專利名稱：數(shù)字視頻信號(hào)處理系統(tǒng)的屏幕顯示裝置的制作方法
本申請(qǐng)相關(guān)于流水號(hào)為RCA87，686，發(fā)明名稱為“數(shù)字視頻信號(hào)處理系統(tǒng)的屏幕顯示裝置”，申請(qǐng)人為B.W.Beyers，Jr的美國(guó)專利申請(qǐng)，兩件申請(qǐng)?jiān)谕惶焯峤?，并且轉(zhuǎn)讓給同一受讓人。
本發(fā)明涉及字視頻信號(hào)處理系統(tǒng)的“屏幕顯示”(OSD)裝置。
在視頻處理系統(tǒng)中采用的屏幕顯示(OSD)裝置包括一個(gè)開(kāi)關(guān)(或“多路復(fù)用”)網(wǎng)絡(luò)，用于在圖形圖像表示信號(hào)和常規(guī)視頻信號(hào)之間進(jìn)行切換，以便圖形圖像或者在由視頻信號(hào)表示的圖像的位置或者與圖像一起(插入圖像之中)顯示在圖片復(fù)制器的屏幕上。圖形圖像可以是字母數(shù)字符號(hào)形式，也可以是圖畫(huà)圖形，并且可以用于指示狀態(tài)信息，如頻道號(hào)或時(shí)間，或操作指令。
在用于模擬視頻信號(hào)處理系統(tǒng)的OSD裝置中，多路復(fù)用網(wǎng)絡(luò)通常在要顯示圖形圖像部分的時(shí)候在相應(yīng)于圖形圖像的相應(yīng)部分的要求強(qiáng)度的電平下進(jìn)行切換。在這種裝置中，圖形圖像表示信號(hào)具有定時(shí)脈沖的形式，它在要顯示圖形圖像部分時(shí)發(fā)生，并且被用于控制多路復(fù)用網(wǎng)絡(luò)。這種模擬OSD裝置也可以用于數(shù)字視頻處理系統(tǒng)，但要求首先將視頻信號(hào)轉(zhuǎn)換為模擬形式。由于數(shù)字視頻信號(hào)處理系統(tǒng)通常包括一個(gè)數(shù)-模轉(zhuǎn)換器部分，在其中將數(shù)字視頻信號(hào)轉(zhuǎn)換為模擬形式，因此將OSD裝置與數(shù)字視頻處理部分合為一體會(huì)更加經(jīng)濟(jì)。
本發(fā)明的目的是提供一種用于數(shù)字視頻信號(hào)處理系統(tǒng)中的數(shù)字OSD裝置，特別是用于數(shù)字視頻處理系統(tǒng)中的數(shù)字視頻信號(hào)代表壓縮形式的圖像信息的數(shù)字OSD裝置。
更詳細(xì)地說(shuō)本發(fā)明涉及一種數(shù)字視頻處理系統(tǒng)的OSD裝置，該系統(tǒng)包括一個(gè)代表視頻圖像各分量的數(shù)字字序列的發(fā)生源。視頻圖像分量表示數(shù)字字是以對(duì)應(yīng)于一個(gè)以上的像素的壓縮形式的組構(gòu)成的。例如，所述組可對(duì)應(yīng)于兩個(gè)像素，并可包括對(duì)應(yīng)于兩個(gè)像素中相應(yīng)一個(gè)的第一和第二亮度分量，和對(duì)應(yīng)于兩個(gè)像素中的每個(gè)的兩個(gè)色差信號(hào)。一個(gè)存儲(chǔ)器存儲(chǔ)代表圖形圖像各分量的數(shù)字字。圖形圖像分量表示數(shù)字字以對(duì)應(yīng)于各像素的未壓縮形式的組構(gòu)成的。例如，所述組可包括亮度和對(duì)應(yīng)于各像素的一對(duì)色差分量。一個(gè)轉(zhuǎn)換器將存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器中的圖形表示圖像組轉(zhuǎn)換為新的圖形圖像表示組，其具有與視頻圖像表示組相同的形式，使得多路傳輸視頻圖像表示組和圖形圖像表示組成為可能。例如，轉(zhuǎn)換器產(chǎn)生新的圖形表示組，它包括對(duì)應(yīng)于兩個(gè)像素中的各個(gè)的第一和第二亮度分量，和對(duì)應(yīng)于兩個(gè)像素中的每一個(gè)的一對(duì)色差信號(hào)。一個(gè)多路復(fù)用器選擇視頻圖像表示組中的若干個(gè)或圖形圖像表示組中的若干個(gè)以產(chǎn)生一系列合成圖像表示組。
本發(fā)明的上述以及其它方面將結(jié)合附圖來(lái)進(jìn)行描述。附圖中

圖1是根據(jù)本發(fā)明一方面的一個(gè)數(shù)字衛(wèi)星電視系統(tǒng)的方框圖，該系統(tǒng)包括一個(gè)數(shù)字信號(hào)處理部分，其中有作為一個(gè)整體的一個(gè)數(shù)字OSD裝置；圖2的方框圖公開(kāi)了圖1所示的數(shù)字衛(wèi)星電視系統(tǒng)的數(shù)字視頻信號(hào)處理部分--數(shù)字OSD裝置的詳細(xì)結(jié)構(gòu)；圖3是用于圖2所示的OSD裝置中的一個(gè)轉(zhuǎn)換器的方框圖。
