專(zhuān)利名稱(chēng)：顯示大寬高比和標(biāo)準(zhǔn)寬高比視頻信號(hào)用的視頻顯示系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種能與表示寬屏幕系統(tǒng)中“標(biāo)準(zhǔn)”寬高比(例如，4∶3)小于寬高比(例如，5∶3)的圖象的普通電視視頻信號(hào)兼容的寬屏幕電視顯示系統(tǒng)。
迪斯徹特(Dischert)等人在其經(jīng)批準(zhǔn)的350，088號(hào)美國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)書(shū)(專(zhuān)利號(hào)4，551，754)中公認(rèn)，用壓縮或“擠壓”寬屏幕圖象的左右邊緣的方法可以使寬屏幕電視信號(hào)與普通電視接收機(jī)兼容。圖象受擠壓的邊緣在普通電視接收機(jī)上顯示時(shí)，由于接收機(jī)過(guò)掃描，大部分都看不到。在寬屏幕接收機(jī)上顯示時(shí)，圖象受壓縮的邊緣藉時(shí)間擴(kuò)展電路恢復(fù)原來(lái)的寬度。在迪斯徹特等人系統(tǒng)的一個(gè)實(shí)施方案中，圖象邊緣的擠壓是用改變加到攝象機(jī)的水平激勵(lì)信號(hào)來(lái)實(shí)現(xiàn)的。在另一個(gè)實(shí)施方案中，圖象的恢復(fù)(“消除擠壓”)是藉響應(yīng)固定頻率寫(xiě)入時(shí)鐘時(shí)存儲(chǔ)器存儲(chǔ)視頻信號(hào)，響應(yīng)可變頻率讀出時(shí)鐘時(shí)存儲(chǔ)器恢復(fù)已存儲(chǔ)信號(hào)進(jìn)行的。改變讀出時(shí)鐘的頻率可以使象素在水平線內(nèi)的相對(duì)計(jì)時(shí)發(fā)生變化，從而有利于所顯示圖象壓縮邊緣的擴(kuò)展。
為了在雙模式接收機(jī)上既能顯示寬屏幕圖象也能顯示標(biāo)準(zhǔn)寬高比(即4∶3)圖象，迪斯徹特等人建議，往兼容制(邊緣受擠壓的)寬屏幕信號(hào)的垂直消隱期間加編碼信號(hào)以鑒別該信號(hào)是否代表寬屏幕圖象。(這里“寬屏幕”一詞是指普通電視顯示器所使用的寬高比大于4∶3的屏幕。)編碼信號(hào)是在雙模式接收機(jī)中檢測(cè)并用以控制顯示器光柵寬度和邊緣擴(kuò)展電路。有代碼出現(xiàn)時(shí)，諸邊緣擴(kuò)展電路啟動(dòng)，光柵寬度擴(kuò)大到寬屏幕顯象管的整個(gè)寬度。收到標(biāo)準(zhǔn)電視信號(hào)時(shí)，可以檢測(cè)出不存在代碼的情況，利用這種情況減少光柵寬度，使其寬高比等于4∶3，這時(shí)邊緣擴(kuò)展電路不起作用(被旁路)。
迪斯徹特等人還在后來(lái)批準(zhǔn)的551，918號(hào)美國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)書(shū)(專(zhuān)利號(hào)4，556，906)中以“大寬高比電視的顯象管消隱線路”為題介紹了類(lèi)似的邊緣擴(kuò)展和光柵寬度控制裝置。有關(guān)改變接收機(jī)光柵寬度以顯示大寬高比圖象和標(biāo)準(zhǔn)寬高比圖象的技術(shù)的其它實(shí)例還有鹽田(Shioda)等人在4，385，324號(hào)美國(guó)專(zhuān)利中提出的投影電視系數(shù)。該專(zhuān)利也采用編碼信號(hào)來(lái)自動(dòng)控制雙模式接收機(jī)中光柵的大小。
兼容制寬屏幕系統(tǒng)的另一個(gè)例子見(jiàn)諸K.H.鮑爾斯在504，374號(hào)的美國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)書(shū)中介紹的發(fā)明。該專(zhuān)利說(shuō)明書(shū)于一九八三年六月十四日提出，系作為一九八三年四月十四日提出的485，446號(hào)專(zhuān)利申請(qǐng)書(shū)的部分繼續(xù)申請(qǐng)書(shū)。在鮑爾斯的系統(tǒng)中，圖象的中心部分稍微壓縮(約2.5%)，圖象邊緣因壓縮而在最靠邊的邊緣上以大約3∶1的斜率作線性?xún)A斜。鮑爾斯系統(tǒng)還采用以可調(diào)的時(shí)鐘頻率對(duì)模擬視頻信號(hào)進(jìn)行取樣的方法來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)圖象邊緣的壓縮。取樣率的調(diào)節(jié)是將甚高頻(4.374千兆赫)振蕩器的輸出加到可編程序分壓器上進(jìn)行的，該分壓器的分壓系數(shù)系存儲(chǔ)在可編程序只讀存儲(chǔ)器中。只讀傳儲(chǔ)器由一個(gè)計(jì)數(shù)器編址，該計(jì)數(shù)器在每一個(gè)行周期計(jì)數(shù)，因而改變分壓器各系統(tǒng)，從而改變?nèi)宇l率以控制被取樣視頻信號(hào)邊緣的壓縮情況。
