PT97809B - Dispositivo de visionamento video com imagens sincronizadas lado-a-lado - Google Patents

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Description

invento refere-se ao campo das televisões capaz de apresentar imagens lado-a-lado de tamanho substancialmente igual de diferentes fontes e em particular a tais televisões tendo um écran de relação de formato de visionamento largo. A maioria das televisões actuais têm uma relação de visionamento de formato, a largura horizontal em relação à altura vertical de 4:3. Uma relação de imagem de formato largo corresponde mais de perto à relação de formato de visionamento dos filmes por exemplo 16:9. 0 invento é aplicável tanto a televisões de visionamento directo como a televisões e projecção.
Televisões tendo uma relação de formato de visionamento de 4:3, referidas muitas vezes como de 4x3, são limitadas na medida em que podem ser visionadas fontes de sinal video simples e múltiplas. As transmissões de sinal de televisão das estações emissoras comerciais, excepto para material experimental, são emitidas com uma relação de formato de visionamento de 4x3. Muitos espectadores consideram o formato de visionamento de 4x3 menos agradável do que a relação de formato de visionamento mais larga associada aos filmes. Televisões com uma relação de formato de visionamento largo fornecem não apenas um visionamento mais agradável, mas são capazes de exibirem fontes de sinal de formato de visionamento largo num correspondente formato de visionamento largo. Filmes parecem semelhantes a filmes, e suas versões não cortadas ou distorcidas. A fonte de video não necessita de ser cortada, quer quando convertida de filme para video, por exemplo com um dispositivo telecinematográfico, quer por processadores na televisão.
As televisões com uma relação de formato de visionamento largo são também apropriadas para uma grande variedade de visores tanto para sinais de formato convencional como para sinais de formato de visionamento largo, bem como suas combinações em visionamentos de imagem múltipla. Contudo, a utilização de um écran de relação de formato de visionamento largo impoe numerosos problemas. Mudando as relações de formato de visionamento de
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fontes de sinal múltiplo, desenvolvendo sinais de temporização consistentes a partir de fontes assíncronas mas visionadas simultaneamente, comutando entre fontes múltiplas para gerar visores de imagem múltipla, e fornecendo imagens de alta resolução a partir de sinais de dados comprimidos são as principais categorias de tais problemas. Tais problemas são resolvidos numa televisão de écran largo de acordo com este invento. Uma televisão de écran largo de acordo com várias disposições do invento é capaz de fornecer alta resolução, visores de imagem simples e múltipla, a partir de fontes simples e múltiplas tendo relações de formato semelhantes ou diferentes, e com relações de formato de visionamento seleccionáveis.
As televisões com uma relação de formato de visionamento largo podem ser implementadas nos dispositivos de televisão visionando sinais video tanto em velocidades de exploração horizontal básica ou padrão como em seus múltiplos, bem como por exploração tanto entrelaçada como não não entrelaçada. Sinais video padrão NTSC, por exemplo, são visionados entrelaçando-se os campos sucessivos de cada quadro de de de video, cada campo sendo gerado por uma operação de exploração do quadro numa velocidade de exploração horizontal básica ou padrão aproximadamente de 15,734 Hz. A velocidade de exploração básica para sinais video é variavelmente designada como fH, lfjp e 1H. A frequência actual de um sinal lfH variará de acordo com padrões video diferentes. De acordo com esforços para aumentar a qualidade de imagem de aparelhos de televisão, têm sido desenvolvidos dispositivos para visionar progressivamente sinais video, de uma maneira não entrelaçada. A exploração progressiva necessita que cada quadro visionado deva ser explorado no mesmo período de tempo concedido para explorar um de dois campos do formato entrelaçado. Visores AA_BB livres de oscilações necessitam que cada campo seja explorado duas vezes, consecutivamente. Em cada caso, a frequência de exploração horizontal deve ser duas vezes a da frequência padrão horizontal. A velocidade de exploração para tal visor progressivamente explorado ou livre de oscilação é variavelmente designada como 2fH e 2H. Uma frequência de exploração de 2fjj de acordo com padrões nos Estados Unidos, por
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-4z' exemplo, é aproximadamente de 31,468 Hz.
O aparelho de televisão com relações de imagem de formato convencional podem ser equipadas para apresentarem imagens múltipla por exemplo a partir de duas fontes video. As fontes video podem ser um sintonizador na televisão, um sintonizador de um gravador video, uma câmara video e outros. Num modo frequentemente referido como imagem em imagem (PIP) o sintonizador na televisão proporciona um enchimento de imagem na maioria do écran ou área de imagem e uma fonte video auxiliar proporciona uma pequena inserção de imagens geralmente dentro dos limites da imagem maior. Um modo de visionamento PIP num aparelho de televisão de ecran largo está mostrado na figura l(c). Em muitos casos a imagem inserida pode ser posicionada num certo número de localizações diferentes. Um outro modo de visionamento é frequentemente referido como exploração de canal em que um grande número de pequenas imagens, cada uma delas de uma fonte de canal diferente enche o écran numa montagem de quadro parada. Não existe imagem principal, pelo menos em termos do tamanho. Um modo de visionamento de exploração de canal num aparelho de televisão de écran largo está mostrado na figura l(i). No aparelho de televisão de écran largo, são possíveis outros modos de visionamento. Um é referido como imagem fora da imagem (POP).Deste modo, diversas imagens auxiliares de inserção podem compartilhar um limite comum com a imagem principal. Um modo de visionamento POP num aparelho de televisão de ecran largo é mostrado na figura l(f). Um outro modo particularmente adequado para uma televisão de écran largo é o de imagens lado-a-lado de substancialmente o mesmo tamanho. De modo está representado para uma televisão de écran largo na figura 1 (d) para fontes video de 4:3. Apreciar-se-á que este modo pode ser considerado um caso especial do modo POP.
A exploração horizontal é efectuado num aparelho de televisão de écran largo na mesma quantidade de tempo que a de um aparelho de televisão convencional. Contudo, a distância da exploração horizontal é maior na televisão de écran largo. Isto estirará a imagem horizontalmente, criando significativa
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distorção da relação de aspecto das imagens na imagem visionada. Consequentemente, podem ser encontrados problemas quando se visiona um sinal video que tem uma relação de formato de visionamento convencional de 4x3, num aparelho de televisão de écran largo, por exemplo um que tenha uma relação de formato de visionamento de 16:9, designado também como 16x9. Estas relações de formato de visionamento particulares resultariam num estiramento horizontal ou expansão por um factor de 4//3. Isto é um problema para visionar imagens que têm uma relação de formato de visionamento de 4x3 como uma imagem principal e como uma imagem auxiliar, tal como um PIP ou POP. Isto também é um problema para modos PIP e POP mesmo se a imagem principal provém de uma fonte de video que tem uma relação de formato de visionamento de 16x9 que combina com os meios de visionamento do aparelho de televisão.
Estão disponíveis certos circuitos digitais, algumas vezes designados em geral como processadores de imagem em imagem, que podem implementar os modos PIP e de exploração de canal num aparelho de televisão convencional. Um tal processador de imagem em imagem é designado como uma pastilha CPIP e está disponível da Thomsom Consumer Electronics, Inc. A pastilha CPIP está descrita mais detalhadamente numa publicação intitulada The CTC 140 Picture in Picture (CPIP) Technical Training Manual, [Manual de Treino Técnico de Imagem dentro de Imagem CTC 140], disponível da Thomson Consumer Electronics, Inc, Indianapolis, Indiana. Tais processadores de imagem em imagem não são apropriados para implementar modos de visionamento especiais, tais como PIP, POP e exploração de canal, em aparelhos de televisão de écran largo. Se uma imagem auxiliar desenvolvida por um tal processador de imagem em imagem de uma fonte de video auxiliar for visionada num aparelho de televisão de écran largo sem um circuito externo de aceleração, a imagem auxiliar, ou imagens, seriam distorcidas geometricamente como acima descrito. A imagem auxiliar exibiria uma expansão horizontal de um factor de 4x3 devido à mais larga exploração horizontal do tubo de imagem mais largo, quer de visão directa quer de projecção. Se um circuito externo de aceleração for utilizado, a imagem auxiliar apareceria sem distorção da
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relação de aspecto, mas não encheria o écran ou encheria a porção do écran destinada por outro lado para o visionamento auxiliar.
Uma televisão de écran largo é fornecida com um processador para distorcer um sinal video, por exemplo um sinal video auxiliar, tal que no visionamento subsequente a imagem auxiliar não exibirá distorção de relação de aspecto. A distorção é geralmente implementada como uma compressão assimétrica. Os factores de compressão dependerão das relativas relações de formato de visionamento do sinal video auxiliar e do aparelho de televisão de écran largo. A fim de visionar um sinal video auxiliar que tem uma relação de formato de visionamento de 4:3 num aparelho de televisão que tem uma relação de formato de visionamento de 16:9, a imagem auxiliar será comprimida horizontalmente por um factor de 4:1 e comprimida verticalmente por um factor de 3:1. Num aparelho de televisão que tem uma relação de formato de visionamento diferente, por exemplo 2:1, o factor de compressão horizontal seria 1,5 vezes maior do que o factor de compressão vertical. A compressão assimétrica produz imagens distorcidas geometricamente que podem então ser armazenadas numa memória video associada a um processador de imagem em imagem. Quando é lida da memória a imagem auxiliar comprimida assimetricamente, de acordo com a operação normal do processador de imagem em imagem, o visionamento auxiliar resultante não exibe distorção da relação de aspecto e é da dimensão apropriada para os seus efeitos pretendidos, quer PIP, POP, exploração de canal quer no caso contrário. A expansão horizontal realizada por exploração no tubo de televisão mais largo cancela exactamente a compressão extra, isto é, a parte assimétrica, feita antes de armazenar na memória video.
Um dispositivo de visionamento video para imagens lado-alado de acordo com o arranjo do invento compreende conversões de analógico para digital para quantificar primeiro e segundo sinais video representando primeira e segunda imagens, respectívamente a níveis mais altos e mais baixos de resolução de quantificação relativamente entre os mesmos. Os conversões de analógico para digital podem operar a diferentes frequências de amostragem, a
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' ' Φ’ imagem representada no sinal de frequência de amostra baixa pode ter a aparência de ser sub-amostrado, relatívamente à outra imagem. Um visionamento video é sincronizado com o primeiro sinal video. 0 segundo sinal video é sincronizado com o primeiro e segundo sinais video para representar a primeira e segunda imagens respectivamente, em tamanhos menores do que o visionamento video. Um circuito de multiplexação de combina os sinais video processados para visionamento lado-a-lado das ditas imagens. Um circuito de aumento de resolução de quantificação melhora a qualidade percebida do sinal video tendo nível mais baixo de resolução de quantificação. As imagens lado-a-lado podem ser visionadas substanciaimente em distorção de relação de aspecto de imagem, bem como com diferentes valores relativos de corte e distorção de relação de aspecto de imagem.
Um dispositivo de visionamento video para sincronização de imagens lado-a-lado de acordo com um arranjo do invento compreende uma primeira fonte de sinal video e e uma primeira fonte de imagem e uma segunda fonte de sinal video de uma segunda imagem. 0 primeiro processador de sinal acelera o primeiro sinal video. Um visor video é sincronizado com o primeiro sinal video. 0 segundo sinal video é verticalmente sincronizado com o primeiro sinal video no visor video. o segundo sinal video é atrasado de uma fracção de um período de campo numa memória de campo. Um segundo processador de sinal acelera o segundo sinal video sincronizado, o primeiro e segundo sinais video são combinados para visionamento lado-a-lado das imagens. Os primeiros e segundo sinais video têm primeira e segunda relações de formato de visionamento respectivamente e o visor video tem uma terceira relação de formato de visor maior do que cada das primeira e segunda relações de formato de visor. Se as primeira e segunda relações de formato de visor forem cada uma delas aproximadamente 4:3 e a terceira relação de formato de visor for aproximadamente 16:9, cada uma das imagens lado-a-lado pode ser visionada com uma relação de formato de visor de aproximadamente 8:9. Se cada um dos sinais video foi acelerado de um factor de aproximadamente 4/3 e cortado horizontalmente por um factor de aproximadamente 1/3, cada uma das imagens lado-a-lado é visionada
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de relação de aspecto.
