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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich generell auf Fernsehempfänger und
insbesondere auf solche Fernsehempfänger, die eine mit digitalem
Empfänger/Decodern
gemeinsam genutzte Schaltungsanordnung aufweisen.
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Trotz
der Zunahme von digitalen Computersystemen in der Heimumgebung bleiben
die meisten Audio-/Videokomponenten, insbesondere Fernsehempfänger, analog-orientiert.
Infolgedessen müssen Geräte, wie
Videokassettenrecorder (VCR), digitale Video-Disc-(DVD)-Abspielgeräte und mit
einem digitalen Satellitensystem (DSS) integrierte Empfängerdecoder
(IRDs) ein analoges Ausgangssignal für einen Fernsehempfänger bereitstellen.
Im Allgemeinen wird dieses analoge Ausgangssignal entsprechend dem
NTSC-Standard für
die Vereinigten Staaten von Amerika formatiert sein.
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Ein
typischer DSS-IRD-Decoder ist beispielsweise in 1 dargestellt.
Digitale Signale von einem umlaufenden Satelliten werden mit einer
Antenne 110 empfangen, die am IRD-Eingangsteil 1 (Front-End)
angebracht ist. Die digitalen Signale sind in typischer Weise verschlüsselte MPEG-Ströme, welche
Fernsehprogramme ebenso wie lediglich Audioprogramme enthalten.
Der IRD-Eingangsteil 1 ist ein Tuner, der es einem Benutzer
gestattet, einen gewünschten
Kanal auszuwählen.
Das Eingangsteil 1 sorgt außerdem für eine Verstärkung des
von der Antenne 110 empfangenen relativ schwachen Signals. Für den Fall,
dass ein Benutzer den Wunsch hat, Fernsehprogramme anzuschauen,
die durch den Dienstanbieter des digitalen Satellitensystems bereitgestellt
werden, verbindet der Schalter 33 das ausgewählte Kanalsignal
von dem Eingangsteil 1 mit dem Transportparser bzw. der
Transport-Analysiereinrichtung (TPP) 2. In einigen Fällen wird
der DSS-IRD-Decoder mit anderen Elementen eines Heimunterhaltungssystems über ein
Interface (I/F) verbunden sein, welches dem IEEE-Standarddokument
1394 entspricht, das den Titel trägt "Standard für einen seriellen Hochleistungsbus
(nachstehend als IEEE 1394 serieller Busstandard" genannt). Das 1394-I/F-Interface 3 kann
den DSS-IRD-Decoder mit einer Vielfalt von Videokassettenrecordern,
digitalen Videodisk-Abspielgeräten und
anderen audiologen/visuellen oder Computerkomponenten verbinden.
Wenn der Benutzer den Wunsch hat, den DSS-IRD-Decoder als eine Heimunterhaltungssystem-Befehlseinheit
zu verwenden, können
digitale Signale von diesen anderen Komponenten durch das 1394-I/F-Interface 3 über einen
entsprechenden seriellen Bus abgegeben werden. In solchen Fällen wird der
Schalter 33 so eingestellt sein, dass der TPP-Parser 2 mit
dem 1394-I/F-Interface 3 verbunden ist.
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Der
Transportparser bzw. die Transport-Analysiereinrichtung 2 enthält außerdem einen
Datenverschlüsselungsstandard-(DES)-Block. Der TPP/DES-Block 2 analysiert
und entschlüsselt
den von dem Eingangsteil 1 empfangenen digitalen Bitstrom
(in typischer Weise Signale, die von dem 1394-I/F-Interface 3 empfangen
sind, welche bereits entschlüsselt
sind und welche die Entschlüsselungsmaschine
in dem TPP/DES-Block 2 umgehen). Der entschlüsselte Bitstrom
wird dann durch eine Verkehrs-Steuereinrichtung bzw. einen Verkehrs-Controller
(TC) 4 geleitet und in dem RAM-Speicher 5 gespeichert.
Der RAM-Speicher 5 kann bei einer Ausführungsform ein 16 Megabyte
umfassender synchroner dynamischer RAM-Speicher sein. In jenen Fällen, in
denen ein Benutzer den Wunsch hat, von dem digitalen Satellitensystemservice
empfangene Signale aufzuzeichnen, wird der entschlüsselte Bitstrom
von dem TPP/DES-Block 2 außerdem über das 1394-I/F-Interface 3 zu
anderen audiologen/visuellen Komponenten, beispielsweise zu einem
digitalen Videokassettenrecorder übertragen.
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Der
Verkehrs-Controller 4 verteilt die gespeicherten Daten
aus dem RAM-Speicher 5 an einen geeigneten Decoder. Dies
kann entweder ein Video-Decoder 7 oder ein Audio-Decoder 8 sein.
Im Falle von Videodaten gelangt das Signal von dem RAM-Speicher 5 durch
den Verkehrs-Controller 4 zu dem Video-Decoder (VDEC) 7,
in welchem es entsprechend den MPEG-Standards decodiert wird. In entsprechender
Weise werden Audiodaten von dem RAM-Speicher 5 durch den
Verkehrs-Controller 4 zu dem Audio-Decoder (ADEC) 8 zur
Decodierung übertragen.
