專利名稱：非隔行掃描視頻信號與隔行掃描的視頻信號同時顯示的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及具有用于非同步視頻信號的多圖象顯示電視的場，例如具有寬格式顯示比率屏幕的寬屏幕電視，而特別是，涉及的電視能同時顯示來自隔行掃描的和非隔行掃描的兩個信號源的視頻信號。寬屏幕電視具有的格式比率是這樣的，水平寬度比垂直高度大于通常的顯示格式比率4∶3(4×3)，例如16∶9(16×9)。本發(fā)明能用于直視電視和投影電視。
在多圖象(例如主要和輔助圖象)顯示中的所有圖象的隔行掃描完整性必須予以保持。通常稱之為上和下，或奇數(shù)和偶數(shù)的隔行掃描場類型對于在多個圖象顯示中的所有圖象而言，必須同時相同。保持輔助頻道視頻的隔行掃描的完整性是一個問題，這是由于在輔助信號通道中的視頻數(shù)據(jù)相對主信號的非同步地讀出和寫入而產(chǎn)生的。由于顯示被鎖定在主頻道信號上，故被顯示的現(xiàn)時場類型(這就是上或下場)將由主信號所決定。存儲在輔助信號通路或頻道中的視頻RAM存儲器中用以和主要信號同步、并準(zhǔn)備在主頻道場的起點讀出的場類型能或者不能與顯示場類型相同。改變存儲于視頻RAM中的輔助信號場類型以與主要頻道顯示的信號匹配可能是必要的。
一般地，NTSC信號的數(shù)字化處理將NTSC信號的262.5行的場量化為263行的上一場(U，也稱之為奇數(shù)場)和262行的下一場(L，也稱之為偶數(shù)場)。這是由于用表現(xiàn)水平同步的脈沖取樣垂直同步的事實。上一場包括奇數(shù)行1至263，下一場包括偶數(shù)行2至262。當(dāng)主要和輔助頻道信號由于它們的不同步而相互相對地運動時，該U/L場類型將相對于輔助頻道場類型指示符而變化。當(dāng)有必要匹配第一個視頻信號的場類型時，一個場轉(zhuǎn)換電路能夠改變第二視頻信號類型，以保持組合顯示的隔行掃描的完整性。
當(dāng)主要視頻信號源是一個非隔行掃描的信號源(如可能是電視游戲機和計算機的情況)，而輔助視頻信號源是隔行掃描的信號源時，可能出現(xiàn)另一個問題，這還是由于該顯示鎖定在主要信號上。一個非隔行掃描的顯示將不顯示在交替的隔行掃描位置中的交替的場，那就是，各自場的行是空間間置于另一個之間。因此，當(dāng)顯示一個非隔行掃描的顯示時，輔助的隔行掃描信號源的每一幀的上和下場，將直接顯示在另一個的頂部。隔行掃描的圖象將出現(xiàn)垂直方向拖尾。這一般認(rèn)為是十分有害的。這個問題混合于并排的顯示中，如此較一個小的插入畫中畫(也稱之為PIP)。在并排顯示中，來自非隔行掃描信號源的主要圖象和來自隔行掃描信號源的輔助圖象是基本上可比較的尺寸的圖象，并且與典型的PIP相比較二者都比較大。
本發(fā)明利用一個在鎖定于來自非隔行掃描視頻信號源的信號顯示上，顯示來自非隔行掃描視頻信號源的信號的系統(tǒng)來解決該問題。該系統(tǒng)特別適用于可以安排在一個寬屏幕電視上的多個視頻顯示，例如可并排顯示一個主要的和輔助的圖象，其中主要圖象源于非隔行掃描視頻信號源，而輔助圖象源于一個隔行掃描信號源。
根據(jù)本發(fā)明的方案，檢測來自主圖象頻道上的非隔行掃描視頻信號源的信號的出現(xiàn)。這種檢測可以通過檢測具有相同場類型的連續(xù)場而完成的。來自一個非隔行掃描信號源的信號的出現(xiàn)能用以改變視頻RAM和相關(guān)聯(lián)的控制電路的工作模式。一種模式能用視頻RAM去存儲一個輔助視頻信號的連續(xù)場。當(dāng)主要圖象頻道是一個隔行掃描的信號時，這些場可以連續(xù)地讀出。
當(dāng)主要信號是非隔行掃描的，視頻RAM和控制電路可以工作在另一種模式，其中輔助信號每隔一場從視頻RAM中讀出一次并和主要信號結(jié)合，即使所有的場可能繼續(xù)寫入視頻RAM。此外，僅每隔一場能寫入視頻RAM，隨后從視頻RAM中讀出。在兩種情形中，僅上場(奇數(shù)場)或僅下場(偶數(shù)場)將從視頻RAM中讀出。這些場的每一個將于相同的垂直位置讀出和顯示兩次。這將損失一些垂直清晰度，但沒有垂直的拖尾。總地來說輔助信號的質(zhì)量明顯地改善。
