CN1432255A - 具有使用有限计算资源的位图屏幕显示的辅助信息处理系统 - Google Patents

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Abstract

一种处理包括在电视信号中的辅助信息的系统提供了使用有限计算和存储器资源的屏幕位图显示。按照示例性实施例，闭合字幕数据在电视信号的垂直消隐间隔(VBI)或者数字数据的一个或多个分组中被接收。显示列表根据所接收的闭合字幕数据被生成。显示列表包括指向存储器中位图数据的位图指针。显示列表也可包括：指示闭合字幕显示中被提供的每像素比特数的分辨率数据，指示闭合字幕显示的像素中字符高度的高度数据，和指示闭合字幕显示的像素中字符宽度的宽度数据。位图数据作为闭合字幕显示的像素数据被输出。闭合字幕显示可以通过操纵位图指针被滚动。

Description

具有使用有限计算资源的位图 屏幕显示的辅助信息处理系统
                        技术领域
本发明一般涉及使能进行诸如电视信号接收机的系统中的屏幕显示(on-screen displays，OSDs)，更具体讲，涉及用于提供诸如闭合字幕或电视文字广播的辅助信息，具有使用有限计算资源的位图OSD的方法和系统。
                        背景技术
诸如电视信号接收机的系统根据包含在系统接收的电信号中的信息显示图像。除了主图像，这样的系统也可提供诸如闭合字幕或电视文字广播的辅助信息的显示。需要产生辅助信息显示的数据被包括作为电视信号的辅助信息成分。数据定义了将被显示的信息和被显示信息的格式。
辅助信息的其他类型也可包括在被显示的图像中。例如，电视文字广播也可被显示。而且，诸如电子节目指南的信息可以被显示以通知电视观众可供观看的节目。需要产生这样显示的数据也可被包括作为电视信号的辅助信息成分。这样的辅助信息可以包括在电视信号的特殊部分之内，诸如模拟系统中的垂直消隐间隔(VBI)或作为数字系统中数据的特殊分组。
辅助信息的某些类型可以用来产生被显示的图像，其代表实时出现在电视信号提供的显示节目中的信息。例如，电视文字广播数据或闭合字幕数据可以从电视信号中被提取并解码以产生关联于视频节目的字幕形式的显示文本。字幕提供电视节目的实时音频节目成分的可视表达。这样的实时信息需要屏幕上文本显示的实时更新作为辅助信息被接收。其他应被支持用以显示诸如闭合字幕的辅助信息的特征是辅助信息显示的特性或格式参数，其也被辅助信息定义并且可以实时改变。这样的显示特性的实例包括平滑滚动、斜体字、加下划线、每字符各种前景/背景颜色组合和字符闪烁。
尽管位图OSD系统可包含这些特征，仍存在与使用这样一种用于闭合字幕的系统有关的问题。例如，在传统的位图OSD系统中，前述显示特征能够利用有效的中央处理单元(CPU)并存储器资源。传统的位图显示系统典型地在存储器内的一个显示缓冲器中存储每一像素，诸如随机存储器(RAM)。显示缓冲器典型地包含用于每一像素的许多字节以描绘其颜色和透明特性。为改变屏幕给定部分的显示，屏幕那部分的像素数据必须在显示缓冲器中被改变。这典型地需要新的像素数据被从另一存储位置移动到显示缓冲器中。这一像素数据的移动使用大量的CPU和存储器总线带宽。若系统不具备足够的CPU速度或存储带宽，移动就不能足够快地进行，从而导致屏幕上迟缓的显示性能和/或其他不合需要的效应。这类性能对于辅助信息处理系统是不可接受的，其需要屏幕上文本显示的实时更新作为辅助信息被接收。相应地，需要提供针对这些及其他问题的使用位图OSD的辅助信息处理系统。
                          发明内容
本发明提供了一种用于处理电视信号的辅助信息成分的系统，其提供使用有限计算和存储器资源的屏幕位图显示。按照示例性实施例，辅助信息在电视信号的垂直消隐间隔(VBI)中或者在数字数据的一个或多个分组中被接收。依赖于被接收的辅助信息生成一个显示列表。该显示列表包括一个位图(bitmap)指针，其指向存储器中的位图数据。该显示列表还可包括：指示辅助信息显示中要被提供的每像素比特数的分辨率数据，指示用于辅助信息显示的像素中字符高度的高度数据，和指示用于辅助信息显示的像素中字符宽度的宽度数据。位图数据作为用于辅助信息显示的像素数据被输出。辅助信息显示可以通过操纵位图指针被滚动。