As figuras l(a)-l(i) são úteis para explicar os formatos de visionamento diferentes de uma televisão de écran largo.
A figura 2 é um diagrama de blocos de uma televisão de écran largo de acordo com aspectos deste invento e adaptado para operação a exploração horizontal 2fH.
A figura 3 é um diagrama de blocos do processador de écran largo mostrado na figura 2.
A figura 4 é um diagrama de blocos de uma televisão de écran largo de acordo com aspectos deste invento e adaptada para operação com exploração horizontal de um fH.
A figura 5 é uma diagrama de blocos do processador de écran largo mostrado na figura 4.
A figura 6 é um diagrama de blocos mostrando detalhes adicionais do processador de écran largo comum às figuras 3 e 5.
A figura 7 é uma diagrama de blocos de um processador de imagem em imagem mostrado na figura 6.
A figura 8 é um diagrama de blocos da disposição de portas mostrada na figura 6 e representando os circuitos principal auxiliar e de saída de sinal.
As figuras 9 e 10 são diagramas de temporização úteis para explicar a geração do formato de visionamento mostrado na figura 1 (d) utilizando sinais totalmente cortados.
A figura 11 é um diagrama de blocos mostrando o trajecto de sinal principal da figura 8 em maior detalhe.
A figura 12 é um diagrama de blocos mostrando o trajecto de sinal auxiliar da figura 8 em maior detalhe.
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-9A figura 13 é um diagrama de blocos da secção temporização e controlo do processador de imagem em ahagem'da figura 7.
A figura 14 é um diagrama de blocos dum circuito que gera o sinal interno 2fH na conversão de lfH para 2fH.
A figura 15 é uma combinação de circuito e diagrama de blocos para o circuito de deflexão representado na figura 2.
A figura 16 é um diagrama de blocos do interface RGB, representado na figura 2.
As várias partes da figura 1 representam algumas, mas não todas das várias combinações dos formatos de visionamento de imagem simples e múltipla que podem ser implementadas de acordo com as diferentes disposições do invento. As seleccionadas para representação pretendem facilitar a descrição de circuitos particulares que compreendem televisões de écran largo de acordo com as disposições do invento. Para efeitos de conveniência na representação e explicação aqui, uma relação de formato de visionamento convencional de entre largura por altura para uma fonte video ou sinal é geralmente julgada ser de 4x3, enquanto que uma relação de formato de visionamento de écran largo de entre largura por altura é geralmente julgado ser de 16x9. As disposições do invento não estão limitadas por estas definições.
A figura l(a) representa uma televisão, de visão directa ou de projecção, que tem uma relação de formato de visionamento convencional de 4x3. Quando uma imagem de relação de formato de visionamento de 16x9 é transmitida, como um sinal de relação de formato de visionamento de 4x3, aparecem barras pretas no topo e no fundo. Isto é usualmente designado como formato letra de forma. Neste exemplo, a imagem visionada é um pouco mais pequena relativamente à área de visionamento total disponível. Alternativamente, a fonte de relação de formato de visionamento de 16x9 é convertida antes da transmissão, para que ela encha a extensão vertical de uma superfície de formato de visionamento de
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4x3. Contudo, muita informação será cortada dos lados esquerdo e/ou direito. Como uma alternativa adicional, a imagem letra de forma pode ser expandida verticalmente mas não horizontalmente, pelo que a imagem resultante evidenciará distorção por alongamento vertical. Nenhuma das três alternativas é particularmente atraente.
A figura l(b) mostra um écran de 16x9. Uma fonte video de relação de formato de visionamento de 16x9 será totalmente visionada, sem cortes e sem distorção. Uma imagem letra de forma de relação de formato de visionamento de 16x9, que está ela própria num sinal de relação de formato de visionamento de 4x3, pode ser progresivamente explorada por duplicação de linha ou adição de linha, de modo a fornecer um visionamento mais largo com suficiente resolução vertical. Uma televisão de écran largo de acordo com este invento pode visionar um tal sinal de relação de formato de visionamento de 16x9 quer da fonte principal, da fonte auxiliar quer de uma fonte externa RGB.
A figura l(c) representa um sinal principal de relação de formato de visionamento de 16x9 no qual é visionada uma imagem inserida de relação de formato de visionamennto de 4x3. Se tanto o sinal video principal como o auxiliar forem fontes de relação de formato de visionamento de 16x9, a imagem inserida pode também ter uma relação de formato de visionamento de 16x9. A imagem inserida pode ser visionada em posições muito diferentes.
A figura l(d) representa um formato de visionamemto, em que os sinais video principal e auxiliar são visionados com a imagem da mesma dimensão. Cada zona de visionamento tem uma relação de formato de visionamento de 8x9, que é com certeza diferente tanto da de 16x9 como da de 4x3. A fim de exibir uma fonte de relação de formato de visionamento de 4x3 numa tal zona de visionamento, sem distorção horizontal ou vertical, o sinal deve ser cortado nos lados esquerdo e/ou direito. A maior parte da imagem pode ser exibida, com menos cortes, se for tolerada alguma distorção da relação de aspecto por compressão horizontal da imagem. Compressão horizonntal resulta no alongamento vertical de
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objectos na imagem. A televisão de écran largo de acordo com este invento pode fornecer qualquer mistura de corte e distorção de relação de aspecto a partir de corte máximo com nenhuma distorção de relação de aspecto a nenhum corte com máxima distorção de relação de aspecto.
Limitações de amostragem de dados no trajecto de processamento do sinal video auxiliar complicam a geração de uma imagem de alta resolução a qual é tão larga em dimensão quanto o visionamento do sinal video principal. Podem ser desenvolvidos vários processos para superar estas complicações.
A figura l(e) é um formato de visionamento em que uma imagem de relação de formato de visionamento de 4x3 é visionada no centro de um écran de relação de formato de visionamento de 16x9. Barras escuras são evidentes nos lados esquerdo e direito.
A figura l(f) representa um formato de visionamento em que são visionadas simultâneamente uma imagem grande de relação de formato de visionamento de 4x3 e três imagens mais pequenas de relação de formato de visionamento de 4x3. Uma imagem mais pequena fora do perímetro da imagem grande é algumas vezes designada como uma POP, isto é uma imagem fora de imagem, em vez de um PIP, uma imagem em imagem. Os termos PIP ou imagem em imagem são utilizados nisto aqui para ambos os formatos de visionamento. Naquelas circunstâncias em que é fornecido televisão de écran largo com dois sintonizadores quer ambos imternos quer um interno e um externo, por exemplo num gravador de cassetes video, duas das imagens visionadas podem visionar movimento em tempo real de acordo com a fonte. As restantes imagens podem ser visionadas no formato de quadro de imobilização. Será apreciado que a adição de sintonizadores adicionais e trajectos de processamento de sinal auxiliar adicionais podem fornecer mais do que duas imagens em movimento. Será também apreciado que a imagem grande por um lado, e as três imagens pequenas por outro lado, podem ser comutadas em posição, como mostrado na figura l(g).
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A figura l(h) representa uma alternativa em que a imagem de relação de formato de visionamento de 4x3 está centrada, e seis imagens mais pequenas de relação de formato de visonamento de 4x3 são visionadas em colunas verticais em ambos os lados. Como no formato anteriormente descrito, uma televisão de écran largo fornecido com dois sintonizadores pode fornecer duas imagens em movimento. As restantes onze imagens estarão em formato de quadro de imobilização.
A figura l(i) mostra um formato de visionammento que tem uma grelha de doze imagens de relação de formato de visionamento de 4x3. Um tal formato de visionamento é particularmente apropriado para um guia de selecção de canal, em que cada imagem é pelo menos um quadro de imobilização de um canal diferente. Como antes, o número de imagens em movimento dependerá do número de sintonizadores disponíveis e trajectos de processamento de sinal.
Os vários formatos mostrados na figura 1 são representativos, e não limitativos, e podem ser implementados por televisões de écran largo mostrado nos restantes desenhos e descrita em detalhe mais abaixo.
Um diagrama de blocos global para uma televisão de écran largo de acordo com as disposições do invento, e adaptado para operar com exploração horizontal 2fH, é mostrada na figura 2 e designado geralmente por 10. A televisão 10 compreende geralmente uma secção de entrada de sinais video 20, uma base ou microprocessador TV 216, um processador de écran largo 30, um conversor de lfH a 2fH 40, um circuito de deflexão 50, uma interface RGB 60, um conversor de YUV para RGB 240, um implusionador de cinema 242, tubos de projecção ou de visão directa 244 e uma fonte de energia 70. 0 agrupamento de vários circuitos em diferentes blocos funcionais é feita para efeitos de conveniência na descrição, e não pretende ser limitador da posição física relativa de tais circuitos entre si.
A secção de entrada de sinais video 20 está adaptada para receber uma pluralidade de sinais video compostos de diferentes
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-13fontes video. Os sinais video podem ser comutados selectivamente para visionamento como sinais video principais e auxiliares. Um comutador RF 204 tem duas entradas de antena ANTI e ANT2. Estas representam entradas para a recepção tanto por antena aérea distante como por cabo. 0 comutador RF 204 controla qual a entrada de antena que é fornecida a um primeiro sintonizador 206 e a um segundo sintonizador 208. A saída do primeiro sintonizador 206 é uma entrada para uma monopastilha 202, que executa um número de funções relativas à sintonia, deflexão horizontal e vertical e controlos video. A monopastilha particular apresentada é designada industrialmente como do tipo TA7730. O sinal video de banda de base VIDEO OUTPUT (saída video) desenvolvido na monopastilha e que resulta do sinal do primeiro sintonizador 206 é uma entrada tanto para o comutador video 200 como para a entrada TV1 do processador de écran largo 30. Outras entradas video de banda de base para o comutador video 200 são designadas por AUX1 e AUX2. Estas podem ser utilizadas para câmaras video, reprodutores de discos láser, reprodutores de cassetes video, jogos video e semelhantes. A saída do comutador video 200, que é controlada pelo base ou microprocessador TV 216 é designado por SWITCHED VIDEO (video comutado), 0 SWITCHED VIDEO é uma outra entrada para o processador de écran largo 30.
Com referência adicional à figura 3, um comutador SW1 do processador de écran largo, escolhe entre o sinal TV1 e o SWITCHED VIDEO, dando origem a um sinal video, SEL COMP OUT, que é uma entrada para um descodificador Y/C 210. 0 descodificador Y/C 210, pode ser implementado como um filtro de pente de uma linha adaptável. Duas outras fontes, SI e S2, são também entradas no descodificador Y/C 210. Cada uma das fontes SI e S2, representa diferentes fontes S-VHS, e cada uma, consiste em sinais separados de luminância e crominância. Um comutador, que pode ser incorporado como parte do descodificador Y/C, tal como em alguns filtros de pente de linhas adaptáveis, ou que pode ser implementado como comutador separado, funciona em ligação com o microprocessador TV 216, seleccionando um par de sinais de luminância e de crominância, designados respectivamente, como Y__M e C_IN. Este seleccionado par de sinais de luminância e de
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crominância, é, subsequentemente considerado o sinal principal, e é processado ao longo de um trajecto de sinal principal. Designações de sinal, incluindo _M ou _MN, dizem respeito ao trajecto de sinal principal. 0 sinal de crominância C_IN é reorientado, pelo processador de écran largo, de volta ao circuito integrado, para criar sinais de cor diferentes, U_M e V_M. A este respeito, convém dizer gue U é uma designação equivalente para (R-Y) e V é uma designação equivalente para (B-Y).Os sinais Y_M, U_M e V_M, são convertidos para forma digital, no processador de écran largo, para processamento adicional do sinal.