中心控制系統(tǒng)(例如一個微處理器)能控制全過程。微處理器能監(jiān)視非隔行掃描信號源的檢測器，并根據(jù)檢測或不檢測置定視頻RAM和相關(guān)聯(lián)的控制電路的模式以提供輔助視頻信號的所有場，或僅上或僅下輔助信號的場給結(jié)合該信號用以同時顯示的電路。


圖1(a)至1(f)用于解釋寬屏幕電視的不同顯示格式。
圖2是按照本發(fā)明的方案并采用2fH行頻掃描的寬屏幕電視的方框圖。
圖3是表示圖2中的寬屏幕處理器的方框圖。
圖4是圖3所示的寬屏幕處理器的進(jìn)一步細(xì)節(jié)的方框圖。
圖5是示于圖4的門陣列的方框圖并示出了主要的、輔助的和輸出信號的路徑。
圖6是圖2所示偏轉(zhuǎn)電路的方框及方框相結(jié)合的圖。
圖7是一個定時圖，表示上/下場指示符與視頻的水平行的對應(yīng)。
圖8-10用于解釋對于同時顯示的呈現(xiàn)相對進(jìn)動的視頻信號維持隔行掃描完整性的方法。
圖11(a)至11(c)有助于解釋圖12所示電路操作的波形圖。
圖12如結(jié)合圖8-11所解釋的，用于保持隔行掃描整體的電路的方框圖。
圖13是場型檢測器的方框圖;
圖14是檢測隔行和非隔行信號的電路的方框圖。
這里的本發(fā)明的教導(dǎo)雖然它也能實施于通常的電視中，但特別有助于寬屏幕電視、直視式及投影式電視。因此，這里所說明的本發(fā)明是寬屏幕電視的一部分。特別是這里所示出的寬屏幕電視與PCT/US91/03740(WO91/19388)所描述的寬屏幕電視相對應(yīng)。為了簡化的目的而在這里簡略的一些細(xì)節(jié)在其中解釋。圖1(b)-1(f)說明了一些，但不是所有的能在寬屏幕電視中實施單個和多個圖象顯示格式的各樣的結(jié)合。為了說明和討論方便的目的，視頻信號源或信號的通常的顯示格式寬高比一般認(rèn)為是4×3，而視頻信號源或信號的寬屏幕顯示格式的寬高比一般認(rèn)作16×9。本發(fā)明的方案不為這些定義所限制。
圖1(a)圖示了一種具有4×3的通常格式顯示比率的，直視式或投影式電視。當(dāng)傳輸16×9格式顯示比率的圖象時，那么顯示4×3格式的信號時，在屏幕的頂和底部有黑條呈現(xiàn)。這就是通常稱之為信箱格式。這種情況下，所看到的圖象要比整個有效顯示區(qū)域要小。另外，在傳輸之前，16×9格式顯示比率的信號源被轉(zhuǎn)換，因此，它可以充滿4×3格式顯示的視看表面的垂直范圍。然而，在左和/或右側(cè)將有更多的信息被剪切。另外，信箱圖象可以垂直地擴(kuò)展而水平不擴(kuò)展。因此，導(dǎo)致圖象垂直拉長而顯著地失真。這三種選擇方案中沒有一個有特別的吸引力。
圖1(b)示出了16×9的屏幕。一個16×9格式顯示比率視頻信號源將被全部顯示。既沒有剪切更多的信息也沒有失真。一個16×9格式顯示比率的信箱圖象，它本身是4×3格式顯示比率的信號，可以通過行加倍或行補充地進(jìn)行逐行掃描，以便提供具有足夠垂直清晰度的較大的顯示。根據(jù)本這個發(fā)明的一個寬屏幕電視，不論是否是主要信號源、輔助信號源還是一個外部的RGB信號源，它都能顯示16×9格式顯示比率的信號。
圖1(c)圖示了一個16×9格式顯示比率的主要信號，其中顯示了一個4×3格式顯示比率的插入圖象。如果主要和輔助視頻信號都是16×9格式顯示比率的信號源，該插入圖象也可有16×9格式顯示比率。這個插入圖象可以在很多不同位置顯示。
