专利名称：视频重放速度改变时遮掩图像显示转变的方法
发明的领域本发明涉及一种在视频显示装置的不同显示模式之间转换时减少响应时间的方法，来自第一通道的图像信息以一种显示模式播放并且来自另一个通道的图像信息以另一种显示模式显示。本发明也涉及一种使用所述方法的视频显示装置。
发明的背景显示的图像信息在由以给定的速度从信息载波的信息轨迹读出的信息组成的通道中能够得到。在数字视频的情况下为了像模拟视频情况下习惯的那样改变视频显示装置的重放速度，各个通道能够被用于以更高的重放速度重放，即来自主通道以常规重放速度读出的信息不以不同的播放速度读出，而是根据选定的速度从次级通道读出。在这方面，需注意到在模拟视频(例如VHS)的情况下，用于更高速通道的信息轨迹形成常规重放速度的的信息轨迹的子集。在数字视频(例如D-VHS)的情况下，次级通道形成物理上分离的信息轨迹，该轨迹不以常规的速度读出并包含表示次级通道的图像信息。因为在次级通道中的信息有更低的图像质量并且因为信息轨迹被扫描地更快，所以对信息载波的附加存储容量上的要求相对较小。从而，有可能以来自存储在主通道中的信息的9Mb/s的质量构建图像。为了使例如2Mb/s的图像质量的该图像信息能以更高速度重放，例如±4x，±12x和±24x倍常规速度的前进和倒退速度，信息载波包含为此目的在次级通道中的特定图像信息，该通道能够以这些相应的速度读出。附加的磁带宽度与9Mb/s图像信号相比较小，即，在六个次级通道中，对全部这些速度磁带宽度总计为2×(1/4+1/12+1/24)×2Mb/s＝1.5Mb/s，这要求磁带上近似16.7％的附加存储容量。很明显这些次级通道和主通道之间的搜索时间应该是短的；因此对应的信息轨迹有某种程度的交织。
次级通道的读出能够在如下传统的数字视频显示装置中被实现。在这样的装置中数字图像信息已经被记录在磁带上的磁轨中，这些磁轨能够被旋转的螺旋扫描读出头读出。当磁带读出的速度增加时，旋转读出头的速度保持不变，该头只能读出磁轨的某些部分。通过记录在这些磁轨中特别对应于该速度的图像信息，在各种重放速度之间转换的时间相当小，因为该转换使用了与设定新的磁带速度一样多的时间，该设定发生得相当快。
然而，在能够同时读出和写入的视频显示装置中不能采用该方法。在这样的装置中，一套读出/写入系统通常交替读出和写入单独的信息块，磁带在带有读出块的磁带部分和能够写入信息块的空白磁带部分之间被连续地缠绕和再缠绕。磁带的磁带宽度应当大于读出/写入图像信息的磁带宽度的两倍。通过对写入块计数，有可能使记录块和空白磁带部分之间的平均相对距离总保持相当小，结果在各种块操作之间的搜索时间总保持相当小。而且，在一些读/写系统中有可能当读出组成主通道的信息块时，同时读出构成次级通道的块，而不显示该通道的图像信息。在从常规重放速度(例如9Mb/s)转换到更高的重放速度(例如2mb/s)期间，来自次级通道的信息则几乎可以立即获得，而不需要浪费搜索时间，并且来自次级通道的缓冲后的信息能够直接显示。结果，从常规回放速度向更高的回放速度转换的时间则能够保持很小。然而，很多系统不能同时从主通道和次级通道读出块。在任何情况下，这样的读/写系统会更复杂。
相反，在高于2Mb/s重放速度的模式中通常很明确不可能对常规重放速度模式读出和缓冲信息，因为视频显示装置不能实现所需要的很大带宽。如果常规重放速度的信息同时以更高的速度读出，这将要求例如常规速度的24倍24×9Mb/s＝216Mb/s。结果，视频显示装置从‘快速’重放模式转换到‘常规’重放模式期间不能立即以常规速度显示图像。
结果，包含在搜索组成主通道的信息块所需时间中的附加时间，从‘快速’重放模式向‘常规’重放模式转换的时间对用户来说长得不能接受。
