CN1195376C - 观众选择型字幕播放的字幕信号播放方法 - Google Patents

Abstract

一种能够有效地进行韩国语字幕显示的观众选择型字幕播放的字幕信号播放方法，其中，所述字幕信号包括：由6～7个正弦波信号所组成的位时钟同步信号，所述正弦波信号至少保持50±5IRE～90±5IRE电平、且具有将所述电视信号的色度副载波四分频而得到的频率；由一周期的正弦波组成的字开始信号，所述正弦波的频率是将所述位时钟同步信号按定值分频而得到的；由16～18位组成的经过数字调制的数据信号。

Description

观众选择型字幕播放的 字幕信号播放方法

技术领域

本发明涉及一种字幕播放的字幕信号播放方法，特别涉及一种在电视信号上搭载字符及控制码而传送时、由接收装置将其接收并按观众的选择显示字幕的观众选择型字幕播放中的字幕信号播放方法。

背景技术

现有的电视播放过程中的字幕播放方法分为：在电视信号的有效区间叠加字幕信号，按播放者的选择而观众不能进行选择地显示突发新闻和通知的开式字幕(open caption)方式；在电视信号的非有效区间即垂直消隐区间搭载着字幕信号播放时，能按观众的选择以字幕形式观看电视画面和台词内容的观众选择型字幕(closed caption)方式。

观众选择型字幕播放方式是为不使用手语就无法了解画面中的台词内容的听觉障碍者设计的，在美国已于1978年开始这种播放方式，而且它对外语学习也极有帮助。

1994年3月公开的美国专利第5,294,982号，给出了一种适用于罗马字和音节文字的观众选择型字幕播放方式。其中，特别对韩国语的字幕方式，作了非常详细的说明。所述美国专利中的发明，为了以观众选择型字幕方式播放韩国语，将一个韩国语文字分解成初音、中音、尾音等各音素，并按对应各音素的ASCII码进行播放，接收装置对该ASCII码进行解码，再将其变换成初音、中音、尾音等音素以显示一个韩国语文字。

这种现有的韩国语文字的观众选择型字幕方式，为显示一个韩国语文字，需要至少使用两至三个字节，所以传送速度和显示速度慢，而且在解码过程中必须组合三至四个字节以寻找一个文字的位置，因此解码处理复杂。解码处理过程的复杂性将导致解码器成本的上升，这同只对电视台所必需的编码器相比，数百万计的观众则需要负担高成本的解码器。

而且，不可能同时显示汉字、韩国语文字、日语，或是同时显示英语、俄语、希腊语，以及显示特殊符号。

并且，在显示附加信息的过程中要显示台词信息，然后再显示附加信息的时候，需要使用控制码，所以台词信息和附加信息之间缺乏独立性，为与台词信息的显示模式相区别，控制体系在整体传送效率上更为复杂，而且接收装置如果在动作开始时刻未接收到显示模式控制码，则在接收到下一个控制码之前将不能显示台词信息。

而且，上述的美国专利所公开的发明，是基于美国的电视播放环境、即基于多为平原地带的地理环境而开发的，在用于山地占70％以上的韩国的地理环境时，由于接收装置的接收状态不好，所以还存在字幕显示质量恶化的缺点。

发明内容

本发明就是为解决现有技术中的问题而提出的，其目的在于提供一种能够有效地进行韩国语字幕播放的观众选择型字幕播放的字幕信号播放方法。

为了能实现上述目的，本发明提供一种观众选择型字幕信号播放方法，在电视信号每一场的一条扫描线上搭载字幕信号而传送，其特征在于，所述观众选择型字幕信号播放方法包括以下步骤：观众选择型字幕信号播放方法运行于电视播放装置中，该电视播放装置包含由字符信息输入部(71)、控制信息输入部(72)、字符码产生部(73)、控制码产生部(74)和数据组调制部(75)等构成的字幕编码部(70)；通过所述字符信息输入部(71)输入与电视画面相关的台词信息或突发新闻和通知等附加信息；通过所述控制信息输入部(72)输入用于字幕控制的控制信息；输入的字符信息以二字节码的形式输出；所述控制所述信息输入部(72)输入的控制信息以二进制码输出；所述字符码产生部(73)将输入的二字节字符码中的各字节的MSB(最高有效位)作为台词字幕/附加信息标志使用，在各字节上追加上奇偶校验位，以形成字符码的数据组；所述控制码产生部(74)将输入的二进制数分为高位字节和低位字节，所产生的各字节均附加奇偶校验位，以生成控制码的数据组；所述数据组调制部(75)用数字调制方式，对在所述字符码产生部(73)或所述控制码产生部(74)产生的数据组进行调制；以及，在视频的预定的特定扫描线上叠加字幕信号。所述所述字幕信号包括：由6～7个周期的正弦波信号所组成的位时钟同步信号，所述正弦波信号至少保持50±5IRE～90±5IRE电平、且具有将所述电视信号的色度副载波四分频而得到的频率；由一周期的正弦波组成的字开始信号，所述正弦波的频率是将所述位时钟同步信号按定值分频而得到的；由至少16～18位组成的经过数字调制的数据信号。

