DE69628487T2

DE69628487T2 - Kodierung/Dekodierung von Untertiteldaten und Aufzeichnungsmedium dafür

Info

Publication number: DE69628487T2
Application number: DE69628487T
Authority: DE
Inventors: Ikuo Shinagawa-ku Tsukagoshi
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 1995-03-23
Filing date: 1996-03-21
Publication date: 2004-05-06
Anticipated expiration: 2016-03-22
Also published as: KR100390593B1; BR9601106A; US5748256A; AU4819896A; ES2196121T3; KR960035585A; EP0734181A3; CA2172010A1; ATE242583T1; MY119204A; CA2172010C; DE69628487D1; TW306113B; EP0734181B1; CN1276648C; CN1534996A; AU711083B2; EP0734181A2; JPH08265661A

Description

Die Erfindung betrifft die Kodierung/Dekodierung von Untertiteln und Aufzeichnungsmedien für Untertiteldaten.
Überlagerte Untertitel werden im allgemeinen im unteren Teil des Anzeigebildschirms angezeigt, wenn Zuschauer fremdsprachige Filme betrachten. Bei einer Videodisc und in normalen Fernsehrundfunkprogrammen wird das Videosignal aufgezeichnet bzw. gesendet, nachdem die Untertitel dem Videobild überlagert wurden.
In anderen Systemen, wie dem CAPTAIN-System, werden die überlagerten Untertitel als Zeichencodes oder Punktmuster übertragen.
Bei einer CD-G (Graphik-CD) können Subcodes zur Aufzeichnung von Graphiken benutzt werden. Diese Subcodes können auch benutzt werden, um überlagerte Untertiteldaten aufzuzeichnen.
Im folgenden wird ein Datenformat für eine CD-G erläutert. Wie 13A zeigt, bestehen die Daten eines Videovollbilds aus einem Subcode mit einem Byte und 32 Datenbytes. Vierundzwanzig (24) dieser Datenbytes sind sechs Abtastproben in jedem Kanal zugeteilt. Sechs Abtastproben in den Kanälen L und R sind also jeweils zwei Bytes zugeteilt. Die übrigen acht Bytes der 32 Datenbytes sind einem Fehlerkorrekturcode (erc) zugeteilt.
Wie 13B zeigt, werden die Subcodes von 98 Rahmen, von dem Rahmen 0 bis zu dem Rahmen 97, zusammengefaßt, um einen Block zu bilden. 13C zeigt die Details dieses Subcode-Blocks.
Wie 13C zeigt, wird das Byte jedes Subcodes des Blocks dargestellt, indem der Subcode in acht Kanäle unterteilt wird, die mit P, Q, R, S, T, U, V und W bezeichnet sind. Die Subcodes des Rahmens 0 und des Rahmens 1 werden als Synchronisiermuster S0 und S1 bezeichnet, und in den Subcodes der übrigen 96 Rahmen sind verschiedene Subcode-Datenposten aufgezeichnet. Den Kanälen P und Q sind Suchdaten zugeordnet. Deshalb können den übrigen 576 (6 × 96) Bits aus den Kanälen R bis W Graphikdaten zugeordnet werden.
Die Daten eines Blocks werden in diesem Fall mit einer Frequenz von 75 Hz übertragen, so daß die Menge an Subcodedaten für einen zu übertragenden Rahmen 7350 (75 × 98)) Bytes beträgt. Das heißt die Subcode-Übertragungsbitrate ist 7,35 KByte/s.
14 zeigt ein Übertragungsformat zum Übertragen der Graphikdaten durch das Definieren der 576 Graphikdatenbits in einem Block als ein Paket.
Wie 14 zeigt, besteht ein Paket aus 96 Symbolen. Jedes Symbol wird durch die sechs Datenbits jedes Kanals von dem Kanal R bis zu dem Kanal W definiert. Jedes Paket enthält vier Päckchen. Deshalb enthält jedes Paket 24 Symbole, die Symbole 0 bis 23.
Den drei Bits des Symbols 0, die in jedem Päckchen den Kanälen R, S, T entsprechen, ist eine Modusinformation zugeordnet, während den drei Bits des Symbols 0, die den Kanälen U, V, W in jedem Päckchen entsprechen, eine Datenposteninformation zugeordnet ist. Verschiedene Kombinationen der Modus-/Posten-Information identifizieren die folgenden Betriebsarten:
Tabelle 1
Dem Symbol 1 ist ein Befehl zugeordnet. Den Symbolen 2 bis 7 sind eine Paritätsinformation und zusätzliche Informationen zugeordnet, die keine Modus-, Posten- oder Befehlsinformationen sind. Die Paritätsinformationen für die Daten der Symbole 0 bis 19 sind den Symbolen 20 bis 23 zugeordnet. Deshalb können den i 2 Symbolen von dem Symbol 8 bis zu dem Symbol 19 reale Graphikdaten zugeordnet werden.
Bei diesem Übertragungsformat können die Graphikdaten in ähnlicher Weise Binärdaten in dem Bereich von 72 (6 × 12)) Pixeln jedes Päckchens einer CD-G zugeordnet werden. Die Übertragungsrate der Päckchen wird 75 (Hz) × 4 (Päckchen) und ist damit gleich 300 Päckchen pro Sekunde. Deshalb können pro Sekunde 300 Zeichen übertragen werden, wenn man davon ausgeht, daß den 72 Pixeln jedes Päckchens ein Zeichen zugeordnet ist.
Da in einer CD-G ein Anzeigebildschirm durch 288 (horizontale Pixel) × 192 (Zeilen) definiert ist, werden für die Übertragung der Zeichen in einem Anzeigebildschirm 2,56 Sekunden benötigt. Diese Zeitspanne ist in der folgenden Gleichung ausgedrückt: (288/6) × (192/12) ÷ 300 = 2.56 (sec)
Wenn ein hexadezimaler Ausdruck verwendet wird, werden für die Darstellung jedes Pixels vier Bits benötigt, so daß das Muster für ein komplettes Zeichenmuster vier Mal übertragen werden muß (während jeder Übertragung wird ein Bit übertragen). Daraus ergibt sich eine Übertragungszeit von 10,24 Sekunden, die damit viermal so groß ist wie die oben genannte Übertragungszeit von 2,56 Sekunden.
Überlagerte Untertitel in Filmen ändern sich jedoch vorzugsweise dann, wenn die Videobilder weiterwandern, z. B. wie die Anzeige eines Liedtextes in einem KARAOKE-System. Die lange Übertragungszeit bei dem oben beschriebenen Anzeigeverfahren macht es unmöglich, den überlagerten Untertitel in einer ausreichend kurzen Zeit zu ändern, um die Untertitel mit dem Videobild weitewandern zu lassen.
Die Anzeige der überlagerten Untertitel kann während des normalen Wiedergabevorgangs des CAPTAIN-Systems oder einer CD-G ein- oder ausgeschaltet werden, wobei jedoch das Problem besteht, daß die Auflösung der Untertitel bei der obigen Anzeigemethode für das menschliche Auge unzureichend ist.
In dem CAPTAIN-System ist die Anzeigefläche jedes Bildschirms durch 248 (horizontale Pixel) × 192 (Zeilen) definiert, während das digitale Fernseh-Komponentensignal eine Auflösung von 720 (horizontale Pixel) × 480 (Zeilen) hat. Deshalb ist die Auflösung des CAPTAIN-Systems im Vergleich zu derjenigen des Systems mit dem digitalem Fernseh-Komponentensignal unzureichend.
Außerdem wird in einer CD-G für Darstellung eines Pixels nur ein Bit benutzt, wenn die Daten als binäre Daten ausgedrückt werden. Dies kann z. B. Aliasing-Phänomene zur Folge haben, die bewirken, daß schräge Abschnitte eines Zeichens stufenförmig angezeigt werden oder das Flimmern eines Zeichens erkennbar wird. Diese Phänomene machen das Lesen der Untertitel für den Betrachter schwierig und unerfreulich.
Um die Auswirkung dieser Phänomene zu reduzieren, kann ein binäres Bild z. B. mit Hilfe eines Filters in ein Bild mit mehreren Pegelstufen umgewandelt werden. Es muß jedoch ein hochgenaues Filter benutzt werden. Das hochgenaue Filter führt zu einer Kostenerhöhung und beeinträchtigen außerdem das Hintergrundbild. Deshalb ist es schwierig, die Verwendung eines solchen Filters zu rechtfertigen.
Wenn für jedes Pixel in einer CD-G ein hexadezimaler Ausdruck benutzt wird, benötigt man im Vergleich zur binären Darstellung etwa die vierfache Zeit, um die Anzeige der Untertiteldaten zu ändern. Die Zeitverzögerung macht es schwierig, die Anzeige von überlagerten Untertiteln mit hoher Geschwindigkeit zu ändern, wenn ein hexadezimaler Ausdruck benutzt wird.
EP 0 662770-A beschreibt ein Gerät und ein Verfahren zum Kodieren/Dekodieren von Untertiteldaten, bei denen das Mischungsverhältnis der Untertiteldaten und des Hintergrundbilds durch Schlüsseldaten so spezifiziert wird, daß die Dämpfung der Untertiteldaten größer wird, während die Dämpfung des Hintergrund-Videobilds kleiner wird, wenn der Wert der Schlüsseldaten groß ist. Wenn bei dem dort beschriebenen System eine Untertitel-Wischblende angezeigt werden soll, werden in Verbindung mit den Untertiteldaten ein Chroma-Vektor, ein Helligkeits-Offsetpegel und ein Chroma-Offsetpegel zusammengepackt. Der Chroma-Vektor wird in Abhängigkeit von der Differenz zwischen der horizontalen Position der Wischblende in dem vorangehenden Halbbild und in dem nachfolgenden Halbbild erzeugt. In jedem Ausgangsdatenpaket ist eine Anzahl n von Chroma-Vektoren enthalten, wobei n der Zahl der Halbbilder für eine Seite entspricht.