Bis zu diesem Punkt liegen die Audio- und die Videosignale beide
im digitalen Format vor. Diese Signale müssen jedoch für eine Wiedergabe durch
ein konventionelles Fernsehgerät
in ein analoges Format umgesetzt werden. Demgemäß werden die Audiosignale in
einem Digital-Analog-(D/A)-Wandler 13 umgesetzt,
bevor sie an einen Lautsprecher abgegeben werden. Die Videosignale werden
von einem digitalen Signal in ein analoges Signal umgesetzt, und
das analoge Signal wird in einem NTSC-Codierer 12 entsprechend
dem NTSC-Standard codiert. Dieses NTSC-Signal kann zu einem analogen
Videokassettenrecorder übertragen werden.
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Darüber hinaus
müssen
Videosignale von dem Video-Decoder 7 zu dem analogen Fernsehgerät hingeleitet
werden. Demgemäß ist für diesen Zweck
ein zweiter NTSC-Codierer 100 vorgesehen. Die Videosignale
können
in einem Mischer 9 mit Bildschirm-Anzeigedaten gemischt
werden, wie mit einer Programmtabelle, bevor sie codiert werden.
Die in dem MPEG-Strom vorhandenen Bildschirm-Anzeigedaten werden
durch einen Bildschirmanzeigeblock 6 vor dem Mischen decodiert.
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Sämtliche
der obigen Operationen werden durch Steuersignale gesteuert, die
von einer zentralen Verarbeitungseinheit 15 bereitgestellt
werden.
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Da
das digitale Videosignal für
eine Übertragung
zu dem Fernsehgerät
hin in ein analoges NTSC-Signal umgesetzt werden muss, wird die
Bildqualität
verschlechtert. Demgemäß wäre es wünschenswert, über eine
Einrichtung zur Entschlüsselung
und Decodierung der digitalen Fernsehsendesignale ohne Umsetzung
derartiger digitaler Signale in analoge NTSC-Signale vor der Wiedergabe
zu verfügen.
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In
den Patent-Abstracts von Japan Vol. 096, Nr. 008, 30/08/96 und in
der japanischen Patentanmeldung Nr. JP-A-0 8 098 105 ist ein Fernsehempfänger mit
einem NTSC-Decoder und einem MPEG-Decoder angegeben, wobei deren
Ausgangssignale selektiv durch eine Steuereinrichtung und einen
Schalter zu einer Anzeigeeinrichtung hingeleitet werden.
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In
der europäischen
Patentanmeldung EP-A-0 701 367 ist ein Programmleit-Interface beschrieben.
Eine Quelle verfügt über ein
analoges und über
ein digitales Videosignal. Eine Luminanzkomponente des analogen
Videosignals wird einem Demodulator eingangsseitig zugeführt. Das
digitale Videosignal wird einem Demultiplexer eingangsseitig zugeführt. Die
Programmleitinformation wird in ein Grafik-Videosignal formatiert.
Ein Multiplexer wählt
das Grafik-Videosignal und eines der Videosignale als Abgabe- bzw.
Ausgangs-Videosignal aus.
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In
der japanischen Patentanmeldung JP-A-05 292423, einem englischsprachigen
Abstract, der in PAJ, Vol. 088, Nr. 08 (E-1507) erscheint, sind eine NTSC-Decoderschaltung
und eine EDTV-Decoderschaltung beschrieben. Die NTSC-Decoderschaltung
führt eine
YC-Aufteilungs- bzw. Trennverarbeitung und eine Farbdemodulationsverarbeitung
aus, und sie erzeugt eine digitalisierte, drei Primärfarben
umfassende Signalfolge. Die beiden Schaltungen verarbeiten dasselbe
Fernsehsignal.
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Von
Gillies D. und anderen ist in "Kombiniertes
TV-Format-Steuerungs-
und Abtastraten-Umsetzungs-IC – Combined
TV Format Control and Sampling Rate Conversion IC", IEEE Transactions
on Consumer Electronics, Vol. 40, Nr. 3, Seiten 711–716, eine
integrierte Schaltung zum Kombinieren einer Formatsteuerung mit
einer Abtastratenumsetzung beschrieben.
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Die
vorliegende Erfindung stellt einen Fernsehempfänger gemäß dem Patentanspruch 1 bereit.
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Eine
unten beschriebene bevorzugte Realisierung der vorliegenden Erfindung
stellt einen Fernsehempfänger
mit einem integrierten digitalen Empfänger/Decoder bereit. Durch
Integrieren des Empfängers/Decoders
mit dem Fernsehempfänger
können
einige Schaltungen und Speicher gemeinsam genutzt werden. Überdies
braucht das durch den Empfänger/Decoder
bereitgestellte digitale Videosignal nicht vor der Übertragung
zu dem Fernsehempfänger
in ein analoges NTSC-Signal umgesetzt zu werden. Demgemäß ist die
Bildqualität
weniger verschlechtert als in Systemen, die Standard-NTSC-Verbindungen
nutzen. Bei einer Ausführungsform,
bei der ein Fernsehempfänger
mit einem Bildseitenverhältnis
von 16 × 9
verwendet wird, werden auf dem Anzeigebildschirm Anzeigedaten ohne
eine Verzerrung angezeigt.