                          附图说明
本发明的上述及其他特征和优点，以及实现它们的方式，将通过参照联系附图的以下实施例描述变得更清楚，并且本发明将被更好地理解，其中：
图1是适用于实现本发明的系统相关部分的示意图；
图2是说明图1所示系统进一步细节的示意性方框图；
图3是概括图1和2所示系统的总体操作的流程图；
图4是按照本发明原理的一个示例性闭合字幕显示；
图5是按照本发明原理的一个示例性闭合字幕字形存储器；和
图6A至6D表示按照本发明原理的一个滚动过程。
这里提出的例证阐明了本发明的优选实施例，且这样的例证并不以任何方式解释为限制本发明的范畴。
                        具体实施方式
在以下说明中，本发明的示例性实施例在闭合字幕系统的环境中被描述。但是，很明显，本发明也适用于诸如电视文字广播的其他类型辅助信息。
现在参考附图，尤其是图1，适用于实现本发明的一个系统的示意图被示出。在图1中，诸如电视信号接收机的系统100包括控制器10，其可由一个或多个集成电路(ICs)来实现。调谐器11从引入的视频信号提取闭合字幕数据，并将提取的闭合字幕数据提供给控制器10。闭合字幕数据可以从视频信号的特殊部分提取，诸如模拟系统中的垂直消隐间隔(VBI)或者数字系统中数字数据的一个或多个分组。只读存储器(ROM)12存储位图和字形数据，并且也存储由控制器10执行的程序，以按照本发明原理分析(parse)闭合字幕数据及产生闭合字幕显示。随机存取存储器(RAM)13按照本发明原理在产生闭合字幕显示的过程期间存储位图数据和由控制器10生成的显示列表。如同下文进一步说明的，显示列表体系的使用允许软件开发者将诸如电视屏幕的显示区域划分为称作瓦片(tiles)的矩形区域。每一瓦片可具备以下描述符：位图指针、调色板位标、分辨率、高度和宽度。位图指针指向瓦片中要被显示的ROM12或RAM13中字符位图位置。调色板位标指定特殊瓦片的颜色和/或透明度属性。分辨率指定要被显示的位图每像素的比特数。按照优选实施例，每一瓦片的分辨率优选地为每像素一比特，以最小化存储器应用。高度指定像素中一瓦片的高度。宽度指定像素中一瓦片的宽度。按照一个优选实施例，闭合字幕被显示为34个字符单元的15行网格，每一单元为相同的垂直及水平尺寸，26×16像素。在图1的系统100中，这些闭合字幕字符单元的每一个作为单个瓦片被实现。特别的字符效果，诸如加下划线和斜体字作为ROM12中分离的字符字形被实现。
现在转到图2，说明图1所示系统100进一步的细节。具体讲，图2说明了控制器10的附加细节。控制器10包括用软件实现的闭合字幕分析器14，其分析引入的闭合字幕数据，以生成RAM13中的显示列表。如前所述，显示列表包括代表闭合字幕显示且被排列的数据，以使每一闭合字幕字符单元可包括以下在前面定义的描述符：位图指针、调色板位标、分辨率、高度和宽度。列表分析器15通过向存储控制器16提供地址信息从RAM13检索显示列表数据。列表分析器15分析显示列表以提取位图指针和调色板位标。列表分析器15传送提取的位图指针给数据提取者(fetcher)17。数据提取者17根据由列表分析器15提供的位图指针通过存储控制器16接收来自ROM12或RAM13的位图数据。数据提取者17将作为单独像素数据的被接收的位图数据传送给像素寄存器18。像素寄存器18也接收来自列表分析器15的被提取的调色板位标，并基于先入先出(FIFO)将像素数据和调色板位标输出给调色板存储器19。调色板位标作为地址指针操作以读出调色板存储器19的像素数据。如图2所示，调色板存储器19包括预定数目的调色板指定项0到N。每一调色板项目对应于给定颜色和/或透明度属性。数模转换器(DAC)20读出调色板存储器19的像素数据，执行数模转换过程，并输出模拟结果给系统100的显示部分。模拟输出可以是诸如RGB(即红色、绿色、蓝色)的格式。