Nach einem ersten Aspekt der Erfindung ist eine Vorrichtung vorgesehen zum Kodieren von Untertiteln für die Verwendung in einem Videobild-Übertragungssystem mit einem Eingangsbitstrom, der Untertiteldaten und Videobilddaten enthält, wobei die Vorrichtung aufweist: eine Farbnachschlagtabelle mit Adressen für den Zugriff auf Anzeigedaten, eine Einrichtung zum Erzeugen von eine Umsteuerpositionsinformation enthaltenden Ladeblöcken aus einer relative Positionen von Pixeldaten in dem Videobild repräsentierenden Positionsinformation durch Abtasten des Eingangsbitstroms in einem Rahmenintervall, wobei die Umsteuerpositionsinformation zur Aktualisierung einer in dem Videobild liegenden Änderungsposition benutzt wird, wobei eine laufende Adresse für den Zugriff auf die Farbnachschlagtabelle in jeder Rahmenperiode in eine nächste Adresse veränderbar ist, so daß an der durch die Umsteuerpositionsinformation angegebenen Änderungsposition auf unterschiedliche Anzeigedaten zugegriffen wird, wobei die Umsteuerpositionsinformation Verzögerungslängendaten enthält, die zur Steuerung der Verzögerung bei der Aktualisierung der Änderungsposition benutzt werden, wenn die gleiche Umsteuerinformation sich über mehrere Rahmen fortsetzt, eine Einrichtung zum Kodieren der Untertiteldaten als Funktion der Farbnachschlagtabelle für die Erzeugung von Pixeldatenblöcken und eine Einrichtung zum Bilden von Datenblöcken aus den Ladeblöcken und den Pixeldatenblöcken für die Übertragung.
Nach einem zweiten Aspekt der Erfindung ist eine Vorrichtung zum Dekodieren von Untertiteln für die Verwendung in einem Videobild-Anzeigesystem vorgesehen, wobei die Vorrichtung aufweist: eine Farbnachschlagtabelle mit Adressen für den Zugriff auf Anzeigedaten, eine Einrichtung zum Empfangen von Datenblöcken, die Ladeblöcke und Pixeldatenblöcke enthalten, wobei die Pixeldatenblöcke Untertiteldaten repräsentieren und die Ladeblöcke eine Umsteuerpositionsinformation enthalten und diese Umsteuerpositionsinformation für die Aktualisierung einer in dem Videobild liegenden Änderungsposition benutzt wird, wobei eine laufende Adresse für den Zugriff auf die Farbnachschlagtabelle in jeder Rahmenperiode in die nächste Adresse veränderbar ist, so daß an der durch die Umsteuerpositionsinformation angegebenen Änderungsposition auf unterschiedliche Anzeigedaten zugegriffen wird, wobei die Umsteuerpositionsinformation Verzögerungsiängendaten enthält, die zur Steuerung der Verzögerung bei der Aktualisierung der Änderungsposition benutzt werden, wenn die gleiche Umsteuerinformation sich über mehrere Rahmen fortsetzt, eine Einrichtung zum Detektieren der Umsteuerpositionsinformation aus den Ladeblöcken und eine Einrichtung zum Anzeigen der Untertitel und des Videobilds auf einem Anzeigebildschirm als Funktion der Umsteuerpositionsinformation und der Farbnachschlagtabelle.
Die Erfindung wird nun anhand eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die anliegenden Zeichnungen näher erläutert.
1 zeigt ein Blockdiagramm einer Vorrichtung zum Dekodieren von überlagerten Untertiteldaten, in der die Erfindung verkörpert ist,
2 zeigt ein Blockdiagramm eines Untertitel-Dekodierers in der Vorrichtung von 1,
3 zeigt die Information, die zwischen einer Steuerung in dem Untertitel-Dekodierer und einer Systemsteuerung übertragen wird,
4 zeigt eine weitere Information, die zwischen der Steuerung, der Systemsteuerung und anderen Schaltungen in der Dekodiervorrichtung übertragen wird,
5A bis 5C zeigen Diagramme zur Erläuterung der Kodierung der überlagerten Untertiteldaten nach einem Ausführungsbeispiel der Erfindung,
6 zeigt ein Beispiel für eine Farbnachschlagtabelle, die in einem Ausführungsbeispiel der Erfindung benutzt wird,
7A und 7B zeigen ein Beispiel für ein Kodiersystem, in dem die Erfindung verkörpert ist,
8A und 8B zeigen einen aus einem Ladeblock und einem Pixeldatenblock aufgebauten Block,
9 zeigt den Aufbau des Ladeblocks,
10 zeigt ein Beispiel für eine Farbwischblendenoperation nach einem Ausführungsbeispiel der Erfindung,
11 zeigt ein Blockdiagramm einer Untertiteldaten-Anzeige- und Farbwischblenden-Steuerschaltung nach einem Ausführungsbeispiel der Erfindung,
12 zeigt ein Beispiel für eine Farbnachschlagtabelle, die bei der Farbwischblendenoperation benutzt wird,
13A bis 13C zeigen den Aufbau von Subcodedaten in einer CD-G,
14 zeigt die Aufzeichnung einer Zeicheninformation, bei der die Subcodes einer CD-G verwendet wird.
1 zeigt ein Blockdiagramm einer Datendekodiervorrichtung gemäß der Erfindung zur Durchführung eines Dekodierverfahrens für überlagerte Untertiteldaten gemäß der Erfindung.
In der Anordnung von 1 wird ein Wiedergabesignal, z. B. ein Multipiexsignal, das von einem Datenaufzeichnungsmedium, wie einer Platte, durch ein (nicht dargestelltes) Servosystem ausgelesen wird, einem Datendekodierer und Demultiplexer 1 zugeführt. In dem Datendekodierer und Demultiplexer wird ein Fehlerkorrekturcode (ECC) für die Fehlerkorrektur dekodiert, und die zugeführten Multiplexdaten werden demultiplext, um Videodaten, Untertiteldaten und Audiodaten zu gewinnen. Die Videodaten werden einem Videodekodierer 3 zugeführt, die Untertiteldaten werden einem Untertiteldekodierer 7 zugeführt, und die Audiodaten werden einem Audiodekodierer 11 zugeführt.
Ein Speicher 2 wird als Pufferspeicher, Arbeitsbereich und dgl. benutzt, um die Verarbeitung in dem Datendekodierer und Demultiplexer auszuführen.
Der Videodekodierer dekodiert den Bitstrom der Eingangsvideodaten, wobei er einen Speicher 4 benutzt, und liefert die dekodierten Videodaten an eine Letterbox 5.
Wenn sich das Ausgangssignal des Videodekodierers im Stauchungsmodus befindet, wird in der Letterbox eine Filterverarbeitung durchgeführt, um das in vertikaler Richtung um den Faktor 3/4 gestauchte Bild, so wiederzugeben, daß die Anzeige auf einem Anzeigebildschirm, der ein Seitenverhältnis von 4 : 3 hat, auf 100% vervollständigt wird. In diesem Fall wird eine Zeitjustierung durchgeführt, die 1/4 Halbbild entspricht. Für diese Zeitjustierung wird ein Speicher 6 benutzt.
Die Letterbox besitzt einen Datenpfad, um die Videodaten im Stauchungsmodus direkt auszugeben.
Der Audiodekodierer 11 dekodiert die Audiodaten, wobei er einen Speicher 12 als Pufferspeicher oder dgl. benutzt. Die dekodierten Audiodaten werden mit Hilfe eines Audio-Digital/Analog-(D/A)-Wandlers 13 reproduziert und als analoges Audiosignal ausgegeben.
Der Untertiteldekodierer 7 dekodiert den ihm zugeführten Untertiteldaten-Bitstrom und überlagert die dekodierten Untertiteldaten den von der Letterbox 5 ausgegebenen Videodaten.
Das Videosignal mit den überlagerten Untertiteldaten wird von einem Composit-Kodierer 8 in das NTSC-, PAL- oder SECAM-System umgewandelt und dann ausgegeben und von einem D/A-Wandler 10 in ein analoges Videosignal für die Anzeige umgewandelt.
Die oben erläuterte Verarbeitung in den einzelnen Einheiten wird von einer Systemsteuerung 14 gesteuert. Eine Modusanzeige 9 dient zur Überwachung von Benutzerbefehlen und verschiedenen anderen Informationen, so daß diese Informationen in einer in der Modusanzeige vorgesehenen Anzeigeeinheit angezeigt und/oder dem Videosignal überlagert werden können.
Der Untertiteldekodierer 7 dekodiert einen Untertiteldaten-Bitstrom mit regulären, reproduzierten Untertiteldaten und speziellen, reproduzierten Untertiteldaten, die mit ihm gemultiplext sind. Der Untertiteldekodierer nimmt deshalb den Bitstrom der gemultiplexten Untertiteldaten und dekodierten Videodaten auf und dekodiert die gemultiplexten Untertiteldaten in der festgelegten Zeitlage, nachdem er die Daten in einem Codepuffer, z. B. dem Codepuffer 22 in 2, gespeichert hat. Der Untertiteldekodierer kann dann die Untertiteldaten in Abhängigkeit von dem Wiedergabemodus den dekodierten Videodaten überlagern.
