CN1141838C - 用于提供屏幕显示数据的方法和装置 - Google Patents

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Abstract

电视和其他用户电子设备如VCR和DVD播放器使用信息的屏幕显示。为了与MPEG编码视频信号一同显示，OSD文本或图像的图画内容被以特殊格式存储在非易失性存储器中：OSD文本或图像内容被分为宏块单元，并且宏块数据被以MPEG形式存储在存储器中。然后该要被显示的OSD宏块被作为一个片断处理。

Description

用于提供屏幕显示数据的方法和装置
技术领域
本发明涉及一种用于在具有编码格式的视频信号中提供用于OSD显示的OSD数据的方法和装置。
背景技术
电视和其他用户电子设备(CE)如VCR(盒式录像机)和DVD(数字视频光盘)播放器使用信息的屏幕显示(OSD)，以使得用户更加方便地进行电视工作参数的控制。并且，字幕特点是合乎需要的。
对于这种目的，需要一种附加硬件以用于用户指令的可视化。这种硬件包括视频存储器和视频混合器。视频存储器存储要被显示的OSD文本或图像。为了显示，该视频混合器把所存储的OSD文本或图像与当前广播或重播的节目的图像相结合。
一些用户电子设备，如机顶盒或DVD播放器，已经包括根据ISO/IEC标准11172和13818的MPEG(运动图像专家组)解码器。这种MPEG解码器可以作为芯片得到，例如SGS-汤姆森的MPEG解码器IC STi3520A。与这种器件相结合可以省略用于屏幕显示目的的上述视频混合器，从而减少昂贵的硬件。如下文所述，从而可以减少所需的存储容量，这再次使得用户电子设备更加便宜。
如图1中所示，一种MPEG视频信号包括一系列内部帧类型I1、I2、…，预测型P1、P2、…，和双向预测型B1、B2、B3、B4、B5、…的图像。
图2示出每幅图像由宏块MB形成，每个宏块具有分别带有16个像素PI的16线LI的大小。该图像可以由36行和45列的这样的宏块构成。对于一些国家，一幅图像具有30行的宏块。宏块的解码次序DCO从图像的左上角开始。
根据本发明，OSD文件或图像的图画内容以特殊格式存储在非易失性存储器(例如，ROM)中：OSD文本或图画内容被分为宏块单元，并且OSD宏块数据被以MPEG编码形式存储在所述非易失性存储器中。这种宏块是I类型的。
因此，所用的特征是MPEG图像被分为如图3中所示的片断，例如片断A至Q。A片断是任意数目的连续宏块的序列。一个片断的第一和最后宏块是不被遗漏的宏块。每个片断包括至少一个宏块。这些片断不相互重叠。片断的位置可以从图像到图像之间改变。一个片断的第一和最后宏块是在这些宏块的相同水平行中。片断按照它们被遇到的次序出现在位流中，从图像的上左角开始并按照从左到右和从上到下的光栅扫描次序进行。在片断的报头，信息存储在当前片断所在的图像中的这个位置中。通常，在一幅图中的每个宏块是以片断编码的。
不需要使片断覆盖整幅图，如图4中所示，例如片断A至I。在一幅特定图像中的这些不被包含在片断中的区域是不被编码的。
根据本发明，一个OSD可以具有一个片断的形状，例如图4中的片断F、H和/或I。为了在MPEG解码图像中显示OSD，人们可以首先解码(带有或不带有要由OSD所覆盖的宏块的数据)一个视频帧，并把它存储在帧存储器中。此后，一幅包括OSD宏块的视频帧被用MPEG解码器解码，并且在相应的地址值处写入帧存储器，该帧存储器保存以前的MPEG解码视频帧。接着，合并的帧存储器内容被读出并且作为完整的视频图像显示。
该发明具有这样的优点，即不需要象视频混合设备这样的复杂硬件来处理OSD数据。一方面，由于OSD宏块数据以压缩形式存储，因此OSD所需的存储空间明显减小。另一方面，由于压缩形式的存储，也可以对OSD采用高质量的图像。通常，OSD仅仅具有低的颜色分辨率，因此所需的存储容量进一步减小。
发明内容
本发明的一个目的是公开一种用于在具有编码格式的视频信号中提供用于OSD显示的OSD数据的方法。
本发明的另一个目的是提供一种利用该方法的装置。
为实现上述目的，一种提供用于OSD显示的OSD数据的方法，要被显示的不同OSD字符或文本或图形或图像的内容以MPEG I-型宏块编码形式存储在OSD数据存储器(ROM)中，并用于显示相应合成和解码(MDEC)的目的，
要被显示的MPEG解码的图像与选择的(UI)一个插入的不同OSD字符或文本或图形或图像一起被存储在图像存储器中(FRAB)；
多个水平相邻的集合的解码OSD宏块形成只包括一个片起始代码并被解码(MDEC)的片断(F、H、I)，并以对应的地址值被存储在所述图像存储器中(FRAB)；
读取组合的图像存储器内容作为完整的被显示的图像。
