專利名稱：字幕數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)及方法
技術領域：
本發(fā)明涉及處理數(shù)字和才莫擬電視數(shù)據(jù)的領域，包括用于在才莫擬
顯示信號中顯示的嵌入數(shù)字數(shù)據(jù)流中的字幕(closed caption)數(shù)據(jù)。
背景技術：
這部分旨在向讀者介紹本領域的各個方面，其可以涉及以下所 描述的和/或要求的本發(fā)明的多個方面。相信該討i侖有助于向讀者提 供背景信息，以利于更好地理解本發(fā)明的多個方面。因此，應該理 解，將被讀到的這些綜述是就此而論的，并不^人為是現(xiàn)有才支術。
隨著電視產(chǎn)業(yè)準備從廣播模擬信號過渡到廣播數(shù)字信號，多個 產(chǎn)業(yè)標準的相互關系呈現(xiàn)出對電視設備制造者的才兆戰(zhàn)。感受到該沖 擊的一個領域是字幕信息的使用。字幕數(shù)據(jù)可以出現(xiàn)在TV屏幕的 底部，以將節(jié)目的對話或其他信息傳遞給聽力受損人員。
已知為高級電視系統(tǒng)委員會("ATSC") 53的標準要求字幕數(shù) 據(jù):帔實現(xiàn)為當與MPEG2視頻結合使用時的用戶數(shù)據(jù)。相關標準是 ISO-1318-2，其描述MPEG2視頻中的用戶數(shù)據(jù)格式。已知為EIA 608 和EIA 708的附加標準描述才莫擬和凄t字字幕才各式。
電視系統(tǒng)很難處理在數(shù)字字幕數(shù)據(jù)流的每個字段大于兩字節(jié)的 情況下作為用戶數(shù)據(jù)嵌入數(shù)字字幕數(shù)據(jù)流的模擬字幕數(shù)據(jù)。模擬字 幕編碼器典型地包括用于字幕數(shù)據(jù)的下一幀的4字節(jié)緩沖器。該緩沖器將在數(shù)據(jù)率高于每字段兩字節(jié)時溢出。復雜因素涉及符合電纜
電信工程師協(xié)會("SCTE")發(fā)布的兩個附加標準。這些標準已知為 SCTE20和SCTE21標準，并且它們提出對電影模式的要求。電影 模式被用于多個DVD娛樂節(jié)目等中的字幕數(shù)據(jù)?？善谕环N符合 這些標準的處理包括電影才莫式教:據(jù)的數(shù)字字幕lt據(jù)的有效方法。

發(fā)明內(nèi)容
所披露的實施例涉及一種將字幕信息插入才莫擬視頻4言號的系 統(tǒng)。該系統(tǒng)的示例性實施例包括第一緩沖器，用于存儲字幕數(shù)據(jù) 的當前幀；第二緩沖器，用于在第一緩沖器滿了的情況下，存儲字 幕數(shù)據(jù)的下一幀；第三緩沖器，用于在第一緩沖器和第二緩沖器都 滿了的情況下，存儲字幕數(shù)據(jù)的再下一幀；以及才莫擬視頻編碼器， 被配置為將來自第一緩沖器、第二緩沖器、以及第三緩沖器的字幕 數(shù)據(jù)編碼為模擬視頻信號。


在附圖中
圖1是根據(jù)本發(fā)明示例性實施例的視頻系統(tǒng)的框圖2是根據(jù)本發(fā)明示例性實施例的用戶數(shù)據(jù)分析操作的流程 圖；以及
圖3是根據(jù)本發(fā)明示例性實施例的字幕數(shù)據(jù)保存操作的流程圖。
具體實施例方式
