FI109166B - Menetelmä ja järjestely ruudulla näytettävien toimintojen synkronoimiseksi analogiavastaanoton aikana - Google Patents

Description

109166

Menetelmä ja järjestely ruudulla näytettävien toimintojen synkronoimiseksi analogiavastaanoton aikana - Metod och arrangemang för att synkronisera funktioner presenterade pä skärm under analogmottagning 5 Menetelmä koskee yleisesti televisio- ja multimediavastaanottimien analogisen ja digitaalisen vastaanoton ominaisuuksien yhdistelyä. Erityisesti keksintö koskee synkronointitoimenpiteitä, joita tarvitaan, jos halutaan käyttää samanlaisia näyttö-toimintoja sekä analogisen että digitaalisen vastaanoton aikana.

Perinteiset TV-lähetykset ovat olleet luonteeltaan analogisia. Tämän patenttihake-10 muksen etuoikeuspäiväyksen hetkellä on nähtävissä laajapeittoisten digitaalisten TV-verkkojen saapuminen. Ainakin tietyn siirtymäkauden ajan tullaan tarvitsemaan yhdistelmävastaanottimia, jotka kykenevät vastaanottamaan sekä perinteisiä analogisia TV-lähetyksiä että digitaalisia TV- ja multimedialähetyksiä. Koska digitaalisissa multimediaverkoissa on mahdollisuus kaksisuuntaiseen tiedonsiirtoon, olisi 15 ehkä aiheellista alkaa vähitellen käyttää termiä “päätelaite” termin “vastaanotin” asemesta. Tässä patenttihakemuksessa käytetään laajasti termiä “päätelaite” tarkoittamaan laitetta tai joukkoa keskenään vuorovaikutuksessa olevia laitteita, jota loppukäyttäjä käyttää hyödyntääkseen verkon tai verkkojen kautta tarjottavia palveluja, jotka verkot yhdessä kykenevät välittämään sekä analogisia TV-lähetyksiä että digi-,· 20 taalista multimedialiikennettä.

Analogisten signaalien vastaanotto ja käsittely ja toisaalta digitaalisten signaalien vastaanotto ja käsittely ovat keskenään niin erilaiset tehtävät, että suuria osia pääte-:: laitteesta on kahdennettava, jotta päätelaite olisi kykenevä yhdistelmätoimintaan.

Analogisen ja digitaalisen toiminnan yhdistäminen on osoittautunut jokseenkin : _ : 25 ongelmalliseksi päätelaitteen tiettyjen toimintojen osalta kuten esimerkiksi kuvaruu- tunäyttötoimintojen eli lyhyemmin OSD-toimintojen (engl. on-screen display) osal-ta. Kuvaruutunäyttötoimintoja käytetään tyypillisesti päätelaitteen käyttäjän graafi-. · · ·. sena apuna esimerkiksi paikallisten asetus- ja/tai ohjaustoimintojen aikana. Kuvassa • 1 on esitetty tekniikan tason mukaisen yhdistelmäpäätelaitteen tiettyjä osia. Digitaa- ‘ · * ·’ 30 linen lähetysvuo syötetään digitaaliselle videodekoodausyksikölle 101, jossa demul- · tiplekseri 102 erottaa siitä videokomponentin. Eroteltu videokomponentti viedään videodekooderille 103, joka tässä tapauksessa on MPEG-dekooderi; dekooderi on ,··*. luonnollisesti valittava digitaalisen videosignaalin muodostuksessa käytetyn koo dausmenetelmän mukaisesti. Dekoodaus tulos viedään videodekooderilta 103 grafii-35 kanmuodostuspiirille 104, joka myös vastaanottaa kuvaruutunäyttöihin liittyviä 2 109166 OSD-komentoja suorittimella 105, joka puolestaan on vastaanottanut OSD-tiedot esimerkiksi käyttäjältä kaukosäätimen ja infrapunalinkin välityksellä. Grafiikan-muodostuspiirin 104 tehtävänä on muodostaa kuvat, joista valituilla osa kuvasta voi olla päällekkäin OSD-objektin kuten valikon tai informaatiotaulukon kanssa.

5 Grafiikanmuodostuspiirin 104 lähtö on kytketty kooderiyksikölle 106, joka muuntaa grafiikanmuodostuspiirissä 104 muodostetut kuvat johonkin sopivaan televisiovas-taanottimen hyväksymään standardimuotoon. Kuvassa 1 on esitetty tällaisista standardimuodoista esimerkkeinä PAL, NTSC ja SECAM. Kooderiyksikkö 106 muodostaa lisäksi ns. Fast Blanking -tyyppisen kytkentäsignaalin (FB-signaalin).

10 Vastaanotettu analoginen videosignaali kytketään muuntimelle 111, joka vain suorittaa muunnoksen yhdestä analogisesta videosignaaliformaatista toiseen analogiseen videosignaaliformaattiin; tällaista muunnosta ei luonnollisestikaan tarvita, mikäli analoginen videosignaali on jo valmiiksi televisiovastaanottimen hyväksymässä muodossa. Digitaalisen videodekoodausyksikön 101 standardiformaattilähtö 15 ja FB-signaalilähtö sekä muuntimen 111 lähtö ovat kaikki kytketyt RGB-kytkimelle 121, joka valitsee FB-signaalin ohjaamana televisiovastaanottimelle välitettävän RGB-lähteen. RGB-kytkin tunnetaan myös kytkentämatriisina.

OSD:n lisääminen vastaanotettuun analogiseen videosignaaliin tapahtuisi luonnolli-simmin käyttäen samaa OSD-suoritinta ja samaa grafiikanmuodostuspiiriä kuin . .20 OSD:n lisäämisessä digitaaliseen videosignaaliin. Tällaisen yksinkertaisen ratkaisun •;..: tiedetään kuitenkin aiheuttavan ongelmia. Ne liittyvät pääasiassa vaikeuteen synk- ’ · . ronoida OSD:n paikallinen muodostus vastaanotettuun analogiseen videosignaaliin, .'": jotta graafiset OSD-objektit näkyisivät oikeassa kohdassa näyttöä. Esimerkiksi sa- telliitin kautta vastaanotettu taajuusmoduloitu analoginen videosignaali sisältää ;;; 25 tietyn määrän suhteellisen suuriamplitudista pulssikohinaa. Jos vaaka- ja pystytah- ’ · · ·' distuspulssien erottamiseen vastaanotetusta analogisesta videosignaalista käytetään yksinkertaista ja edullista tahdistussignaalinerotinta, kuten tunnettua National Semi-conductorin valmistamaa LM 1881-piiriä, tällainen pulssikohina aiheuttaa häiriö-huippuja tahdistuserottimen lähdössä, mikä puolestaan voi aiheuttaa OSD-objektien ; 30 suorien viivojen vääristymisen.

