CN1171446C - 使hdtv信号格式变化与实时画面控制同步的方法 - Google Patents

使hdtv信号格式变化与实时画面控制同步的方法 Download PDF

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Abstract

一种数字电视信号解码器，包括用于使数字电视信号的格式变化与实时画面控制格式的相应变化相同步的设备。该设备包括一个视频解码器，它接收数字电视信号、判定数字电视信号的格式、以及判断该格式是否代表一个格式变化。当解码器识别出一个格式变化时，它产生一个表示该格式变化的输出信号并给该格式变化指定一个唯一的标识符。该输出信号被传送给实时画面控制处理器和用户接口处理器。用户接口处理器与视频解码器和实时画面控制处理器相连，用于接收该输出信号并产生对于实时画面控制处理器的命令。由这些命令中的一个命令，该用户接口向实时画面控制处理器传送从解码器接收到的唯一标识符。当识别出发生了格式变化时，实时画面控制处理器将被解码器中止。实时画面控制处理器监视着从解码器接收到的标识符和从用户接口接收到的标识符，并仅当两个标识符相同时才启动实时画面控制消息的显示。

Description

使HDTV信号格式变化与实时画面控制同步的方法
技术领域
本发明涉及一种把数字电视信号转换成输出视频信号的解码器，更具体地说，是涉及一种使数字电视信号的格式变化与实时画面控制之相应的格式变化同步的方法与设备。
背景技术
在美国，已采纳了一个标准用于地基广播数字编码的高清晰度电视(HDTV)信号。作为使用该标准的指南，高级电视系统委员会(ATSC)提供了一个标题为“Guide to the Use of the ATSC DigitalTelevision Standard(ATSC数字电视标准使用指南)”的文件Doc.A/54(1995)，该文件在此引用作为参考。该标准的一部分基本上相同于国际标准化组织(ISO)的活动图形专家组(MPEG)所建议的MPEG-2标准。MPEG-2标准在标题为“Information Technology-GenericCoding of Moving Pictures and Associated Audio，RecommendationH.626(信息技术—活动图形和相关声频信号的通用编码，推荐H.626)”的国际标准(IS)出版物ISO/IEC 13818-2，IS，11/94中有所说明，该出版物可从ISO得到，其关于MPEG-2数字视频编码标准的教导在此引用作为参考。MPEG-2也用于数字有线传输和数字卫星传输。
该标准定义了一个包含了数据和控制信息的混合信息的复合句法。这其中一些控制信息用来使得该标准得以覆盖具有几种不同格式(分辨率)的信号。这些格式定义了一些每行具有不同的象元(pixels)数、每帧或每场具有不同的行数、及每秒具有不同的帧数或场数的图像。典型地，这些格式的区别在于图像中水平行数目、以及每一个图像帧是由每场含有该帧的一些交替的行的两个场构成(隔行的)还是由单个包含了该帧的所有行的图像场构成(逐行的)。例如，ATSC标准所定义的电视信号格式，按分辨率从高到低排列，用1080I、720P、480P和480I这些标记表示。在这些标记中，数字代表图像中的水平行数目，字母规定了得到的图像是隔行的(I)还是逐行的(P)。
由于这些格式规定了每个图像场或帧中有不同的行数，它们必将改变显示装置的工作方式。某些被统称为多同步监视器的显示装置能够显示不止一种的格式。多同步监视器的两种类型是本地模式监视器和混合模式监视器。本地模式监视器能支持所有的ATSC格式，混合模式监视器能支持除了1080I之外的所有格式。广播装置可以改变它发送的数字数据的格式，例如从480I改变为720P。如果观看人把一个例如由Panasonic(松下公司)制造的TU-DST51型数字电视解码器机顶盒与一个多同步监视器结合使用，则该观看人也可以独立地改变所接收信号格式的显示格式。于是，一个接收到了720P格式节目的观看人可以选择以480P视频序列来显示该节目。