下面將描述本發(fā)明的 一個或多個具體實施例。致力于才是供這些 實施例的簡明扼要的描述，并不在本說明書中描述實際實施方式的 所有特性。應當了解，在任何這種實際實施方式的開發(fā)中，如在任 一工程或i殳計項目中，必須估文出許多針對實施方式的決定以實現(xiàn)開 發(fā)者的特定目的，例如，遵照與系統(tǒng)相關的和與商業(yè)相關的限制， 從一個實現(xiàn)到另一個這些限制可以改變。此外，應當意識，這種開 發(fā)的努力可能是復雜且費時的，但對受益于本公開的那些普通技術 人員來說，仍將是設計、制造以及生產(chǎn)的例行程序。
圖1是4艮據(jù)本發(fā)明的示例性顯示系統(tǒng)的框圖。該圖整體上由參
考標號10表示。系統(tǒng)10可以包括采用等離子體顯示器、凄丈字光處 理("DLP，，)顯示器、硅基液晶("LCOS")等的電視機。該系統(tǒng) 10可以用于顯示才莫擬和lt字節(jié)目，包括高清晰度電一見("HDTV") 節(jié)目。
系統(tǒng)10包括調(diào)諧器12,該調(diào)諧器用于接收諸如高級電一見系統(tǒng) 委員會("ATSC")空中信號等的電視信號。該系統(tǒng)10用于對來自 于數(shù)字輸入的字幕數(shù)據(jù)進行解碼并將對應字幕數(shù)據(jù)插入一莫擬視頻輸 出。調(diào)諧器12產(chǎn)生MPEG傳輸流，該MPEG傳輸流被傳遞到傳輸 流解復用器14。傳輸流解復用器14將MPEG傳^T流解復用為^L頻、 音頻、以及其他數(shù)據(jù)來作為包基本流("PES")。來自傳輸流解復用 器14的PES ^t據(jù)^皮傳遞到一見頻包緩沖器16?？梢?人存+者在一見頻包 緩沖器16中的凌之據(jù)中解碼出—見頻和字幕凄史據(jù)。
視頻包緩沖器16將MPEG視頻傳遞到MPEG視頻解碼器18。 MPEG視頻解碼器18將從視頻包緩沖器16接收到的數(shù)據(jù)分為視頻 數(shù)據(jù)和用戶數(shù)據(jù)。如圖1所示，用戶凝:據(jù)^皮傳遞到用戶凄t據(jù)分析器20，以及視頻數(shù)據(jù)被傳遞到顯示處理器26。用戶凄丈據(jù)分析器20提 取字幕數(shù)據(jù)并且還可以對顯示數(shù)據(jù)進行重新排序。
在圖1所示的示例性實施例中，用戶數(shù)據(jù)分析器20包括如下詳 述的用于存儲字幕數(shù)據(jù)的三個纟爰沖器21a、 21b和21c。緩沖器21a、 21b和21c可以用于分別存儲字幕數(shù)據(jù)的當前幀、字幕教^居的下一 幀、以及字幕數(shù)據(jù)的再下一幀。在諸如電影模式支持的特定條件下， 需要用于存儲再下 一 幀的字幕數(shù)據(jù)的緩沖器，這是因為其可以用于 在相同字段中的兩個連續(xù)幀中重復(iterate)相同數(shù)據(jù)。
在本發(fā)明的可選實施例中，可以將諸如緩沖器21a、 21b和21c 的字幕數(shù)據(jù)緩沖器設置在系統(tǒng)10中的其他組件(例如，MPEG視頻 解碼器18或才莫擬-現(xiàn)頻解碼器22 )中。以下參考圖2和圖3，詳細i兌 明了用于控制將字幕數(shù)據(jù)存儲到緩沖器21a、21b和21c中的示例性 判定處理。
字幕凄t據(jù)通過用戶數(shù)據(jù)分析器20 ^皮傳遞到才莫擬視頻編碼器22。 字幕數(shù)據(jù)還通過用戶數(shù)據(jù)分析器20被提供至圖形和屏幕顯示 ("OSD")生成器24。模擬視頻編碼器22將從用戶數(shù)據(jù)分析器20 接收到的字幕數(shù)據(jù)與 一見頻一起進行編碼，并將其4是供給才莫擬一見頻輸 出23。