O segundo sintonizador 208, que é definido funcionalmente como parte do processador de écran largo, cria um sinal de video banda de base, TV2. Um comutador SW2, selecciona entre os sinais TV2 e SWITCHED VIDEO, como entrada para o descodificador Y/C 220. O descodificador Y/C 220, pode ser implementado como um filtro de pente de uma linha adaptável. Os comutadores SW3 e SW4, escolhem entre a saída luminância e crominância, do descodificador Y/C 220, e os sinais de luminância e de crominância duma fonte video exterior, designados respectivamente como, Y_EXT e C_EXT. Os sinais Y_EXT e C_EXT, correspondem à entrada S-VHS, Sl. 0 descodif icador Y/C 220 e os comutadores SW3 e SW4, podem ser combinados, tal como em alguns filtros de pente de linha adaptável. A saída dos comutadores SW3 e SW4, é subsequentemente considerada o sinal auxiliar, e é processada ao longo de um trajecto de sinal auxiliar. A saída luminância seleccionada, é designada Y_A. Designações de sinal, incluindo _A, _AX e _AUX, referem-se ao trajecto do sinal auxiliar. A crominância seleccionada é convertida para os sinais de cor diferentes, U_A e V_A. Os sinais Y_A, U_A e V_A, são convertidos para forma digital, para futuro processamento do sinal. A disposição das fontes de sinal video, comutando nos trajectos dos sinais principal e auxiliar, maximiza a flexibilidade na organização da selecção de fontes, para as diferentes partes dos diferentes formatos de visionamento da imagem.
Um sinal composto de sincronismo COMP SYNC, correspondendo a zF
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Y_M, é fornecido, pelo processador de écran largo, a um separador de sincronismo 212. Os componentes de sincronismo horizontal e vertical, respectivamente H e V, são entradas para um circuito de contagem decrescente vertical 214. 0 circuito de contagem decrescente vertical gera um sinal de reposição vertical, VERTICAL RESET, que é guiado para o processador de écran largo 30. O processador de écran largo gera um sinal de saída interno de reposição vertical, INT VERT RST OUT, dirigido para o interface RGB 60. Um comutador no interface RGB 60, escolhe entre o sinal de saída interno de reposição vertical e o componente de sincronismo vertical da fonte externa RGB. A saída deste comutador é um componente de sincronismo vertical seleccionado, SEL__VERT_SYNC, dirigido para o circuito de deflexão 50. Sinais de sincronismo vertical e horizontal do sinal auxiliar de video, são gerados pelo separador de sincronismo 250, no processador de écran largo.
conversor de lfH para 2fH 40, é responsável pela conversão dos sinais video entrelaçados, para uma exploração contínua de sinais não entrelaçados, por exemplo, um, em que cada linha horizontal é exibida duas vezes, ou um conjunto adicional de linhas horizontais é gerado, intercalando linhas horizontais adjacentes do mesmo sector. Nalguns casos, o uso de uma linha anterior ou o uso de uma linha intercalada, vai depender do nível de movimento que é detectado entre sectores ou quadros adjacentes. 0 circuito conversor 40 funciona em conjugação com uma RAM ( memória de acesso aleatório ) video 420. A RAM video, pode ser usada para armazenar um ou mais sectores de um quadro, para permitir visão contínua. Os dados video convertidos, tais como os sinais Y_2fH, U_2fH e V_2fH, são fornecidos ao interface RGB 60.
A interface RGB 60, mostrado com mais detalhe na figura 16, permite a selecção, para visionamento, dos dados video convertidos ou os dados video do RGB exterior, pela secção de entrada dos sinais video. 0 sinal RGB exterior, é suposto ser um sinal com relação larga de formato de visionamento, adaptado para exploração 2fjj. 0 componente de sincronismo vertical do sinal
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„·*** principal é fornecido ao interface RGB, pelo processador de écran largo, como INT VERT RST OUT, permitindo que um componente de sincronismo vertical seleccionado (fVm ou fyext)' fi<3ue disponível para o circuito de deflexão 50. O manuseamento da televisão de écran largo, permite ao operador, a selecção de um sinal exterior RGB, gerando um sinal de controlo interno/externo, INT/EXT. Porém, a selecção de uma entrada de um sinal exterior RGB, na falta desse sinal, pode resultar no colapso vertical do quadro, e pode estragar o tubo de raios catódicos ou projectores. Em conformidade, o circuito de interface RGB, detecta um sinal de sincronismo exterior, de modo a ultrapassar o facto de ter havido uma selecção de uma entrada exterior RGB, não existente. 0 microprocessador do (processador de écran largo) WSP, 340, também fornece comandos de cor e de matiz para o sinal exterior RGB.
O processador de écran largo 30, contém um processador de imagem na imagem 320, para processamento especial de sinal, do sinal auxiliar de video. 0 termo imagem na imagem, tem, por vezes, a abreviatura de PIP, ou pix-in-pix. Um disposição de portas 300, combina os dados dos sinais principal e auxiliar de video numa grande diversidade de formatos de visionamento, como representado nos exemplos das figuras l(b) até l(i). O processador imagem na imagem 320, e a disposição de portas 300, estão sob o controlo de um microprocessador de écran largo (WSP μΡ) 340. O microprocessador 340, funciona em ligação com o microprocessador TV 216, através de um bus em série. 0 bus em série, inclui quatro linhas com sinal, para dados, para sinais de relógio, para sinais de permissão e sinais de reposição. 0 processador de écran largo 30, também gera um sinal composto de bloqueio/reposição vertical, como um sinal em castelo de areia, de três níveis. Em alternativa, o sinal de bloqueio vertical e o sinal de reposição, podem ser gerados como sinais separados. Um sinal composto de bloqueio, é fornecido pela secção de entrada do sinal video ao interface RGB.
circuito de deflexão 50, representado com mais detalhe na figura 15, recebe um sinal de reposição vertical do processador
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-17de écran largo, um sinal de sincronismo horizontal 2fH' seleccionado, do interface RGB 60, e adicionais sinais de comando, provenientes do processador de écran largo. Estes sinais adicionais de comando, têm a ver com ajuste horizontal do quadro, afinação do comprimento vertical e afinação do eixo este - oeste. 0 circuito de deflexão 50, fornece impulsos de retorno 2fH, para o processador de écran largo, para o conversor de lfH para 2fH 40, e para o conversor de YUV para RGB 240.
As tensões de funcionamento para toda a televisão de écran largo, são fornecidas por uma fonte de alimentação 70, que pode ser alimentada por uma fonte principal de alimentação de corrente alterna AC.
processador de écran largo 30, é representado com mais detalhe na figura 3. Os principais componentes do processador de écran largo, são, uma disposição de portas 300, um circuito de imagem na imagem 301, conversores analógico-digitais e digitais-analógicos, o segundo sintonizador 208, um microprocessador 340 do processador de écran largo, e um codificador de saída de écran largo 227. Outros detalhes do processador de écran largo são mostrados na figura 4. Um processador de imagem na imagem 320, que é uma parte significativa do circuito PIP 301, é mostrado com mais detalhe na figura 5. A disposição de portas 300 é mostrado com mais detalhe na figura 6. Um determinado número de componentes mostrados na figura 3, já foram descritos em detalhe.
segundo sintonizador 208, tem associado com ele, um andar de frequência intermédia (IF) 224 e um andar de baixa frequência (audio) 226. 0 segundo sintonizador 208, também funciona em conjugação com o WSP μΡ 340. 0 WSP μΡ 340, contém uma secção entrada/saída, 1/0 340A e uma secção de saída analógica 340B. A secção 1/0 340 A fornece sinais de controlo de cor e matiz, fornece o sinal INT/EXT para selecção da fonte exterior de video RGB, e fornece sinais de controlo para os comutadores SWl através do SW6. A secção 1/0 também monitoriza o sinal EXT SYNC DET ( detector de sincronismo exterior ) do interface RGB, para proteger o circuito de deflexão e o(s) tubo(s) de raios
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-18catódicos. A secção analógica de saída 340B, fornece sinais de controlo do comprimento vertical, do ajustamento este-oeste e do ajuste horizontal do quadro, através dos respectivos circuitos de interface 254, 256 e 258.
A disposição de portas 300, é responsável pela combinação da informação video, proveniente dos trajectos dos sinais principal e auxiliar, para implementar um visor múltiplo de écran largo, como por exemplo, um dos mostrados nas diferentes partes da figura 1. A informação de relógio para a disposição de portas, é fornecida através do inversor de bloqueio de fase 374, que funciona em sintonia com o filtro de baixa frequência 376. o sinal principal video é fornecido ao processador de écran largo, em forma analógica, e em formato YUV, como sinais com a designação Y_M, U_M e V_M. Estes sinais principais, são convertidos da forma analógica para a forma digital, através dos conversores analógico digitais 342 e 346, representados com mais detalhe na figura 4.
Os sinais de componente de cor, são genericamente designados como U e V, que podem ser consignados tanto para sinais R_Y ou B_Y, como para sinais I e Q. A largura de banda da luminância amostrada, está limitada em 8 MHz, porque a velocidade do relógio do dispositivo é de 1024 fH, o que dá, aproximadamente, 16 MHz. Um só conversor analógico digital e um comutador analógico, podem ser usados para amostragem dos dados dos componentes de cor porque os sinais U e V estão limitados até 500 KHz ou 1,5 MHz para largura I. A linha de selecção UV_MUX, para o comutador analógico ou multiplexador 344, é um sinal de 8 MHz, resultante da divisão do relógio do dispositivo em 2. Um impulso início de linha SOL, com a largura de um relógio repõe sincronizadamente este sinal em zero no início de cada linha horizontal do video. A linha UV_MUX então, articula no estado, cada ciclo de relógio, através da linha horizontal. Uma vez que o comprimento da linha é um número par de ciclos de relógio, o estado de UV_MUX, uma vez inicializado, vai articular consistentemente 0,1,0,1.. sem interrupção. Os dados de Y e UV, saem fora dos conversores analógico-digitais 342 e 346, são deslocados porque cada um
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destes conversores analógico-digitais têm um ciclo de relógio de atraso. De modo a acomodar esta transferência de dados, a informação do trajecto de processamento do sinal principal 304, para o relógio da selecção de sinais, deve ser atrasada do mesmo modo. Se a informação para o relógio de selecção de sinais não fosse atrasada, os dados de UV não seriam correctamente emparelhados quando fossem apagados. Isto é importante, porque cada par UV, representa um vector. Um elemento U de um vector, não pode ser emparelhado com um elemento V de outro vector, sem causar uma deslocação de cor. Em vez disso, uma amostra V de um par anterior será apagada juntamente com a corrente amostra U. Este método de multiplexação de UV, é designado como 2:1:1, visto que há duas amostras de luminância para cada par de amostras de componentes de cor (U, V). A frequência de Nyquist, tanto para U como para V, é efectivamente reduzida para metade da frequência de Nyquist da luminância. Em conformidade, a frequência de Nyquist da saida do conversor analógico-digital para o componente da luminância é de 8 MHz, considerando que a frequência de Nyquist da saída do conversor analógico-digital para os componentes de cor é de 4 MHz.