这样，一个数字电视解码器，例如上述的机顶盒，可以对ATSC或MPEG位流(bit-stream)中的数据和控制信息之混合信息进行解码，并以该位流所规定的格式或者以观看人要求的格式提供视频信号以显示视频图像。一种解码器的实时画面控制(on-screen display，缩写为OSD)处理器可被用来提供一个与视频图像结合在一起的OSD。例如，该OSD可以用来显示控制菜单和频道指南。由于数字信号的格式(480I、480P、720I等)可以按需要改变并表示为数据和控制信息的一部分，所以实时画面控制的格式也需在任何给定时刻随之改变，以与该显示装置的当前格式相适应。由于显示格式可以有许多种改变方式，所以可能出现OSD被编程而以某一种格式提供显示而显示装置已被转换成另一种格式的情况。在这种情况下，实时画面控制将可能失真或模糊不清。
为了不使用户观看到格式不正确的OSD，希望能在显示格式转变期间中止实时画面控制，并在该实时画面控制与数字电视信号的当前格式相同步之后，重新启动实时画面控制。
发明内容
本发明以一种使数字电视信号与实时画面控制相同步的方法与设备而被实施。该设备包含一个视频解码器，该视频解码器接收数字电视信号、确定要采用的显示格式、并根据该格式来产生输出信号；该设备还包含一个用户接口，该用户接口与该视频解码器和实时画面控制处理器相连接，以接收输出信号和产生作为实时画面控制的被显示数据。实时画面控制处理器被连接于视频解码器和用户接口，以接收输出信号和该OSD数据。当输出信号的格式与OSD数据相匹配时，数字电视信号的格式与实时画面控制就达到了同步，于是实时画面控制被启动。
根据本发明一个方面，提供一种在数字电视接收机内使实时画面控制处理器同步于视频解码处理器和用户接口处理器的方法，该方法包括以下步骤：(a)在视频解码处理器中确定数字电视信号的当前格式；(b)比较当前格式与前一格式；(c)根据步骤(b)中的比较结果中止实时画面控制处理器；(d)根据步骤(b)中的比较结果，通过分别向用户接口处理器和实时画面控制处理器发送信号，向用户接口处理器和实时画面控制处理器提供一个用于指示发生了格式变化的通知；(e)根据步骤(b)中的比较结果给当前格式指定一个标识符；(f)把该标识符提供给用户接口处理器和实时画面控制处理器；(g)把发送给用户接口处理器的标识符作为另一标识符提供给实时画面控制处理器；(h)比较该标识符与该另一标识符；以及(i)根据步骤(h)中的比较结果，有选择地启动实时画面控制处理器。
根据本发明的另一个方面，提供一种一种与数字电视接收机结合使用的设备，它包括：一个视频解码处理器，用于接收数字电视信号、判定数字电视信号的格式变化、和提供包含了一个指明该格式变化的唯一标识符的输出信号；一个与视频解码器和实时画面控制处理器相连接的用户接口处理器，用于接收输出信号和把输出信号传送给实时画面控制处理器；实时画面控制处理器用于从视频解码处理器和用户接口处理器接收该输出信号；其中，实时画面控制处理器比较从视频解码处理器和用户接口处理器接收的输出信号唯一标识符，并根据比较结果启动屏上消息的显示。
根据本发明的另一方面，该格式是数字电视信号的一部分。
根据本发明的又一方面，该格式由用户确定。
使实时画面控制与数字电视信号相同步的方法包括：确定数字电视信号的当前显示格式；把当前格式与前一格式相比较；以及根据比较结果有选择地显示图像。
根据本发明的一个方面，该方法给该格式指定一个标识符；把该标识符提供给用户接口和实时画面控制器；以及根据提供给用户接口的标识符，由用户接口向实时画面控制器提供另一标识符。
根据本发明的另一方面，如果该标识符与该另一标识符相匹配，则启动实时画面控制。
根据本发明的又一方面，如果该标识符与最新接收到的该另一标识符不匹配，则中止实时画面控制。
附图说明
以下结合附图进一步说明本发明的特征和优点。
图1是根据本发明的一个视频解码器的高级方框图；
图2是有助于说明根据本发明一个示例性实施例的视频解码器所执行的处理的流程图；
图3是有助于说明根据本发明一个示例性实施例的用户接口所执行的处理的流程图；及
图4是有助于说明根据本发明一个示例性实施例的实时画面控制处理器所执行的处理的流程图。
具体实施方式
以下参照MPEG-2视频信号编码标准来说明本发明。然而，本发明所述内容并不局限于采用MPEG-2视频信号的应用，而是也可以应用于其他具有多种显示格式的视频显示系统，其显示格式可以被用于提供实时画面控制(OSD)的接收机中。
MPEG-2主轮廓标准(Main Profile standard)把视频信号的编码规定为5个级别的图像序列：序列级、图像组级、图像级、单片级、和宏块级。其中每个级别都可以看作是数据流中的一个记录，列在后面的级别是蕴含在前面级别中的子级。每个级别的记录都包含一个前端部，其中含有用于解码其子记录的数据。
