在多重图像显示中进行独立图像改变的视频信号处理系统的制作方法

专利名称：在多重图像显示中进行独立图像改变的视频信号处理系统的制作方法
技术领域：
本申请涉及视频信号处理系统，它提供多重图像显示，例如，画中画(PIP)或画外画(POP)显示。
背景技术：
除了视频节目和音频节目信息以外，电视信号可以包含辅助信息。例如，在每当出现场1的行21的后半行期间，NTSC(国家电视标准协会)电视信号可以包含两比特的封闭字幕数据。可以解码并显示该封闭字幕数据，以提供表示了一种电视节目音频信息的可视文本。可以在另外的行期间中，诸如场2的行21期间，包含附加的封闭字幕数据和诸如扩展的数据业务信息(XDS)的其他类型的辅助信息。按与封闭字幕数据相同的方式，编码诸如XDS的这些其他类型的辅助数据，并使用一种字幕解码器能够进行解码。因为在美国出售的大部分电视接收机均有字幕解码器(美国法律要求所有尺寸大于13的电视接收机应有字幕解码器)，因此大部分电视接收机能够解码并利用诸如XDS数据。
XDS数据的一个重要的应用是提供所谓的V-小片(V-chip)功能。具备该V-小片功能的电视接收机容许用户根据节目/场景的内容，阻止某些节目和/或场景被观看和收听。换言之，用户能够规定一种级别限制(rating limit)，诸如PG-13，而超过该限制的节目和场景(例如，R和X级别的节目)将不被观看和收听。通过解码在XDS数据中所含的节目内容信息，电视接收机能够确定电视节目和场景的内容和级别，并能够按用户设置的该限制比较其内容和级别，由此改变了该视频显示，例如消隐该视频显示，并静音该音频。另外，该接收机可以显示一个消息，表示中断该接收的理由和预计中断的间隔(例如，SCENE EXCEEDS CONTENT LIMIT)。
除了，辅助数据解码能力以外，某些电视接收机还有多重图像显示的功能。例如，某些电视接收机包含画中画(“pix-in-pix”或”PIP”)功能，当启动该功能时，就产生一种图像信号，代表了主图像区和辅助图像区。响应该信号所生成的显示的图像包括有插入到该主图像的辅助图像(也称为“画中画图像”或“小图像”)。通常该辅助图像区显示来自不供应该主图像区的视频源的视频。例如，诸如VCR或第二调谐器的辅助视频源，可以提供该辅助视频信号。
发明概述本发明部分地在于认识到设计一种产生代表多重图像显示的信号的视频处理系统，在考虑提供V-小片功能方面会产生特殊问题。尤其是，本发明人已经认识到可能最好是独立地监视用于每个主和辅助视频信号源的V-小片。另外，可能最好是响应各自的V-小片数据独立地改变主和辅助图像，例如与响应辅助-画面的V-小片数据对辅助图像进行消隐相独立地响应来自主视频信号的V-小片数据对主图像进行消隐。如在此所用的，考虑响应诸如V-小片数据的辅助信息对一个图像进行改变，术语“改变”和“消隐”是用来表示视频图像的各种各样的改变。例如，响应V-小片数据，能够把表示视频节目信息的图像消隐为黑。换言之，可以用诸如蓝屏的单一色屏代替一个图像。另外，可以用诸如蓝屏的单一色屏代替一个图像，但在该屏幕上显示有信息消息，或者可以用特别预定的图像或诸如插图的图案代替一个图像，该插图指示出改变该图像的原因。许多各种各样以及图像改变的合并被设想。
本发明还认识到用其它信号，例如，用消隐电平简单地代替视频信号会导致问题。例如，用消隐电平简单地代替一个信号，可能会删除诸如XDS数据的辅助信息，尤其是删除节目级别信息，这是需要的信息。另外，可能恶化同步信息，恶化诸如在复合视频信号中所包含的同步分量(例如，水平和垂直同步脉冲)。诸如偏转电路的电视电路典型地包括一种锁相环，它依靠同步脉冲实现产生可靠偏转波形所需的锁定条件。响应V-小片数据通过消隐来删除同步脉冲，可能阻碍该偏转电路有规律地运行。
本发明人还认识到到目前为止所述的解决问题仅针对某些视频信号，可能不能提供可用于所有视频信号的所希望的图像改变功能。具体来说，这是有益的在视频信号处理通道的一部分中针对一种类型的视频信号进行图像改变，而不必处理其它类型的视频信号。结果，响应辅助信息不能改变其它类型的视频信号，除非，最好不是，在视频信号处理通道的另一部分中包含有附加的图像改变电路。例如，本发明人已经认识到对于在某些电视系统中复合视频信号，最好是结合梳状滤波器功能完成图像改变功能，该梳状滤波器功能用于进行亮-色分离。不过，这样电视系统可以还具有处理S-视频信号的能力。一种S-视频信号的亮度和色度分量是分离的，因此，S-视频信号不需要梳状滤波器。结果，对于S-视频信号来说，结合梳状滤波器所进行的图像改变是不起作用的。
本发明还部分地在于提供视频信号处理装置来解决上述问题。更具体来说，根据本发明的一个方面所构造的装置，用于产生输出信号，该输出信号具有第一信号分量，代表在第一视频信号中所包含的第一视频节目，以及具有第二信号分量，代表在第二视频信号中所包含的第二视频节目。该输出信号适于耦合至一种用于产生一种图像的显示设备，该图像具有分别代表该第一和第二视频节目的第一和第二区域。一种控制装置改变该输出信号，以使该输出信号的该第一信号分量代表在该第一视频信号中所包含的除了视频节目信息以外的视频信息，以及使该输出信号的该第二信号分量代表该第二视频节目。