附图说明：

图1是本发明涉及的实现观众选择型字幕播放的电视播放系统的结构框图；

图2是本发明涉及的接收观众选择型字幕播放的电视接收装置的结构框图；

图3是本发明涉及的字幕信号的构成示意图；

图4A、4B是本发明涉及的18位字幕数据的数据组的构成示意图；

图5A、5B是本发明涉及的16位字幕数据的数据组的构成示意图；

图6A、6B是本发明涉及的17位字幕数据的数据组的构成示意图；

具体实施方式

下面参照附图详细说明本发明的最佳实施例。

图1表示一种具有观众选择型字幕播放功能的电视播放装置的结构。如图所示，通过话筒10输入的音频信号，由音频信号处理部30混频并放大后，传送到电视信号调制部50。通过摄像机20输入的视频信号，由视频信号处理部40放大并编辑后，亦送入电视信号调制部50。电视信号调制部50对输入的音频信号进行调频调制，对视频信号进行残留边带方式的调幅调制，并将调幅信号和调频信号进行频分复用传输和频率变换后，作为高频信号送至高频输出部60，再由高频输出部60将高频信号放大，并通过天线将电视信号发射到空中。

在字幕编码部70中，通过字符信息输入部71输入与电视画面相关的台词信息或突发新闻和通知等附加信息。通过控制信息输入部72输入用于字幕控制的多种控制信息。字符信息输入部71包括输入韩国语文字、英文、汉字、日文等文字和特殊字符的键盘，输入的字符信息以二字节韩国语文字完成型码KSC5601的形式输出。控制信息输入部72包括模式选择键、功能选择键等，输入的控制信息以七位二进制码输出。

字符码产生部73将输入的二字节字符码中的各字节的MSB(最高有效位)作为台词字幕/附加信息标志使用，当是附加信息时将MSB置为‘0’，在各字节上追加上奇偶校验位，以形成总共为18位的字符码的数据组。

控制码产生部74将输入的7位二进制数分为高4位和低3位，并在高4位上加相应的奇偶校验位、两位的控制码识别位、台词/附加标志以形成高位字节，并且在低3位上加相应的第一奇偶校验位、第二奇偶校验位、两位的控制码识别位、台词字幕/附加信息标志以形成低位字节。所产生的各字节均附加奇偶校验位，以生成总共为18位的控制码的数据组。与所述数据组相关的具体内容，将在后面描述。

数据组调制部75用数字调制方式，对在字符码产生部73或控制码产生部74产生的数据组进行调制。

同步计数器76接收由视频信号处理部40提供的同步信号，并用垂直同步信号进行复位，对水平同步信号进行计数，以选择奇数场的第262条扫描线，在偶数场时选择第525条扫描线进行计数。窗口信号产生部77输入同步计数器76的计数值，并产生窗口信号。该窗口信号是驱动切换单元78进行切换动作的驱动信号，通过切换动作可以在由视频信号处理部40输出的视频信号的预定的特定线、例如第262和525扫描线上叠加字幕信号。

图2表示一种用于观众选择型字幕播放接收的电视接收机的结构。

调谐器110对从天线接收到的高频信号中的所选频道的电视信号进行解调，并输出音频信号和视频信号。音频信号送入音频信号处理部120，经均衡和放大后通过扬声器130作为音频信号输出。视频信号送入视频信号处理部140，在进行亮度和颜色处理后作为RGB信号输出。RGB信号通过混频器150进入显示驱动部160，显示驱动部160响应所输入的RGB信号，驱动CRT170在屏幕上显示出电视图像。