2 zeigt ein Blockdiagramm eines bevorzugten Ausführungsbeispiels des Untertiteldekodierers. Im folgenden werden die alle in dieser Figur dargestellten Einheiten näher erläutert.
(1) Wortdetektor 20
Der von dem Datendekodierer und Multiplexer 1 ausgegebene Untertiteldaten-Bitstrom wird einem Wortdetektor 20 zugeführt. Der Wortdetektor detektiert die Header-Information, die Header-Fehlerinformation und die Daten-Fehlerinformation und überträgt diese Information zu einer Steuerung 35. Der Wortdetektor detektiert einen Zeitstempel (PTSS) der Untertitel-Anzeigezeit, eine Anzeigepositionsinformation (Positionsdaten), ferner aktualisierte Daten einer Farbnachschlagtabelle (CLUT) sowie Bitmap-Pixeldaten und überträgt sie zu dem Codepuffer 22, in dem sie gespeichert werden.
(2) Ablaufsteuerung 21
Die Lese-/Schreib-Zugriffssteuerung des Codepuffers wird von einer Ablaufsteuerung 21 ausgeführt. Die Bandbreite des Lese-/Schreibzugriffs des Codepuffers wird aus der Ablaufsteuerung des Speicherzugriffs festgelegt, der seinerseits von der Datenrate und der Anzeigerate der Daten abhängig ist, die von dem Datendekodierer und Demultiplexer gesendet werden.
Wenn die maximale Datenrate aus dem Datendekodierer und Demultiplexer z. B. 20 Mbps beträgt, werden die Daten in dem Codepuffer 22 mit einer Rate von wenigstens 2,5 MHz eingeschrieben, wenn der I/O-Port des Codepuffers 8 Bit parallel überträgt.
Die Daten werden aus dem Codepuffer in Abhängigkeit von der Zeitlage ausgelesen, die aus dem vertikalen Synchronisiersignal (Vsync) und dem horizontalen Synchronisiersignal (Hsync) in Kombination mit der in dem Header der Untertiteldaten gemultiplexten Anzeigepositionsinformation abgeleitet wird, nachdem das Dekodierstartsignal aus der Systemsteuerung 14 empfangen wurde. Die Rate für den Auslesevorgang ist die Pixelabtastrate von 13,5 MHz. Wenn die Lese-/Schreiboperation in dem Codepuffer sich z. B. mit dem Abtasttakt ändert, ist die niedrigstmögliche Rate zur Durchführung der Schreiboperation gleich 3,37 MHz, da eine Rate von wenigstens 2,5 MHz erforderlich ist, wie oben erläutert wurde. Eine Rate von 3,375 MHz entspricht 1/4 der Pixelabtastrate von 13,5 MHz.
Das heißt, die 3,375-MHz-Zeitlage wird benutzt, um Daten in den Codepuffer einzuschreiben, und die verbleibenden Zeitlagen der Pixelabtastrate werden benutzt, um Daten aus dem Codepuffer auszulesen. Von den vier Taktphasen des 13,5 MHz-Takts ist also nur eine Taktphase für das Schreiben zugewiesen, während die übrigen drei Taktphasen dem Lesen zugewiesen sind.
Die Zahl der Bits, die mit den drei Taktphasen ausgelesen werden können, beträgt, 24 (3 × 8) Bits, weil der I/O-Port eine Breite von 8 Bit hat. Die Anzeige dieser 24 Bits kann auf Echtzeitbasis ohne irgendeine Unterbrechung erfolgen, wenn die Daten eines Pixels aus sechs Bits oder weniger bestehen, weil einer Phase der vier Taktphasen sechs (6 = 24 ÷ 4) Bits zugeteilt werden können.
(3) Steuerung 35
Eine Steuerung 35 nimmt den Zeitstempel (PTSS) der Untertitel-Anzeigezeit aus dem Wortdetektor 20 auf und gibt ihn an die Systemsteuerung 14 aus. Nachdem das Dekodierstartsignal von der Systemsteuerung 14 gesendet wurde, startet die Steuerung 35 mit der Dekodierung der Untertiteldaten.
Wenn der reguläre Wiedergabemodus gesetzt ist, werden die regulären Wiedergabe-Untertiteldaten aus dem Codepuffer 22 wiederholt ausgelesen, solange die Wiederholzeit in der Rahmeneinheit an den Bytes ausgerichtet ist und die Untertiteldaten dekodiert werden. Die Wiederholzeit kann entweder einer vorbestimmten Anzahl von Rahmen entsprechen oder einer vorbestimmten Zeitdauer, in der die gleichen Untertiteldaten angezeigt werden. Wenn die Wiederholzeit eine Anzahl von Rahmen repräsentiert, wird ihr Wert in Abhängigkeit von einem Subtraktions- oder Dekrementierimpuls reduziert, den die Systemsteuerung liefert. Die Systemsteuerung erzeugt den Dekrementierimpuls während der regulären Wiedergabe in der Rahmenrate. Wenn die Wiederholzeit gleich Null ist, werden andere Untertiteldaten angezeigt. Die Steuerung 35 nimmt den Dekrementierimpuls auf und führt eine Adressenverwaltung des Codepuffers für die Ablaufsteuerung 21 aus, so daß korrekte Synchronisation zwischen dem Videobild und den Untertiteln auf der Basis des Anzeigezeitstempels hergestellt wird. Das gleiche gilt, wenn die Wiederholzeit eine Zeitdauer repräsentiert, wobei der Dekrementierimpuls die Wiederholzeit jedoch in jedem Zyklus durch eine Rahmenperiode auf Null reduziert.
Wenn ein spezielles Signal, das von der Systemsteuerung 14 gesendet wird, als "abnormal" erkannt wird, sendet die Steuerung 35 bei der Diskriminierung des speziellen Wiedergabemodus ein Quittungssignal (Ack-Signal) an die Systemsteuerung zurück, das anzeigt, daß der spezielle Wiedergabemodus korrekt empfangen wurde. Wenn der spezielle Wiedergabemodus auf n-fachen schnellen Vorlauf (FF) oder n-fachen schnellen Rücklauf (FR) gesetzt ist, wird der Dekrementierimpuls statt mit der oben beschriebenen Halbbildrate mit der nfachen Rate ausgegeben. Wenn ein solcher spezieller FF- oder FR-Wiedergabemodus gesetzt ist, werden die speziellen Wiedergabe-Untertiteldaten ausgewählt, aus dem Codepuffer 22 ausgelesen und dekodiert. In diesem Fall wird die Wiederholzeit durch den Dekrementierimpuls in eine entsprechende n-fache Rate reduziert. Wenn der spezielle Modus auf Pause gesetzt ist, wird der Dekrementierimpuls nicht ausgegeben, und es wird der gleiche Rahmen wiederholt dekodiert. Auf diese Weise wird Synchronizität von Bild und Untertiteln für die Anzeige aufrechterhalten.
Die Untertiteldaten werden aus dem Codepuffer ausgelesen und in einer Schaltung 23 zur inversen variablen Längenkodierung (VLC-Schaltung) einer variablen Längendekodierung unterzogen. In einer inversen Lauflängenschaltung 24, die auch die Lauflängendekodierung der Untertiteldaten durchführt, wird ein Seitenende (EOP) detektiert. Wenn der EOP-Zählwert gleich der Wiederholzeit ist, sendet die inverse Lauflängenschaltung ein Anzeigeende-Flag an die Steuerung 35. In Abhängigkeit von dem Anzeigeende-Flag stoppt die Steuerung den Lesevorgang für das Auslesen der Untertiteldaten aus dem Codepuffer 22. Das EOP wird benutzt, um zu prüfen, ob die Daten korrekt dekodiert wurden, weil ein EOP jedesmal detektiert wird, wenn die Bitmap der Untertiteldaten verarbeitet wird.
Wenn der Wortdetektor 20 das EOP der nächsten Seite detektiert, bevor die Steuerung das Anzeigeende-Flag empfängt, erzeugt die Steuerung ein Puffer-Überlaufsignal für die Systemsteuerung 14, um die Datenübertragung aus dem Datendekodierer und dem Demultiplexer 1 zu stoppen.
Die Anzeigestartposition wird für jeden Rahmen aktualisiert, wenn von der Systemsteuerung ein Befehl ausgegeben wird.
(4) Codepuffer 22
Der Codepuffer 22 besteht vorzugsweise aus einem RAM (Speicher mit wahlfreiem Zugriff) und muß eine ausreichend große Kapazität haben, um wenigstens zwei Seiten von Daten zu speichern, ob der Puffer nun extern oder intern angeordnet ist. Da die meisten Speichervorrichtungen mit großer Kapazität und sehr schnellem Zugriff nur einen Port pro Seite sowohl zum Lesen als auch zum Schreiben von Daten aufweisen, ermöglicht die Kapazität von zwei Seiten, daß eine Seite durch seinen Port ausgelesen wird, während die andere Seite durch ihren Port eingeschrieben wird. Auf diese Weise können Lese-/Schreibkonflikte vermieden werden. Die Wahl eines externen oder internen Codepuffers ist Sache des Entwurfs und hängt von der gewünschten Konfiguration des Dekodiersystems ab. Ein RAM wird deshalb bevorzugt, weil es Verzögerungen in dem Dekodierprozeß der Videodaten kompensieren kann und außerdem den zusätzlichen Bandbreitenbedarf für den Zugriff durch die Ablaufsteuerung 21 befriedigt.