我們認(rèn)識(shí)到，那種用改變寬屏幕顯示器的水平掃描寬度的方法來(lái)顯示大寬高比和標(biāo)準(zhǔn)寬高比圖象的雙模式電視接收機(jī)是相當(dāng)復(fù)雜的，而且可能會(huì)出現(xiàn)會(huì)聚問(wèn)題。為解決這些問(wèn)題，在本發(fā)明的一種視頻顯示系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括一信號(hào)源，用以有時(shí)產(chǎn)生至少一個(gè)表示有一寬高比為4∶3的圖象的視頻輸入信號(hào);顯示裝置，用以產(chǎn)生一寬高比大于4∶3的光柵;信號(hào)處理裝置，該裝置響應(yīng)所說(shuō)視頻輸入信號(hào)以向所說(shuō)顯示裝置提供一經(jīng)處理的其行周期各包括一行同步周期和一有效視頻周期的視頻輸出信號(hào);其特征在于，為按所說(shuō)4∶3寬高比方式顯示所說(shuō)圖象而無(wú)需改變所說(shuō)顯示裝置的寬高比，所說(shuō)信號(hào)處理裝置按一尺寸產(chǎn)生所說(shuō)經(jīng)處理的視頻輸出信號(hào)，其中所說(shuō)有效視頻顯示周期包括至少一個(gè)第一時(shí)間間隔和一個(gè)第二時(shí)間間隔;所說(shuō)有效視頻信號(hào)的第一時(shí)間間隔傳遞的所說(shuō)視頻輸入信號(hào)具有4∶3的寬高比;以及所說(shuō)有效視頻信號(hào)的第二時(shí)間間隔傳遞一個(gè)包括實(shí)質(zhì)上是恒定非消隱視頻信號(hào)的邊緣填充視頻信號(hào)。


了本發(fā)明的內(nèi)容。附圖中的同一個(gè)編號(hào)表示同一個(gè)元件，其中圖1是本發(fā)明實(shí)施例的一個(gè)兼容制寬屏幕視頻信號(hào)發(fā)生系統(tǒng)的方框圖;
圖2和圖3是圖1系統(tǒng)的工作情況示意圖;
圖4是圖1系統(tǒng)中壓縮元件的詳細(xì)示意圖;
圖5和圖6圖1系統(tǒng)中使用的只讀存儲(chǔ)器內(nèi)容一覽表;
圖7是本發(fā)明實(shí)施例的一個(gè)寬屏幕接收機(jī)系統(tǒng)的方框圖;
圖8是適用于圖7中接收機(jī)的一個(gè)邊緣擴(kuò)展器的方框圖;
圖9是圖8中接收機(jī)工作情況的示意圖;
圖10是本發(fā)明實(shí)施例的一個(gè)雙模式電視接收機(jī)的方框圖;
圖11是適用于圖10中雙模式接收機(jī)的圖象擴(kuò)展器的方框圖;
圖12和圖13是表示圖11中擴(kuò)展器的只讀存儲(chǔ)器內(nèi)容的一覽表;
圖14是適用于圖10中雙模式接收機(jī)的可轉(zhuǎn)接插入器的方框圖。
圖1中的兼容式寬屏幕視頻信號(hào)發(fā)生系統(tǒng)有一個(gè)與演播室定時(shí)信號(hào)發(fā)生器12相連的攝象機(jī)10(或電視電影機(jī))，該演播室定時(shí)信號(hào)發(fā)生器12產(chǎn)生(美國(guó))國(guó)家電視制式委員會(huì)標(biāo)準(zhǔn)定時(shí)信號(hào)，以控制攝象機(jī)的行頻和場(chǎng)頻。要制造逐行倒相制接收機(jī)或塞康制接收機(jī)用的寬屏幕兼容的信號(hào)，應(yīng)采用適當(dāng)?shù)亩〞r(shí)信號(hào)發(fā)生器。攝象機(jī)10采用一般設(shè)計(jì)，但可加以調(diào)整以產(chǎn)生紅藍(lán)綠的大寬高比(例如，約5∶3)的視頻輸出信號(hào)S1。調(diào)整可這樣進(jìn)行減小加到攝象機(jī)成象器的垂直掃描信號(hào)的幅度，或者，如果有足夠的靶面積的話，可以增加水平掃描信號(hào)的幅度。一般的電視電影機(jī)也可以類(lèi)似的方法進(jìn)行調(diào)整以產(chǎn)生寬屏幕視頻信號(hào)S1。
矩陣變換電路14將寬屏幕視頻信號(hào)S1變換成Y、I和Q分量。I和Q分量分別由防混淆低通濾波器16和18進(jìn)行低通濾波，并由模擬-數(shù)字變換器20和22分別變換成數(shù)字形式。亮度(luma)信號(hào)Y在單元24中延遲(以補(bǔ)償由于低通濾波而給I和Q經(jīng)帶來(lái)的延遲現(xiàn)象)，并在變換器26中被轉(zhuǎn)換成數(shù)字形式。
變換器20、22和26均由時(shí)鐘信號(hào)FW以1100倍視頻信號(hào)S1水平行頻的頻率進(jìn)行時(shí)鐘脈控。時(shí)鐘信號(hào)FW由寫(xiě)入時(shí)鐘發(fā)生器提供，寫(xiě)入時(shí)鐘發(fā)生器30則經(jīng)定時(shí)母線13連到演播室的定時(shí)信號(hào)發(fā)生器12，以便接收水平行頻定時(shí)信號(hào)FH。發(fā)生器30最好作成鎖相環(huán)路，以確保視頻信號(hào)S1各線有一個(gè)整數(shù)(本發(fā)明中為1100)的時(shí)鐘脈沖。不然也可用其它倍頻技術(shù)以產(chǎn)生寫(xiě)入時(shí)鐘信號(hào)FW。
