专利名称：可编程画外画显示器的制作方法
技术领域：
本发明一般涉及宽屏幕电视中的多频道选择和图象显示器，其中可将主视频图象及若干辅助视频图象以画外画的形式加以显示，更具体地说，其中辅助图象可表示可获得的收视者所选视频图象集，收视者能够从这些所述图象频繁和/或连续地选择和重新选择主图象，而不必重新确认频道号等。这就能快速且方便地监视诸如体育动作，日间电视连续剧、新闻广播之类的多种信号，其中同时播放节目中的这种最有趣的活动可在不同时间在各种节目中出现。
随着宽屏幕电视的出现，使许多新的特征成为可能。与传统的4×3的电视显示比不同，宽屏幕电视可具有例如16水平单位和9垂直单位的宽高显示比。宽屏幕显示比可获得的一个特征是画外画特征(POP)。POP包括在16×9显示区的其它未利用侧边区域中显示一个或多个较小视频图象，同时显示一较大的4×3图象。
安排来自第一源的4×3主图象去充满可用垂直空间。通过将4×3主图象设置在显示区域的一横向侧边，可沿相对侧为多达三个以上各具有4×3的显示比并为4×3主图象尺寸的三分之一的图象开辟足够空间。利用其它特定比率及显示布局也是可能的;然而，通过使三个较小图象尺寸是较大图象的三分之一，无象幅限制、不均匀压缩或其它畸变为第一(主)源信号中所含任何图象所需，或在来自主画面之外画面所用的第二至第四源的信号中所含图象中。当前可获得的产品允许通过三个额外POP窗口选通一个频道，或者利用这些额外窗口显示来自扫描表中顺序调谐频道的图象。
1991年5月29日提交的国际专利申请PCT/US91/03740公开了一种具POP能力的宽屏幕电视设备，在此全部结合作为参考。所公开的装置具有一单(芯)片视频处理器和两个调谐器。宽屏幕处理器控制对使用一个调谐器解码的主图象和用另一调谐器解码的一个或多个附加画外画(POP)(或画中画(PIP))的显示器的使用。当提供多个附加画面之时，第二调谐器顺序选择所需频率之一，该宽屏幕处理器攫取一图象。然后驱动该显示器以呈现主图象及最新获取一帧或多帧辅助图象。尽管该装置连续工作以更新图象，但由于第二调谐器的分享，必需以比它们的视频速率低的速率来更新辅助画面。该宽屏幕处理器分辨图象之间在声画合成方面的任何差异。
若干小图象循环通过若干频道的这种类型的系统也在题为“CTC140画中画(CPIP)技术培训手册”(可由印第安那，印第安那坡利斯的汤姆孙消费电子公司购得)的刊物中进行了描述。
如果允许收视者控制小图象的出现，多图象显示系统的实用性可得到改进。尤其，最好使收视者能够选择小画面的数目及小画面的信号源。如果收视者有能力改变小图象的数目，他或她就能够控制更新小画面的频率，以及小画面被显示的分辨率。当待扫描的频道数较小时，利用顺序循环通过这些频道的系统可更频繁地更新每一频道。当仅用一个小图象，或用两个小图象但一个是由基带输入提供时，第二调谐器可保持在一个所选频率上，而信号源可利用视频开关来回切换。该布局使小图象能很快更新，例如达到每秒15帧。
显示一个主画面和两个小画面，而不是如现有已知三分之一大小的三个小画面，要求某些象幅限制或压缩，以在可用的16×9空间中安排这些图象。然而，象幅限制之类的量不大(11%)，并且主画面及两个辅助画面中的每一个似乎都以全速移动。
本发明的一个方面是使小画面的选择和显示变得更为方便，使收视者能迅速选择待显示小画面的频道，并选择其中一个频道作为主画面显示频道。这可用诸如遥控器的上/下控制按钮的简单输入来完成。使该显示器对多个辅助频道之一的指示是可见的，例如利用光标、闪亮点、图象位置调整指示框或类似指示符来指示。
