专利名称：一种具有图像重现及模拟对话功能的方法及装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及编码及计算机应用。
目前，声像技术已广泛地应用于语言教学这一领域中。它的工作方式是在声像播放装置与监视器之间用视音频线连接，或用射频线连接，并将声像记录介质在播放装置播放，于是该介质上的图像和声音信号便可在监视器上得到重现。外语教学采用这种方式，生动形象，情景感强，可使读者在听力、跟读、单词记忆或语法方面受到训练。但是，这种方式无法营造使读者亲自参与，亲自开口讲话的语言环境，限制了对话练习的有效展开。
本发明的目的在于提供一种在上述方式的基础上开发的一种具有图像重现及模拟对话功能的方法及其装置，所用的声像记录介质录有经过处理的角色人物之间对话的声音，图像信号，使用者通过一识别控制装置，可以随意切除或保留节目中参与对话的某角色人物的声音，同时利用麦克风模拟此角色的声音参与对话，整个过程犹如使用者代替节目中某角色的声音参与对话一样。
本发明的技术方案是这样来实现的一种具有图像重现及模拟对话功能的方法及装置
，其特征在于该方法包括下述步骤1)预先录制一种可以播放的声像记录介质，使该介质中的角色人物开始讲话之前的视频信号的场消隐期及其之后的若干预定的场消隐期内被叠加上该角色的编码脉冲；2)播放上述声像记录介质，同时将其视频信号分作两路，分别送监视器及上述装置，即识别控制装置；3)识别控制装置分离出场同步脉冲及角色编码脉冲，并将其送带存储器的微处理系统；4)微处理系统执行程序，并通过a)将角色编码脉冲翻译成角色编号；b)读入角色声音控制的开关信号；c)输出控制量，控制角色人物的音频信号的通断；5)麦克风拾音，信号放大后送监视器，使其重现图像及形成模拟对话。
本发明的技术方案还在于一种具有图像重现及模拟对话功能的方法及其装置，其特征在于该装置包括下述系统1)场同步分离电路系统，用以分离视频信号中的场同步脉冲，送给微处理系统；2)编码检出电路系统，用以分离视频信号中的角色编码脉冲，送给微处理系统；3)角色声音控制开关，由使用者设定开关状态，信号送微处理系统；4)音频开关电路系统，接受播放装置的音频输出，其输出端接到监视器或射频调制器的音频输入端，其控制端则连到微处理系统；5)麦克风及音频放大电路系统，用以拾取使用者的声音信号，放大后送给监视器或射频调制器；6)带内存的微处理器，按程序对上述输入信号进行处理，以其输出量对角色音频信号进行通断控制。
本发明的技术方案是这样实现的，一种具有图像重现及模拟对话功能的方法及其装置，其特征在于所说的声像记录介质上叠加有与其角色人物相对应的角色编码脉冲，通常都叠加在视频信号的场消隐期内。
为了实现本发明的技术方案，对于角色(信号)的编码可以采用以具有相同脉宽的脉冲个数或者单个脉冲的不同脉宽的两种方式加以表征。当然，也可以采用其它适用的方式编码，相应地在上述装置的结构上应作出解码设计。编码设计应满足多个角色的需要，但一般情况下，角色人物还是以两个居多。
为了实现图像重现及模拟对话，角色编码除了角色人物之外，还应包括对无角色对话时的非角色声音信号的编码。
本发明技术方案的实现还包括上述装置中的编码检出电路由箝位电路及比较器电路组成。该箝位电路将视频同步头箝在一固定电平，再与另一固定电平一起输入到比较器，比较器的输出则被接到微处理系统。
为了实现图像及模拟对话，必须使用经过处理的声像记录介质，该记录介质可以是录像磁带也可以是激光影碟。
与现有的技术相比较，本发明提供的方法及其装置的优点是显而易见的，逼真的效果，现实的语言环境，将为学习者提供极大的方便。本装置可以单独使用，也可将其主要线路放在播放装置或监视器中。
本发明的最佳实施方案见实施例。下面，结合附图对实施方案作进一步详细说明。
图1是本发明实施例1的场消隐期叠加编码示意图。图2是本发明实施例1具体编码表。图3是本发明的系统连接图。图4是本发明实施例1识别控制装置框图。图5是本发明实施例1识别控制装置电路原理图。图6是控制量输出逻辑表。图7是实施例1编码翻译及控制程序框图。图8是实施例2的场消隐期叠加编码示意图。图9是实施例2编码翻译及控制程序框图。