O circuito PIP e/ou a disposição de portas, também pode ter meios para realçar a resolução dos dados auxiliares, apesar da compressão de dados. Um determinado número de esquemas para redução e recuperação de dados foram criados, incluindo, por exemplo, compressão de pontos de imagem emparelhados, excitação e não excitação. Além disso, diferentes sequências de excitação envolvendo número diferente de bits e diferentes com pressões de pontos de imagem emparelhados envolvendo número diferente de bits, são contempladas. Um entre muitos, de esquemas particulares de redução e recuperação de dados, podem ser seleccionados pelo WSP μΡ 340, de modo a maximizar a resolução do video exibido, para cada espécie particular de formato de visionamento de imagem.
A disposição de portas, inclui interpoladores que funcionam em sintonia com memórias de linha, que podem ser implementadas como as FIFO 356 e 358. 0 interpolador e as FIFO, são utilizados
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para reamostrar o sinal principal, quando for desejado. Um interpolador adicional, pode reamostrar o sinal auxiliar. Circuitos relógio e circuitos de sincronismo, no disposição de portas, controlam a manipulação de dados dos sinais auxiliar e principal, incluindo a combinação deles num só sinal video de saída, com os componentes Y__MX, U_MX e V_MX. Estes componentes de saída são convertidos para forma analógica, pelos conversores digital-analógicos 360, 362 e 364. Os sinais com forma analógica, designados Y, U e V, são fornecidos ao conversor de lfjj para 2fjj 40, para conversão para exploração não entrelaçada. Os sinais Y, U e V são também codificados para formato Y/C, pelo codificador 227, para definir um sinal de saída com relação larga de formato Y_OUT_EXT/C_OUT_EXT, disponível em tomadas nos painéis de instrumentos. 0 comutador SW5, escolhe um sinal de sincronismo para o codificador 227, ou do disposição de portas, C_SYNC_MN, ou do circuito PIP, CSYNCAUX. 0 comutador SW6, escolhe entre Y_M e C_SYNC_AUX, como sinal de sincronismo para a saída do painel de écran largo.
Porções do circuito de sincronismo horizontal, são representadas com mais detalhe na figura 14. 0 comparador de fase 228, é parte de um inversor de bloqueio de fase, incluindo um filtro de baixa frequência 230, um oscilador de tensão controlada 232, um divisor 234 e um condensador 236. O oscilador de tensão controlada 232, funciona a 32fH e em ligação a um ressonador de cerâmica, ou similar, 238. A saída do oscilador de tensão controlada é dividida por 32, de modo a fornecer uma conveniente frequência, do segundo sinal de entrada, para o comparador de fase 228. A saída do divisor 234, é um sinal de sincronismo lfHREF. Os sinais de sincronismo 32fHREF e lfjjREF, são fornecidos a um contador 400, que divide por 16. Uma saída 2fH, é fornecida a um circuito de duração de impulso 402. Um divisor 400 préestabelecido pelo sinal lfjjREF assegura que o divisor funcione sincronizadamente com o inversor de bloqueio de fase da secção de entrada dos sinais video. 0 circuito de duração de impulso 402, assegura que um sinal 2fHREF, tem uma duração de impulso adequada, para assegurar um funcionamento conveniente do comparador de fase 404, por exemplo, um do tipo CA 1391, que é
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parte de um segundo inversor de bloqueio de fase, que inclui um filtro de baixa frequência 406 e um oscilador de tensão controlada 2fH 408. O oscilador de tensão controlada 408, gera um sinal interno de sincronismo 2fH, que é usado para conduzir o exploração contínua do visor. O outro sinal de entrada para o comparador de fase 404, são os impulsos de retorno 2fH, ou um sinal de sincronismo com ele relacionado. O uso do segundo inversor de bloqueio de fase, que inclui o comparador de fase 404, é útil, porque assegura que cada período de exploração 2fg, é simétrico com cada período lfH do sinal de entrada. De outro modo, o visor pode apresentar uma abertura no quadro, por exemplo, onde metade das linhas video estão deslocadas para a direita e metade para a esquerda.
O circuito de deflexão 50, é representado com mais detalhe na figura 15. Um circuito 500, é fornecido, para ajuste do comprimento vertical do quadro, de acordo com a quantidade desejada de sobreexploração vertical, necessária para o implemento de diferentes formatos de visionamento. Como representado no diagrama, uma fonte de corrente contínua 502 fornece uma quantidade constante de corrente Ιρ&Μρ, que carrega um condensador de rampa vertical 504. Um transístor 506, está ligado em paralelo com o condensador de rampa vertical, e descarrega periodicamente o condensador, gue funciona em ligação com o sinal de reposição vertical. Na falta de ajustamento, a corrente IramP' f°rnece o máximo comprimento vertical disponível, ao quadro. Isto, pode corresponder ao ponto de sobreexploração vertical necessária ao preenchimento do visor de écran largo, por uma fonte de sinal com relação expandida de formato de visionamento 4x3, como representado na figura l(a). Até ao ponto em que menos comprimento vertical de quadro é requerido, uma fonte d de corrente ajustável 580, diversifica uma quantidade variável de corrente IADJ de IraMP' de modo a que o condensador de rampa vertical 504, carregue mais devagar e para um menor valor de pico. A fonte de corrente variável 508, funciona em ligação com um sinal de afinação de comprimento vertical, por exemplo, em forma analógica, gerado pelo circuito de controlo do comprimento vertical 1030, mostrado na figura 12. O ajuste do comprimento
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vertical 500, é independente de um ajuste manual de comprimento vertical 510, que pode ser implementado por um potenciómetro ou por um botão de ajuste na parte traseira do quadro de instrumentos. Em qualquer dos casos, a(s) bobina(s) de deflexão vertical 512 recebe(m) corrente de excitação com a intensidade conveniente. A deflexão horizontal é fornecida pelo circuito de ajuste de fase 518, pelo circuito de correcção do eixo este-oeste 514, pelo inversor do bloqueio de fase 2fjj 520 e pelo circuito de saída horizontal 516.
O circuito interface RGB 60, é mostrado com mais detalhe na figura 16. 0 sinal que vai ser exibido em último lugar, vai ser seleccionado entre a saída do conversor lfH para 2fH 40, e uma entrada RGB exterior. Para finalidade da televisão de écran largo, aqui descrita, a entrada exterior RGB é suposta ter uma fonte de exploração contínua, com relação larga de formato de visionamento. Os sinais RGB exteriores, e um sinal composto de bloqueio, provenientes da secção de entrada dos sinais video 20, dão entrada num conversor de RGB para YUV 610. 0 sinal exterior composto de sincronismo 2fjj para o sinal RGB exterior, é uma entrada para o separador de sinal exterior de sincronismo, 600. A selecção do sinal de sincronismo vertical é implementada pelo comutador 608. A selecção do sinal de sincronismo horizontal é implementada pelo comutador 604. A selecção do sinal video é implementada pelo comutador 606. Cada um dos comutadores 604, 606 e 608, age em resposta a um sinal de controlo interno/externo, gerado pelo WSP μΡ 340. A selecção de fontes de video internas ou externas, é uma selecção a fazer pelo utilizador. Porém, se um utilizador, inadvertidamente, selecciona uma fonte exterior RGB, quando tal fonte não está ligada ou activada, ou se a fonte exterior se desliga, o quadro vertical vai-se deformar e podem resultar sérios estragos no(s) tubo(s) de raios catódicos. Em conformidade, um detector de sincronismo exterior 602, verifica a presença de um sinal exterior de sincronismo. Na inexistência desse sinal, um sinal de controlo do comutador de cancelamento, é transmitido para cada um dos comutadores 604, 606 e 608, de modo a evitar a escolha duma fonte exterior RGB, se o sinal daí resultante não estiver presente. O conversor de RGB para YUV 610,
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também recebe sinais de controlo de cor e matiz do WSP/xP 340.
Um diagrama de blocos geralmente para uma televisão de écran largo de acordo com o arranjo do invento, e adaptada para operar com exploração horizontal de um fH, é mostrada na figura 4 e geralmente indicada por 11. As partes da televisão 11 que correspondem substancialmente às partes contrárias na televisão 10 mostrada na figura 2 foram indicadas com os mesmos números de referência. A televisão 11 compreende geralmente uma televisão de entrada de sinais video 21, um chassis ou microprocessador de teve 216, um processador de écran largo 31, um circuito de deflexão horizontal 52, um circuito de deflexão vertical 56, accionadores de cinescópio 242, tubos de visionamento directo ou projecção 244 e uma fonte de alimentação 70. O conversor de lfH para 2fH e a interface RGB não são utilizados. Consequentemente não está previsto para visionamento de um sinal RGB de relação de visionamento de formato largo externo a uma frequência de exploração de 2fH. O agrupamento dos vários circuitos em blocos funcionais diferentes é feita para fins de conveniência de descrição e não se destina a limitar a posição física de tais circuitos relativamente entre si.
A secção de entrada de sinais video 21 está adaptada para receber uma pluralidade de sinais video compósitos a partir de diferentes fontes video. Os sinais video podem ser selectivamente comutados para visionamento como sinais video principal e auxiliar. Um comutador RF 204 tem duas entradas de antena ΑΝΤΙ e ANT2. Estas representam entradas tanto para recepção de antena exterior como recepção de cabo. 0 comutador RF 204 controla qual a entrada de antena é fornecida a um primeiro sintonizados 206 e a um segundo sintonizador 208. A saída do primeiro sintonizados 206 é uma entrada para uma única pastilha 203 que executa um certo número de funções relacionadas com a sintonia, com a deflexão horizontal e vertical e com os controlos video. A pastilha única particular mostrada é designada industrialmente pelo bit TA 8680. 0 sinal video de banda base VIDEO OUT desenvolvido pela única pastilha e que resultado do sinal do primeiro sintonizados 206 é uma saída tanto para o comutador
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video 200 para a entrada TV1 do processador de écran largo 31. Outras entradas video de banda base para o comutador video 200 estão indicadas por AUX1 e AUX2. Estas podem ser utilizadas para câmaras de video, gravadores video e semelhantes. A saída do comutador video 200, que é controlado pelo chassis ou microprocessador de TV 216 é indicada por SWITCHED VIDEO. O SWITCHED VIDEO é uma outra entrada para o processador de écran largo 31.
Com preferência adicional à figura 5 um comutador SW1 do processador de écran largo selecciona entre os sinais TV1 e SWITCHED VIDEO como um sinal video SEL COMP OUT que é uma entrada para um descodificado Y/C 210. 0 descodificador Y/C 210 podem ser implementado como um filtro de pente de linha adaptativo. Uma fonte video adicional SI é também uma entrada para o descodificador Y/C 210. a fonte S representa uma fonte S-VHS e consiste em sinais separados de luminância e crominância. Um comutador que podem ser incorporado como parte do descodificador Y/C, como em certos filtros de pente de linha adaptativos ou que pode ser implementado como um comutador separado, responde ao microprocessador TV 216 para seleccionar um par de sinais de luminância de crominância como saídas indicados por Y_M e C_IN, respectivamente. O par seleccionado de sinais de luminância e crominância é em seguida considerado o sinal principal e é processado ao longo do trajecto de sinal principal.Um descodificador/desmodulador no processador de écran largo desenvolve sinais de diferença de cor U_M e V_M. Os sinais Y_M, U_M, e V_M são convertidos para a forma digital no processador de écran largo para processamento adicional de sinal na disposição de portas 300.