本发明的装置还包括处理在该第一视频信号中所包含的辅助信息的处理器，用于确定所述第一视频节目内容。该控制装置能够耦合至该处理器，用于响应该第一视频节目的内容，改变该输出信号的该第一信号分量。在该第一视频信号中所包含的除了视频节目信息以外的该视频信息，能够至少代表了消隐图像、消息以及一种预定图像之一。例如，可以如此地改变该输出信号，以便在消隐一个显示图像的一个区域的同时不影响其它区域。
该控制装置还提供仅当在该第一视频信号的第一部分的期间才对输出信号进行修改。例如，该第一部分可以包含有效视频信息，并除去在所述第一视频信号中所包含的同步信息。另外，该控制装置还可以检测在该第一视频信号中所包含的该同步信息的峰值，并在包含了该峰值的一个周期的期间防止改变该输出信号的该第一信号分量。如果耦合至一个显示设备，该产生的显示图像提供一种多重图像显示，诸如画中画(PIP)和画外画(POP)显示，该第一图像区域对应于在多重图像显示中主图像和辅助图像之一，以及该第二图像区域对应于在多重图像显示中主图像和辅助图像之中的另外的一个。
根据本发明的另一方面，采用本发明原理的装置包括显示装置以及视频信号处理通道，用于处理第一和第二电视信号，以产生一种输出信号，该输出信号具有第一信号分量，代表在第一电视信号中所包含的第一电视节目，以及具有第二信号分量，代表在第二电视信号中所包含的第二电视节目。该输出信号耦合至用于产生一种显示图像的显示设备，该显示图像具有分别代表该第一和第二电视节目的第一和第二区域。第一处理器处理在所述第一电视信号中所包含的第一辅助信息，以便确定所述第一电视节目的内容。第二处理器处理在该第二电视信号中所包含的第二辅助信息，以便该所述第二电视节目的内容。
控制装置响应该第一辅助信息，用于改变该输出信号的所述第一信号分量，该第一辅助信息指示出该第一视频节目包含了第一类型的内容，该控制装置还响应该第二辅助信息，用于改变该输出信号的该第二信号分量，该第二辅助信息指示出该第二视频节目包含了第二类型的内容。该控制装置相互独立地改变该输出信号的该第一和第二信号分量。
本发明的另一方面涉及包括了第一信号路径和第二信号路径的装置，第一信号路径提供具有代表第一视频节目的图像信号分量的第一类型视频信号，而第二信号路径提供具有代表第二视频节目的图像信号分量的第二类型视频信号。在该第一信号路径中的一种控制装置，响应在第一和第二类型视频信号中所包含的辅助信息，以指示出该第一和第二视频节目的内容，用于响应该辅助信息改变第一图像信号分量，该辅助信息指示出该第一视频节目包含了特殊的内容。该装置还包括的是一种耦合管理，用于当要采用该第一图像信号分量时把该第一信号路径耦合至一个输出信号路径，用于当要采用该第二图像信号分量时把该第二信号路径耦合至该输出信号路径，以及用于当要采用该第二图像信号分量并且该第二视频节目的内容时该特殊内容时把该第一信号路径耦合至该输出信号路径，以便把该已改变的第一图像分量提供给该输出信号路径。该第一类型视频信号可以对应于复合电视信号，而该第二类型视频信号可以对应于S-视频信号。该控制装置可以包括一种梳状滤波器。
附图的简要说明参考图会更好地明白本发明，其中

图1以方框图的形式显示一种典型的视频信号处理系统；图2以方框图的形式显示根据本发明的原理的图1中所示该系统的一部分的实施例；图3A和3B显示出表示本发明的一方面的信号波形图；图4部分按方框图的形式并部分按示意图的形式显示出图2所示的实施例的一部分；图5以方框图的形式显示出图2所示的实施例的另一部分的实施例；以及图6以方框图的形式显示出图2所示的实施例的另一部分的实施例。
详细描述图1所示的电视接收机有第一输入端100、第二输入端102以及两个输入端103和104，第一输入端100接收RF频率的电视信号RF-IN，第二输入端102接收基带复合视频电视信号CV2，两个输入端103和104分别接收S-视频输入SV1和SV2。尽管是以单一输入线的形式表示的，但每个信号SV1和SV2包含了两种分离的信号线S-视频亮度信号和S-视频色度信号。信号RF-IN可以由诸如天线或电缆系统的一种源提供，而信号CV2可以由例如视频盒式录象机(VCR)提供。调谐器105和IF处理器130按通常的方式操作，调谐并解调出在信号RF-IN中所含的具体的电视信号。IF处理器130生成基带复合视频电视信号CV1，该信号CV1代表调谐出的电视信号的视频节目部分。IF处理器130还生成基带音频信号，该基带音频信号耦合至音频处理部分(图1中未示)，以进行更进一步的音频处理。尽管图1示出输入102是基带信号，但电视接收机能够包含与单元105和130相似的第二调谐器和IF处理器，用于或者从信号RF-IN或者从第二RF信号源中生成第二基带视频信号。