Um Verzögerungen in dem Dekodierprozeß zu kompensieren, sendet die Steuerung 35 den Zeitstempel der Anzeigezeit (PTSS) an die Systemsteuerung 14, wenn die Untertiteldaten in den Codepuffer eingeschrieben werden.
Nach dem Empfang des Zeitstempels sendet die Systemsteuerung den Dekodierstartbefehl an die Steuerung 35 in dem Untertiteldekodierer 7. Der Dekodierstartbefehl ist zeitlich so abgestimmt, daß er die Verarbeitungsverzögerung durch die Letterbox 5 und die Verzögerung des Videorecorders (etwa ein Halbbild) gegenüber der Zeit berücksichtigt, in der der Synchronisiertakt in der Systemsteuerung mit dem PTSS zusammenfällt.
Diese Reihe von Dekodierverzögerungen ist vorgesehen, weil das Multiplexen in der Datenkodiereinheit unter der Vorbedingung erfolgt, daß die Verzögerung zwischen den Videodaten, den Audiodaten und den Untertiteldaten gleich Null ist.
(5) Inverse VLC-Schaltung 23
Die inverse VLC-Schaltung 23 unterzieht die aus dem Codepuffer ausgelesen Untertiteldaten einer variablen Längendekodierung und gibt die dekodierten Daten als Paare von Pegeldaten und Lauflängendaten aus. Die inverse VLC-Schaltung führt ihre Funktion unter gewissen Bedingungen nicht aus.
(6) Inverse Lauflängenschaltung 24
Die inverse Lauflängenschaltung 24 nimmt eine Lauflängendekodierung vor, indem sie eine den Lauflängendaten gleiche Menge an Pegeldaten erzeugt. Die inverse VLC-Schaltung und die inverse Lauflängenschaltung expandieren die komprimierten Untertiteldaten.
(7) 3 : 4-Filter 25
Wenn der Monitor ein Seitenverhältnis von 4 : 3 hat, verarbeitet das 3 : 4-Filter 25 die Untertiteldaten, die in horizontaler Richtung gestaucht wurden, so daß sie auf 100% vervollständigt werden. Nachdem die Untertiteldaten modifiziert sind, werden sie den Videodaten überlagert. In diesem Fall liest die Steuerung 35 die Daten aus dem Codepuffer 22 auf der Basis des N-Synchronisierimpulses schnell aus, z. B. in der Zeit, die 90 Pixeln aus dem H-Synchronisierimpuls entspricht.
Wenn der Monitor ein Seitenverhältnis von 16 : 9 hat, umgeht das Signal das 3 : 4-Filter. Das von der Steuerung 35 gelieferte x-Stauchungssignal wird benutzt, um zu prüfen, ob das Signal das 3 : 4-Filter umgeht oder nicht.
Wenn der Bitstrom von mehreren Untertiteldaten, die mehrere Schriftarten benutzen, übertragen wird, umgeht der Bitstrom das 3 : 4-Filter.
(8) Farbnachschlagtabellen-(CLUT)-Schaltung 26
In der Farbnachschlagtabelle (CLUT), die in 6 beispeilhaft dargestellt ist, sind Luminanzdaten Y, Farbdifferenzdaten Cr, Cb und Schlüsseldaten K gespeichert, die das Mischungsverhältnis zwischen den Hintergrunddaten und den ausgewählten Luminanzdaten Y und den Farbdifferenzdaten Cr, Cb angeben. Diese Datenposten sind im vollen Maßstab als 8 Bits definiert, können jedoch, wie in 6 dargestellt, in Daten mit einer Genauigkeit von 4 Bits umgewandelt werden. Eine solche CLUT kann im voraus aus dem Codepuffer 22 in eine CLUT-Schaltung 26 heruntergeladen werden.
Die Schlüsseldaten K werden aus der CLUT-Schaltung als Mischungsverhältnis in einen Mischer 34 übertragen. Es ist auch möglich, eine CLUT vorzusehen, wie sie in 12 dargestellt ist, um eine Farbwischblende zu realisieren, die sich im Lauf der Zeit ändert, indem das höchstwertige Bit der Eingangsadresse benutzt wird.
(9) Mischer 34
Wenn das Signal zum Ein-/Ausschalten der Überlagerung auf "EIN" gesetzt ist, überlagert der Mischer 34 die aus der CLUT-Schaltung ausgelesenen Untertiteldaten als Y-, Cb-, Cr-Daten auf der Basis des Mischungsverhältnisses K den Videodaten, die als Y-, Cb-, Cr-Daten zugeführt werden. Diese Datenposten werden an einer vorbestimmten Position überlagert, die von dem Positionssignal oder dem u_Positionssignal abhängt, die von der Steuerung 35 geliefert werden.
Wenn die Modusinformation als Abblendkoeffizient festgelegt ist, werden die Musterdaten der Untertiteldaten mit dem Abblendkoeffizienten mit einer speziellen Rate multipliziert, um die Untertitel ein- oder auszublenden.
Wenn das Überlagerungssignal auf "AUS" gesetzt ist, werden nur die dem Mischer zugeführten Videodaten für die Anzeige ausgegeben. Der Benutzer kann das Überlagerungssignal frei einstellen.
Die Inhalte der verschiedenen Datenposten, die von der Steuerung 35 der Systemsteuerung 14 zugeführt werden, und die Inhalte der verschiedenen Datenposten, die von der Steuerung der Systemsteuerung zugeführt werden, sind in 2, 3 und 4 dargestellt. 4 zeigt auch verschiedene Datenposten, die von oder zu anderen Schaltungen in dem oben beschriebenen Dekodiersystem gesendet werden.
Als nächstes wird anhand von 5A bis 5C und von 6 ein Beispiel für das Kodieren der Untertiteldaten im 4-Bit-Kodiermodus in der Datenkodiereinheit gemäß der Erfindung erläutert.
Die Untertiteldaten werden als Fülldaten ausgedrückt, und das Mischungsverhältnis wird durch die Schlüsseldaten ausgedrückt, wie dies in 5B bzw. 5C dargestellt ist. In diesem Beispiel soll der Buchstabe "A" als Untertiteldaten angezeigt werden, wie dies in 5A dargestellt ist. Die Fülldaten, die durch das Abtasten dieses Buchstabens mit einer einzigen horizontalen Abtastzeile gewonnen werden, sind in 5B dargestellt.
Die Fülldaten werden auf einen Pegel gesetzt, der dem in der Periode T3 anzuzeigenden Luminanzsignal Y des Buchstabens entspricht. In den Perioden T1, T2 vor der Periode T3 und in den Perioden T4, T5 nach der Periode T3 werden die Fülldaten auf den niedrigsten Pegel "0" gesetzt. Der Pegel der Fülldaten steuert den Luminanzpegel der anzuzeigenden Untertiteldaten. Die Fülldaten variieren den Luminanzpegel vom Schwarzpegel bis zu dem sehr hellen Pegel, wenn die Fülldaten sich von "0" auf "EO" ändern.
In der Periode T3 sind die Schlüsseldaten auf ihren niedrigsten Pegel "EO" gesetzt, um den Untertitel anzuzeigen. In den isolierten Perioden T1 und T5 vor und nach der Periode T3 sind die Schlüsseldaten auf ihren höchsten Pegel "0" gesetzt. Wenn die Schlüsseldaten auf den Pegel "0" gesetzt sind, werden die Untertiteldaten am stärksten gedämpft, da das Mischungsverhältnis des Hintergrundvideosignals 100% beträgt. Wenn die Schlüsseldaten hingegen auf den Pegel "EO" gesetzt sind, beträgt das Mischungsverhältnis des Hintergrundvideosignals 0%, und die Untertiteldaten können von dem Betrachter gut erkannt werden.
In den Perioden T2 und T4 zwischen der Periode T3 und den Perioden T1 bzw. T5 werden die Schlüsseldaten auf entsprechende Zwischenpegel gesetzt. Das heißt, in der Periode T2 ändert sich der Pegel der Schlüsseldaten allmählich von dem höchsten Pegel "0" auf den niedrigsten Pegel "EO", während der Pegel der Schlüsseldaten sich in der Periode T4 von dem niedrigsten Pegel "EO" allmählich auf den höchsten Pegel "0" ändert.
In den Perioden T2 und T4 wird das Videosignal mit einer Rate gedämpft, die dem Wert der Schlüsseldaten entspricht. In diesem Beispiel ist die Dämpfungsrate des Hintergrundvideos um so größer, je größer der Wert der Schlüsseldaten ist. Umgekehrt ist die Dämpfungsrate des Hintergrundvideos um so kleiner, je kleiner der Wert der Schlüsseldaten ist.
Wie oben erläutert wurde, wird das Hintergrundvideo in der Nähe eines Buchstabens oder Zeichens allmählich heruntergedämpft, damit der Betrachter die Untertitel leichter lesen kann, wenn er die Videobilder auf dem Bildschirm anschaut.
Die in 6 beispielhaft dargestellte Farbnachschlagetabelle (CLUT) ist die Tabelle für den 4-Bit-Kodiermodus, die bei der Kodierung als Referenz benutzt wird.
