专利名称：用于同时记录和显示两个不同的视频节目的方法和装置的制作方法
背景技术：
发明领域本发明涉及电视，更具体地说，本发明涉及一种用于同时记录和显示两个不同的视频节目的信号处理技术。
背景技术：
的说明电视观众希望同时记录和观看来自两个不同的视频源的节目，例如卫星电视节目和标准的地面广播节目。然而，不同的视频源产生具有不同的水平和垂直同步速率的视频信号。因而，需要两个单独的视频译码器和显示发生系统，以便使得能够在观看一个节目的同时，产生可以被记录并画中画(PIP)显示中被观看的另一个节目的输出信号。这种系统需要两个电视接收机的硬件。因而，具有这种能力的电视机是非常贵的。
因此，本领域中需要一种电视机，其具有一个视频译码器系统，所述译码器系统能够由第一视频信号显示主图像，同时由第二视频信号产生可记录的信号，并产生用于监视所述可记录的信号的PIP图像。
发明概述现有技术的缺点由一种用于同时记录和显示来自两个不同的视频源的视频信号的方法和装置克服了。所述装置包括用于主信号的主频道处理电路，用于次信号的次频道处理电路和用于处理主信号和次信号的公共电路。所述公共电路包括数字视频可变长度管道和对主次数字编码的(压缩的)视频信号译码的译码管道。
所述主频道处理电路处理主视频信号，从而形成主图像的显示。所述次频道处理电路处理第二视频信号，所述第二视频信号当被选择用于记录时，也形成PIP图像，用于和主图像组合进行显示。所述次频道处理电路还处理主视频信号，当其被选择用于记录时，也形成PIP图像，以便和主图像组合进行显示。用这种方式，PIP构成一个记录监视器。
主译码的视频信号或次译码的视频信号也被提供给一个记录输出，记录器可以和所述记录输出相连，以便接收选择的第一或第二译码的视频信号进行记录。
在译码处理期间，主频道处理电路和次频道处理电路利用从主信号导出的主时钟信号(较快的一个时钟)。在记录期间，利用主时钟信号或者利用和主时钟信号无关的次时钟信号，用于对外部记录的信号和记录监视PIP提供时钟。
当记录主信号时(并提供PIP)，利用来自主光栅发生器的Vmain信号在Vslave方式下驱动数字编码器(DENC)，进行外部记录。当记录次信号时，DENC接收启动复位信号，以便读入次信号垂直速率参数，并通过DENC本身产生垂直同步信号。
在只有PIP的方式下(记录开关断开)，次频道使用主信号时钟。在记录方式下，分别根据正在记录的信号源是相同的或者不同的而使用主信号时钟或次信号时钟。在记录方式下，视频信号被发送给图像处理器，以便捕获和显示，并传递给DENC以便记录。捕获的图像然后被恢复，而不进行另外的重新格式化，以便作为“记录监视”PIP图像显示。所述PIP图像最好比标准的PIP图像稍大，最好标识为是记录监视PIP。因为记录图像根据记录输出定时被重放，当作为重叠在主信号输出上的PIP被提供时，可能需要跳过或重复一些图像。
在一种形式下，因为只有一个由参考时钟根据视频译码处理产生的VCXO，次信号使用由主信号时钟导出的，但是根据需要而不同的时钟(例如对于60Hz的主信号为81MHz，对于59.95MHz的记录为27MHz)。因为用于次信号的视频的演播室时钟可能稍微偏离第一信号的视频的演播室时钟，所以次信号需要一种时钟恢复的形式。如果次信号视频从模拟源导出，则使用捕获的图像的缓存器电平指示DENC时钟是太快或者太慢。当次信号是数字信号时，则根据携带传输包的时钟参考的到达时刻采样本地计数器。利用采样的时钟和传送的时钟参考之间的比较来指示DENC时钟是太快或者太慢。使用PLL(锁相环)和可编程的分频器产生次信号时钟，其中利用作为恢复时基的主信号恢复时基作为基准。根据需要，改变PLL分频器，以便使产生的时钟和次信号的理想的频率一致。