數(shù)字化Y-I和Q視頻信號(hào)分別加到各自的雙重-行(Dual oneline)(1-H)存儲(chǔ)器40、42和44中。各存儲(chǔ)器的讀出和寫(xiě)入操作由控制單元50控制?？刂茊卧?0有若干輸入端，一個(gè)輸入端用以接收來(lái)自時(shí)鐘30的寫(xiě)入時(shí)鐘信號(hào)FW，另一個(gè)輸入端用以接收來(lái)自定時(shí)母線13的行頻(水平同步)信號(hào)FH，還有一個(gè)輸入端用以接收來(lái)自讀出時(shí)鐘發(fā)生器32的讀出時(shí)鐘信號(hào)FR。讀出時(shí)鐘信號(hào)的頻率為行頻FH的910倍。時(shí)鐘32的相位最好也鎖定到信號(hào)FH，從而保證每行視頻信號(hào)S1上的讀出時(shí)鐘脈沖數(shù)(910)與寫(xiě)入時(shí)鐘脈沖數(shù)(1100)之差為一常數(shù)。存儲(chǔ)器40至44可如圖4所示進(jìn)行配置，說(shuō)明如下。
存儲(chǔ)器40至44與時(shí)鐘30和32及控制單元50一起，起擠壓寬屏幕視頻信號(hào)邊緣的作用，下面即將詳加說(shuō)明。邊緣壓縮之后，分量信號(hào)(Y 、I′和Q′)都變換成復(fù)合形式，加到磁帶記錄器或發(fā)射機(jī)60上。具體地說(shuō)，信號(hào)I′和Q′分別由濾波器62和64分別低通濾波成1.5和0.5兆赫的帶寬，再加到調(diào)制器66上，此調(diào)制器將該諸信號(hào)在標(biāo)準(zhǔn)彩色副載波上加以正交調(diào)幅，以產(chǎn)生色度信號(hào)C。延遲單元70和72將延遲加到信號(hào)Y′和I′上，以匹配濾波器64加到信號(hào)Q′上的延遲，確保各分量信號(hào)正確配準(zhǔn)。色度信號(hào)C和亮度(luma)信號(hào)Y′在相加器74中組合，得出的信號(hào)加到單元74，單元74插入美國(guó)電視制式委員會(huì)標(biāo)準(zhǔn)色同步信號(hào)、消隱信號(hào)和“標(biāo)志”信號(hào)(在垂直消隱期間)，以鑒別所處理的信號(hào)是兼容性寬屏幕信號(hào)。前面已經(jīng)說(shuō)過(guò)，此標(biāo)志信號(hào)(已插入視頻信號(hào))最后系用于雙模式接收機(jī)以自動(dòng)選擇大的寬高比及標(biāo)準(zhǔn)寬高比操作。
在同步、消隱和標(biāo)志信號(hào)插入之后，數(shù)字信號(hào)在數(shù)字/模擬變換器76中被轉(zhuǎn)換成模擬形式，在單元78中低通濾波以將帶寬限制在4.2兆赫(美國(guó)電視制式委員會(huì)標(biāo)準(zhǔn)廣播值)內(nèi)，并經(jīng)由分配放大器80加到記錄器或發(fā)射機(jī)60上。
經(jīng)處理的信號(hào)S2在各方面均符合美國(guó)電視式委員會(huì)的廣播標(biāo)準(zhǔn)，但在圖象左右邊緣區(qū)的壓縮情況例外。如圖2所示，圖象的壓縮是在原5∶3寬高比寬屏幕圖象的左右邊緣上以25%、50%和75%的階梯形式進(jìn)行的。各邊緣區(qū)相當(dāng)于壓縮前圖象的20%左右，壓縮后圖象的10%左右。因此，兼容性(擠壓)信號(hào)顯示在一般電視接收機(jī)(各邊的過(guò)掃描約為5%)上時(shí)，圖象受擠壓部分有一半由于過(guò)掃描而看不到(看不到的那半部包括受壓縮最厲害的部分，看到的那半部包括受壓縮最輕的部分，而且不顯著)。在寬屏幕接收機(jī)中，是互補(bǔ)擴(kuò)展電路將各邊緣區(qū)恢復(fù)到它們?cè)瓉?lái)的寬度。
運(yùn)行時(shí)，攝象機(jī)10提供的寬屏幕視頻信號(hào)S1的行頻和場(chǎng)頻符合美國(guó)電視制委員會(huì)標(biāo)準(zhǔn)。如圖3A所示，行周期約為63.5微秒(消隱10.9微秒，“有效”圖象52.6微秒)。從圖中可以看到，在信S1的有效圖象部分，圖象的兩個(gè)邊緣各為10.5微秒，圖象的中間部分為31.6微秒。這大致相當(dāng)于圖2寬屏幕圖象中分別占整個(gè)圖象20%、60%、和20%的左、中、右部分。通過(guò)壓縮、各邊緣區(qū)減少到只占有效圖象范圍的大約10%(5.25微秒、圖3E)。這是因?yàn)閯h除了190個(gè)寫(xiě)入時(shí)鐘脈沖的緣故，現(xiàn)在就來(lái)說(shuō)明這個(gè)問(wèn)題。