为实现本发明的另一个目的，一种提供用于OSD显示的OSD数据的装置，要被显示的不同OSD字符或文本或图形或图像的内容以MPEG I-型宏块编码形式存储在OSD数据存储器(ROM)中，并用于显示相应合成和解码(MDEC)的目的，
OSD处理装置，把从OSD数据存储器选择的一个水平相邻的OSD宏块进行合成，并形成只包括一个片起始代码的片断(F、H、I)；
解码装置(MDEC)，用于将要被显示的MPEG解码的图像与选择的(UI)一个插入的不同OSD字符或文本或图形或图像一起解码，并解码所述的OSD宏块的片断；
图像存储器(FRAB)，用于存储所述MPEG解码的图像，并以对应的地址值存储所述解码的OSD宏块的片断；
其中，读取组合的图像存储器内容作为完整被显示的图像。
附图说明
下面参照附图描述本发明的实施例，其中：
图1为不同类型的图像序列；
图2为一幅图像中的宏块分布；
图3为具有分割为片断的第一划分的图像；
图4为具有分割为片断的第二划分的图像，适合于OSD目的；
图5为具有OSD特点的解码器；
图6为更加具体示出的OSD处理器；
图7为用于存储在ROM中的音量条的一组预编码宏块数据的实例；
图8为具有一组根据图7的数据的可显示音量条的实例。
具体实施方式
在图5中，一个MPEG视频输入信号MIS被馈送到MPEG视频解码器MDEC中。MDEC与解码缓冲器DECB相接，该解码缓冲器DECB例如用于搜集所需的输入数据流数据包，并用于在正确的显示时间显示该解码数据。MDEC的输出信号在被馈送到显示器DISP之前暂时存储在图像存储器，即，一个帧或场缓冲器FRAB。存储器ROM以对应于MPEG宏块格式的压缩格式存储OSD数据。通过用户接口UI的控制选择要被显示的OSD数据。UI可以是一远程控制器或一个人计算机PC。OSD处理器OSDP与UI、MDEC和ROM相接。根据由UI所要求的OSD内容，OSDP从ROM选择相应的宏块数据，把其作为片断排列，并把这些片断数据加载到MDEC中。在该图像中的所需OSD数据的位置被从OSD片断的报头信息中取得。
如图6中所示，OSDP可以包括一个状态控制器SC、一个片断起始代码产生器SSC、一个宏块获取器MBF和一个宏块分割器MBS，这些部件共同工作以产生由用户接口UI所要求的OSD宏块片断。在OSDP中的所有宏块都在SC的控制之下，其自身与UI相互作用，并且从MDEC获得包括片断信息的状态信息。当OSD宏块片断的产生开始时，MBF从SSC取得片断起始代码，并把它发送到MBS。在片断起始代码之后，MBF根据OSD状态从OSD ROM中取得不同的宏块。这些宏块由MBS排列以产生最终的输出次序，例如当使用图7中所示的一组示例的预编码音量条宏块数据时，图8中示出的分割宏块图案的7个音量条示例中的一个。该OSD片断输出数据被馈送到MDEC。最好，编码的OSD数据与水平相邻的OSD宏块一同形成仅有一个片断起始代码的一个片断。另一个优点是，该编码的OSD宏块数据可以根据差分直流系数利用较少数位的直流系数。
该OSD片断根据与原始图画内容的随后宏块相关的新片断起始代码而完成。
当该OSD片断内容在随后的图像中保持不变并且有效时，由于它们已经可以从以前解码的图像帧中获得，因此随后图像可以忽略该OSD片断宏块。相关的运动矢量为零，并且OSD宏块图画内容由已经用相应的初始帧编码的OSD宏块数据所替换。
也可以把来自OSDP的OSD数据直接按照对于图像中的OSD片断的位置的编码次序在所需地址值处写入解码缓冲器DECB，从而避免解码位于OSD片断的位置处的原始图像数据。
但是，在MIS输入信号中的运动图画内容的情况下，这种OSD数据插入不可能在OSD片断的位置附近。
对于特殊的OSD内容，例如长度与当前的音量设置相关的简单条形，其可以容易地作为图画内容产生，可以不把它以MPEG解码格式存储在ROM中，而是把它分别在OSDP中产生并把其直接写入FRAB中。
本发明的另一个优点是OSD显示的解码图像质量可以根据所需的应用在大范围内变化。例如，简单的信息或符号可以用较低的质量来解码(例如，使用粗略的反量化)从而得到更快的显示，而OSD图像可以用高质量来编码(例如，使用精细的反量化)。
对于特定的应用，可以利用MPEG解码器产生高速的解码OSD数据，或者从其它地方(例如，分离的数据载体)或从因特网下载OSD数据，从而该OSD数据存储器ROM可以是一个RAM(动态随机存取存储器)。
本发明可以与ISO/IEC标准11172(MPEG1)、13818(MPEG2)、以及14496(MPEG4)和其它视频信号编码标准结合使用。例如可以与编码的视频字幕(一种相应的音频“字幕”或者编码形式的铃声)一同存储。该音频代码被解码并且与正常的音频信号相混合，或者当显示字幕或发出铃声时短时间地取代正常的音频信号。该音频代码例如可以是MPEG1层1至层3、MPEG2、MPEG2-AAC、MPEG4、AC-3、PAC/MPAC/EPAC、DTS代码。