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Das
erste Format kann beispielsweise das NTSC-Format sein, und das zweite
Format kann beispielsweise das MPEG-Format sein. Die ersten und zweiten
Schaltungen bzw. Schaltungsanordnungen können einen gemeinsam genutzten
Speicher enthalten. Die erste Schaltungsanordnung kann eine Schaltungsanordnung
zur Trennung der Luminanz- und Chrominanzinformation sowie die Schaltungsanordnung
zur Verwendung einer derartigen Information für die Erzeugung der RGB-Signale
für eine
Anzeige enthalten. Die zweite Schaltungsanordnung kann MPEG-Decoder
für Video-
und Audiodaten enthalten.
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Die
vorliegende Erfindung ist in den beigefügten Zeichnungsfiguren, in
denen entsprechende Bezugszeichen entsprechende Elemente bezeichnen,
beispielhaft und ohne Beschränkung
veranschaulicht.
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1 veranschaulicht
einen beispielhaften integrierten Empfänger-Decoder für ein digitales
Satellitensystem, der ein analoges Ausgangssignal bereitstellt.
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2 veranschaulicht
eine Ausführungsform
eines Fernsehempfängers
mit einem integrierten Empfänger-Decoder
gemäß der vorliegenden
Erfindung.
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3 veranschaulicht
eine zweite Ausführungsform
eines Fernsehempfängers
mit einem integrierten Empfänger-Decoder gemäß der vorliegenden
Erfindung.
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4 veranschaulicht
einen digitalen Prozess, bei dem eine Luminanzinformation von einer Chrominanzinformation
getrennt wird.
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5 veranschaulicht
Luminanz-/Chrominanz-Trenn- bzw. -Aufteilungseinrichtungen für den in 2 dargestellten
Fernsehempfänger.
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6 zeigt
eine Speicherabbildung für
einen RAM-Speicher mit wahlfreiem Zugriff eines Fernsehempfängers, der
einen integrierten Empfänger-Decoder
aufweist.
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7 veranschaulicht
einen Nicht-Verschachtelungs-Umsetzer
für die
Verwendung in Verbindung mit einem Fernsehgerät, welches über einen integrierten Empfänger/Decoder
verfügt.
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8 veranschaulicht
ein gemischtes Fernsehsignal, welches Videodaten und Bildschirm-Anzeigedaten
enthält.
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Es
wird ein Fernsehempfänger
mit einem integrierten Empfänger/Decoder
angegeben. Obwohl die vorliegende Erfindung unter Bezugnahme auf
einen integrierten Empfänger/Decoder
(DSS IRD) für ein
digitales Satellitensystem beschrieben wird, dürften Durchschnittsfachleute
erkennen, dass die vorliegende Erfindung auch auf die Integration
von jeglichen digitalen Audio-/Video-Komponenten
anwendbar ist, die imstande sind, MPEG-Ströme
in Verbindung mit einem Fernsehempfänger zu decodieren. 2 zeigt
eine Ausführungsform
eines digitalen Fernsehempfängers
mit einem integrierten Empfänger/Decoder.
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Wie
es bei dem in 1 dargestellten konventionellen
Decoder DSS IRD der Fall war, empfängt in dem integrierten System
gemäß 2 eine Antenne 110 digitale
Signale, die von einem Dienstanbieter eines digitalen Satellitensystems
bereitgestellt werden, und diese Signale werden an einen Tuner/ein
Eingangsteil 1 abgegeben. Der Tuner/das Eingangsteil 1 gestat tet
es einem Benutzer, einen gewünschten
Kanal auszuwählen,
und außerdem
verstärkt
er bzw. es das durch die Antenne 110 bereitgestellte relativ
schwache Signal. In dem Fall, dass ein Benutzer den Wunsch hat,
die DSS-Programmierung bzw. das DSS-Programm anzuschauen, wird bzw. ist
der Schalter 33 so eingestellt, dass der Tuner/das Eingangsteil 1 mit
dem TPP/DES-Block 2 verbunden
ist.
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Der
DSS-IRD-Teil des integrierten Systems stellt außerdem eine Schnittstelleneinrichtung
bzw. ein Interface 3 für
eine Verbindung mit anderen digitalen audiologen/visuellen Komponenten
bereit. Das Interface 3 arbeitet vorzugsweise entsprechend
dem seriellen IEEE-1394-Bus-Standard, wie dies oben beschrieben
ist. Bei anderen Ausführungsformen können jedoch
andere digitale Netzwerke verwendet werden, und das Interface 3 wird
entsprechend arbeiten. In dem Fall, dass der Benutzer den Wunsch
hat, ein zuvor aufgezeichnetes Programm anzuschauen, wird der Schalter 33 so
eingestellt, dass das Interface 3 mit dem TPP/DES-Block 2 verbunden
ist.