圖1(d)示出了一種顯示格式，其中主要的和輔助視頻信號顯示相同的尺寸的圖象。每個顯示還有8×9的格式顯示比率，它當(dāng)然不同于16×9和4×3的兩種格式。為了顯示一個4×3格式顯示比率信號源于該顯示區(qū)，沒有水平和垂直和失真，信號必須在左和/或右側(cè)剪切。如果一定程度的失真(由于圖象在水平方向的壓縮)是可以容忍的，將可顯示圖象的更多部分而較少剪切。水平的壓縮將導(dǎo)致在圖象中的物體垂直方向上拉長。寬屏幕電視能夠提供從沒有寬高比失真的最大剪切到最大的寬高比失真的沒有剪切的剪切和寬高比失真的任何混合。
輔助視頻信號處理途徑中的數(shù)據(jù)取樣限制使得象從主要視頻信號顯示的一樣大的高清晰度圖象的產(chǎn)生復(fù)雜化了。各種方法可以進(jìn)行開發(fā)以便克服這些復(fù)雜化。
圖1(e)是一個顯示格式，其中在16×9的格式顯示比率屏的中心顯示一個4×3的格式顯示比率圖象。黑條出現(xiàn)在左右兩側(cè)。
圖1(f)是一個顯示格式，其中同時顯示了一個大的4×3格式顯示比率的圖象和3個小的4×3格式顯示比率的圖象。在一個大的圖象的周邊之外的一個較小的圖象，有時稱之為POP，即畫外畫，這就是(Picture-outside-picture)，而不是畫中畫PIP(Picture-in-picture)。術(shù)語PIP即畫中畫在這里用于兩種顯示格式。在寬屏幕電視有兩個調(diào)諧器的情況中，要么兩個內(nèi)部的，或者一個內(nèi)部的和一個外部的，例如盒式視頻錄象機，兩個顯示圖象能根據(jù)信號源實時顯示運動。保留圖象可以用停幀格式顯示。我們將明白附加的另一個調(diào)諧器和附加的信號處理途徑能夠提供多于兩個的運動圖象。我們也會理解，一方面有一個大的圖象，另一方面有三個小的圖象，而且能切換位置。較大的小型的POP也可以產(chǎn)生。
圖1(b)至1(f)所示的各種格式?jīng)]有限定，并且能夠根據(jù)圖以及下面的詳述由寬屏幕電視來實施。
根據(jù)發(fā)明方案并采用2fH行頻掃描的寬屏幕電視的整個方框圖示于圖2，總的標(biāo)示為10，該電視10一般包含一個視頻信號輸入部分20，一個機芯或TV微處理器216，一個寬屏幕處理器30，一個1fH(行頻)至2fH的轉(zhuǎn)換器40，一個偏轉(zhuǎn)電路50，一個RGB接口60，一個從YUV到RGB的轉(zhuǎn)換器240，顯象管驅(qū)動器242，直視或投影管244和電源70。各種電路分組成不同的功能方塊是為了描述方便的目的，不打算限定一個電路相對另一個的實在的位置。
采用視頻信號輸入部分20接收來自不同的視頻信號源的多個復(fù)合視頻信號。選擇地轉(zhuǎn)換視頻信號用以顯示主要的和輔助的視頻信號。一個RF開關(guān)204有兩個天線輸入端ANT1和ANT2。這些表示的輸入端都是停播的(off-air)天線接收和電纜接收。RF開關(guān)204控制加到第一調(diào)諧器206和第二調(diào)諧器208的天線輸入。第一調(diào)諧器206的輸出是加到執(zhí)行關(guān)于調(diào)諧、水平和垂直偏轉(zhuǎn)和視頻控制的多種功能的一個單芯片202的輸入端。所示的具體的單芯片是工業(yè)選定型號TA7777。從第一調(diào)諧器206的信號產(chǎn)生的和在單芯片上產(chǎn)生的基帶視頻信號的視頻輸出(VIDEO OUT)是視頻開關(guān)200和寬屏幕處理器30的TV1二者輸入。其他至視頻開關(guān)200的基帶視頻輸出標(biāo)識為AUX1和AUX2。這些可以用于視頻攝象機，激光視盤放錄機，視頻磁帶放錄機，視頻游戲機等等。由機芯或TV微處理器216控制的視頻開關(guān)200的輸出標(biāo)以轉(zhuǎn)換的視頻(SWITCHED VIDEO)，該轉(zhuǎn)換的視頻是寬屏幕處理器30的另一個輸入。