O segundo sintonizados 208 definido funcionalmente como parte de um processador de écran largo 31, desenvolve um sinal video de banda base TV2. Um comutador SW2 selecciona entre os sinais TV2 e SWITCHED VIDEO como uma entrada para um descodificador Y/C 220. O descodificador Y/C 220 podem ser implementado como um filtro de pente de linha adaptativo. Os comutadores SW3 e SW4 seleccionam entre as saídas de luminância e
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crominância do descodificador Y/C 220, os sinais de luminância e crominância de uma fonte de video externa, designados por Y_EXT/C_EXT, e Y_M,C_IN. Os sinais Y_EXT/C_EXT corresponde à entrada S-VHS Sl. O descodificador Y/C 220 os comutadores SW3 e SW4 podem ser combinados como em alguns filtros de pende de linha adaptativos. os comutadores de saída SW3 e SW4 é em seguida considerado o sinal auxiliar e é processado ao longo do trajecto de sinal auxiliar. A saída de luminância seleccionadas é indicada por Y_A. A crominância seleccionada é convertida para os sinais de diferença de cor U_A e VA. Os sinais Y_A, U_A e V_A são convertidos para a forma digital para processamento de sinal adicional. O arranjo das fonte de sinal video que comuta nos trajectos de sinal principal e auxiliar maximiza a flexibilidade gerindo a secção de fonte para as diferentes partes dos diferentes formatos de visionamento de imagem.
O processador de écran largo 330 compreende um processador de imagem em imagem 320 para processamento de sinal especial de um sinal video auxiliar. O termo imagem em imagem é algumas vezes abreviado como PIP ou PIX-IN-PIX. Uma disposição de portas 300 combina os dados de sinal video principal e auxiliar numa ampla variedade de formatos de funcionamento como mostrado pelos exemplos das figuras l(b) até l(i). 0 processador de imagem em imagem 320 e a disposição de portas 300 estão sob o controlo de um microprocessador de écran largo (WSP μΡ) 340. 0 microprocessador 340 responde ao microprocessador TV 216 através de um bus série. O bus série inclui quatro linha de sinal para dados, sinais de relógio, sinais de permissão, e sinais de reposição. 0 processador de écran largo 30 gera também um sinal compósito vertical de apagamento/reposição, como um sinal de três níveis de patamares. Alternativamente, os sinais verticais de apagamento e reposição podem ser gerados como sinais parados. Um sinal de apagamento compósito é fornecido pela secção de entrada de sinal video à interface RGB.
Os componentes de sincronização e vertical do sinal principal são desenvolvidos num separador de sincronismo 286, que faz parte de um desmodulador 288, que faz parte de um processador
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de écran largo. O componente de sincronização horizonraS* é unia entrada para um anel de realimentação de fase bloqueada lfH. Os sinais de sincronização horizontal e vertical do sinal video auxiliar são desenvolvidos pelo separador de sincronismo 250 no processador de écran largo 31. Um circuito de deflexão horizontal 52 funciona em, conjunção com a única pastilha que responde aos sinais de controlo de fase este-oeste de ajustamento de almofada e horizontal do WSP μΡ 340. Um circuito de selecção vertical 56 responde a um circuito de controlo de dimensão vertical 54. 0 circuito de controlo de dimensão vertical 54 responde a um sinal de controlo de dimensão vertical a partir do WSP μΡ340, e funciona de uma maneira similar ao controlo de dimensão vertical para o chassis de 2fH descrito atrás.
O processador de écran largo 31 está mostrado em maior detalhe na figura 5. Os componentes principais do processador de écran largo são uma disposição de portas 300, um circuito de imagem em imagem 301, cujos conversores de analógico para digital e de digital para analógico, o segundo sintonizador 208 um microprocessador de processador de écran largo 340 e um codificador de saída de écran largo 327. Detalhes adicionais do processador de écran largo, que são comuns a ambos os chassis de lfH e de 2fH, por exemplo, o circuito PIP, são mostrados na figura 6. Um processador de imagem em imagem 320, que forma uma parte significativa do circuito PIP 301 está mostrado em maior detalhe na figura 7. A disposição de portas 300 está mostrada em maior detalhe na figura 8. Um certo número pos componentes na figura 3, que formam partes dos trajectos de sinal principal e auxiliar já foram descritos em detalhe. Um certo número de outros componentes, tais como o segundo sintonizador 208 WSP μΡ340 e as saídas de interface, os conversões de analógico para digital e de digital para analógico, a disposição de portas 300, o circuito PIP 301 e o PLL 374 funciona, substancialmente como explicado em ligação com a figura 3 e tais detalhes não são repetidos.
O sinal video principal é fornecido ao processador de écran largo em forma analógica como sinais indicados por Y_M e C_IN. 0 sinal C_IN é descodificado para os sinais de diferença de cor U_M
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e V_M pelo desmodulador 288. Os sinais principais são convertidos da forma analógica para digital pelos conversores de analógico para digital 342 e 246, mostrados em maior detalhes na figura 6. Os dados video auxiliares estão também na forma analógica e o formato YUV, como sinais indicados por Y_A, U_A e V_A. No circuito PIP 301 estes sinais auxiliares são convertidos para a forma digital, dados comprimidos, armazenados numa memória de campo para sincronização com o sinal principal e fornecidos à disposição de portas 300 para combinação com o sinal principal quando requerido pelo formato de visionamento de imagem seleccionado,por exemplo, para multiplexação numa base linha a linha. O funcionamento do circuito PIP é explicado mais completamente em ligação com a figura 6. O circuito PIP e/ou a disposição de portas pode incluir meios para aumentarem a resolução dos dados auxiliares que não suportam a conversão de dados. Os sinais de forma analógica, indicados por Y, U e V são fornecidos a um codificador 227 para definirem o sinal de saída de relação de formato largo Y_OUT_EXT/C_OUT_EXT que, neste caso são saídas para a pastilha única 203. O codificador 2227 recebe apenas o sinal C_SYNC_MN da disposição de portas. 0 comutador SW 5 selecciona entre Y_M e o sinal C_SYNC_AUX como uma entrada para os conversores de analógico para digital. A pastilha única gera sinais de formato YUV para a matriz RGB 241, que fornece sinais de formato RGB para os accionadores de cinescópio 242 a partir dos sinais Y_OUT_EXT e C_OUT_EXT.
A figura 6 é uma diagrama de blocos que mostra detalhes adicionais dos processadores de écran largo 30 e 31 comuns aos chassis de lfH e 2fjj, mostrados nas figuras 3 e 5, respectivamente. os sinais Y_A, U_A e V_A são uma entradas para o processador de imagem em imagem 320, que pode incluir um circuito de resolução 370. A televisão de écran largo de acordo com os aspectos deste invento pode expandir e comprimir video. Os efeitos especiais concretizados pelos vários formatos de visionamento compósitos, representados em parte na figura 1 são gerados pelo processador de imagem em imagem, 320 o qual pode receber sinais de dados processados em resolução Y_RP, U_RP e V_RP do circuito de processamento de resolução 370. O
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-28XV··.*- f ... !.W processamento de resolução não necessita de ser utilizado^teempfC, mas apenas durante os formatos de visionamento seleccionados. O processador de imagem em imagem 320 é mostrado com maior detalhe na figura 7. Os componentes principais do processador de imagem em imagem são a secção de conversão de analógico para digital 322, uma secção de entrada 324, um comutador rápido (FSW) e a secção de bus 326, uma secção de temporização e controlo 328 e uma secção de conversor de analógico para digital 330. A secção de temporização e controlo 328 é mostrada em maior detalhe na figura 13.
O processador imagem em imagem 320, pode ser incorporado como uma variação melhorada dum circuito integrado básico CPIP, criado pela Thompson Consumer Electronics, Inc. 0 circuito integrado básico CPIP é descrito com maior acuidade numa publicação intitulada The CTC 140 Picture in Picture (CPIP) Technical Training Manual, disponível através da Thomson Consumer Electronics, Inc., Indianapolis, Indiana. Um número de características especiais ou efeitos especiais são possíveis, sendo os próximos, representativos. 0 efeito especial básico é uma imagem grande, tendo uma imagem pequena sobrepondo uma porção dessa imagem grande, como representado na figura l(c). As imagens grande e pequena podem resultar do mesmo sinal video, de sinais videos diferentes e podem ser trocadas ou mudadas de posição entre si. Falando de um modo geral, o sinal audio é comutado de modo a corresponder sempre à imagem grande. A imagem pequena pode ser movimentada para qualquer posição no écran, ou pode saltar por um número de posições predeterminadas. Uma característica da ampliação progressiva, é a de aumentar e diminuir o tamanho da imagem pequena, para, por exemplo, um qualquer número de tamanhos pré-fixados. Numa dada situação, como por exemplo, no formato de visionamento mostrado na figura l(d), temos as imagens pequena e grande com o mesmo tamanho.
Num modo de imagem única, como por exemplo a mostrada nas figuras l(b), l(e) ou l(f), um utilizador pode ampliar progressivamente, no conteúdo da imagem única, por exemplo, em saltos com uma relação de 1.0:1 para 5.0:1. Enquanto que no modo
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de ampliação progressiva, um utilizador pode procurar ou usar um efeito panorâmico através do conteúdo da imagem, permitindo que a imagem, no écran, se mova através de diferentes áreas da cena. Em qualquer dos casos, tanto a imagem pequena, como a imagem grande, como a imagem ampliada, podem ser visionadas num quadro em estado estacionário (formato de imagem parada). Esta função permite um formato estroboscópico, onde os últimos nove quadros do video podem ser repetidos no écran. A velocidade de repetição do quadro, pode ser mudada de 30 quadros por segundo, para zero quadros por segundo.
O processador de imagem em imagem, usado na televisão de écran largo, de acordo com outra disposição do invento, difere da presente configuração do circuito integrado básico CPIP, descrito acima. Se o circuito integrado básico CPIP, fosse usado com uma televisão com écran 16x9, e sem um circuito de aceleração de video, as imagens inseridas exibiriam distorção do formato de imagem devido à efectiva expansão 4/3 vezes horizontal, resultante da exploração ao longo do écran mais largo 16x9. Os objectos na imagem, ficariam alongados horizontalmente. Se um circuito de aceleração exterior fosse utilizado, não haveria distorção do formato de imagem, mas a imagem não preencheria a totalidade do écran.
Os processadores imagem em imagem existentes, baseados no circuito integrado básico CPIP, que são usados em televisões convencionais, funcionam de uma maneira particular, tendo consequências indesejáveis. 0 sinal video recebido é amostrado por um relógio de 640fH, que é bloqueado por um sinal de sincronismo horizontal da fonte video principal. Noutras palavras, os dados armazenados na RAM video, associada com o circuito integrado CPIP, não são amostrados ortogonalmente, no que diz respeito à fonte auxiliar de video recebida. Isto é uma limitação fundamental no método de sincronismo de quadro do CPIP básico. A natureza não ortogonal da velocidade de amostragem da entrada, resulta em erros de desvio dos dados amostrados. A limitação resulta da utilização da RAM video com o circuito integrado CPIP, que deve usar o mesmo relógio para escrever e ler
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-30Ί» 1 o· dados. Quando os dados da RAM video, tal como a RAM video 350, são exibidos, os erros de desvio são vistos como distorção aleatória da imagem, ao longo das margens verticais da imagem e são, geralmente consideradas, muito prejudiciais.
O processador de imagem em imagem 320, de acordo com disposições do invento e, ao contrário do circuito integrado básico CPIP, está adaptado para compressão assimétrica dos dados video, numa pluralidade de modos de visionamento seleccionáveis. Neste modo de funcionamento, as imagens são comprimidas 4:1 na direcção horizontal e 3:1 na direcção vertical. Este modo assimétrico de compressão produz formatos de imagem distorcidos para armazenamento na RAM video. Os objectos, nas imagens, são comprimidos horizontalmente. Porém, se estas imagens forem lidas normalmente, como por exemplo no modo de exploração de canal para exibição num écran com relação de formato de visionamento de 16x9, a imagem aparece correctamente. A imagem preenche o écran e não há distorção do formato de imagem. O modo de compressão assimétrica, de acordo com características deste invento, torna possível a criação de formatos especiais de visionamento, num écran 16x9, sem circuitos de aceleração exteriores.