’ ‘ Yksinkertainen ratkaisu olisi käyttää monimutkaisempaa tahdistussignaalinerotinta.

|, On olemassa edistyneempiä piirejä, joissa on sisäänrakennettuna kohinasuodatus ja .*··. pulssin regenerointi. Suoraan “kaupan hyllyltä” saatavassa muodossaan tällaiset I t | piirit ovat kuitenkin tyypillisesti melko vanhoja ja kalliita. Lisäksi ne edellyttävät 3 109166 tavallisesti suuren määrän lisäkomponentteja ja voivat jopa edellyttää yksilöllistä virittämistä, mikä saa kuluttajalaitteiden suunnittelijat karttamaan niitä.

Toinen tunnettu tapa ratkaista ongelma on erottaa tahdistussignaali vastaanotetusta analogisesta videolähetyksestä tavalliseen tapaan, mutta käyttää sitä suoraan digi-5 taalisen videodekooderin synkronointiin. Jos osoittautuu tarpeelliseksi suodattaa tahdistussignaalia, se voidaan suorittaa sopivalla ohjelmalla itse videodekooderissa. Tämän ratkaisun haittana on, että se vaatii suhteellisen suuren määrän prosessointi-kapasiteettia videodekooderin suorittimelta. Lisäksi ei ole yleensä edullista käyttää videodekooderia slave-tilassa, jossa sen virheetön toiminta riippuu riittävän selvien 10 ulkoisten tahdistussignaalien jatkuvasta vastaanotosta. Häiriöt vastaanotetussa analogisessa videosignaalissa voivat aiheuttaa toiminnan vääristymisen tai keskeytymisen.

Jos on mahdollista tehdä suurehkoja muutoksia videodekooderiin, siihen voidaan integroida suodatus- ja tahdistuspiirit, joilla voitaisiin ratkaista edellä kuvatut on-15 gelmat. Esillä olevan patenttihakemuksen etuoikeuspäiväyksen hetkellä olisi kuitenkin edullisempaa, jos voitaisiin käyttää tavanomaisempaa videodekooderia.

Esillä olevan keksinnön tavoitteena on toteuttaa menetelmä ja järjestely OSD:n käytön integroimiseksi virheettömästi analogisten videolähetysten vastaanottoon ja katseluun. Lisäksi keksinnön tavoitteena on välttää olemassa olevien komponenttien . : ’: 20 monimutkaista uudelleen suunnittelua synkronoinnin toteuttamiseksi OSD:n ja ana- ; ; logisen videon välille.

"; · ’ Keksinnön tavoitteet saavutetaan vertaamalla analogisesta videolähetteestä eroteltua ' · ': tahdistussignaalia digitaaliselta videodekooderilta tulevaan toiseen tahdistussignaa- liin ja käyttämällä näiden tahdistussignaalien välillä havaittua vaihe-eroa digitaali-: 25 selle videodekooderille kellopulssit antavan oskillaattorin ohjaukseen.

,, t Keksintö koskee järjestelyä kuvaruutunäyttötoimintojen synkronoimiseksi analogi sen signaalin vastaanoton aikana päätelaitejärjestelyssä, joka kykenee vastaanotta-•; · maan sekä digitaalisia että analogisia videosignaaleja, joka järjestely käsittää: ,,,: - välineet kuvaruutunäyttöobjektien muodostamiseksi ja . 30 - mainittuihin kuvaruutunäyttöobjektien muodostamis välineisiin kytkettynä tahdis- : '·· tuspulssien muodostusvälineet kuvaruutunäyttöobjektien muodostuksen ohjaami- seksi; järjestelylle on tunnusomaista, että se käsittää: 4 109166 - vertailuvälineet mainittujen tahdistuspulssien muodostusvälineiden muodostamien tahdistuspulssien vertaamiseksi analogisesta videosignaalista saatuun tahdistussig-naaliin ja - välineet mainitun vertaamisen tuloksen välittämiseksi ohjaussignaalina mainittujen 5 tahdistuspulssien muodostamisprosessille.

Keksintö koskee myös päätelaitejärjestelyä videokuvien ja kuvaruutunäyttöobjekti-en näyttämiseksi samanaikaisesti käyttäjälle, joka päätelaitejärjestely käsittää: - sekä digitaalisten että analogisten signaalien vastaanottoon kykenevän sovitinyk-sikön (ns. set top box), 10 - mainittuun sovitinyksikköön kytketyn televisiovastaanottimen, - mainitussa sovitinyksikössä välineet kuvaruutunäyttöobjektien muodostamiseksi, ja - mainitussa sovitinyksikössä tahdistuspulssien muodostusvälineet kuvaruutunäyttöobjektien muodostuksen ohjaamiseksi; 15 sille on tunnusomaista, että se käsittää: - sovitinyksikössä vertailuvälineet mainittujen tahdistuspulssien muodostusvälineiden muodostamien tahdistuspulssien vertaamiseksi analogisesta videosignaalista saatuun tahdistussignaaliin, - sovitinyksikössä välineet mainitun vertaamisen tuloksen välittämiseksi ohjaussig-20 naalina mainittujen tahdistuspulssien muodostamisprosessille, ‘ ' - kytkentämatriisin, jolla on ensimmäinen analoginen grafiikkatulo, toinen analogi- ’: nen grafiikkatulo, kytkennänohjaustulo ja ohjelmalähtö, ·, - mainittuihin kuvaruutunäyttöobjektien muodostusvälineisiin kytkettynä välineet : ’.: Fast Blanking -signaalin muodostamiseksi, | 25 -kytkennän mainituilta Fast Blanking -signaalin muodostusvälineiltä mainittuun | ;'1 kytkennänohjaustuloon, - mainittuihin kuvaruutunäyttöobjektien muodostusvälineisiin kytkettynä välineet .. _; ensimmäisen analogisen grafiikkasignaalin muodostamiseksi, -kytkennän mainituilta ensimmäisen analogisen grafiikkasignaalin muodostusväli-; · 30 neiltä mainittuun ensimmäiseen analogiseen grafiikkatuloon, ja l - välineet vastaanotetun analogisen videosignaalin kytkemiseksi mainittuun toiseen •: · : analogiseen grafiikkatuloon.