參照圖3，寬屏幕處理器的一個開關(guān)SW1在TV1和SWITCHED VIDEO信號間選擇作為輸入到一個Y/C(亮/色)編碼器210的SEL COMP OUT視頻信號。該Y/C解碼器210可以作為自適應(yīng)行梳狀濾波器來實施。另外兩個視頻信號源S1和S2也輸入到Y(jié)/C解碼器210。S1和S2的每一個代表不同的S-VHS信號源，而且每一個由分離的亮度、色度信號組成。一個開關(guān)，它能結(jié)合成為Y/C解碼器的一部分，如在一些自適應(yīng)行梳狀濾波器中，或者它能作成一個分離的開關(guān)，它響應(yīng)TV微處理器216以選擇一對亮度和色度信號作為分別由Y-M和C-IN標(biāo)示輸出。亮度和色度信號的選定對隨后被認(rèn)為是主信號，并且沿主信號通路進(jìn)行處理。包括-M或-MN的信號名稱稱之為主信號通路。色度信號C-1N被寬屏幕處理器改變方向返回到單芯片，用以產(chǎn)生色差信號U-M和V-M。關(guān)于這一點，U和標(biāo)識R-Y相等效的，V和B-Y相等效。Y-M，U-M和V-M信號在寬屏幕處理器中轉(zhuǎn)換成數(shù)字格式以便進(jìn)一步處理信號。
第二個調(diào)諧器208，功能且定義為寬屏幕處理器30的部分，并產(chǎn)生一個基帶視頻信號TV2。一個開半SW2選擇TV2和SWITCHED VIDEO間的信號作為一個輸入給Y/C解碼器220信號。該Y/C解碼器220可以制成一個自適應(yīng)行梳狀濾波器。開關(guān)SW3和SW4在Y/C解碼器220的亮度和色度輸出和名稱分別取為Y-EXT和C-EXT的外部視頻信號源的亮度和色度信號之間進(jìn)行選擇。該Y-EXT和C-EXT信號對應(yīng)S-VHS的輸出S1。該Y/C解碼器220和開關(guān)SW3和SW4可以進(jìn)行結(jié)合，正如一些自適應(yīng)的行梳狀濾波器一樣。開關(guān)SW3和SW4的輸出此后被認(rèn)為是輔助信號，要沿著一個輔助信號通路進(jìn)行處理。該選定的亮度輸出表示為Y-A。包括-A，-AX和-AUX的信號表示稱之為輔助信號通路。選擇的色度信號被轉(zhuǎn)換為色差信號U-A和V-A。該Y-A，U-A和V-A信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字形式以便進(jìn)一步的信號處理。在該主要的和輔助信號通路中視頻信號源轉(zhuǎn)換的方案在處理對不同的圖象顯示格式的不同部分的信號源的選擇中有最大的適應(yīng)性。
由寬屏幕處理器提供的對應(yīng)Y-M的復(fù)合同步信號COMPSYNC加到一個同步分離器212。水平和垂直同步分量H和V分別輸入給一個垂直脈沖分頻電路214。該電路產(chǎn)生一個直接加到寬屏幕處理器30的垂直復(fù)位VERTICALRESET信號。該寬屏幕處理器產(chǎn)生一個內(nèi)部垂直變位輸出信號INTVERTRSTOUT直接加到RGB接口60。RGB接口60處的一個開關(guān)在內(nèi)部垂直復(fù)位輸出信號和外部RGB信號源的垂直同步分量間進(jìn)行選擇。這個開關(guān)的輸出信號是一個選擇的直接加到偏傳電路50的垂直同步分量SEL-VERT-SYNC。輔助視頻信號的水平和垂直同步信號由寬屏幕處理器中的同步分離器250產(chǎn)生。
1fH至2fH轉(zhuǎn)換器40可以響應(yīng)轉(zhuǎn)換隔行視頻信號到逐行掃描的非隔行掃描信號。例如，這里的每個水平行被顯示兩個，或者一組輔助水平行通過內(nèi)插相同場的相鄰的水平行而產(chǎn)生。在某些情況中，使用先前的行或使用內(nèi)插的行取決于在相鄰的場或幀間檢測的運動程度。轉(zhuǎn)換器電路40和一個視頻RAM420連同工作。視頻RAM能用來存儲一幀的一場或多個場。從而能逐行顯示。轉(zhuǎn)換的視頻數(shù)據(jù)如Y-2fH，U-2fH和V-2fH信號提供給RGB接口60。