寬屏幕數(shù)字分量信號(hào)Y、I和Q系存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器40至44的各有關(guān)存儲(chǔ)器中。各存儲(chǔ)器的存儲(chǔ)容量為二行。由于其中一行是在響應(yīng)1100FH寫(xiě)入時(shí)鐘信號(hào)時(shí)存儲(chǔ)的，因而原先存儲(chǔ)的一行在響應(yīng)910FH讀入時(shí)鐘信號(hào)FR時(shí)恢復(fù)。鑒于模擬/數(shù)字變換器20、22和26系由1100FH寫(xiě)入時(shí)鐘進(jìn)行時(shí)鐘脈控，故寬屏幕視頻信號(hào)(Y、I和Q)在變換成數(shù)字形式之后，每行有1100個(gè)象素。如圖3B所示，各象素系分派在各行的消隱、中間和邊緣之間。單元50使各行象素可以通過(guò)從寫(xiě)入時(shí)鐘刪除相應(yīng)的時(shí)鐘脈沖按圖3C所示的數(shù)目予以消除。結(jié)果，存儲(chǔ)在各存儲(chǔ)器的象素比出現(xiàn)在原信號(hào)中的少，如圖3D所示。因此，當(dāng)存儲(chǔ)器為910FH讀出時(shí)鐘(圖3E)讀出時(shí)，寫(xiě)入時(shí)鐘脈沖被刪除的邊緣區(qū)受到壓縮而不改變已處理信號(hào)的總水平周期(63.5微秒)，邊緣區(qū)受壓縮的情況隨所刪除的脈沖數(shù)而變化。
圖2中邊緣區(qū)范圍內(nèi)可加以調(diào)整的壓縮系數(shù)(25%、50%和75%)即通過(guò)選取圖3C中具體刪除的象素?cái)?shù)確定的。要達(dá)到25%的壓縮，就需要從每四個(gè)時(shí)鐘脈沖中刪除一個(gè)脈沖。要達(dá)到50%和75%的壓縮系數(shù)，就需要從四個(gè)連續(xù)的時(shí)鐘脈沖分別刪除兩個(gè)和三個(gè)時(shí)鐘脈沖。
象素可以從消隱期間予以刪除而無(wú)需壓縮消隱期間，這是因?yàn)?，在一定的讀出和寫(xiě)入時(shí)鐘頻率下應(yīng)刪除多少個(gè)象素，是有具體規(guī)定的。具體地說(shuō)，在1100FH寫(xiě)入時(shí)鐘頻率(10.9微秒)下以190個(gè)象素表示的時(shí)間間隔是和在910FH讀入時(shí)鐘頻率下時(shí)鐘脈控的156個(gè)象素的時(shí)間間隔一樣的。因此，在消隱期間刪除34個(gè)象素并不引起任何變化。多刪除脈沖會(huì)縮短時(shí)間間隔。少刪除脈沖會(huì)延長(zhǎng)時(shí)間間隔。若消隱期間的歷時(shí)變了，則應(yīng)改變有效圖象時(shí)間，使行的總周期保持在美國(guó)電視制式委員會(huì)標(biāo)準(zhǔn)值的范圍內(nèi)(約為63.5微秒)。例如，若消隱期間因刪除少于34個(gè)寫(xiě)入時(shí)鐘脈沖而延長(zhǎng)，則應(yīng)從有效圖象時(shí)間刪除更多的脈沖，以補(bǔ)償消隱時(shí)間的延長(zhǎng)。要符合這個(gè)準(zhǔn)則，就需要滿(mǎn)足這樣的關(guān)系選用擬刪除的寫(xiě)入時(shí)鐘脈沖數(shù)時(shí)，應(yīng)使其等于在一個(gè)行周期內(nèi)讀出時(shí)鐘脈沖數(shù)與寫(xiě)入時(shí)鐘脈沖數(shù)的差。在本發(fā)明的本實(shí)例中，寫(xiě)入時(shí)鐘脈沖在1100個(gè)，讀出時(shí)鐘脈沖有910個(gè)，因而為防止已加工輸出信號(hào)的行周期發(fā)生變化，總共需要?jiǎng)h除190個(gè)寫(xiě)入時(shí)鐘脈沖。
圖4是圖1中40至50號(hào)存儲(chǔ)器和控制元件的詳細(xì)方框圖，該圖顯示了本發(fā)明在處理過(guò)的信號(hào)最后顯示在接收機(jī)上時(shí)能改善已處理信號(hào)外形的另一特點(diǎn)。簡(jiǎn)短地說(shuō)，被刪除的時(shí)鐘脈沖的模式，各行都不同。這對(duì)減少因不使用一般窄帶寬預(yù)濾波對(duì)寬屏幕信號(hào)十中取一而往往出現(xiàn)的明顯人為干擾非常有效。
換句話說(shuō)，用刪除象素的方法擠壓圖象邊緣，可視為一個(gè)輔助取樣過(guò)程。減少輔助取樣數(shù)據(jù)系統(tǒng)或“十中取一”取樣數(shù)據(jù)系統(tǒng)人為干擾特性的方法是在減少取樣之前限制信號(hào)的帶寬。但這樣做會(huì)因在各整行中樣品的減少情況變化好幾次而在邊緣擠壓系統(tǒng)中出現(xiàn)相當(dāng)大的問(wèn)題。具體地說(shuō)，壓縮75%時(shí)，四個(gè)樣品中有三個(gè)被刪除。壓縮程度為50%和25%時(shí)，被刪除的樣品分別變?yōu)樗姆种退姆种唬粔嚎s時(shí)(在中心區(qū))，四個(gè)樣品都不刪除。因此，預(yù)先進(jìn)行十中取一樣品刪除的最佳濾波器應(yīng)能按不同的壓縮系數(shù)提供四種不同的帶寬。但這樣做反過(guò)來(lái)使延遲補(bǔ)償過(guò)程復(fù)雜化，因?yàn)闉V波器的延遲情況隨帶寬而變。
如上所述，有效的解決方法是不使用預(yù)先十中取一的窄帶濾波器，但最好是定期改變象素刪除模式。圖4中即將兩個(gè)象素刪除模式存儲(chǔ)在只讀存儲(chǔ)器402來(lái)達(dá)到這個(gè)目的的。偶數(shù)行采用一種模式，奇數(shù)行采用其它模式。各模式刪除的象素總數(shù)(時(shí)鐘脈沖)相等，因而各壓縮系數(shù)相等。只是具體應(yīng)選擇哪些脈沖加以刪除則不是固定不變的。圖5和圖6的表中列出了只讀存儲(chǔ)器402的內(nèi)容，圖中可以看到有兩種模式。