· * Lisäksi keksintö koskee menetelmää kuvaruutunäyttötoimintojen synkronoimiseksi :,,,: analogisen signaalin vastaanoton aikana päätelaitejäijestelyssä, joka kykenee vas- 35 taanottamaan sekä digitaalisia että analogisia videosignaaleja, joka menetelmä käsittää vaiheet, joissa: 5 109166 - muodostetaan kuvaruutunäyttöobjekteja, ja - muodostetaan tahdistuspulsseja kuvaruutunäyttöobjektien muodostuksen ohjaamiseksi; menetelmälle on tunnusomaista, että se käsittää vaiheet, joissa: 5 - verrataan mainittujen tahdistuspulssien muodostusvälineiden muodostamia tahdis tuspulsseja analogisesta videosignaalista saatuun tahdistussignaaliin, ja - välitetään mainitun vertaamisen tulos ohjaussignaalina mainittujen tahdistuspulssien muodostusprosessille.

Perinteisissä digitaalisissa videodekoodereissa on jo esillä olevan patenttihakemuk-10 sen etuoikeuspäiväyksen hetkellä käytössä tiettyjä tahdistussignaaleja. Ulkoisesta jänniteohjatusta oskillaattorista voidaan ottaa kellosignaaleja, joista johdetaan digitaalisen videodekooderin sisäiset tahdistussignaalit. Näin ollen jänniteohjatun oskillaattorin värähtelytaajuuden säätäminen vaikuttaa koko digitaalisen videoinformaation muodostukseen videodekooderissa.

15 Keksinnön mukaisesti ainakin yksi digitaalisen videodekooderin sisäisistä tahdis-tussignaaleista viedään vertailuyksikköön, joka vertaa sen vaihetta vastaanotetusta analogisesta videolähetteestä erotetun vastaavan tahdistussignaalin vaiheeseen. Tah-distussignaalien vastaavuus merkitsee, että virheettömässä tapauksessa niiden pitäisi olla samat, kuten esimerkiksi vastaanotetusta analogisesta videolähetteestä erotettu 20 juovatahdistussignaali ja videodekooderissa muodostettu juovatahdistussignaali.

•: ‘ Tahdistussignaalien vaihe-ero muunnetaan edellä mainitun ulkoisen oskillaattorin : : värähtelytaajuutta säätäväksi ohjaussignaaliksi.

: Jos tahdistussignaalien vaihe-ero ja siten myös taajuus pysyy samana, tahdistus on . · · ’ virheetön, eikä toimenpiteitä tarvita. Jos kuitenkin jommankumman tahdistussignaa- !!.' 25 Iin taajuus alkaa ryömiä suhteessa toiseen, havaitaan vaihe-ero. Tämä vaihe-ero muunnetaan korjaavaksi takaisinkytkentäsignaaliksi, joka pyrkii kumoamaan havaitun muutoksen vaikuttamalla sisäisesti muodostetun tahdistussignaalin muodostukseen. Sopivalla suodatuksella estetään äkilliset muutokset, jotka voivat aiheutua vain analogisen videolähetteen mukana vastaanotetun tahdistussignaalin virheelli-; : 30 sistä (kohina)pulsseista.

Keksinnön mukainen järjestely kykenee tuottamaan nk. vauhtipyöräilmiön, mikä : * ·.. tarkoittaa, että vääristymättömien OSD-objektien muodostaminen ei ole riippuvai- : “': nen analogisen videolähetteen mukana vastaanotetun tahdistussignaalin jatkuvuu desta. Kenttätahdistus saavutetaan edullisimmin kytkemällä analogisen videolähet-35 teen mukana vastaanotettu kenttätahdistussignaali videodekooderin suorittimen 6 109166 keskeytystuloon. Kenttätahdistussignaali toimii siten sekä alustussignaalina suorit-timelle että indikaattorina virheettömästi vastaanotetun analogisen videosignaalin läsnäolosta: ellei suoritin vastaanota keskeytyksiä tästä suunnasta, analoginen videosignaali joko puuttuu kokonaan tai sen taso on riittämätön vaadittavan näyttö-5 laadun toteuttamiseksi.

Keksinnölle tunnusomaisina pidetyt uudet ominaisuudet on esitetty yksityiskohtaisesti oheisissa patenttivaatimuksissa. Keksintöä itseään, sen rakennetta ja toimintaperiaatetta sekä lisätavoitteita ja -etuja selostetaan kuitenkin seuraavassa eräiden suoritusmuotojen avulla ja viitaten oheisiin piirustuksiin.

10 Kuva 1 esittää tekniikan tason mukaista järjestelyä, kuva 2 esittää keksinnön periaatetta, kuva 3 on tarkempi lohkokaavio kuvan 2 periaatteen toteutuksesta, ja kuva 4 esittää keksinnön erään suoritusmuodon mukaista menetelmää.

Kuva 1 käsiteltiin tekniikan tason selostuksessa, joten seuraavassa keksinnön ja sen 15 eräiden edullisten suoritusmuotojen selostuksessa keskitytään kuviin 2-4.

Kuvassa 2 on esitetty digitaalinen videodekoodausyksikkö 201, jonka perustehtävä ; on demultipleksoida ja dekoodata digitaalinen lähetys vuo digitaaliseksi videosig naaliksi ja joka sen lisäksi pystyy muodostamaan OSD-objekteja. Jänniteohjatulta oskillaattorilta 202 saadaan digitaaliselle videodekoodausyksikölle 201 kellosignaa-20 li, jonka avulla OSD-objektien muodostus ajoitetaan. Vastaanotetut analogiset vi-deolähetteet syötetään tahdistuksenerotuslohkoon 203, joka erottaa analogisesta *;1’ videovuosta digitaaliselle videodekoodausyksikölle 201 syötettävän kuva- tai kent- ‘ · ” tätahdistussignaalin.