RGB接口60能夠選擇轉(zhuǎn)換的視頻數(shù)據(jù)或內(nèi)部RGB視頻數(shù)據(jù)，以通過視頻信號輸入部分顯示。外部的RGB信號被認(rèn)為是適用于2fH掃描的寬格式的顯示比率信號。主信號的垂直同步分量通過寬屏幕處理器加到RGB接口，如INT VERT RST OUT，使一個選擇的垂直同步(fvm或fvexT)用于偏轉(zhuǎn)電路50。寬屏幕電視的操作能夠使用用戶通過產(chǎn)生一個內(nèi)部/外部控制信號INT/EXT，選擇一個外部RGB信號。然而，在沒有這樣的信號情況下，一個外部RGB信號輸入的選擇可能導(dǎo)致光柵在垂直方向上的折疊。從而損壞陰極射線管或投影管。因此，為了不考慮不存在外部RGB輸入的選擇RGB接口電路檢測一個外部同步信號。該WSP微處理器340對外部RGB信號提供顏色和色調(diào)的控制。
寬屏幕處理器30包括畫中畫電路301用于輔助視頻信號的特殊信號處理。術(shù)語畫中畫有時縮寫為PIP，或Pix-in-Pix。一個門陣列300以一個寬的顯示格式的變化范圍內(nèi)組合主要和輔助視頻信號數(shù)據(jù)，如由圖1(b)到圖1(f)的示例所示。該PIP電路301和門陣列300是由寬屏幕微處理器(WSPμp)340控制。微處理器340響應(yīng)串聯(lián)總線上的TV微處理器216。串聯(lián)總線包括4個信號線，用于數(shù)據(jù)、時鐘信號、起動信號和復(fù)位信號。該寬屏幕處理器30還產(chǎn)生一個復(fù)合垂直消隱/復(fù)位信號，如一個三級沙堡(SandCastle)信號。此外，垂直消隱和復(fù)位信號可以被產(chǎn)生為分離信號。視頻信號輸入部分提供復(fù)合消隱信號給RGB接口。
在圖6中更詳細(xì)示出的偏轉(zhuǎn)電路50從寬屏幕處理器接收一個垂直復(fù)位信號，一個來自RGB接口60的選擇的2fH水平同步信號和來自寬屏幕處理器的附加控制信號。這些附加控制信號涉及水平相位調(diào)整、垂直尺寸調(diào)整和東西枕形調(diào)整。偏轉(zhuǎn)電路50提供2fH的回掃脈沖至寬屏幕處理器30，1fH至2fH轉(zhuǎn)換器40和YUV至RGB的轉(zhuǎn)換器240。
整個寬屏幕電視的工作電壓由電源70產(chǎn)生，電源70是由AC(交流)主電源供電。
在圖3中示出了寬屏幕處理器30的更多細(xì)節(jié)。圖3中的一些單元已詳述過了。寬屏幕處理器的基本部件是門陣列300，畫中畫電路301，模/數(shù)和數(shù)/模轉(zhuǎn)換器，第二調(diào)諧器208，寬屏幕處理器微處理器340和寬屏幕輸出編碼器227。在圖4中進(jìn)一步示出了寬屏幕處理器的細(xì)節(jié)。在圖5中更詳細(xì)示出了門陣列300。
第二調(diào)諧器208和一個IF(中頻)級224和一個音頻級226相聯(lián)系。第二調(diào)諧器208還和WSPμp340一起工作。WSP μp340包含一個輸入輸出I/O部分340A和一個摸似輸出部分340B。該I/O部分340A提供色調(diào)和顏色控制信號，INT/EXT信號用來選擇外部RGB視頻信號源和用以轉(zhuǎn)換SW1到SW5的控制信號。該I/O部分也監(jiān)視來自RGB接口的EXT SYNC DET信號以保護(hù)偏轉(zhuǎn)電路和CRT。模擬輸出部分340B通過各自的接口電路254，256和258提供垂直尺寸、東西調(diào)整和水平相位的控制信號。
門陣列300負(fù)責(zé)將來自主要和輔助信號通路的視頻信號信息結(jié)合以實現(xiàn)復(fù)合寬屏幕顯示，例如圖1中顯示的不同部分中的一個。用于門陣列的時鐘信息由鎖相環(huán)374提供，它和低通濾濾器376一道工作。主要的視頻信號以摸似形式和YVV格式，標(biāo)志為Y-M，U-M和V-M信號，提供給寬屏幕處理器。