圖形和OSD生成器24將圖形和OSD凝:據(jù)傳遞至顯示處理器 26,其中，該數(shù)據(jù)與從MPEG視頻解碼器18接收到的視頻數(shù)據(jù)相 結合。然后，顯示處理器26將數(shù)字視頻和圖形數(shù)據(jù)傳遞至主顯示器 28。
視頻還通過顯示處理器26被傳遞到模擬視頻編碼器22。該視 頻信息被轉換為模擬形式，并通過模擬視頻編碼器22與從用戶數(shù)據(jù) 分析器20接收到的字幕數(shù)據(jù)相結合。由模擬視頻編碼器22生成的模擬視頻輸出可以與NTSC或PAL格式兼容。可以通過模擬視頻編 碼器22將字幕數(shù)據(jù)表示為垂直消隱間隙("VBI")數(shù)據(jù)。
在諸如ATSC 53標準、EIA 708標準和EIA 608標準的標準中 限定了字幕數(shù)據(jù)和用戶數(shù)據(jù)的格式。在本發(fā)明的示例性實施例中， EIA 608字幕數(shù)據(jù)被傳遞至模擬視頻編碼器22 ，以將其作為字幕數(shù) 據(jù)插入。才莫擬視頻編碼器22可以用于為字幕數(shù)據(jù)^是供每個字段兩字 節(jié)的緩沖器。每幀四字節(jié)的字幕數(shù)據(jù)可以用于隔-f亍掃描的^見頻。多 于四字節(jié)的字幕數(shù)據(jù)可以用于像電影模式操作的 一些特殊情況，或 提供每個字段具有多于一個圖像頭用戶數(shù)據(jù)的特殊流。
圖2是根據(jù)本發(fā)明示例性實施例的用戶數(shù)據(jù)分析操作的流程 圖。該處理整體上由參考標號100表示。如框102所示，處理開始 于通過用戶數(shù)據(jù)分析器20 (圖1 )接收用戶數(shù)據(jù)。在判定框104處， 檢驗接收到的用戶數(shù)據(jù)的有效性。如果用戶數(shù)據(jù)無效，則如框114 所示，處理結束。如果在判定框104處用戶凄t據(jù)有效，則如框106 所示，對嵌入到接收到的數(shù)據(jù)中的字幕數(shù)據(jù)進行重新排序，以符合 正確的顯示順序。在沖匡108處，保存用于當前字4殳的字幕凄丈據(jù)。當 前字段數(shù)據(jù)可以纟皮存儲在用于保存當前字^a數(shù)據(jù)的緩沖器(例如， 用戶數(shù)據(jù)分析器20中的緩沖器21a (圖1 ))中。
在框110處，檢驗字幕數(shù)據(jù)與電影模式的對應關系。如果數(shù)據(jù) 不對應于電影才莫式lt據(jù)，則在框114處，處理結束。如果作為在框 110處檢驗電影模式的結果，數(shù)據(jù)被確定為對應于電影模式數(shù)據(jù)， 則如塊112所示，數(shù)據(jù)被保存為對應于下一字段。該數(shù)據(jù)可以被保 存在用于保存下一幀的字幕數(shù)據(jù)的緩沖器(例如，用戶數(shù)據(jù)分析器 20中的緩沖器21b(圖l))中。在保存下一字段之后，如框114所 示，處理結束。
10圖3是才艮據(jù)本發(fā)明示例性實施例的字幕 居<呆存才乘作的流程 圖。該處理整體上由參考標號200表示。在圖2的框108和112中， 保存關于當前幀和下一幀的字幕數(shù)據(jù)。
可以以通過計算枳4呈序調(diào)用的編程子程序的方式實現(xiàn)圖3所示 的處理的示例性實施例，以保存字幕數(shù)據(jù)。在本發(fā)明的示例性實施 例中，由圖3表示的子程序可以具有兩個輸入?yún)⑵鄑:字幕凄t據(jù)和字 段信息。字段信息可以表示對應的字幕數(shù)據(jù)是對應于當前字段還是 對應于下一字段。
