多画面显示的电视接收机的制作方法

专利名称:多画面显示的电视接收机的制作方法
本发明涉及多画面电视接收机。它可将一路视频信号同时重现在屏幕上的两个或多个分区中，或将两路或多路不同的视频信号分别呈现在屏幕的一个有关的分区中，各个分区不是显示缩小了尺寸的图象，就是显示视频信号源给出的图象的一部分。这种电视接收机中有一个数字信号处理电路(它把视频信号源的信号转换成由每个象素的亮度和色度数据组成的图象数据)、一个随机存取存贮器(RAM)(它存贮整个屏幕的图象数据)、一个控制单元(它按照要重现的视频信号的数目控制图象数据写入RAM的某个区域，使视频信号源中要传送的选定行存入有关的存贮区，再一行行地读出)、一个数/模转换器(它接收从RAM读出的图象数据，并输出红、绿、兰模拟信号)。
这种电视接收机在Intermetall Semiconduotors ITT 1985年8月的出版物为“VMC Video Memory Contreller”一文有叙述。
先有技术的电视接收机机电路使用了随机存取存贮器(RAM)。在多画面显示时，屏幕分成九个大小相等的分区，每个分区包含正常大小的一幅图象的一部分，或者包含缩小了尺寸的一幅完整图象。
在多画面显示模式中，连续产生的、多达九路不同视频信号的“抓拍”能够同时显示。视频信号的切换由手动进行。
德国专利公开文件DE2413839A1中叙述了具有同时重现两个或多个节目的装置的电视接收机电路。在直接接收到的主节目图象的某部分中，可显示由单个可切换调谐器接收到的辅助节目。辅助节目以减少了的行数存贮在一个存贮器中，当显象管的电子束扫描图象的预定部分时，一行行地取出辅助节目。这种方法的缺点是在主图象中存在水平网状条纹干扰。其原因在于当调谐器切换到辅助节目时，在正常期间内失掉了主图象的信号行。此缺点不能完全补偿。
然而，本发明要解决的问题是提出上述的电路，使得采用上述单调谐器切换方法重现图象时，网状条纹干扰能消除。
本发明的一个优点随着上述问题的解决而直接体现出来。另一个优点在于，就整个屏幕图象结构来说，全部图象数据都取自RAM，故可应用通常的图象改善技术。利用从存贮行中快速读出的方法，可使显示的图象没有行闪烁和背景闪烁。
鉴于改变不同的视频信号源的取样速率，可以容易地监控视频信号几乎到达静止的画面。本发明还有一个优点是，由于有数字图象处理和数字存贮，视频信号源可以输出模拟信号或数字信号，两者都能能容易地进行处理。
现在，参照以下附图详细说明本发明。
图1是本发明的多画面电视接收机的一个简化了的实施例的方框图;
图2表示多画面显示模式中屏幕分区的一个实施例。
图3a示出两个电视频道的取样图(每个电视频道的图象由交替的偶数场和奇数场组成)，图3b示出利用3a取样图时RAM的分区图;
图4是具有标准单元的RAM的结构方框图。
图1所示的简化方框图中，适合于多画面显示的视频信号源如下q1是作为中频放大器zf输出信号的电视频道k1……kn的各路信号(中频放大器的前面是一个接受天线信号hf并配有单个调谐器的射频接收器t，如果调谐器以一适当方式进行切换视频信号源q1能交替提供不同的电视频道k1、k2……)、q2是录象机vr的信号、q3是摄象机vc的信号、q4、q5是连接计算机或视频数据机(未画出)的另外两个端子、q6是图文电视解码器tx的输出信号。
视频信号源q1…q5连接到模拟信号切换器Su的输入插口上，图文电视解码器tx的输出在内部连接到数据切换器dx的一个输入端。信号切换器Su和数据切换器ds都通过控制总线stb受到控制。数据总线stb上载有控制单元st产生的控制数据sd。