.**·. Digitaaliselta videodekoodausyksiköltä 201 otetaan tietty ensimmäinen tahdistus- 25 signaali, joka johdetaan vertailu- ja virhesignaalinmuodostuslohkon 204 ensimmäi-seen tuloon. Vertailu- ja virhesignaalinmuodostuslohko 204 saa toisen tulonsa analogiselta tahdistuksenerotuslohkolta 203, joka erottaa analogisesta videovuosta tie-•; ’ tyn toisen tahdistussignaalin. Ensimmäinen ja toinen tahdistussignaali ovat verratta- vissa toisiinsa siinä mielessä, että ne (tai niiden sopivat johdannaiset) vastaavat : ·: 30 samaa tahdistettavaa kohdetta. Ne voivat molemmat olla esimerkiksi juovantahdis- tussignaaleja, jolloin kummassakin toistuvasti esiintyvä siirtymä merkitsee uuden I I » vaakajuovan alkua videokuvassa. Jos ensimmäinen ja toinen tahdistussignaali ovat · 1 keskenään synkronissa, niiden välinen vaihe-ero pysyy vakiona.

7 109166

Jos ensimmäinen ja toinen tahdistussignaali eivät ole keskenään synkronissa, vertailu- ja virhesignaalinmuodustuslohko 204 muodostaa virhesignaalin, jonka arvo on verrannollinen ensimmäisen ja toisen tahdistussignaalin eroon. Virhesignaalin muodostukseen voi liittyä suodatuksen ja vahvistuksen kaltaisia toimintoja. Virhesignaa-5 li syötetään jänniteohjatulle oskillaattorille 202, missä se säätää tämän värähtelytaajuutta.

RGB-signaalin (Red, Green, Blue) tai jonkin muun vakiomuotoisen, näyttölaitteen ohjaukseen sopivan signaalin muodostamiseksi järjestely käsittää asianmukaiset valinta-, multipleksointi- ja näyttömuunnostoiminnot, jotka kuvassa 2 on esitetty 10 lohkona 205. Sen tuloina ovat digitaalisesta lähetys vuosta demultipleksoitu ja dekoodattu digitaalinen videosignaali, lohkossa 201 muodostetut OSD-objektit sekä vastaanotettu analoginen videosignaali. Mainittuja valinta-, multipleksointi- ja näyt-tömuunnostoimintoja ei välttämättä tarvitse suorittaa yhdessä ja samassa piirissä tai edes yhdessä ja samassa laitteessa; myöhemmin selostetaan keksinnön erästä suori-15 tusmuotoa, joka havainnollistaa eräitä mahdollisuuksia valinta-, multipleksointi- ja näyttömuunnostoimintojen jakamiseksi.

Kuvassa 3 on esitetty yksityiskohtaisempi lohkokaavio, jossa keksintöä sovelletaan OSD:n muodostuksen synkronoimiseksi vastaanotettuihin analogisiin videosignaa-leihin. Digitaalisella videodekoodausyksiköllä 301 on digitaalisen lähetysvuon tulo 20 302, OSD-tulo 303, karkea tahdistustulo 304, kellosignaalitulo 305, takaisinkytken- ’ ·: · ‘ tätahdistuslähtö 306, ohjaussignaalilähtö 307, analoginen grafiikkalähtö 308 ja Fast • : Blanking -tyyppiä oleva kytkennänohjauslähtö 309. Digitaalisessa videodekoo- ·.,/ dausyksikössä 301 digitaalisen lähetysvuon tulo 302 on kytketty demultiplekserin 310 tuloon, ja demultiplekserin lähtö on kytketty MPEG-dekooderin 311 tuloon.

25 MPEG-dekooderin 311 lähtö on kytketty grafiikkageneraattorin 312 ensimmäiseen grafiikkatuloon.

Lisäksi digitaalisen videodekoodausyksikön 301 sisällä OSD-tulo 303 on kytketty : : suorittimen 313 ensimmäiseen tuloon ja karkeatahdistustulo 304 on kytketty suorit- ../ timen 313 toiseen tuloon, joka edullisimmin on IRQ-tulo (so. keskeytyspyyntötulo).

,·, : 30 Suorittimen 313 ensimmäinen lähtö on kytketty grafiikkageneraattorin 312 toiseen .,,,· grafiikkatuloon. Digitaalisen videodekoodausyksikön 301 kellosignaalitulo on kyt ketty sisäisen tahdistusyksikön 314 tuloon. Myös suorittimen 313 lähtö on kytketty : ’·· tahdistusyksikön 314 tuloon. Tahdistusyksiköltä on kaksi tahdistuslähtöä, so. pysty- tahdistuslähtö ja vaakatahdistuslähtö, joista edellinen on kytketty grafiikkageneraat-35 torin 312 ensimmäiseen tahdistustuloon. Vaakatahdistuslähtö on kytketty sekä grafiikkageneraattorin 312 toiseen tahdistustuloon että digitaalisen videodekoodausyk- 109166 g sikön 301 takaisinkytkentätahdistuslähtöön 306. Tahdistusyksiköltä 314 on lisäksi ohjaussignaalilähtö, joka on kytketty digitaalisen videodekoodausyksikön 301 ohja-ussignaalilähtöön 307.

Grafiikkageneraattorin 312 grafiikkalähtö on kytketty grafiikkakooderin 315 tuloon, 5 joka grafiikkakooderi kuvassa 3 on sellainen, joka pystyy tarpeen mukaan muodostamaan PAL-, NTSC- tai SECAM-standardin mukaisia grafiikkasignaaleja. Video-kooderilta 315 on kaksi lähtöä, joista ensimmäinen on analoginen grafiikkalähtö ja toinen on Fast Blanking -tyyppinen kytkentäsignaalilähtö. Nämä molemmat on kytketty digitaalisen videodekoodausyksikön 301 vastaavasti nimettyihin lähtöihin 10 308 ja 309.