A figura 13 é um diagrama de blocos da secção de temporização e controlo 328 do processador de imagem em imagem por exemplo uma versão modificada da pastilha CPIP descrita atrás que inclui um circuito de dizimação 328c para implementar a compressão assimétrica como um de uma pluralidade de modos de visionamento seleccionáveis. Os modos de visionamento remanescentes podem proporcionar imagens auxiliares de dimensões diferentes. Cada um dos circuitos de dizimação horizontal e vertical compreende um contador, que é programado por um factor de compressão a partir de uma tabela de valores sob o controlo do WSP μΡ 340. A gama de valores pode ser 1:1, 2:1, 3:1, e assim por diante. Os factores de compressão podem ser simétricos ou assimétricos dependendo de como a tabela é estabelecida, o controlo das relações de compressão pode também ser implementado por circuitos de dizimação de uso geral completamente programáveis sob o controlo do WSP μΡ340.
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Em modos PIP de écran cheio, o processador de imagem em imagem, em conjunto com um oscilador de livre funcionamento 348, vai buscar a entrada Y/C de um descodificador, por exemplo, um filtro de pente de linha adaptável, descodifica o sinal em componentes de cor, Y, U e V, e gera impulsos de sincronismo horizontal e vertical. Estes sinais são processados no processador imagem em imagem para os diversos modos de écran cheio, tais como, modo de ampliação progressiva, modo estacionário e modo de exploração de canal. Durante o modo de exploração de canal, por exemplo, o sincronismo horizontal e vertical, presentes pela secção de entrada dos sinais video, terão muitas descontinuidades, porque os sinais amostrados (canais diferentes) terão impulsos de sincronismo não relacionados e serão comutados em momentos semelhantemente aleatórios no tempo. Portanto, o relógio de amostragem (e o relógio de leitura/escrita da RAM video) é determinado pelo oscilador de livre funcionamento. Para os modos estacionário e de ampliação progressiva, o relógio de amostragem será bloqueado através do sincronismo horizontal video recebido, o qual, nestes casos especiais, é o mesmo que para a frequência do relógio de visionamento.
Referindo-se outra vez à figura 6, as saídas Y, U, V e C_SYNC (sincronização composta) do processador de imagem em imagem no formato analógico podem ser recodifiçados nos componentes Y/C pelo circuito de codificação 366, que funciona em conjunção com um oscilador de 3,58 MHz 380. Este sinal Y/C_PIP_ENC pode ser ligado a um comutador Y/C, não mostrado, que possibilita aos componentes recodifiçados Y/C serem substituídos pelos componentes Y/C do sinal principal. A partir deste ponto, os sinais codificados PIP Y, U, V e de sincronização seriam a base para a temporização horizontal e vertical no resto da base. Este modo de funcionamento é apropriado para implementar um modo de ampliação para o PIP baseado no funcionamento do interpolador e a FIFO no percurso de sinal principal.
No modo de canal múltiplo por exemplo o mostrado na figura l(i), doze canais de lista de exploração predeterminada podem ser
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visionados em doze pequenas imagens simultaneamente. O processador de imagem em imagem tem um relógio externo que responde a um oscilador de 3,58 MHz 348. O sinal auxiliar que entra é convertido na forma de analógica para digital e responde ao efeito especial escolhido é carregado numa RAM video 350. Nas concretizações do manual de treino técnico descritas atrás, o efeito especial compilado é convertido de novo para a forma analógica no processador de imagem em imagem antes da combinações com os dados video de sinal. No entanto, nas televisões de écran largo agui descritas e devido em parte a limitações do número de diferentes frequências de relógio que são fiáveis, os dados auxiliares são uma saída directa da RAM video 350, sem processamento adicional pelo processador de imagem em imagem 320. Minimizando o número de sinais de relógio reduz-se a interferência de frequência rádio nos circuitos das televisões.
Com referência adicional à figura 7, o processador imagem em imagem 320, compreende uma secção de conversão analógica digital 322, uma secção de entrada 324, um comutador rápido FSW e uma secção de controlo de bus 326, uma secção de controlo e sincronismo 328 e uma secção de conversão digital analógica 330. De modo geral, o processador imagem em imagem 320, digitaliza o sinal de de video em luminância (Y) e em diferentes sinais de cor (U,V), subamostrando e armazenando os resultados numa RAM video 350, de 1 megabit, como acima descrito. A RAM video 350, associada com o processador imagem em imagem 320, tem uma capacidade de memória de 1 megabit, que não é suficientemente espaçosa para armazenar um campo completo de dados video, com amostras de 8 bits. Capacidade de memória aumentada tende a ser cara e pode necessitar de circuitos de controlo mais complexos. O menor número de bits por amostra, no canal auxiliar, representa uma redução na resolução de quantificação, ou na largura de banda, no que diz respeito ao sinal principal, que é inteiramente processado com amostras de 8 bits. Esta redução efectiva da largura de banda, não é, normalmente, um problema guando a imagem auxiliar visionada é relativamente pequena, mas pode causar problemas se a imagem auxiliar visionada for maior, se por exemplo, tiver o mesmo tamanho da imagem principal visionada. 0
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-33circuito de processamento de resolução 370, pode implementar selectivamente, um ou mais esquemas para realçar a resolução de quantificação ou a largura de banda efectiva, ou os dados auxiliares de video. Um determinado número de esquemas de redução e recuperação de dados foram criados, incluindo, por exemplo, compressão de pontos de imagem emparelhados, excitação e não excitação. Um circuito de não excitação seria disponível a jusante da RAM video 350, por exemplo, no trajecto do sinal auxiliar do disposição de portas, como abaixo explicado com mais detalhe. Além disso, são contempladas diferentes sequências de excitação e não excitação, envolvendo diferentes números de bits e diferentes compressões de pontos de imagem emparelhados envolvendo um diferente número de bits. Um número particular de esquemas de redução e recuperação de dados, pode ser seleccionado pelo WSP μΡ, de modo a maximizar a resolução do visionamento video para cada espécie particular de formato de visionamento da imagem.
Os sinais de diferença de luminância e cor são armazenados de um modo de 8:1:1 de seis bits Y, U, V. por outras palavras cada componente é quantificado em amostras de seis bits. Existem oito amostras de luminância para cada par de amostras de diferença de cor. O processador de imagem em imagem 320 funciona de um modo pelo qual os dados de video que entram são amostrados com frequência de relógio de 640fH bloqueado em vez disso para o sinal de sincronização video auxiliar que entra. Deste modo, os dados armazenados na RAM video são amostrados ortogonalmente. Quando os dados são lidos da RAM video de processador de imagem em imagem 350, são lidos utilizando o mesmo relógio de 640fH bloqueado para o sinal video auxiliar que entra. No entanto, mesmo pensando que dados foram amostrados e armazenados ortogonalmente, e podem ser lidos ortogonalmente os mesmos não podem ser visionados directa e ortogonalmente na RAM video 350, devido à natureza assíncrona das fontes video principal e auxiliar. Pode se esperar que as fontes video principal e auxiliar sejam síncronas apenas no instante em que as mesmas são sinais de visionamento da mesma fonte video.
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-34É requerido processamento adicional para sincronizar o canal auxiliar, que é a saída dos dados da RAM video 350 para o canal principal. Com referência de novo à figura 6, dois trincos de quatro bits 352A e 352 B são utilizados para recombinar os blocos de dados de oito bits do acesso de saída de quatro bits da RAM video. Os trincos de quatro bits reduzem também a frequência de relógio de dados de 1280fH para 640fH.
Em geral, o dispositivo de visor de deflexão video é sincronizado com o sinal video principal. 0 sinal principal deve ser acelerado como explicado atrás, para encher o visor de écran largo. O sinal video auxiliar deve ser sincronizado verticalmente com o primeiro sinal video e o visor video. O sinal video auxiliar pode ser atrasado de uma fracção de um período de campo numa memória de campo e depois expandido numa memória de linha, a sincronização dos dados video auxiliares com os dados video principais é conseguida utilizando a RAM video 350 como uma memória de campo e um primeiro dispositivo de memória de linha primeira saída (FIFO) 354 para expandir o sinal. A dimensão da FIFO 354 é de 2048x8. A dimensão da FIFO está relacionada com a capacidade de armazenagem de linha mínima pensada para ser razoavelmente necessária para evitar colisões de ponteiro de leitura/escrita. As colisões de ponteiro de leitura/escrita ocorrem quando os dados antigos são lidos da FIFO antes dos novos dados terem uma oportunidade de serem escritos na FIFO. As colisões de ponteiro de leitura/escrita ocorrem também quando novos dados se sobrepõem na memória antes dos dados antigos terem uma oportunidade de serem lidos da FIFO.
Os blocos de dados de 8 bits DATA_PIP da RAM video 350 são escritos na FIFO 2048x8 354 com o mesmo relógio de 640fH de processador de imagem em imagem que foi utilizado para amostrar os dados video que é, o relógio 640 fH que é bloqueado para o sinal auxiliar em vez de para o sinal principal. A FIFO 354 é lida utilizando o relógio de visor de 1024fH, que é bloqueado para o componente de sincronização horizontal do canal video principal. A utilização de uma memória de linha múltipla FIFO que tem relógios de acesso independentes de leitura e escrita permite
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aos dados que foram amostrados ortogonalmente a uma primeira frequência serem visionados ortogonalmente a uma segunda frequência. A natureza assíncrona dos relógios de leitura e escrita, no entanto, requer que sejam dados passos para evitar as colisões de ponteiro de leitura/escrita.
A disposição de portas 300 é comum aos processadores de écran largo tanto 30 como 31. 0 trajecto de sinal principal 304, o trajecto de sinal auxiliar 306 e o trajecto de sinal de saída 312 estão mostrados na forma de diagrama de blocos na figura 8. A disposição de portas compreende também um circuito de temporização/sincronização 220 e um descodificador de WSP μΡ 310. As linhas de saída de quadros e endereços do descodificador de WSP 310, identificada como WSP DATA, são fornecidas a cada um dos circuitos de trajectos principais identificados atrás, bem como ao processador de imagem em imagem 320 e ao circuito de processamento de resolução 370. Apreciar-se-á gue se certos circuitos forem ou não, definidos como sendo parte da disposição de portas é amplamente uma questão de conveniência para facilitar a explicação dos arranjos do invento.
A disposição de portas é responsável pelas expansão, compressão e corte de dados video do canal video principal, quando e se necessário para implementar diferentes formatos de visionamento de imagem, o componente de luminância Y__MN é armazenado numa memória de linha primeira entrada (FIFO) 356 durante um intervalo de tempo dependendo da natureza da interpolação do componente de luminância. Os componentes de crominância combinados U/V_MN são armazenados na FIFO 358. Os componentes de sinal auxiliar de luminância e crominância Y_PIP, U_PIP e V__PIP são desenvolvidos pelo desmultiplexador 355. 0 componente de luminância sofre processamento de resolução como desejado, no circuito 357, e é expandido quando necessário pelo interpolador 359, que gera o sinal Y_AUX como uma saída.
Nalguns casos, o visor auxiliar será tão grande como o visor de sinal principal, como mostrado por exemplo na figura l(d). As limitações de memória associadas com o processador de imagem em
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imagem RAM video 350 podem proporcionar um número suficiente de pontos de dados, ou pixels, para encherem uma área tão grande de visionamento. Nestas circunstâncias a resolução de circuito de processamento 357 pode ser usada para restaurar pixels para o sinal video auxiliar substituir os perdidos durante a compressão ou redução de dados. 0 processamento de resolução pode corresponder ao processamento de resolução executado pelo circuito 370 mostrado na figura 6. Como um exemplo, o circuito 360 pode ser um circuito de excitação e o circuito 357 pode ser um circuito de não excitação.