对天线信号hf中包含的不同的电视频道的选择，在射频接收器t中进行。该射频接收器包括一个频率可程控的调谐器。指定要选的各电视频道的控制数据sd通过控制总线stb输入到调谐器，借助于这数据作好调谐器切换的准备。由控制单元st产生的调谐器切换信号ts使调谐器进行有效而迅速的切换。相应的切换信号即切换信号sus加到信号切换器上，而来自控制单元的附加信号即数字切换信号dss控制数据切换器ds的切换。利用ts、sus、dss这些切换信号，能准确、快速地进行切换。
信号的切换器su的输出(即采用全电视信号f)馈送到数字信号处理电路sv的输入端。数字信号处理电路sv输出包含有(R-Y)和(B-Y)信号(R＝红，B＝兰，Y＝亮度)的图象数据信号bd。数字信号处理电路sv输出的图象数据bd和图文电视解码器tx输出的图象数据bd′分别馈送到数据切换器ds的两个输入端。数据切换器ds有两个输出端a1和a2由控制单元st切换，在非多画面显示的正常模式中，数据切换器ds的输出信号从输出端a1直接传送到数模转换器cw。数/模转换器cw也包括R、G、B矩阵电路，输出R、G(G＝绿)、B模拟信号。R、G、B模拟信号馈送到输出放大器，然后再馈送给显象管的三个基色阴极。在多画面显示模式中，从RAM s中读出的图象数据br馈送到数/模转换器cw。此RAM s设计成写入和读出是同时进行的，至少短暂地同时进行。数据切换器ds的另一个输出a2馈送给RAM s在本实施例中的RAMs分为四个区，即ss1、ss2、ss3、ss4。这种分区仅仅是一个假想的或是与地址相关的分区，用以示例它提供四画面的显示。图象数据bd和bd′在控制单元st的控制下，对RAMs同时进行写入和读出。控制单元st通过分立的地址总线传送写地址w和读地址r，并向RAMs提供频率可能相异的写信号tw和读信号tr。在多画面显示模式中，这频率依赖于视频信号源是以缩小的尺寸显示，还是以相同尺寸的一部分显示，或是以放大尺寸一部分显示。另外，在多画面显示时，时钟频率取决于图象是否为无闪烁的。因为要求无闪烁时，屏幕上的每条电视行都需以增加的扫描速度写出。因此，必须以相应地较高的速度从RAMs中读出各行图象的数据。
数字信号处理电路sv的另一个输出信号(即数字彩色全电视信号f′)输入到图文电视解码器tx和检测电路ek。检测电路ek在各别的接收周期中从数字彩色全电视信号f′内分离出行同步脉冲及任何场同步脉冲，并将与各个视频信号源q…或电视频道k…相关联的行脉冲h输入到行计数器zz…。行计数器zz…的内容输入到控制单元st中。行计数器zz…在不同的接收周期期间计数是提前的，使得接收周期开始时有关的行计数器根据所接收的行来计数。这种提前由控制单元st控制。这样，可使各视频信号源q…或电视频道k…达到行同步，而与视频信号源q…或电视频道k…是否与RAMs相连无关。不管视频信号源或电视频道的切换情况如何，只有达到准确的同步才能保证相应的扫描行写入到RAMs的正确位置上，并保证该行的起始处位于有关存贮区中行的起始处。于是，一个接收周期起始于一个完整扫描的起始处，其持续时间至少等于一个行周期。
如果接收周期内包含有一个场同步脉冲，识别电路ek就向行计数器zz…提供这个场同步脉冲v，利用它去同步各行的计数。
在视频信号的切换之前，对控制单元st区提供信号源计数器sz的内容，信号源计数器sz是一种环形计数器，其状态数等于要重现的视频信号的数目。
如果是交替的偶数场和奇数场或者只是同类场，要传送到对应的存贮区ss…，则信号源计数器sz可以按此设计成例如将计数器状态数增加到一个偶数值或奇数值。
如前述的先有技术所述，在多画面显示时，行闪烁或背景闪烁可以通过适当的技术手段予以消除。但是，在视频信号内含有运动图象内容的情况下，图象内容的抖动是不可避免的。在屏幕sb的分区tb内以缩小的尺寸显示视频信号，可以减轻这种缺陷。然而，当构成图象的视频信号的数目增加时，这种效果更好。所以，在各视频信号的平均接收周期互不相等而各别可调的情况下，它是一个优点。据此，不太重要的摄象机视频信号源q3，或不太重要的电视频道k…可以只以很低的重复速率切换到信号切换器su中。这样，对于空白的接收周期可提供另一个视频信号源应用，它能提供出近乎无抖动的图象。对于这种特定的控制，需使信号源，计数器sz与控制单元st相连接。于是，信号源计数器sz的输入端要连接到控制总线stb上，得到一个这里标志为sus的切换信号。sz的输出送到控制单元st。