通过结合附图参阅下面的详细说明，可以更容易地理解本发明的教导，其中
图1是按照本发明的原理的视频处理系统的一种形式的方块图；图1A是按照本发明的原理的视频处理系统的另一种形式的方块图；图1B是按照本发明的原理的视频处理系统的另一种形式的方块图；图2是按照本发明的原理可在在图1A，B的系统中使用的视频译码器装置的详细方块图；以及图3是可以由本发明处理与/或产生的示例的时钟频率的表，表示各种最终参数；以及图4是按照本发明的原理的一种示例的方法的流程图。
为了帮助理解，图中在可能的情况下使用相同的标号表示相同的元件。
详细说明参看图1，其中表示一种视频处理系统的方块图，在总体上用标号50表示，该系统可以通过操作用于接收、译码、记录、与/或显示来自不同视频源的视频信号。具体地说，系统50主要涉及译码与/或处理和其相连的一对视频信号(视频1，视频2)。所述每个视频信号可以是模拟信号或数字信号。因而，此处使用的术语“译码”包括在模拟信号情况下的处理/译码和在数字情况下(即数字编码的视频信号)的解压/译码。
在数字信号的情况下，系统50使用用于处理一对数字信号的一个译码器，或者使用一对译码器，每个译码器用于一个信号。此外，虽然数字编码格式可以被译码，本发明将根据利用运动图像专家组(MPEG)标准编码的信号进行讨论。这些信号可以由卫星电视接收机、高清晰度电视(HDTV)接收机、数字有线电视系统、数字地面电视天线及其类似的装置提供。在模拟信号的情况下，任何模拟格式例如NTSC，PAL，SECAM或其类似的格式都可以利用系统50进行译码。因而，虽然任何模拟格式都可以被译码，但本发明将根据利用NTSC标准编码的信号进行讨论。这些信号可以由电视接收机、有线接收机、有线电视系统、地面电视天线、电视机元件及其类似物提供。
系统50包括译码器装置100，显示器52(例如电视机，电视监视器等)和记录器58(例如盒式录像机(VCR)、盒式摄像机(VTR)、数字记录器等)。在系统50中，上述的每个有标号的元件，即译码器装置100，显示器52，和记录器58都是单独的元件，并通过接插线或其它合适的导体/连接器相互相连。译码器装置100使用公共的译码电路和双定时电路译码两个视频信号，从而产生一个作为主图像54的信号(例如来自视频1)和用于在记录器58上记录的并在显示器52的主图像54的PIP图像56中显示的信号。这样，系统50同时产生用于显示和用于记录的视频信号，并具有在PIP图像中监视可记录信号的能力。通过使用公共电路处理两个视频信号，译码器装置可以用比现有技术的译码器装置更低的成本制造。并且，除去公共的译码电路之外，本发明利用独立的时钟恢复/产生电路，用于产生用于主视频和记录/PIP视频的时钟。
参见图1A，其中示出了按照本发明的原理的视频处理系统的另一种形式，在总体上由标号50A表示，其具有和图1所示的视频系统50具有相同的操作和功能，下面进行详细说明。系统50A包括译码器装置100，显示器52(例如电视机，电视监视器等)，以及记录器58。不过，在系统50A中，译码器装置100和显示器52集成为一个元件60，而记录器58是一个单独的元件。记录器58和集成元件60通过接插线或其它合适的导线/连接器相连。
参见图1B，其中示出了按照本发明的原理的视频处理系统的另一种形式，在总体上由标号50B表示，其具有和图1所示的视频系统50具有相同的操作和功能，下面进行详细说明。系统50B包括译码器装置100，显示器52(例如电视机，电视监视器等)，以及记录器58。不过，在系统50B中，译码器装置100和记录器58集成为一个元件70，而显示器52是一个单独的元件。显示器52和集成元件70通过接插线或其它合适的导线/连接器相连。
