專利名稱：提供用于文字顯示的調(diào)整上卷速率的方法和裝置的制作方法
本申請與下列共同轉讓的美國專利申請相關序列號是08/770,770而名稱是“用于在多個圖象顯示中緊鄰輔助圖象而定位輔助信息的方法和裝置”、序列號是08/769,329而名稱是“用于同時解碼包含在多個電視信號中的輔助數(shù)據(jù)的電視裝置”、序列號是08/769,333而名稱是“在一個多圖像顯示中提供獨立的圖像修改的視頻信號處理系統(tǒng)”、和序列號是08/769,332而名稱是“用于重新格式化包含在電視信號中的輔助信息的方法和裝置”。所有的這些申請都是以Mark F.Rumreich的名義于本申請的同一個日期提交的。發(fā)明領域本發(fā)明涉及適于產(chǎn)生文本顯示的信號的系統(tǒng)。具體講，涉及調(diào)整對顯示裝置顯示的文本信息上卷速率的方法和裝置。發(fā)明背景封閉字幕提供了電視節(jié)目的音頻內(nèi)容的可見文字表示。封閉字幕數(shù)據(jù)是以視頻信號的一個輔助信息信號的形式而被編碼的。例如，在NTSC(國家電視標準委員會)制式的電視信號中，在電視信號的每一個第1場的21行的后半段期間可以包含兩個字節(jié)的封閉字幕數(shù)據(jù)。附加的封閉字幕數(shù)據(jù)和類似的編碼信息，比如擴展數(shù)據(jù)服務信息(XDS)，可以包含在其它行間隔中，比如第二場的第21行的間隔中。美國法律要求在陰極射線管大于13英寸的所有的電視接收機中都要帶有字幕解碼器。因此，現(xiàn)在的大多數(shù)的節(jié)目(包括錄相帶)都包括字幕數(shù)據(jù)。
雖然字幕的開發(fā)是為了幫助聽覺受損者，但是字幕對于聽覺未受損的觀眾也同樣有幫助。在一個多圖象顯示，例如畫中畫(PIP)或畫外畫(POP)顯示中提供表示與一個輔助圖像相關的音頻節(jié)目的字幕就是這類額外受益的實例。作為一個具體的實例，啟動一個PIP功能而產(chǎn)生一個小圖像，來表示將要在主畫面的一部分中顯示的PIP節(jié)目信號的內(nèi)容。但是只有與該主畫面相關的音頻節(jié)目被處理并且被耦合到電視的揚聲器。該PIP信號的音頻內(nèi)容丟失。由于音頻內(nèi)容對于電視節(jié)目的理解是重要的，所以缺乏相關音頻的PIP節(jié)目的實效被嚴重限制。解決這種問題的一個方案是顯示字幕，即顯示可見文字，反映該PIP顯示節(jié)目的音頻部分播出的內(nèi)容。但是，在大多數(shù)電視接收機中的封閉字幕解碼器只有處理與該主圖象相關的字幕信息的功能而不處理PIP信號。
這種通常規(guī)律的一個例外是由夏普公司制造的31HX-1200和35HX-1200型號的電視接收機。夏普公司制造的這些電視接收機通過提供切換能力來顯示表示PIP圖像的音頻的字幕，這種切換能力實現(xiàn)該PIP信號到主字幕解碼器的耦合。PIP字幕是在屏幕的頂部或底部(用戶可選擇的位置)以實際大小(多達4行的32個大字符)顯示。由夏普公司制造的電視接收機使用的PIP字幕的一個實例在

圖1中示出，描述了包括主圖像100、PIP圖像102和PIP字幕104的顯示。
本發(fā)明在一定程度上是取決于發(fā)明人對于與所描述PIP字幕實施方案中相關的許多問題的認識。首先，主圖象字幕和輔圖象字幕不能被同時地顯示。其次，與字幕顯示相結合的小圖像的顯示可能把主圖像遮擋到令用戶討厭的程度。例如，象在采用正常尺寸PIP圖像的夏普制造的電視接收機中的一個PIP字幕(達到屏面區(qū)域的20％)那樣(九分之一的屏面區(qū)域)，可能會遮擋多于主視頻顯示器的30％的屏面區(qū)域。第三，由于在屏幕頂部或底部的字幕位置與該小圖象是物理關系上的不連貫并且可以是距離小圖象有一個明顯的距離，所以該小圖象的字幕不易同時地跟隨該小圖象的影像。第四，小圖象字幕的外形實際上相同于主圖象字幕，而使得用戶對于其字幕與那一個圖像相關產(chǎn)生困惑。這些問題的組合效應可能使得按照上述方式描述實現(xiàn)的輔圖象字幕達到其放出的輔助圖象字幕對于許多觀眾來說變得毫無價值的程度。
因此，本領域存在的需要是把PIP字幕文字緊鄰該PIP圖像定位的一個PIP字幕系統(tǒng)。這種系統(tǒng)在美國專利申請08/770,770中公開，標題是“用于在多圖象顯示中緊鄰輔助圖像定位輔助信息的方法和裝置”，是以Mark F.Rumreich的名義于本申請同一個日期提交的，在此處引用作為參考。為了能理解PIP字幕信息緊鄰PIP圖像的定位，該字幕信息被從EIA_608標準中規(guī)定的標準的4行32字符的封閉字幕顯示格式重新格式化成一個兩行18字符的格式。一個重新格式化技術在共同轉讓的美國專利申請08/769,332中公開，標題是“用于重新格式化包括在電視信號中的輔助信息的方法和裝置”，是以Mark F.Rumreich的名義于本申請同一個日期提交的，在此處引用作為參考。
本發(fā)明人認識到，如果文字的顯示行數(shù)，例如重新格式化的PIP字幕文字的每行18個字符的2行，被通過一個文字窗口卷動的話，則該顯示文字的可理解性將更進一步改進。作為在此處使用，術語卷動或滾動是指移動或重新定位文字信息，例如在一個顯示中的文字字符的行。可以預想各種滾動文字的方案。例如，文字信息在文字顯示區(qū)域中能夠平滑地和連續(xù)地向上移動。而且，滾動能夠包括文字信息的移動與移動中的暫停的交替。例如，文字能夠向上移動，直到一行從視野中消失而一個新行出現(xiàn)，在此時候，運動暫停一段時間。這種移動和暫停操作周期性地重復。無論滾動方案如何，文字的移動顯示出一個卷動速率，即，文字移動的這種速率貫穿該顯示。對于此種的移動-和-暫停技術的方案來說，卷動速率可以被看作為一個移動的平均速率。