Kuvan 3 järjestely käsittää lisäksi analogisen videotulon, joka on kytketty sekä tah-distuksenerotusyksikön 320 että analogisen grafiikkamuuntimen 321 tuloon. Tah-distuksenerotusyksiköltä 320 on kaksi lähtöä, joista karkeatahdistuslähtö on kytketty digitaalisen videodekoodausyksikön 301 karkeatahdistustuloon 304. Tahdistuk-15 senerotusyksikön 320 toinen lähtö on hienotahdistuslähtö, joka on kytketty vaihe-vertailijan 322 yhteen tuloon. Vaihevertailijan 322 toinen tulo on kytketty digitaalisen videodekoodausyksikön 301 takaisinkytkentätahdistuslähtöön 306. Vaihevertai-lijan 322 lähtö on kytketty kytkimen 323 ensimmäiseen tuloon; kytkimen toinen tulo on kytketty digitaalisen videodekoodausyksikön 301 ohjaussignaalilähtöön 20 307. Kytkimen 323 asettamiseksi tiettyyn tilaan kytkimellä on ohjaustulo. Kytki- ' : 1: men 323 lähtö on kytketty suodatus- ja vahvistusyksikön 324 tuloon, jonka yksikön 324 lähtö puolestaan on kytketty jännniteohjatun oskillaattorin 325 taajuudensäätö-tuloon. Jännniteohjatun oskillaattorin 325 värähtelevä lähtö on kytketty digitaalisen : \; videodekoodausyksikön 301 kellosignaalituloon 305.

;;; 25 Kuvan 3 järjestelyn lähtöaste käsittää kytkentämatriisin 330, jolla on kaksi analogis- ’ 1 · 1 ‘ ta grafiikkatuloa, yksi ohjaustulo ja analoginen grafiikkalähtö. Analogiset grafiikka- tulot on kytketty digitaalisen videodekoodausyksikön 301 analogiseen grafiikkaläh-: : töön 308 sekä analogisen grafiikkamuuntimen 321 lähtöön. Kytkentämatriisin 330 ohjaustulo on kytketty digitaalisen videodekoodausyksikön 301 kytkennänohjaus-.·. j 30 lähtöön 309. Kytkentämatriisin 330 lähdöstä saadaan analoginen grafiikkasignaali. Kuvassa 3 on esimerkkinä esitetty RGB-signaali.

’ ·,. Pelkän digitaalisen lähetysvuon vastaanoton ja siitä saatavan videosignaalin katse- ." ‘. lun aikana kuvan 3 järjestelyn toiminta muistuttaa läheisesti tekniikan tasosta tun nettujen yhdistelmäpäätelaitteiden toimintaa. Katseltava digitaalinen videosignaali 35 demultipleksoidaan digitaalisesta lähetysvuosta demultiplekserissä 310 ja dekooda- 9 109166 taan sen lähetysaikakoodatusta muodosta dekooderissa 311. Dekoodattu digitaalinen videovuo syötetään grafiikkageneraattorille 312, joka muuntaa sen grafiik-kasignaaliksi. Jos OSD-objekteja on tarkoitus esittää näytöllä samanaikaisesti, niitä koskevat komennot muodostetaan suorittimessa 313 ja syötetään grafiikkageneraat-5 torille 312, joka ottaa ne huomioon grafiikkasignaalin muodostuksessa. OSD-objektien muodostus tahdistetaan dekoodattuun digitaaliseen videosignaaliin sisäiseltä tahdistusyksiköltä 314 saatujen pysty- ja vaakatahdistussignaalien avulla, jotka sisäinen tahdistusyksikkö 314 muodostaa jakamalla jänniteohjatulta oskillaattorilta 325 vastaanottamansa kellopulssijonon sopivasti. Lisäksi tahdistusyksikkö 314 10 muodostaa ohjaussignaalin, joka kytketään kytkimen 323 ja suodatus- ja vahvis-tusyksikön 324 kautta jänniteohjatun oskillaattorin 325 ohjaustulolle kellotaajuuden pitämiseksi vakaana.

Analogisen videosignaalin vastaanoton aikana tahdistuksenerotin 320 erottaa analogisesta videosignaalista kuva- (tai kenttä-) ja juovatahdistuspulssit. Edelliset on 15 kytketty karkeatahdistustulon 304 kautta suorittimen 313 IRQ-tuloon ja jälkimmäiset on kytketty vaihevertailijalle 322. Jänniteohjattu oskillaattori 325 ja sisäinen tahdistusyksikkö 314 toimivat kuten digitaalisessakin vastaanotossa, mutta esillä olevan keksinnön periaatteen mukaan niissä muodostettua vaakatahdistussignaalia verrataan nyt vaihevertailijassa 322 tahdistuksenerottimelta 320 tulevaan jatkuvaan 20 juovatahdistuspulssien jonoon. Kytkin 323 on nyt eri tilassa kuin digitaalisen vas-, ·. taanoton tapauksessa niin, että se kytkee vaihevertailijan 322 lähdön suodatus- ja _ ‘ ‘. vahvistusyksikön 324 kautta jänniteohjatun oskillaattorin 325 ohjaustuloon. Sisäi seltä tahdistusyksiköltä 314 saatavaa ohjaussignaalia ei käytetä analogisessa vas- ' · ’ taanotossa.

S : ’ ’, · | · · ! 25 Tahdistuksenerottimelta suorittimen IRQ-tuloon kytketyt kuva- tai kenttätahdistus- signaalit saavat suorittimen 313 alustamaan sisäisen tahdistusyksikön 314 niin että tahti, jolla se tuottaa synkronointisignaaleja, vastaa ainakin suunnilleen vastaanote-tun analogisen videosignaalin kuva- tai kenttätaajuutta. Alustaminen tarkoittaa tässä ... tapauksessa sitä, että sisäinen tahdistusyksikkö 314 pakotetaan antamaan sisäiset 30 VSYNC-signaalit grafiikkageneraattorille 311 suunnilleen samaan aikaan kuin ui- « * koinen VSYNC saapuu tahdistuksenerottimelta 320. Tämä järjestely varmistaa, että · .”! OSD tahdistuu pystysuuntaisesti TV-ruudussa. Alustus tapahtuu jokaisen kanavan- . ‘ vaihdon jälkeen tai aina, kun tahdistus on jostain syystä menetetty. Suoritin 313 voi myös käyttää tahdistuspulssien esiintymistä IRQ-tulossaan indikaattorina analogi-35 sen videosignaalin onnistuneesta vastaanotosta: ellei suoritin vastaanota lainkaan 10 109166 kuva- tai kenttätahdistuspulsseja IRQ-tulon kautta, se voi päätellä, että analogista videosignaalia ei ole tai että sen taso on niin matala, ettei sitä voida esittää.