在圖1所示的衛(wèi)星電視系統(tǒng)中，發(fā)射機(jī)1加上相關(guān)的發(fā)射天線3將包括視頻和音頻分量的電視信號(hào)發(fā)射到在與地球同步的軌道上運(yùn)行的衛(wèi)星5上。衛(wèi)星5接收由發(fā)射機(jī)1發(fā)射的電視信號(hào)并將它們向地球再發(fā)射。由衛(wèi)星5發(fā)射的電視信號(hào)由天線設(shè)備或“戶外單元”7接收。天線設(shè)備7包括一個(gè)拋物面形天線9和一個(gè)頻率轉(zhuǎn)換器11。天線9將由衛(wèi)星5發(fā)射的電視信號(hào)引導(dǎo)到頻率轉(zhuǎn)換器11，將收到的所有電視信號(hào)的頻率轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的較低頻率。頻率轉(zhuǎn)換器11常常被稱為“分塊轉(zhuǎn)換器”，因?yàn)樗鼘⑹盏降乃须娨曅盘?hào)的頻帶作為一塊來(lái)轉(zhuǎn)換。
由分塊轉(zhuǎn)換器11產(chǎn)生的電視信號(hào)經(jīng)由一條同軸電纜13耦合到衛(wèi)星接收機(jī)15。衛(wèi)星接收機(jī)15有時(shí)被稱為“戶內(nèi)單元”，因?yàn)樗侵糜谑覂?nèi)的。衛(wèi)星接收機(jī)15調(diào)諧、解調(diào)以及處理收到的電視信號(hào)(對(duì)此下面將作詳細(xì)的描述)，以產(chǎn)生具有某種適合由與之相連的常規(guī)電視接收機(jī)17進(jìn)行處理的格式(NTSC、PAL或SECAM)的視頻和音頻信號(hào)。電視接收機(jī)17響應(yīng)視頻信號(hào)在顯示屏19上產(chǎn)生一個(gè)圖像，響應(yīng)音頻信號(hào)由揚(yáng)聲器21a和21b產(chǎn)生一個(gè)聲音響應(yīng)。
圖1所示的衛(wèi)星電視系統(tǒng)是一個(gè)數(shù)字電視衛(wèi)星系統(tǒng)，其中電視信息是根據(jù)預(yù)定的數(shù)字壓縮標(biāo)準(zhǔn)如MPEG以壓縮形式發(fā)射的。MPEG是由“運(yùn)動(dòng)圖像專家組”為電影及其相關(guān)的音頻信息的編碼表示制定的一個(gè)國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)。
更詳細(xì)地說(shuō)，在發(fā)射機(jī)1中，模擬視頻信號(hào)和模擬音頻信號(hào)被轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的數(shù)字信號(hào)。該數(shù)字視頻和音頻信號(hào)根據(jù)MPEG壓縮和編碼標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行壓縮和編碼。產(chǎn)生的編碼數(shù)字信號(hào)具有相應(yīng)于各個(gè)視頻和音頻分量的包序列或包流形式。包的類(lèi)型由標(biāo)題碼識(shí)別。相應(yīng)于控制和其它數(shù)據(jù)的包也可以被加上數(shù)據(jù)流。
在MPEG標(biāo)準(zhǔn)下，視頻信息以亮度(Y)分量和兩個(gè)色差(U和V)分量的形式發(fā)射。例如，第一色差分量可以表示紅色圖像信息和亮度圖像信息之間的差(R－Y)，第二色差分量可以表示藍(lán)色圖像信息和亮度圖像信息之間的差(B－Y)。另外，由于兩個(gè)色差分量相應(yīng)于不止一個(gè)像素，因此色彩信息被予以壓縮。使用色差分量并在像素之間共享色差分量會(huì)減小發(fā)射帶寬。
將前向糾錯(cuò)(FEC)數(shù)據(jù)加到包中，以便在可能的發(fā)射通路中校正由噪聲產(chǎn)生的誤差。公知的Viterbi和Reed-Solomon類(lèi)型的前向糾錯(cuò)編碼都可以采用，而且很有用。由壓縮、編碼和糾錯(cuò)操作產(chǎn)生的數(shù)字信息以數(shù)字傳輸領(lǐng)域中稱為QPSK(四相相移鍵控)調(diào)制的方式在一個(gè)載波上進(jìn)行調(diào)制。