发明的简述本发明的目的是消除上述的缺陷并提供改变视频显示装置的重放速度的方法，其中视频显示装置的各种重放速度之间的转换看起来对用户实际上是即时的。该目的通过开头段落中说明的类型的方法来实现，其中来自一个通道的图像信息用来自另一个通道的图像信息来模拟。通过按照本发明的方法，能够实现在视频显示装置搜索和构建另一个通道所需要的时间段中，该通道最初由通过能够从其他通道获得的信息来模拟。这减少了响应时间，因为用户几乎不能辨别在第一时刻期间显示的图像仍来自其它通道但现在是另一种显示模式。一旦系统已经‘找到’其它通道，其中已经找到信息载波上相关信息块或磁轨部分并且其它通道能够由该信息建立，这通常需要一秒或几秒时间，模拟将终止并且图像显示用来自其它通道的图像信息来继续。
注意到从WO-A-9719552可知道，本质上是通过跳过图像或重复显示图像来以不同的速度显示信息的。然而，从所述专利说明书能够推断出这能够利用来减少不同显示模式之间转换期间的响应时间。
而且，从US-A-5239429可知道，为了使磁带尽量长地绕到另一部分，借助于解码器来重复地显示存储在缓冲存储器中的帧。该文件也描述了当缓冲器溢出时可以跳过那些帧。然而，为了减少在不同的显示模式之间转换的情况下的响应时间，不能实现帧的重复或跳过，而是解码器对空的或溢出的缓冲器的响应。
为了本发明的使用，像前述螺旋扫描读出头的例子一样，一个通道传送的信息有可能由来自另一个通道的一部分信息形成。从而信息通道互相之间并非完全不同，而是由相同的信息磁轨组成，该信息磁轨只被部分读出并在一种情况下更快地被扫描。然而，在通道有分离的信息内容的情况下本发明特别有优势，特别是在来自各个通道的图像信息的图像质量不同的情况下。在不同显示模式中当图像信息的重放速度不同时，在这种特定情况下本发明也可以适用。在最后提到的情况下很明显该方法的使用是很实际的应用，为了能够按照用户的愿望，这通常在实践中被接受，有可能以不同的速度显示图像信息。如上文所述，视频显示装置从一个通道转换到另一个通道将总是在这些情况下花费一些时间，在这时候使用按照本发明的方法。
在一种变型中，来自第一通道K1的图像帧在从第一显示模式转换到第二显示模式期间能够被有选择地跳过，第二显示模式中的重放速度比第一显示模式中的重放速度更快，由图像帧组成的图像信息由分别来自第一和第二显示模式中的通道K1和通道K2的信息形成。第一显示模式中的重放速度可以是用于常规显示的速度。在用户希望快动作显示和为此转换到更快的显示模式时这种变型有特殊的优势。在这种情况下，如上文所解释的，视频显示装置向更快重放速度的转换将需要一些时间。在该插入时刻，本发明通过跳过来自用于更低重放速度的通道的图像帧，使得有可能模拟更快的重放速度。
在另一种变型中，来自通道K3的图像帧在从第三显示模式向第四显示模式转换期间能够被有选择地重复，第三显示模式中的重放速度高于第四显示模式中的重放速度，由图像帧组成的图像信息由分别来自第三和第四显示模式的通道K3和通道K4的信息形成。在用户希望慢动作显示或希望从更快的重放模式转换到更慢的重放速度的情况下该变型有特别的优势。在这种情况下，视频显示装置向更低重放速度转换也将需要一些时间。在该插入时刻，本发明通过重复来自用于更快重放速度的通道的图像帧来实现，其结果是能够模拟更低的重放速度。作为一种修正，内插能够用来插入图像帧，从而在从第五显示模式转换到第六显示模式转换期间对来自通道K5的连续图像帧之间进行内插，第五显示模式的重放速度比第六显示模式的重放速度要高，由图像帧组成的图像信息由分别来自第五和第六模式的通道K5和通道K6的信息形成。因为图像延迟不平稳性更小，所以该修正在前述的变型中有优势。在这方面，这些内插技术本身是公知的，例如在100Hz电视图像的情况下为了从50Hz转换到100Hz计算中间图像。这样的技术也称为“运动估计”和“运动补偿”。