图1是本发明实施例1的场消隐期叠加编码示意图。事实上，普通声像记录介质记录的视频信号的场消隐期是可以叠加进符合要求的附加信号而不影响图像质量的，本发明正是利用这一点，在录制对话节目时采取了在某些预定的场消隐期内叠加进特定的编码脉冲的作法，目的是采用这些编码脉冲代表对话双方或多方在某段时间内是哪个角色在讲话，事先给这些角色人物编号，不同的编码脉冲便代表不同的角色编号。对话节目中，对于时间较长的没有角色人物讲话的情况，如二人之间对话时其它人的插话或一些背景音响、音乐等，称为非角色状态，也要用特定的编码代表，在识别时才不会与角色人物讲话的情况混淆。
本实施例是用相同咏宽的脉冲个数代表这些情况的。一个具体的编排如图2所示，非角色状态由1个脉冲表示，角色1由2个脉冲表示，以此类推，角色n由(n＋1)个脉冲表示。因为多数对话在二人之间展开，所以多数情况只分角色1和角色2，本实施例即属此例，而且哪个编号对应哪个角色人物，则完全是人为指定的。
图1中编码脉冲(2)叠加在电视信号(1)的场消隐期(3)中，编码脉冲幅值为1Vp-p，可以和标准电视信号匹配。
编码脉冲(2)叠加的具体位置为所代表情况开始时刻的场消隐期及以后的预定数目的场消隐期中。
图3是本发明系统连接图。本发明的声像记录介质放入播放装置(4)播放，播放装置(4)的视、音频输出接识别控制装置(5)的视、音频输入端，本识别控制装置(5)的视、音频输出接监视器(7)或射频调制器(6)的视、音频输入端，射频调制器(6)的输出接监视器(7)的天线插口。麦克风(8)接识别控制装置(5)的麦克风插口。
图(4)是实施例1的识别控制装置框图。识别控制装置由场同步分离电路(15)、编码检出电路(9)、角色声音控制开关电路(10)、微处理系统(11)、音频开关电路(12)、麦克风前置放大电路(13)、混合放大电路(14)组成。播放装置输出的视频信号分成两路，一路直接给监视器或调制器；一路又分成两路，其中一路经场同步分离电路(15)分离出场同步脉冲送至微处理系统(11)。一路经编码检出电路(9)将编码信号从视频信号中分离出来，送微处理系统(11)。微处理系统(11)执行程序，将编码信号翻译成角色编号，读入角色声音控制开关(10)的状态，经逻辑判断输出控制量给音频开关电路(12)的控制端，音频开关电路(12)的输入为播放装置的音频输出，音频开关电路(12)的输出作为混合放大电路(14)的一路输入，另一路输入为麦克风前置放大电路(13)的输出，混合放大电路(14)的输出接监视器或调制器的音频输入端。
使用者通过对角色声音控制开关(10)的设置，通知微处理系统(11)保留或切除某角色人物的讲话声音，同时利用麦克风讲话，并在监视器的扬声器中听到自已的声音，完成模拟对话过程。如果全部保留角色人物声音，则可欣赏图像和声音都完整无缺的对话节目。
图5是实施例1的识别控制装置电路原理图。整个电路包括1.场同步分离电路(15)由C1、R1、BG1、R2组成的复合同步分离电路和双D触发器74LS74、D1、R3、C2组成的场同步脉冲分离电路构成。利用行同步脉冲与场同步脉冲占空比不同的特点，用占空延时分离法分离出场同步脉冲。延时时间Δt＝R3C2须满足4.7us＜Δt＜30us，这是分辩占空比特征时间。分离出的场同步脉冲送至8751的中断申请口。每个场同步脉冲引发中断，通知微处理系统(11)场消隐期的到来，为翻译编码作准备。
2.编码检出电路(9)由C7、D3、R16、D2组成的视频箝位电路和比较器LM393(20)及一个由可变电阻R17构成的提供固定比较电平电路构成。由于二极管D2有约0.7V压降，所以参考点E如果直接接地，则视频信号同步头被箝在-0.7V，因此用R16、D3使E点电位为0.7V，这样同步头就被箝在0V上，为信号间比较提供了一个基准。
因为编码脉冲幅值为1Vp-p，所以如果在场消隐期间用介于0V和1V之间的某个电平，这里选0.6V，和视频信号作比较，由于编码脉冲1V高于视频信号的消隐电平0V，且高于比较电平0.6V，而比较电平0.6V又高于场消隐电平0V，故此时，比较器(20)输出的状态便反映了编码脉冲，亦即相当于将编码脉冲从视频信号中分离出来。该信号恰好是角色编码脉冲的反相信号，被送至微处理系统T0口。