在字幕解码部200，通过A/D转换器210将视频信号转换为数字信号后传送到字幕处理部230。同步分离器220从视频信号中分离出同步信号，并将垂直和水平同步信号输入至字幕处理部。

在字幕处理部230，产生与视频信号处理部140的色同步脉冲同步的时钟信号，并从数字信号中提取字幕数据组。将提取的数据组解码，并根据被解码的控制码控制字幕处理，根据被解码的字符码从字体ROM240中读出字符数据储存到显示RAM250中。储存于显示RAM中的字符数据转换为RGB信号传送给混频器150。在字幕处理部230与组的系统控制部180之间进行控制数据交换。在系统控制部180将通过指令输入部190输入的字幕相关指令传送给字幕处理部，并根据从字幕处理部230传来的控制数据对系统进行控制。

下面说明用于所述字幕播放接收系统的字幕信息的具体构成方式。

在韩国，用于播放信号的是525扫描线、60场/秒的M-NTSC制式电视信号，并规定垂直回扫线消隐期间为第10至第20扫描线。

信息通信部还没规定关于垂直回扫线消隐期间的信号使用的标准，可以参考ITU-R推荐Rec473-2和美国的FCC Report and Order 83-120。

为了传送字幕数据，字幕信号可以使用垂直回扫线消隐期间的第10至第20扫描线、或第21扫描线的奇数场或偶数场、第262扫描线中的某一个。为增加数据传送量，或是为了其它的目的，也可以使用一条以上的扫描线。但是，字幕播放中的全场数据传送是无意义的，因此不用考虑。

字幕数据的传送比特率必须为447443.125bps+125bps，长时间变化率的最大值应在±196以内(0.0125bps)，字幕数据信号仅用于彩色电视信号的传送，传送比特率设定为色度副载波频率fsc(3579545±10Hz)的1/8，并且应该与色同步脉冲频率同步。所述色度副载波最好是扫描线与扫描线之间的相位连续。当由于画面编辑等原因而使色度副载波的相位不连续时，最低限度也应使该扫描线与色同步脉冲的相位同步。

数据调制方式使用二进制移相键控(Binary Phase Shift Keying，下面称为BPSK)，或非归零(Non-Return-to-Zero；下面简称NZR)，或反相键控(Phase Reversal Keying，下面称为PRK)。对应逻辑值为“1”的是用相位为0度具有fsc/8(447.443kHz)的频率的一个周期的正弦波表示，对应逻辑值“0”的是用相位为180度具有fsc/8(447.443kHz)的频率的一个周期的正弦波表示。相位抖动的最大范围是±10度。最佳信号波形根据电视频道的频谱特性而改变，因此在以后会规定的。然而，由于根据基本的频带限制频率，BPSK波形在产生逻辑值变化的部分可能会产生很强的畸变现象，所以将经过具有3.5MHz截止频率的二阶巴特沃思(Butterworth)滤波器相位修正后的波形用于播放。所使用的巴特沃思滤波器的脉冲响应式由下式(1)给出：

$\left|H\left(f\right)\right|=\frac{1}{\sqrt{1+{(f/f_c)}^4}}---\left(1\right)$

(其中，f_c＝3.5MHz)

韩国无线局检查项目中的I-7(电视播放局)项目4(图文电视播送)“b”项(数据线的叠加位置和字符信号的振幅)中，定义了检查方法及其根据。由于字幕信号的波形不是NRZ波形而是纯粹的正弦波，所以不一定要采用上述标准，但根据像韩国山地占70％以上的地域特性，为了扩大可接收地域，正弦波的电平应保持为50±5IRE～90±5IRE。虽然确定了正常数据信号的最大振幅，但由滤波器通带频率特性等因素而含有脉冲尖峰，因此脉冲的最大绝对值定为5IRE。

如图3所示，字幕信号的数据线由6周期的位时钟同步信号302、字起始信号304和18位数据串306构成的。

位时钟同步信号302是一个6周期的正弦波信号，可从字幕解码部中提取出该信号，并在判断18位数据的位周期时使用，其频率为fsc/4(894.886KHz)。当该扫描线的色度副载波的相位为0度时，从与水平同步信号的下降沿中间点(0H)距离9.5μsec(色同步信号34周期)处开始，而当该扫描线的色度副载波的相位为180度时，则从与水平同步信号的下降沿中间点(0H)距离9.64μsec(色同步信号34.5周期)处开始。由于该信号是与该扫描线的色同步信号是同步的，所以也可从色同步信号中提取位时钟同步信号。