序列级、图像组级和图像级的前端部中都含有一个用户数据域。例如，用来产生OSD的数据可以被包含在序列级、图像组级、和图像级中至少一个级的前端部的用户数据域中。此外，例如，用来显示控制菜单的OSD数据可以由电视接收机的用户接口提供。
图1是包含了本发明一个实施例的一个示例性电视接收机100的部分之高级方框图。接收机100包含一个视频解码器102、一个用户接口处理器104、和一个实时画面控制(OSD)处理器106。
视频解码器102接收、存储、及部分地解码数字电视信号(未示出)。视频解码器102判断当前数字电视信号的格式与前一个数字电视信号相比是否已有变化。例如，这一信息可以从已解码位流的序列前端部得到。例如，当一个新序列前端部被接收到并表示为一个不同于前一个序列前端部所示的视频格式时，就表示可能发生了格式变化。如果该视频显示格式已改变，用户接口处理器104和OSD处理器106就会分别收到信号108和110，表示已发生格式变化。视频解码器102给新格式指定一个唯一标识符(ID)，并把含有该ID的信号112和114分别发送给用户接口处理器104和OSD处理器106。
可以设想，在完成下述处理之前，数字电视信号的格式可能会发生几次变化。例如，当转换节目源时，一个广播装置可能会从一个480I源转换到一个720P源，然后再转换到一个480P源。在这种情形下，改变显示格式的处理被重新启动，而不论当前的格式改变处理之状态如何。这样，该OSD处理器106和用户接口处理器104将总是具有关于格式变化的最新信息。
当用户接口104从解码器102接收到表明格式变化的信号108时，由该用户接口产生一个命令信号116，并把该命令信号和由用户接口处理器104自解码器102接收到的ID信号118一同发送给该OSD。这个命令信号将使OSD处理器进入初始化模式。OSD在接收到命令信号116和ID信号118时，将中止进一步显示，并开始根据对应于ID信号118的显示格式进行重新配置。
关于OSD的初始化，例如，可以设想，OSD处理器106在这个时期内可能使实时画面控制为空白、静止于当前显示、或者向观看人显示一个预选的图像。该预选图像可以是一个屏幕保护型的显示，或者是一个通知观看人正在改变显示格式的消息。
经过一段预定时间之后，用户接口104通过发送一个适当的命令信号116重新启动该OSD 106。该OSD 106在响应于这个命令信号时将比较ID信号114与118，以确定两个ID信号是否匹配。如果这两个ID信号匹配，则OSD处理器106启动实时画面控制。如果ID信号114与118不匹配，这就表示又发生了另一次格式变化，则该OSD 106将不对启动命令信号116作出反应，而等待来自用户接口104的进一步指令。
另一个方法是，当一个拥有多同步监视器的观看人要求一个不同于数字视频信号之原有格式的显示格式时，显示格式的改变可以由用户接口发起。在该情形下，用户接口104向视频解码器102发送一个格式变化通知，以使该视频解码器把解码的视频信号转换成与观看人所选格式相适应的格式。除了是从用户接口处理器104而不是从输入视频信号接收到格式变化通知之外，其余的处理可以用与前述相同的方法进行。然而，可以设想，用户接口处理器104可以产生用于格式变化的唯一ID，并通过路径112把该ID提供给解码器102。而且，解码器102可以把这个ID作为信号114传送给OSD处理器106。在该另一个实施例中，该OSD处理器106以同样的方式工作，并仅当来自解码器102和用户接口104的两个ID信号118和114相匹配时才改变该OSD的格式。另一个实施例是，用户接口处理器可以产生一个“无所谓(don′t care)”ID，并只把它发送给OSD处理器。在该实施例中，OSD处理器106将把该“无所谓”ID识别为能匹配于任何其他ID的ID。
可以设想，视频解码器102和OSD处理器106各自都可以用硬件、软件、或硬软件的结合来实现。
此外，虽然这里示出的解码器102、用户接口处理器104、和OSD处理器是一些分开的处理器，但不难设想，作为分开的处理，它们可以结合并被实现在一个、两个或更多个处理器上。
现在参考图2至图4说明本发明的示例性实施例。图2是有助于说明根据本发明该示例性实施例的一个视频解码器102的工作的流程图。图3是有助于说明根据本发明该示例性实施例的一个用户接口处理器104的工作的流程图。图4是有助于说明根据本发明该示例性实施例的一个OSD处理器106的工作的流程图。