Wenn die Adresse (Addr) sich von OH nach 7H ändert, werden die Schlüsseldaten K in den acht (8) Schritten von OOH → 20H → 40H → 60H → ... → EOH gespeichert, und die Fülldaten (Luminanzdaten Y) als OOH definiert. Wenn die Adresse von 8H nach FH variiert, werden die Schlüsseldaten als EO definiert und die Fülldaten werden in den acht Schritten OOH → 20H → 40H → 60H → ... → EOH gespeichert. Die Farbdifferenzdaten Cr, Cb sind in jedem Fall als 7FH definiert.
Wenn die Farbnachschlagetabelle während des Kodierprozesses als Referenz benutzt wird, wird eine Adresse (Addr), die den Daten in jedem der in 5B und 5C dargestellten Abtastzeitpunkte entspricht, von einer Quantisierschaltung 64 als kodierte Daten ausgegeben, wie dies weiter unten erläutert wird.
7A und 7B zeigen ein Blockdiagramm eines Kodiersystems, in dem eine Untertiteldaten-Kodiereinheit gemäß der Erfindung benutzt wird.
In diesem Kodiersystem wird ein von einer Videokamera 51 ausgegebenes Videosignal einer Videokodiereinheit 52 für die Analog-/Digital-(A/D)-Umwandlung zugeführt und dann komprimiert und in Paketen angeordnet, bevor es einem Multiplexer 58 zugeführt wird.
Wenn anstelle der Videokamera ein Videodisc-Player oder ein Videorecorder benutzt wird, kann auch das reproduzierte Videosignal der Videokodiereinheit zugeführt werden.
Die Videokodiereinheit besitzt eine Ratensteuerung 52a. Wenn eine kleine Datenmenge kodiert wird, wird die Rate von der Untertitel-Kodiereinheit 57 so gesteuert, daß die Menge der kodierten Videodaten größer wird. Wenn eine große Datenmenge kodiert wird, wird die Rate so gesteuert, daß die Menge der kodierten Videodaten kleiner wird. Auf diese Weise wird die Rate so gesteuert, daß die Gesamtmenge der kodierten Daten konstant gehalten wird.
Ein von einem Mikrofon 53 aufgenommenes Audiosignal wird einer Audio-Kodiereinheit 54 zugeführt. Das Signal wird in der Audio-Kodiereinheit A/D-gewandelt, komprimiert, kodiert und in Paketen angeordnet, bevor es dem Multiplexer 58 zugeführt wird. Der Audio-Kodiereinheit kann auch ein Audiosignal zugeführt werden, das nicht von dem Mikrofon aufgenommen sondern von einem Bandrecorder oder dgl. wiedergegeben wird.
Die von einem Zeichengenerator 55 erzeugten Untertiteldaten oder die von einem Lichtpunktscanner 56 ausgegebenen Untertiteldaten werden der Untertiteldaten-Kodiereinheit 57 zugeführt. In der Untertiteldaten-Kodiereinheit werden die Untertiteldaten anhand der Farbnachschlagtabelle 71 kodiert, die in 6 beispielhaft dargestellt ist. Die Untertiteldaten werden komprimiert, kodiert und in Paketen angeordnet, bevor sie dem Multiplexer zugeführt werden.
Der Multiplexer multiplext die paketierten Daten, die von der Videodaten-Kodiereinheit 52, der Audiodaten-Kodiereinheit 54 bzw. der Untertiteldaten-Kodiereinheit zugeführt werden. Die gemultiplexten Daten werden in dem Multiplexer nach ECC fehlerkorrigiert und z. B. mit EFM (Acht-zu-Vierzehn-Modulation) moduliert. Die gemultiplexten Daten werden dann auf einem Aufzeichnungsmedium, z. B. einer Platte 91, aufgezeichnet oder über einen Kanal übertragen/gesendet.
Im folgenden wird die Untertiteldaten-Kodiereinheit 57 beschrieben.
Der Zeichengenerator 55 erzeugt Untertiteldaten, die dem von der Video-Kodiereinheit 52 kodierten Videobild entsprechen. Diese Untertiteldaten werden der Untertiteldaten-Kodiereinheit zugeführt. Die Untertiteldaten werden dem Kontakt (a) eines Schalters 61 zugeführt, und die von dem Zeichengenerator erzeugten Schlüsseldaten K werden dem Kontakt (b) des Schalters 61 zugeführt. Dieser Schalter schaltet in einer vorbestimmten Zeitlage von dem Kontakt (a) auf den Kontakt (b) um, um entweder die Untertiteldaten oder die Schlüsseldaten k als die der Quantisierschaltung 64 zuzuführenden Daten auszuwählen. Die jeweils ausgewählten Daten werden über ein Filter 72 und einen Schalter 62 der Quantisierschaltung zugeführt.
Die der Quantisierschaltung zugeführten Untertiteldaten werden in dieser unter Bezugnahme auf die Farbnachschlagtabelle (CLUT) 71 quantisiert und dann in einer DPCM-Schaltung 65 nach einem differentiellen PCM-Code kodiert. Anschließend wird in einer Lauflängen-Kodierschaltung 66 und einer variablen Längenkodierschaltung 67 eine Kompressionskodierung durchgeführt, wobei die Abweichung der Häufigkeit, mit der ein Code auftritt, benutzt wird.
Wenn die Untertiteldaten in acht Stufen ausgedrückt werden, gewinnt man aus der in 6 beispielhaft dargestellten CLUT 71 eine 4-Bit-Adresse (Addr), die dem Luminanzwert Y und den Schlüsseldaten K des Untertitels entspricht.
Es ist auch möglich, die Farbnachschlagtabelle in die Kodiervorrichtung zu übertragen, so daß die Farbnachschlagtabelle während der Kodier- und Dekodiervorgänge identisch ist. In diesem Fall wird die Farbnachschlagtabelle, die von einem Ladeblockerzeuger 70 erzeugt wird, gemultiplext und dann aufgezeichnet oder über einen Untertitel-Pufferprüfer (SBV) 68 in die Dekodierschaltung übertragen.
In der Dekodierschaltung wird die übertragene Farbnachschlagtabelle einer CLUT-Schaltung 26 zugeführt, so daß die Eingangsdaten unter Bezugnahme auf die gleiche Farbnachschlagtabelle dekodiert werden können, mit der sie kodiert wurden. In der CLUT 71 sind die Lumi nanzdaten Y, die Farbdifferenzdaten Cr, Cb und die Schlüsseldaten K, die das Mischungsverhältnis mit dem Hintergrundbild angeben, jeweils z. B. mit maximal 8 Bit gespeichert, wie dies in 6 dargestellt ist.
In dem Kodiersystem werden die Videodaten, die Audiodaten und die Untertiteldaten von dem Multiplexer 58 jeweils in Paketen angeordnet und gemultiplext. Jedes Paket wird mit zusätzlichen Headerdaten versehen, einschließlich einer Attributinformation für die Daten, die bei der Dekodieroperation in dem Datendekodierer und Demultiplexer 1 ausgelesen und getrennt werden. Der Header der Untertiteldaten enthält die Information, die die Daten bezeichnet, die in dem regulären Wiedergabemodus dekodiert werden sollen, bzw. die Daten, die in dem speziellen Wiedergabemodus dekodiert werden sollen.
In der Untertitel-Kodiereinheit 57 werden verschiedene Arten von Steuerinformationen (Normal/Trick-Play, Positionsinformation, Untertitel-Kodierinformation, Zeitcode, EOP, oberer Grenzwert usw.) zu der Bitmap der Untertitelmusterdaten in dem Untertitel-Pufferprüfer (SBV) 68 hinzugefügt. Die in dem Puffer zu speichernde Datenmenge wird in dem SBV geprüft, um die Menge der kodierten Daten so anzupassen, daß ein Datenüberlauf oder -unterlauf vermieden wird. Diese Steuerung wird von dem SBV ausgeführt, der die Ratensteuerung 52a und den Quantisierungspegel der Quantisierschaltung 64 auf der Basis der in dem Puffer zu speichernden Datenmenge regelt.
Der Quantisierungspegel kann in verschiedenen Stufen geändert werden. Die Quantisierungsbitrate der Quantisierschaltung kann auch in Abhängigkeit von der Quantisierungspegelbreite eingestellt werden. Deshalb kann die Quantisierung mit der notwendigen Bitrate durchgeführt werden.
Im folgenden werden anhand von 8A und 8B bis 12 Merkmale der vorliegenden Anordnung erläutert.
8A und 8B zeigen einen Untertitel-Anzeigeblock, der aus einem Ladeblock und einem Pixeldatenblock gebildet wird. Wie 8B zeigt, sind die ersten drei Zeilen des Untertitel-Anzeigeblocks dem Ladeblock im 4-Bit-Kodiermodus zugeordnet. Die ersten sechs Zeilen sind jedoch dem Ladeblock in dem (nicht dargestellten) 2-Bit-Kodiermodus zugeordnet.
Die Zeilen 4 bis 33 sind dem Pixeldatenblock im 4-Bit-Kodiermodus zugeordnet, während die Zeilen 7 bis 33 dem Pixeldatenblock im 2-Bit-Kodiermodus zugeordnet sind. Der Pixeldatenblock enthält Bitmapdaten der auf dem Bildschirm anzuzeigenden Untertiteldaten.
Der Ladeblock besteht aus einem Progressions-Bit (P-Bit), das zur Aktualisierung einer Änderungsposition der Farbnachschlagtabelle benutzt wird, ferner einem Haltebit (H-Bit) zum Steuern der Aktualisierung der Änderungsposition in dem nächsten Rahmen, wenn die gleiche CLUT-Umschaltinformation über mehrere Rahmen andauert, und einem 10-Bit-Rahmenzählwert, der die Zahl der Rahmen angibt, in denen die Umschaltinformation die gleiche bleibt.