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Das
digitale Signal wird durch den TPP/DES-Block 2 analysiert
und (falls erforderlich) entschlüsselt
sowie zu dem Verkehrs-Controller
bzw. der Verkehrs-Steuereinrichtung 4 hingeleitet. Der Verkehrs-Controller 4 speichert
den entschlüsselten Bitstrom
im RAM-Speicher 5, bei dem es sich um einen 16 Megabyte
umfassenden synchronen dynamischen RAM-Speicher handeln kann. In
dem Fall, dass ein Benutzer den Wunsch hat, das Programm aufzuzeichnen,
wird der entschlüsselte
Bitstrom außerdem
mittels der Schnittstelleneinrichtung 3 über den
seriellen 1394-Bus
zu anderen audiologen/visuellen Komponenten übertragen.
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Der
Verkehrs-Controller 4 verteilt die im RAM-Speicher 5 gespeicherten
Daten in geeigneter Weise auf den Video-Decoder 7 und an
den Audio-Decoder 8. Der Video-Decoder (VDEC) 7 empfängt die
Videodaten von dem RAM-Speicher 5 und decodiert sie entsprechend
dem MPEG-Standard. In entsprechender Weise empfängt der Audio-Decoder 8 Audiodaten
von dem RAM-Speicher 5 und decodiert sie entsprechend dem
MPEG-Standard. Das decodierte Audiosignal wird von dem Audio-Decoder 8 zu
dem Digital-Analog-Wandler 13 hingeleitet, in welchem es
in ein analoges Signal umgesetzt wird. Dieses analoge Audiosignal
wird dann zu einem Lautsprechersystem hingeleitet. Ein Schalter 14 verbindet
den Digital-Analog-Wandler 13 mit dem Lautsprechersystem,
wenn das integrierte System sich in einem Empfänger/Decoder-Modus befindet.
In einem Fernsehmodus verbindet der Schalter 14 das Lautspechersystem
mit einem Audio-Detektor/-Verstärker 19.
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In
dem RAM-Speicher 5 als Teil des MPEG-Stromes gespeicherte
Bildschirmanzeigedaten werden durch den Verkehrs-Controller 4 zu
dem Bildschirmanzeigeblock (OSD) 6 übertragen. Der OSD-Block 6 decodiert
die Bildschirmanzeigedaten, beispielsweise eine Programmführung, erstellt
die Bildschirmanzeigeinformation und weist entsprechende Farben
jedem Pixel unter Heranziehung einer Farbnachschlagtabelle zu. Die
Bildschirmanzeigedaten werden dann in dem Mischer 9 mit
decodierten Videodaten von dem Video-Decoder 7 für eine Anzeige
gemischt.
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Beim
4 × 3-Anzeigemodus
(das heißt
in dem Fall, dass die Kathodenstrahlröhre 32 ein Standard-Bildseitenverhältnis von
4 × 3
besitzt) wird das decodierte Videosignal von dem Videodecoder 7 durch
eine Dehnungseinrichtung 60 geleitet, jedoch nicht gedehnt.
Wenn das Ausgangssignal des Video-Decoders 7 ein 16 × 9-Signal ist und wenn
die Kathodenstrahlröhre 32 über ein
Bildseitenverhältnis von
16 × 9
verfügt
und wenn der 16 × 9-Anzeigemodus
ausgewählt
worden ist, dann führt
die Dehnungseinrichtung 60 in horizontaler Richtung jedoch
eine Dehnung der durch den Video-Decoder 7 bereitgestellten
Videodaten in das 16 × 9-Format aus. In diesem
Fall wird die horizontale Pixelzahl vierdrittelmal vergrößert sein.
Weitere Einzelheiten des 16 × 9-Modus sind unten
beschrieben.
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Im
Empfänger/Decodermodus
ist der Schalter 10 geschlossen. Demgemäß mischt der Mischer 9 das
von dem VDEC-Decoder 7 abge gebene decodierte Videosignal
und die Bildschirmanzeigedaten von dem OSD-Block 6 und
leitet das Mischsignal zu dem RGB-Wandler 11 hin. Der RGB-Wandler 11 wandelt
den digitalen Bitstrom in geeignete RGB-Signale für die Kathodenstrahlröhre 32 um.
Die RGB-Signale werden zu einem Digital-Analog-Wandler 48 übertragen,
der die digitalen RGB-Signale in ihre analogen Äquivalente umsetzt. Ein Schalter 49 wird
bzw. ist geschlossen, und die analogen RGB-Signale gelangen durch
den Mischer 47 zu der Kathodenstrahlröhre 32 hin. Es sei
darauf hingewiesen, dass beim Empfänger/Decodermodus der Schalter 46 geöffnet sein
wird, so dass keine Mischung im Mischer 47 erfolgt. Das
resultierende Signal wird der Kathodenstrahlröhre 32 zugeführt, und
die Videodaten werden dadurch angezeigt.