按照本发明的宽屏幕电视设备包含用于存储一组视频信号源的存储器，用于调谐到该组视频信号源的电路，以及视频信号处理器。该视频信号处理器耦合到存储器和调谐电路，并通过选择用于产生该显示器的主画面的视频信号源中的一个和通过选择用于产生该显示的辅助画面例如以三个POP(画外画)的所有视频信号源集，产生宽屏幕多画面显示。可启动一遥控器以选择视频信号源集和从辅助画面中选出主画面。以这样的方式来修正多画面显示，即，确认哪一个辅助画面对应于主画面。可为对应于在主画面的辅助画面产生一个屏上显示指示符。另外，相应于主画面的该辅助画面可在该显示屏上重新定位。另一方面，对应于主画面的辅助画面可在外观上加以修改。收视者可监视若干节目并能以快速而方便的方式选出主要收看的最有趣的节目。
显示、指示和方便地在辅助画面中进行选择的能力显著地改进了电视设备中POP或PIP特征的实用性。如果收看者希望监视多个频道，在这些频道中最有趣的活动在不同时间发生在不同频道上，比如体育事件同时出现在三个不同频道上，收视者可编排该电视机以较小画面显示这些频道。三个较小画面之一总能作为主画面显示并可见地识别该所选出的一个较小画面。利用遥控，收看者可容易地在被选图象间进行转换以选择主显示画面。
图1和2是具有一个主画面和三个较小画面、在16×9显示区上的可选画外画显示的两种表示的图示说明。
图3示出了本发明的POP显示布局，其中主画面是从三个POP中选出的一个并在相应的POP上加以标明。
图4是说明所选频道的选择与显示的处理步骤的流程图。
图5到7示出了按照本发明的典型POP指示形式。
图8是表示本发明功能元件的示意性方框图。
参见图1，该图示出了16×9宽屏幕显示格式20，其中同时显示出一个大的4×3宽高显示比画面22和三个较小的4×3宽高显示比画面24。该宽屏幕可以是直接观看或投影电视设备的组成部分。大画面周边之外的较小画面称之为POP，亦即画外画，反之称为PIP，画中画。在宽屏幕电视配备有两个调谐器、两个均为内部或一个内部及一个外部例如在盒式磁带录象机中的情况下，被显示画面中的两个可按照信号源实时显示移动，剩下的画面以停帧或类似方式被显示。可以理解增加另外的调谐器及额外的辅助信号处理路径能提供两个以上的动图象。还将认识到在一边上的大画面22以及在另一边的三个小画面24可如图2所示调换位置。
可按照例如1991年5月29日提交的国际申请PCT/US91/03740的公开内容(在此全部结合作为参考)来产生图1和2中所示出的显示。在该装置中，两个调谐器和两处理器管理按所要求显示方式设置并通过CRT或其它显示器读出的象素数据的获取和存储。信号处理器根据输入视频信号产生第一和第二视频信号，一个转换电路有选择地耦合视频信号源作为输入视频信号。信号处理器通过选择内插和象幅限制可操纵来自输入视频信号的数据。一个同步电路使第一和第二信号处理器与映象电路同步，选择电路将第一和第二已处理视频信号及第一和第二已处理视频信号的合成信号之一选作输出视频信号。
为了同时显示其中至少一个画面以全速更新的多个画面，至少要运用两个调谐器。一个调谐器用于主信号，另一调谐器依次调谐到辅助频道，再从收看者选出的每一辅助频道获得一帧。还有一种可能是利用附加调谐器，以使辅助频道可以全速更新。
在图3中，同时显示出主和辅助频道，主画面22相应于POP区域24之一。观看者输入一频道选择表，例如利用响应屏上菜单提示的遥控器，然后选出该表中的哪一个需选作为主频道显示。此外，菜单提示可通过例如亮点从被指示的可上卷表选择频道号。作为另一可选方案，多个频道，例如12个，可在频道指示显示中以停帧方式示出。然后收看者可通过以类似于以下结合图3-7详细描述的那些方式操作屏上选择器和用于从可获得POP选择主画面的过程选择POP源。收看者对主频道的选择是在对应于主频道的POP区域25中被可见地示出。收看者还可按照所选频道号控制待显示的POP号。
