专利名称：多画面动态显示多路电视节目内容的装置与方法
多画面动态显示多路电视节目内容的装置与方法
技术,
本发明涉及数字电视接收设备中在一个显示界面上采用多画面同时显示多路视频节目源 内容的装置与方法，尤其是采用多画面动态显示多路电视节目内容的装置与方法。
背录技术
随着电视节目内容的不断丰富，特别是现场直播的电视节目越来越多，不同的电视频道 会同时播出直播的节目，观看者具有在同一台电视机上观看一个电视频道的节目内容同时监 视其它频道节目内容(事件)进展情况的需求，电视屏幕尺寸越来越大及电视机清晰度的不 断提高使观看者的上述需求更加强烈。
在模拟电视时代，已经出现了能显示多个画面、被称之为画中画(PIP)或画外画(POP)
的电视机，但所显示的画面大多数为两个，并且电视机中的大部分硬件电路需要两套，成本
高昂，实现多于两个画面的画中画(PIP)或画外画(POP)更是一种奢望。
伴随数字电视的逐渐普及，借助于视频信号处理技术、大规模集成电路技术的不断进步， 在数字电视接收设备(数字电视机顶盒或数字电视一体机)中实现多画面的画中画(PIP)或
画外画(POP)更加经济，技术实现手段也更加丰富。
现有数字电视接收设备中实现多画面显示的一种方式是数字电视接收设备在开机(上电)
后，利用一套调谐器及解码器，采用时分的方式调谐到不同的n个频道，并分别对n个频道 进行数字电视信号的解调、解码，最后调谐到一套节目频道上，并显示为主画面供观看者实 时观看，其它1个子画面只能显示静止的画面，只有当观看者用遥控器或面板按键将某一 个子画面切换为主画面时，该画面才能在主画面的位置实时地显示运动图像。在目前的技术 条件下，上述这种实现数字电视信号多画面显示的方式是普遍采用的手段，但没有从根本上 解决观看者随时了解子画面上节目内容(事件)进程的问题。
美国专利US6784945介绍了一种实现数字电视多画面的方法，该方法介绍了采用一个或 两个调谐器分别对主画面和子画面的电视信号进行采样的方法，在调谐器的控制方面，虽提 出用两套解码器对信道解调后的传输流进行解码，但没有提出对主画面的传输流及子画面的 传输流进行解码的具体措施及方法。
发明内赛
本发明的目to^于针对电视节且频mM来越多，电视机屏慕越夹越大的现状.提供一种
多画面动态显示多路电视节目内容的装置与方法。 本发明的技术方案如下-
一种多画面动态显示多路电视节目内容的装置与方法，对节目来源不同的多路视频传输 流进行动态显示，该装置包括调谐器、选择器、系统解码器、信源解码器、尺寸变换器、混 叠器、微控制器MCU及缓存器SDRAM，其中，调谐器将射频(RF)信号转换成传输流； 传输流作为信号源经选择器选择后，将节目信号源传送到系统解码器；系统解码器对传输流 进行解复用、解扰处理，输出码流传送到信源解码器；信源解码器对音、视频压縮信号进行 解压縮并将处理过的图像数据信号传输到尺寸变换器，控制显示窗口尺寸，包含用于调节主 画面图像大小的尺寸变换器1及调节子图像大小的尺寸变换器2，再将尺寸变换器1及尺寸 变换器2输出的信号经过混叠器后送显示器；微控制器MCU为系统的控制部件，缓存器 SDRAM对图像信号处理过程中形成的数据进行缓存。
所述调谐器可以在一套接收装置中采用一个或两个，也可将其它数字电视接收设备输出 的传输流信号送入所述选择器，作为输入节目源。选择器、系统解码器、信源解码器、尺寸 变换器、混叠器可以是独立的部件，也可以是单片的系统级芯片。系统解码器，包括对主画 面传输流处理的系统解码器1和对子画面传输流处理的系统解码器2。信源解码器包含作为 主画面解码的主信源解码器和作为子画面解码的子信源解码器，信源解码器所能处理的图像 格式不仅仅局限于--种格式，可以包含MPEG1、 MPEG 2、 MPEG 4、 H.264、 AVS等图像压 縮格式。主信源解码器及子信源解码器可对音、视频压縮信号中的I帧、P帧、B帧图像进行 解码，其中，子信源解码器对视频压縮信号中的I帧、P帧图像进行解码或对I帧图像进行解 码；音频压縮信号可由主信源解码器进行解码或者采用CPU、 DSP进行解码。选择器包含选 择器1及选择器2，选择器l选择连续的传输流送入系统解码器l，而选择器2可以选择由一 个调谐器或其它数字电视接收设备传入的连续传输流，也可以采用时分的方式循环地在不同 的传输流之间切换。