更詳細(xì)地說(shuō)，40至44的各存儲(chǔ)器都有一對(duì)1-H存儲(chǔ)器(40A，40B，42A，42B等)。各信號(hào)Y、I和Q加至各存儲(chǔ)器和從各存儲(chǔ)器回收系采用八極開(kāi)關(guān)的六個(gè)接點(diǎn)(43A至43F)。接點(diǎn)43G和43H將讀/寫(xiě)時(shí)鐘信號(hào)加到各存儲(chǔ)器上。在所示的開(kāi)關(guān)位置，諸信號(hào)Y、I和Q系經(jīng)由接點(diǎn)43A、43C和43E加到存儲(chǔ)器40A、42A和44A上，并在響應(yīng)在“與”門(mén)410產(chǎn)生、經(jīng)由開(kāi)關(guān)接點(diǎn)43H接入的寫(xiě)入時(shí)鐘信號(hào)時(shí)存儲(chǔ)起來(lái)。同時(shí)，一行原先存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器40B、42B和44B中的信號(hào)Y、I和Q在響應(yīng)加到端子412上、由開(kāi)關(guān)接點(diǎn)43G加以選擇的的910FH讀出時(shí)鐘信號(hào)時(shí)被回收。接點(diǎn)43B、43D和43F將正在讀取的各存儲(chǔ)器的輸出接至輸出端子上。當(dāng)一行回收完畢后，開(kāi)關(guān)43的位置發(fā)生變化，使各存儲(chǔ)器B進(jìn)入寫(xiě)入狀態(tài)，各存儲(chǔ)器A進(jìn)入讀出狀態(tài)，重復(fù)上述過(guò)程。
1100FH寫(xiě)入時(shí)鐘脈沖的刪除是由受只讀存儲(chǔ)器402控制的“與”門(mén)410提供的。端子416上的1100FH時(shí)間脈沖加到門(mén)410和11位計(jì)數(shù)器406上。計(jì)數(shù)器406計(jì)出FW的脈沖數(shù)，為只讀存儲(chǔ)器402產(chǎn)生地址位A1至A11。計(jì)數(shù)器在各行開(kāi)始時(shí)藉來(lái)自端子418的行頻脈沖FH復(fù)位。最高地址位(A12)由由脈沖FH時(shí)鐘脈控的觸發(fā)器404提供。因此，存儲(chǔ)在只讀存儲(chǔ)器402中的圖形數(shù)據(jù)位(D1);在某一行掃描過(guò)程中系取自低位存儲(chǔ)器(0～2047號(hào)地址)，在下一行掃描過(guò)程中系取自高位存儲(chǔ)器(2048～4095號(hào)地址)。圖5列出了低位存儲(chǔ)器模式的全部?jī)?nèi)容，圖6列出了高位存儲(chǔ)器模式的內(nèi)容。模式中的“1”啟動(dòng)“與”門(mén)410使1100FH脈沖通過(guò)?！?”使“與”門(mén)410刪除脈沖。從圖中可以看到，兩個(gè)模式中被刪除的總脈沖數(shù)相等(190)，但被刪除的具體脈沖數(shù)則是變化的。例如，在低位存儲(chǔ)器中的4比1壓縮區(qū)中(從190號(hào)地址開(kāi)始)，刪除模式為“1000”。這表明，頭一個(gè)脈沖(號(hào)地址)通過(guò)，后三個(gè)脈沖被刪除。此四位順序重復(fù)著直至242號(hào)地址為止，這時(shí)模式變?yōu)?010，相當(dāng)于50%的壓縮系數(shù)。圖6中，相應(yīng)的刪除模式分別為“0010”和“0101”。這樣，刪除圖象逐行變化(更迭)，從而減少了明顯的人為干擾，其原因前面已經(jīng)談過(guò)。
圖7的大寬高比接收機(jī)有一個(gè)天線端子702，該端子用以接收假設(shè)系由圖1至圖6所述的方法產(chǎn)生的大寬高比視頻輸入信號(hào)。此外也可以采用諸如上述迪斯徹特等人的專(zhuān)利申請(qǐng)書(shū)中公開(kāi)的其它方法來(lái)產(chǎn)生大寬高比信號(hào)?？梢栽O(shè)想，該信號(hào)無(wú)論如何產(chǎn)生，邊緣壓縮系數(shù)總是25%，50%和75%。若采用其它系數(shù)，則應(yīng)適當(dāng)改變控制單元750的只讀存儲(chǔ)器。以后即可知道，各接收機(jī)有這樣的特點(diǎn)，即在圖1系統(tǒng)中能進(jìn)行邊緣擠壓的硬件和軟件，用基本上相同的硬件和軟件也可以在此接收機(jī)上消除邊緣擠壓。
大寬高比兼容信號(hào)系加到一般設(shè)計(jì)的一個(gè)由調(diào)諧器、中頻放大器和檢波器組成的單元704上，單元704則給模擬解碼器單元706和同步檢波器708提供基帶組合美國(guó)電視制式委員會(huì)視頻輸出信號(hào)S3。單元706將信號(hào)S3變換成R、G、B分量形式。不然的話，也可以變換成Y、I、Q或其它分量形式(例如，Y、R-Y、B-Y)。RGB信號(hào)再由三重模擬/數(shù)字變換器710變換成數(shù)字化信號(hào)，變換器710則以寫(xiě)入時(shí)鐘712提供的910FH頻率時(shí)鐘脈控。這樣，每行數(shù)字化信號(hào)有910個(gè)象素。