字开始信号304是具有fsc/16(223.722kHz)的频率及180度相位的正弦波信号的一个周期，它的作用是表示18位数据组的开始。字开始信号的数据串是01、001、010、011中的某一个。

数据串306由18位构成，比特率为fsc/8(447.443kHz)，并由BPSK方式进行调制。

如图4A、4B所示，数据组由字单元的奇偶校验位p、台词字幕/附加信息标志(C/T)和码值三部分构成。D0～D8被称为低位字，D9～D17被称为高位字。D17是关于D0～D16的偶数奇偶校验位。该奇偶检验位首先检测传送中的误码。D7和D16为台词字幕/附加信息标志，当是台词字幕时为0，是附加信息时为1，而且D7和D16的值必须保持一致。该标志可用于保证字单元的优先顺序位。D0～D6和D9～D15均表示码值。在D5、D6、D14、D15的码值为“0”时则被解释为控制码，否则被解释为字符码。

如图5所示，所述数据信号也可由16位构成。在由16位构成时，由控制码组成被所述18位格式定义的字幕/文本信息位，因此是可缩减2位的格式。例如，字幕/文本控制码可设定为低字节的“7”和高字节的“A”。

并且，如图6所示是17位的时候，所述18位时虽然LSB、MSB各用奇偶校验位，但在此是将所述两个奇偶校验位组合成一个全体的奇偶校验位，因此是缩减一位的格式。

在用NRZ方式进行数据调制时，所述数据信号的频率为水平频率的32倍。

如上所述，本方面涉及的观众选择型字幕播放的字幕信号格式中，通过以BPSK方式对字幕信号格式进行数字调制、并利用将电视信号的色度副载波分频的正弦波，不但使接收装置保持良好的接收状态，而且在山地占70％的电视电波接收状态差的地区，减少了接收灵敏度及出错率，提高了字幕信号的质量。并且，由于对色度副载波进行分频而形成字幕信号，可容易地实现预先设定的色度副载波的相位同步及根据相位同步电路的信号稳定性，因此能降低接收装置的成本。

Claims (5)

1.一种观众选择型字幕信号播放方法，在电视信号每一场的一条扫描线上搭载字幕信号而传送，其特征在于，所述观众选择型字幕信号播放方法包括以下步骤：

观众选择型字幕信号播放方法运行于电视播放装置中；该电视播放装置包含由字符信息输入部(71)、控制信息输入部(72)、字符码产生部(73)、控制码产生部(74)和数据组调制部(75)构成的字幕编码部(70)；

通过所述字符信息输入部(71)输入与电视画面相关的台词信息或突发新闻和通知附加信息；

通过所述控制信息输入部(72)输入用于字幕控制的控制信息；

输入的字符信息以二字节码的形式输出；

所述控制所述信息输入部(72)输入的控制信息以二进制码输出；

所述字符码产生部(73)将输入的二字节字符码中的各字节的最高有效位作为台词字幕/附加信息标志使用，在各字节上追加上奇偶校验位，以形成字符码的数据组；

所述控制码产生部(74)将输入的二进制数分为高位字节和低位字节，所产生的各字节均附加奇偶校验位，以生成控制码的数据组；

所述数据组调制部(75)用数字调制方式，对在所述字符码产生部(73)或所述控制码产生部(74)产生的数据组进行调制；以及，

在视频的预定的特定扫描线上叠加字幕信号。

2.如权利要求1所述的字幕信号播放方法，其特征在于所述数据信号调制方式是二进制相移键控、非归零、反相键控中的某一种方式。

3.如权利要求1所述的字幕信号播放方法，其特征在于所述字开始信号是将位时钟同步信号的频率进行二分频或四分频的，数据串为01、001、010、011中的某一个。

4.如权利要求1所述的字幕信号播放方法，其特征在于所述数据信号，在进行非归零或二进制相移键控调制时，具有将所述位时钟同步信号的频率进行二分频而得到的频率。

5.如权利要求1所述的字幕信号播放方法，其特征在于所述数据信号，在进行非归零调制时的频率为水平频率的32倍。

Images