在框202處，處理開始。在判定框204處，確定當前字段緩沖 器(例如，圖2中的緩沖器21a)是否是可用的。如果當前字段緩 沖器可用，則如框208所示，將兩個字節(jié)的字幕數(shù)據(jù)存儲到當前字 l殳緩沖器。此后，如框220所示，處理結束。
如果在判定框204處當前字,殳緩沖器不可用，則在框206處確 定下一幀緩沖器(例如，圖2中的緩沖器21b)是否是可用的。如 果下一幀緩沖器可用，則如框210所示，將兩個字節(jié)的字幕數(shù)據(jù)存 儲到下一幀緩沖器。此后，如框220所示，處理結束。
如果在判定框206處下一幀緩沖器不可用，則在框212處進行 關于是否可以忽略lt據(jù)的4企驗。如果lt據(jù)可以;波忽略，則如框216 所示，丟4卓^t據(jù)。此后，如框220所示，處理結束。
如果判定框212處確定數(shù)據(jù)不能被忽略，則如判定框214所示， 檢驗再下一幀緩沖器(例如，圖2中的-爰沖器21c)的空間。如果 再下一幀緩沖器中沒有空間，則如框216所示，丟掉數(shù)據(jù)。此后， 如才匡220所示，處理結束。如果在判定框214處再下一幀緩沖器中存在用于數(shù)據(jù)的空間， 則將兩個字節(jié)的字幕數(shù)據(jù)存儲到再下一 幀緩沖器，并將其識別為對 應于再下一幀。此后，如在#醫(yī)220所示，處理結束。
總結圖3所示的處理，當接收到字幕數(shù)據(jù)時，檢驗當前字段緩 沖器21a (圖1)的空間。如果在當前字段緩沖器21a中存在空間， 則將保存數(shù)據(jù)。如果當前字段緩沖器21a已滿，則進行關于下一幀 緩沖器21b (圖1 )是否也已被占用的檢驗。如果下一幀緩沖器21b 也被占用，則將字幕數(shù)據(jù)保存在對應于再下一幀的緩沖器21c中。
處理允許4全—驗在再次4企-驗下 一幀緩沖器之前是否可以忽略數(shù) 據(jù)。如果例如數(shù)據(jù)僅表示奇偶校驗數(shù)據(jù)，則可以忽略數(shù)據(jù)。如果數(shù) 據(jù)僅是奇偶校驗數(shù)據(jù)，則可以連接至模擬視頻編碼器22 (圖1)的 模擬視頻輸出的模擬字幕解碼器可以忽略數(shù)據(jù)。可以在接收有意義 數(shù)據(jù)的塊之間觀測該條件。在高數(shù)據(jù)率傳遞字幕信息的情況下，丟 棄諸如奇偶信息的信息減少了存儲消耗。另外，如果緩沖器將溢出，
則可以丟掉數(shù)據(jù)。
雖然已經(jīng)通過附圖中的實例示出了具體的實施例，并且將在本 文進行詳細的描述，但是本發(fā)明能允許各種修改和替換形式。然而， 應當理解，并不意味著本發(fā)明被限制為所披露的特定形式。相反地， 本發(fā)明是覆蓋落入由下面所附的權利要求限定的本發(fā)明的范圍和精 神內(nèi)的所有的j奮改、等同以及^#才奐。
權利要求
1.一種系統(tǒng)(10)，包括第一緩沖器(21a)，用于在所述第一緩沖器(21a)未滿的情況下，存儲字幕數(shù)據(jù)的當前幀；第二緩沖器(21b)，用于在所述第一緩沖器(21a)已滿的情況下，存儲字幕數(shù)據(jù)的下一幀；第三緩沖器(21c)，用于在所述第一緩沖器(21a)和所述第二緩沖器(21b)均已滿的情況下，存儲字幕數(shù)據(jù)的再下一幀；以及模擬視頻編碼器(22)，用于將來自所述第一緩沖器(21a)、所述第二緩沖器(21b)、以及所述第三緩沖器(21c)的字幕數(shù)據(jù)編碼為模擬視頻信號(23)。
2. 根據(jù)權利要求1所述的系統(tǒng)(10)，其中，字幕數(shù)據(jù)的所述當 前幀、字幕^t據(jù)的所述下一幀、以及字幕凄t據(jù)的所述再下一幀 均從MPEG2視頻流獲得。