图1所示的系统还包括主微处理器(μP)110，该主微处理器(μP)110控制电视接收机的诸如调谐器105、画中画处理器单元140、视频信号处理器155、以及StarSight数据处理模块160的这些部分。如这里所用，术语“微处理器”表示各种各样的装置，这些装置包括微处理器、微计算机、微控制器以及控制器，但并不局限于此。通过串行数据总线I2C BUS，主微处理器(μP)110通过发送和接收命令和数据控制该系统，该串行数据总线I2CBUS采用众所周知的I2C串行数据总线协议。具体来说，响应用户经例如IR遥控器125和IR接收器122提供的命令，在μP110之内的中央处理单元(CPU)112，执行存储器内的控制程序，该存储器是诸如图1中所示的EEPROM127。例如，启动在遥控器125上的“CHANNEL UP”的功能，使CPU112经串行数据总线I2C BUS，随同频道数据一起发送“改变频道”命令至调谐器105。结果，调谐器105调谐频道扫描表中的下一个频道。
CPU112通过μP110之内总线119，控制μP110之内所含的功能。具体来说，CPU112控制基本辅助数据处理器115和屏幕显示(OSD)处理器117。辅助数据处理器115从电视信号中提取包含了V-小片数据的辅助数据，该辅助数据是诸如封闭字幕数据、StarSight数据、以及XDS数据。OSD处理器117按常规方式操作产生R、G和B视频信号OSD_RGB，当该OSD处理器117与显示装置耦合时，就将产生表示了诸如图形和/或文本的屏幕显示信息的一种显示图像。OSD处理器117还产生控制信号OSD_FSW，打算控制一个快速开关，用于当将要显示一种屏幕显示时及时地将信号OSD_RGB插入该系统视频输出信号。例如，当用户例如通过启动遥控器125上的特定开关，启动封闭字幕时，CPU112启动处理器115和117，以使处理器115从视频信号PIPV的行21间隔中提取封闭字幕数据。处理器117产生表示该封闭字幕数据的信号OSD_RGB。处理器117还产生信号OSD_FSW，指示将要显示该封闭字幕的时间。
CPU112还控制辅助数据解码器115提取StarSight数据。通常StarSight数据仅从一个特殊的电视频道中接收，并且该电视接收机必须调谐该频道以提取该StarSight数据。为了防止StarSight数据的提取干扰该电视接收机的正常使用，CPU112通过仅在当通常不使用该电视接收机的时候的一段时间阶段中(例如，200AM)，才调谐该特殊频道，CPU112初始化该StarSight数据的提取。此时，CPU112如此地配置解码器115以便从诸如行16的水平行期间中提取辅助数据，行16用于StarSight数据。CPU112控制提取的StarSight数据的传送，使它从解码器115中经I2C BUS传送至StarSight模块160。在该模块之内的一个处理器把该StarSight数据格式化并存储在该模块内。响应正在激活的该StarSight节目指南显示数据(例如，用户激活在遥控器125上的特殊键)，CPU112把格式化的该StarSight节目指南显示数据从StarSight模块160经I2C BUS传送至OSD处理器117，该OSD处理器117生成用于形成该StarSight节目指南显示所需的图形和文本信号。
当启动V-小片数据处理时，例如，用户经遥控器125选择一个特殊级别限制来启动V-小片数据处理时，CPU112使辅助数据处理器115提取数据XDS，具体来说，提取V-小片数据。CPU112连续地监视该收到的V-小片数据，以确定在电视信号中所含的编制电视节目的内容(例如，级别、节目题目、节目类型等)。作为一典型例子，CPU112监视该收到的V-小片数据，并把该收到的编制节目信息与一种用户选择的级别限制相比较。如果一种特殊节目或场景的级别是不能接受的，则CPU112把控制信号经I2C BUS发送至PIP单元140，该PIP140按如下所述的方式改变已显示的图像。
与该图像改变有关的V-小片，可以包括消隐该图像直至接收到了表示接收的节目(或场景)具有容许的级别的级别数据为止。除了消隐该图像以外，CPU112可以让OSD处理器117产生一个代表一种文本消息的信号OSD_RGB，该文本消息将显示在消隐的图像上，指示例如改变该图像的理由和预期的时间。针对与该图像改变有关的V-小片所称的消隐图像可以包括通过诸如兰屏幕的特殊色的屏幕代替该正常的视频节目显示，用或不用一种显示的消息代替该正常的视频节目显示；或者，显示诸如特殊场景或插图的一种预定的固定的图像；或者显示在存储器中所存储的一系列预定的图像。作为消隐图像的另一种方式，CPU112让调谐器105选择不同的频道，例如，如果预期该V-小片干扰将持续长的阶段(有关的节目非有关的场景)。用户通过屏幕显示设置菜单，可以选择任何的或全部的上述的希望的选项。
视频信号处理器(VSP)155进行常规的视频信号处理功能，诸如亮度和色度处理功能。VSP 155产生的输出信号适合于与显示装置相耦合，例如，电子显象管或LCD装置(图1未示)，用于产生一个显示的图像。VSP 155还包括一个快速开关，用于一旦该显示的图像将包含图形和/或文本时就把OSD处理器117生成的信号及时地耦合到输出视频路径上。该快速开关受控制信号OSD_FSW的控制，一旦将显示文本和/或图形的时候，在主微处理器110中的OSD处理器117，就生成该控制信号OSD_FSW。