Die Umschaltinformation wird durch das P-Bit, das H-Bit und die Bits des Rahmenzählwerts repräsentiert. Diese Information wird für die Weiterentwicklung einer Farbwischblendenoperation benutzt oder zur Änderung der Anzeige von Untertiteldaten an einer vorbestimmten Position in dem Videobild, die als Änderungsposition bezeichnet wird.
Der Ladeblock wird von dem in 7A und 7B dargestellten Ladeblockerzeuger 70 in der Untertitel-Kodiereinheit 57 aus Wischblendendaten erzeugt.
Die Positionsinformation aus einem Wischblendenhebel 81 wird dem Ladeblockerzeuger über einen Adapter 82 zugeführt. Der Ladeblockerzeuger tastet den Eingangsdatenstrom in einem Rahmenintervall ab und formt die Information in das in 9 dargestellte Format um.
Die Wischblendeninformation wird in einem Schalter 83 mit der Untertitelinformation aus dem Zeichengenerator 55 gemischt und dann an einen Monitor 84 für die versuchsweise Anzeige ausgegeben, um die Wischblendenanzeige zu prüfen.
9 zeigt den Dateninhalt von Abtastproben in dem Ladeblock des 4-Bit-Kodiermodus. Das erste MSB von Zeile 1 bezeichnet das P-Bit, während das zweite MSB das H-Bit bezeichnet. Das dritte MSB und das LSB von Zeile 1 bezeichnen das zehnte bzw. neunte Bit des Rahmenzähiwerts. Der Rahmenzählwert kennzeichnet die Zeitdauer der Untertitelanzeige. Das dritte MSB und das LSB von Zeile 1 sind das MSB- und das zweite MSB-Bit des Rahmenzählwerts.
Die entsprechenden vier Bits von Zeile 2 und Zeile 3 bezeichnen das achte bis fünfte Bit des Rahmenzählwerts bzw. das vierte bis erste Bit des Rahmenzählwerts.
Anhand von 10 wird die Farbwischblendenoperation beschrieben. Ein Untertitel "Hello, world!", der von dem Zeichengenerator 55 erzeugt wird, wird angezeigt, wobei eine Farbwischblende angewendet wird. Auf der vertikalen Achse sind Zeitpunkte t0, t1, t2, ... t9 dargestellt, die die Rahmenposition zeigen, während die horizontale Achse die horizontale Position kennzeichnet.
Im folgenden wird 10 erläutert.
Die Untertiteldaten werden zunächst in dem Zeitpunkt t0 angezeigt. Die Farbwischblende wandert um ein Pixel weiter und wird für eine Periode von etwa 10 Sekunden, 288 Rahmen, verzögert, nachdem das Untertitelmuster angezeigt wurde, weil das H-Bit auf "1" gesetzt ist und der Rahmenzählwert gleich 288 ist.
In dem Zeitpunkt t1, der auf etwa 10 Sekunden nach der Zeit t0 gesetzt ist, endet die Verzögerung, die in dem Zeitpunkt t0 begonnen hatte.
In dem Zeitpunkt t2 wandert die Farbwischblende um ein Pixel weiter. In dem Zeitpunkt t2 gibt es keine Verzögerung, weil das H-Bit auf "0" gesetzt ist. In dem Zeitpunkt t2 wandert die Farbwischblende auf der Basis des P-Bits, das auf "1" gesetzt ist, aus der horizontalen Position weiter zu der nächsten Pixelposition.
In dem Zeitpunkt t3 wandert die Farbwischblende um ein weiteres Pixel weiter.
In dem Zeitpunkt t4 wandert die Farbwischblende um vier Pixel weiter. Zu dieser Zeit wird die Farbwischblende für 16 Rahmen, etwa 0,5 Sekunden, auf der Basis des H-Bits und des Rahmenzählwerts gehalten. Wenn das P-Bit auf "0" gesetzt wird, springt die Pixelposition. Deshalb wandert die Farbwischblende in dem Zeitpunkt t4 durch den Sprung über drei Pixel weiter und wandert auf der Basis der P-Bits um ein Pixel weiter.
In dem Zeitpunkt t5 endet die Farbwischblendenverzögerung von 16 Rahmen.
In dem Zeitpunkt t6 wandert die Farbwischblende um ein Pixel weiter und wird auf der Basis des H-Bits und des Rahmenzählwerts wieder für etwa 0,5 Sekunden, 16 Rahmen, gehalten.
In dem Zeitpunkt t7 endet die Farbwischverzögerung, die in dem Zeitpunkt t6 begann.
In dem Zeitpunkt t8 wandert die Farbwischblende um drei Pixel weiter. Die Farbwischblende wird wieder für etwa eine Sekunde, 32 Rahmen, verzögert.
In dem Zeitpunkt t9 endet die Farbwischblendenverzögerung, die in dem Zeitpunkt t8 begonnen hatte.
Die Farbwischblende wandert in diesem Zeitschema weiter, so daß die Anzeigefarbe des Untertitels "Hello, world!" sich von links nach rechts ändert. Das Fortschreiten und die Ver zögerung der Farbwischblendenoperation werden entsprechend der Information in dem Ladeblock gesteuert, wie sie z. B. in 9 dargestellt ist.
11 zeigt ein Blockdiagramm einer Untertiteldatenanzeige- und Farbwischblendensteuerungsschaltung zur Realisierung der oben beschriebenen Operation.
In der Anordnung von 11 werden Daten, die aus Ladeblöcken und Pixeldatenblöcken bestehen, einem Register 200 zugeführt, und die P- und H-Bits werden detektiert.
Ein Pixelzähler 204 wird mit einem horizontalen Synchronisiersignal (Hsync) gelöscht, und der Takt CK wird zum Zählen der Pixelzahl in horizontaler Richtung entsprechend der Spaltenadresse des Ladeblocks benutzt. Wenn das P-Bit gleich "1" ist, wird dieser Zählwert in einem Komparator (COMP) 206 mit dem Inhalt eines Registers 205 verglichen, der die letzte Rahmenposition der Farbwischblende angibt. Wenn der Zählwert A des Pixelzählers 204 größer ist als der Wert B des Registers 205 (A > B), wird im Register 205 über ein UND-Glied 207 ein Flag als Tastsignal zugeführt, das A > B anzeigt. Dieses Tastsignal ermöglicht die Aktualisierung der inhalte des Registers 205. Auf diese Weise wird in dem Register 205 eine neue Farbwischblendenadresse (Position) gespeichert.
Die Steuerung 35 in dem Untertiteldekodierer 7 liefert während der Periode von der Zeile 1 bis zur Zeile 3 des Ladeblocks ein Aktivierungssignal an die Register 201, 205 und 209.
Das Register 205 wird zu einer Zeit gelöscht, in der der Anzeigezeitstempel PTS mit dem Taktwert SCR des Systems übereinstimmt, und das anfängliche Untertitelmuster wird angezeigt.
Das Ausgangssignal des UND-Glieds wird gleichzeitig einem Setzeingang S eines SR-Flipflops 203 und dem Register 205 zugeführt. Das Eingangssignal an dem Setzeingang S setzt das SR-Flipflop. Wenn das Ausgangssignal des SR-Flipflops gleich "0" ist, kann das Register 205 aktualisiert werden. Wenn das Ausgangssignal des SR-Flipflops 203 auf "1" gesetzt ist, sind die Register 201 und 205 deaktiviert und können nicht aktualisiert werden.
In jeder Zeile werden Daten mit 4 Bits aus dem Register 200 seriell in das Register 201 eingegeben, und zwar werden bis zu drei Zeilen des Ladeblocks aus dem Register 200 eingegeben. Wenn der Ladeblock beendet ist, sind in dem Register 201 10 Datenbits gespeichert, die den Rahmenzählwert kennzeichnen, wie dies in 9 dargestellt ist. Bei Beendigung des Ladeblocks lädt das Register 201 den Rahmenzählwert in einen Rahmen-Abwärtszähler 202.
Wenn der Rahmenzählwert gesetzt wird, führt der Rahmen-Abwärtszähler 202 mit dem vertikalen Synchronisiersignal (Vsync) aus dem nächsten Rahmen einen Abwärtszählvorgang aus. Bevor der Wert des Rahmen-Abwärtszählers gleich Null wird, wird das SR-Flipflop auf "1" gehalten, und die Inhalte der Register 201 und 205 können nicht aktualisiert werden. Wenn der Zählwert des Rahmen-Abwärtszählers gleich Null wird, erscheint am Übertrag-Ausgang (BR) des Rahmen-Abwärtszählers der Wert "1", und das SR-Flipflop wird auf "0" zurückgesetzt. Das Ende der Verzögerung oder der Halteperiode wird angezeigt, wenn der Rahmenzählwert gleich Null wird, so daß die Farbwischblende weiter wandert und ihre horizontale Position aktualisiert wird.
Wenn der nächste Rahmenzählwert in dem Register 201 gesetzt wird und ähnliche Operationen wiederholt werden, wird die Farbwischblendenoperation während der durch den Rahmenzählwert definierten Periode verzögert. Die Farbwischblendenposition wird, wie oben beschrieben, in dem Register 205 aktualisiert, so daß die Farbwischblende des Untertitels weiter wandert.