色度分量信號一般標(biāo)志為U和V，它們被賦予R-Y或B-Y信號，或者為I和Q信號。由于系統(tǒng)時鐘頻率是1024fHH，它接近16MHZ，故取樣的亮度帶寬限定為8MHZ。一個單一的摸/數(shù)轉(zhuǎn)換器和一個模擬開關(guān)可用于對色度分量的數(shù)據(jù)取樣，由于U和V信號限定為500KHZ或者寬的I是1.5MHZ。用于模擬開關(guān)或者多路復(fù)用器344的選擇行UV-MUX是通過系統(tǒng)時鐘除以2而得到的一個8MHZ的信號。在每個水平視頻行的開始，一個時鐘寬的行開始SOL脈沖同步復(fù)位這個信號為零。該UV-MUX行觸發(fā)狀態(tài)每個時鐘周期通過水平行。由于行的長度是時鐘周期的偶數(shù)倍，則UV-MUX的狀態(tài)，一旦起始，將一貫地觸發(fā)0，1，0，1……不會中斷。由于每個模/數(shù)轉(zhuǎn)換器有1個時鐘周期的延時，由摸/數(shù)轉(zhuǎn)換器342和346的Y和UV輸出的數(shù)據(jù)流移位。為了適應(yīng)這個數(shù)據(jù)移位，來自主信號處理通路304的時鐘選通信息必須類似地延時。若時鐘選通信息不被延時，由當(dāng)刪除時，UV數(shù)據(jù)將不能正確配對。由于每個UV對表示一個矢量數(shù)，故這很重要。來自一個矢量的一個U單元不能和來自另一個矢量的V單元配對，而沒有引起色漂移。代之，來自先前的一對的V取樣隨著現(xiàn)時的U取樣而被取消。這種U.V復(fù)用的方法稱之為2∶1∶1，這是因為每對色分量(U.V)取樣有兩個亮度取樣。U和V用的奈奎斯特頻率有效地減小到亮度奈奎斯特頻率的一半。因此用于亮度分量的摸/數(shù)轉(zhuǎn)換器輸出信號的奈奎斯特頻率是8MHZ，而用于彩色分量的模/數(shù)轉(zhuǎn)換器輸出信號的奈奎斯特頻率是4MHZ。
PIP電路和/或門陣列也能包含增加不經(jīng)受數(shù)據(jù)壓縮的輔助數(shù)據(jù)的清晰度。一些數(shù)據(jù)減少和數(shù)據(jù)恢復(fù)的方案已經(jīng)開發(fā)出來，例如包括高頻振動和去高頻振動。而且，包含不同比特數(shù)目的不同的高頻振動序列和含有不同比特數(shù)目位的不同的成對的象素的壓縮已被考慮。為了每一種具體種類的圖象顯示格式的視頻顯示的最大限度的清晰度，通過WPSμp340可以選擇一些具體數(shù)據(jù)減少和恢復(fù)方案中的一種。
門陣列包括和行存儲器一起工作的內(nèi)插器，它能夠如FIFO(先入先出)356和358一樣地實現(xiàn)。內(nèi)插器和FIFO用來按需要對主要信號再取樣。一個另外的內(nèi)插器能對輔助信號再取樣。在門陣列中的時鐘和同步電路控制主要信號和輔助信號二者的數(shù)據(jù)操作包括將其組合成具有Y-MX，U-MX和V-MX分量的一個單一視頻信號輸出。通過數(shù)/摸轉(zhuǎn)換器360，362和264將這些輸出分量轉(zhuǎn)換成模擬形式。標(biāo)為Y，U和V的模擬形式信號，加到1fH到2fH的轉(zhuǎn)換器40，將其轉(zhuǎn)換成非隔行掃描。信號Y，U和V通過編碼器227也編碼成Y/C格式以確定一個寬格式的(寬高比)輸出信號Y-OUT-EXT/C-OUT，可以加到屏幕面板插口處。開關(guān)SW5要么從門陣列，C-SYNC-MN，要么從PIP電路，C-SYNC-AUX，為編碼器227選擇一個同步信號。開關(guān)SW6在Y-M和C-SYNC-AUX之間選擇一個用作寬屏幕的面板輸出信號同步的信號。
在圖6中更詳細(xì)地示出了偏轉(zhuǎn)電路50。根據(jù)對實現(xiàn)不同顯示格式所必要的希望的垂直過掃描量，提供電路500來調(diào)節(jié)光柵垂直尺寸。如圖所示，一個恒流源502提供恒流IRAMP，它充電一個垂直斜坡電容器504。一個晶體管506和該電容并聯(lián)并響應(yīng)垂直復(fù)位信號周期性地放電該電容。在沒有任何調(diào)節(jié)情況下，電流IRAMP用來提供光柵的最大可能的垂直尺寸。這能對應(yīng)由擴(kuò)展的4×3格式顯示比率信號源填滿寬屏幕顯示所需的垂直過掃描范圍，如圖1(a)所示。