VSP 155的输入信号是从画中画(PIP)单元140输出的一种信号PIPV。当用户启动PIP模式时，信号PIPV代表在一种大的画面中插入小的画面(小像素)。当该PIP模式是无效时，信号PIPV代表仅为该大像素，即，在信号PIPV中没有小像素信号。PIP单元140的功能使该PIP单元140进行的所述的操作包括视频切换器142、I2C接口141、主&PIP处理器144以及RAM 145。在用户的控制下，操作视频开关器142，以便确定把两个输入视频信号VIDEO和VIDEOIN耦合至PIP单元140之内的该大和小像素信号LPIXV和SPIXV。通常，视频开关器142把CV1、CV2、SV1和SV2中的一个耦合至信号LPIXV，而把该四个信号中的另外一个耦合至信号SPIXV，但视频切换器142能够交换这些连接，或把一个输入信号既耦合至大画面信号线也耦合至小画面信号线。如上所述，每个信号SV1和SV2包括分离的亮度和色度信号。这样，选择该S-视频输入就要求切换器142把与该特殊的S-视频信号有关的这两个信号都耦合至主&PIP处理器144。I2C接口141在I2C BUS与PIP单元140内的功能之间进行双向控制和数据交换。因此，主μP110就能够经I2C BUS控制切换器142和主&PIP处理器144的操作。
当启动PIP处理时，主&PIP处理器144按常规方式行使该PIP功能。简要来说，处理器144通过模拟—数字转换器(ADC)把信号SPIXV转换成数字数据，这些模拟—数字转换器(ADC)包含在该主&PIP处理器144中。亚采样该数字数据，以便减少数据数量并减少显示的小画面图像的大小。把该亚采样的数据存储在RAM 145中直至该小画面的显示周期为止，在该显示周期中，从RAM 145中读出该存储的小画面数据，并经数字—模拟转换器(DAC)转换成模拟小画面信号，这些数字—模拟转换器(DAC)包含在该主&PIP处理器144中。在该小画面的显示周期期间，在该处理器144中所含的一个切换器包括在信号PIPV中的模拟小画面信号。
到目前为止已经说明的图1所示的系统的特征的典型实施例，还包括SGS-Thomson Microelectronics生产的ST9296微处理器，用于提供与μP110对应的功能；Mitsubishi生产的M65616画中画处理器，用于提供与PIP处理器140对应的所述的基本功能；以及，Sanyo生产的LA7612视频信号处理器，用于提供VSP 155的功能。根据本发明的各方面，图1中的PIP单元140还包括第二辅助数据处理器(或解码器)143。如下所述，解码器143解码在该小像素信号中所含的辅助数据，即在信号SPIXV中所含的辅助数据。从信号SPIXV中解码的数据，诸如V-小片、封闭字幕数据或StarSight数据，被缓冲并经I2C BUS传送至μP110，以便在CPU 112的控制下进行后面的处理。除了如上所述的处理器143的与提取和缓冲辅助数据的处理有关的功能以外，处理器143还提供了产生与该小画面信号对应的封闭字幕数据的显示的功能，即提供了PIP字幕的功能。在下述的美国专利申请中详细地描述了图1中系统的尤其涉及该PIP字幕的特征系列号08/770,770、名称“在多重图像显示中用于定位辅助信息近似一种辅助图像的方法和装置”；系列号08/769,331、名称“用于为文本显示提供调制的上卷率的方法和装置”；以及系列号08/769.332、名称“重新格式化在电视信号中所包含的辅助信息的方法和装置”，所有这些均以Mark F. Rumreich等人的名义与本申请同日申请的，并在此引作参考。
图2显示出图1中PIP单元140的部分的更详细的实施例，尤其是视频切换器142和主&PIP处理器144的更详细的实施例。在图2中，复合视频输入CV1和CV2以及S-视频输入SV1(包括亮度信号SV1-Y和色度信号SV1-C)和SV2(包括亮度信号SV2-Y和色度信号SV2-C)，通过耦合电容203，与模拟切换器210和212交流耦合。切换器210选择供主复合视频信号处理通道进行处理的一个复合视频信号。切换器212选择供辅助复合视频信号处理通道进行处理的一个复合视频信号。根据用户经例如图1中遥控器125所选择出的一个视频信号处理通道，控制切换器210和212。主μP110经I2C总线把该用户选择通知在单元140中的切换器210和212。
主复合视频信号处理通道提供诸如复合视频信号的亮色分离的功能。如果用户把S-视频信号选为主图像的源，则不需要进行亮色分离，并且，S-视频亮度和S-视频色度输入信号经切换器240旁路该复合视频信号处理通路。不过，从复合视频信号处理通路中的复合视频信号中，获得并处理诸如色同步的信息。对于S-视频信号来说，也需要色同步信息，并且借此，加法器205和207分别合并SV1和SV2，合并亮度和色度信号，以便从S-视频分量中生成复合信号。当把S-视频信号源选择为信号源时，切换器210和212选择这些与S-视频有关的复合信号，供复合视频信号处理通路进行处理。
在主画面复合视频信号处理通道中，切换器210的输出耦合至8比特模拟至数字转换器(ADC或A/D)215，产生一种代表来自切换器210的模拟输出的数字。梳状滤波器220滤波来自A/D 215的数字化复合信号输出，以产生数据亮度(Y)和色度(C)分量。