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Sämtliche
oben beschriebenen Blöcke
stehen unter der Steuerung der CPU 15, die die in Frage kommenden
Steuersignale für
den obigen Betrieb bereitstellt. Die CPU 15 kann außerdem Benutzer-Interfacefunktionen
durch einen nicht dargestellten Benutzer-Interfaceblock bearbeiten.
Dieser Benutzer-Interfaceblock kann durch Frontbereichs-Steuereinrichtungen
oder durch eine Infrarot- oder sonstige Fernsteuerung gebildet sein.
In einem Empfänger/Decodermodus
sind die (unten beschriebenen) Fernsehschaltungen in einen geringe
Leistung aufnehmenden oder Pause-Modus
versetzt.
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Im
Empfänger/Decodermodus
kann das Ausgangssignal des Video-Decoders 7 außerdem zu dem
NTSC-Codierer 12 übertragen
werden, in welchem das betreffende Ausgangssignal in ein analoges
NTSC-Signal umgesetzt wird. Dieses analoge NTSC-Signal kann zu einem
analogen Videokassettenrecorder hingeleitet werden, um eine Aufzeichnung
eines Fernsehprogramms zu ermöglichen.
Es sei darauf hingewiesen, dass diese Ausführungsform der vorliegenden
Erfindung lediglich einen NTSC-Codierer erfordert, während existierende
Empfänger/Decoder
zwei NTSC-Codierer benötigen,
wie dies in 1 veranschaulicht ist. Dadurch,
dass die Videosignale der Kathodenstrahlröhre 32 direkt bereitgestellt werden,
ist die Forderung nach einem zweiten NTSC-Codierer beseitigt.
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Das
in 2 dargestellte integrierte System weist ferner
eine Anzahl von traditionellen Fernsehschaltungen auf. Im Fernsehmodus,
das heißt
dann, wenn diese Fernsehschaltungen in Gebrauch sind, werden die
oben beschriebenen Empfänger/Decoderschaltungen
durch die CPU 15 in einen eine geringe Leistung erfordernden
oder Pause-Modus versetzt. Auf diese Weise wird Leistung eingespart.
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Im
Fernsehmodus wird ein Signal von einer Antenne 112 oder
von einer Kabelfernsehquelle 114 im Tuner 16 zunächst auf
einen gewünschten
Kanal abgestimmt, sodann im Verstärker 17 verstärkt und im
Detektor 18 detektiert. Alle diese Operationen sind konventionell
und im Stand der Technik bekannt. Der Detektor 18 gibt
ein Videosignal und ein Audiosignal ab. Das Audiosignal wird mittels
eines Audio-Detektors/Verstärkers 19 ermittelt
und über
den Schalter 14 zu einem Lautsprechersystem hingeleitet.
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Das
Videosignal von dem Detektor 18 wird durch einen Analog-Digital-(A/D)-Wandler 21 abgetastet.
Das von dem A/D-Wandler 21 abgegebene digitale Signal wird
zu dem Block 22 hingeleitet, in welchem horizontale und
vertikale Synchronisierimpulse extrahiert und zu dem Abtasttakt
des A/D-Wandlers 21 zurückgeleitet
werden.
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Es
sei darauf hingewiesen, dass die Fernsehschaltungen außerdem dafür sorgen,
dass das ermittelte Videosignal über
einen NTSC-Ausgang (AUS) zu einem analogen Videokassettenrecorder hin übertragen
wird. Da die Signale bereits im Standard-NTSC-Format vorliegen, ist kein Codierer
erforderlich. Darüber
hinaus können
analoge Signale von einem Videokassettenrecorder über einen
NTSC-Eingang (EIN) zu dem A/D-Wandler 21 hingeleitet werden.
In einem solchen Fall wäre
der Schalter 20 entsprechend eingestellt.
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Die
digitalen Signale von dem A/D-Wandler 21 werden zu einem
Bild- bzw. Vertikal-Austastintervall-(VBI)-Decoder 23 hingeleitet,
der jegliche in dem VBI-Intervall enthaltenen Daten (beispielsweise
Einblendtiteldaten) des NTSC-Signals decodiert und diese Daten unter
der Steuerung der TC-Steuereinrichtung 4 im RAM-Speicher 5 speichert.
Die im RAM-Speicher 5 gespeicherten Daten werden durch die
TC-Steuereinrichtung 4 zu dem OSD-Block 6 hin übertragen
und in geeigneter Weise decodiert. Die Luminanz- und Chrominanz-Ausgangssignale
des OSD-Blockes 6 werden in dem RGB-Wandler 11 in das
RGB-Format umgesetzt und sodann durch den D/A-Wandler 48 in
ein analoges Signal umgewandelt. Das analoge RGB-Signal wird über den
Schalter 49 zu dem Mischer 47 hingeleitet, um
die decodierte VBI-Information für
eine Anzeige auf der Kathodenstrahlröhre 32 decodieren
zu können.