3.角色声音控制开关电路(10)由K1、K2、R4、R5组成，一般只设两个角色声音控制开关，因为大多数对话是在两个角色间展开的。K1为角色1的声音控制开关，K2为角色2的声音控制开关。K1，K2接在使用位控方式的8751的P1口，R4、R5为下拉电阻，保证开关打开时，P10和P11为低电平。当K1闭合，P10＝“1”，代表使用者想切除角色1的声音；当K1打开，P10＝”0”代表使用者想保留角色1的声音，K2亦是如此。
4.微处理系统(11)采用8751，内部带2K的EPROM，翻译角色编码及控制程序存储其中。R6、C3、K3组成复位电路。系统复位后，自动初始化，然后等待场同步脉冲中断。中断申请后，中断程序对T0口输入的编码信号进行翻译，并根据K1和K2的状态，经逻辑判断输出控制量“0”或“1”。输出“0”代表保留声音，输出“1”代表切除声音。逻辑关系如图6所示。识别当前是非角色状态时，无条件保留声音；是角色1时，且当K1闭合，即P15＝“1”，则切除声音；当K1打开，输出P15＝“0”，保留声音。其它角色亦然。当没有任何编码信号时，原先的控制量不变。
C4、C5、Q1组成晶振电路为微处理器8751提供时基。
5.音频开关电路(12)由BG2、BG3、R10、R11、R12、R13组成。音频信号从B点输入，经C6隔直流后送至BG3基极。当P15＝“0”时，BG2截止，BG3、R12、R13组成射极跟随器，C点电位被拉至+5V，BG3导通，BG3发射极输出音频信号；当P15＝“1”，BG2导通，C点接地，BG3截止，BG3发射极无信号输出，此时相当于切除了声音信号。
6.前置放大电路(13)由R7、R8和运放LM324(21)组成，放大倍数由R7和R8比值决定。
7.混合放大电路(14)由R14、R15、R9运放LM324(22)组成，它的一路输入为音频开关电路(12)的输出，一路为前置放大电路(13)的输出，混合放大电路输出给监视器或射频调制器的音频输入端。
图7为实施例1编码翻译及控制程序框图。
开机后，主程序自动循环执行初始化程序A1，对时钟计数器T0和中断申请口into初始化，将T0置成计数方式并允许into中断，置into为边沿触发方式，然后等待中断申请。
场同步脉冲的下降沿触发into中断，执行中断子程序。首先，将计数器初始值清零，然后打开计数器T0。延时若干微秒，然后关闭计数器T0，旨在保证只在场消隐期内，而且是编码可能叠加的时间内打开T0，这样计数器T0内的计数值就是编码脉冲的个数，代表角色编号或非角色状态，而不会受图像信号的干扰。如果计数为零说明场消隐期内设有编码信号。
程序F1将T0的计数值翻译成角色编号，然后读取P10和P11状态，按图6的逻辑关系输出控制量，将P15置“1”或”0”。
子程序结束返回主程序，主程序继续循环执行初始化程序A1，等待下一个场同步脉冲的到来。
使用本发明进行模拟对话，只要连接好系统，将本发明的声像记录介质放入播放装置播放，监视器就会重现对话节目的影像和声音。如果使用者想模拟角色1讲话，将K1闭合，那么监视器只有图像而无角色1的声音，使用者利用麦克风可模拟角色1的讲话，如同代表角色1与其它角色对话一样，如果想模仿角色2，方法类似。无非断开K1，闭合K2就是了。
实施例2根据上述原理设计另一种形式的编码，如图8所示。这里采用一个方波脉冲(31)的脉宽代表角色编号，即场消隐期(30)中只叠加一个方波脉冲(31)，靠识别它的宽度区分各种情况。
一种编码应对应一种编码检出硬件电路及一个编码翻译程序，在实施例2中，硬件电路可以与实施例1一样，不同是编码翻译程序须另行设计。
图9是实施例2的编码翻译及控制程序框图。
开机后，主程序自动循环执行初始化程序A2，将T0置为计数器状态，允许T0溢出中断及into中断，并将T0溢出中断置为优先级高的中断，into中断置为优先级低的中断，即T0溢出中断可以打断into的中断处理子程序。置into为边沿触发方式，然后等待中断申请。