在图3中，示出了频道号32，用额外标识符34识别从表中选出用作主频道的一个频道，标识符34在所图示的实例中定义为指针“＞”。还有多种用于表示频道号和用于识别所选频道的替换方法。在此情况下，简单地设置该电视的屏上字符发生器将标识符加到所显示的频道号上。主和/或辅助频道的频道号32可保持为通(ON)，可在短暂-显示与持久模式之间转换，或者可在频道变化、所选频道的改变、因任何原因操作遥控器等的情况下短暂显示。
该电视的频道选择和帧捕获方面可按图4所示的循环回路操作。在存储主和辅助频道的下一帧信息之前判定支路42判定，是否已从遥控器收到新数据。如果收看者用遥控器输入则进入框44，频道表的新频道选择，或在框46选择所列出频道中的一不同频道作为主频道观看。为了设定诸频道或所选频道，收看者的输入可以是由遥控器上键盘输入的数字。然而，当频道选择以诸如遥控器上的上行/下行控制一类的简单的一个或两个按钮输入来体现，允许收看者仅用一次敲击就可将表中一个辅助频道转换为下一辅助频道时，最便于使用本发明的显示特征。遥控器上的上行/下行控制(例如，+/-，∧/∨)以各种符号标示，并且有时是分离开关，有时是旋转开关。
频道选择表用于确定调谐器将在其上被锁定的频率。调谐器一般包括一个锁相环，该锁相环被锁定到由控制处理器，例如单片处理器的数字信号所确定的频率上。可在两个调谐器之一上设置主频道频率，辅助频道频率可顺序地在第二调谐器上加以设置，第二调谐器一次一个地锁定到辅助频道。结果，辅助频道的更新速率低于他们的帧速率。尽管从一个调谐器获得主频道，第二调谐器仅需循环通过频道表中的其它频道循环。
在图4中的框48，存储主频道帧，该表中的两个剩余频道存储在框52和54中。图4示出了按顺序操作的帧存储块;然而，其时序是这样的，或多或少与表中剩余频道并行地处理主频道。
由于获得了三个频道的区存储帧，在框56产生显示，且继续该循环。显示的产生可包括从RAM读出象素数据，并以该显示的水平扫描率将象素数据转换为RGB或YUV模拟信号。尽管在主窗口中以全尺寸读出主信号，在侧窗口以三分之一尺寸读出主和辅助频道，那些未选为主频道的频道的频道数据可用比主频道低的象素分辨率加以存储。另外，存储时象素分辨率可以是相同的，但主频道以外其它频道(包括侧窗口中以变小形式出现的主频道)的数据可被进行抽样、内插、象幅限制或其它压缩，以便以适当尺寸和位置显示在屏幕上。
以较小画面中已选作主频道的那一画面的可视指示，与用于将所选主频道从表中一个频道变到下一频道的简易增/减控制开关一起是较佳的。这两个特征使收视者能够在任何时候最有趣活动出现在主频道以外的其它频道中时容易地在频道之间进行转换，即时有效地监视所有三个频道。该特征对体育事件，日间连续广播剧及新闻广播迷尤为有用，因为常常发生两个或多个这类事件同时播出的情况。在图4中，用同一图象中的额外边界线62来可见地区分所选频道25和其它频道。
图5-7示出了形成所选频道25的可视指示的其它方法。在图5中，提供屏上指示符64以识别主屏幕22的频道号及较小屏幕24中的每一个。为了区分所选较小屏25与其它屏，显示在所选较小屏上的图象66例如通过改变其亮度、饱和度和/或色度使其易于识别。例如，所选频道可比主屏幕上的相应图象更黑，或者必要时，完全被消隐。