本發(fā)明在一定程度上是取決于用于提供滾動特征的裝置和方法，以便更進一步改進顯示文字信息的可理解程度。根據(jù)用于顯示的文字信息量，調(diào)整顯示文字信息的卷動速率。由一個字符源，例如在電視接收機中的一個封閉字幕解碼器、“移動消息”解碼器或其它的文字信息信號源提供文字信息。
本發(fā)明的裝置包括一個被耦合到一個字符源和一個讀取地址產(chǎn)生器的緩沖存儲器。表示特定字符的文字字符或字符碼由信號源連續(xù)地提供并且暫存在緩存器中。讀取地址產(chǎn)生器有選擇地編址該緩存器，以便從該緩存器存取和調(diào)用字符或字符碼。該字符或字符碼隨后被被耦合到一個字符或字符控制信號發(fā)生器，該控制信號發(fā)生器依照慣例產(chǎn)生字符，用于在一個顯示裝置上的直接顯示，或產(chǎn)生一個控制信號，以便于在電視屏幕上的用戶規(guī)定的位置顯示封閉字幕字符。
該讀取地址產(chǎn)生器以受控的速率產(chǎn)生地址。該地址產(chǎn)生器根據(jù)在該緩存器中的文字信息量，并且特別是根據(jù)在該緩存器中先前未被顯示的信息量，調(diào)整該顯示的卷動速率(例如隨著該緩存器增加的充滿增加該卷動速率)。根據(jù)本發(fā)明的原則的一個文字顯示操作卷動顯示文字的速率要比已收文字信息增加的速率更快。例如，封閉字幕文字的卷動速率隨著在電視場景中描繪的人們的說話速率中的變化而改變。
在一個本發(fā)明的示范實施例中，PIP字幕包括兩行字幕文字。當兩完整行的文字填充該字幕窗口(初始位置)時，該卷動功能暫停并且隨后把新的一行文字卷動到該窗口中。根據(jù)緩存器的充滿度調(diào)整在該初始位置的暫停，以便增減其持續(xù)時間。當該緩存器很滿時，將不產(chǎn)生暫停，并且該顯示文字連續(xù)地卷動。附圖簡短描述通過結合附圖參考下列詳細的描述，本發(fā)明的指教能夠被容易地理解，其中圖1描述已有技術中實現(xiàn)的PIP字幕；圖2描述緊鄰PIP圖像定位的該PIP封閉字幕信息；圖3描述用于產(chǎn)生根據(jù)本發(fā)明的文字顯示的電路框圖；圖4描述一個讀取地址產(chǎn)生器的框圖；以及圖5描述本發(fā)明的另一個實施例。
為了便于理解，其中盡可能以相同的參考數(shù)字表示這些圖的共同的部件。詳細描述圖2描述涉及由一個PIP字幕圖象生成系統(tǒng)產(chǎn)生的一個主圖象200的一個PIP圖像202的圖象取向，該PIP字幕圖象生成系統(tǒng)把PIP字幕緊鄰該PIP圖像定位。照慣例，在主圖象200范圍之內(nèi)的PIP圖像202的定位是由觀眾規(guī)定的。具體地說，觀眾通過遙控器定該PIP圖像將要處在的位置的一個邊角(例如左上角)的垂直行號(垂直位置)和一個象素位置(水平位置)。顯示PIP影像的PIP圖像202的有效區(qū)(active region)210具有典型的尺寸，是主圖象200的大小1/3×1/3。該PIP圖象區(qū)210(有效區(qū))由一個邊界區(qū)204所環(huán)繞。例如在沒有封閉字幕的正常操作方式中，在有效的圖象區(qū)210的各個側邊，該PIP圖像的邊界大致是0.25英寸(0.64厘米)寬。一旦出現(xiàn)用于PIP圖像的封閉字幕，底端邊界區(qū)206擴展到大致2英寸的一個高度(5厘米)。封閉字幕信息顯示在該2英寸高的區(qū)域中(稱作封閉字幕窗口)，作為兩行封閉字幕文字208。用于產(chǎn)生該擴展邊界區(qū)域206并且用于在該擴展的邊界區(qū)域內(nèi)定位該封閉字幕信息208(即把用于該PIP圖像的字幕緊鄰該PIP有效的圖象區(qū)210定位)的一個系統(tǒng)在上述標題是“用于在一個多圖象顯示中緊鄰輔助圖像定位輔助信息的方法和裝置”的美國專利申請08/770,770中有所描述。
封閉字幕文字208包括重新格式化的封閉字幕字符。封閉字幕標準EIA-608規(guī)定，一個封閉字幕字符格式在任何時間都顯示包括具有達到四行字符的15行乘32列的一個顯示字符網(wǎng)格。雖然這些標準字符能夠被緊鄰PIP圖像顯示，但是本發(fā)明通常是使用通過把該標準字符設置變換到一個減小的字符集而被重新格式化的字符，使用較小的字體尺寸，并且在例如兩英寸邊界范圍的該PIP字幕窗口之內(nèi)只顯示18字符的兩行。這種重新格式化有助于觀眾的理解以及把主圖象妨礙減到最少。提供重新格式化字符的一個封閉字幕發(fā)生器的實例在上述標題是“用于重新格式化電視信號中包括的輔助信息的方法和裝置”的08/769,332號美國專利中公開。