Onnistuneen alustuksen jälkeen sisäinen tahdistusyksikkö 314 käyttää tiettyä jako-lukua kellotaajuuden jakamiseen ja vaakatahdistuspulssien muodostamiseen. Vai-5 hevertailija 322 vertaa niitä tahdistuksenerottimelta 320 vastaanottamiinsa juova-tahdistuspulsseihin. Vaihe-ero, joka ilmaisee OSD:n muodostuksen olevan epätah-dissa vastaanotetun videosignaalin kanssa, aiheuttaa sen, että vaihevertailija 322 päätyy tiettyyn nollasta poikkeavaan arvoon. Jos hetkeksi unohdetaan suodatus- ja vahvistusyksikön 324 toiminta, vaihevertailijan 322 nollasta poikkeava arvo toimii 10 säätöjännitteenä, joka määrää jänniteohjatun oskillaattorin 325 värähtelytaajuuden. Vaihevertailijan 322 ulostulon etumerkki on valittava siten, että jos havaittu vaihe-ero osoittaa vaakatahdistuspulssien saapuvan analogisen videosignaalin juovatah-distuspulsseja nopeammin, jänniteohjatun oskillaattorin 325 värähtelytaajuutta on alennettava ja päinvastoin: jos havaittu vaihe-ero osoittaa vaakatahdistuspulssien 15 saapuvan analogisen videosignaalin juovatahdistuspulsseja hitaammin, jänniteohjatun oskillaattorin 325 värähtelytaajuutta on nostettava. Virheetön tahdistus sisäisesti muodostettujen vaakatahdistuspulssien ja analogisen videosignaalin juovatahdistus-pulssien välillä saa vaihevertailijan ulostulon pysymään nollassa, mikä puolestaan saa jänniteohjatun oskillaattorin 325 värähtelemään keski taajuudellaan.

20 Suodatus- ja vahvistusyksikön 324 tehtävänä on eliminoida äkilliset muutokset ' -: ' vaihevertailijan 322 lähdöstä ja sovittaa vaihevertailijan 322 lähtöalue jänniteohja- ’ · tulta oskillaattorilta 325 vaadittuun dynamiikka-alueeseen. Suodatustehtävä käsittää \: pääasiassa alipäästösuodatusta, jolloin juovatahdistuspulssijonossa esiintyvien äkil- : ’ · j listen satunnaisten häiriöpulssien vaikutukset minimoituvat.

25 OSD-objektien sijoittaminen näyttöruudulle yhtä aikaa analogisen videosignaalin ' ’ * muodossa vastaanotettujen graafisten kuvien kanssa suoritetaan vaihtelemalla valit tua ohjelmalähdettä nopeasti kytkentämatriisissa 330. Kytkentää ohjaava signaali on ' ' digitaalisen videodekoodausyksikön 301 kytkennänohjauslähdön 309 kautta saatava ,.,: Fast Blanking -signaali. Jos päätelaitejärjestely käsittää televisiovastaanottimen ja , . j 30 siihen Fast Blanking -signaalille johtimen sisältävällä SCART-johdolla liitetyn so- .,,.: vitinyksikön (set top box), elimet 321 ja 330 voivat hyvin sijaita televisiovastaanot- ♦ · timessa muiden kuvassa 3 esitettyjen elinten sijaitessa sovitinyksikössä. Raja 340 : ’ edustaa sovitinyksikön aluetta, ja raja 350 edustaa televisiovastaanottimen aluetta ; „.,: tällaisessa tapauksessa. Vaihtoehtoisessa tapauksessa kaikki kuvan 3 lohkot sijaitse- 35 vat sovitinyksikössä, ja sovitinyksiköltä lähetetään televisiovastaanottimelle vain RGB-signaali (tai jokin muu sopiva, esitettävissä oleva signaali). Keksinnön periaa- 11 109166 tetta voidaan luonnollisesti soveltaa myös TV-vastaanottimeen, joka yksinkin kykenee vastaanottamaan sekä digitaalisia että analogisia signaaleja ilman erillistä sovi-tinyksikköä. Siinä tapauksessa kaikki kuvassa 3 esitetyt lohkot sijaitsevat televisiovastaanottimessa.

5 Kuvan 4 vuokaavio esittää keksinnön erään suoritusmuodon mukaista menetelmää. Menetelmävaiheet on järjestetty kolmeen ryhmään sen mukaan, mikä olio tai olioryhmä vaiheet suorittaa. Tiedonsiirtoa olioiden tai olioryhmien välillä on kuvattu aaltonuolilla. Vaiheiden 401, 402, 403 ja 404 muodostamaa silmukkaa pyörittää tahdistuksenerotin, joka vastaanottaa analogisen videosignaalin, erottaa siitä kenttä-10 ja juovatahdistussignaalit ja lähettää ne suorittimelle ja vaihevertailijalle. Digitaalinen videodekoodausyksikkö suorittaa toistuvasti vaiheet 411, 412, 413, 414 ja 415, joissa se vastaanottaa OSD-syötön, alustaa sisäisen tahdistusyksikön vastaanotettuaan kenttätahdistuspulssit, muodostaa HSYNC- ja VSYNC-signaalit OSD-objektien muodostamiseksi virheettömästi, lähettää HSYNC-signaalin vaihevertailijalle ja 15 muodostaa OSD-objektin. Kuvassa 3 lohkoina 322, 323, 324 ja 325 esitetyt oliot suorittavat vaihevertailun tahdistussignaalien välillä, muodostavat ja käsittelevät virhesignaalin ja säätävät sen mukaisesti värähtelytaajuutta, joka ohjaa tahdistus-pulssien muodostusta digitaalisessa videodekoodausyksikössä.

Keksinnön mukaisessa menetelmässä ja järjestelyssä digitaalinen videodekoo-20 dausyksikkö toimii master-tilassa, mikä tarkoittaa, ettei se ole riippuvainen analogi-‘ >:.: sesta videosignaalista erotettujen tahdistussignaalien olemassaolosta. Keksintö syn- nyttää ns. vauhtipyöräilmiön: tahdistuspulssien muodostus OSD:tä varten jatkuu •, ,! vaikka tahdistuspulssien vastaanotto analogisessa videosignaalissa tilapäisesti kes- : ’ \ j keytyisi. Keksintöä voidaan soveltaa saapuvan analogisen videosignaalin formaatis- :" ‘; 25 ta riippumatta samoin kuin riippumatta television tai muun näyttölaitteen hyväksy- . ·' ‘, mästä grafiikkaformaatista, kunhan käytössä ovat asianmukaiset muuntimet, kuten I t < yksiköt 315 ja 321 kuvassa 2. Tällaisten muuntimien käyttö ja toteuttaminen on . sinänsä tunnettua alan ammattimiehelle.