通常，在一个切换循环内各接收周期的持续期大致是等长的，不超过接收信号的场周期。各接收周期的持续期可通过各个切换开关予以改变，因而可能发生个别的接收周期包含有大于一场时间的情况，结果是其它视频信号的接收周期将变短，甚至完全被跳越过去。
在数字信号处理电路sv和RAMs之间，可设置一个用以压缩图象数据bd的滤波电路，从而能减小RAMs的规模。
这种滤波电路的另一个优点是，对于各视频信号所选定的扫描行可进行行内插和场内插，以改善分区tb中的重现图象。如果在有关的视频信号中存在垂直和水平结构，依据对存贮区ss中存贮的象素的选择，这些结构会出现或不出现在读出的图象数据br中。因此，将干扰图象的重现进行内插，可清除网状条纹的干扰。
图2示出在电视接收机屏幕sb上一种典型的多画面显示，它是按照图1的实施例将屏幕分为四个分区，即tb1…tb4。在第一分区tb1和第二分区tb2中，显示出两个不同电视频道k1和k2的图象，在第三分区tb3中，显示出由视频信号源q6给出的一页视频数据，而在第四个分区tb4中，显示出录象机vr录制的信号。在所有的分区中各不相同的视频信号源的图象都是缩小尺寸的。
在第二分区tb2的显示中，由于该区只供检查一特定节目的开头(例如电影)，故帧频可减低。第三分区tb3的视频数据页能按静止图象进行存贮。因此，对第一和第四分区tb1和tb4，可使其帧频增加。
图3a示出625行标准、每场场消隐为25行的两个电视频道k1、k2的取样过程实施例。两种场h1和h2交替出现，奇数场h1包含奇数行，偶数场h2包含偶数行。折线bd＊示明对两个电视频道k1和k2的取样过程，该折线bd＊在两个电视频道k1和k2之间走动。第一存贮区ss1用于第一电视频道k1，第四存贮区ss4用于第二电视频道k2。接收周期是20毫秒(ms)，20ms后接收的电视频道将切换到另一频道上。取样从电视频道k1奇数场h1中的第1行开始，该场的第47行至451行被存贮起来。然后，切换到电视频道k2，其相位位置对应于奇数场h2的第121行正好写入时。该场h1直到第619行在内都被存贮起来。在k2的场道程期间，不存贮。然后，偶数场h2的第46行至120行存贮在第四存贮区ss4中的相应位置上。再一次切换到电视频道k1时，是偶数场h2的第452行，此后，直到第618行在内将该场h2写入。在k1的场逆程期间，不存贮。在新的奇数场h1的第47行时再一次写入。取样过程就以这种方式不断循环下去。
为简单起见，图3a中只是第46行和第618行及第47行和619行之间的区域包罗在存贮过程中。这样，视频信号源所需的存贮区不必顾及没有图象信息的逆程行。
图3b示出图3a的存贮过程是怎样在RAMs中发生的。第一存贮区ssl示明第一电视频道k1的奇数场h1和偶数场h2的存贮行组合。在第四存贮区ss4中，示明了电视道k2的相应存贮行，它也是奇数场h1和偶数场h2的组合。存贮区ss
、ss
中包含着“旧的”图象数据，它们与上述的视频信号切换无关，但可包含有例如前面得到的“抓拍”或静止图象，重现为多画面显示的一部分。
图3a的取样过程及与之相关的图3b的存贮内容也表现了，在各个存贮区ss…中存贮的图象不同部分的尺寸和排列。如果在几个多画面显示周期中仅有轻微的变化，就会引起有关的视频信号的相位相互偏移，以致视频信号中场h1和场h2的相对相位逐渐变化。