现在参看图2，其中示出了图1A，B所示的译码器装置100的详细方块图。译码器装置100包括主频道处理电路/逻辑148，次频道处理电路/逻辑150和公共电路/逻辑152。主频道处理电路/逻辑148在端口102和主频道相连，使得主频道处理电路/逻辑148接收一般来自主调谐器(未示出)的主频道或主信号。次频道处理电路/逻辑150在端口104和次频道相连，使得次频道处理电路/逻辑150接收一般来自次调谐器(未示出)的次频道或次信号。不过，如下所述，当选择主信号进行记录而不选择次信号时，次频道处理电路/逻辑150可以接收作为“次频道”的主信号进行处理。
主信号，或者一般地说主数据被提供给作为主频道处理电路/逻辑148的一部分的主频道存储缓存器106的主数据输入端。主信号可以是数字信号或模拟信号，并且可以包括视频信号与/或音频信号。不过，应当理解，本发明主要涉及视频信号，因而将只根据视频进行讨论。此外，主(视频)信号一般包括以前通过主调谐器(未示出)从多个频道中确定的一个频道。
当主信号是模拟信号时，主信号被提供给FIFO(先进先出)存储器或缓存器108。当主信号是数字信号时，则被提供给MPEG视频VLD(可变长度译码器)管道110，其译码MPEG信号的可变长度编码。然后把可变长度译码的主信号提供给MPEG视频译码管道112。MPEG视频译码管道112可以通过操作译码可变长度译码的主信号的MPEG编码。按照MPEG原理，MPEG视频译码管道112在主频道存储缓存器106中存储主信号的译码的MPEG帧。MPEG视频译码管道112利用主信号的一些先前译码的MPEG帧进行运动补偿，并在对来自MPEG视频VLD管道110的输入的MPEG主信号译码时进行相同的操作，因而在MPEG视频译码管道112和主频道存储缓存器106之间有一个双向的箭头。主信号的译码的MPEG帧以正确的顺序被向回存储到主频道存储缓存器106中。
次信号被提供给作为次频道处理电路/逻辑150的一部分的次频道存储缓存器114的PIP/记录输入端。次信号可以是数字信号或模拟信号，并且可以包括视频信号与/或音频信号。不过，应当理解，本发明主要涉及视频信号，因而将只根据视频进行讨论。此外，次(视频)信号一般包括以前通过次调谐器(未示出)从多个频道中确定的一个频道。
当次信号是模拟信号时，次信号被提供给FIFO(先进先出)存储器或缓存器116。当次信号是数字信号时，则被提供给MPEG视频VLD(可变长度译码器)管道110，其译码MPEG信号的可变长度编码。然后把可变长度译码的次信号提供给MPEG视频译码管道112。MPEG视频译码管道112可以通过操作译码可变长度译码的次信号的MPEG编码。按照MPEG原理，MPEG视频译码管道112在次频道存储缓存器114中存储次信号的译码的MPEG帧。MPEG视频译码管道112利用次信号的一些先前译码的MPEG帧进行运动补偿，并在对来自MPEG视频VLD管道110的输入的MPEG次信号译码时进行相同的操作，因而在MPEG视频译码管道112和次频道存储缓存器114之间有一个双向的箭头。次信号的译码的MPEG帧以正确的顺序反向回存到次频道存储缓存器114中。
MPEG视频VLD管道110是公共电路/逻辑152的一部分，并以交错方式进行主信号和次信号的可变长度译码，从而使得一个VLD译码器能够进行两个视频信号(即主信号和次信号)的可变长度译码。
MPEG视频译码管道112也是公共电路/逻辑152的一部分，并进行主信号和次信号的MPEG视频译码。利用交错处理，MPEG视频译码管道112译码两个视频信号，并把译码的视频帧返回各自的缓存器106和114。因为MPEG视频译码管道112为两个视频信号所共用，所以使用两个译码速率中的较快的一个译码两个信号，即60Hz的译码速率比59.94Hz的译码速率优先使用。当然，如果两个视频信号具有相同的译码速率，则管道112使用两个信号的译码速率。在译码速率不同的情况下，较慢的输入视频流的处理速度比所需的快。因而，对于较慢的流的译码处理有时会停止，从而确保在压缩的数据缓存器(缓存器106或114)中不会发生数据下溢状态。