根据本发明的一个方面，在消隐控制单元230中，处理来自梳状滤波器220的数字亮度Y和色度C分量，以便如下所述地进行主画面的消隐。简要来说，可能需要消隐主画面，例如，如果经图1中的主μP110处理的级别信息(V-小片信息)指示出当前的视频节目超出当前的级别限制，该当前的视频节目由图1中的信号PIPV的主信号分量来表示。如果这样，主μP110经I2C总线发送信号MAIN_BLANKING至图1中的单元140，并作为响应，消隐控制230改变主画面Y和C信号，因此改变了显示的图像的主画面区域。这种改变的可能的形式包括消隐或显示一种预定的图像，诸如一个插图，它可以向用户指示出该消隐的理由。
来自消隐控制单元230的Y和C输出，耦合至各自的数字-至-模拟转换器(D/A或DAC)235和237。产生的模拟Y和C信号经滤波器236，耦合至上述的S-视频切换器240。切换器240受切换器控制单元245的控制，选择来自主画面复合视频信号处理通路的SV1或SV2亮-色信号对或亮-色输出信号对。切换器240的输出提供该主画面视频信号。依据本发明的一个方面，如果需要改变时，例如，需要响应V-小片数据进行消隐时，运行切换器控制单元245和切换器240，进行该S-视频信号的改变。下面进行切换器控制单元245和切换器240的详细描述。
由切换器240选出的亮-色信号分量，向覆盖切换器260提供一个Y-C输入对。该切换器260合并来自辅助复合视频信号处理通路(图2中PIP图像处理通路)的辅助图像信号与该主画面信号，以产生与图1中信号PIPV对应的亮-色信号对。信号PIPV包括两个分量一个在主画面区间的期间出现，代表该主画面；另一个在辅助图像区间的期间出现，代表该辅助图像。切换器260受来自图2中处理器250的信号FSW(快速开关)的控制，以便在与显示区间相符的期间，把该主和辅助图像信号插入到信号PIPV中。当耦合至一种显示设备时，诸如经图1中的视频信号处理器155耦合至一个显象管时，就生产了一个显示，有一个区域显示出在该主画面信号中所包含的一个视频节目，有第二区域显示出在该辅助图像信号中所包含的一个视频节目。
在辅助复合视频信号处理通路中，来自切换器212的模拟输出，耦合至A/D 217，该A/D 217产生一个耦合至处理器250的数字信号。处理器250产生一种辅助图像信号，诸如按上述的方式图1中主和辅助PIP处理器144产生的一种PIP图像信号。处理器250还包括定时电路，用于当辅助图像信号应当插入到主画面中并产生信号FSW使切换器260在适当的时间插入该辅助图像信号时，保持跟踪。
来自处理器250的该亮和色输出信号，分别耦合至D/A转换器352和354中，该D/A转换器352和354分别生成模拟亮度和色度信号。这些代表该辅助图像的模拟信号，经滤波器253耦合至覆盖切换器260的输入端。
图2中所示的系统还包括定时发生器270。定时发生器270处理主画面的复合同步信号分量，以生成定时信号，该定时信号用于控制图2中的各种各样操作。例如，定时发生器270包括常规的同步分离电路，该同步分离电路用于产生控制像素和行计数器的水平和垂直同步信号。该像素和行计数器值用于确定生成用于插入该辅助图像的信号FSW的时间。
根据本发明的一方面，由定时发生器270生成的该像素和行计数器值，还用于控制消隐控制单元230。本发明已经认识到应当仅在视频信号的一部分的期间，才出现消隐控制单元230所进行的主画面的改变。具体来说，应当仅在有效画面周期的期间，而不是在当同步信息存在的视频信号中，例如垂直和水平同步周期的期间，出现视频信号的改变。如上所述，同步信息的改变可能妨碍诸如在偏转电路所包含的锁相回路的电路规律地运行。具体来说，在同步峰值间隔期间，希望禁止视频信号的改变。
图3A和3B示出由图2中的消隐控制单元230所提供的希望的信号改变功能的操作。具体来说，图3A示出在水平周期期间所希望的正在消隐信号的特性。合并图3A中的正在消隐信号与未消隐的视频信号，就产生了图3A所示的已消隐的视频信号，在该信号的有效视频部分期间，该已消隐的视频信号包括了该视频信号的改变。在每行周期的水平同步和色同步部分期间，不出现视频信号的改变。
图3B示出在垂直回扫间隔期间，所希望的正在消隐信号的特征。具体来说，该正在消隐信号禁止在该垂直回扫周期期间改变该视频信号，以便恢复该垂直同步信息。另外，防止在垂直回扫期间改变视频信号，扩展到可能包含了辅助信息的诸如行21的行周期。结果，维持了必需的诸如XDS数据(V-小片信息)的辅助信息。
图4示出在图2中消隐控制单元230的实施例，该消隐控制单元230包含用于提供图3A和3B中所示的希望的消隐特征的功能。在图4中，像素计数信号PIX_CNT和行计数信号LINE_CNT，分别输入至比较器410和420。信号PIX_CNT指示在显示中目前的水平位置，即在特定行周期之内，目前的水平位置，而信号LINE_CNT指示在显示中目前的垂直位置。比较器410产生选通信号H_GATE，当该像素计数是在15至204之间时，激活该选通信号H_GATE(例如，如图4中逻辑1)。位于该范围中的该像素计数，指示在一行之内的目前位置是在有效视频的期间。即，小于15或大于204的像素计数，对应于水平同步和色同步周期。类似，比较器420产生选通信号V_GATE，当该行计数指示目前垂直位置在24至258之间时，该选通信号V_GATE激活。即，小于24或大于258的行计数，对应于垂直消隐或在过扫描区域之内诸如行21的一行周期，该区域包含了需要的辅助信息。在块410与420中实现的该像素计数和行计数的范围是典型的，并能够改变为定义不同的垂直和水平周期的部分。