Das Ausgangssignal des Registers 205 aktiviert die Umschaltung der Farbnachschlagtabelle in horizontaler Richtung des relevanten Rahmens. Der Wert des Registers 205 kann bei jeder Rahmeneineinheit aktualisiert werden. Das Ausgangssignal des Registers 205 wird synchron mit dem horizontalen Synchronisiersignal in einen Pixelzähler 208 geladen. Der Pixelzähler 208 gibt an seinem Übertrag-Ausgang (BR) den Wert "1" aus, wenn der Wert des Zählers gleich Null wird. Dieses Ausgangssignal "1" wird der in 12 dargestellten Farbnachschlagtabelle (CLUT) 210 als höchstwertiges Adressenbit (MSB) in einer Zeitlage zugeführt, in der der Pixeldatenblock über ein Register 209 zugeführt wird.
In der CLUT 210 sind auf der Basis des MSB verschiedene Farbdifferenzsignale Cb, Cr gespeichert, wie dies in 12 dargestellt ist. Auf diese Weise kann die Farbinformation der Untertiteldaten, die als Funktion der CLUT 210 angezeigt werden, in Abhängigkeit von dem in der CLUT gespeicherten Farbdifferenzsignal geändert werden.
Wenn die Pixeldaten auf einen 4-Bit-/Pixel-Modus gesetzt sind, werden bei der Kodierung nur die drei unteren Bits benutzt, da das MSB für die Umschaltesteuerung der CLUT 210 benutzt wird. Wenn die Pixeldaten auf einen 2-Bit-/Pixel-Modus gesetzt sind, wird bei der Kodierung nur das LSB benutzt, weil das MSB in der oben beschriebenen Weise benutzt wird. Wenn die Kodierung in dem 2-Bit-/Pixel-Modus in Einheiten von zwei Pixeln durchgeführt wird, ist es möglich, daß von den vier übertragenen Bits nur ein Bit als MSB für die Umschaltung der CLUT 210 verwendet wird und die verbleibenden drei Bits zum Kodieren der Pixel benutzt werden können.
Da die quantisierten Fülldaten und Schlüsseldaten, wie oben erläutert, aus einer bestimmten Anzahl von Bits gebildet werden, ermöglicht die vorliegende Erfindung eine sehr schnelle Anzeige von Untertiteln mit hoher Qualität in einer vereinfachten Schaltung, ohne daß die Anzeigequalität des Hintergrundvideobilds verschlechtert wird.
Da die Farbnachschlagtabelle in horizontaler Richtung umgeschaltet werden kann, kann die Farbwischblende auch in dem KARAOKE-System realisiert werden. Die einzige Speichersteuerschaltung kann zur Implementierung eines vereinfachten Verfahrens zur Steuerung der Farbwischblende in dem KARAOKE-System und zur Anzeige der Untertitel in fremdsprachigen Filmen benutzt werden.
Bei dem oben beschriebenen Verfahren muß ein Ladeblock für jeden Block übertragen werden, der etwa 1 KByte an Daten enthält. Es ist nicht nötig, zusätzliche Daten zu senden, um eine Farbwischblende auszuführen, oder ein Band für den Speicherzugriff zur Verfügung zu stellen, das über das herkömmliche 4-Bit-/Pixel- oder 2-Bit-/Pixel-Band hinausgeht.
Vorangehend wurde ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung beschrieben und dargestellt. Für den einschlägigen Fachmann ist es offensichtlich, daß verschiedene Modifizierungen möglich sind, ohne daß damit der Bereich der Erfindung verlassen wird.

Claims

Vorrichtung zum Kodieren von Untertiteln für die Verwendung in einem Videobild-Übertragungssystem mit einem Eingangsbitstrom, der Untertiteldaten und Videobilddaten enthält, wobei die Vorrichtung aufweist: eine Farbnachschlagtabelle (71) mit Adressen für den Zugriff auf Anzeigedaten, eine Einrichtung (70} zum Erzeugen von eine Umsteuerpositionsinformation enthaltenden Ladeblöcken aus einer relative Positionen von Pixeldaten in dem Videobild repräsentierenden Positionsinformation durch Abtasten des Eingangsbitstroms in einem Rahmenintervall, wobei die Umsteuerpositionsinformation zur Aktualisierung einer in dem Videobild liegenden Änderungsposition benutzt wird, wobei eine laufende Adresse für den Zugriff auf die Farbnachschlagtabelle in jeder Rahmenperiode in eine nächste Adresse veränderbar ist, so daß an der durch die Umsteuerpositionsinformation angegebenen Änderungsposition auf unterschiedliche Anzeigedaten zugegriffen wird, wobei die Umsteuerpositionsinformation Verzögenangslängendaten enthält, die zur Steuerung der Verzögerung bei der Aktualisierung der Änderungsposition benutzt werden, wenn die gleiche Umsteuerinformation sich über mehrere Rahmen fortsetzt, eine Einrichtung (57) zum Kodieren der Untertiteldaten als Funktion der Farbnachschlagtabelle für die Erzeugung von Pixeldatenblöcken und eine Einrichtung (58) zum Bilden von Datenblöcken aus den Ladeblöcken und den Pixeldatenblöcken für die Übertragung.
Vorrichtung nach Anspruch 1, bei der die Anzeigedaten Fülldaten enthalten, die den Luminanzpegel der Untertiteldaten repräsentieren, sowie Schlüsseldaten, die das Mischungsverhältnis zwischen den Fülldaten und dem Videobild repräsentieren.
Vorrichtung nach Anspruch 1, bei der die Umsteuerpositionsinformation Fortschrittsbits für die Aktualisierung der Änderungsposition, Haltebits zum Verzögern der Aktualisierung der Änderungsposition und Rahmenzählwertbits für das Einstellen der Länge der genannten Verzögerung enthält.
Vorrichtung nach Anspruch 1, bei der die Einrichtung zum Bilden von Datenblöcken so betreibbar ist, daß sie die Ladeblöcke und die Pixeldatenblöcke in wechselnder Folge anordnet.
Vorrichtung (7) zum Dekodieren von Untertiteln für die Verwendung in einem Videobild-Anzeigesystem, wobei die Vorrichtung aufweist: eine Farbnachschlagtabelle (26) mit Adressen für den Zugriff auf Anzeigedaten, eine Einrichtung (200) zum Empfangen von Datenblöcken, die Ladeblöcke und Pixeldatenblöcke enthalten, wobei die Pixeldatenblöcke Untertiteldaten repräsentieren und die Ladeblöcke eine Umsteuerpositionsinformation enthalten und diese Umsteuerpositionsinformation für die Aktualisierung einer in dem Videobild liegenden Änderungsposition benutzt wird, wobei eine laufende Adresse für den Zugriff auf die Farbnachschlagtabelle in jeder Rahmenperiode in die nächste Adresse veränderbar ist, so daß an der durch die Umsteuerpositionsinformation angegebenen Änderungsposition auf unterschiedliche Anzeigedaten zugegriffen wird, wobei die Umsteuerpositionsinformation Verzögerungslängendaten enthält, die zur Steuerung der Verzögerung bei der Aktualisierung der Änderungsposition benutzt werden, wenn die gleiche Umsteuerinformation sich über mehrere Rahmen fortsetzt, eine Einrichtung (200) zum Detektieren der Umsteuerpositionsinformation aus den Ladeblöcken und eine Einrichtung (210 bis 209) zum Anzeigen der Untertitel und des Videobilds auf einem Anzeigebildschirm als Funktion der Umsteuerpositionsinformation und der Farbnachschlagtabelle.
Vorrichtung nach Anspruch 5, bei der die Anzeigedaten Fülldaten enthalten, die den Luminanzpegel der Untertiteldaten repräsentieren, sowie Schlüsseldaten, die das Mischungsverhältnis zwischen den Fülldaten und dem Videobild repräsentieren.
Vorrichtung nach Anspruch 5, bei der die Umsteuerpositionsinformation Fortschrittsbits für die Aktualisierung der Änderungsposition, Haltebits zum Verzögern der Aktualisierung der Änderungsposition und Rahmenzählwertbits für das Einstellen der Länge der genannten Verzögerung enthält.
Vorrichtung zum Kodieren und zum Dekodieren von Untertiteln für die Verwendung in einem Videobild-Übertragungs- und -Anzeigesystem mit einem Eingangsbitstrom, der Untertiteldaten und Videobilddaten enthält, wobei die Vorrichtung aufweist: eine Farbnachschlagtabelle (76, 21) mit Adressen für den Zugriff auf Anzeigedaten, eine Einrichtung (70) zum Erzeugen von eine Umsteuerpositionsinformation enthaltenden Ladeblöcken aus einer relative Positionen von Pixeldaten in dem Videobild repräsentierenden Positionsinformation, durch Abtasten des Eingangsbitstroms in einem Rahmenintervall, wobei die Umsteuerpositionsinformation zur Aktualisierung einer in dem Videobild liegenden Änderungsposition benutzt wird, wobei eine laufende Adresse für den Zugriff auf die Farbnachschlagtabelle in jeder Rahmenperiode in eine nächste Adresse veränderbar ist, so daß an der durch die Umsteuerpositionsinformation angegebenen Änderungsposition auf unterschiedliche Anzeigedaten zugegriffen wird, wobei die Umsteuerpositionsinformation Verzögerungslängen daten enthält, die zur Steuerung der Verzögerung bei der Aktualisierung der Änderungsposiion benutzt werden, wenn die gleiche Umsteuerinformation sich über mehrere Rahmen fortsetzt, eine Einrichtung (57) zum Kodieren der Untertiteldaten als Funktion der Farbnachschlagtabelle für die Erzeugung von Pixeldatenblöcken, eine Einrichtung (58) zum Bilden von Datenblöcken aus den Ladeblöcken und den Pixeldatenblöcken für die Übertragung, eine Einrichtung (200) zum Empfangen der Datenblöcke, eine Einrichtung (200) zum Detektieren der Umsteuerpositionsinformation aus den Ladeblöcken und eine Einrichtung (201 bis 209) zum Anzeigen der Untertiteldaten und des Videobilds auf einem Anzeigebildschirm als Funktion der Umsteuerpositionsinformation und der Farbnachschlagtabelle.