數(shù)字化信號(hào)響應(yīng)時(shí)鐘712提供的910FH寫(xiě)入時(shí)鐘脈沖時(shí)存入714至718各有關(guān)存儲(chǔ)器中。各分量的全部910個(gè)樣品都存儲(chǔ)起來(lái)。同時(shí)，在響應(yīng)1100FH讀出時(shí)鐘720時(shí)，原先已存儲(chǔ)的一行再回收，所選用的脈沖則藉控制單元750在讀入時(shí)鐘720中被刪除。讀入時(shí)鐘脈沖的刪除影響存儲(chǔ)器按讀出時(shí)鐘“停止”或更正確地說(shuō)“暫?！睔v時(shí)時(shí)間成比例地延長(zhǎng)已存儲(chǔ)樣品的操作。寬屏幕RGB視頻信號(hào)在諸存儲(chǔ)器714至718中消除擠壓后，又在三重?cái)?shù)字/模擬變換器(即包括三個(gè)數(shù)字/模擬變換器部分)722中再變換成模擬形式，經(jīng)濾波器724至728低通濾波之后，加到寬高比為5∶3的顯示器(即一個(gè)寬屏幕顯象管或投影機(jī))730上，該顯示器則由掃頻發(fā)生器731以美國(guó)電視制式委員會(huì)標(biāo)準(zhǔn)行頻和場(chǎng)頻進(jìn)行同步。
圖7接收機(jī)中兼容寬屏幕信號(hào)的邊緣擴(kuò)展(除擠壓)與圖1系統(tǒng)中所使用的邊緣壓縮技術(shù)類(lèi)似。實(shí)際上，如圖8所述，圖4中壓縮用的同樣硬件和軟件在圖8中可用以進(jìn)行擴(kuò)展，方法很簡(jiǎn)單，只要顛倒讀出和寫(xiě)入時(shí)鐘頻率，并顛倒接至開(kāi)關(guān)接點(diǎn)43H和43G的接線即可。
工作時(shí)，如前所述，各一行存儲(chǔ)器的作用是存取各行視頻輸入信號(hào)(在此為R、G、B)?？刂茊卧?50完全與單元50相似，只是刪除的不是寫(xiě)入時(shí)鐘脈沖而是讀出時(shí)鐘脈沖，且讀出和寫(xiě)入時(shí)鐘頻率顛倒。存儲(chǔ)在只讀存儲(chǔ)器中的刪除模式和存儲(chǔ)在壓縮系統(tǒng)(見(jiàn)圖5和圖6)中的一樣，而且逐行交替以減少上述人為干擾。
圖9詳列了同步和有效圖象區(qū)的象素分配情況和讀出時(shí)鐘脈沖的刪除情況。如圖所示，操作過(guò)程與圖3所示編碼器的操作過(guò)程相輔相成。圖9A表示視頻輸入信號(hào)的計(jì)時(shí)，與圖3E相同。圖9B和9C表示存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器中寬屏幕信號(hào)910象素的分配情況。圖9D列出了為擴(kuò)展邊緣區(qū)而刪除的讀出時(shí)鐘脈沖數(shù)。如前所述，刪除讀出時(shí)鐘脈沖會(huì)影響上一個(gè)象素按所刪除讀出脈沖數(shù)成比例的延伸或重復(fù)過(guò)程。圖9E就象素和計(jì)時(shí)方面表示消除了擠壓的輸出信號(hào)的最終格式，從圖中可以看到，信號(hào)被恢復(fù)到圖3A和3B所示的其原有的寬屏幕格式。
圖10是對(duì)圖7接收機(jī)進(jìn)行改裝的情況，其目的是使該接收機(jī)能進(jìn)行在顯示單元730上顯示標(biāo)準(zhǔn)寬高比(4∶3)圖象和大寬高比(5∶3)圖象的雙模式操作。有一點(diǎn)很重要，即經(jīng)改裝后的接收機(jī)可以防止上面談過(guò)的改變光柵寬度以改變顯示器寬高比的同類(lèi)雙模式接收機(jī)發(fā)生會(huì)聚問(wèn)題。為獲取大寬高比圖象而妥善會(huì)聚了的光柵在寬度減少時(shí)可能需要重新會(huì)聚。
圖10中的接收機(jī)即避免了這個(gè)問(wèn)題，方法是以恒定的水平偏轉(zhuǎn)操作顯示單元730，并在顯示4∶3寬高比圖象時(shí)，通過(guò)熄滅光柵邊緣區(qū)改變表觀光柵的大小。優(yōu)點(diǎn)在于，在標(biāo)準(zhǔn)寬高比狀態(tài)下能使邊緣消隱的同一個(gè)信號(hào)也能在大寬高比狀態(tài)下控制內(nèi)插器。此內(nèi)插器能改善大寬高比圖象擴(kuò)展邊緣區(qū)的視覺(jué)質(zhì)量，但在圖象處在中間區(qū)(不壓縮)時(shí)，插入器不應(yīng)起作用以防損及清晰度。