衛(wèi)星接收機(jī)15包括一個(gè)調(diào)諧器1501，帶有一個(gè)本地振蕩器和混頻器(沒(méi)有示出)，用于從由天線設(shè)備7收到的若干信號(hào)中選擇適當(dāng)?shù)妮d波信號(hào)，并將選定載波的頻率轉(zhuǎn)換為較低頻率，以產(chǎn)生一個(gè)中頻(IF)信號(hào)。該IF信號(hào)由QPSK解調(diào)器1503解調(diào)，產(chǎn)生一個(gè)解調(diào)數(shù)字信號(hào)。一個(gè)FEC譯碼器1505將包含在解調(diào)數(shù)字信號(hào)中的糾錯(cuò)數(shù)據(jù)進(jìn)行譯碼，并根據(jù)糾錯(cuò)數(shù)據(jù)校正代表視頻、音頻和其它信息的解調(diào)包。例如，當(dāng)Viterbi和Reed-Solomon糾錯(cuò)編碼被用于發(fā)射機(jī)1時(shí)，F(xiàn)EC譯碼器1505可以根據(jù)Vitebi和Reed-Solomon糾錯(cuò)算法來(lái)操作。調(diào)諧器1501、QPSK解調(diào)器1503和FEC譯碼器1505可以包括在一個(gè)單元中，該單元可以從馬里蘭洲Germantown的Hughes網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)公司或從加利福尼亞洲圣地亞哥的Comstream公司得到。
傳送單元1507是一個(gè)多路分解器，它根據(jù)包含在包中的標(biāo)題信息，經(jīng)由一條數(shù)據(jù)總線將進(jìn)行過(guò)糾錯(cuò)的信號(hào)的視頻包傳送到視頻譯碼器1509，并將音頻包傳送到音頻譯碼器1511。
視頻譯碼器1509與隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(RAM)1513(例如具有動(dòng)態(tài)RAM(DRAM)的形式)配合，對(duì)視頻包譯碼和解壓縮，形成代表相應(yīng)的亮度(Y)和色差(U和V)分量的數(shù)字字流或序列。代表數(shù)字字的視頻分量序列被耦合到電視編碼器1515，后者根據(jù)常規(guī)電視標(biāo)準(zhǔn)，如NTSC、PAL或SECAM的行和場(chǎng)光柵掃描格式，將代表數(shù)字字的分量轉(zhuǎn)換為代表亮度(Y)信息的數(shù)字字序列和代表色度(C)信息的數(shù)字字序列。電視信號(hào)編碼器1515產(chǎn)生行(H)和場(chǎng)(V)速率信號(hào)和圖像元素(像素)時(shí)鐘信號(hào)(P)，這些信號(hào)被耦合到視頻譯碼器1509，來(lái)同步數(shù)字字的分量表示序列。亮度和色度表示數(shù)字字由數(shù)-模轉(zhuǎn)換器(DAC)1517的相應(yīng)部分轉(zhuǎn)換為模擬亮度和色度信號(hào)。
音頻譯碼器1511對(duì)音頻包進(jìn)行譯碼和解壓縮，產(chǎn)生的數(shù)字音頻信號(hào)由DAC1519轉(zhuǎn)換為基帶模擬音頻信號(hào)。盡管在圖1中只標(biāo)出了一個(gè)音頻通道，但在實(shí)際應(yīng)用中，例如立體聲再現(xiàn)，可以提供一個(gè)或多個(gè)另外的音頻通道，如由揚(yáng)聲器21a和21b所示的那樣。
基帶模擬視頻和音頻信號(hào)經(jīng)由相應(yīng)的基帶連接線耦合到電視接收機(jī)17。基帶模擬視頻和音頻信號(hào)也被耦合到調(diào)制器1521，該調(diào)制器根據(jù)常規(guī)的電視標(biāo)準(zhǔn)，如NTSC、PAL或SECAM，將模擬信號(hào)調(diào)制到一個(gè)射頻(RF)載波上，從而將其耦合到?jīng)]有基帶輸入端的電視接收機(jī)的天線輸入端。
微處理器1523向調(diào)諧器1501提供頻率選擇控制數(shù)據(jù)，用于控制調(diào)諧器1501的操作，以調(diào)到用戶選定的頻道。微處理器1523也與傳送單元1507交互操作，以改變數(shù)據(jù)包的路由選擇。微處理器1523另外還經(jīng)由一條控制總線向視頻譯碼器1509和音頻譯碼器1511提供控制數(shù)據(jù)。
此外，微處理器1523還產(chǎn)生控制數(shù)據(jù)，使例如代表狀態(tài)信息和操作指令的圖形圖像，如字母數(shù)字字符和/或圖像圖形，顯示在電視接收機(jī)17的屏幕19上。圖形數(shù)據(jù)指明將要顯示的圖形的每個(gè)圖像元素(像素)的顏色和位置。這個(gè)圖形數(shù)據(jù)代表了圖形圖像的像素到像素的映像或“位映像”。