与(AND)门430把控制信号MAIN_BLANKING与信号H_GATE和V_GATE相合并，产生信号BLANK_ACTIVE，当启动消隐时，该信号BLANK_ACTIVE为逻辑1。信号BLANK_ACTIVE是控制比特，是由图1中主μp110产生并经I2C总线送至图1中PIP单元140。当需要消隐时，激活信号MAIN_BLANKING(处于逻辑1)，例如，当图1中处理器115所解码的辅助数据，指示在主画面中所显示的该视频节目或场景的级别，超出用户-规定的级别限制时，激活信号MAIN_BLANKING(处于逻辑1)。AND门430互相选通信号H_GATE和V_GATE，以生产信号BLANK_ACTIVE，使得仅当在主画面信号的有效视频部分期间，才激活该信号BLANK_ACTIVE。这样，信号BLANK_ACTIVE提供所需的正在消隐信号特性，在图3A和3B中描述了该所需的消隐信号特性。
通过控制图4中的多路复用器(即，“MUX”)460和470，信号BLANK_ACTIVE控制主画面色度和亮度信号的消隐。为了控制色度消隐，信号BLANK_ACTIVE直接控制MUX，把0或者信号COMBED_C(来自图2中梳状滤波器220的色输出)耦合至信号C_BLANKED，它表示来自图2中消隐控制单元230的色输出信号。信号BLANK_ACTIVE上的逻辑1就选择0，就消隐主画面色度输出。该色消隐电平也可以是除0之外的其他值。例如，该色消隐电平可以由参考色载波代替，它表示特殊色，诸如兰色，如果在消隐期间希望有色的屏幕时。换言之，例如图1中主μp110，就能够经I2C总线控制该色消隐电平。
为了控制亮度消隐，信号BLANK_ACTIVE经AND门450控制MUX460，把消隐电平MAIN_BLANKING_LEVEL或者信号COMBED_Y(来自图2中梳状滤波器220的亮度输出)，耦合至信号Y_BLANKED，它表示来自图2中消隐控制单元230的亮度输出信号。信号MAIN-BLANKING-LEVEL是主画面消隐电平，图1中主μp110经I2C总线控制该主画面消隐电平。根据本发明的一个方面，除了比较器440，在图4中所示的实施例中还包含了与门450。
具体来说，在诸如跟着一个频道变换的条件的期间，像素和行计数PIX_CNT和LINE_CNT，并不精确地指示出视频信号的有效范围。如果以此时间启动消隐，则会非所希望地消隐了同步信息，致使诸如某锁相环的电路不能如上所述地实现锁相。如果亮度电平(信号COMBED-Y)小于预定的低电平(图4中32)，比较器440就以一种有效电平(图4中逻辑1)产生一个信号。该低电平用于检测主画面视频信号的同步信号分量中同步头的电平。比较器440的输出端的有效电平，指示出目前的亮度值是同步头，即，是重要同步信息，应当不被消隐掉。该比较器440的输出耦合至与门450的反相输入端，于是，无论信号BLANK_ACTIVE的状态如何，比较器440的输出端的有效电平，都使得输入MUX 460的控制输入将为0，因此不能进行消隐。结果，在同步头期间，将一定把信号COMBED_Y耦合至信号Y_BLANKED。
图5A和5B示出图2中S-视频切换器240和切换器控制单元245的实施例。在图5A中，MUX 510和MUX 520实现切换器240的功能。在图5中通过把信号Y_BLANKED、SV1_Y及SV2_Y之一耦合至信号Y，MUX 510产生用于切换器240的亮度输出信号，在图5中该信号Y对应于图2中来自切换器240的Y输出。类似地，在图5中通过把信号C_BLANKED、SV1_C及SV2_C之一耦合至信号C，MUX 520产生用于切换器240的色度输出信号，在图5中该信号C对应于图2中来自切换器240的C输出。MUX 510和520受来自切换器控制单元545的信号S1和S0的控制，该切换器控制单元545基本上对应于图2中切换器控制单元245。
切换器控制单元545包括数字电路，该电路响应三种信号，即，信号MAIN_BLANKING、SW1及SW0，产生MUX控制信号S1和S0。信号MAIN_BLANKING与上述的图4所述的相同名称的信号相同，并当需要消隐时由图1中主μP110来生成。信号SW1及SW0也是由图1中主μP110生成的，并指示出用户已经选出的该主画面视频信号源。(例如，使用图1中遥控器125)。当在信号MAIN_BLANKING的情况下，信号SW1及SW0经I2C总线提供给切换器控制单元545。
