JP4942051B2 - ディジタル・ビデオ信号を処理する装置 - Google Patents

Description

この発明は、ディジタル・ビデオ信号処理システム用の“オンスクリーン表示”（ＯＳＤ）装置に関する。

ビデオ信号処理システムに用いられるオンスクリーン表示（ＯＳＤ）装置は、グラフィック画像を表わす信号と通常のビデオ信号の間の切換えを行う切換回路（または“多重化”回路）を具えている。その切換回路は、そのビデオ信号によって表わされる画像をグラフィック画像で置換して、またはそのビデオ信号によって表わされる画像と共に（その画像中に挿入して）、グラフィック画像が画像再生装置のスクリーン上に表示されるように切換えを行う。そのグラフィック画像はアルファニューメリック（英数字）シンボルまたは画像グラフィックスの形式をとる。また、そのグラフィック画像を用いてチャンネル番号もしくは時間等の状態情報または操作命令を表示することができる。従来のアナログ・ビデオ信号処理システムにおいて用いられるＯＳＤ装置では、一般に、その多重化回路の動作によって、そのグラフィック画像の各部分が表示される各時点で表示レベルがそのグラフィック画像の各部分の所定の強度に相当するレベルに切換えられる。そのようなＯＳＤ装置においては、グラフィック画像を表わす信号は、そのグラフィック画像の各部分が表示されるときに生じるタイミング・パルスの形式で発生し、多重化回路の制御に使用されている。そのようなアナログＯＳＤ装置は、ディジタル・ビデオ信号処理システムに用いることもできるが、そのためにはディジタル形式のビデオ信号をまずアナログ形式に変換する必要がある（例えば、特許文献１参照）。
国際公開第９３／２２８７７号パンフレット（ｆｉｇｕｒｅ １４）

一般に、ディジタル・ビデオ信号処理システムは、ディジタル・ビデオ信号をアナログ形式に変換するディジタル−アナログ変換器部（ＤＡＣ）を具えているが、ＯＳＤ装置をディジタル・ビデオ処理部における一体化した部分として組み込むことができれば製品のコスト効率が向上する。

本願発明の目的は、相異なるデータ・フォーマットのビデオ画像とグラフィック画像を単一のメモリに記憶させ、且つ記憶されたビデオ画像とグラフィック画像をそれぞれ表示させることのできるディジタル・ビデオ信号処理装置を提供することである。

この発明は、ディジタル・ビデオ信号処理システム用のディジタルＯＳＤ装置に関し、特に、圧縮形式の画像情報を表わすディジタル・ビデオ信号を処理するディジタル・ビデオ信号処理システム用のディジタルＯＳＤ装置に関する。

さらに具体的に説明すると、この発明によるディジタル・ビデオ信号処理システムは、圧縮形式および成分形式の画像情報を表わす符号化データ・パケットを受け取る。次いで、ビデオ復号器およびそれに関連するビデオ・メモリにより、ビデオ・パケットを復号し、圧縮解除（ｄｅｃｏｍｐｒｅｓｓ）または伸長して、ビデオ画像を表わすディジタル・ワードのグループ（群）を生成する。また、そのビデオ復号器は、都合よくビデオ・メモリに記憶されたグラフィックス・ビットマップ（ｂｉｔ ｍａｐ）をグラフィック画像を表わすディジタル・ワードのグループに変換するオンスクリーン表示（ＯＳＤ）ユニットを含んでいる。その画像を表わすディジタル・ワードとグラフィックを表わすディジタル・ワードとは、ＯＳＤ表示ユニットの制御の下で互いに多重化される。

本願発明の構成は、圧縮形式および成分形式のビデオ画像を表わすディジタル・パケットの供給源（１５０９−１）と、グラフィック画像を表わすディジタル・データの供給源（１５０９−７）と、前記ビデオ画像を表わすディジタル・パケットと前記グラフィック画像を表わすディジタル・データの両方を記憶する単一のメモリ（１５１３）と、前記メモリ（１５１３）と協働して前記ディジタル・パケットを復号し、圧縮解除するビデオ復号器（１５０９）と、を備え、前記ビデオ復号器が、前記メモリに結合されていて、前記メモリに記憶された前記ビデオ画像を表わすディジタル・パケットに応答して前記ビデオ画像の各成分を表わす一連のディジタル・ワードを生成するビデオ表示制御ユニット（１５０９−５）と、前記メモリに結合されていて、前記メモリに記憶された前記グラフィック画像を表わすディジタル・データに応答して前記グラフィック画像の各成分を表わす一連のディジタル・ワードを生成するグラフィックス表示ユニット（１５０９−９）と、前記ビデオ画像を表わすディジタル・ワードと前記グラフィック画像を表わすディジタル・ワードとを選択的に組み合わせるコンバイナと、を有するディジタル・ビデオ信号を処理する装置である。