為了提供容易理解的和可讀的字幕，本發(fā)明把字幕文字卷動到雙行字幕窗口中。當顯示雙行的文字時(稱作初始位置的一個卷動定位)，這種卷動被暫停。該暫停的持續(xù)時間隨著先前未被顯示的文字信息量而改變，這種文字信息可用于顯示。隨著可用于顯示文字信息量的增加，滾動的速率增加，即這種暫停的持續(xù)時間減少。通常，這種可用于顯示的文字量取決于已收文字信息的速率。例如，在封閉字幕情況下，電視節(jié)目中的說話速率的增加將使得表示該被接收說話的相關封閉字幕數(shù)據(jù)的速率增加。最終，能夠達到使得被接收的文字信息在滾動中的暫停的持續(xù)時間變成零的快速。通過調(diào)整該暫停持續(xù)時間，調(diào)整該封閉字幕文字的實際卷動速率。
圖3是描述本發(fā)明的一個框圖。該裝置包括文字字符產(chǎn)生器302、環(huán)形緩沖器304、讀取地址產(chǎn)生器306和字符ROM308。一般而言，文字字符產(chǎn)生器302產(chǎn)生表示字符的字符或字符碼。文字信號可以從各種的信號源輸入到發(fā)生器302。這種信號源的示例是一個輔助信息信號分量，是從一個電視信號提取的，例如一個封閉字幕信號或一個圖文電視信號，以及從信息或副載波信號提取的一個移動信息信號。
在本發(fā)明的一個實施例中，該文字字符產(chǎn)生器302是一個封閉字幕字符產(chǎn)生器。這樣的封閉字幕字符產(chǎn)生器以傳統(tǒng)的方式從電視信號的一個輔助信息信號分量產(chǎn)生封閉字幕字符碼。這些字符在屏幕顯示中的行和列的定位是根據(jù)一個重新格式化字符生成技術產(chǎn)生的，例如在上述的標題是“用于重新格式化電視信號中的輔助信息的方法和裝置”的序列號是08/769,332的美國專利申請中公開的技術。具體地說，該封閉字幕字符產(chǎn)生器產(chǎn)生一個字符編碼，例如標識一個特定字符的ASCII碼的一個字節(jié)，以及一個行和列指示符地址(寫入地址WRITE_ROW和WRITE_COL)，標識在字符文字每個行中的哪個存儲位置的字符或字符編碼將要被存儲。此外，產(chǎn)生LAST COMPLETED ROW信號，并且被耦合到讀取地址產(chǎn)生器306，以便表明即被寫到該環(huán)形緩沖器的末行的行號。
對于有助于把字幕文字緊鄰PIP圖像顯示的本發(fā)明的該實施例來說，環(huán)形緩沖器304包括字符編碼存儲的M列(例如18列)和N行(例如16行)。當然，對于一個調(diào)整卷動速率字幕的其它操作可使用較大或較小的環(huán)形緩沖器。同樣地，由發(fā)生器302產(chǎn)生的每個字符或字符編碼都被存儲在特定的行和列地址處。為了從環(huán)形緩沖器恢復信息，讀取地址產(chǎn)生器306把一個行和一個列讀取地址(READ_ROW和READ_COL)提供到該環(huán)形緩沖器，并且在該地址的該字符或字符編碼被從該緩存器恢復。行和列讀取地址生成的定時由CAPTION INSERT信號控制。對于PIP文字來說，CAPTIONINSERT信號表明其中插入字幕的屏幕位置。對于其它應用來說，該信號只是一個啟動該顯示的起動命令。產(chǎn)生一個CAPTION INSERT信號的PIP字幕系統(tǒng)的一個實例在上述標題為“在多個圖像顯示中用于緊鄰輔助圖像定位輔助信息的方法和裝置”的08/770,770號美國專利申請中有描述。
除字符列和行讀取地址之外，該讀取地址產(chǎn)生器306還產(chǎn)生象素的行和象素列地址，表明在將要被顯示字符中的象素位置。該象素行和象素列地址(PIXEL_ROW和PIXEL_COL)以及從該緩存器調(diào)用的字符編碼，即信號BUFFERED CHAR_CODE被加到該字符只讀存儲器308。ROM 308以傳統(tǒng)的方式工作以便產(chǎn)生表示當前象素值的信號CHARACTER PIXELVALUE。通常，信號CHARACTER PIXEL VALUE是兩個值之一一邏輯狀態(tài)，例如邏輯1，表示在一個字符之內(nèi)的象素，或一個第二邏輯狀態(tài)，例如邏輯0，表示一個字符的背景。當顯示時，不同象素值產(chǎn)生各不同顏色。例如，用于一個象素的邏輯值1的白色和用于一個象素的邏輯值0的黑色產(chǎn)生具有黑背景與白色主體的顯示字符。對于例如“移動消息”的其它顯示類型來說，象素行和象素列編址可以不必在該電路中產(chǎn)生。
讀取地址產(chǎn)生器306從環(huán)形緩沖器304上對解碼字符信息流的位置進行確定。如此，該讀取地址產(chǎn)生器306控制滾動、字符間空白和顯示的到時。它還動態(tài)地控制在響應該環(huán)形緩沖器的充滿度的卷動之間的暫停時間。同樣地，該讀取地址產(chǎn)生器與該環(huán)形緩沖器結合提供一個調(diào)整文字顯示卷動速率。除上述的信號CAPTION_INSERT之外，讀取地址產(chǎn)生器306的各種的功能是響應四個控制信號而被控制的，包括圖3中示出的ENCODE_UPPER、V_EN_RESET和FREEZE_IC。三個附加的控制信號的功能在下面詳細描述。
為了產(chǎn)生具有一個已調(diào)整的卷動速率的PIP文本，讀取地址產(chǎn)生器306產(chǎn)生用于字符碼以及象素的行和列地址，以便使得在該屏幕上的字符從字幕窗口的底部卷動到頂部。當在屏幕上出現(xiàn)兩個滿行時，該滾動暫停一個長度可變的時間，隨后開始再一次向上卷動，直到另外字符的兩滿行被顯示為止。顯示暫停的時間長度由緩存器充滿度的一個量度所控制。例如，當在PIP中的一個人快速地說話時，該封閉字幕文字字符以比慢慢說話速度增加的速度接收。結果是，緩存器充滿度增加而暫?？s短。當在PIP字幕窗口中顯示的字符的兩個滿行時，該定位被稱為初始位置，并且在該位置的暫停被稱為“初始位置暫?！薄Ｍㄟ^調(diào)整該初始位置暫停持續(xù)時間而調(diào)整實際的卷動速率。雖然本發(fā)明的實施例通過改變該初始位置暫停持續(xù)時間來調(diào)整實際的卷動速率，但是本專業(yè)技術人員將了解，利用一個恒定初始位置暫停的速度的直接調(diào)制或根本沒有初始位置暫停的直接調(diào)制還將在本發(fā)明的范圍中。