MPEG视频译码管道112把将要形成主图像的信号(例如视频1)连接到主频道存储缓存器106，并把将要形成PIP图像并被记录的信号(例如视频2)连接到次频道存储缓存器114。一般由观看者通过遥控器或其它的接口(未示出)选择哪个信号是主图像以及哪个信号是PIP图像。
缓存器106和缓存器114和各个先进先出(FIFO)存储器108和116相连。两个FIFO缓存器108和116的存取(读写)处理由一个时钟发生器122控制。时钟发生器122产生由参考时钟发生器124产生的时钟信号导出的每个FIFO缓存器108和106的时钟信号。由参考时钟发生器124产生的时钟信号被锁定于主频道定时信号。
FIFO缓存器108的输出被提供给主频道帧转换器118的输入，所述帧转换器由来自时钟发生器122的时钟信号同步。FIFO存储缓存器116的输出被提供给由来自时钟发生器122的时钟信号同步的PIP/记录频道帧转换器134的输入。帧转换器134被称为“PIP/记录频道”帧转换器是因为次频道/信号并不总是要被记录的因而不作为PIP提供的频道/信号。当选择主频道/信号进行记录时，则主频道/信号作为PIP被提供。
每个转换器118和134的输出和各自的FIFO存储器120，136相连。这些FIFO缓冲各个信号的视频帧，从而确保所述帧和显示定时信号同步。FIFO 120的存取由来自主频道的和参考时钟发生器124同步的参考时钟控制。FIFO 136的存取在选择主频道进行记录的情况下由来自主频道的和参考时钟发生器124同步的参考时钟控制，或者在选择次频道/信号进行记录的情况下由来自次频道时钟发生器132的次时钟控制。次频道时钟发生器132和次频道/信号相连。
来自参考时钟发生器124的参考时钟信号也和主光栅发生器138相连。主光栅发生器138产生帮助主图像在阴极射线管上或者在液晶显示器上显示的水平(H)和垂直(V)同步信号，所述H和V信号和显示发生器126相连，用于控制像素数据的光栅扫描。输入到显示发生器126的像素数据来自FIFO存储器120(即主频道/信号)和FIFO存储器136(即次频道/信号或主频道/信号，根据选择哪个频道/信号进行记录而定)。
此外，显示发生器126在屏幕上产生图形，所述图形可以从图形存储器128中调用，并控制PIP图像插入主图像中。所述显示包括屏幕上的图形，PIP图像和主图像，通过显示输出端口或输出端被耦联到主数模转换器(DAC)130，其产生模拟显示供在电视屏幕上观看。
主光栅发生器138还向次频道控制器140提供Vmain信号。次频道控制器140还可通过操作用于接收来自微处理器144、微控制器等的Vsecond信号次频道控制器140或者向数字-NTSC编码器142输出Vmain信号，或者响应从微处理器144接收到Vsecond信号向数字-NTSC编码器142输出Vstart-up(复位)信号，根据选择哪个频道/信号(即主频道/信号或次频道/信号)进行记录而定。按照本发明的一个方面，当选择主频道/信号进行记录时(因而被提供作为记录监视PIP)，则通过次频道控制器140向数字-NTSC编码器142提供Vmain垂直同步信号，当选择次频道/信号进行记录时(因而被提供作为记录监视PIP)，则Vsecond信号触发Vstart-up信号，使数字-NTSC编码器142根据进入的/次时钟和/或次频道/信号产生垂直同步信号。