この発明の上述の特徴およびその他の特徴を、添付した図面を参照して説明する。

図１に示された衛星テレビジョン・システムにおいて、送信機（ｔｒａｎｓｍｉｔｔｅｒ）１は、それに送信アンテナ３が付設されていて、ビデオおよびオーディオの各成分（コンポーネント）を含んでいるテレビジョン信号を対地静止軌道上にある衛星（ｓａｔｅｌｌｉｔｅ）５に送信する。衛星５は送信機１によって送信されたテレビジョン信号を受信して、地球局に向けて再送信する。衛星５によって送信されたテレビジョン信号はアンテナ構体または“屋外ユニット（ｏｕｔｄｏｏｒ ｕｎｉｔ）”７によって受信される。アンテナ構体７は、ディッシュ型アンテナ９および周波数変換器１１を含んでいる。アンテナ９は、衛星５から送信されたテレビジョン信号を周波数変換器１１に送る。その周波数変換器１１は、受信した全てのテレビジョン信号の周波数をそれぞれの低周波数に変換する。周波数変換器１１は、受信した全てのテレビジョン信号の周波数帯域を１つのブロックとして変換するので、“ブロック変換器（ｂｌｏｃｋ ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ）”とも呼ばれる。

ブロック変換器（周波数変換器）１１で生成されたテレビジョン信号は同軸ケーブル１３を介して衛星受信機または衛星テレビジョン信号受信機１５に結合される。衛星受信機１５は、屋内に設置されるので“屋内ユニット（ｉｎｄｏｏｒ ｕｎｉｔ）”とも呼ばれる。衛星受信機１５は、後で詳細に説明するように、受信したテレビジョン信号に同調し、テレビジョン信号を復調し、さらにその他の処理を施して、通常のテレビジョン受像機１７によって処理するのに適したフォーマット（ＮＴＳＣ、ＰＡＬおよびＳＥＣＡＭ方式）のビデオおよびオーディオ信号を生成する。テレビジョン受像機１７は、このビデオ信号に応答して表示スクリーン１９上に画像を形成し、またこのオーディオ信号に応答してスピーカ２１ａおよび２１ｂによって可聴応答を発生させる。

図１に示された衛星テレビジョン・システムは、テレビジョン情報がＭＰＥＧのような所定のディジタル圧縮標準に従う圧縮形式で送信されるディジタル・テレビジョン衛星システムである。ＭＰＥＧとは、動画専門家グループ（Ｍｏｔｉｏｎ Ｐｉｃｔｕｒｅｓ Ｅｘｐｅｒｔ Ｇｒｏｕｐ）によって勧告された動画およびそれに関連するオーディオ情報を符号化するための国際標準である。

さらに具体的には、送信機１内において、アナログ・ビデオ信号およびアナログ・オーディオ信号がそれぞれのディジタル信号に変換される。そのディジタル・ビデオ信号およびディジタル・オーディオ信号はＭＰＥＧの圧縮および符号化標準に従って圧縮され符号化される。その結果生成された符号化ディジタル信号は、ビデオ成分およびオーディオ成分のそれぞれに対応したパケット列（ｓｅｒｉｅｓ）またはパケット・ストリーム（ｓｔｒｅａｍ）の形式を有するものとなっている。そのパケットのタイプ（種類）は、ヘッダ・コード（ｈｅａｄｅｒ ｃｏｄｅ）によって識別される。また、制御データおよびその他のデータに対応するパケット（ｐａｃｋｅｔ）が、そのデータ・ストリームに付加されることもある。

ＭＰＥＧ標準において、ビデオ情報は、輝度（Ｙ）成分と２つの色差（ＵおよびＶ）成分の形式で送信される。例えば、第１の色差成分は赤の画像情報と輝度画像情報の間の差（Ｒ−Ｙ）を表わし、第２の色差成分は青の画像情報と輝度画像情報の間の差（Ｂ−Ｙ）を表わす。さらに、その２つの色差成分は１画素（ピクセル）より多い数の画素に対応しており、即ち色情報は圧縮されている。このように色差成分を使用し、また複数の画素間でその色差成分を共有することによって、伝送帯域を圧縮する（減少させる）ことができる。

伝送経路上で生じ得るノイズに起因する誤りを訂正するために、前方誤り訂正（ＦＥＣ：Ｆｏｒｗａｒｄ Ｅｒｒｏｒ Ｃｏｒｒｅｃｔｉｏｎ）データがパケットに付加される。周知のビタビ（Ｖｉｔｅｒｂｉ）型およびリード−ソロモン（Ｒｅｅｄ−Ｓｏｌｏｍｏｎ）型の前方誤り訂正符号化法は、どちらも有利に用いることができる。次に、ディジタル伝送技術の分野で周知のＱＰＳＫ（Ｑｕａｔｅｒｎａｒｙ Ｐｈａｓｅ Ｓｈｉｆｔ Ｋｅｙｉｎｇ 、１／４位相シフトキーイングまたは４相位相偏移変調）変調法によって、この圧縮、符号化および誤り訂正の各処理によって得られたディジタル情報でキャリア（搬送波）を変調する。