Verfahren zum Kodieren von Untertiteln für die Verwendung in einem Videobild-Übertragungssystem, bei dem ein Eingangsbitstrom Untertiteldaten und Videobilddaten enthält, wobei das Verfahren die Verfahrensschritte aufweist: Erzeugen eines eine Umsteuerpositionsinformation enthaltenden Ladeblocks aus einer relative Positionen von Pixeldaten in dem Videobild repräsentierenden Positionsinformation durch Abtasten des Eingangsbitstroms in einem Rahmenintervall, wobei die Umsteuerpositionsinformation zur Aktualisierung einer in dem Videobild liegenden Änderungsposition benutzt wird, wobei eine laufende Adresse für den Zugriff auf die Farbnachschlagtabelle in jeder Rahmenperiode in eine nächste Adresse veränderbar ist, so daß an der durch die Umsteuerpositionsinformation angegebenen Änderungsposition auf unterschiedliche Anzeigedaten zugegriffen wird, wobei die Umsteuerpositionsinformation Verzögerungslängendaten enthält, die zur Steuerung der Verzögerung bei der Aktualisierung der Änderungsposition benutzt werden, wenn die gleiche Umsteuerinformation sich über mehrere Rahmen fortsetzt, Kodieren der Untertiteldaten als Funktion der Farbnachschlagtabelle, um Pixeldatenblöcke zu erzeugen, und Bilden von Datenblöcken aus den Ladeblöcken und den Pixeldatenblöcken für die Übertragung.
Verfahren nach Anspruch 9, bei dem die Anzeigedaten Fülldaten enthalten, die den Luminanzpegel der Untertiteldaten repräsentieren, sowie Schlüsseldaten, die das Mischungsverhältnis zwischen den Fülldaten und dem Videobild repräsentieren.
Verfahren nach Anspruch 9, bei dem die Umsteuerpositionsinformation Fortschrittsbits für die Aktualisierung der Änderungsposition, Haltebits zum Verzögern der Aktualisierung der Änderungsposition und Rahmenzählwertbits für das Einstellen der Länge der genannten Verzögerung enthält.
Verfahren nach Anspruch 9 bei dem in dem Verfahrensschritt des Bilden von Datenblöcken die Datenblöcke gebildet werden, indem die Ladeblöcke und die Pixeldatenblöcke in wechselnder Folge angeordnet werden.
Verfahren zum Dekodieren von Untertiteln für die Verwendung in einem Videobild-Anzeigesystem, wobei das Verfahren die Verfahrensschritte aufweist: Empfangen von Datenblöcken, die Ladeblöcke und Pixeldatenblöcke enthalten, wobei die Pixeldatenblöcke Untertiteldaten repräsentieren und die Ladeblöcke eine Umsteuerpositionsinformation enthalten und diese Umsteuerpositionsinformation für die Aktualisierung einer in dem Videobild liegenden Änderungsposition benutzt wird, wobei eine laufende Adresse für den Zugriff auf die Farbnachschlagtabelle in jeder Rahmenperiode in die nächste Adresse veränderbar ist, so daß an der durch die Umsteuerpositionsinformation angegebenen Änderungsposition auf unterschiedliche Anzeigedaten zugegriffen wird, wobei die Umsteuerpositionsinformation Verzögerungslängendaten enthält, die zur Steuerung der Verzögerung bei der Aktualisierung der Änderungsposition benutzt werden, wenn die gleiche Umsteuerinformation sich über mehrere Rahmen fortsetzt, Detektieren der Umsteuerpositionsinformation aus den Ladeblöcken und Anzeigen der Untertiteldaten und des Videobilds auf einem Anzeigebildschirm als Funktion der Umsteuerpositionsinformation und der Farbnachschlagtabelle.
Verfahren nach Anspruch 13, bei dem die Anzeigedaten Fülldaten enthalten, die den Luminanzpegel der Untertiteldaten repräsentieren, sowie Schlüsseldaten, die das Mischungsverhältnis zwischen den Fülldaten und dem Videobild repräsentieren.
Verfahren nach Anspruch 13, bei dem die Umsteuerpositionsinformation Fortschrittsbits für die Aktualisierung der Änderungsposition, Haltebits zum Verzögern der Aktualisierung der Änderungsposition und Rahmenzählwertbits für das Einstellen der Länge der genannten Verzögerung enthält.
Verfahren zum Kodieren und zum Dekodieren von Untertiteln für die Verwendung in einem Videobild-Übertragungs- und -Anzeigesystem, bei dem ein Eingangsbitstrom Untertiteldaten und Videobilddaten enthält, wobei das Verfahren die Verfahrensschritte aufweist: Erzeugen eines eine Umsteuerpositionsinformation enthaltenden Ladeblocks aus einer relative Positionen von Pixeldaten in dem Videobild repräsentierenden Positionsinformation durch Abtasten des Eingangsbitstroms in einem Rahmenintervall, wobei die Umsteuerpositionsinformation zur Aktualisierung einer in dem Videobild liegenden Änderungsposition be nutzt wird, wobei eine laufende Adresse für den Zugriff auf die Farbnachschlagtabelle in jeder Rahmenperiode in eine nächste Adresse veränderbar ist, so daß an der durch die Umsteuerpositionsinformation angegebenen Änderungsposition auf unterschiedliche Anzeigedaten zugegriffen wird, wobei die Umsteuerpositionsinformation Verzögerungslängendaten enthält, die zur Steuerung der Verzögerung bei der Aktualisierung der Änderungsposition benutzt werden, wenn die gleiche Umsteuerinformation sich über mehrere Rahmen fortsetzt, Kodieren der Untertiteldaten als Funktion der Farbnachschlagtabelle, um Pixeldatenblöcke zu erzeugen, Bilden von Datenblöcken aus den Ladeblöcken und den Pixeldatenblöcken für die Übertragung, Empfangen der Datenblöcke, Detektieren der Umsteuerpositionsinformation aus den empfangenen Ladeblöcken und Anzeigen der Untertiteldaten und des Videobilds auf einem Anzeigebildschirm als Funktion der Umsteuerpositionsinformation und der Farbnachschlagtabelle.
Aufzeichnungsmedium (91) für Untertiteldaten, mit einer Speicherschicht zum Speichern von Datenblöcken, wobei diese Datenblöcke Pixeldatenblöcke enthalten, die Untertiteldaten repräsentieren, sowie Ladeblöcke, die eine Umsteuerpositionsinformation enthalten, welche für die Aktualisierung einer in einem Videobild liegenden Änderungsposition benutzt wird, wobei eine laufende Adresse für den Zugriff auf eine Farbnachschlagtabelle, die eine Adresse für den Zugriff auf Anzeigedaten aufweist, in jeder Rahmenperiode in eine nächste Adresse veränderbar ist, so daß an der durch die Umsteuerpositionsinformation angegebenen Änderungsposition auf unterschiedliche Anzeigedaten zugegriffen wird, wobei die Umsteuerpositionsinformation Verzögerungslängendaten enthält, die zur Steuerung der Verzögerung bei der Aktualisierung der Änderungsposition benutzt werden, wenn die gleiche Umsteuerinformation sich über mehrere Rahmen fortsetzt.
Medium (91) nach Anspruch 17, bei dem die Umsteuerpositionsinformation Fortschrittsbits für die Aktualisierung der Änderungsposition, ferner Haltebits zum Verzögern der Aktualisierung der Änderungsposition und Rahmenzählwertbits für das Einstellen der Länge der genannten Verzögerung enthält.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, bei der die Umsteuerpositionsinformation eine Farbwischblendeninformation umfaßt und das Aktualisieren der Änderungsposition einem Bewegen der Farbwischblende nach vorn entspricht, wobei die Farbwischblende in jeder Rahmenperiode auf der Basis der Farbwischblendeninformation in Vorwärtsrichtung bewegbar ist, um die Untertiteldaten abzuschatten.
Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 16, bei dem die Umsteuerpositionsinformation eine Farbwischblendeninformation umfaßt und das Aktualisieren der Änderungsposition einem Bewegen der Farbwischblende nach vorn entspricht, wobei die Farbwischblende in jeder Rahmenperiode auf der Basis der Farbwischblendeninformation in Vorwärtsrichtung bewegbar ist, um die Untertiteldaten abzuschatten.
Medium nach Anspruch 17 oder 18, bei dem die Umsteuerpositionsinformation eine Farbwischblendeninformation umfaßt und das Aktualisieren der Änderungsposition einem Bewegen der Farbwischblende nach vorn entspricht, wobei die Farbwischblende in jeder Rahmenperiode auf der Basis der Farbwischblendeninformation in Vorwärtsrichtung bewegbar ist, um die Untertiteldaten abzuschatten.