根据选择次频道/信号或者选择主频道/信号进行记录，通过开关146控制用于FIFO存储器136的时钟信号。在按照本发明的一个方面中，当选择次频道/信号进行记录时，在端口104上提供的次频道/信号由次频道处理电路/逻辑150或/和公共电路/逻辑152处理，并被提供给FIFO存储器136。使开关146选择来自次频道时钟发生器132的次时钟信号，将所述次时钟信号提供给FIFO存储器136。FIFO存储器136从PIP/记录频道帧转换器134接收由次频道/信号形成的帧。从PIP/记录帧转换器134向FIFO存储器136发送帧的速率由数字-NTSC译码器142控制，如在两个电路/逻辑块之间的虚线所示。数字-NTSC译码器142还由来自次时钟发生器132的次时钟信号同步。在FIFO存储器136和数字-NTSC译码器142之间的标记“记录”所述记录信号要被输入到数字-NTSC译码器142。标记“PIP”表示所述信号要被输入到显示发生器126和图形存储器128，以便向主DAC130输出，供作为PIP显示。同时，来自FIFO存储器136的次信号被提供给显示发生器126和图形存储器128，并通过主DAC103输出到显示输出，以便在显示器(未示出)上显示。
按照本发明的另一个方面，当选择主频道/信号进行记录时，则使来自主频道存储缓存器106的主处理的信号被提供到次频道存储缓存器114，并通过合适的元件被提供给FIFO存储器136。使FIFO存储器136由通过开关146来自主频道锁定的参考时钟发生器124同步。与此同时，Vmain通过次频道控制器140被提供给数字-NTSC译码器142，以便提供用于主频道/信号的垂直同步脉冲。
此外，数字-NTSC译码器142从主时钟发生器124接收主时钟信号。来自FIFO存储器136的主频道/信号还被提供给显示发生器126和图形存储器128，以便作为PIP在显示器上输出。
按照这里所述的原理，现在参看图3。在图3中，示出了各种示例的时钟频率的表，所述时钟频率是由主频道参考时钟发生器和次频道参考时钟发生器产生的，用于在视频信号源和晶体参考时钟具有或者没有微小的差别时帮助视频信号输出。各个时钟频率以这里所述的方式由各个元件使用。
操作参看图4，其中示出了按照这里所述的原理的本发明的操作方式的一个示例的实施例的流程图。首先应当理解，在流程图160中所示的操作方式的顺序和/或次序是可以改变的。此外，所示的和/或说明的所有的步骤对于其操作可能是需要的或者是不需要的。
在块162接收主频道或信号。此外，在块164接收次频道或信号。此后，在块166处理主频道/信号和次频道/信号。在块168，主频道利用由主频道/信号导出的主时钟信号被加给显示器作为主图像进行显示。在块170，选择频道/信号(或者主频道/信号或者次频道/信号)进行记录。在块172，如果选择了主频道进行记录，则利用主时钟在记录输出端口或者输出端作为在主图像中的PIP提供主频道。如果选择次频道进行记录，则在块174利用由主时钟独立导出的次时钟在记录输出端口或者输出端作为在主图像中的PIP提供次频道。
虽然已经描述了包括在本发明的教导中的许多实施例，但是，本领域的技术人员仍然能够容易地导出包括在本发明的教导中的其它不同的实施例。
权利要求
1.一种用于观看第一视频信号和要被记录的第二视频信号的方法，包括以下步骤(a)使用第一时钟参考对第一视频信号译码；(b)使用所述第一时钟信号对第二视频信号译码；(c)使用所述第一时钟信号向显示器提供第一译码的视频信号作为主图像；以及(d)使用第二时钟信号向记录输出端口和显示器提供第二译码的视频信号作为主图像中的PIP。
2.如权利要求1所述的方法，其中所述对第一视频信号译码和对第二视频信号译码的步骤由公共视频译码器执行。
3.如权利要求1所述的方法，其中所述第一和第二视频信号是数字编码的视频信号。