衛星受信機１５は、局部発振器および混合器（ミクサ）（図示せず）を有する同調器１５０１を含んでいる。この同調器１５０１は、アンテナ構体７から受け取った複数の信号の中から適当なキャリア（搬送波）信号を選択し、その選択したキャリアの周波数を低周波数に変換して中間周波（ＩＦ）信号を生成する。このＩＦ信号はＱＰＳＫ復調器１５０３によって復調され、復調ディジタル信号が生成される。ＦＥＣ復号器１５０５は、復調されたディジタル信号中に含まれている誤り訂正データを復号し、その誤り訂正データに基づいてビデオ、オーディオおよびその他の情報を表わす復調パケットに対して誤り訂正処理を施す。例えば、送信機１においてビタビおよびリード−ソロモン型の誤り訂正符号化法が用いられている場合、ＦＥＣ復号器１５０５は、ビタビおよびリード−ソロモン型誤り訂正アルゴリズムに従って復号を行うように動作する。同調器１５０１、ＱＰＳＫ復調器１５０３およびＦＥＣ復号器１５０５は、米国、メリーランド州、ジャーマンタウン（Ｇｅｒｍａｎｔｏｗｎ）のヒューズ・ネットワーク・システムズ（Ｈｕｇｈｅｓ Ｎｅｔｗｏｒｋ Ｓｙｓｔｅｍｓ）、またはカルフォルニア州、サンディエゴ（Ｓａｎ Ｄｉｅｇｏ）のコムストリーム社（Ｃｏｍｓｔｒｅａｍ Ｃｏｒｐ．）から市販されているユニットに含まれている。

トランスポート・ユニット１５０７は、パケットに含まれているヘッダ情報に基づいて、データバスを介して、誤り訂正された信号のビデオ・パケットをビデオ復号器１５０９に、また誤り訂正された信号のオーディオ・パケットをオーディオ復号器１５１１に転送する（ｒｏｕｔｅ）デマルチプレクサ（ｄｅｍｕｌｔｉｐｌｅｘｅｒ）である。

ビデオ復号器１５０９は、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）１５１３、例えばダイナミックＲＡＭ（ＤＲＡＭ）の形態のＲＡＭと協動してビデオ・パケットを復号し圧縮解除して、それぞれ輝度（Ｙ）成分および色差（ＵおよびＶ）成分を表わすディジタル・ワードのストリームまたはシーケンスを生成する。このビデオ成分を表わすディジタル・ワードのシーケンスはテレビジョン信号符号化器１５１５に供給（結合）される。このテレビジョン信号符号化器１５１５は、ＮＴＳＣ、ＰＡＬまたはＳＥＣＡＭ方式のような通常のテレビジョン規格のライン（水平線）およびフィールド・ラスタ走査フォーマットに従って、その各成分を表わすディジタル・ワードを、輝度（Ｙ）情報を表わすディジタル・ワードのシーケンスおよびクロミナンス（Ｃ）情報を表わすディジタル・ワードのシーケンスに変換する。テレビジョン信号符号化器１５１５は、ライン（Ｈ）レート信号およびフィールド（Ｖ）レート信号、および画素（ピクセル：ｐｉｘｅｌ）クロック信号（ＰＣ）を発生する。これらの信号はビデオ復号器１５０９に結合されて、成分を表わすディジタル・ワードのシーケンスを同期させる。輝度およびクロミナンスを表わす両ディジタル・ワードは、ディジタル−アナログ変換器（ＤＡＣ）１５１７の各部分によってアナログの輝度信号およびルミナンス信号に変換される。

オーディオ復号器１５１１は、オーディオ・パケットを復号し圧縮解除する。その結果得られたディジタル・オーディオ信号はディジタル−アナログ変換器１５１９によってベースバンドのアナログ・オーディオ信号に変換される。図１には１つのオーディオ・チャンネルだけが示されているが、実際には、さらに１つ以上のオーディオ・チャンネル、例えばスピーカ２１ａおよび２１ｂとして図示されているようなステレオ音再生用チャンネルが設けられていると考えてよい。