圖4描述的是使用在本發(fā)明實施例的PIP字幕發(fā)生器中的讀取地址產(chǎn)生器306的詳細的框圖。圖4示出包括計數(shù)器、邊緣檢測器、比較器等等各種特征，響應在圖4中沒示出但被被提供到全部功能塊的單一主時鐘信號同步地操作。主時鐘信號具有70ns的周期并且被鎖相到色同步信號。如圖4中示出，讀取地址產(chǎn)生器306包括一個讀取地址列發(fā)生器400、一個讀取地址行發(fā)生器402、一個初始位置暫停發(fā)生器404和一個到時屏蔽產(chǎn)生器406。本發(fā)明的這些單元以受控的間隔提供讀取地址(CHAR_COL和CHAR_ROW)。當緩存器被排空一個預定持續(xù)時間時，到時屏蔽產(chǎn)生器406產(chǎn)生一個消隱該顯示的消隱信號。讀取地址列發(fā)生器400產(chǎn)生列地址(PIXEL_COL和CHAR_COL)以及一個顯示消隱信號。PIXEL_COL是一個模12計數(shù)器408的輸出，在字幕窗口的左邊界再定相為零，例如在利用該CAPTION INSERT信號的字幕窗口期間，該計數(shù)器被啟用。CHAR_COL是計數(shù)器410的輸出，該計數(shù)器410在象素計數(shù)器408每次完成一個12計數(shù)周期時遞增。它在該字幕窗口的左邊界也被再定相到零。
如此，象素計數(shù)器408產(chǎn)生表明每個象素位置的一個PIXEL_COL地址，并且該計數(shù)器410每12個象素遞增一，以便產(chǎn)生字符列讀取地址(CHAR_COL)。結果是，在該字幕窗口中，每12象素插入一個字幕字符。
更具體地說，CAPTION INSERT信號被耦合到計數(shù)器408的啟動端口以及正邊緣檢測器412的輸入端。正邊緣檢測器412的輸出被耦合到“或”門414的一個輸入端以及計數(shù)器410的復位端。計數(shù)器408的輸出是表示在當前字符中的一個象素的一個4比特值。該值被耦合到一個具有門限為十一的計數(shù)比較器416的輸入端。比較器416的輸出被耦合到“或”門414的第二輸入端以及計數(shù)器410的啟動端口。“或”門414的輸出被耦合到計數(shù)器408的復位端。計數(shù)器410是一個模18計數(shù)器，產(chǎn)生表明該當前字符列的CHAR_COL，即在一個字符行中的18個字符位置之一。
當象素列計數(shù)大于8時，通過啟動BLANK(消隱信號)提供字符間空白。具體地說，該消隱信號是由“或”門418產(chǎn)生的。門電路418具有被耦合到超時設定屏蔽信號(TIMEOUT MASK)(在下面討論)的第一輸入端、被耦合到D觸發(fā)器420的第二輸入端(反向)以及被耦合到計數(shù)比較器422的第三輸入端。D觸發(fā)器具有其被耦合到CAPTION INSERT信號的D輸入端。比較器422的輸入端是計數(shù)器408的計數(shù)值。由于比較器門限設置為八，所以在字符之間該消隱信號每一八個象素為高(HIGH)值(消隱生效)。根據(jù)CAPTION INSERT信號的控制，該消隱信號在字幕窗口外部也生效，以及根據(jù)TIMEOUT MASK信號的控制，該消隱信號在其它時間也生效。
讀取地址行發(fā)生器402產(chǎn)生行地址(PIXEL_ROW和CHAR_ROW)。該發(fā)生器提供卷動和在卷動之間的動態(tài)的暫停。為了理解該發(fā)生器的操作，考慮作為一個信號行(ROW)的最高有效位(MSBS)和最低有效位(LSBS)。ROW是從零到255的一個數(shù)字，定義在包括16個字符行的環(huán)形緩沖器中的一個垂直位置，每個字符行由16個象素行組成。這種讀取地址行發(fā)生器402的一個特征是一個“慢”行計數(shù)器424。該計數(shù)器產(chǎn)生一個頂部顯示行值(TOP_DISPLAYED_ROW)，定義在環(huán)形緩沖器中的行，該行將被作為在該字幕窗口中顯示的第一行。該計數(shù)器每場被正常地遞增一次(產(chǎn)生滾動)，但是當暫停生效或環(huán)形緩沖器被排空時被禁止遞增。第二個“快速”計數(shù)器426產(chǎn)生先前描述的信號行(ROW)。在該場的頂部的交替域上，該計數(shù)器被預置到TOP_DISPLAYED_ROW或TOP_DISPLAYED_ROW＝1。通過在加法器423中把信號ENCODE_UPPER的值加到TOP_DISPLAYED_ROW而確定預設值，隨后在截短電路425中把產(chǎn)生的該9比特值縮短成8LSB。對于在此描述的該示范PIP字幕系統(tǒng)來說，信號ENCODE_UPPER由的與主要的即“大”圖象相關的傳統(tǒng)同步電路產(chǎn)生，并且顯示出邏輯1或邏輯0，分別表明該主圖象的場1(即“上層的”場)或場0(即“下層的”場)正在被顯示。相加ENCODE_UPPER的值，把在交替場上的一個“+1”輸入成對于計數(shù)器426的預設值。針對在有效的字幕周期期間，例如在字幕窗口期間的每個行，這種與在計數(shù)器426中遞增二結合的在該預設值中變動的“+1”，提供了按照需要的一個正確隔行字符顯示。