有利的是，屏幕顯示(OSD)裝置的其余部分是與視頻譯碼器1509和相關(guān)的視頻RAM1513整體結(jié)合在一起的，視頻譯碼器1509和相關(guān)的視頻RAM1513主要用于對(duì)視頻數(shù)據(jù)包譯碼和解壓縮。圖形數(shù)據(jù)經(jīng)由控制總線耦合到視頻譯碼器1509。由于共享視頻譯碼器1509和相關(guān)的視頻RAM1513的結(jié)果，因而不再需要單獨(dú)的OSD裝置。OSD裝置的細(xì)節(jié)將結(jié)合圖2來(lái)進(jìn)行描述。
視頻譯碼器1509被合并在一個(gè)單片集成電路(IC)中。類(lèi)似的視頻譯碼和解壓縮集成電路除下面要描述的OSD裝置外，可以在市面上購(gòu)得。例如，部件號(hào)為ST3240的MPEG譯碼和解壓縮集成電路可以從法國(guó)的SGS湯姆森公司得到。盡管與視頻數(shù)據(jù)包的譯碼和解壓縮相關(guān)的視頻譯碼器1509的部分的細(xì)節(jié)對(duì)理解OSD裝置不是必要的，但下面對(duì)這些部分所作的簡(jiǎn)要描述還是很有用的。
視頻譯碼器1509包括一個(gè)FIFO(先進(jìn)先出)緩沖存儲(chǔ)器1509-1，它根據(jù)需要以相對(duì)較小的區(qū)段從傳送單元1507接收視頻數(shù)據(jù)包，并以相對(duì)較大的區(qū)段經(jīng)由存儲(chǔ)控制器1509-3將它們耦合到為譯碼和解壓縮保留的RAM1513的區(qū)域1513-1。視頻RAM1513在存儲(chǔ)控制器1509-3的控制下尋址。RAM1513的譯碼和解壓縮區(qū)域1513-1包括一個(gè)用于存儲(chǔ)收到的視頻數(shù)據(jù)包的速率緩沖區(qū)1513-1-3，和一個(gè)在譯碼和解壓縮操作時(shí)存儲(chǔ)視頻信息的幀的幀存儲(chǔ)區(qū)1513-1-2。視頻圖像顯示單元1509-5對(duì)存儲(chǔ)的視頻數(shù)據(jù)包進(jìn)行譯碼和解壓縮，形成代表數(shù)字字的視頻圖像分量序列(Y，U，V)。為此，視頻顯示單元1509-5根據(jù)需要經(jīng)由存儲(chǔ)控制器1509-3從視頻RAM1513的譯碼和解壓縮區(qū)1513-1請(qǐng)求數(shù)據(jù)。分量表示數(shù)字字的發(fā)生與由電視信號(hào)編碼器1515產(chǎn)生的場(chǎng)(V)、行(H)和像素(PC)速率信號(hào)同步。由微處理器1523產(chǎn)生的控制數(shù)據(jù)由微處理器接口單元1509-7接收，并經(jīng)由一條內(nèi)部控制總線耦合到視頻譯碼器1509的各個(gè)部分。
視頻圖像分量表示數(shù)字字中包含的位數(shù)確定可能的電平數(shù)以及相應(yīng)分量的分辨率。對(duì)n位字來(lái)說(shuō)，相應(yīng)于2n個(gè)可能的二進(jìn)制狀態(tài)，有2n個(gè)可能的電平數(shù)。例如，在本實(shí)施例，視頻圖像分量表示字包括8位，因此每個(gè)分量可以有28或256個(gè)可能的電平。視頻圖像分量表示數(shù)字字的序列是以分量組的方式安排的，其中每組相應(yīng)于若干被二次抽樣或壓縮形式的像素。更詳細(xì)地說(shuō)，在本實(shí)施例中，視頻圖像表示組相應(yīng)于兩個(gè)像素，每個(gè)包括相應(yīng)于第一像素的第一亮度表示數(shù)字字(Y1)、相應(yīng)于第二像素的第二亮度表示數(shù)字字(Y2)、及相應(yīng)于第一和第二像素的每一個(gè)的單獨(dú)一對(duì)色差表示數(shù)字字(U1，2和V1，2)。這在數(shù)字視頻信號(hào)處理領(lǐng)域中被稱之為“4∶2∶2”格式。色差信號(hào)的二次抽樣或壓縮相關(guān)于在發(fā)射機(jī)1中為減小發(fā)射帶寬而產(chǎn)生的圖像數(shù)據(jù)壓縮。更詳細(xì)地說(shuō)，發(fā)射的圖像數(shù)據(jù)以稱之為4∶2∶0的格式進(jìn)行組織，其中圖像表示字相應(yīng)于四個(gè)像素，相應(yīng)于四個(gè)像素中各個(gè)像素有四個(gè)亮度表示字，還有一個(gè)相應(yīng)于四個(gè)像素中的每一個(gè)的單獨(dú)一對(duì)色差表示字。通過(guò)在視頻顯示單元1509-5中插值，可以將4∶2∶0圖像表示組轉(zhuǎn)換為4∶2∶2的圖像表示組。通過(guò)在電視信號(hào)編碼器1515中進(jìn)行插值，對(duì)每個(gè)像素產(chǎn)生一組完整的(4∶4∶4)分量。