ベースバンドのアナログ・ビデオ信号およびアナログ・オーディオ信号は、各ベースバンド接続手段（結線）を介してテレビジョン受像機１７に結合される。また、ベースバンドのアナログ・ビデオ信号およびアナログ・オーディオ信号は変調器１５２１にも結合される。この変調器１５２１は、ＮＴＳＣ、ＰＡＬまたはＳＥＣＡＭ方式のような通常のテレビジョン規格に従って無線周波数（ＲＦ）のキャリアをアナログ信号で変調して、その変調信号をベースバンド入力のないテレビジョン受像機のアンテナ入力に結合させる。

マイクロプロセッサ１５２３は、周波数選択制御データを同調器１５０１に供給して、ユーザが選択したチャンネルに同調するように同調器１５０１の動作を制御する。また、マイクロプロセッサ１５２３は、トランスポート・ユニット１５０７と対話的に（ｉｎｔｅｒａｃｔｉｖｅｌｙ）動作してデータ・パケットの次段への転送（ｒｏｕｔｉｎｇ）に関与する。さらに、マイクロプロセッサ１５２３は、制御バスを介してビデオ復号器１５０９およびオーディオ復号器１５１１に制御データを供給する。

さらに、マイクロプロセッサ１５２３は、制御データを生成して、例えば状態情報および動作指令（ｉｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ）を表わすアルファニューメリック・キャラクタおよび／または画像グラフィックス等のグラフィックス画像をテレビジョン受像機１７のスクリーン１９に表示させる。グラフィックス・データは、表示しようとするグラフィックスの各画素（ピクセル）の色（カラー）および位置を指定する。また、グラフィックス・データは、グラフィック画像のピクセル毎のマップまたは“ビットマップ（ｂｉｔ ｍａｐ）”を表わす。

オンスクリーン表示（ＯＳＤ）装置の残りの部分を、ビデオ復号器１５０９および関連するビデオＲＡＭ１５１３にこれらと一体化するように組み込むことで有利な効果を奏する。ビデオ復号器１５０９およびビデオＲＡＭ１５１３は、主にビデオ・データパケットの復号（ｄｅｃｏｄｉｎｇ）と圧縮解除（ｄｅｃｏｍｐｒｅｓｓｉｏｎ）に用いられる。グラフィックス・データは制御バスを介してビデオ復号器１５０９に供給（結合）される。ビデオ復号器１５０９および関連するビデオＲＡＭ１５１３をビデオ・データパケットとグラフィックス・データの処理に共用する構成とした結果、ＯＳＤ装置を別に設ける必要がなくなる。次に図２を参照してＯＳＤ装置の詳細を説明する。

ビデオ復号器１５０９は１つの集積回路（ＩＣ）に組み込まれている。次に説明するＯＳＤの各手段（ｐｒｏｖｉｓｉｏｎ）を除けば、図示した形態と同様なビデオ復号および圧縮解除用ＩＣは市販されている。例えば、部品番号ＳＴ３２４０によって識別されるＭＰＥＧ準拠の復号および圧縮解除用ＩＣがフランスのＳＧＳトムソン社（ＳＧＳ Ｔｈｏｍｓｏｎ）から市販されている。ＯＳＤの各手段を理解するためには、ビデオ復号器１５０９におけるビデオ・データパケットの復号と圧縮解除に関係する部分を詳細に説明する必要はないので、その部分を次に簡単に説明する。

ビデオ復号器１５０９はＦＩＦＯ（ファースト・イン・ファースト・アウト）バッファ・メモリ１５０９−１を含んでいる。このＦＩＦＯバッファ・メモリ１５０９−１は、パケットの供給源（ソース）として機能し、要求に応じた（ｏｎ ｄｅｍａｎｄ）ビデオ・データパケットをトランスポート・ユニット１５０７から比較的小さなセグメントの形で受け取って、メモリ制御器１５０９−３を介して復号および圧縮解除用に確保したＲＡＭ１５１３の復号および圧縮解除部１５１３−１にそのパケットを比較的大きなセグメントの形で供給する。ビデオＲＡＭ１５１３は、メモリ制御器１５０９−３の制御によってアドレス指定される。ビデオＲＡＭ１５１３の復号および圧縮解除部１５１３−１は、受信したビデオ・データパケットを記憶するレート（ｒａｔｅ）バッファ部１５１３−１−３と、復号および圧縮解除処理中にビデオ情報のフレームを記憶するフレーム記憶部１５１３−１−３とを含んでいる。ビデオ画像表示ユニット１５０９−５は、記憶されたビデオ・データパケットを復号し圧縮解除してビデオ画像成分を表わすディジタル・ワード（Ｙ、Ｕ、Ｖ）のシーケンスを生成する。そのために、ビデオ表示ユニット１５０９−５は、必要に応じてメモリ制御器１５０９−３を介してビデオＲＡＭ１５１３の復号および圧縮解除部１５１３−１に対してデータを要求する。その成分を表わすディジタル・ワードは、テレビジョン信号符号化器１５１５が発生したフィールド（Ｖ）、ライン（Ｈ）およびピクセル（ＰＣ）のレート（ｒａｔｅ）信号に同期して供給される。マイクロプロセッサ・インタフェース・ユニット１５０９−７は、データの供給源（ソース）として機能し、マイクロプロセッサ１５２３から供給された制御データを受け取って、その制御データを内部制御バスを介してビデオ復号器１５０９内の相異なる各部分に供給する。