在另一种变型中，在从第七显示模式转换到第八显示模式期间，来自通道K7的图像帧被有选择地以相反的序列显示，第七显示模式中的重放速度直接相对地转换到第八显示模式的重放速度，由图像帧组成的图像信息分别由第七和第八显示模式的通道K7和K8的信息组成。在用户希望从前进重放速度向倒退重放速度转换的情况下该变型是有用的，反之亦然。在转换需要的时间本发明被利用，因为前进或倒退重放速度的来自通道的帧显示为倒转的序列，从而能够模拟倒转重放速度。
本发明还涉及一种视频显示装置，它包括一个转换单元，它以这种方式即该修正的图像信息从其他通道产生，从一个通道转换图像信息。用这样的转换单元，可以使本发明能够用于没有很多改装的常规视频显示装置。转换单元在转换到另一种显示模式方面起作用。该单元在进行转换之前，以这种方式改变来自显示通道的信息，即把来自将被转换的通道的图像信息用来自第一次提到的通道的图像信息来模拟。该装置可以包括缓冲存储器单元，在该单元中图像信息能够被缓冲，图像信息能够由转换单元存取。缓冲存储器单元在图像帧显示之前存储图像帧。因为缓冲存储器单元能够由转换单元存取，所以通过有选择性地不显示缓冲的图像帧，转换单元能够完成前述方法的第一变型；通过有选择性地重复缓冲的图像帧，能够完成前述方法的第二变型；并且通过有选择性地以反转的顺序显示缓冲图像帧，能够完成前述方法的第三变型。本发明能够用在几种类型的装置中，例如具有螺旋扫描读出头的装置。如上文提出的，也有其他的在这样的装置中保持转换时间很短的可能性。在具有以一块接一块的方式从磁性载体中读出或向磁性载体写入图像信息的部件的装置中本发明能够尤其有优势地来使用，特别是当载体是磁带时；这是因为在这样的情况下转换时间会相当长。
本发明还涉及一种具有至少常规、快速前进和快速倒退的重放速度的显示模式并包括具有上述特征之一的装置的数字视频显示装置。
附图的简要说明本发明将参照附图更详细的说明，其中
图1a说明了在转换到显示模式B之前在模式A中的视频显示装置的情况；图1b说明了使用本发明在转换期间视频显示装置的情况；图1c说明了转换之后在显示模式B的视频显示装置的情况；图2a用图解法表示以两倍重放速度显示的通道由常规速度显示的通道模拟的转换；图2b用图解法表示以较低重放速度显示的通道由高速显示的通道模拟的转换；图2c用图解法表示使用运动估计以更低的重放速度显示的通道由以高速显示的通道模拟的转换；以及图2d用图解法表示倒退显示的通道由前进显示的通道模拟的转换。
在图1中视频显示装置1以图像帧a、b、b″显示图像信息。图像帧a、b由存储在信息块a＇，b＇中的信息通过读/写装置2组成。这些信息块a＇，b＇写入到磁带4上的磁轨3。
图1a表示在转换之前的情况，视频显示装置在显示模式A。由图像帧a组成并表示通道KA的图像信息流经连接5传到缓冲存储器6。在该缓冲存储器6例如RAM中的图像帧能够由处理单元7恢复。该处理单元7从缓冲存储器6中读出缓冲图像信息并把该信息处理为用于显示单元9的视频信号。为此，处理单元7有输出8，通道KA从该输出8经连接10传送到显示单元9。在图1a的情况中处理单元7从缓冲存储器6读出图像帧并把它们直接传送到输出8。