在图3中，识别频道的屏上字符32被添加有标识符34以表示所选频道25。可单独使用该标识符(即，无频道号)或所选小屏幕上的频道号余辉保留时间可不同于其它小屏幕的。如图6所示，如果仅仅所选屏幕具有屏上频道号，则可清楚地识别所选频道。同样如图6所示，屏上频道号的形式能识别所选频道。例如，屏上字符68可用更大，或有独特的字体或形状，和/或屏上字符的色彩或亮度可以不同于其它频道。在图6中，非所选频道也可显示频道号，例如在数秒钟内跟随频道选择表中的变化或从该表中选择主频道的变化。
在图7中，用独特的边界图样72识别所选频道25。例如，用较暗或较亮世界、加色边界或较粗边界可将所选频道与其它频道加以区别。另一种可能性是可对辅助频道进行定位以表示所选频道。例如，如图7所示所选主频道可总是显示在中心较小框中，并当选择不同的主频道时(例如，利用来自遥控器的上行或下行信号)，可重新适当安排辅助频道的位置，以使新的所选频道出现在中间而以前的所选频道被移至顶部或底部，等等。
当然还存在各种能可见地分辨所选频道的其他方法，前述特定实例并非要将本发明限制于这些可见地区分所选频道与其它频道的具体形式。
图8是表示本发明功能元件之间的信号流的一种可能布局的示意图。将功能组合成特定方框不排除这些功能将包含在相同电路或处理器中的可能性。在图8中，频道选择电路82耦合到多个视频信号源，例如，在天线84上通过广播接收的频分多路复用信号。在频道选择电路的控制下，一个或多个调谐器86抽取一个或多个频道信号。可用频道也可来自种种其它信号源。例如，基带信号可从VCR88或类似设备获得，也适用于频道选择电路82。在任何情况下，从现有输入端至少要导出两个信号，最好是三个，频道选择电路82可进行从多个视频信号源选出至少一个主频道和至少一个辅助频道的操作。
来自诸信号的视频数据储存在帧存储装置90中。频道选择器82还耦合到收看者输入装置92，其用来改变多个视频信号源中哪一个将是主频道，哪一个将仅仅显示在较小POP窗口上。收看者输入装置可为具有向上/向下开关93的遥控器，也可用于增加、消除或改变将被频道选择电路82所获取的频道存储表中的频道号。
存储的视频帧数据传送到耦合至频道选择器82的视频信号解码和驱动装置94并传送到宽屏幕显示器96。视频信号解码和驱动装置94可进行以基本上同时在显示器96上不同区域呈现所选主频道及辅助频道的操作，并通常以基本上完整和全尺寸的方式显示主频道22。辅助频道24可以较小，并以比可从相应源获得的全视频速率低的速率更新。
指示符发生器98耦合到频道选择器82和视频信号解码和驱动装置94。指示符发生器98可进行在显示器上产生可见指示34、62的操作，用于从可从频道选择器82获得的多个可能选择至少识别所选主频道与辅助频道之一。在上述实施例中，所有可从三个频道的表中获得的频道显示在较小POP上，而主频道显示在剩余的较大主显示区内。
指示符发生器98利用相应图象24或其频道号32在屏上的独特表示来识别用作主频道显示的所选的一个辅助频道。频道号可在显示、持久或短暂显示、形状、尺寸、字根，外加光标标识符等方面是不同的。图象本身可清晰地显示出来例如利用可识别帧单元和/或不同的亮度、饱和度及色度之一或多个以区分主频道与较小POP窗口24中的辅助频道。
本发明特别可应用于带有至少在主图象横向一侧显示出的三个POP的宽屏幕显示器。例如，该显示器可带有设置为4×3形式图象的主和辅助频道的16×9宽高显示比。主频道垂直填满该屏幕，而三个三分之一大小的辅助频道的POP图象显示在该显示器的横向一侧。
权利要求