'.,.: Analogisten videosignaalien vastaanoton ja katselun aikana demultiplekseri ja digi- . : 30 taalinen videodekooderi, jotka on kuvassa 3 esitetty lohkoina 310 ja 311, voidaan , ’,, · kytkeä pois päältä virran säästämiseksi, kun taas digitaalisen videon vastaanoton ja I · . katselun aikana niiden täytyy luonnollisesti olla täysin toiminnassa. Myös kytkin, » * ! ' · · jolla valitaan joko sisäiseltä tahdistusyksiköltä tuleva ohjaussignaali tai vaihevertai- lijan vertailutulos jänniteohjatun oskillaattorin värähtelytaajuuteen vaikuttavaksi 35 ohjaukseksi, on asetettava asianmukaiseen tilaan. Päätelaitejärjestelyssä täytyy olla jokin ohjauselin, joka tietää, onko valittuna ohjelmalähteenä kullakin hetkellä digi- 12 109166 taalinen lähetysvuo vai analoginen videosignaali, ja joka suorittaa edellä mainitut kytkentätoiminnot.

Tässä patenttihakemuksessa esimerkkeinä esitettyjen keksinnön suoritusmuotojen ei pidä tulkita asettavan rajoituksia oheisten patenttivaatimusten sovellettavuudelle.

5 Verbiä “käsittää” on käytetty tässä patenttihakemuksessa avoimena rajoituksena, joka ei sulje pois mainitsemattomia ominaisuuksia. Epäitsenäisissä vaatimuksissa mainittuja ominaisuuksia voidaan yhdistellä keskenään vapaasti ellei nimenomaan toisin ole mainittu.

• · • · · i » « t » t * » I *

I * I I

I I »

Claims (14)

13 109166

1. Järjestely kuvaruutunäyttötoimintojen synkronoimiseksi analogisen signaalin vastaanoton aikana päätelaitejärjestelyssä, joka kykenee vastaanottamaan sekä digitaalisia että analogisia videosignaaleja, joka järjestely käsittää: 5. välineet (312, 313) kuvaruutunäyttöobjektien muodostamiseksi ja - mainittuihin kuvaruutunäyttöobjektien muodostamisvälineisiin kytkettynä tahdis-tuspulssien muodostus välineet (314) kuvaruutunäyttöobjektien muodostuksen ohjaamiseksi, tunnettu siitä, että se käsittää: 10. vertailuvälineet (322) mainittujen tahdistuspulssien muodostusvälineiden (314) muodostamien tahdistuspulssien vertaamiseksi analogisesta videosignaalista saatuun (320) tahdistussignaaliin ja - välineet (323, 324) mainitun vertaamisen tuloksen välittämiseksi ohjaussignaalina mainittujen tahdistuspulssien muodostamisprosessille (314, 325).

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen järjestely, tunnettu siitä, että se käsittää: - säädettävät värähtelyvälineet (325) aikaperustan toteuttamiseksi mainituille tahdistuspulssien muodostusvälineille (314), - välineet (323, 324) mainitun vertaamisen tuloksen välittämiseksi ohjaussignaalina mainituille säädettäville värähtelyvälineille (325). ': 20

3. Patenttivaatimuksen 2 mukainen järjestely, tunnettu siitä, että se käsittää: ; ; - ohjattavan kytkimen (323), jolla on kaksi tuloa ja lähtö, !.. * - kytkennän mainittujen tahdistuspulssien muodostusvälineiden (314) lähdöstä mai- ;;; nitun kytkimen (323) yhteen tuloon, ' · · ’ - kytkennän mainittujen vertailuvälineiden (322) lähdöstä mainitun kytkimen (323) 25 toiseen tuloon, ja :' ’: - kytkennän mainitun kytkimen (323) lähdöstä mainituille säädettäville värähtelyvä- ,,,: lineille (325); , : niin, että mainitun kytkimen (323) tilasta riippuen joko mainittujen tahdistuspulssi- j en muodostusvälineiden (314) mainittu lähtö tai mainittujen vertailuvälineiden 30 (322) mainittu lähtö on kytketty ohjaamaan mainittuja säädettäviä värähtelyvälineitä ·· (325).

4. Patenttivaatimuksen 2 mukainen järjestely, tunnettu siitä, että se käsittää suodatus- ja vahvistusvälineet (324) mainittujen vertailuvälineiden (322) ja mainittujen 14 109166 säädettävien värähtelyvälineiden (325) välillä, jotka suodatus- ja vahvistusvälineet (324) on järjestetty suodattamaan häiriöitä mainittujen vertailuvälineiden (322) lähdöstä ja sovittamaan mainittujen vertailuvälineiden (322) lähtöalue mainittujen säädettävien värähtelyvälineiden (325) ohjaustulon alueeseen.

5. Patenttivaatimuksen 1 mukainen järjestely, tunnettu siitä, että se käsittää vä lineet analogisesta videosignaalista saadun (320) tahdistussignaalin kytkemiseksi karkeatahdistussignaalina mainituille välineille (312, 313) kuvaruutunäyttöobjektien muodostamiseksi.

6. Patenttivaatimuksen 5 mukainen järjestely, tunnettu siitä, että se käsittää: 10 -osana mainittuja tahdistuspulssien muodostusvälineitä (314) ohjelmoitavan jakajan, joka on järjestetty jakamaan kellosignaali ohjelmoitavalla jakoluvulla, ja - mainittuun ohjelmoitavaan jakajaan kytketyn suorittimen (313), joka kykenee asettamaan mainitun ohjelmoitavan jakoluvun arvon; missä analogisesta videosignaalista saatu (320) tahdistussignaali on kytketty kar-15 keatahdistussignaalina mainitulle suorittimelle (313) ja mainittu suoritin (313) on järjestetty asettamaan mainitun ohjelmoitavan jakoluvun arvo vastaanottamansa karkeatahdistussignaalin perusteella.