参见图2，视频解码器102的处理于步骤200开始。在步骤202，通过检验数字信号的格式来判断是否发生了格式变化。此格式变化可以在视频解码器中被确定，例如，通过把新接收到的序列前端部中所规定的格式与前面接收到的序列前端部中所规定的格式进行比较，以确定格式变化，或者通过接收到一个来自用户接口104的格式改变请求，以确定格式变化。如果发生了格式变化，则处理进入步骤206，否则进入步骤204。在步骤204，由于没有发生格式变化，所以继续正常工作，经节点A转回步骤202，例如当接收到一个新序列前端部或从用户接口104接收到一个新格式变化通知时。在步骤206，由于发生了格式变化，视频解码器102向该OSD 106发送一个格式变化消息，该消息表示格式中之变化。在步骤208，解码器102给该格式指定一个唯一ID。在步骤210，解码器102向接口104发送格式变化通知108并经路径112和114向用户接口104和OSD处理器106发送该ID信号。在步骤212之后，通过节点A重新进入处理过程。
解码器102给每个格式变化指定一个唯一ID，以保证用户接口处理器104和解码器102两者能在由OSD处理器106实际实现该改变之前，达到一系列格式变化中的最终格式变化。格式变化系列例如可以包括多于一次的同一格式。例如，一个系列可以是从480I转换到720P，再返回到480I，然后到480P。如果不是用一个唯一的标识符来标识每个格式变化，则该OSD处理器可能错误地把第一个格式(480I)匹配于第三个格式(480I)，导致对480P的信号而产生480I的实时画面控制的情况。在本发明的该示例性实施例中，例如，可以通过发送一个由一个例如32位的计数器提供的计数值，来产生这种唯一的标识符。当计数值达到232-1时，下一个ID将是零。或者，该唯一的标识符也可以用一个伪随机数发生器(未示出)产生。
参见图3，用户接口104的格式改变处理从步骤300开始。在步骤302，进行检验，以判断是否已从解码器102接收到了一个格式变化信号108。该格式变化信号108将使处理进入步骤306，若没有该信号则进入步骤304。在步骤304，继续正常操作，重新进入步骤302，直到接收到一个格式变化信号108。在步骤306，用户接口首先向该OSD处理器发送一个命令，以停止产生实时画面控制消息。接着，在步骤308，用户接口处理器104发送一个命令以初始化OSD 106。在步骤310，从解码器102接收ID信号112，然后用户接口104于步骤312把ID信号118传送给OSD处理器106。在步骤314，用户接口104向OSD处理器106发送一个命令以启动OSD 106，使得当OSD处理器106中的两个ID相匹配时它能再次产生实时画面控制消息。
参见图4，OSD处理器106所执行的格式改变处理从步骤400开始。在步骤402，OSD处理器106判断是否已从解码器102接收到了格式变化信号110。如果接收到了格式变化信号110，则进入步骤404。在步骤404，从解码器102接收ID信号114，并在步骤406中存储该ID，以供后面的处理步骤使用。在存储了ID 114之后，处理将从步骤404通过节点B重新进入步骤402，并继续进行。如果在步骤402中没有接收到格式变化通知，则处理将控制转移到步骤408，通过读该命令信号116来判断用户接口处理器104是否向OSD处理器106发送了一个中止命令。如果在步骤408中，该命令信号表明OSD中止，则进入步骤410。在步骤410，OSD处理器106停止产生实时画面控制消息，并使处理通过节点B重新进入步骤402。如果在步骤408中，中止命令没有被接收到，接着，在步骤412，该OSD处理器106通过读命令信号116来确定是否接收到了一初始化命令。如果接收到了初始化命令，则进入步骤414。在步骤414，OSD处理器106使自己重新初始化，并使处理重新进入步骤402。如果步骤412中的命令不是一个初始化命令，接着，在步骤416，该OSD处理器106读命令信号116以判断是否接收到了一个启动命令。OSD处理器在响应于启动命令时将进入步骤417，以从用户接口处理器104获取ID，然后进入步骤418。在步骤418，OSD处理器将比较来自用户接口处理器104的ID信号118与步骤406中所存储的ID信号114，如果这两个信号相匹配，则进入步骤422，OSD被启动，并根据新的显示格式来显示OSD消息。在步骤416中，如果启动命令没有被接收到，或者在完成了步骤422的处理之后，处理都将通过节点B重新进入步骤402。此外，如果在步骤418中判定ID信号114与118不匹配，则处理将在步骤402继续进行，而不会使OSD处理器106能产生实时画面控制信息。