信號BUFFER_FULLNESS表明存儲在該緩存器中的先前不被顯示的字符數(shù)目，即這些字符行數(shù)目已經(jīng)存儲在環(huán)形緩沖器中，但是尚未被顯示。信號BUFFER_FULLNESS被用于控制在卷動之間的暫停時間。當以前的卷動使得字符在該“初始位置”顯示時，該初始位置暫停發(fā)生器404禁止?jié)L動，即頂部顯示的象素行是一個字符行的頂部象素行。被禁止卷動的時間長度是由把暫停時間與緩存器充滿度相關聯(lián)的如下公式確定的暫停時間(場)＝MAX(α-β*BUFFER_FULNESS，γ) (1)其中α表示在場間隔中的最大值暫停時間，γ表示最小暫停時間，β是以經(jīng)驗確定的一個常量。對于在此描述的實施例，α、β和γ的示范值分別是20場間隔、4和0。因此，對于該示范實施例來說，當BUFFER_FULLNESS是零時，暫停間隔是 20場間隔，并且當BUFFER_FULLNESS是5或更多時，暫停持續(xù)時間是零而引起連續(xù)的卷動。
更具體地說，CAPTION INSERT信號被耦合到脈沖負沿檢測器428的輸入端。檢測器428的輸出被耦合到計數(shù)器426的啟動端。一個8比特值的計數(shù)器426的輸出，經(jīng)由截短電路427和429被分割和縮短成該計數(shù)值的4MSB的一個字符行地址和該計數(shù)值的4LSB的一個象素行地址。響應正邊緣檢測器430的輸出，計數(shù)器426被裝入一個負載值。響應垂直復位信號V_EN_RESET，該檢測器產(chǎn)生用于計數(shù)器426的負載控制信號。對于一個產(chǎn)生主圖象和輔助圖象的多圖象顯示系統(tǒng)(例如一個畫中畫電視系統(tǒng))來說，由主圖像同步電路(在圖中沒示出)產(chǎn)生V_EN_RESET信號并且在該主圖象的垂直間隔期內(nèi)生效。信號CAPTION INSERT啟動該讀取地址產(chǎn)生器，在主圖象中的特定垂直行號以及表示字幕窗口高度的連續(xù)的多個行號開始產(chǎn)生地址。該負載值是由計數(shù)器424產(chǎn)生的TOP_DISPLAYED_ROW。該TOP_DISPLAYED_ROW還被處理成用于到時屏蔽產(chǎn)生器406和初始位置暫停發(fā)生器404的控制信號。
具體地說，TOP_DISPLAYED_ROW信號被被耦合到縮短電路433，該電路只輸出TOP_DISPLAYED_ROW的四個MSB，以便產(chǎn)生信號TOP_DISPLAYED_CHAR_ROW。減法器434從寫到該環(huán)形緩沖器的、由LAST_COMPLETED_ROW信號提供的最后完成行的鎖存值(由D觸發(fā)器432鎖存)減去信號TOP_DISPLAYED_CHAR_ROW的值加1。該LAST_COMPLETED_ROW信號是由在圖3中的框302中包括的緩存器寫入到電路產(chǎn)生。象該信號名稱表明的那樣，LAST_COMPLETED_ROW是最新以數(shù)據(jù)填充的緩存器行的行地址。截短電路435選擇由減法器434輸出的不同值的四個LSB，以便產(chǎn)生表示緩存器的充滿度的信號BUFFER_FULLNESS。當LAST_COMPLETED_ROW大于TOP_DISPLAYED_CHAR_ROW的值1時，BUFFER_FULLNESS等于零。BUFFER_FULLNES表明在該緩存器中沒有先前未被顯示的數(shù)據(jù)。BUFFER_FULLNESS信號被耦合到初始位置暫停發(fā)生器404，因為初始位置暫停持續(xù)時間是響應該BUFFER_FULLNESS值確定的。
通過串接縮短電路436、比較器438和正邊緣檢測器440，確定該初始位置。這些單元縮短該TOP_DISPLAYED_ROW值的四個MSB，把四個LSB與零比較，并且當該LSB等于零時檢測該比較器信號的正邊緣。在那時的文字顯示已經(jīng)卷動到初始位置。即該顯示已經(jīng)卷動一個充滿的字符行并且這兩個充滿的字符行被顯示。根據(jù)該緩存器充滿度來考慮在該初始位置的暫停。
根據(jù)由信號BUFFER_FULLNESS指示的緩存器充滿度，初始位置暫停發(fā)生器404產(chǎn)生一個暫?？刂菩盘?。圖4描述一個這種發(fā)生器的說明實施例。本專業(yè)技術人員將了解，有許多其它實施例可用來產(chǎn)生根據(jù)緩存器充滿度進行暫?？刂频男盘?，例如利用信號的不同極性、不同邏輯器件等。
具體地說，初始位置暫停發(fā)生器404包括一個乘法器442、一個計數(shù)器444、一個比較器446、一個“或”門448、一個“與”門450、一個換行禁止器452和一個倒相器454。倒相器454將BUFFER_FULLNESS值反向并且將其耦合到乘法器442。該乘法器把反向的值乘四，并且把該6比特值耦合到比較器446的B輸入端，即正輸入端。初始位置信號被被耦合“或”門448的一個輸入端，并且其它輸入端被被耦合一個復位信號。“或”門的輸出把計數(shù)器預設成四十。正邊緣檢測器430的輸出信號形成對“與”門450的一個輸入。另外的“與”門輸入被耦合到換行禁止器452的輸出。該6比特計數(shù)器的輸出值被耦合到該換行禁止器的輸入以及比較器446的負輸入端A。這種實現(xiàn)上述的公式(1)的電路使得暫停時間取決于該緩存器的充滿度。