这与图1b中描述的情况不同。图1b表示视频显示装置1从显示模式A向显示模式B转换的例子。在该转换期间，读/写装置2不再读信息块a′，而是搜索信息块b＇。该搜索花费一些时间。在这段时间期间，没有图像帧产生和传递到缓冲存储器6。这在图1b中已表明，其中读/写装置不包含任何图像帧并且图像帧不在连接5上而在缓冲存储器6中。因为缓冲存储器6包含足够的图像帧，从视频显示装置1输出的信号能够被保持。然而，按照本发明的处理单元7不从缓冲存储器6读出图像帧并把它们直接传送到输出8，与图1a中描述的情况一样，将来自通道KA的把图像信息转换为似乎是从其他通道KB产生的图像信息。该转换通过在缓冲存储器6可获得的图像信息的处理以图像帧a的形式来实现。下文中，将说明这样的处理的几个可能的方法。作为该转换的结果，不是把来自通道KA的图像帧a发送到显示单元9，而是把来自通道KB的处理后的信息的图像帧b″的模拟信息发送。因为对用户来说图像帧b″的图像信息与图像帧b的图像信息很相似，所以转换看起来已经立即发生。实际上，图1b中描述的情况通常会持续一秒或几秒的时间，结果在这段时间期间，看到的是模拟视频通道KB＇而不是实际通道KB。
图1c最后说明了转换后的情况。读/写装置2被设为从磁带4中读信息块b＇。现在组成图像帧b并表示通道KB的图像信息经连接5传递到缓冲存储器6。处理单元7从缓冲器6中读出缓冲图像信息，并从而产生视频信号，这些信号经连接10提供到显示单元9。
图2表示输入通道I、输出通道0，转换单元X和编号的图像帧。图像帧按照箭头P由转换单元X处理。下文中，将描述几种处理图像帧的方法，由与图1中的缓冲存储器6连接的处理单元7执行。
图2a用图解法示出了具有用于以两倍重放速度显示的图像帧的通道如何由具有常规速度显示的图像帧的通道来模拟。输入通道I传送编号f17，f16，…f5的图像帧，其中标号f13，f12，…f5的图像可以被转换单元X处理。转换单元X从序列f13，f12，…f5中省去偶数编号，结果这些偶数图像帧不再出现在输出通道0而只有编号f1，f3，f5，…f13。因为每个时间单元的图像帧的数目保持不变，获得的效果是显示是“压缩的”，从而图像以更快的速度显示。可见通过从序列中省去更多的图像可进一步提高速度。
图2b用图解法示出更低的重放速度的图像帧的通道如何能用具有高速显示的图像帧的通道来模拟。输入通道传送编号f9，f8，…f3的图像帧，其中标号f7，f6，…f3的图像可以被转换单元X处理。转换单元X把来自序列f7，f6，…f3的图像帧加倍。这样在两个时间单位期间图像帧在输出通道被显示，因为每个时间单位的图像帧数量保持不变，产生显示“扩大”的效果，从而图像看起来以更低的速度被显示。显然，对序列图像增加更多倍可进一步降低速度。
图2c也用图解法示出带有更低重放速度的图像帧的通道如何由以更高速度显示的图像帧的通道来模拟。输入通道I传递编号f9，f8，…f3的图像帧，其中标号f7，f6，…f3的图像可以被转换单元X处理。转换单元X通过运动补偿技术计算中间图像f7′，f6′…f3′。在输出通道中显示图像帧fi后，中间图像帧fi在图像帧fi+1被再生之前显示。与图2b中描述的情况相同，图像看起来以更低的速度播放。因为图像帧fI跟随着通过运动补偿技术计算的图像帧fi′，代替被简单重复的图像帧，连续图像帧最好彼此混合，这样的结果是可获得更平滑的图像再现。
图2d最后用图解法示出带有以倒退顺序显示的图像帧的通道是如何由以前进顺序显示的图像帧来模拟的。输出通道I传递编号f5，f6，…f13的图像帧，它们可以被转换单元X处理。转换单元X以倒退的顺序显示图像，即序列f5，f6，…f9的图像帧已经从转换单元以前进模式输出后，在输入通道I中的供给停止。剩余图像帧f5，f6，…f13的序列被翻转，这产生“倒退”再生的效果。显然选择性地跳过或加倍图像帧，图像帧的重放速度能够被影响。转换单元X有这样的容量，当来自输入通道I的图像已经结束时，装置已经转换到为此目的的通常的显示模式。