Zusätzlich
zu der VBI-Information können
verschiedene andere Daten unter Heranziehung der Bildschirmanzeigefunktion
im Fernsehmodus angezeigt werden. Es sei darauf hingewiesen, dass
der Schalter 10 im Fernsehmodus geöffnet ist.
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Das
digitale NTSC-Signal von dem A/D-Wandler 21 wird außerdem einem
digitalen Prozess 40 zur Verfügung gestellt. Der digitale
Prozess 40 umfasst eine Luminanz-/Chominanz-Trenneinrichtung
und zwei Nicht-Zeilensprung- bzw. Nicht-Verschachtelungs-Wandler. 4 veranschaulicht
den digitalen Prozess 40 im Einzelnen.
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Wie
in 4 gezeigt, besteht der digitale Prozess 40 aus
einer Luminanz-/Chrominanz-Trenneinrichtung 400, die die
Luminanzinformation (Y) und die Chrominanzinformation (C) trennt,
welche im NTSC-Signal vorhanden sind. Die Chrominanzinformation
wird zu einem Nicht-Verschachtelungs-Wandler 401 hingeleitet,
während
die Luminanzinformation zu einem Nicht-Verschachtelungs-Wandler 402 hingeleitet
wird.
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5 veranschaulicht
die Luminanz-/Chrominanz-Trenneinrichtung 400 im Einzelnen.
Das digitale NTSC-Signal von dem A/D-Wandler 21 wird in
einem Bandpassfilter (BPF) 200 gefiltert und zu einem temporalen
bzw. Zeit-Filter 406 sowie zu einem Vertikal-Filter 408 übertragen.
Das Zeit-Filter 406 umfasst eine Bild- bzw. Vollbild-Verzögerungseinrichtung 202 und
eine Subtrahiereinrichtung 203. Da der Farbhilfsträger im digitalen
NTSC-Signal in jedem benachbarten Bild bzw. Vollbild invertiert
ist, wenn das Bild keinerlei Bewegung enthält, kann das Zeit-Filter 406 das
Chrominanzsignal extrahieren. Das Vertikal-Filter 408 ist
ein drei Anschlüsse
aufweisendes Hochpassfilter. Es umfasst Zeilen-Verzögerungseinrichtungen 204 und 205,
einen Mischer 206 und eine Subtrahiereinrichtung 207.
Somit stellt die Luminanz-/Chrominanz-Trenneinrichtung 400 eine
typische zweidimensionale Luminanz-/Chrominanz-Trenneinrichtung
dar, wie sie im Stand der Technik üblich ist.
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Ein
Bewegungsdetektor 201 der Luminanz-/Chrominanz-Trenneinrichtung 400 ermittelt Bewegungen
in Bildern. Wenn die Bilder weniger Bewegungen aufweisen, verbindet
der Bewegungsdetektor 201 einen Schalter 208 mit
dem Zeit-Filter 406. Ansonsten verbindet der Bewegungsdetektor 201 den
Schalter 208 mit dem Vertikal-Filter 408. Das Ausgangssignal
des Schalters 208 ist das Chrominanz-Signal, während das
Ausgangssignal der Subtrahiereinrichtung 209 das Luminanz-Signal
ist.
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Obwohl
in 5 die Bild- bzw. Vollbild-Verzögerungseinrichtung 202,
die Zeilen-Verzögerungseinrichtung 204 und
die Zeilen-Verzögerungseinrichtung 205 als
unabhängige
Blöcke
dargestellt sind, dürfte
es für
Durchschnittsfachleute ersichtlich sein, dass diese Verzögerungseinrichtungen
nicht gesonderte Komponenten zu sein brauchen. Bei einer Ausführungsform
werden bzw. sind die Ausgangssignale von dem Bandpassfilter 200 unter
der Steuerung des Verkehrs-Controllers bzw. der Verkehrs-Steuereinrichtung 4 im
RAM-Speicher 5 gespeichert. Um die Speicherung zu ermöglichen,
werden einige Bereiche des RAM-Speichers 5 dem
Bildspeicher zugewiesen, und andere Bereiche werden einem Zeilenspeicher
zugewiesen. Dies ist in 6 veranschaulicht. Bei diesem
Beispiel ermöglicht
der Bereich des RAM-Speichers 5 zwischen den Adressen A0
und A1 die Speicherung der Bild- bzw. Vollbild-Verzögerungseinrichtung 202.
Die Speicherbereiche für
die Zeilen-Verzögerungseinrichtungen 204 und 205 sind unter
bzw. von den Adressen A1 bzw. A2 zugewiesen. Durch Nutzung des RAM-Speichers 5 in
dieser Art und Weise benötigt
der digitale Prozess 40 keinen gesonderten Speicher.
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7 veranschaulicht
die Nicht-Verschachtelungs-Wandler 401 und 402 des
digitalen Prozesses 40. Die beiden Nicht-Verschachtelungs-Wandler sind
identisch. Die Blöcke 300, 301 und 302 stellen Teilbild-Verzögerungseinrichtungen
dar. Um zwischen Zeilen zu interpolieren, werden die aktuelle Zeile
und die Zeile zwei Teilbilder zuvor im Addierer 304 addiert
und durch zwei geteilt. Das Ausgangssignal wird zu einem Vertikal-Hochpassfilter (HPF) 305 hingeleitet.