暫?？刂齐娐繁获詈系健芭c”門456的一個輸入端。耦合到“與”門的其它輸入包括正邊緣檢測器430的輸出、在下面討論的FREEZE_IC信號以及一個BUFFER_EMPTY信號，該信號表明在緩存器中沒有存儲先前未被顯示的文字的時間。該BUFFER_EMPTY信號是由比較器458產(chǎn)生的，它把該BUFFER_FULLNESS值與零比較?！芭c”門456的輸出是被耦合到計數(shù)器424的啟動輸入端的信號SCROLL。作為計數(shù)器424遞增把信號TOP_DISPLAYED_ROW每一場間隔遞增1結果，文字信息顯示該卷動的以每場一個象素行的卷動出現(xiàn)?！芭c”門456的輸出的邏輯0通過阻止計數(shù)器424遞增該TOP_DISPLAYED_ROW的值而暫停顯示的卷動。當緩存器被排空或當信號FREEZE_IC是有效時，由“與”門456提供的信號組合使得在由HOME_POSITION_PAUSE_GENERATOR確定的暫停間隔期間中的計數(shù)器424的遞增被禁止。
計數(shù)器424提供的另一特征是卷動的模式，在此稱之為“超級卷動”。當BUFFER_FULLNESS達到一個特定值時，根據(jù)公式(1)的卷動速率的改變，具體地說，針對大多數(shù)文字信息的數(shù)據(jù)速率來說，每場的象素行以一個速率進行的連續(xù)卷動應該保證該環(huán)形緩沖器不上溢(即被寫入到該環(huán)形緩沖器中的信息量超過該緩沖器能力)。但是，不正常數(shù)據(jù)速率可能會導致上溢，或至少引起該字幕顯示的外觀不能與音頻內(nèi)容“保持一致”。為了防止這種現(xiàn)象的出現(xiàn)，比較器421把BUFFER_FULLNESS信號的值與13相比較。如果BUFFER_FULLNESS大于等于13，則比較器421的輸出是在邏輯1，該值使得計數(shù)器424每一場增加16。即每一場該顯示卷動一個完整的字符行。這種“超級”卷動的速率保證該顯示將在所有的狀態(tài)下跟得上該傳入數(shù)據(jù)。
對于大于若干場的一個預定數(shù)字來說，如果該環(huán)形緩沖器已經(jīng)排空，則到時屏蔽產(chǎn)生器412將消隱該字符顯示，例如消隱192場，即大致3秒鐘。在字幕中長時間的暫停將引起文字顯示被消隱，使得最后的文字顯示不被顯示大于3秒鐘。如果新的字幕被接收，則它們被卷動變成一個新的顯示(即“隱退的”字幕不再出現(xiàn))。該電路類似于讀取地址行發(fā)生器402，既使用“慢”計數(shù)器462又使用“快”計數(shù)器460，產(chǎn)生一個MASKED_ROWS信號，表明將要被屏蔽的行數(shù)。當該環(huán)形緩沖器已經(jīng)排空大于192場時，計數(shù)器460被預置并且保持為30，使得信號MASKED_ROWS將被保持在30，即比較器472的輸出是有效的(例如在邏輯1)。假設該計數(shù)器在達到第192計數(shù)之前不被復位，則在其輸出改變狀態(tài)之前，計數(shù)器462計數(shù)192場。BUFFER_EMPTY信號被耦合到一個倒相器464，并且該反向的信號連接到該計數(shù)器的復位端。因此，當信號BUFFER_EMPTY是未啟動時，計數(shù)器462被復位(即BUFFER_FULLNESS非零意味在該緩存器中有先前來被顯示的文字)，并且，如果當信號BUFFER_EMTY是有效時計數(shù)器462向上計數(shù)(即BUFFER_FULLNESS等于零意味在該緩存器中沒有先前未被顯示的文字)。
FREEZE_IC信號是一個禁動命令，停止(凍結)數(shù)據(jù)的顯示。信號FREEZE_IC是一個標志，表明何時一個用戶已經(jīng)選擇停止在一個多圖象顯示中的輔助圖像。例如在一個PIP系統(tǒng)中，用戶可選擇的選項可以是“FREEZE PIP”(例如在遙控器上的一個特定按鈕)，它將“凍結”該PIP圖像，即阻止該PIP圖像響應新的視頻信息的改變。例如用戶可以選擇凍結PIP選項，以便有時間記錄包括在PIP圖像中的一個電話號碼。當PIP影像被凍結時，希望PIP字幕也被凍結。在一個由例如微處理器的控制器所控制的典型的電視系統(tǒng)中，用戶選擇“FREEZE PIP”選項，使得該控制器在標志寄存器中設置一個比特。經(jīng)由一個數(shù)據(jù)總線，例如眾所周知的I2C串行數(shù)據(jù)總線，標志寄存器值被送到PIP操作，例如送到一個包括在此描述的功能集成電路(IC)。該比特值表明PIP凍結被轉換成在該PIP IC中的信號FREEZE_IC。