与公开文件DE2413839A1中叙述的电路不同，这里将待显示的全部视频信号首先写入存贮区ss…，然后读出来显示。而在一个主节目和一个辅助节目之间，不存在差别。分区tb…中的各个图象显示，对应于从各个存贮区ss…中读出的图象数据。因此，切换和存贮过程可及时地快速变化。对于接收周期的持续期来说，可在一个长的时间范围内变化，即从行周期变化到场周期，且不会有由于丢失行或丢失行组块而在屏幕上引起的叠加干扰图形。所要显示的视频信号数越多，比上述公开文件说明的那种方法改善得越明显。在那种方法中，如果有几个辅助图象，则主图象中丢失的行的数目会增加得难以容忍。因此，那种方法最好用于实际只有一个辅助图象的情况。
图1中所示的RAMS是一个具有独立的写入和读出周期的“双端口RAM”。它具有一种存贮图象数据用的数据总线bd、bd′一条读出图象数据用的数据总线br、一条写地址用的数据总线w、一条读地址用的数据总线r、一个写地址用的输入端tw，和一个读信号用的输入端tr。
采用市面买的RAM，特别是现行标准化的、低价格的动态RAM(DRAM)，直接实现这种方案是不可能的，因为它们不能提供上述的分立功能。
利用特定的“双端口DRAM”MB81461-12，能以稍许变动的形式实现上述功能。因为这种可购得的存贮组件除一个分立的地址总线外，包含了所有的分立功能单元。此外，这种双端口DRAM允许存贮的数据块快速地从实际存贮区再装入集成缓冲器中。然后，在多画面显示时，从集成缓冲器中严格地按顺序读出存贮的图象数br。因此，公共地址总线在那段时间中可供存放过程应用。
图4示出一个较完善的实现方案，它有两个“先进先出”缓冲器(FIFD缓冲器)P1和P2，并允许使用其有公共地址总线gab和公共数据总线bdb的标准化DRAM sds。这种FIFO缓冲器P1、P2(例如可购得的型号TDC1030)把双向数据总线bdb从功能上转换为两个隔离的数据总线，供同时写入和读出数据应用。
第一FIFO缓冲器P1的输出端和第二FIFO缓冲器P2的输入端都连接到DRAM sds的双向数据总线bdb上。对第一FIFO缓冲器P1输入写信号tw，对第二FIFO缓冲器P2输入读信号tr。因此，图象数据bd、bd′写入第一FIFO缓冲器P1，以及从第二FIFO缓冲器P2读出存贮的图象数据br，是相互隔离的。
存贮在第一FIFO缓冲器P1中的数据快速逐块地再装入DRAM sds中，是通过双向数据总线bdb进行的，而进入的写地址w在DRAM sds地址总线上作为块地址，它代表了DRAM sds的实际装入过程。供给DRAM sds的时钟信号是读/写信号twr。
数据通过双向数据总线bdb从DRAM sds中以块为单位读出，它们暂时地存贮在第二FIFO缓冲器P2内，而进入的读地址r在DRAM sds地址线上作为块地址，时钟信号则是读/写信号twr。多画面显示时，从第二FIFO缓冲器P2读出存贮的图象数据br。读出是对要显示的扫描行严格地按顺序进行的。
权利要求
1.多画面显示的电视接收机，在其屏幕(sb)上能将单个视频信号同时显示在两个或多个分区(tb1…tbn)上，或者两个或多个不同的视频信号分别显示在有关的分区(tb…)上，在各分区(tb…)上显示的图象或者是缩小了尺寸的，或者是某个图象的一部分，图象是由视频信号源(q1…q6)提供的，视频信号源中至少包括一个接收到的电视频道的视频信号，该机具有一个数字信号处理电路(sv)，它将来自视频信号源(q…)的信号转换为由每个象素的亮度数据和色度数据组成的图象数据(bd)，还具有一个能容纳整个屏幕(sb)上图象数据(bd)的随机存取存贮器(RAM)(s)，还具有一个控制单元(st)，它依照待重视的视频信号的数目控制图象数据(bd，bd′)写入RAM(s)的某个区域(ss1…ssn)，仅将视频信号源(q…)输出的那些选定的行放入有关的存贮区(ss