視頻譯碼器1509的OSD部分包括一個(gè)OSD控制器1509-9，它與視頻RAM1513的OSD部分1513-3配合。由微處理器1523產(chǎn)生的圖形表示位映像經(jīng)由微處理器接口單元1509-7和存儲(chǔ)控制器1509-3耦合到RAM1513的OSD部分1513-3進(jìn)行存儲(chǔ)。對(duì)圖形圖像的每個(gè)像素，有一個(gè)表示該像素色彩的數(shù)字字。在色彩表示數(shù)字字中包含的位數(shù)確定每個(gè)像素能有多少種不同的顏色。如果色彩表示字包括n位，那么每個(gè)像素可以有相應(yīng)于n位色彩字的2n種可能二進(jìn)制狀態(tài)的2n個(gè)顏色中的任何一種。例如，在本實(shí)施例中，色彩表示字包括兩位。因此，每個(gè)圖形像素可以有四種顏色的其中一種，這四種顏色相應(yīng)于兩位色彩字的四種可能的二進(jìn)制狀態(tài)(00，01，10和11)。像素色彩信息以分量形式進(jìn)行組織，其中每種色彩字有唯一的一組分量表示數(shù)字字。所選擇的分量與傳送視頻圖像信息時(shí)使用的分量是一樣的，即亮度(Y)和一對(duì)色差信號(hào)(U和V)。對(duì)視頻圖像和圖形圖像選擇相同的分量簡(jiǎn)化了OSD裝置，因?yàn)楸苊饬藦囊唤M分量向另一組分量轉(zhuǎn)換的需要。例如，在采用二位色彩字的本實(shí)施例中，在色彩表示數(shù)字字和分量表示數(shù)字字組之間存在以下關(guān)系色彩分量組00 YA，UA，VA01 YB，UB，VB10 YC，UC，VC11 YD，UD，VD圖形像素的實(shí)際色彩(由表中的下角標(biāo)A、B、C、D表示)取決于由相應(yīng)組的分量表示數(shù)字字表示的值。例如，在本實(shí)施例中，圖形圖像分量表示字各包含四位。四位分量表示字為每個(gè)分量提供16種可能的電平。這四位代表最后由OSD顯示單元1509-9形成的一個(gè)8位字的最高有效位，對(duì)此下面將作描述。
圖形圖像分量表示字以分量組的形式從微處理器1523發(fā)送到RAM1513的OSD區(qū)1513-3，并存儲(chǔ)在其中，該分量組如表中以位映像的標(biāo)題形式表示的那樣。在本實(shí)施例中，每個(gè)圖形圖像分量表示數(shù)字字包含四位，每組包括12位。圖形圖像的色彩可以通過(guò)改變標(biāo)題的一個(gè)分量表示字的四位來(lái)予以改變，這取決于要顯示的圖形圖像的特性。
OSD顯示單元1509-9使位映像從RAM1513的OSD區(qū)域1513-3中讀出，并將每個(gè)像素的色彩表示字轉(zhuǎn)換為標(biāo)題中相應(yīng)的分量表示組。為此，OSD顯示單元1509-9按要求經(jīng)由存儲(chǔ)控制器1509-3從OSD區(qū)域1513-3請(qǐng)求數(shù)據(jù)。由于在本實(shí)施例中，圖形圖像分量表示字只包括4位，而視頻圖像表示字包括8位，OSD顯示單元1509-9只需要簡(jiǎn)單地在該4位字中加上4個(gè)二進(jìn)制“0”作為最低四個(gè)有效位，就可以將4位圖形圖像分量表示字轉(zhuǎn)換為8位字。由OSD顯示單元1509-9產(chǎn)生的圖形圖像分量表示數(shù)字字也與由電視信號(hào)編碼器1515產(chǎn)生的場(chǎng)(V)、行(H)和像素(PC)速率信號(hào)同步。
前面已經(jīng)提到，由視頻圖像顯示單元1509-5產(chǎn)生的視頻圖像分量表示組代表壓縮形式的視頻圖像信息，其中對(duì)每二個(gè)像素而言，有兩個(gè)相應(yīng)的亮度表示字和一對(duì)具有所謂4∶2∶2格式的色差表示字。另一方面，由OSD顯示單元1509-9產(chǎn)生并存儲(chǔ)在RAM1513的OSD區(qū)域1513-3中的圖形圖像分量表示組代表具有未壓縮形式的圖形圖像信息，其中，對(duì)每個(gè)像素有一個(gè)亮度表示字和一對(duì)色差表示字(或?qū)γ績(jī)蓚€(gè)像素有兩個(gè)相應(yīng)的亮度表示字和兩對(duì)相應(yīng)的色差表示字)。所述的未壓縮格式是數(shù)字視頻信號(hào)處理領(lǐng)域稱為“4∶4∶4”的格式。需要4∶4∶4圖形圖像序列是因?yàn)樗试S用給定的位數(shù)來(lái)定義盡可能多的色彩，因?yàn)樗鼮閳D形的每個(gè)像素提供一個(gè)唯一的亮度分量和兩個(gè)唯一的色差分量。然而，4∶4∶4圖形圖像序列與4∶2∶2視頻圖像序列不兼容，因此不能馬上進(jìn)行多路轉(zhuǎn)換，將圖形圖像插入視頻圖像。