在圖4中，對于信號FREEZE_IC的邏輯1的有效狀態(tài)中止經(jīng)由“與”門456的顯示的文字信息的如上所述的卷動，并且禁止TIMEOUT_MASK_GENERATOR 406，以便阻止在超時間隔以后的顯示文字的消隱。更具體地說，信號FREEZE_IC經(jīng)過“與”門466和468禁止TIMEOUT_MASK_GENERATOR406。注意，信號FREEZE_IC經(jīng)過“與”門456被耦合到“與”門468的輸入端以及信號SCROLL。當信號FREEZE_IC是有效(例如邏輯1)時，“與”門466和468的輸出分別停用計數(shù)器462和460的計數(shù)。信號V_EN_RESET(上面描述)也是到“與”門466和468的一個輸入(經(jīng)由“與”門456)，和提供一個對于計數(shù)器470的裝入命令?！芭c”門466的另一輸入是計數(shù)比較器472的輸出，具有一個192的門限。如果對于192場來說該緩存器被排空，則比較器472的輸出提供一個信號過渡，預置降值計數(shù)器460的值為30。降值計數(shù)器460的輸出被耦合到具有零門限的比較器474，并且比較器474的輸出被耦合到“與”門468的一個輸入端?！芭c”門468的輸出被耦合到計數(shù)器460的啟動端。計數(shù)器460從30倒數(shù)計(預置值)到0，在此時的比較器474的輸出經(jīng)過“與”門468禁止計數(shù)器460。
計數(shù)器470產(chǎn)生信號TIMEOUT_MASK?！芭c”門476把一個輸入端耦合到脈沖負沿檢測器428，而另一輸入端耦合到計數(shù)器470的輸出。“與”門476的輸出耦合到計數(shù)器470的啟動端。如此，在字幕窗口和從表明將要被屏蔽的行的輸入值開始進行倒數(shù)計期間，計數(shù)器470被啟用。通過零門限比較器478耦合計數(shù)器470的輸出，以便當達到零計數(shù)時禁止該計數(shù)器。比較器478的輸出通過倒相器480耦合，形成該超時屏蔽信號。信號耦合到“或”門418，以便產(chǎn)生禁止顯示確定的字符行的一個消隱信號。
當一個新的字幕被接收并且被啟動時，MASKED_ROWS值每場被遞減一次，直到達到零為止(30場以后)。在每一場開始的時候，由2除的MASKED_ROWS(在框471中的一半因數(shù))被裝入到“快”計數(shù)器中，并且編程在該場的有效的字幕期之內(nèi)的被消隱的行的數(shù)目。結果是，當新的字符將被顯示時，先前顯示的字符行被消隱。因此，在該PIP圖像下面提供一個易于了解的封閉字幕信息的描述。
圖5描述的是本發(fā)明的另一個實施例。具體地說，該實施例包括電視信號源502、封閉字幕解碼器和格式化轉換器504、備用信源506、信號源選擇器508、切換器510和消息顯示器512。消息顯示可以是一個“移動消息”顯示，具有使用光或LED陣列、純文本視頻顯示器、或其它這種文字顯示所產(chǎn)生的信息。轉換器504產(chǎn)生與電視分開的封閉字幕文字，以便例如象體育競賽音頻內(nèi)容能夠在沒有電視或沒有音頻接通的情況下被顯示。該轉換器提供如上所速的文字信息，即使用一個調(diào)整的卷動速率。該備用信源被一個傳統(tǒng)的移動消息信號。信號源選擇可以是人工方式或信號檢測器(沒示出)協(xié)助方式。結果是，用戶能夠在顯示傳統(tǒng)的移動消息或以容易了解的方式顯示封閉字幕信號之間做選擇。
本發(fā)明的更進一步的應用是產(chǎn)生對于在電影院中放映的電影的封閉字幕文字。可以使用調(diào)整的卷動速率技術在一個特定屏幕顯示在下面顯示該文字，或使用偏振技術在屏幕上顯示該文字，以便使得該文字只由戴特定偏振眼鏡的觀眾觀看。
雖然在此展示和詳細描寫了包括本發(fā)明指教的各種的實施例，但是本專業(yè)技術人員在結合這些指教的條件下可以容易地設計許多其它不同的實施方案。
權利要求
1.裝置包括信號處理頻道(302)，用于處理一個輸入信號以便產(chǎn)生文字信息；緩沖存儲器(304)，用于儲存所說的文字信息；以及用于讀取存儲在所說緩沖存儲器中的所說文字信息并且用于處理從所說的緩沖存儲器讀出的所說文字信息的裝置(306)，以便產(chǎn)生表示一排所說的文字信息的顯示圖象的一個輸出信號，所說的文字信息以相關于在所說緩沖存儲器中存儲的所說的文字信息量的一個速率進行卷動。
2.權利要求1的裝置，其中所說的存儲在緩沖存儲器中的文字信息量包括許多先前未被顯示文字信息的量。
3.權利要求2的裝置，其中所說的用于讀取存儲在緩沖存儲器中的文字信息的裝置包括用于確定存儲在所說的緩沖存儲器中的先前未被顯示文字信息的量的第一控制裝置(435)；和耦合到所說的第一控制裝置，用于根據(jù)存儲在所說的緩沖存儲器中的先前未被顯示文字信息的量的變化而調(diào)整所說的卷動速率的輔助控制裝置(404)。
4.權利要求3的裝置，其中所說的用于調(diào)整卷動速率的裝置響應存儲在緩沖存儲器中的先前未被顯示文字信息的量的變化而改變對于存儲在所說的緩沖存儲器中的先前未被顯示文字信息進行存取的速率。
5.權利要求4的裝置，更進一步包括被耦合接收所說的輸出信號的顯示裝置，用于產(chǎn)生所說的文字信息的顯示；并且其中所說的輔助控制裝置包括用于檢測所說的文字信息的顯示的一個特定狀態(tài)的裝置；以及響應的所說的特定狀態(tài)的檢測的裝置，用于把在所說的顯示中的文字信息的卷動暫停一個響應存儲在所說的緩沖存儲器中的先前未被顯示文字信息量而改變的一個持續(xù)時間。
6.權利要求5的裝置，其中所說的顯示的特定狀態(tài)包括對應于已經(jīng)卷動到所說的顯示(區(qū))中的文字信息的一個完整的行的一個初始位置。