圖10中對(duì)接收機(jī)進(jìn)行的改裝包括增加一個(gè)標(biāo)志信號(hào)檢測(cè)器1002、一個(gè)觸發(fā)器1004和內(nèi)插器1006，并以圖11所示的經(jīng)改裝的控制單元1008代替控制單元750。檢測(cè)器1002可以是一般設(shè)計(jì)的(例如，電平檢測(cè)器或一些適當(dāng)形式的數(shù)字碼或脈沖檢測(cè)器)，與單元704的輸出端相連，在垂直消隱期間出現(xiàn)標(biāo)志信號(hào)時(shí)，向觸發(fā)器1004發(fā)出置位信號(hào)。每次垂直消隱期間開(kāi)始時(shí)，觸發(fā)器1004從同步檢測(cè)器708接收復(fù)位信號(hào)。因此，標(biāo)志號(hào)出現(xiàn)時(shí)，觸發(fā)器就按一個(gè)場(chǎng)進(jìn)行置位。相反，若不出現(xiàn)標(biāo)志信號(hào)，則觸發(fā)器1004就對(duì)一個(gè)場(chǎng)復(fù)位。這樣，觸發(fā)器1004的輸出信號(hào)(S4)是根據(jù)場(chǎng)來(lái)鑒別信號(hào)在一個(gè)場(chǎng)是大寬高比的，還是標(biāo)準(zhǔn)寬高比的。若不需要這種自動(dòng)檢測(cè)性能，則可以除去觸發(fā)器1004和檢測(cè)器1002，而代之以用戶(hù)操縱的乒乓開(kāi)關(guān)。不然的話，也可以把一個(gè)手動(dòng)寬高比控制開(kāi)關(guān)接至觸發(fā)器1004上，以便進(jìn)行手動(dòng)或自動(dòng)寬高比控制。
插入器1006可以是一般設(shè)計(jì)的，但應(yīng)配有控制輸入以便在響應(yīng)控制信號(hào)時(shí)將內(nèi)插器旁路或使其不起作用。圖14是轉(zhuǎn)接兩點(diǎn)線性?xún)?nèi)插器的一個(gè)適當(dāng)例子。內(nèi)插器需要加以控制的原因在于，兼容大寬高比圖象的中心部分不是不受壓縮就是略受壓縮(例如在鮑爾斯的系統(tǒng)中為2.5%);以致內(nèi)插后會(huì)降低此區(qū)的清晰度。內(nèi)插作用，在某種意義上講，是一種均化過(guò)程，因而在本質(zhì)上具有使圖象柔和的傾向。若令內(nèi)插器在圖象處于不受壓縮期間工作，結(jié)果必然會(huì)給清晰度帶來(lái)不必要的損失。內(nèi)插作用對(duì)四個(gè)象素中有三個(gè)被刪除的最大壓縮邊緣區(qū)是有利的。因此希望按接收機(jī)的工作狀態(tài)并作為大寬高比狀態(tài)下壓縮系數(shù)的函數(shù)來(lái)控制內(nèi)插器。
具體地說(shuō)，在本發(fā)明的實(shí)例中，在顯示標(biāo)準(zhǔn)寬高比圖象時(shí)，控制單元1008應(yīng)切斷內(nèi)插器。大寬高比圖象處于中心區(qū)(不壓縮或略微壓縮)時(shí)，內(nèi)插器也應(yīng)斷開(kāi)。內(nèi)插器起碼在寬屏幕信號(hào)對(duì)應(yīng)于圖象的最大擴(kuò)展時(shí)應(yīng)起動(dòng)操作。
控制單元1008除給顯示器730發(fā)出消隱信號(hào)，給內(nèi)插器1006發(fā)出控制信號(hào)外，還給諸存儲(chǔ)器714至718提供修改過(guò)的時(shí)鐘脈沖刪除模式。此經(jīng)修改后的模式用以顯示標(biāo)準(zhǔn)寬高比圖象時(shí)以消隱的方法調(diào)整圖象的存儲(chǔ)。圖11是修改單元1008的示意圖;圖12列出了刪除標(biāo)準(zhǔn)寬高比圖象時(shí)鐘脈沖用的只讀存儲(chǔ)器數(shù)據(jù)程序一覽表。圖13列出了控制內(nèi)插器1006和熄滅顯示器730用的只讀存儲(chǔ)器數(shù)據(jù)程序一覽表。
圖11中的控制單元1108和圖8中的相同，只是在只讀存儲(chǔ)器402中另外增加了圖12和圖13中所列的程序，還增設(shè)了開(kāi)關(guān)1102。圖12的程序列出了接收標(biāo)準(zhǔn)寬高比圖象時(shí)“與”門(mén)410所刪除的讀出時(shí)鐘脈沖的模式。開(kāi)關(guān)1102由觸發(fā)器1104來(lái)的寬高比選擇信號(hào)加以控制。如圖12所示，接收標(biāo)準(zhǔn)寬高比圖象時(shí)，所有的讀入時(shí)鐘脈沖都在對(duì)應(yīng)于大寬高比圖象邊緣區(qū)的地址被刪除。此刪除圖形在各行中都不變(即，存儲(chǔ)在高位存儲(chǔ)器中的模式與存儲(chǔ)在低位存儲(chǔ)器中的模式相同)。由于標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)的所有象素都由寫(xiě)入時(shí)鐘存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器中，因而在對(duì)應(yīng)于邊緣區(qū)的地址時(shí)暫停讀入時(shí)鐘會(huì)使圖象處于該區(qū)時(shí)沒(méi)有視頻輸出信號(hào)，且4∶3圖象數(shù)據(jù)沒(méi)有損失。
圖12中有一點(diǎn)值得注意，4∶3寬高比信號(hào)有效圖象的754個(gè)象素，相對(duì)于同步終了時(shí)而言，延遲了1100FH讀入時(shí)鐘的78周。此特殊延遲使4∶3圖象處于5∶3寬高比顯示的中心。延長(zhǎng)延遲時(shí)間會(huì)使用圖象顯示在5∶3顯示中心右側(cè)?？s短延遲時(shí)間則起相反的作用。這樣就可以用不同的時(shí)鐘脈沖刪除模式控制寬高比為4∶3被顯示圖象的水平位置以產(chǎn)生特殊效應(yīng)，例如，將4∶3圖象往左或往右移動(dòng)以便在5∶3顯示器上給別的圖象或字符騰出地方。
