与垂直同步信号，该显示屏适合于显示与输入标准视频信号的图象的宽高比不同的图象，并且该电视接收机采用全屏幕显示模式在整个显示屏上显示该图象，该装置包括：

响应该亮度信号，用于调节该亮度信号的区分电平以生成一个经过调节的亮度信号的装置；

控制装置，响应水平同步信号生成时钟信号，以及分别响应垂直与水平同步信号生成垂直同步检测信号与水平同步计数信号；

第一转换装置，响应该时钟信号，用于将调节后的亮度信号转换成与构成该图象的所有象素对应的第一组象素值；

检测装置，响应该时钟信号、垂直同步检测信号及水平同步计数信号，用于从位于图象内的一个第一预定的图象区上的象素值中检测出表示字幕数据的第二组象素值，以生成第二组象素值及表示在第二预定图象区内的象素位置的字幕数据位置信息；

第二转换装置，响应该时钟信号，用于将第二组象素值转换成表示字幕数据的一个字幕信号；以及

为了以全屏幕显示模式在显示屏的一个可见区上显示字幕数据而按照字幕数据位置信息组合字幕信号与调节后的亮度信号的装置。

9、按照权利要求8的装置，其中该检测装置包括：

第一比较装置，响应该时钟信号，用于将第一组象素值中的各值顺序地与一个第一预定值比较，以生成第三组象素值，其中当包含在第一组象素值中的一个象素值小于该预定值时，便用“0”屏蔽该象素值，以及将各第三组象素值作为一个当前象素值顺序地提供；

延迟装置，响应该时钟信号，用于在逐个象素的基础上延迟第三组象素值一个时钟单位，以生成第四组象素值，其中将第四组象素中的各个作为前一象素值顺序地提供；

第二比较装置，顺序地接收第三与第四组象素值，用于将当前与前一象素值与一个第二预定象素值比较，以生成第五组象素值及白色级检测信号，其中在当前与前一个象素值都等于第二预定值时，便指定当前象素值作为包含在第五组象素值中的一个，并生成白色级检测信号；

存储装置，响应该时钟信号及一个写允许信号，存储来自第五组象数值的第二组象素值，以及响应该时钟信号及一个读允许信号，生成第二组象素值；以及

控制信号生成装置，响应该垂直同步检测信号、水平同步计数信号及白色级检测信号，生成表示第一预定图象区的写允许信号、表示第二预定图象区的读允许信号及字幕数据位置信息。

10、按照权利要求9的装置，其中第一组象素值的各个由N位构成，以及第一比较装置包含接收所述各象素值的M个高位的一个“与”门，用于在所有预定的高位都为“1”时生成一个允许启用信号，其中N与M为正整数且M小于N，以及缓冲器装置用于在出现该允许启用信号时分路所述各象素值，而在不出现允许启用信号时生成一个用零屏蔽的象素值，以便生成第三组象素值。

11、按照权利要求10的装置，其中各前一与当前象素值由N位构成且第二比较装置包括N个“同”门，各“同”门接收来自前一与当前象素值的一对位，以及一个“与”门当N个“同”门的各输出为“1”时生成白色级检测信号，以及缓冲器装置，响应该白色级检测信号传播该当前象素值，以便生成第五组象素值。

12、按照权利要求11的装置，其中该缓冲器包含N个D型触发器。

13、按照权利要求12的装置，其中该延迟装置包含N个D型触发器。

14、按照权利要求13的装置，其中N为6且M为3。

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