1.一种电视设备，包含用于储存一视频信号源(24)的存贮装置(90)；其特征在于用于对所述视频信号源集进行调谐的装置(86)；用于产生多画面显示的视频信号处理装置(94)，该装置耦合到所述存储装置(90)和所述调谐装置(86)，其工作方式是选择所述视频信号源集中的任何一个以产生显示器(20)的主画面(22)并选择所有的所述视频信号源集以产生所述显示器的小于所述主画面的若干辅助画面；以及响应收视者的启动，用于选择所述视频信号源集(24)并用于从所述辅助图象中选出所述主画面(22)的控制装置(82)。
2.如权利要求1所述的电视设备，其特征在于以识别所述辅助画面中哪一画面对应于所述主画面的方式修正所述多画面显示的装置。
3.如权利要求1所述的电视设备，其特征在于所述多画面显示包含横向置于所述主画面一侧的三个所述辅助画面。
4.如权利要求1所述的电视设备，其特征在于所述多画面显示器是一宽屏幕显示器，并包含三个所述辅助画面。
5.如权利要求1所述的电视设备，其特征在于所述多画面显示器具有16×9宽高显示比，所述主画面和每个所述辅助画面具有4×3宽高显示比。
6.如权利要求2所述的电视设备，其特征在于所述多画面显示修正装置包括用于产生与对应于所述主画面的所述辅助画面中的所述之一相关联的屏上显示的装置。
7.如权利要求6所述的电视设备，其特征在于所述屏上显示是持久的。
8.如权利要求6所述的电视设备，其特征在于所述屏上显示是频道指示符(68)。
9.如权利要求6所述的电视设备，其特征在于所述屏上显示是一光标(66)。
10.如权利要求6所述的电视设备，其特征在于所述屏上显示是图象框(72)。
11.如权利要求2所述的电视设备，其特征在于所述多画面显示修正装置包含用于在所述显示器上适当位置改变对应于所述主画面(22)的所述辅助画面(24)中所述之一的装置。
12.如权利要求1所述的电视设备，其特征在于所述多画面显示修正装置以亮度、饱和度和色度之一修正对应于所述主画面的所述辅助画面。
13.如权利要求1所述的电视设备，其特征在于所述控制装置(82)包含具有用于选择所述主画面的至少一个上行/下行开关装置的遥控装置(92)。
14.如权利要求1所述的电视设备，其特征在于所述主画面和所述辅助画面之一是由同一视频信号源产生的。
15.一种电视设备，包含用于存储一视频信号源集的存贮装置(90);其特征在于用于对所述视频信号源集进行调谐的装置(86);用于产生多画面显示的视频信号处理装置(94)，该装置耦合到所述存储装置(90)和所述调谐装置(86)，其工作方式是选择所述视频信号源集(24)中的任何一个以产生显示器的主画面(22)并对所有所述视频信号源集进行选择以产生所述显示器的小于所述主画面的若干辅助画面;响应收视者的启动用于选择所述视频信号源集并用于从所述辅助画面中选出所述主画面的控制装置(82);以及以识别所述辅助画面中哪一画面对应于所述主画面的方式修正所述多画面显示器(96)的装置(98)。
全文摘要
一种宽屏幕电视设备包含存储一视频信号源集(24)的存储器(90)，调谐视频信号源集的电路(82)及视频信号处理器(94)。该处理器(94)耦合到存储器(90)和电路82，并通过选择任一视频信号源集以产生主画面并选择用以产生辅助画面的所有视频信号源集，从而形成宽屏幕多画面显示。可启动遥控器(92)选择视频信号源集和从辅助画面中选出主画面。以确认哪一个辅助画面24对应于主画面22的方式来修正多画面显示(66、68、72)。
文档编号H04N5/44GK1078082SQ9310071
公开日1993年11月3日 申请日期1993年1月7日 优先权日1992年1月8日
发明者D·J·达菲尔德, G·H·约翰逊 申请人:汤姆森消费电子有限公司