4.如权利要求3所述的方法，其中所述对第一视频信号译码和对第二视频信号译码的步骤由公共视频译码器管道执行，所述管道能够通过操作对按运动图像专家组(MPEG)格式编码的视频信号译码。
5.一种用于在显示器上提供记录监视器的方法，包括以下步骤(a)使用第一时钟信号对第一视频信号译码；(b)使用所述第一时钟信号对第二视频信号译码；(c)使用所述第一时钟信号向显示器提供第一译码的视频信号作为主图像；以及(e)当选择第二视频信号用于记录时，则使用第二时钟向显示器提供第二译码的视频信号作为主图像中的PIP，否则，当选择第一视频信号用于记录时，则使用第一时钟向显示器提供第一译码的视频信号作为主图像中的PIP。
6.如权利要求5所述的方法，其中所述对第一视频信号译码和对第二视频信号译码的步骤由公共视频译码器执行。
7.如权利要求5所述的方法，其中所述第一和第二视频信号是数字编码的视频信号。
8.如权利要求7所述的方法，其中所述对第一视频信号译码和对第二视频信号译码的步骤由公共视频译码器管道执行，所述管道能够通过操作对按运动图像专家组(MPEG)格式编码的视频信号译码。
9.一种用于监视视频信号的记录的装置，包括视频译码器管道，其通过操作能够对编码的第一和第二视频信号译码；第一频道处理电路，其和所述视频译码器管道相连，用于利用第一时钟信号从第一译码的视频信号中产生主图像进行显示；第二频道处理电路，其和所述视频译码器管道相连，用于产生第二译码的视频信号；选择装置，用于选择第一视频信号进行记录，或者选择第二视频信号进行记录；以及用于当选择第二视频信号用于记录时，则使用第二时钟信号提供第二译码的视频信号作为主图像中的PIP进行显示，以及当选择第一视频信号用于记录时，则使用第一时钟向显示器提供第一译码的视频信号作为主图像中的PIP显示的装置。
10.如权利要求9所述的装置，还包括参考时钟发生器，其和所述第一频道处理电路以及所述第二频道处理电路相连，并且通过操作能够产生所述第一时钟信号；以及第二频道时钟发生器，其和所述用于提供的装置相连，并且当选择第二视频信号进行记录时，能够通过操作向第二译码的视频信号提供第二时钟。
11.如权利要求9所述的装置，还包括数字编码器，用于产生用于记录的模拟信号。
12.如权利要求11所述的装置，其中所述数字编码器当选择第二视频信号进行记录时，产生内部垂直同步信号，否则，当选择第一视频信号进行记录时，所述数字编码器则通过操作能够接收外部产生的垂直同步信号。
13.如权利要求12所述的装置，还包括垂直同步信号发生器，其通过操作能够根据第一视频信号产生一个外部产生的垂直同步信号。
14.如权利要求9所述的装置，其中所述视频译码器管道通过操作能够对以运动图像专家组(MPEG)格式编码的视频信号译码。
全文摘要
本发明公开了一种用于同时记录和显示来自两个不同的视频源的视频信号的方法和装置。所述装置包括主频道处理电路/逻辑148；次频道处理电路/逻辑150和公共电路/逻辑152。所述公共电路包括对第一或第二编码的视频信号译码的数字视频编码器管道112。主频道处理电路利用第一时钟处理第一编码的视频信号，以便形成主图像用于显示。次频道处理电路处理第二编码的视频信号，以便形成和主图像组合显示的PIP图像。利用独立于第一时钟信号的第二时钟信号产生PIP图像。在记录方式中，次频道时钟和次频道处理电路相连，以便使用数字编码器产生可记录的信号。可记录的信号还形成和主频道处理电路相连的PIP图像，从而产生用于监视记录处理的PIP图像。
文档编号H04N7/24GK1418429SQ01806729
公开日2003年5月14日 申请日期2001年3月13日 优先权日2000年3月17日
发明者E·S·卡尔斯加尔德, T·E·霍尔兰德 申请人:汤姆森许可公司