為得到所需的較小垂直光柵尺寸范圍，可調(diào)電流源508從IRAMP中轉(zhuǎn)移一個電流IADJ的可變量，以便垂直斜坡電容504較慢地充電并達(dá)到較小峰值電壓。可變電流源508響應(yīng)垂直尺寸的調(diào)節(jié)信號，例如由垂直尺寸控制電路產(chǎn)生的模擬形式信號。垂直尺寸調(diào)節(jié)500與手動垂直尺寸調(diào)節(jié)510無關(guān)，它可通過一個電位器或背面板上的旋鈕調(diào)節(jié)。在兩種情況中，垂直偏轉(zhuǎn)線圈512接受適當(dāng)幅值的驅(qū)動電流。水平偏轉(zhuǎn)由相位調(diào)整電路518，東-西枕形校正電路514，一個2fH鎖相環(huán)520和行輸出電路516提供。
圖4是圖3所示的寬屏幕處理器30的更詳盡的方框圖。Y-A，U-A和V-A信號輸入到PIP處理器320，它可以包括一個清晰度處理電路370。根據(jù)本發(fā)明方案的寬屏幕電視能擴(kuò)展和壓縮視頻。這種特殊的效應(yīng)由圖1部分中所示的不同的組合的顯示格式所體現(xiàn)，而且是由PIP處理器320產(chǎn)生的，320能接收來自清晰度處理電路370的清晰度處理過的數(shù)據(jù)信號Y-RP，U-RP和V-RP。清晰度處理不是總是要進(jìn)行的，僅在選擇顯示格式期間需要。
該PIP處理器320能夠體現(xiàn)于湯姆森消費電子公司(ThomsonConsumerElectronics，Inc)開發(fā)的基本的CPIP芯片的改進(jìn)變型。該基本的CPIP芯乍在公開發(fā)表的題為CTC140畫中畫(CPIP)技術(shù)訓(xùn)練手冊上更全地描述了?？梢詮挠〉诎布{州的印第安納波列斯的湯姆森消費電子公司處得到(ThomsonConsumerElectronics，Inc.，Indianapolis，Indiana)。一些特殊的特征或特殊效應(yīng)是可能的，其中一些示于圖1(b)至圖1(f)。
改進(jìn)的PIP處理器320用于在多個可選擇的顯示模式中的一個非對稱壓縮視頻數(shù)據(jù)。在這種工作模式中，圖象在水平方向進(jìn)行4∶1壓縮，垂直方向3∶1進(jìn)行壓縮。這種非對稱的壓縮產(chǎn)生的寬高比的失真圖象存儲于視頻RAM。在圖象中的物體被水平擠壓。然而，如果正常地讀出這些圖象，例如在頻道掃描模式中，用于16×9的顯示格式屏幕顯示，圖象顯得正常。圖象充滿屏幕，也沒有寬高比的失真。按照本發(fā)明的非對稱模式不需要外部的加速電路就可以在16×9的屏幕上產(chǎn)生具體的顯示格式。
在全屏幕PIP模式，PIP處理器和與其相連的振蕩器348從一解碼器得到Y(jié)/C輸入，例如一個自適應(yīng)行梳濾器，將信號解碼為Y，U，V色度分量并產(chǎn)生水平和垂直同步脈沖。在PIP處理器中處理這些信號，用于不同的全屏幕模式，例如變焦、停格和頻道掃描。在頻道掃描方式期間，例如，來自視頻信號輸入部分的水平和垂直同步將有很多不連續(xù)，這是由于取樣的信號(不同的頻道)將有不相關(guān)的同步脈沖，并且在時間的無規(guī)則的瞬間被切換。因此，取樣時鐘(和讀/寫視頻RAM時鐘)由一個自激振蕩器確定。對于停格和變焦模式，取樣時鐘被鎖定到進(jìn)入的視頻水平同步，水平同步在一些具體情形中和顯示時鐘頻率相同。
一般說，PIP處理器320將視頻信號數(shù)字化為亮度(Y)和色差信號(U.V)，并取樣和存儲該結(jié)果在一個1兆比的視頻RAM350中，如前面所解釋的。和PIP處理器320相關(guān)聯(lián)的視頻RAM350具有一個1M比的存儲容量，對于存儲全場視頻數(shù)據(jù)(用8-比特的取樣)，該存貯容量是不足夠大的。增加存儲容量引起增加成本并需要更復(fù)雜的管理電路。在輔助通道中每個取樣的較少數(shù)量位表現(xiàn)量化清晰度或帶寬的相對主要信號的減小，主要信號用8比特自始至終地取樣處理。