ビデオ画像成分を表わすディジタル・ワードに含まれているビットの数によって、取り得るレベルの数およびそれによる各成分の解像度が決まる。各ワードがｎビット構成の場合は、相異なる２^ｎ通りの２進状態に対応して相異なる２^ｎ個のレベルが存在する。例えば、この実施の形態においては、ビデオ画像成分を表わすワードは８ビットを含んでおり、従って各成分は相異なる２^８個即ち２５６個のレベルを取り得る。ビデオ画像成分を表わすディジタル・ワードのシーケンスは複数の成分からなるグループで構成され、各グループはサブサンプリング（ｓｕｂｓａｍｐｌｅ）形式または圧縮形式の複数のピクセルに対応する。さらに具体的には、この実施の形態においては、ビデオ画像を表わす各グループは２つのピクセルに対応する。その各グループは、第１のピクセルに対応する第１の輝度を表わすディジタル・ワード（Ｙ_１）、第２のピクセルに対応する第２の輝度を表わすディジタル・ワード（Ｙ_２）、および第１と第２のピクセルの各々（両方）に対応する色差を表わす１対のディジタル・ワード（Ｕ_１，２およびＶ_１，２）を含んでいる。このフォーマットはディジタル・ビデオ信号処理分野において“４：２：２”フォーマット（コンポーネント方式）といわれている。この色差信号のサブサンプリングまたは圧縮は、伝送帯域幅を圧縮するために送信機１中で行われる画像データ圧縮処理に関連した処理である。さらに具体的には、送信画像データはいわゆる４：２：０フォーマットで構成されている。その４：２：０フォーマットにおいては、画像を表わす複数のワードが４つのピクセルに対応しており、その４つのピクセルの各々に対応する各輝度を表わす４つのワード、およびその４つのピクセルの各々（全部）に対応する色差を表わす１対のワードが存在する。４：２：０フォーマットの画像を表わすグループは、ビデオ表示ユニット１５０９−５内の補間処理により４：２：２フォーマットの画像を表わすグループに変換される。各ピクセルの成分の完全な組（４：４：４）が、テレビジョン信号符号化器１５１５内の補間処理によって生成される。

ビデオ復号器１５０９のＯＳＤの部分は、ビデオＲＡＭ１５１３のＯＳＤ部１５１３−３と協調動作を行うＯＳＤ制御器（ＯＳＤ表示ユニット）１５０９−９を含んでいる。マイクロプロセッサ１５２３によって生成されるグラフィックスを表わすビットマップは、マイクロプロセッサ・インタフェース・ユニット１５０９−７およびメモリ制御器１５０９−３を介して記憶用のＲＡＭ１５１３のＯＳＤ部１５１３−３に供給（結合）される。グラフィック画像の各ピクセルについて、そのピクセルの色を表わす１つのディジタル・ワードが存在する。色を表わすディジタル・ワードに含まれているビットの数に応じて、各ピクセルが取り得る相異なる色の数が決まる。色を表わすワードがｎビットで構成されている場合は、各ピクセルは、ｎビット構成の色ワードの相異なる２^ｎ通りの２進状態に対応する相異なる２^ｎ色の中の任意の１つの色を有する。例えば、この実施の形態においては、色を表わすワードは２ビットを含んでいる。従って、グラフィックスの各ピクセルは、２ビットの色ワードの相異なる４つの２進状態（００、０１、１０および１１）に対応する４色中の任意の１つの色を有する。ピクセルの色情報は成分の形式で構成されており、その成分形式において各色ワードに対応してその各成分を表わすディジタル・ワードの固有のグループが存在する。グラフィックス画像の各成分としてビデオ画像情報の送信に用いられる成分と同じ成分が選択され、即ち輝度（Ｙ）および１対の色差信号（ＵおよびＶ）が選択される。ビデオ画像の各成分とグラフィックス画像の各成分が同じ成分になるように選択しておけば、一方の組の成分から他方の組の成分に変換する必要がなくなるので、ＯＳＤ装置が簡単になる。例えば、２ビットの色ワードを用いるこの実施の形態においては、色を表わすディジタル・ワードと成分を表わすディジタル・ワードのグループとの間には次の表のような関係が存在する。