图5B示出定义图5A中切换器控制单元545的操作的“真值表”，用于从信号MAIN_BLANKING、SW1及SW0中产生信号S1及S0。根据本发明的一方面，图5B示出切换器控制单元545使MUX 510和520从复合视频信号通路(即，经梳状滤波器)中选择信号Y_BLANKED和C_BLANKED，当对于所有的信号源激活消隐时(信号MAIN-BLANKING处于逻辑1)。即，即使已经把S-视频信号通路选为主画面信号源，主画面消隐的激活，仍然激活图2中消隐控制单元230，并导致将选择该复合视频信号处理通路，来提供该已消隐的主画面信号。该特征有利地使S-视频通路不需要额外的消隐电路。
根据本发明的另一方面，图6示出进行改变辅助图像的一种功能的实施例，诸如，与上述的改变主画面相独立地，在画中画(PIP)显示中，消隐小画面的实施例。在图1的典型的PIP系统中，可能需要改变一个PIP图像，例如，当该PIP视频信号的辅助信号分量中级别信息，指示出PIP视频节目的内容超出了用户预定的级别限定时，可能需要改变该PIP图像。不过，在主画面中所显示的视频节目，可能没有超出用户预定的级别限定，因此不必消隐该主画面。
如上所述，图1中上述的系统包括第二辅助数据处理器143，它与主要(主画面)辅助信息处理器115相独立地操作，以对在PIP视频信号中所含的辅助数据解码。来自处理器143的用于分析的辅助信息经I2C总线，与主μP110通信，该辅助信息用于分析诸如在PIP视频节目中所含的视频节目超出了级别限定的级别信息的比较。如果该辅助信息指示出PIP视频节目超出了级别限定，则通过主μP110产生诸如图6中信号PIP_BLANKING的控制信号，激活该PIP图像的消隐。在图6中从主μP110经I2C总线把该控制信号输出到PIP消隐控制电路。
图6中所示的典型的PIP消隐实施例包括两个21MUX 610和620，这些MUX 610和620包含在图2中PIP处理器250中，并如上所述地受到信号PIP_BLANKING的控制。MUX 610产生信号PIP_Y_BLANKED，对应于PIP处理器250的亮度输出。在正常PIP操作中，不激活信号PIP_BLANKING(处于图6中逻辑0)，而通过MUX610把信号PIP_Y(在消隐之前PIP视频信号的亮度分量)耦合至信号PIP_Y_BLANKED，产生了PIP视频信号。当激活PIP图像的改变时，信号PIP_BLANKING变得有效(处于图6中逻辑1)，而MUX 610把PIP亮度消隐电平信号PIP_BLANKING_LEVEL耦合至信号PIP_Y_BLANKED。
按与所述的MUX 610的相似的方式，操作MUX 620，并由MUX 620产生信号PIP_C_BLANKED，该信号PIP_C_BLANKED对应于PIP处理器250的色度输出。在正常PIP操作期间，当不激活信号PIP_BLANKING时，MUX 620把信号PIP_C(在消隐之前PIP视频信号的色度分量)耦合至信号PIP_C_BLANKED。当激活信号PIP_BLANKING时，一个固定的色消隐电平0耦合至信号PIP_C_BLANKED。尽管图6中示出了一种固定的电平0，但该色消隐电平可以用参考色载波代替，该参考色载波表示一种特定色，诸如兰色。另外，可以由一种电路产生该色消隐电平，该电路受μP110的控制，因此在微处理器的控制下，就能够改变该色消隐电平。另外，除了如图6中所示的进行的色消隐以外，可以在色调制之前就消隐色，例如，通过用0或用表示一种特殊色的信号来代替R-Y和B-Y信号。
从图4和图6的前述中，运行主和辅助图像改变功能的典型实施例，能够独立地受μP110的控制，响应各自的控制信号MAIN_BLANKING和PIP_BLANKING。因此，所述的系统可用于在所需要的多重图像显示中独立地进行主和辅助图像的改变。
权利要求
1.装置包括产生装置(155)，用于产生输出信号，该输出信号具有第一信号分量，代表在第一视频信号中所包含的第一视频节目，以及具有第二信号分量，代表在第二视频信号中所包含的第二视频节目；所述输出信号适于耦合至一种用于产生一种图像的显示设备，该图像具有分别代表所述第一和第二视频节目的第一和第二区域；以及控制装置(110)，用于改变所述输出信号，以使所述输出信号的所述第一信号分量代表在所述第一视频信号中所包含的除了视频节目信息以外的视频信息，以及使所述输出信号的所述第二信号分量代表所述第二视频节目。
2.如权利要求1的装置，还包括处理器(112)，用于处理在所述第一视频信号中所包含的辅助信息，以便确定所述第一视频节目的内容；所述控制装置耦合至所述处理器，用于响应所述第一视频节目的内容，改变所述输出信号的所述第一信号分量。
3.如权利要求2的装置，其中所述在所述第一视频信号中所包含的除了视频节目信息以外的所述视频信息，至少代表了消隐图像、消息以及一种预定图像之一。
4.如权利要求3的装置，其中所述控制装置包括用于仅当所述第一视频信号的第一部分的期间才改变所述输出信号的装置。
5.如权利要求4的装置，其中所述视频信号的所述第一部分包含有效视频信息，并除去在所述第一视频信号中所包含的同步信息和辅助信息。
6.如权利要求5的装置，其中所述控制装置包括用于检测在所述第一视频信号中所包含的所述同步信息的峰值的装置；所述控制装置响应检测到的所述峰值，用于在包含了所述峰值的一个周期的期间防止改变所述输出信号的所述第一信号分量。