Os dados de entrada video auxiliares são amostrados a uma frequência de 460fH e armazenados na RAM video 350. Os dados auxiliares são lidos na RAM video 350 são designados por VRAM_OUT. 0 circuito PIP 301 tem também a capacidade de reduzir a imagem auxiliar por factores inteiros iguais horizontal e verticalmente bem como assimetricamente. Com referência adicional à figura 12, os dados de canal auxiliar são preparados e sincronizados para o video digital de canal principal por trincos de 4 bits 352A e 352B, na FIFO auxiliar 354, no circuito de temporização 359 e no circuito de sincronização 358. Os dados VRAM_0UT são separados em Y(luminância) U, V(complementos de cor) e FSW_DATA (dados de comutador rápido) pelo desmultiplexador 355. Os FSW_DATA indicam que tipo de campo foi escrito na RAM video. o sinal PIP_FSW é recebido directamente do circuito PIP e aplicado ao circuito de controlo de saída 321 para determinar qual o campo lido da RAM video é para ser visionado durante os modos de imagem pequena.
canal auxiliar é amostrado à velocidade de 640fH, enquanto que o canal principal é amostrado à velocidade de 1024fH. 0 canal auxiliar FIFO 354, converte os dados recebidos à velocidade de amostragem do canal auxiliar, para a velocidade de relógio do canal principal. Neste processo, o sinal video sofre uma compressão de 8/5 (1024/640). Isto é mais que a compressão de 4/3 necessária para a exibição correcta do sinal do canal auxiliar. Portanto, o canal auxiliar deve ser aumentado pelo interpolador 359, para que a exibição duma imagem pequena em 4x3 seja
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-37correcto. 0 interpolador 359 é controlado pelo circuito de controlo do interpolador 371, o qual, por sua vez, funciona em ligação com o WSP μΡ 340 . A quantidade de expansão do interpolador, requerida, é de 5/6. o factor de expansão X é determinado da seguinte maneira:
X = ( 640/1024 ) * ( 4/3 ) = 5/6
Os componentes de crominância U_PIP e V_PIP, são atrasados pelo circuito 367, por um período de tempo dependente da natureza da interpolação do componente de luminância, gerando sinais de saída U_AUX e V_AUX. Os respectivos componentes Y, U e V dos sinais principal e auxiliar são combinados nos respectivos multiplexadores 315, 317 e 319 no trajecto do sinal de saída 312, através do controlo dos sinais de permissão de leitura provenientes das FIFO 354, 356 e 358. Os multiplexadores 315, 317 e 319 funcionam em ligação com o circuito de controlo de saída dos multiplexadores 321. O circuito de controlo de saída dos multiplexadores 321, funciona em ligação com um sinal de relógio, um sinal de início de linha, um sinal de contador de linha horizontal, o sinal de reposição do bloqueio vertical e com a saída do comutador rápido do processador imagem em imagem e do WSP μΡ 340. Os componentes de luminância e de crominância, multiplexados, Y_MX, U_MX e V_MX, são fornecidos aos respectivos conversores digitais analógicos 360, 362 e 364, respectivamente. Os conversores analógicos digitais são seguidos por filtros de baixa frequência 341, 343 e 345 respectivamente, representados na figura 4. As diversas funções do processador imagem em imagem, do disposição de portas e do circuito de redução de dados, são controlados pelo WSP μΡ 340. 0 WSP μΡ 340, funciona em ligação com o TVuP 216, sendo ligado através de um bus em série. 0 bus em série pode ser um bus de quatro fios, como mostrado, tendo linhas para dados, sinais de relógio, sinais de permissão e sinais de reposição. 0 WSP μΡ 340, comunica com os diferentes circuitos do disposição de portas através do descodificador WSP μΡ 310.
Num caso, é necessário comprimir o video 4x3 NTSC com um
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factor de 4/3, para evitar distorção do formato de imagem da imagem exibida. Noutro caso, o video pode ser expandido de modo a realizar operações de ampliação horizontal, normalmente acompanhados por ampliação vertical. Operações de ampliação horizontal até 33%, podem ser conseguidas reduzindo as compressões para menos de 4/3. Um interpolador de amostragem é utilizado para recalcular o video recebido, para novas posições dos pontos de imagem, porque a largura de banda da luminância video, até 5.5 MHz para o formato S_VHS, ocupa uma grande percentagem da frequência de distorção de imagem de Nyquist, que é de 8 MHz para um relógio de 1024 fHComo representado na figura 8, os dados de luminância Y_MN são dirigidos através de um interpolador 337, no trajecto do sinal principal 304, que recalcula valores de amostragem baseado na compressão ou expansão do video. A função dos comutadores ou selectores de trajecto, 323 e 331, é de inverter a topologia do trajecto do sinal principal 304 no que diz respeito às posições relativas da FIFO 356, e do interpolador 337. Em particular, estes comutadores seleccionam se o interpolador 337 precede a FIFO 356, como requerido para compressão da imagem, ou se a FIFO 356 precede o interpolador 337, como requerido para expansão da imagem. Os comutadores 323 e 331, funcionam em ligação com um circuito de controlo de trajecto 335, que por sua vez funciona em ligação com o WSP μΡ 340. Será lembrado que o sinal auxiliar de video é comprimido para armazenamento na RAM video 350, e só a expansão é necessária para fins práticos. Em conformidade, não são requeridos comutadores com funções semelhantes no trajecto do sinal auxiliar.
trajecto de sinal principal é mostrado em maior detalhe na figura 11. 0 comutador 332 é implementado por dois multiplexadores 325 e 327. 0 comutador 331 é implementado pelo multiplexador 333. os três multiplexadores respondem ao circuito de controlo de encaminhamento 335, o qual responde ele quatro ao WSP μΡ 340. Um circuito de temporização/sincronização horizontal 339 gera sinais de temporização que controlam a escrita e leitura das FIFO, bem como os trincos 347 e 351 e o multiplexador 353. o
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-39“39“ .....‘ sinal de relógio CLK e o inicio do sinal de linha SOL são gerados pelo circuito de temporizaçao/sincronismo 320. Um circuito de controlo de conversão de analógico para digital 369 responde ao Y_MN, ao WSP μΡ 340 e ao bit mais significativo do UV_MN.
Um circuito de controlo de interpolador 349 gera valores de posição de pixel intermédios (K), ponderação de filtro interpolar (C) e informação de bloqueio de relógio CGY para a luminância e CGUV para os componentes de cor. É a informação de bloqueio de relógio que faz a pausa (dizima) ou repete os dados FIFO para permitir que as amostras não sejam escritas em alguns relógios para efectuarem compressão, ou algumas amostras sejam lidas múltiplas vezes para expansão.
É possível executar compressões e expansões video através da utilização de uma FIFO. Por exemplo um sinal WR_EN_MN_Y permite aos dados serem descritos na FIFO 356. Cada quarta amostra pode ser inibida de ser escrita na FIFO. Isto constitui uma compressão de 4/3. É a função do interpolador 337 para recalcular as amostras de luminância a serem escritas na FIFO de modo que os dados lidos da FIFO são regularizados em vez de distorcidos. As expansões podem ser executadas exactamente da maneira oposta às compressões. No caso das compressões o sinal de permissão de escrita tem informação de bloqueio de relógio fixada ao mesmo na forma de impulsos de inibição. Para dados expandidos a informação de bloqueio de relógio é aplicada ao sinal de permissão de leitura, este fará a pausa dos dados à medida que vai lido da FIFO 356. Neste caso é a função do interpolador 337, que segue a FIFO 356 durante este processo para recalcular os dados amostrados dos distorcidos para regularização. No caso de expansão, deve ser feita a pausa dos dados enquanto se lê da FIFO 356 enquanto se temporiza no interpolador 337. Isto é diferente do caso de compressão em que os dados são continuamente temporizados através do interpolador 337. Para ambos os casos, a compressão e expansão, as operações de bloqueio de relógio podem ser facilmente executadas de uma maneira síncrona, isto é, os eventos podem ocorrer baseados nos bordos elevados do relógio de dispositivo 1024 fH.
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Existe um certo número de vantagens nesta metodologia para a interpolação de luminância. As operações de bloqueio de relógio nomeadamente a dizimação de dados e repetição de dados, que podem ser executados de uma maneira síncrona. Se uma topologia de dados video comutável não fosse usada para interpermutar as posições do interpolador e da FIFO, os relógios de leitura ou escrita seriam necessário para temporizarem duas vezes para fazer a pausa ou repetir os dados, o termo temporizado duas vezes significa que dois pontos de dados devem ser escritos na FIFO no único ciclo de relógio ou lidos da FIFO durante um único ciclo de relógio. Os circuitos resultantes não podem ser feitos operar sincronizadamente com o relógio do dispositivo, uma vez que a frequência de relógio de leitura ou escrita deve ser duas vezes mais alta do que a frequência de relógio de dispositivo. Além disso a topologia comutável requer apenas um interpolador e uma FIFO para executar tanto compressões como expansões. Se o arranjo de comutação video descrito aqui não fosse utilizado, a situação de temporização dupla podia ser evitada apenas utilizando duas FIFO para conseguir a funcionalidade tanto da compressão como da expansão. Uma FIFO para expansões necessitaria de ser colocada em frente do interpolador e uma FIFO para compressões necessitaria de ser colocada depois do interpolador.
A interpolação do sinal auxiliar acontece no trajeeto do sinal auxiliar 306. 0 circuito PIP 301, manipula uma memória de quadro Y,U,V, 8:1:1, com 6 bits, RAM video 350, para armazenar dados video recebidos. A RAM video 350, guarda dois quadros de dados video numa diversidade de posições de memória. Cada posição de memória guarda oito bits de dados. Em cada posição de 8 bits, há uma amostra de Y (luminância) com 6 bits (amostrada a 640fH) e 2 outros bits. Estes dois outros bits, guardam os dados do comutador rápido, ou uma parte da amostra U ou V (amostrada a 80fjj). Os valores de dados do comutador rápido indicam que tipo de quadro foi introduzido na RAM video. Uma vez que há dois quadros com dados armazenados na RAM video 350, e toda a RAM video 350 é lida durante o período de visionamento, ambos os quadros são lidos durante a exploração do visor. 0 circuito PIP 301, vai determinar qual o quadro que vai ser lido da memória,
para ser visionado, através da utilização dos dados do comutador rápido. 0 circuito PIP, lê sempre o tipo de quadro oposto ao que está a ser escrito, para ultrapassar um problema de interrupção de movimento. Se o tipo de quadro que está a ser lido é o tipo oposto do quadro que está a ser exibido, então o quadro par, armazenado na RAM video 350, é invertido, apagando a linha de cima do quadro, quando o quadro estiver a ser lido da memória. O resultado é que a imagem pequena mantém um entrelaçamento correcto sem interrupção de movimento.
O circuito de relógio/sincronismo 320, gera sinais de leitura, de escrita e de permissão, necessários para operar as FIFO 354, 356 e 358. Os FIFO para os canais principal e auxiliar têm permissão para escrever dados para armazenamento, para aquelas porções de cada linha video, que é requerida para subsequente visionamento. Os dados são escritos ou do canal principal ou do auxiliar, mas não de ambos, como seja necessário, de modo a combinar os dados de cada fonte na mesma linha ou linhas video do visor. A FIFO 354, do canal auxiliar é escrito sincronizadamente com o sinal auxiliar de video, mas é lido à saída da memória, sincronizadamente com o sinal principal de video. Os componentes do sinal principal de video são lidos para a FIFO 356 e 358, sincronizadamente com o sinal principal de video e são lidos à saída da memória, sincronizadamente com o video principal. Quantas vezes a função de leitura é ligada para trás e para a frente entre os canais principal e auxiliar é uma função do efeito especial particular que for escolhido.