Claims (11)

1.一种提供用于OSD显示的OSD数据的方法，所述方法使用OSD处理，其中，要被显示的不同OSD字符或文本或图形或图像的内容以MPEGI-型宏块编码形式存储在OSD数据存储器(ROM)中，并用于显示相应合成和解码(MDEC)的目的，其特征在于：
要被显示的MPEG解码的图像与选择的(UI)一个插入的不同OSD字符或文本或图形或图像一起被存储在图像存储器中(FRAB)；
多个水平相邻的集合的编码OSD宏块之一形成只包括一个片起始代码并被解码(MDEC)的片断(F、H、I)，并以对应的地址值被存储在所述图像存储器中(FRAB)；
读取组合的图像存储器内容作为完整的被显示的图像。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据差分直流系数，编码的OSD宏块数据使用消耗较少数位的直流系数。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，省略在随后的图像或具有仍然有效的OSD内容的图像被解码的OSD宏块并且相关的运动矢量为零，而且OSD宏块图像内容由已经用相应的初始帧编码的OSD宏块数据所替换。
4.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，该要被编码的OSD宏块根据来自用户接口(UI)的请求合成。
5.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，对于特殊的OSD内容，例如简单条形，所需的OSD数据不存储在所述OSD数据存储器中，而是把它分别产生(OSDP)，并把其直接写入所述图像存储器(FRAB)中。
6.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，附加编码音频数据被存储在所述OSD数据存储器(ROM)中，并且被选择并与所述OSD数据相结合而解码。
7.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，用于所述OSD数据存储器的OSD数据从分离的数据载体或互联网装载。
8.一种提供用于OSD显示的OSD数据的装置，所述装置执行OSD处理，其中，要被显示的不同OSD字符或文本或图形或图像的内容以MPEGI-型宏块编码形式存储在OSD数据存储器(ROM)中，并用于显示相应合成和解码(MDEC)的目的，装置包括：
OSD处理装置，把从OSD数据存储器选择的一个水平相邻的OSD宏块进行合成，并形成只包括一个片起始代码的片断(F、H、I)；
解码装置(MDEC)，用于将要被显示的MPEG解码的图像与选择的(UI)一个插入的不同OSD字符或文本或图形或图像一起解码，并解码所述的OSD宏块的片断；
图像存储器(FRAB)，用于存储所述MPEG解码的图像，并以对应的地址值存储所述解码的OSD宏块的片断；
其中，读取组合的图像存储器内容作为完整被显示的图像。
9.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，编码的OSD宏块数据根据差分直流系数使用消耗较少数位的直流系数。
10.根据权利要求8或9所述的装置，其特征在于，省略在随后的图像或具有仍然有效的OSD内容的图像被解码的OSD宏块并且相关的运动矢量为零，而且OSD宏块图像内容由已经用相应的初始帧编码的OSD宏块数据所替换。
11.根据权利要求8或9所述的装置，其特征在于，对于特殊的OSD内容，例如简单条形，所需的OSD数据不存储在所述OSD数据存储器中，而是把它分别产生(OSDP)，并把其直接写入所述图像存储器(FRAB)中。
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