為了解決這個(gè)問(wèn)題，視頻譯碼器1509包括一個(gè)OSD轉(zhuǎn)換器1509-11，將用于圖形圖像分量中的4∶4∶4序列轉(zhuǎn)換為用于視頻圖像分量中的4∶2∶2序列。如圖2中所示，對(duì)每?jī)蓚€(gè)圖形像素，轉(zhuǎn)換器1509-11選擇第一像素的色差分量對(duì)而刪除第二像素的色差分量對(duì)。如圖3所示，OSD轉(zhuǎn)換器1509-11可以包括一個(gè)鎖存器1509-11-1，用于存儲(chǔ)兩組圖形圖像分量表示字，一個(gè)多路復(fù)用器1509-11-3，用于以輸出速率從存儲(chǔ)在鎖存器1509-11-1中的內(nèi)容按順序選擇適當(dāng)?shù)姆至勘硎咀帧Ｓ捎谠嫉?∶4∶4圖形圖像組中的兩個(gè)被用于產(chǎn)生4∶2∶2圖形圖像組中的每一新圖像組，因此要求每行的4∶4∶4圖形圖像表示分量組的數(shù)目是偶數(shù)的。
盡管輸出序列如圖所示按次序分別為與兩個(gè)像素中的第一像素相關(guān)的第一亮度(Y)分量、與兩個(gè)像素中的每一個(gè)相關(guān)的第一色差分量(U)和與兩個(gè)像素中的每一個(gè)相關(guān)的第二色差分量，以及與兩個(gè)像素中的第二像素相關(guān)的第二亮度分量，但也可以采用其它輸出序列。例如，該輸出序列按次序可分別是與兩個(gè)像素中的每一個(gè)相關(guān)的第一色差分量(U)、與兩個(gè)像素中的第一像素相關(guān)的第一亮度(Y)分量、與兩個(gè)像素中的每一個(gè)相關(guān)的第二個(gè)色差分量(V)、與兩個(gè)像素中的第二個(gè)相關(guān)的第二亮度分量。
輸出多路復(fù)用器1509-13在OSD顯示單元1509-9的控制下，或者選擇由視頻顯示單元1509-5提供的視頻圖像分量表示字組，或者選擇由OSD轉(zhuǎn)換器1509-11提供的圖形圖像分量表示字組。在只有視頻圖像的操作模式下，輸出多路復(fù)用器1509-13只選擇視頻圖像組。在只有圖形圖像的操作模式下，輸出多路復(fù)用器1509-13只選擇圖形圖像組。在“疊加”操作模式(即圖形圖像被插入視頻圖像之中)下，輸出多路復(fù)用器1509-13在逐個(gè)像素的基礎(chǔ)上選擇視頻圖像組或圖形圖像組。由輸出多路復(fù)用器1509-13產(chǎn)生的4∶2∶2分量表示字輸出序列被耦合到電視信號(hào)編碼器1515。
權(quán)利要求
1.一種裝置包含一個(gè)代表壓縮形式的模擬視頻信號(hào)的數(shù)字包源(1)；一個(gè)解碼器(1509)，用于產(chǎn)生代表對(duì)應(yīng)于所述模擬視頻信號(hào)的相應(yīng)視頻圖像分量并響應(yīng)所述數(shù)字包以重復(fù)視頻圖像組構(gòu)成的數(shù)字字序列；每個(gè)所述視頻圖像組對(duì)應(yīng)于兩個(gè)像素并包括對(duì)應(yīng)于所述兩個(gè)像素中的第一像素的第一亮度分量(Y1)，對(duì)應(yīng)于所述兩個(gè)像素中的第二像素的第二亮度分量(Y2)，以及對(duì)應(yīng)于所述兩個(gè)像素中的每一個(gè)的兩個(gè)色差分量(U1，V1，U2，V2)；一個(gè)存儲(chǔ)器(1513)，用于存儲(chǔ)代表相應(yīng)圖形圖像分量并以重復(fù)圖形圖像組構(gòu)成的數(shù)字字序列；每個(gè)所述圖形圖像組對(duì)應(yīng)于一個(gè)像素并包括一個(gè)亮度分量(Y)和對(duì)應(yīng)于所述像素的兩個(gè)色差分量(U，V)；一個(gè)耦合到所述存儲(chǔ)器(1513)的轉(zhuǎn)換器(1509-11)，用于將存儲(chǔ)在所述存儲(chǔ)器(1513)中的各對(duì)順序圖形圖像組轉(zhuǎn)換為新圖形圖像組；每個(gè)所述新圖形圖像組對(duì)應(yīng)于兩個(gè)像素并包括對(duì)應(yīng)于所述兩個(gè)像素中的第一像素的第一亮度分量(Y1)，對