…)，并一行行地读出，还具有一个数/模转换器(cw)，它得到从RAM(s)读出的图象数据(br)，并传送出红、绿、兰(R、G、B)模拟信号，其特征在于RAM(s)设计成写入和读出是同时进行的，至少短暂地同时进行，当至少有两个视频信号显示时，它们受控制单元(st)的切换，其时间为一个接收周期的持续期，它起始于一个完整扫描行起始处，其持续时间至少等于一个行周期，如果一个切换循环内所有的接收周期近似等长，则接收周期的持续期不超过接收信号的场周期，检测电路(ek)，它检测接收周期中接收到的视频信号的行同步脉冲和场同步脉冲，它们去同步一个相关的行计数器(ZZ…)，计数器的内容馈送到控制单元(st)中，行计数器(ZZ…)在不同的接收周期期间的计数是提前的，使得接收周期开始时有关的计数器根据所接收的行来计数，信号源计数器(sz)的有关计数，控制视频信号源(q…)或电视频道(k…)的视频信号周期性切换。
2.如权利要求
1要求的电视接收机，其特征在于，由单个视频信号源(q……)来的和由单个射频接收器(t)接收的至少两个电视频道(k1…kn)的视频信号进行多画面显示时，射频接收器(t)由控制单元(st)切换至有关的电视频道(k…)的频率范围上，其时间为一个接收周期的持续期，它起始于一个完整扫描行的起始处，至少持续一个行周期，而如果一个切换循环内所有的接收周期近似等长，则接收周期的持续期不超过接收信号的场周期。
3.如权利要求
1或2所要求的电视接收机，其特征在于，在存贮区(ss…)中存贮的场是由接收端的奇数场和偶数场(h1n2)的一部分组成的，场中各部分的尺寸和安排在几个多画面显示周期内，不管在哪一方面，都仅有轻微的变化。
4.如权利要求
1到3中任何一权利要求
所要求的电视接收机，其特征在于，视频信号的切换至少跳过屏幕(sb)某分区(tb)上显示的一路视频信号，并在该处显示出一个静止图象。
5.如在权利要求
1到4中任何权利要求
所要求的电视接收机，其特征在于，至少一个分区(tb…)的视频信号切换频率是可调的，以获得一个较低的帧频。
6.如权利要求
1到5中任何权利要求
所要求的电视接收机，其特征在于RAM(s)是由至少包括一个动态随机存取存贮器(DRAM)(sds)的电路组成的，该DRAM具有一个公共的双面数据总线(bdb)、一个公共的地址总线(gab)、至少有一个第一“先进先出”缓冲器(FIFO缓冲器)(P1)和一个第二FIFO缓冲器(P2)，双向数据总线(bdb)连接到第一FIFO缓冲器(P1)的数据输出端和第二FIFO缓冲器(P2)的数据输入端，对第一FIFO缓冲器(P1)的数据输入端供给图象数据(bd，bd′)，对时钟输入端供给写入信号(tw)，第二FIFO缓冲器(p2)的输出端，在读出信号(tr)的控制下读出的图象数据(br)，在DRAM(sds)写入和读出期间，数据通过双向数据总线(bdb)逐块传送，有关的写地址(w)和读地址(r)经由公共地址总线(gab)输入，而读/写信号(twr)加到DRAM(sds)上。
专利摘要
能在屏幕(sb)上同时显示不同视频信号的多画面电视接收机，可重现出各视频信号源(q…)给出的不同视频信号。它包括一个配有一个可切换和频率可编程的调谐器的射频接收器(t)，不同的视频信号以固定的取样周期依次取样，在取样周期中至少一个视频信号一个完整扫描行以图象数据(bd，bd′)的形式被检测出来。该图象数据写入RAM(s)，读出以显示，以增高的帧频和行频多次读出存贮内容，防止帧闪烁和行闪烁。
文档编号H04N5/262GK86105117SQ86105117
公开日1987年4月15日 申请日期1986年8月13日
发明者利尤伯米尔·米西克, 索恩克·米加德特 申请人:德国Itt工业股份有限公司导出引文BiBTeX, EndNote, RefMan