7. Patenttivaatimuksen 1 mukainen järjestely, tunnettu siitä, että se käsittää: : - kytkentämatriisin (330), jolla on ensimmäinen analoginen grafiikkatulo, toinen 20 analoginen grafiikkatulo, kytkennänohjaustulo ja ohjelmalähtö, : -mainittuihin kuvaruutunäyttöobjektien muodostamisvälineisiin (312, 313) kytket- : tynä välineet (315) Fast Blanking -signaalin muodostamiseksi, . - kytkennän mainituilta Fast Blanking -signaalin muodostamisvälineiltä (315) mai- . ·, nittuun kytkennänohjaustuloon, 25 -mainittuihin kuvaruutunäyttöobjektien muodostamisvälineisiin (312, 313) kytkettynä välineet (315) ensimmäisen analogisen grafiikkasignaalin muodostamiseksi, - kytkennän mainituilta ensimmäisen analogisen grafiikkasignaalin muodostamisvä- ; ·' lineiltä (315) mainittuun ensimmäiseen analogiseen grafiikkatuloon, ja -välineet (321) vastaanotetun analogisen videosignaalin kytkemiseksi mainittuun ; · · 30 toiseen analogiseen grafiikkatuloon. i « i 15 109166

8. Päätelaitejärjestely videokuvien ja kuvaruutunäyttöobjektien näyttämiseksi samanaikaisesti käyttäjälle, joka päätelaitejärjestely käsittää: - sekä digitaalisten että analogisten videosignaalien vastaanottoon kykenevän sovi-tinyksikön (340), 5. mainittuun sovitinyksikköön (340) kytketyn televisiovastaanottimen (350), -mainitussa sovitinyksikössä (340) välineet (312, 313) kuvaruutunäyttöobjektien muodostamiseksi, ja - mainitussa sovitinyksikössä (340) tahdistuspulssien muodostusvälineet (314) kuvaruutunäyttöobjektien muodostuksen ohjaamiseksi, 10 tunnettu siitä, että se käsittää: - sovitinyksikössä (340) vertailuvälineet (322) mainittujen tahdistuspulssien muodostus välineiden (314) muodostamien tahdistuspulssien vertaamiseksi analogisesta videosignaalista saatuun (320) tahdistussignaaliin, - sovitinyksikössä (340) välineet (323, 324) mainitun vertaamisen tuloksen välittä-15 miseksi ohjaussignaalina mainittujen tahdistuspulssien muodostumisprosessille (314,325), - kytkentämatriisin (330), jolla on ensimmäinen analoginen grafiikkatulo, toinen | analoginen grafiikkatulo, kytkennänohjaustulo ja ohjelmalähtö, - mainittuihin kuvaruutunäyttöobjektien muodostusvälineisiin (312, 313) kytkettynä 20 välineet (315) Fast Blanking -signaalin muodostamiseksi, - kytkennän mainituilta Fast Blanking -signaalin muodostusvälineiltä (315) mainit- : tuun kytkennänohjaustuloon, - mainittuihin kuvaruutunäyttöobjektien muodostusvälineisiin (312, 313) kytkettynä ;·’ välineet (315) ensimmäisen analogisen grafiikkasignaalin muodostamiseksi, 25 -kytkennän mainituilta ensimmäisen analogisen grafiikkasignaalin muodostusväli-’ · ·. ‘ neiltä (315) mainittuun ensimmäiseen analogiseen grafiikkatuloon, ja -välineet (321) vastaanotetun analogisen videosignaalin kytkemiseksi mainittuun toiseen analogiseen grafiikkatuloon.

... 9. Patenttivaatimuksen 8 mukainen päätelaitejärjestely, tunnettu siitä, että mai- ;' 30 nittu kytkentämatriisi (330) sijaitsee sovitinyksikössä (340).

10. Patenttivaatimuksen 8 mukainen päätelaitejärjestely, tunnettu siitä, että mainittu kytkentämatriisi (330) sijaitsee televisiovastaanottimessa (350) siten, että sovi-tinyksikön (340) ja televisiovastaanottimen (350) välinen kytkentä käsittää välineet ,..: mainitun Fast Blanking -signaalin välittämiseksi sovitinyksikön (340) ja televisio- 35 vastaanottimen (350) välillä. 16 109166

11. Menetelmä kuvaruutunäyttötoimintojen synkronoimiseksi analogisen signaalin vastaanoton aikana päätelaitejärjestelyssä, joka kykenee vastaanottamaan sekä digitaalisia että analogisia videosignaaleja, joka menetelmä käsittää vaiheet, joissa: - muodostetaan (415) kuvaruutunäyttöobjekteja, ja 5 -muodostetaan tahdistuspulsseja (413) kuvaruutunäyttöobjektien muodostuksen ohjaamiseksi, tunnettu siitä, että se käsittää vaiheet, joissa: - verrataan (421) mainittujen tahdistuspulssien muodostusvälineiden muodostamia tahdistuspulsseja analogisesta videosignaalista saatuun (402) tahdistussignaaliin, ja 10. välitetään (422, 423) mainitun vertaamisen tulos ohjaussignaalina mainittujen tahdistuspulssien muodostusprosessille (424, 413).

12. Patenttivaatimuksen 11 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että se käsittää vaiheet, joissa: - toteutetaan aikaperusta mainitulle tahdistuspulssien muodostukselle säädettävien 15 värähtelyvälineiden avulla (424), ja - välitetään (422, 423) mainitun vertaamisen tulos ohjaussignaalina mainituille säädettäville värähtelyvälineille niin, että mainitun vertaamisen tulos määrää (424) mainittujen säädettävien värähtelyvälineiden värähtelytaajuuden.

13. Patenttivaatimuksen 11 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että se käsittää 20 vaiheet, joissa: . : - saadaan (402) kenttätahdistussignaali mainitusta analogisesta videosignaalista, ja j ; - käytetään (403, 412) mainittua kenttätahdistussignaalia mainittujen tahdistuspuls- ;‘; sien muodostusprosessin alustamiseen.

! ’>·* 14. Patenttivaatimuksen 13 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että vaihe, jossa 25 käytetään (403, 412) mainittua kenttätahdistussignaalia mainittujen tahdistuspulssi-": en muodostusprosessin alustamiseen, käsittää alavaiheen, jossa valitaan jakoluku ,.: tietylle ohjelmoitavalle jakajalle käytettäväksi mainittujen tahdistuspulssien muo- . , ; dostamiseen kellosignaalista. 17 109166