Das Ausgangssignal der Verzögerungseinrichtung 300 wird
zu einem Vertikal-Tiefpassfilter (TPF) 306 hingeleitet.
Ein Bewegungsdetektor 303 ermittelt Bewegungen in den Bildern
und nimmt eine Einstellung des Mischungsverhältnisses zwischen den Ausgangssignalen
des Vertikal-Hochpassfilters 305 und des Vertikal-Tiefpassfilters 306 in
einem Addierer 307 vor. Wenn die Bilder über weniger
Bewegungen verfügen,
steigt das Verhältnis
der Ausgangssignale vom Filter 305 zu jenen des Filters 306 an.
In anderen Fällen
steigt das Verhältnis
der Ausgangssignale vom Filter 306 zu jenen des Filters 305 an.
Durch Addieren des Ergebnisses zu dem Original-Signal im Addierer 308 wird
ein nichtverschachteltes Ausgangssignal erhalten. Es dürfte einzusehen sein,
dass – wie
im Falle der Zeilen-Verzögerungseinrichtungen
und der Bild- bzw. Vollbild-Verzögerungseinrichtungen 202, 204 und 205 – die Teilbild-Verzögerungseinrichtungen 300, 301 und 302 keine
unabhängigen
Komponenten zu sein brauchen, sondern dass sie im RAM-Speicher 5 zugewiesene
Bereiche sein können.
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Zurückkommend
auf die 2 sei angemerkt, dass das Chrominanzsignal
von dem digitalen Prozess 40 mittels des D/A-Wandlers 41 in
ein analoges Signal umgesetzt wird. Das von dem D/A-Wandler 41 abgegebene
analoge Signal wird einem Chroma-Prozess 43 unterzogen,
der durch einen konventionellen analogen Farbsignal-Decoder ausgeführt wird.
Der Chroma-Prozess 43 gibt an eine Matrix 45 Ausgangssignale
B-Y und R-Y ab.
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Das
Luminanzsignal Y von dem digitalen Prozess 40 wird mittels
eines D/A-Wandlers 42 in ein analoges Signal umgesetzt.
Das abgegebene analoge Signal wird dann einem Luminanz-Prozess 44 unterzogen,
der durch einen konventionellen analogen Luminanz-Signal-Controller/Verstärker ausgeführt wird.
Das Ausgangssignal des Luminanz-Prozesses 44 wird ferner
der Matrix 45 zur Verfügung
gestellt.
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Die
Matrix 45 setzt die oben beschriebenen Luminanz- und Chrominanz-Eingangssignale
in RGB-Signale um und stellt die RGB-Signale dem Mischer 47 über den
Schalter 46 zur Verfügung.
Der Mischer 47 mischt die RGB-Signale von der Matrix 45 mit
jeglichen Bildschirmanzeigesignalen von dem D/A-Wandler 48 und
stellt das gemischte Ausgangssignal der Kathodenstrahlröhre 32 zur
Verfügung. Sämtliche
oben beschriebenen Blöcke
und Prozesse stehen unter der Steuerung der CPU 15, die
die in Frage kommenden Steuersignale zur Verfügung stellt.
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3 veranschaulicht
eine zweite Ausführungsform
des integrierten Systems. So ist beispielsweise, wie in 3 veranschaulicht,
der NTSC-Decodierungsprozess für
die Fernsehschaltungsanordnung vollständig digitalisiert. In 3 sind
für ähnliche
bzw. entsprechende Komponenten wie in 2 dieselben
Bezugszeichen wie dort verwendet.
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Zwischen
dem in 2 dargestellten Beispiel und dem in 3 dargestellten
Beispiel gibt es zwei Unterschiede. Zum Ersten sind bei dem in 3 dargestellten
Beispiel der Chroma-Prozess 25, der Luminanz-Prozess 26 und
die Matrix 27 insgesamt vollständig digitalisiert. Die digitale
Verarbeitung spiegelt jene wider, die oben bezüglich des analogen Falles beschrieben
worden ist, wobei jedoch geeignete digitale Filter verwendet werden.
Diese Filter und diese digitalen Verarbeitungsverfahren bzw. -techniken
sind in der Fernsehtechnik bekannt. Diese Blöcke können den RAM-Speicher 5 als
gemeinsamen Speicher für
die benötigten
digitalen Signalverarbeitungsoperationen verwenden. Zum Zweiten stellt
die durch den Mischer 29 hervorgerufene Mischoperation
einen digitalen Mischprozess dar. Dies bedeutet, dass das digitale
RGB-Signal von der Matrix 27 mit einem digitalen Bildschirmanzeigesignal
von dem OSD-Block 6 gemischt wird, bevor das gemischte
Signal schließlich
in dem D/A-Wandler 31 in ein analoges Ausgangssignal für eine Übertragung zu
der Kathodenstrahlröhre 32 umgesetzt
wird. Das Ausgangssignal der Matrix 27 kann in einer Dehnungseinrichtung 61 digital
gedehnt werden, falls die Kathodenstrahlröhre 32 über ein
Bildseitenverhältnis von
16 × 9
verfügt.