场同步脉冲的下降沿触发into中断，执行中断子程序。将T0初始值置为OFFH，这样只要再计一个脉冲就溢出。打开T0，并延时若干微秒，然后关闭T0。保证只在场消隐期间而且是编码可能叠加的时间范围内打开计数器，这样只有编码脉冲的下降沿使T0溢出中断，防止了图像信号的干扰。这段延时时间内，如果有编码脉冲，则触发高级的T0溢出中断。
T0溢出中断子程序中，先清累加器A，再检测T0口是否为“1”，如果不是“1”，说明正处于编码脉冲期间，则累加器A加1后再检测，由于执行累加器加1指令占用机器周期，所以中断溢出子程序返回时，累加器的数值就代表编码脉冲的宽度，即角色编号或非角色状态。如果没有申请T0溢出中断，说明场消隐期内没有编码信号。
余下的过程与实施例1类似，程序F2将累加器A中的数值翻译成角色编号或非角色状态，读取P10和P11状态，按图6的逻辑关系输出控制量，置P15为“1”或“0”。
into中断子程序结束返回主程序，主程序循环执行初始化程序A2，等待下一个场同步脉冲的到来。
当然，编码的形式不局限于上述两种形式，还可以是其它形式。硬件电路中的编码检出电路和程序中识别并翻译编码部分必须和这种形式对应，才能共同完成本发明的任务。
权利要求
1.一种具有图像重现及模拟对话功能的方法及其装置，其特征在于该方法包括以下步骤1.1预先录制一种可以播放的声像记录介质，使该介质中的角色人物开始讲话之前的视频信号的场消隐期及其之后的若干预定的场消隐期内被叠加上该角色的编码脉冲；1.2播放上述声像记录介质，同时将其视频信号分作两路，分别送监视器及上述装置，即识别控制装置；1.3识别控制装置分离出场同步脉冲及角色编码脉冲，并将其送带存储器的微处理系统；1.4微处理系统执行程序，并1.41将角色编码脉冲翻译成角色编号；1.42依据角色声音控制的状态及角色编号，输出控制量；1.43通过输出控制量控制角色人物的音频信号的通断；1.5麦克风拾音，将使用者的声音信号送监视器。
2.根据权利要求1所述的一种具有图像重现及模拟对话功能的方法及其装置，其特征在于所说的角色编码脉冲可以用相同脉宽的脉冲个数或单个脉冲的不同脉宽加以表征。
3.根据权利要求2所述的具有图像重现及模拟对话功能的方法及其装置，其特征在于所说的编码脉冲包括代表两个角色人物之间的并无对话时的非角色声音的编码信号。
4.一种具有图像重现及模拟对话功能的方法及其装置，其特征在于该装置包括下述系统4.1场同步分离电路系统，用以分离视频信号中的场同步脉冲，送给微处理系统；4.2编码检出电路系统，用以分离视频信号中的角色编码脉冲，送给微处理系统；4.3角色声音控制开关，由使用者设定开关状态，信号送给微处理系统；4.4音频开关电路系统，接收播放装置的音频输出，其输出端接到监视器或射频调制器的音频输入端，其控制端则连到微处理系统；4.5麦克风及音频放大电路系统，用以拾取使用者的声音信号，放大后送给监视器；4.6带内存的微处理器，按程序对上述输入信号进行处理，以其输出量对角色音频信号进行通断控制。
5.根据权利要求4所述的具有图像重现及模拟对话功能的方法及其装置，其特征在于所说的编码检出电路由箝位电路及比较器电路组成，箝位电路将视频同步头箝在一固定电平，再与另一固定电平一起输入比较器，比较器的输出则被接到微处理系统。
6.一种具有图像重现及模拟对话功能的方法及其装置，其特征还在于所说的声像记录介质上叠加有与其角色人物相对应的角色编码脉冲，通常被叠加在视频信号的场消隐期内。
7.根据权利要求6所述的一种具有图像重现及模拟对话功能的方法及其装置，其特征在于所说的声像介质可以是录像磁带或激光影碟。
全文摘要
本发明公开的是一种具有图像重现及模拟对话功能的方法及其装置，它包括识别控制装置及经过处理的视频信号场消隐期内叠加角色编码信号的录像带等声像记录介质。该装置从上述视频信号中识别并翻译角色编码，根据开关状态的设置来切除或保留某角色的声音，使用者可同时利用麦克风模拟此角色的声音，实现图像重现及模拟对话。操作简便，效果逼真，适用于家庭学习和娱乐，尤其是配合录像机、电视机进行外语辅助训练。
文档编号G11B20/00GK1144376SQ9410936
公开日1997年3月5日 申请日期1994年8月24日 优先权日1994年8月24日
发明者曹刚 申请人:曹刚