与现有技术相比，本发明的特点是利用经济的技术手段，采用双解码的方式实现了电 视节目多画面的画中画(P1P)或画外画(POP)显示方式，使子画面的图像能动态(准动态) 地显示，方便观看者实时了解子画面节目的播出进程并及时将主画面切换到感兴趣的频道。
图1为本发明的原理框图2为运动图像帧类型及传输顺序示意图3为画中画(PIP)显示方式示意图；图4为画外画(POP)显示方式示意图。
具体实施例方式
本实施例包括调谐器1及调谐器2、选择器1及选择器2、系统解码器1及系统解码器2、 信源解码器1及信源解码器2、尺寸变换器1及尺寸变换器2、混叠器、MCU及缓存器，其 中，调谐器将射频(RF)信号转换成传输流；传输流作为信号源经选择器选择后，将节目信 号源传送到系统解码器；系统解码器对传输流进行解复用、解扰等处理，输出码流传送到信 源解码器；信源解码器对音、视频压縮信号进行解压縮并将处理过的图像数据信号传输到尺
寸变换器，包含用于调节主画面图像大小的尺寸变换器1及调节子画面图像大小的尺寸变换 器2，分别控制主、子画面显示窗口尺寸，并将主画面及子画面的图像信号进行混叠后，将 图像信号送显示器显示。
在图l所示的原理框图中，可以仅选择一个调谐器(101)作为信号源，也可同时选择两 个调谐器(101)和(102)作为信号源，还可将由其它数字电视接收设备输出的传输流(外 部信号)送入选择器作为信号源。调谐器的输出信号或外部信号均送入选择器1 (103)和选 择器2 (104)，选择器l (103)只能选择连续的传输流送入系统解码器1 (105),而选择器2 (104)可以采用时分的方式循环地在不同的传输流或不同的节目频道之间切换。选择器1 (103)及选择器2 (104)输出的传输流分别送入系统解码器1 (105)及系统解码器2 (106) 进行解复用、解扰(对于传输流有加扰控制的情况)等处理。系统解码器l (105)及系统解 码器2 (106)输出的码流分别送入主信源解码器(107)及子信源解码器(108)对音、视频 压縮信号进行解压縮处理。
送入信源解码器的码流具有如图2所示的结构特点，包含3种图像帧I帧、P帧及B帧。 如果按照示意图中1 12的顺序逐帧对图像进行解码，可以得到连续、高清晰度的运动图像， 但对解码器的要求较高，系统资源占用较多， 一套解码器只能完成一路码流的解码；如果仅 对I帧、P帧图像进行解码，或者仅对I帧图像进行解码，则可采用时分的方式循环地对多路 码流进行解码，虽然这时图像的连续性和清晰度有所损失，仅能显示"准运动"的图像，但 如果将这种"准运动"的图像作为子图像显示的内容，足以判断节目播出的内容信息。本实 施例通过对图1中选择器2 (104)及子信源解码器(108)的控制，在显示的子画面较多的 情况下，仅对图2中的I帧进行解码在显示的子画面较少的情况下，仅对图2中的I帧及P 帧进行解码；在显示的子画面只有一个的情况下，可对图2中的I帧、P帧及B帧全部解码。 主信源解码器(107)及子信源解码器(108)所解压縮的音、视频信号可以不局限于运 动图像(包含声音)压縮的具体格式，可以是MPEG 1、 MPEG 2、 MPEG 4、 H.264或AVS 等运动图像格式中的任一种，主信源解码器(107)及子信源解码器(108)可以依据图像压 縮所采用的格式调整解压縮的方法。
传输流中包含的音频信号仅由图1中的主信源解码器(107)完成解码，因此电视机中播 出的声音总是与主画面的图像同步。
为使观看者更好地欣赏所显示的图像并方便地在各节目源之间切换，本实施例将主画面 及子画面设置成可以随意改变画面尺寸，子画面的位置也可以由观看者任意设置。如图3所 示的画中画(PIP)显示方式示意图中，主画面是满屏显示的，但子画面的个数、位置及画面 尺寸可以任意设置；又如图4所示的画外画(POP)显示方式示意图中，主画面的画面尺寸 可以任意设置，子画面的个数及画面尺寸也可以任意设置，在主画面的位置确定后，子画面 的位置也可以进行设置。