7.如权利要求6的装置，还包括一个显示设备；以及所述第一图像区域对应于在多重图像显示中主图像和辅助图像之一；以及所述第二图像区域对应于在多重图像显示中主图像和辅助图像之中的另外的一个。
8.如权利要求7的装置，其中所述辅助图像包括PIP图像和POP图像之一。
9.装置包括显示装置；视频信号处理通道(155)，用于处理第一和第二电视信号，以产生一种输出信号，该输出信号具有第一信号分量，代表在第一电视信号中所包含的第一电视节目，以及具有第二信号分量，代表在第二电视信号中所包含的第二电视节目；所述输出信号耦合至用于产生一种显示图像的所述显示设备，该显示图像具有分别代表所述第一和第二电视节目的第一和第二区域；以及第一处理器(115)，处理在所述第一电视信号中所包含的第一辅助信息，以便确定所述第一电视节目的内容；第二处理器(143)，处理在所述第二电视信号中所包含的第二辅助信息，以便确定所述第二电视节目的内容；以及控制装置(110)，响应所述第一辅助信息，用于改变所述输出信号的所述第一信号分量，所述第一辅助信息指示出所述第一视频节目包含了第一类型的内容，以及响应所述第二辅助信息，用于改变所述输出信号的所述第二信号分量，所述第二辅助信息指示出所述第二视频节目包含了第二类型的内容；所述控制装置相互独立地改变所述输出信号的所述第一和第二信号分量。
10.如权利要求9的装置，还包括用于产生定时信号的定时发生器(270)，该定时信号用于指示出所述第一电视信号的第一部分以及用于指示出所述第一电视信号的不包含所述第一部分的第二部分；所述控制装置响应所述定时信号，用于仅当第一电视信号的所述第一部分期间才改变所述输出信号的所述第一信号分量。
11.如权利要求10的装置，其中所述第一电视信号的所述第一部分包含了有效视频信息以及所述第二部分包含了同步信息和辅助信息。
12.如权利要求11的装置，其中所述控制装置包括用于检测在所述第一视频信号中所包含的所述同步信息的峰值的装置；所述控制装置响应检测到的所述峰值，用于在包含了所述峰值的一个周期的期间防止改变所述输出信号的所述第一信号分量。
13.如权利要求12的装置，其中所述第一图像区域对应于在多重图像显示中主图像和辅助图像之一；以及所述第二图像区域对应于在多重图像显示中主图像和辅助图像之中的另外的一个。
14.如权利要求13的装置，其中所述辅助信息包括PIP图像和POP图像之一。
15.如权利要求14的装置，其中所述控制装置改变所述输出信号，以使所述输出信号的所述第一信号分量至少代表了消隐图像、消息以及一种预定图像之一。
16.处理一种视频信号的装置，该视频信号具有代表视频节目的第一信号分量以及代表了指示出所述视频节目内容的辅助信息的第二信号分量，所述装置包括视频信号处理通道(212、217、250)，用于处理第一制式的所述视频信号；视频信号路径(210、215、220、230)，用于提供第二制式的所述视频信号；包含在所述视频信号处理通道之中的控制装置(110)，响应所述辅助信息，用于改变所述第一信号分量，以产生一种已改变的信号分量，所述辅助信息指示出的所述视频节目包含有特定内容；以及装置(260)，用于当要采用按所述第一制式的所述视频信号时把所述视频信号处理通道耦合至一个输出信号路径；用于当要采用按所述第二制式的所述视频信号时把所述第二信号路径耦合至所述输出信号路径；以及用于当要采用按第二制式的所述视频信号并且所述视频节目包含有所述特殊内容时把所述视频信号处理通道耦合至所述输出信号路径，以便用所述已改变的信号分量代替所述第一信号分量的一部分。
17.如权利要求16的装置，还包括用于产生定时信号的定时发生器，该定时信号用于指示出所述视频信号的第一部分以及用于指示出所述视频信号的除所述第一部分以外的第二部分；所述控制装置响应所述定时信号用于仅当所述视频信号的所述第一部分期间才改变所述输出信号的所述第一信号分量。
18.如权利要求17的装置，其中所述视频信号的所述第一部分包含有效视频信息而所述第二部分包含同步信息和所述辅助信息。
19.如权利要求18的装置，其中所述控制装置包括用于检测在所述第一视频信号中所包含的所述同步信息的峰值的装置；所述控制装置响应检测到的所述峰值，用于在包含了所述峰值的一个周期的期间防止改变所述第一信号分量。
20.如权利要求19的装置，其中所述第一视频信号制式包括复合视频信号制式；以及所述第二视频信号制式包括S-视频信号制式。
全文摘要
用于消隐在多重图像显示中,例如在消隐PIP或POP显示中的主和辅助图像的视频信号处理系统,该消隐可以是V－小片功能的一部分,其中响应辅助信息,诸如响应XDS数据,出现消隐处理,该XDS数据包含在视频信号中,指示编排电视节目的内容。仅在有效视频期间出现主图像消隐处理,以便防止无用同步信息。在一种从各种各样的视频信号中,例如从复合视频信号和S－视频信号中产生该主图像,需要分离的信号处理路径的系统中,只须在单一的信号路径上设置主图像消隐。无论该主图像是由何种信号提供的,都激活该消隐功能并选择与之对应的信号路径来进行主图像消隐。
文档编号H04N7/173GK1246237SQ97181821
公开日2000年3月1日 申请日期1997年12月10日 优先权日1996年12月19日
发明者M·F·鲁姆雷希 申请人:汤姆森消费电子有限公司