权利要求
1.一种减少在视频显示装置的不同显示模式之间转换的响应时间的方法，来自第一通道的图像信息以第一显示模式显示，来自另一通道的图像信息以另一显示模式显示，其特征在于在从一种显示模式向另一种显示模式转换期间来自一个通道的图像信息由来自另一通道的图像信息来模拟。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于两个通道传送不同的图像信息。
3.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于来空白各个通道组成的图像信息的图像质量不同。
4.如权利要求1-3中任何一个所述的方法，其特征在于图像信息的重放速度在不同的显示模式下不同。
5.如权利要求1-4中任何一个所述的方法，其特征在于在从第一显示模式向第二显示模式转换期间，第二显示模式的重放速度比第一显示模式的重放速度快，来自第一通道K1的图像帧被有选择地跳过，由图像帧组成的图像信息由分别来自第一和第二显示模式的通道K1和通道K2的信息形成。
6.如权利要求5所述的方法，其特征在于第一显示模式的重放速度是常规显示的速度。
7.如权利要求1-6中任何一个所述的方法，其特征在于在从第三显示模式向第四显示模式转换期间，第三显示模式的重放速度高于第四显示模式的重放速度，来自通道K3的的图像帧被有选择地重复，由图像帧组成的图像信息由分别来自第三和第四显示模式下的通道K3和通道K4的信息形成。
8.如权利要求1-6中任何一个所述的方法，其特征在于在从第五显示模式向第六显示模式转换期间，第五显示模式的重放速度高于第六显示模式的重放速度，内插被用于在来自通道K5的连续图像帧之间插入图像帧，由图像帧组成的图像信息由分别来自第五和第六显示模式下的通道K5和通道K6的信息形成。
9.如权利要求1-6中任何一个所述的方法，其特征在于在从第七显示模式向第八显示模式转换期间，第七显示模式的重放速度与第八显示模式的重放速度正好相反，来自通道K7的图像帧被有选择地以反转的序列显示，由图像帧组成的图像信息由分别来自第七和第八显示模式下的通道K7和通道K8的信息形成。
10.一种具有读出和再生来自多个通道的图像信息的装置的视频显示装置，该装置可操作在不同显示模式。来自第一通道的图像信息以一种显示模式显示，来自其它通道的图像信息以另一种显示模式显示，其特征在于该装置包括一转换单元，能够以这种方式即看起来好像修正的图像信息是从其他通道产生的，把来自一个通道的图像信息转换成修正的图像信息。
11.如权利要求10所述的装置，其特征在于它包括缓冲存储器单元，图像信息在该单元中被缓冲，图像信息可以由转换单元存取。
12.如权利要求10或11所述的装置，其特征在于该装置包括用于以一块接一块的方式从磁性载体上读出图像信息或向磁性载体上写入图像信息的装置。
13.一种数字视频显示装置，至少具有常规、快速前进和快速倒退重放速度的显示模式，包括如权利要求10-12中任何一个所述的装置。
全文摘要
一种减少在视频显示装置的不同显示模式之间转换的响应时间的方法,来自第一通道的图像信息以第一显示模式显示,来自另一通道的图像信息以另一显示模式显示,来自一个通道的图像信息由来自另一通道的图像信息来模拟。两个通道可以传送不同的图像信息。
文档编号H04N5/783GK1372764SQ01801045
公开日2002年10月2日 申请日期2001年4月12日 优先权日2000年4月25日
发明者E·布兰斯马 申请人:皇家菲利浦电子有限公司