为灵活地显示主画面及子画面，系统中需配备进行图像尺寸变换的部件，图1中的尺寸 变换器l (109)为完成主画面尺寸变换的部件，尺寸变换器2 (110)为完成子画面尺寸变换 的部件。尺寸变换功能的实现是将经过信源解码后的图像数据存入SDRAM(113)中，通过对 其控制操作实现的，完成主、子画面图像尺寸变换后的SDRAM (113)中的图像数据分别由 尺寸变换器1 (109)及尺寸变换器2 (110)送混叠器(111)进行图像混叠后，在显示器上 进行显示。
上述所有操作都是在微控制器(MCU)或中央处理器(CPU) (112)的控制下完成的。 图1中虚线框内的部分既可以是独立的部件，也可以是单片的系统级芯片，本实施例采 用单片的系统级芯片，微控制器(MCU)包含在单片的系统级芯片中。
权利要求
1. 一种多画面动态显示多路电视节目内容的装置与方法，对节目来源不同的多路视频传输流进行动态显示，该装置包括调谐器1及调谐器2、选择器1及选择器2、系统解码器1及系统解码器2、信源解码器1及信源解码器2、尺寸变换器1及尺寸变换器2、混叠器、MCU及缓存器，其中，调谐器将射频(RF)信号转换成传输流；传输流作为信号源经选择器选择后，将节目信号源传送到系统解码器；系统解码器对传输流进行解复用、解扰等处理，输出码流传送到信源解码器；信源解码器对音、视频压缩信号进行解压缩并将处理过的图像数据信号传输到尺寸变换器，包含用于调节主画面图像大小的尺寸变换器1及调节子画面图像大小的尺寸变换器2，分别控制主、子画面显示窗口尺寸，并将主画面及子画面的图像信号进行混叠后，将图像信号送显示器显示。
2、 根据权利要求l所述的多画面动态显示多路电视节目内容的装置与方法，其特征在于-所述调谐器可以在一套接收装置中采用一个或两个，也可将其它数字电视接收设备输出 的传输流信号送入所述选择器，作为输入节目源。
3、 根据权利要求l所述的多画面动态显示多路电视节目内容的装置与方法，其特征在于-所述选择器、系统解码器、信源解码器、尺寸变换器、混叠器、MCU可以是独立的部 件，也可以是单片的系统级芯片。
4、 根据权利要求l所述的多画面动态显示多路电视节目内容的装置与方法，其特征在于 所述信源解码器包含作为主画面解码的主信源解码器和作为子画面解码的子信源解码 器，信源解码器所能处理的图像格式不仅仅局限于一种格式，也可以包含MPEG 1、 MPEG2、 MPEG4、 H.264、 AVS等图像压縮格式。
5、 根据权利要求1和权利要求4所述的多画面动态显示多路电视节目内容的装置与方法， 其特征在于所述主信源解码器及子信源解码器对音、视频压縮信号中的I帧、P帧、 B帧图像进行解码，其中，子信源解码器对视频压縮信号中的I帧、P帧图像进行解码 或对I帧图像进行解码；音频压縮信号可以由主信源解码器进行解码或者交由CPU、 DSP进行处理。
6、 根据权利要求l所述的多画面动态显示多路电视节目内容的装置与方法，其特征在于 所述选择器包含选择器1及选择器2，选择器1选择连续的传输流送入系统解码器1, 而选择器2可以选择由一个调谐器或其它数字电视接收设备传入的连续传输流，也可以 采用时分的方式循环地在不同的传输流之间切换。
全文摘要
一种多画面动态显示多路电视节目内容的装置与方法，对节目来源不同的多路视频传输流进行动态显示，该装置包括调谐器1及调谐器2、选择器1及选择器2、系统解码器1及系统解码器2、信源解码器1及信源解码器2、尺寸变换器1及尺寸变换器2、混叠器、MCU及缓存器，本发明的特点是利用经济的技术手段，采用双解码的方式实现了电视节目多画面的画中画(PIP)或画外画(POP)显示方式，使子画面的图像能动态(准动态)地显示，方便观看者实时了解子画面节目的播出进程并及时将主画面切换到感兴趣的频道。
文档编号H04N5/45GK101207749SQ20061017066
公开日2008年6月25日 申请日期2006年12月27日 优先权日2006年12月15日
发明者波 刘, 张雪莹, 徐加全, 李洪广, 秦红州 申请人:北京海尔集成电路设计有限公司