グラフィックスのピクセルの実際の色（上述の表の添字Ａ、Ｂ、ＣまたはＤによって表わされる色）は、各グループ中の成分を表わすディジタル・ワードによって表わされる値に応じて決定される。例えば、この実施の形態においては、グラフィック画像成分を表わすワードはそれぞれ４ビットを含んでいる。１つの成分を表わす４ビット構成のワードは、各成分について相異なる１６個のレベルを生成し得る。その４つのビットは、後述するようにＯＳＤ表示ユニット１５０９−９によって最終的に形成される８ビット構成の１ワードの中の上位４ビットを表わす。

グラフィック画像成分を表わすワード（色制御データ）は、ビットマップ用のヘッダの形式で上記の表に示されているような成分グループとして、マイクロプロセッサ１５２３からＲＡＭ１５１３のＯＳＤ部１５１３−３に転送されて記憶される。この実施の形態においては、各グラフィック画像成分を表わすディジタル・ワードは４ビットを含んでおり、各グループは合計１２ビットを含んでいる。グラフィックス画像の色は、表示しようとするグラフィックス画像の性質（ｎａｔｕｒｅ）に応じて、ヘッダにおける成分を表わす１つ以上のワードの各４ビットの値を変更することによって変更することができる。そのヘッダは、上述の色制御データに加えて、ピクセルの行列におけるグラフィックス画像の開始点および終了点を決定する制御データを含んでいる。

ＯＳＤ表示ユニット１５０９−９は、ＲＡＭ１５１３のＯＳＤ部１５１３−３からビットマップを読み出させ、ヘッダに基づいて各ピクセルの色を表わすワードを対応する各成分を表わすグループに変換する。そのためにＯＳＤ表示ユニット１５０９−９は、必要に応じてメモリ制御器１５０９−３を介してＯＳＤ部１５１３−３にデータを要求する。この実施の形態においては、グラフィック画像成分を表わすワードは４ビットだけで構成されるのに対して、ビデオ画像を表わすワードは８ビットで構成されているので、ＯＳＤ表示ユニット１５０９−９は、４ビット構成のグラフィック画像成分を表わすワードに下位４ビットとして４つの２進値“０”を単純に付加して、４ビット構成のワードを８ビット構成のワードに変換する。また、グラフィック画像成分を表わすディジタル・ワードは、テレビジョン信号符号化器１５１５によって生成されるフィールド（Ｖ）レート（周波数）信号、ライン（Ｈ）レート信号およびピクセル（ＰＣ）レート信号に同期して、ＯＳＤ表示ユニット１５０９−９により生成される。

前述したように、ビデオ画像表示ユニット１５０９−５によって生成されたビデオ画像成分を表わすグループは、圧縮形式のビデオ画像情報を表わしている。その圧縮形式では、各２ピクセル毎に、各ピクセルの輝度を表わす２つのワードと各ピクセルに共通の色差を表わす１対のワードとがいわゆる４：２：２フォーマットで構成されている。一方、ＲＡＭ１５１３のＯＳＤ部１５１３−３に記憶され、またＯＳＤ表示ユニット１５０９−９によって生成されたグラフィック画像成分を表わすグループは、非圧縮形式のグラフィックス画像情報を表わしている。その非圧縮形式では、各１ピクセル毎に、その輝度を表わす１つのワードとその色差を表わす１対のワードとが存在する（または、各２ピクセル毎に、各ピクセルの輝度を表わす２つのワードと各ピクセルの色差を表わす２対のワードとが存在する）。この非圧縮形式は、ディジタル・ビデオ信号処理分野において、“４：４：４”フォーマット（コンポーネント方式）として知られている。この４：４：４フォーマットのグラフィックス画像シーケンスは、グラフィックスの各ピクセルについて、１つの固有の輝度成分および２つの固有の色差成分を生成するので、所定ビット数で規定される多くの色が表現でき、よって望ましいものである。しかし、４：４：４フォーマットのグラフィックス画像シーケンスは４：２：２フォーマットのビデオ画像シーケンスとの両立性（ｃｏｍｐａｔｉｂｌｅ）がなく、従って、４：４：４フォーマットのグラフィックス画像シーケンスを４：２：２フォーマットのビデオ画像シーケンスにそのまま多重化してビデオ画像にグラフィック画像を挿入することは容易にできることではない。