3. 根據(jù)權利要求1所述的系統(tǒng)(10),其中，被編碼為所述模擬 一見頻流(23 )的所述字幕數(shù)據(jù)符合EIA 608標準。
4. 根據(jù)權利要求1所述的系統(tǒng)(10)，其中，所述第一緩沖器(21a)、第二緩沖器(21b)以及第三緩沖器(21c)位于用戶 數(shù)據(jù)分析器(20 )中，所述用戶數(shù)據(jù)分析器用于將字幕數(shù)據(jù)的 所述當前幀、字幕數(shù)據(jù)的所述下一幀、以及字幕數(shù)據(jù)的所述再 下一幀傳遞至所述纟莫擬一見頻編碼器(22)。
5. 根據(jù)權利要求4所述的系統(tǒng)(10 )，其中，所述用戶數(shù)據(jù)分析 器(20)用于確定在所述第一緩沖器(21a)和所述第二緩沖 器(21b)均已滿的情況下是否可以忽略字幕數(shù)據(jù)。
6. 根據(jù)權利要求5所述的系統(tǒng)(10),其中，如果所述字幕數(shù)據(jù) 包括奇偶4交驗數(shù)據(jù)，則忽略所述字幕凄t據(jù)。
7. 根據(jù)權利要求1所述的系統(tǒng)(10),其中，所述模擬視頻編碼 器(22)用于將從顯示處理器(26)接收到的視頻數(shù)據(jù)與字幕 數(shù)據(jù)的所述當前幀、字幕tt據(jù)的所述下一幀、以及字幕數(shù)據(jù)的 所述再下一幀相結合，以產(chǎn)生所述一莫擬視頻信號(23)。
8. 根據(jù)權利要求1所述的系統(tǒng)(10)，其中，字幕數(shù)據(jù)的所述當 前幀、字幕凄t據(jù)的所述下一幀、以及字幕凄t據(jù)的所述再下一幀 中的每一個均包括兩個字節(jié)的數(shù)據(jù)。
9. 一種處理字幕數(shù)據(jù)的方法，包括接收字幕數(shù)據(jù)的幀；在所述第一緩沖器(21a)未滿的情況下，將字幕數(shù)據(jù)的 所述幀作為字幕數(shù)據(jù)的當前幀存儲在第一緩沖器(21a)中；在所述第一緩沖器(21a)已滿的情況下，將字幕數(shù)據(jù)的 所述幀作為字幕數(shù)據(jù)的下一幀存儲在第二緩沖器(21b)中；在所述第一緩沖器(21a)和所述第二緩沖器(21b)均已 滿的情況下，將字幕數(shù)據(jù)的所述幀作為字幕數(shù)據(jù)的再下 一 幀存 儲在所述第三緩沖器(21c)中；以及將來自所述第一緩沖器(21a)、所述第二緩沖器(21b)、 以及所述第三緩沖器(21c)的字幕數(shù)據(jù)編碼為模擬視頻信號。
10. 根據(jù)權利要求9所述的方法，包括從MPEG2視頻流獲得字 幕數(shù)據(jù)的所述幀。
11. 根據(jù)權利要求9所述的方法，其中，對所述字幕數(shù)據(jù)進行編碼 的動作包括根據(jù)EIA 608標準格式化所述字幕數(shù)據(jù)。
12. 根據(jù)權利要求9所述的方法，包括確定在所述第一緩沖器(21a)和所述第二緩沖器(21b)均已滿的情況下是否可以忽 略所述字幕數(shù)據(jù)。
13. 根據(jù)權利要求12所述的方法，包括如果所述字幕數(shù)據(jù)包括 奇偶校驗數(shù)據(jù)，則忽略所述字幕數(shù)據(jù)。
14. 根據(jù)權利要求9所述的方法，包括將視頻數(shù)據(jù)與字幕數(shù)據(jù)的 所述當前幀、字幕數(shù)據(jù)的所述下一幀、以及字幕數(shù)據(jù)的所述再 下一幀相結合，以產(chǎn)生所述模擬視頻信號(23)。