(duì)應(yīng)于所述兩個(gè)像素中的第二像素的第二亮度分量(Y2)，以及對(duì)應(yīng)于所述像素中的每一個(gè)的兩個(gè)色差分量(U1，V1，U2，V2)；以及一個(gè)多路復(fù)用器(1509-13)，響應(yīng)所述視頻圖像組和所述新圖形圖像組，用于選擇所述視頻圖像組或所述圖形圖像組，以產(chǎn)生一個(gè)合成圖像組序列；每個(gè)所述合成圖像組對(duì)應(yīng)于2個(gè)像素并包括對(duì)應(yīng)于所述2個(gè)像素中第一像素的第一亮度分量(Y1)，對(duì)應(yīng)于所述2個(gè)像素中第二像素的第二亮度分量(Y2)，和對(duì)應(yīng)于所述2個(gè)像素中的每一個(gè)的兩個(gè)色差分量(U1，V1，U2，V2)。
2.如權(quán)利要求1所述的裝置，還包括一個(gè)響應(yīng)所述合成圖像組序列的第二轉(zhuǎn)換器，用于產(chǎn)生輸出圖像組序列，其中各個(gè)所述合成圖像組已轉(zhuǎn)換為相應(yīng)對(duì)的輸出圖像組；每對(duì)所述輸出圖像組對(duì)應(yīng)于一個(gè)像素；所述輸出圖像組中的第一個(gè)包括所述第一亮度分量和所述合成圖像組中相應(yīng)一個(gè)的所述兩個(gè)色差分量；所述輸出圖像組中的第二個(gè)包括所述第二亮度分量和所述合成圖像組中的所述相應(yīng)一個(gè)的所述兩個(gè)色差分量。
3.如權(quán)利要求2所述的裝置，還包括一個(gè)數(shù)模轉(zhuǎn)換器(1517)，用于將所述輸出信號(hào)組序列轉(zhuǎn)換為相應(yīng)模擬視頻信號(hào)分量。
4.如權(quán)利要求1所述的裝置，其中所述兩個(gè)色差分量(U1，V1)中的第一個(gè)表示相應(yīng)亮度分量(Y1)與第一基色之間的差；所述兩個(gè)色差分量(U2，V2)中的第二個(gè)表示相應(yīng)亮度分量(Y2)與第二基色之間的差。
5.如權(quán)利要求1所述的裝置，其中所述存儲(chǔ)器(1513)包括與所述解碼器(1509)可操作耦合的部分(1513-1)。
6.一種裝置包含一個(gè)表示視頻圖像的各個(gè)分量(Y，U，V)并以重復(fù)視頻圖像組構(gòu)成的數(shù)字字序列的源；每個(gè)所述視頻圖像組對(duì)應(yīng)于兩個(gè)像素并包括對(duì)應(yīng)于所述兩個(gè)像素中的第一像素的第一亮度分量(Y1)，對(duì)應(yīng)于所述兩個(gè)像素中的第二像素的第二亮度分量(Y2)，以及對(duì)應(yīng)于所述兩個(gè)像素中的每一個(gè)的兩個(gè)色差分量(U1，V1，U2，V2)；一個(gè)存儲(chǔ)器(1513)，用于存儲(chǔ)代表相應(yīng)圖形圖像分量(Y，U，V)并以重復(fù)圖形圖像組構(gòu)成的數(shù)字字序列；每個(gè)所述圖形圖像組對(duì)應(yīng)于一個(gè)像素并包括一個(gè)亮度分量(Y)和對(duì)應(yīng)于所述像素的兩個(gè)色差分量；一個(gè)耦合到所述存儲(chǔ)器(1513)的轉(zhuǎn)換器(1509-11)，用于將存儲(chǔ)在所述存儲(chǔ)器中的各對(duì)順序圖形圖像組轉(zhuǎn)換為新圖形圖像組；每個(gè)所述新圖形圖像組對(duì)應(yīng)于兩個(gè)像素并包括對(duì)應(yīng)于所述兩個(gè)像素中的第一像素的第一亮度分量(Y1)，對(duì)應(yīng)于所述兩個(gè)像素中的第二像素的第二亮度分量(Y2)，以及對(duì)應(yīng)于所述兩個(gè)像素中的每一個(gè)的兩個(gè)色差分量(U1，V1，U2，V2)；以及一個(gè)多路復(fù)用器(1509-13)，響應(yīng)所述視頻圖像組和所述新圖形圖像組，用于選擇所述視頻圖像組或所述圖形圖像組，以產(chǎn)生一個(gè)合成圖像組序列；每個(gè)所述合成圖像組對(duì)應(yīng)于2個(gè)像素并包括對(duì)應(yīng)于所述2個(gè)像素中第一像素的第一亮度分量(Y1)，對(duì)應(yīng)于所述兩個(gè)像素中的第二像素的第二亮度分量(Y2)，以及對(duì)應(yīng)于所述兩個(gè)像素中的每一個(gè)的兩個(gè)色差分量(U1，V1，U2，V2)。