この問題を解決するために、ビデオ復号器１５０９に含まれているＯＳＤ変換器１５０９−１１は、グラフィック画像成分用の４：４：４フォーマットのシーケンスをビデオ画像成分用の４：２：２フォーマットのシーケンスに変換する。図２中で図示されているように、変換器１５０９−１１は、グラフィックスの各２ピクセル毎に、第１のピクセルの１対の色差成分を選択し、第２のピクセルの１対の色差成分を削除する。図３に示されているように、ＯＳＤ変換器１５０９−１１は、２つのグループ分のグラフィック画像成分を表わす複数のワードを記憶するラッチ１５０９−１１−１と、ラッチ１５０９−１１−１に記憶されたその成分を表わすワードの中から適正な成分を表わすワードを順に出力レート（周波数）で選択するマルチプレクサ（ＭＵＸ）１５０９−１１−３とを具えている。元の複数の４：４：４フォーマット・グラフィック画像グループの中の２つのグループを用いて複数の４：２：２フォーマット・グラフィック画像グループを構成する新しい１つのグループが順に生成されるので、各ライン毎のグラフィック画像を表わす成分の４：４：４フォーマットのグループの数は偶数であることが望ましい。

図示の出力シーケンスは、２つのピクセルのうちの第１のピクセルに対応する第１の輝度（Ｙ）成分、２つのピクセルの各々（両方）に対応する１つの第１の色差成分（Ｕ）および２つのピクセルの各々（両方）に対応する１つの第２の色差成分（Ｖ）、および２つのピクセルのうちの第２のピクセルに対応する第２の輝度成分という順序で指定されているが、他の出力シーケンスを用いてもよい。例えば、出力シーケンスは、２つのピクセルの各々に対応する１つの第１の色差成分（Ｕ）、２つのピクセルのうちの第１のピクセルに対応する第１の輝度（Ｙ）成分、２つのピクセルの各々に対応する１つの第２の色差成分（Ｖ）、および２つのピクセルのうちの第２のピクセルに対応する第２の輝度成分という順序で指定されていてもよい。

出力マルチプレクサ（ＭＵＸ）１５０９−１３は、ビデオ表示ユニット１５０９−５によって供給されるビデオ画像成分を表わすワードのグループまたはＯＳＤ表示ユニット１５０９−９の制御の下でＯＳＤ変換器１５０９−１１から供給されるグラフィック画像成分を表わすワードのグループのいずれか一方を選択する。即ち、ビデオ画像専用動作モードでは、出力マルチプレクサ１５０９−１３はビデオ画像グループだけを選択する。また、グラフィック画像専用動作モードでは、出力マルチプレクサ１５０９−１３はグラフィック画像グループだけを選択する。ビデオ画像中にグラフィック画像が挿入される“スーパーインポーズ（ｓｕｐｅｒｉｍｐｏｓｅ）”動作モードでは、出力マルチプレクサ１５０９−１３はビデオ画像グループまたはグラフィック画像グループのいずれか一方をピクセル毎に選択する。次いで、出力マルチプレクサ１５０９−１３によって生成された、成分を表わすワードの４：２：２フォーマットの出力シーケンスは、テレビジョン信号符号化器１５１５に供給される。

以下に他の実施例を例示する。
（１）圧縮形式のビデオ画像を表わすディジタル・パケットの供給源と、
グラフィック画像を表わすディジタル・データの供給源と、
前記ビデオ画像を表わすディジタル・パケットと前記グラフィック画像を表わすディジタル・データの両方を記憶する単一のメモリと、
前記メモリに結合されていて、前記ビデオ画像を表わすディジタル・パケットに応答して前記ビデオ画像の各成分を表わす一連のディジタル・ワードを生成するビデオ表示ユニットと、
前記メモリに結合されていて、前記グラフィック画像を表わすディジタル・データに応答して前記グラフィック画像の各成分を表わす一連のディジタル・ワードを生成するグラフィックス表示ユニットと、
を具えるディジタル・ビデオ信号処理装置。
（２）前記メモリは、また、少なくとも１フレーム分の前記ビデオ画像の情報を記憶するものである、（１）に記載のディジタル・ビデオ信号処理装置。
（３）前記ディジタル・データがグラフィックス制御情報を含むヘッダ部とピクセル毎の色情報を含むビットマップ部とを含んでいるものである、（１）に記載のディジタル・ビデオ信号処理装置。
（４）前記画像を表わすディジタル・パケットおよび前記グラフィック画像を表わすディジタル・データを、前記供給源の各々から前記メモリに、また前記メモリから前記表示ユニットの各々に転送する１つのメモリ制御器を具える、（１）に記載のディジタル・ビデオ信号処理装置。
（５）前記ビデオ表示ユニットと前記グラフィックス表示ユニットに結合されていて、前記ビデオ画像を表わすディジタル・ワードと前記グラフィック画像を表わすディジタル・データとを選択的に合成するマルチプレクサを具える、（１）に記載のディジタル・ビデオ信号処理装置。
（６）前記ビデオ表示ユニット、前記グラフィックス表示ユニット、前記メモリ制御器および前記マルチプレクサが１つの集積回路に含まれている、（５）に記載のディジタル・ビデオ信号処理装置。
（７）圧縮形式のビデオ画像を表わすディジタル・パケットの供給源と、
グラフィック画像を表わすディジタル・データの供給源と、
前記ビデオ画像を表わすディジタル・パケットと、グラフィックス制御情報を含むヘッダ部とピクセル毎の色情報を含むビットマップ部とを含んでいる前記グラフィック画像を表わすディジタル・データの両方を記憶する単一のメモリと、
前記メモリに結合されていて、前記ビデオ画像を表わすディジタル・パケットに応答して前記ビデオ画像の各成分を表わす一連のディジタル・ワードを生成するビデオ表示ユニットと、
前記メモリに結合されていて、前記グラフィック画像を表わすディジタル・データに応答して前記グラフィック画像の各成分を表わす一連のディジタル・ワードを生成するグラフィックス表示ユニットと、
前記画像を表わすディジタル・パケットおよび前記グラフィック画像を表わすディジタル・データを、前記供給源の各々から前記メモリに、また前記メモリから前記表示ユニットの各々に転送する１つのメモリ制御器と、
前記ビデオ画像を表わすディジタル・ワードと前記グラフィック画像を表わすディジタル・ワードとを選択的に合成するマルチプレクサとを具え、
前記ビデオ表示ユニット、前記グラフィックス表示ユニット、前記メモリ制御器および前記マルチプレクサが１つの集積回路に含まれている、ディジタル・ビデオ信号処理装置。