利用上述方法，如果相继地接收到几个格式变化信息，视频解码器102、用户接口104和OSD 106仍能保持互相同步，从而防止了用户观看到格式不正确的实时画面控制。
虽然这里示出并说明了本发明的一些示例性实施例，但应理解，这些实施例仅仅是作为例子给出的。熟悉本技术领域的人们可以在不偏离本发明的情况下作出许多变化、改变和替代。所以，希望所附的权利要求书将涵括所有这些落在权利要求书范畴之内的变化。

Claims (14)

1、一种使实时画面控制处理器与数字电视信号的格式相同步的方法，该方法包括以下步骤：
接收数字电视信号的一个新格式；
中止该实时画面控制处理器；
给该格式指定一个标识符；
把该标识符提供给一个用户接口处理器和实时画面控制处理器；
根据传送给用户接口处理器的标识符，从用户接口处理器向实时画面控制处理器提供另一标识符；
比较该标识符与该另一标识符；以及
根据比较结果启动实时画面控制处理器。
2、根据权利要求1的方法，其中，如果该标识符与该另一标识符相同，则实时画面控制处理器被启动。
3、根据权利要求1的方法，它还包括下述步骤：当实时画面控制处理器被中止时，显示出一个空白图像。
4、根据权利要求1的方法，它还包括下述步骤：当实时画面控制处理器被中止时，显示出一个消息。
5、根据权利要求1的方法，它还包括下述步骤：当实时画面控制处理器被中止时，显示出一个预定图像。
6、根据权利要求1的方法，其中，接收数字电视信号的一个新格式的步骤包括：接收含有一个序列前端部的该电视信号的步骤，以及从该序列前端部确定该新格式的步骤。
7、根据权利要求1的方法，其中接收数字电视信号的一个新格式的步骤包含从用户接口处理器接收该新格式的步骤。
8、一种在数字电视接收机内使实时画面控制处理器同步于视频解码处理器和用户接口处理器的方法，该方法包括以下步骤：
(a)在视频解码处理器中确定数字电视信号的当前格式；
(b)比较当前格式与前一格式；
(c)根据步骤(b)中的比较结果中止实时画面控制处理器；
(d)根据步骤(b)中的比较结果，通过分别向用户接口处理器和实时画面控制处理器发送信号，向用户接口处理器和实时画面控制处理器提供一个用于指示发生了格式变化的通知；
(e)根据步骤(b)中的比较结果给当前格式指定一个标识符；
(f)把该标识符提供给用户接口处理器和实时画面控制处理器；
(g)把发送给用户接口处理器的标识符作为另一标识符提供给实时画面控制处理器；
(h)比较该标识符与该另一标识符；以及
(i)根据步骤(h)中的比较结果，有选择地启动实时画面控制处理器。
9、根据权利要求8的方法，其中，如果该标识符与该另一标识符不相同，则实时画面控制处理器保持不启动状态。
10、根据权利要求8的方法，其中如果该标识符与该另一标识符相同，则实时画面控制处理器被启动。
11、一种与数字电视接收机结合使用的设备，它包括：
一个视频解码处理器，用于接收数字电视信号、判定数字电视信号的格式变化、和提供包含了一个指明该格式变化的唯一标识符的输出信号；
一个与视频解码器和实时画面控制处理器相连接的用户接口处理器，用于接收输出信号和把输出信号传送给实时画面控制处理器；
实时画面控制处理器用于从视频解码处理器和用户接口处理器接收该输出信号；
其中，实时画面控制处理器比较从视频解码处理器和用户接口处理器接收的输出信号唯一标识符，并根据比较结果启动屏上消息的显示。
12、根据权利要求11的设备，其中，当该输出信号与该另一输出信号相同时，实时画面控制处理器启动屏上消息的显示。
13、根据权利要求11的设备，其中的用户接口处理器还包括用于允许用户规定数字电视信号之格式的装置，以及用于把该规定的格式作为格式变化提供给视频解码处理器的装置。
14、一种用于使数字电视信号与实时画面控制相同步的设备，该设备包括：
一个视频解码处理器，经连接以接收数字电视信号，以判断数字电视信号的格式是否代表一个格式变化，以及根据格式变化产生一个输出信号；
一个与视频解码处理器和实时画面控制器相连接的用户接口处理器，用于从视频解码处理器接收该输出信号并把该输出信号传送到一个实时画面控制处理器；
该实时画面控制处理器从解码处理器和用户接口处理器接收输出信号，其中实时画面控制处理器比较从视频解码处理器和用户接口处理器接收的输出信号，并根据比较结果启动实时画面控制。
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