為確保處于邊緣區(qū)時(shí)屏幕完全處于消隱狀態(tài)，消隱發(fā)展至地址285，從而稍微與在地址268開(kāi)始的有效圖象重疊。圖13即顯示了這種情況，從圖13中可以看到，“1”(消隱起作用)系從在邊緣的地址190至285產(chǎn)生的，而在圖12中，有效圖象是在地址286開(kāi)始的。圖13中的數(shù)據(jù)D3，在接收標(biāo)準(zhǔn)寬高比信號(hào)時(shí)經(jīng)由開(kāi)關(guān)1102加到消隱顯示器730，在接收大寬高比信號(hào)時(shí)加到內(nèi)插器1108以起動(dòng)內(nèi)插器。
圖13中列出的程序(圖11的數(shù)據(jù)D3)按下列方式控制消隱和內(nèi)插過(guò)程。接收大寬高比信號(hào)時(shí)，開(kāi)關(guān)1102應(yīng)處在圖示的位置以便將邊緣擴(kuò)展程序數(shù)據(jù)D1加到“與”門(mén)410上，將加到顯示器703去的消隱信號(hào)接地(使停止起作用)，并將圖13中的程序數(shù)據(jù)D3加到起作用的內(nèi)插器1106。內(nèi)插器系在邊緣期間起動(dòng)(地址190、285和1004至1099)。在收到標(biāo)準(zhǔn)寬高比信號(hào)時(shí)，開(kāi)關(guān)1102切換，將圖12中的讀出時(shí)鐘脈沖數(shù)據(jù)加到“與”門(mén)410上，使內(nèi)插器1106不起作用，并將程序數(shù)據(jù)D3加到顯示器730上以便在邊緣區(qū)中熄滅顯示器?；蛘?，也可無(wú)需熄滅顯示器，而用數(shù)據(jù)D3給邊緣區(qū)加上適當(dāng)?shù)摹疤畛洹币曨l信號(hào)，即根據(jù)本發(fā)明，一恒定的視頻信號(hào)代表一灰色電平或其它合適的彩色邊緣。
轉(zhuǎn)接后的內(nèi)插器1006可如圖14所示履行任務(wù)。如圖所示，一行各自的延遲元件1402至1406使各信號(hào)R、G、B延遲。延遲與不延遲的信號(hào)R、G、B經(jīng)相加器1410至1414相加，生成兩點(diǎn)線性?xún)?nèi)插的輸出信號(hào)。通/斷控制用受單元1008控制的諸開(kāi)關(guān)1420至1424(如前所述)進(jìn)行。
權(quán)利要求
1.一種視頻顯示系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括一信號(hào)源，用以有時(shí)產(chǎn)生至少一表示有一寬高比為4∶3的圖象的視頻輸入信號(hào)；顯示裝置，用以產(chǎn)生一寬高比大于4∶3的光柵；信號(hào)處理裝置，該裝置響應(yīng)所說(shuō)視頻輸入信號(hào)以向所說(shuō)顯示裝置提供一經(jīng)處理的其行周期各包括一行同步周期和一有效視頻周期的視頻輸出信號(hào)；其特征在于，為按所說(shuō)4∶3寬高比方式顯示所說(shuō)圖象而無(wú)需改變所說(shuō)顯示裝置的寬高比，所說(shuō)信號(hào)處理裝置按一尺寸產(chǎn)生所說(shuō)經(jīng)處理的視頻輸出信號(hào)，其中所說(shuō)有效視頻顯示周期包括至少一個(gè)第一時(shí)間間隔和一個(gè)第二時(shí)間間隔；所說(shuō)有效視頻信號(hào)的第一時(shí)間間隔傳遞的所說(shuō)視頻輸入信號(hào)具有4∶3的寬高比；以及所說(shuō)有效視頻信號(hào)的第二時(shí)間間隔傳遞一個(gè)包括實(shí)質(zhì)上是恒定非濃隱視頻信號(hào)的邊緣填充視頻信號(hào)。
全文摘要
一種視頻顯示系統(tǒng)用以顯示寬屏幕圖象，其寬高比5∶3比常規(guī)圖象的標(biāo)準(zhǔn)寬高比4∶3大，這種系統(tǒng)用來(lái)顯示標(biāo)準(zhǔn)寬高比的圖象而無(wú)需改變顯示系統(tǒng)正常寬方面的光柵寬度。為此，這種顯示系統(tǒng)包括一個(gè)信號(hào)處理器，它響應(yīng)代表標(biāo)準(zhǔn)寬高比的視頻信號(hào)而產(chǎn)生為驅(qū)動(dòng)大寬高比顯示的一個(gè)處理視頻信號(hào)，它的每個(gè)行周期不僅包括行同步間隔或有效視頻間隔，也包括延遲間隔，其作用是在大寬高比光柵的寬度里確定被延遲的標(biāo)準(zhǔn)寬變比圖象的位置。
文檔編號(hào)H04N5/44GK1052764SQ90108589
公開(kāi)日1991年7月3日 申請(qǐng)日期1986年8月30日 優(yōu)先權(quán)日1985年8月30日
發(fā)明者戴維·李·喬斯, 斯皮羅斯·威廉·特索卡斯, 羅伯特·亞當(dāng)斯·迪斯克特 申請(qǐng)人:Rca許可公司