この発明の特徴によるディジタルＯＳＤ装置を一体化された部分として含んでいるディジタル信号処理部を具えるディジタル衛星テレビジョン・システムのブロック図である。 ディジタルＯＳＤ装置を含んでいる、図１に示されたディジタル衛星テレビジョン・システムにおけるディジタル・ビデオ信号処理部の詳細を明示したブロック図である。 図２に示されたＯＳＤ装置に用いられる変換器のブロック図である。

符号の説明

１ 送信機
１５ 衛星受信機
１５０１ 同調器
１５０３ ＱＰＳＫ復調器
１５０５ ＦＥＣ復号器
１５０７ トランスポート・ユニット
１５０９ ビデオ復号器
１５０９−１ ＦＩＦＯ
１５０９−５ ビデオ画像表示ユニット
１５０９−７ マイクロプロセッサ・インタフェース・ユニット
１５０９−９ オンスクリーン表示（ＯＳＤ）ユニット
１５１１ オーディオ復号器
１５１３ ビデオＲＡＭ
１５１５ テレビジョン信号符号化器
１５１７ ビデオＤＡＣ
１５１９ オーディオＤＡＣ
１５２１ 変調器
１５２３ マイクロプロセッサ
１７ テレビジョン受像機

Claims (2)

1. ディジタル・ビデオ信号を処理する装置であって、
   圧縮形式および成分形式のビデオ画像を表すディジタル・パケットの供給源と、
   グラフィック画像を表わすディジタル・データの供給源と、
   前記ビデオ画像を表わすディジタル・パケットと前記グラフィック画像を表わすディジタル・データの両方を記憶する単一のメモリと、
   前記メモリと協働して前記ディジタル・パケットを復号し、圧縮解除するビデオ復号器と、を備え、
   前記ビデオ復号器が、
   前記メモリに結合されていて、前記メモリに記憶された前記ビデオ画像を表わすディジタル・パケットに応答して前記ビデオ画像の各成分を表す一連のディジタル・ワードを生成するビデオ表示制御ユニットと、
   前記メモリに結合されていて、前記メモリに記憶された前記グラフィック画像を表すディジタル・データに応答して前記グラフィック画像の各成分を表わす一連のディジタル・ワードを生成するグラフィックス表示制御ユニットと、
   前記ビデオ画像を表わすディジタル・ワードと前記グラフィック画像を表わすディジタル・ワードとを選択的に組み合わせるコンバイナと、
   を有する、前記装置。
2. オンスクリーン表示を管理する方法であって、
   第１の供給源から圧縮形式および成分形式のビデオ画像を表わすディジタル・パケットを受信するステップと、
   第２の供給源からグラフィック画像を表わすディジタル・データを受信するステップと、
   前記ディジタル・パケットおよび前記ディジタル・データを単一のメモリに記憶するステップと、
   前記単一のメモリに記憶された前記ディジタル・パケットから前記ビデオ画像の各成分を表わす一連のディジタル・ワードを生成するステップと、
   前記単一のメモリに記憶されたディジタル・データから前記グラフィック画像の各成分を表わす一連のディジタル・ワードを生成するステップと、
   前記ビデオ画像を表わすディジタル・ワードと前記グラフィック画像を表わすディジタル・ワードとを選択的に組み合わせるステップと、
   を含む、前記方法。

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