7.權利要求6的裝置，其中所說的第一控制裝置產(chǎn)生一個控制信號，表明存儲在所說的緩沖存儲器中的先前未被顯示文字信息的量，并且其中所說的在顯示區(qū)間隔中測定的暫停持續(xù)時間由下式定義MAX(α-β*BUFFER_FULLNESS，γ)其中α表示在場間隔中的最大值暫停時間，BUFFER_FULLNESS表示控制信號的值，γ表示最小暫停時間，β是一個常量。
8.權利要求2的裝置，更進一步包括用于檢測所說的緩沖存儲器的一個排空狀態(tài)的裝置，該緩沖存儲器對應不包含先前未被顯示文字信息的所說的緩沖存儲器；和耦合到所說的用于檢測所說的排空狀態(tài)的裝置，用于在所說的排空狀態(tài)存在了一個預定持續(xù)時間之后對于所說的顯示進行消隱。
9.權利要求8的裝置，其中所說的用于消隱所說的顯示的裝置消隱所說的顯示，直到先前未被顯示文字信息被存儲到所說的緩沖存儲器中為止。
10.權利要求1的裝置，其中所說的輸入信號包括一個電視信號；所說的信號處理通道包括一個封閉字幕解碼器；并且所說的文字信息包括封閉字幕信息，該封閉字幕信息是由封閉字幕解碼器從所說的電視信號的一個輔助信息分量中提取的。
11.裝置包括一個顯示裝置；用于從第一電視信號的輔助信息分量提取文字信息的裝置(302)；用于儲存所說的文字信息的一個緩沖存儲器(304)；耦合到所說的顯示裝置的一個信號處理通道，用于處理所說的第一電視信號和一個第二電視信號，以便產(chǎn)生一個顯示圖象，所述顯示圖象具有對于包括在所說的第一電視信號中的視頻信息進行顯示的第一區(qū)域，對于包括在所說的第二電視信號中的視頻信息進行顯示的第二區(qū)域，和對于存儲在所說的緩沖存儲器中的所說的文字信息進行顯示的第三區(qū)域；和控制裝置(306)，用于把存儲在所說的緩沖存儲器中的所說的文字信息提供到所說的信號處理通道，以便使得顯示在所說的第三區(qū)域中的所說的文字信息以相關于存儲在所說的緩沖存儲器中的先前未被顯示文字信息量的一個速率卷動。
12.權利要求11的裝置，其中所說的控制裝置包括用于檢測在所說的第三區(qū)域中的所說的文字信息的特定顯示狀態(tài)的裝置；以及根據(jù)所說的特定狀態(tài)的檢測用于把在所說的顯示中的文字信息的卷動的暫停一個根據(jù)在所說的緩沖存儲器中的先前未被顯示文字信息的量而改變的持續(xù)時間。
13.權利要求12的裝置，其中所說的顯示的特定狀態(tài)包括包括對應于已經(jīng)卷動到所說的顯示區(qū)中的文字信息的一個完整的行的一個初始位置。
14.權利要求12的裝置，其中所說的第一控制裝置產(chǎn)生一個控制信號，表明存儲在所說的緩沖存儲器中的先前未被顯示文字信息的量，并且其中所說的在顯示區(qū)間隔中測定的暫停持續(xù)時間由下式定義MAX(α-β*BUFFER_FULLNESS，γ)其中α表示在場間隔中的最大值暫停時間，BUFFER_FULLNESS表示控制信號的值，γ表示最小暫停時間，β是一個常量。
15.權利要求11的裝置，更進一步包括用于檢測所說的緩沖存儲器的一個排空狀態(tài)的裝置，該緩沖存儲器對應不包含先前未被顯示文字信息的所說的緩沖存儲器；和耦合到所說的用于檢測所說的排空狀態(tài)的裝置，用于在所說的排空狀態(tài)存在了一個預定持續(xù)時間之后對所說的顯示進行消隱。
16.權利要求15的裝置，其中所說的用于消隱所說的顯示的裝置消隱所說的顯示，直到先前未被顯示文字信息被存儲到所說的緩沖存儲器中為止。
17.權利要求11的裝置，其中所說的文字信息包括封閉字幕信息；所說的第一和第二顯示區(qū)域分別對應于畫中畫顯示或畫外畫顯示的一個輔助圖像和一個主圖像；并且所說的第三區(qū)域提供與所說的輔助圖像相關的的封閉字幕信息的一個顯示。
18.一種調(diào)整文字顯示的卷動速率的方法，包括步驟在一個緩沖存儲器中儲存文字信息；顯示存儲在緩沖存儲器中的該文字信息；和以相關于存儲在該緩沖存儲器中的文字信息量的一個速率卷動該文字信息的顯示。
19.權利要求18的方法，其中存儲在該緩沖存儲器中的文字信息量包括存儲在該緩沖存儲器中的許多先前未被顯示文字信息的量。
20.權利要求19的方法，其中卷動該文字信息的顯示的步驟包括步驟檢測該顯示的一個特定狀態(tài)；當該特定狀態(tài)被檢測時暫停該顯示的卷動；根據(jù)存儲在該緩沖存儲器中的先前未被顯示文字信息的量，改變卷動中的暫停的持續(xù)時間。
全文摘要
用于顯示文字信息的裝置和方法,其文字信息包括具有被調(diào)整的卷動速率的卷動的特征。以一個和存儲在緩沖存儲器中的先前未被顯示文字信息的總量相關的速率存取已經(jīng)存儲在該緩沖存儲器(304)中的先前未被顯示文字信息并且卷動到該顯示區(qū)域中。所進行的卷動包括在被顯示的文字信息的每一完整行之后的顯示文字的移動中的暫停。該暫停持續(xù)時間相關于存儲在該緩沖存儲器中的先前未被顯示文字的量。該文字信息可以包括封閉字幕信息、電視文字廣播信息、和相關于移動消息顯示的文字信息。
文檔編號H04N7/088GK1246236SQ9718182
公開日2000年3月1日 申請日期1997年12月10日 優(yōu)先權日1996年12月19日
發(fā)明者M·F·魯姆雷希, M·R·朱卡斯 申請人:湯姆森消費電子有限公司