前述用于显示闭合字幕字符的系统100具有超越传统技术的若干优点。例如，字符位图不在OSD缓冲存储器中被提交(render)。作为替代，给定字符单元的内容通过简单改变合适的字符单元的位图指针而被改变。这比传统的位图提交技术节约了有效的CPU执行时间和存储器。并且，在系统100中，改变闭合字幕字符的颜色只需要字符单元的调色板位标被改变。这一技术也被用来改变闭合字幕文本的背景颜色，并用于象期望一样快速地闪烁字符。再者，这节约了有效的CPU执行时间，由于闭合字幕显示的动态特性这是很重要的。
现在转到图3，概括系统100常规操作的流程图被示出。图3的流程图将联系图2被描述。在步骤30，控制器10接收闭合字幕数据。如前所述，闭合字幕数据可以在视频信号的特殊部分中被接收，诸如模拟系统中的垂直消隐间隔(VBI)或者数字系统中的一个或多个数字数据的分组。在步骤31，控制器10的闭合字幕分析器14分析所接收的闭合字幕数据，以生成RAM13中的显示列表。在步骤32，列表分析器15从RAM13中检索显示列表数据并分析显示列表以提取位图指针和调色板位标。接下来，在步骤33，数据提取者17根据由列表分析器15提供的位图指针从ROM12或RAM13中读取位图数据。随后，在步骤34，数据提取者17传送作为单独像素数据的被接收的位图数据给像素寄存器18，其提供所接收的像素数据和调色板位标给调色板存储器19。
现在转到图4，按照本发明原理的一个示例性闭合字幕显示40被示出。特别地，闭合字幕显示40提供了两个部分行的字母字符。第一行包括字母字符“A”、“B”、“C”、“D”和“E”，而第二行包括字母字符“M”、“N”、“O”、“P”和“Q”。数字及其他类型的字符和/或符号也可以按照本发明的原理被提供。
现在转到图5，一个示例性闭合字幕字形存储器的内容被示出。特别地，图5的闭合字幕字形存储器50说明了图4的闭合字幕显示中第一位图字符单元“A”的细节。该位图字符单元展示了垂直尺寸为26像素，且水平尺寸为16像素。在本发明中，图5的字形存储器在图1和2的ROM12或RAM13内被实现。在图5中，位图指针51指向位图字符单元中像素的顶部行。如同下面将说明的，位图指针按照本发明原理可以用来帮助滚动过程。
现在转到图6A至6D，描述按照本发明原理的滚动过程。在图6A中，位图字符单元60在滚动过程开始之前表示出字母字符“A”。在此状态下，位图字符单元60的高度为26像素。在图6B中，位图字符单元61在滚动过程的第一步之后表示出字母字符“A”。在此状态下，位图字符单元60的高度为24像素。在图6C中，位图字符单元62在滚动过程的第二步之后表示出字母字符“A”。在此状态下，位图字符单元60的高度为22像素。在图6D中，位图字符单元63表示出分别对应于图6A至6C所示状态的位图指针64、65和66。即，位图指针64对应于滚动过程开始前的状态，如图6A所示。位图指针65对应于滚动过程第一步之后的状态，如图6B所示。位图指针66对应于滚动过程第二步之后的状态，如图6C所示。
如图6A至6D所示的，按照本发明的滚动过程通过调整位图指针的位置来进行。在示例性实施例中，每一个滚动步骤通过移除像素的顶部两行收缩被滚出的字符。但应理解，按照本发明的原理，不同数目的像素可被移除以提供平滑的滚动过程。实际上，闭合字幕文本在包含一连串文本行的框中被显示，如图4所示。当足够的文本被接收以溢出当前的闭合字幕文本框时，最顶部的文本行平滑地向上滚出该框，并且一个新的空行从底部滚进该框。这一滚动优选地在足以提供可接受的可视结果的相对短的时间周期内被平滑地完成。平滑的滚动需要一系列均匀的滚动步骤必须被执行。按照本发明，每一垂直滚动步骤通过移除一定数目的像素行收缩被滚动的字符。水平滚动能够以操纵单元/瓦片宽度而非它们的高度的相似方式被完成。用传统的位图显示技术，本发明提供的滚动类型将需要OSD显示缓冲器内位图数据块的快速移动，从而利用了有效的CPU和存储器资源。使用基于本发明技术的瓦片/单元，滚动通过简单操纵被收缩或扩展的行或列的高度或宽度特性，以及通过操纵位图指针以消除被滚动的字符单元的像素行或列来完成。