Ansonsten wird das Signal nicht gedehnt.
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8 veranschaulicht
den Fall, dass der Empfänger/Decoder
ein zusammengedrücktes
16 × 9-Videosignal
decodiert, wenn dieses im 16 × 9-Format
wiedergegeben wird. Die Nutzung von 16 × 9-Videosignalen wird in der
Industrie zunehmend üblich. Da
die OSD-Daten in
typischer Weise nicht für
eine Anzeige in 16 × 9-Fernsehgeräten formatiert
sind, resultieren daraus indessen gewisse unerwünschte Charakteristiken. Um
dies zu veranschaulichen, sei angemerkt, dass bei existierenden
Empfängern/Decodern
der Video-Decoder 7 das zusammengedrückte 16 × 9-Bild decodiert. An dieser
Stelle sind die Videosignale so "zusammengedrückt", wie dies durch die
Abbildung (ii) veranschaulicht ist. Die Bildschirmanzeigedaten,
die in diesem Falle durch den Buchstaben A gegeben sind und die
im OSD-Block 6 erzeugt sind, sind nicht zusammengedrückt, wie
dies in der Abbildung (i) veranschaulicht ist. Diese beiden Signale
werden in dem Mischer 9 gemischt und in dem NTSC-Codierer 100 einer
NTSC-Codierung unterzogen. Das Ausgangssignal des NTSC-Codierers 100 ist
in der Abbildung (iii) dargestellt. Es weist ein zusammengedrücktes Videobild
und die nicht zusammengedrückte
OSD-Information auf. Ein Fernseh-NTSC-Decoder 500 decodiert
dieses Signal, und eine Dehnungseinrichtung 501 dehnt das
Signal zur 16 × 9-Größe. Das Ergebnis
ist in der Abbildung (iv) dargestellt. Dabei ist nicht nur das zusammengedrückte Videobild
gedehnt (um ein richtig formatiertes Bild zu liefern), sondern die
OSD-Daten sind ebenfalls in horizontaler Richtung gedehnt. Dies
führt dazu,
dass die OSD-Daten auf dem Bildschirm verzerrt sind. Dies stellt
ein unerwünschtes
Merkmal dar.
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Eine
Lösung
zur Vermeidung dieses Problems besteht darin, die ursprünglichen
OSD-Daten "schmaler" auszubilden (das
heißt
das OSD-Signal zusammenzudrücken),
bevor es mit dem Videosignal in dem Mischer 9 gemischt
wird. Diese Lösung
würde allerdings
erfordern, dass der Empfänger/Decoder zwei
Arten von OSD-Daten erzeugt. Dies wiederum wäre notwendig, da in dem Fall,
dass die Kathodenstrahlröhre 32 im
4 × 3-Modus
betrieben wird, nicht zusammengedrückte OSD-Daten erforderlich
wären. Alternativ
kann der Empfänger/Decoder über einen Software-
und Hardware-Wandler
verfügen,
der die OSD-Daten in horizontaler Richtung komprimiert. So oder
so wird zusätzlicher
Speicher benötigt.
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Das
vorliegende Fernsehgerät
eliminiert die oben beschriebenen Probleme. Bei dem vorliegenden
Fernsehgerät
ist das Ausgangssignal des Empfängers/Decoders
nicht NTSC-codiert. Wie oben beschrieben, werden die OSD-Daten mit
bereits gedehnten Videodaten gemischt. Daher brauchen die OSD-Daten
vor einer Anzeige niemals gedehnt zu werden, und zwar sogar dann
nicht, wenn die Kathodenstrahlröhre
in einem 16 × 9-Modus
betrieben ist. Dies vermeidet das Problem, welches durch existierende
Empfänger-Decoder hervorgerufen
wird, und es stellt einen weiteren Vorteil des vorliegenden Fernsehempfängers dar.
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Zusätzlich zu
den oben beschriebenen Funktionen kann ein vollständig digitalisierter
Fernsehempfänger
weitere Funktionen aufweisen, wie eine Rauschverminderung, eine
Bild-im-Bild-Funktion, etc.
In dem Fall, dass derartige Funktionen realisiert sind, kann der
RAM-Speicher 5 als gemeinsam genutzter Speicher verwendet
werden.
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Somit
ist ein Fernsehempfänger
mit einem integrierten Empfänger/Decoder
beschrieben worden. Obwohl Merkmale und Beispiele der vorliegenden
Erfindung unter Bezugnahme auf spezifische beispielhafte Ausführungsformen
der Erfindung beschrieben worden sind, dürfte es für Durchschnittsfachleute ersichtlich
ein, dass gewisse Modifikationen ohne Abweichung vom breiteren Schutzumfang der
Erfindung möglich
sind, die lediglich durch die folgenden Patentansprüche beschränkt sein
sollte.