7.如權(quán)利要求6所述的裝置，還包括一個(gè)響應(yīng)所述合成圖像組序列的第二轉(zhuǎn)換器，用于產(chǎn)生輸出圖像組序列，其中各個(gè)所述合成圖像組已轉(zhuǎn)換為相應(yīng)對(duì)的輸出圖像組；每對(duì)所述輸出圖像組對(duì)應(yīng)于一個(gè)像素；所述輸出圖像組中的第一個(gè)包括所述第一亮度分量(Y1)和所述合成圖像組中相應(yīng)一個(gè)的所述兩個(gè)色差分量(U1，V1)；所述輸出圖像組中的第二個(gè)包括所述第二亮度分量(Y2)和所述合成圖像組中的所述相應(yīng)一個(gè)的所述兩個(gè)色差分量(U2，V2)。
8.如權(quán)利要求7所述的裝置，還包括一個(gè)數(shù)模轉(zhuǎn)換器(1517)，用于將所述輸出信號(hào)組序列(Y，C)轉(zhuǎn)換為相應(yīng)模擬視頻信號(hào)分量。
9.如權(quán)利要求6所述的裝置，其中所述兩個(gè)色差分量(U1，V1)中的第一個(gè)表示相應(yīng)亮度分量(Y1)與第一基色之間的差；所述兩個(gè)色差分量(U2，V2)中的第二個(gè)表示相應(yīng)亮度分量(Y2)與第二基色之間的差。
10.一種裝置包含一個(gè)表示視頻圖像的各個(gè)分量并以重復(fù)視頻圖像組構(gòu)成的數(shù)字字序列的源(1)；每個(gè)所述視頻圖像組對(duì)應(yīng)于數(shù)值N大于1的N個(gè)像素并包括對(duì)應(yīng)于所述N個(gè)像素中的各個(gè)的N個(gè)數(shù)量的亮度分量(Y)以及對(duì)應(yīng)于所述N個(gè)像素中的每一個(gè)的兩個(gè)色差分量(U，V)；一個(gè)存儲(chǔ)器(1513)，用于存儲(chǔ)代表相應(yīng)圖形圖像分量并以相應(yīng)圖形圖像組構(gòu)成的數(shù)字字序列；每個(gè)所述圖形圖像組對(duì)應(yīng)于一個(gè)像素并包括一個(gè)亮度分量和對(duì)應(yīng)于所述像素的兩個(gè)色差分量；一個(gè)耦合到所述存儲(chǔ)器的轉(zhuǎn)換器(1509-11)，用于將存儲(chǔ)在所述存儲(chǔ)器中的各個(gè)所述圖形圖像組轉(zhuǎn)換為新圖形圖像組；每個(gè)所述新圖形圖像組對(duì)應(yīng)于N個(gè)像素并包括對(duì)應(yīng)于所述N個(gè)像素中的各個(gè)的N個(gè)亮度分量(Y)，以及對(duì)應(yīng)于所述N個(gè)像素中的每一個(gè)的兩個(gè)色差分量(U，V)；以及一個(gè)多路復(fù)用器(1509-13)，響應(yīng)所述視頻圖像組和所述新圖形圖像組，用于選擇所述視頻圖像組或所述圖形圖像組，以產(chǎn)生一個(gè)合成圖像組序列；每個(gè)所述合成圖像組對(duì)應(yīng)于N個(gè)像素并包括對(duì)應(yīng)于所述N個(gè)像素中的各個(gè)的N個(gè)亮度分量(Y)和對(duì)應(yīng)于所述N個(gè)像素中的每一個(gè)的兩個(gè)色差分量(U，V)。
全文摘要
一種數(shù)字視頻信號(hào)處理系統(tǒng)接收代表壓縮形式的視頻圖像信息的編碼數(shù)據(jù)包。采用一個(gè)視頻譯碼器(1509)和一個(gè)相關(guān)的視頻RAM(1513)來(lái)譯碼和解壓縮該視頻數(shù)據(jù)包，形成視頻圖像表示數(shù)字字組。視頻圖像組以被壓縮分量的格式(例如在比值4∶2∶2下的Y，U，V)構(gòu)成，該壓縮分量格式與其中色彩相關(guān)分量對(duì)(U，V)對(duì)應(yīng)于一個(gè)以上像素的視頻圖像壓縮格式有關(guān)。視頻譯碼器(1509)也包括一個(gè)屏幕顯示(OSD)單元(1509-9)，它將存儲(chǔ)在視頻RAM(1513)的一部分(1513-3)中的圖形位映像轉(zhuǎn)換為圖形圖像表示的數(shù)字字組。圖形圖像組以未壓縮分量的格式(在比值4∶4∶4下的Y，U，V)構(gòu)成。未壓縮圖形圖像組的色彩相關(guān)分量(U，V)用一轉(zhuǎn)換器刪除以形成與視頻圖像組具有相同格式的新圖形圖像組，其可以立即與視頻圖像組一起被多路傳輸，將圖形圖像插在視頻圖像內(nèi)。
文檔編號(hào)H04N9/64GK1153586SQ95194221
公開(kāi)日1997年7月2日 申請(qǐng)日期1995年5月30日 優(yōu)先權(quán)日1994年6月17日
發(fā)明者杰弗里·A·庫(kù)珀, 哈羅德·布拉特 申請(qǐng)人:湯姆森消費(fèi)電子有限公司