如此所述，本发明提供了超越传统闭合字幕技术的显著优点。尽管本发明关于电视信号接收机被描述，本发明适用于多种系统，无论这些系统有或者没有显示装置，并且这里使用的术语“电视信号接收机”或“电视系统”意在涵盖各种装置和系统，其包括但不限于包括显示装置的电视机或监视器，以及诸如机顶盒、录像机(VTR)、数字多用盘(DVD)播放机、视频游戏机或个人视频记录器(PVR)等可不包括显示装置的系统或者装置。
尽管本发明被描述为具有优选的设计，但本发明也能够在这一公开的精神范围内被进一步修改。因此本申请意在覆盖利用本发明一般原理的适用的任何变化、使用。而且，本申请意在覆盖由本公开文本导出的在本领域已知或惯用实际之内的内容，其属于本发明并落入所附权利要求书的限定范围内。

Claims (21)

1.一种使能显示包括在电视信号中的辅助信息的方法，包括步骤：
接收辅助信息；
根据所接收的辅助信息生成一个显示列表，其中该显示列表包括一个指向存储器中的位图数据的位图指针；和
输出位图数据作为像素数据用于产生代表辅助信息的显示。
2.如权利要求1的方法，其中辅助信息包含代表电视信号实时信息成分的信息。
3.如权利要求1的方法，其中辅助信息包含闭合字幕数据，且其中显示列表进一步包括指示闭合字幕显示颜色的调色板位标。
4.如权利要求1的方法，其中辅助信息包含闭合字幕数据，且其中显示列表进一步包括指示闭合字幕显示中被提供的每像素比特数的分辨率数据。
5.如权利要求1的方法，其中辅助信息包含闭合字幕数据，且其中显示列表进一步包括指示闭合字幕显示的像素中字符高度的高度数据。
6.如权利要求1的方法，其中辅助信息包含闭合字幕数据，且其中显示列表进一步包括指示闭合字幕显示的像素中字符宽度的宽度数据。
7.如权利要求1的方法，其中辅助信息包含闭合字幕数据，且进一步包含通过操纵位图指针滚动闭合字幕显示的步骤。
8.如权利要求1的方法，其中辅助信息包含闭合字幕数据，且其中闭合字幕数据在电视信号的垂直消隐间隔中被接收。
9.如权利要求1的方法，其中辅助信息包含闭合字幕数据，且其中闭合字幕数据在数字数据的一个或多个分组中被接收。
10.一种使能显示包括在电视信号中的辅助信息的系统，包含：
一个存储器；
一个控制器，用于接收辅助信息和根据所接收的辅助信息生成一个显示列表，其中该显示列表包括一个指向存储器中的位图数据的位图指针；和
用于输出位图数据作为辅助信息显示的像素数据的电路。
11.如权利要求10的系统，其中辅助信息包含与电视信号的实时信息成分相关联的信息。
12.如权利要求11的系统，其中辅助信息包含闭合字幕数据，且其中显示列表进一步包括指示闭合字幕显示颜色的调色板位标。
13.如权利要求11的系统，其中辅助信息包含闭合字幕数据，且其中显示列表进一步包括指示闭合字幕显示中被提供的每像素比特数的分辨率数据。
14.如权利要求11的系统，其中辅助信息包含闭合字幕数据，且其中显示列表进一步包括指示闭合字幕显示的像素中字符高度的高度数据。
15.如权利要求11的系统，其中辅助信息包含闭合字幕数据，且其中显示列表进一步包括指示闭合字幕显示的像素中字符宽度的宽度数据。
16.如权利要求11的系统，其中辅助信息包含闭合字幕数据，且其中闭合字幕显示通过操纵位图指针被滚动。
17.如权利要求11的系统，其中辅助信息包含闭合字幕数据，且其中闭合字幕数据在电视信号的垂直消隐间隔中被接收。
18.如权利要求11的系统，其中辅助信息包含闭合字幕数据，且其中闭合字幕数据在数字数据的一个或多个分组中被接收。
19.一种处理包括在电视信号中的辅助信息的方法，包括步骤：
从电视信号中提取辅助信息，其中辅助信息包含代表包括在电视信号中的电视节目的实时信息成分的数据；
根据所接收的辅助信息生成一个显示列表，其中该显示列表包括一个指向存储器中的位图数据的位图指针；和
输出位图数据作为像素数据，用于产生代表电视节目的实时信息成分的显示。
20.如权利要求19的方法，其中实时信息成分包含电视节目的音频节目成分，且其中辅助信息包含闭合字幕数据或电视文字广播数据。
21.如权利要求20的方法，其中辅助信息包含代表响应像素数据产生的显示特性的信息，且其中生成显示列表的步骤包括响应辅助信息修改显示列表的步骤，用于实时更新显示特性。
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