15. 根據(jù)權利要求9所述的方法，其中，所述動作按所述順序執(zhí)行。
16. —種電一見系統(tǒng)(IO),包4舌調(diào)諧器(12),用于接收通信信號并基于所述通信信號生 成MPEG傳輸流；傳輸流解復用器(14 )，用于4妄收所述MPEG傳輸流并基 于所述MPEG傳輸流生成包基本流；視頻包緩沖器(16),用于接收所述包基本流并基于所述 包基本流生成MPEG視頻輸出；MPEG 3見頻解碼器(18 ),用于接收所述MPEG視頻輸出 并基于所述MPEG 一見頻$#出生成^L頻凝:據(jù)流和用戶翁:據(jù)流；用戶數(shù)據(jù)分析器(20)，用于4妻收所述用戶數(shù)據(jù)流，所述 用戶數(shù)據(jù)分析器包括第一緩沖器(21a)，用于在所述第一緩 沖器(21a)未滿的情況下存儲來自所述用戶數(shù)據(jù)流的字幕數(shù) 據(jù)的當前幀；第二緩沖器(21b)，用于在所述第一緩沖器(21a) 已滿的情況下存儲來自所述用戶數(shù)據(jù)流的字幕數(shù)據(jù)的下一幀； 以及第三緩沖器(21c),用于在所述第一緩沖器(21a)和所 述第二緩沖器(21b)均已滿的情況下，存4諸來自所述用戶數(shù) 據(jù)流的字幕#t據(jù)的所述再下 一 幀；顯示處理器(26)，用于接收所述MPEG一見頻流并基于所 述MPEG視頻流提供視頻輸出；以及模擬視頻編碼器(22)，用于從所述顯示處理器(26)接 收所述視頻輸出，并且將所述視頻輸出與來自所述第 一緩沖器 (21a)、所述第二緩沖器(21b)、以及第三緩沖器(21c)的 字幕數(shù)據(jù)一起編碼為模擬視頻信號(23)。
17. 根據(jù)權利要求16所述的電視系統(tǒng)(10)，其中，被編碼為所述 才莫擬一見頻流(23 )的所述字幕數(shù)據(jù)符合EIA 608標準。
18. 根據(jù)權利要求17所述的電視系統(tǒng)(10)，其中，所述用戶數(shù)據(jù) 分析器(20)用于確定在所述第一緩沖器(21a)和所述第二 緩沖器(21b)均已滿的情況下是否可以忽略字幕數(shù)據(jù)。
19. 根據(jù)權利要求18所述的電視系統(tǒng)(10)，其中，如果所述字幕 數(shù)據(jù)包括奇偶校驗數(shù)據(jù)，則忽略所述字幕數(shù)據(jù)。
20. 根據(jù)權利要求16所述的電視系統(tǒng)(10 )，其中，字幕數(shù)據(jù)的所 述當前幀、字幕教:據(jù)的所述下一幀、以及字幕數(shù)據(jù)的所述再下 一幀中的每一個均包>^兩個字節(jié)的數(shù)據(jù)。
全文摘要
所披露的實施例涉及一種將字幕信息插入到模擬視頻信號中的系統(tǒng)。該系統(tǒng)的一個典型實施例包括第一緩沖器，用于存儲字幕數(shù)據(jù)的當前幀；第二緩沖器(21b)，用于在第一緩沖器已滿的情況下，存儲字幕數(shù)據(jù)的下一幀；第三緩沖器(21c)，用于在第一緩沖器和第二緩沖器均已滿的情況下，存儲字幕數(shù)據(jù)的再下一幀；以及模擬視頻編碼器(22)，被配置為將來自第一緩沖器、第二緩沖器、以及第三緩沖器的字幕數(shù)據(jù)編碼為模擬視頻信號。
文檔編號H04N5/445GK101317447SQ200580052151
公開日2008年12月3日 申請日期2005年12月2日 優(yōu)先權日2005年12月2日
發(fā)明者李正換 申請人:深圳Tcl新技術有限公司