A geração de diferentes efeitos especiais tais como imagens cortadas de lado-a-lado, é conseguida através da manipulação dos sinais de controlo de permissão de leitura e escrita para a memória de linha FIFO O processo para este formato de visionamento está representado nas figuras 7 e 8. No caso da exibição de imagens cortadas lado-a-lado, o sinal de controlo de permissão de escrita (WR_EN_AX) para a FIFO 354, 2048x8, do canal auxiliar está activo para (l/2)x(5/12) = 5/12 ou, aproximadamente 41% do período de visionamento da linha útil (pós-aceleração), ou 67% do período de linha útil do canal auxiliar (pré-aceleração),
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aproximadamente, 33% de corte (aproximadamente 67% de imagem útil) e a uma expansão de sinal do interpolador de 5/6. No canal video principal, representado na parte superior da figura 8, o sinal de controlo de permissão de escrita (WR_EN_MN_Y), para a FIFO 356 e 358 910x8, está activo para (l/2)x(4/3) = 0,67 ou 67% do período de visionamento da linha útil. Isto corresponde a, aproximadamente, 33% de corte e uma relação de compressão de 4/3 a ser executada no canal video principal pelas FIFO 910x8.
Em cada uma das FIFO, os dados video são armazenados temporáriamente de modo a serem lidos num determinado ponto, particular, no tempo. A região activa do tempo, onde os dados podem ser lidos à saída de cada FIFO, é determinada pelo formato de visionamento escolhido. No exemplo representado, do modo cortado lado-a-lado, o canal principal de video é exibido na metade esquerda do visor, e o canal auxiliar de video é exibido na metade direita do visor. As porções arbitrárias das formas de onda do video são diferentes, como representado, para os canais principal e auxiliar. O sinal de controlo de permissão de leitura (RD_EN_MN) das FIFO 910x8 do canal principal está activo para 50% do período de visionamento da linha útil, do visor, começando com o início do video activo seguindo imediatamente a entrada posterior de video. 0 sinal de controlo de permissão de leitura, do canal auxiliar (RD_EN AX), está activo para os outros 50% do período de visionamento da linha útil, começando com a margem descendente do sinal RD_EN_MN e acabando com o início da entrada dianteira do canal principal de video. Pode ser constatado que os sinais de controlo de permissão de escrita, estão sincronizados com os seus respectivos dados de entrada FIFO (principal ou auxiliar), enquanto que os sinais de controlo de permissão de leitura estão sincronizados com o canal principal de video.
formato de visionamento representado na figura l(d) é particularmente desejado, uma vez que permite às duas imagens que preenchem quase completamente o visor, a exibição num formato lado-a-lado. 0 visionamento é particularmente eficaz e apropriado para um visor com relação larga de formato de visionamento, por
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-43<7 'ia exemplo em 16x9. A maioria dos sinais NTSC, são representados com um formato 4x3, o que, claro, corresponde a 12x9. Duas imagens NTSC com relação de formato de visionamento de 4x3, podem ser apresentadas no mesmo visor com relação de formato de visionamento de 16x9, ou cortando as imagens em 33% ou comprimindo as imagens em 33% e introduzindo distorção do formato de imagem. Dependendo da preferência do utilizador, a relação corte de imagem distorção do formato de imagem, pode ser ajustada algures entre os limites de 0% e de 33%. Como exemplo, duas imagens lado-a-lado podem ser apresentadas com 16,7% de compressão e 16,7% de corte.
O funcionamento pode ser descrito em termos de relações gerais de aceleração e corte. Os meios de visionamento video podem ser considerados como tendo uma relação de formato de visionamento entre a largura e a altura de M:M, a primeira fonte de sinal video pode ser considerada como tendo uma relação de formato de visionamento de A:B e a segunda fonte de sinal video pode ser considerada como tendo uma relação de formato de visionamento de C:D. 0 primeiro sinal video pode ser selectivamente acelerado por um factor numa primeira gama de aproximadamente 1 para (M/M -s- A/B) e cortado horizontalmente por um factor numa segunda gama de aproximadamente 0 a [(M/M -5- V/D)] e selectivamente cortado horizontalmente por factor numa quarta gama de aproximadamente 0 a [(M/M -r C/D) - 1],
O tempo de visionamento horizontal para um visor de relação de formato de visionamento de 16x9 é a mesma que a de um visor de relação de formato de visionamento de 4x3, porque ambos têm um comprimento de linha nominal de 62,5 microssegundos. Consequentemente um sinal video NTSC deve ser acelerado por um factor de 4/3 para preservar uma relação de aspecto correcta, sem distorção. 0 factor 4/3 é calculado como a relação dos dois formatos de visionamento:
4/3 = (16/9)/(4/3)
Os interpoladores variáveis são utilizados de acordo com o
-4472 640
RCA 86 178 aspectos deste invento para acelerarem o sinal video. No passado as FIFO tendo diferentes frequências de relógio nas entradas e saídas foram usadas para executarem uma função similar. Por meio de comparação, se dois sinais com relação de formato de visionamento 4x3 NTSC são visionados num único visor com a relação de formato de visionamento de 4x3, cada imagem deve ser distorcida ou cortada ou qualquer sua combinação de 50%. Uma aceleração comparável à necessário para aplicação de écran largo não é necessária.

Claims (19)

1 - Dispositivo de visionamento video, caracterizado por compreender:
uma primeira fonte de sinal video de uma primeira imagem;
primeiros meios de processamento de sinal para acelerarem o dito primeiro sinal video;
uma segunda fonte de sinal video de uma segunda imagem;
J meios de visionamento video sincronizados com o primeiro sinal video;
meios para sincronizarem verticalmente o dito segundo sinal video com o dito primeiro sinal video e os ditos meios de visionamento video;
segundos de processamento de sinal para acelerarem o dito segundo sinal video; e meios para combinarem os ditos primeiro e segundo sinais video processados, para visionamento lado-a-lado das ditas imagens.
2 - Dispositivo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por os ditos primeiro e segundo sinais video terem primeira e segunda relações de formato de visionamento, respectivamente, e os ditos meios de visionamento video terem uma terceira relação de formato de visionamento maior do que cada uma das ditas primeira e segunda relações de formato de visionamento.
3 - Dispositivo de acordo com a reivindicação 2, caracterizado por as ditas primeira e segunda relações de formato de visionamento serem cada uma delas, aproximadamente, 4:3, e a dita terceira relação de formato de relacionamento ser, aproximadamente, 16:9, e as ditas imagens lado-a-lado serem cada uma delas
J
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-46visionada com uma relação de formato de visionamento de, aproximadamente, 8:9.
4 - Dispositivo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por cada um dos ditos primeiros e segundos meios de processamento de sinal compreenderem meios para reduzirem a dimensão de imagem dos primeiros e segundo sinais video, respectivamente.
5 - Dispositivo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por um dos ditos meios de processamento de sinal compreender meios para cortarem uma imagem.
J
6 - Dispositivo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por um dos ditos meios de processamento de sinal compreender meios para comprimirem, armazenarem e expandirem uma imagem.
7 - Dispositivo de acordo com a reivindicação 6, caracterizado por os ditos meios para comprimirem, armazenarem e expandirem compreenderem:
meios para subamostrarem a dita imagem;
uma memória de campo para armazenar a dita imagem subamostrada; e meios para ampliarem a dita imagem armazenada por interpolação para um tamanho maior do que o armazenado, mas mais pequeno do que o subamostrado.
8 - Dispositivo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por cada um dos ditos sinais video ser acelerado por um factor de, aproximadamente, 4/3, e cortado horizontalmente por um factor de, aproximadamente, 1/3, sendo cada uma das ditas imagens lado-a-lado visionada com uma relação de formato de visionamento de, aproximadamente, 8:9 e sem, substancialmente, distorção de relação de aspecto.
9 - Dispositivo de acordo com a reivindicação 1, caracteriJ
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47zado por os ditos meios para sincronizarem o dito video compreenderem meios para retardarem o dito video de uma fracção de um período de campo.
.....'Τ'.........
segundo sinal segundo sinal
10 - Dispositivo de acordo com a reivindicação 9, caracterizado por os ditos meios de retardo compreenderem uma memória de campo.
11 - Dispositivo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por os ditos meios de visionamento video terem uma relação entre a largura e a altura de formato de visionamento de M:N, e a primeira fonte de sinal video ter uma relação de formato de visionamento de A:B, acelerando os ditos primeiros meios de processamento de sinal o dito primeiro sinal video de um factor numa primeira gama de, aproxlmadamente, 1 a (M/N:A/B).
12 - Dispositivo de acordo com a reivindicação 11, caracterizado por os ditos primeiros meios de processamento sinal cortarem, selectivamente, o dito primeiro sinal video horizontalmente de um factor numa segunda gama de, aproxlmadamente, 0 a [(M/N:A/B)-1].
13 - Dispositivo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por os ditos meios de visionamento video terem uma relação entre a largura e a altura de formato de visionamento de M:N, e a primeira fonte de sinal video ter uma relação de formato de visionamento de A:B, cortando os ditos primeiros meios de processamento de sinal o dito primeiro sinal horizontalmente de um factor numa gama de, aproxlmadamente, 0 a [(M/N:A/B)-l].
14 - Dispositivo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por os ditos meios de visionamento video terem uma relação entre a largura e a altura de formato de visionamento de M:N, e a segunda fonte de sinal video ter uma relação de formato de visionamento de C:D, acelerando os segundos meios de processamento de sinal, selectivamente, o dito segundo sinal video de um factor numa primeira gama de, aproxlmadamente, 1 a (M/N:C/D).
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-jp·' >·
15 - Dispositivo de acordo com a reivindicação 14, caracterizado por os ditos segundos meios de processamento de sinal cortarem, selectivamente, o dito segundo sinal video horizontalmente de um factor numa segunda gama de, aproximadamente, 0 a [(M/N:C/D)-1].
16 - Dispositivo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por os ditos meios de visionamento video terem uma relação entre a largura e a altura de formato de visionamento de M:N, e a dita segunda fonte de sinal video ter uma relação de formato de visionamento de C:D, cortando os segundos meios de visionamento de sinal o dito segundo sinal video horizontalmente de uma factor numa gama de, aproximadamente, 0 a [(M/M:C/B)-1].
17 - Dispositivo de acordo com a reivindicação zado por:
1, caracterios ditos meios de visionamento video terem uma relação entre a largura e a altura de formato de visionamento de M:N, a dita primeira fonte de sinal video ter uma relação de formato de visionamento de A:B, e a segunda fonte de sinal video ter uma relação de formato de visionamento de C:D, os ditos primeiros meios de processamento acelerarem, selectivamente, o dito primeiro sinal video de um factor numa primeira gama de, aproximadamente, 1 a (M/N:A/B) e cortarem, selectivamente, o dito primeiro sinal video horizontalmente de um factor numa segunda gama de, aproximadamente, 0 a [(M/N:A/B)-1]; e, os ditos segundos meios de processamento de sinal acelerarem, selectivamente, o dito segundo sinal video de um factor numa terceira gama de, aproximadamente, 1 a (M/N:C/D) e cortarem, selectivamente, o dito segundo sinal video horizontalmente de um factor de uma quarta gama de, aproximadamente, 0 a [(M/N:C/D)-1].
18 - Dispositivo de acordo com a reivindicação 17, caracterizado por as ditas primeira e terceira gamas serem, aproximadamente, 1 a 4/3 e as ditas segunda e quarta gamas serem, aproximada72 640
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-49mente, 0 a 1/3.
19 - Dispositivo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por os ditos meios de combinação gerarem linhas multiplexadas de video, incluindo cada linha multiplexada uma linha video, selectivamente, acelerada e cortada a partir de cada uma das ditas fontes de sinal video.
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