當(dāng)輔助顯示圖象相對地小，帶寬的有效地減小通常不是問題，但是如果輔助顯示圖象比較大，例如象主要顯示圖象一樣大，這可能就是一個很討厭的問題。清晰度處理電路370能選擇地執(zhí)行加強輔助視頻數(shù)據(jù)的量化清晰度或輔助視頻數(shù)據(jù)的有效帶寬的一個或多個方案。一些數(shù)據(jù)減少和數(shù)據(jù)恢復(fù)的方案已經(jīng)開發(fā)，包括例如高頻振動和去高頻振動。一個去高頻振動電路有效地放置在視頻RAM350的下游，例如在門陣列的輔助信號通路中，如以下更詳細(xì)地解釋的。另外，可以實現(xiàn)包含不同比特數(shù)目的不同高頻振動和去高頻振動序列。為了對每種特定顯示格式的顯示視頻獲得最大清晰度，可由WSPμp來選擇多種特定數(shù)據(jù)減少和恢復(fù)方案中的一種。
輔助信號的亮度和色差信號用8∶1∶1 6比特Y，U，V的方式存儲于構(gòu)成PIP處理器部分的視頻RAM350。換言之，每個分量量化比為6比特的取樣。對于每對色差信號取樣有8個亮度取樣。簡言之，PIP處理器320工作在一種模式，依靠它，用鎖定在進(jìn)入的輔助視頻同步信號的640fH時鐘頻率，對進(jìn)入的視頻數(shù)據(jù)進(jìn)行取樣。用這種模式，存儲在視頻RAM350中的數(shù)據(jù)被正文取樣。當(dāng)從PIP處理器視頻RAM350中讀出數(shù)據(jù)時，使用鎖定在進(jìn)入的輔助視頻信號的640fH時鐘去讀出。然而，即使這個數(shù)據(jù)被正交取樣和存儲，而且能被正交讀出，由于主要和輔助信號源的非同步特性，就不能從視頻RAM350直接正交顯示。只有在從相同的視頻信號源顯示信號這種情形，該主要和輔助視頻信號源能期望同步。
以模擬形式來自PIP處理器的Y，U，V和C-SYNC(復(fù)合同步)輸出能通過編碼電路366再次編碼成Y/C分量，電路366和3.58MHZ振蕩器380一道工作。這個Y/C-PIP-ENC信號能連接到Y(jié)/C開關(guān)(未示出)，它能使再編碼的Y/C分量替代主要信號的Y/C分量。從這一點上，PIP編碼的Y，U，V和同步信號可以作機芯其余部分的水平和垂直定時的基礎(chǔ)。這種工作模式適于實現(xiàn)PIP的一種聚焦模式，這是基于主要信號通路上的內(nèi)插器和FIFO的工作。
在圖5中以方框圖的形式示出了門陣列300的主要信號路徑304，輔助信號路徑306和輸出信號路徑312。門陣列還包含一個時鐘自步電路322和WSPμp解碼器310。標(biāo)記為WSPDATA的WSPμp解碼器310的數(shù)據(jù)和地址輸出線，提供給以上標(biāo)識的每個主要電路和路徑，并提供給PIP處理器320和清晰度處理電路370?？梢悦靼?，是否將一定的電路確定為或不確定為門陣列的部分對于簡化解釋是一種很方便的事情。
如果必要實施不同的圖象顯示格式，門陣列可以響應(yīng)主要視頻通道的擴(kuò)展、壓縮和剪切視頻數(shù)據(jù)。亮度分量Y-MN存儲在依賴于亮度分量內(nèi)插性質(zhì)的一個時間長度的先入先出(FIFO)行存儲器365。結(jié)合的色度分量U/V-MN存儲在FIFO電路358。輔助信號亮度和色度分量Y-PIP，U-PIP和V-PIP通過多路分離器335產(chǎn)生。亮度分量按照所希望的在電路357中經(jīng)受清晰度處理，并通過內(nèi)插器359根據(jù)要求進(jìn)行擴(kuò)展產(chǎn)生信號Y-AUX作為一個輸出。
在一些情況下，輔助顯示象主要信號顯示一樣大，如圖1(d)中的例子所示。和PIP處理器及視頻RAM350相聯(lián)系的存儲限定對充滿一個大的顯示區(qū)域只提供不足數(shù)量的數(shù)據(jù)點或者象素。在這些情況，清晰度處理電路357能夠用來給輔助視頻存儲象素以替代那些在數(shù)據(jù)壓縮期間丟失或減少的象素。清晰度處理對應(yīng)著在圖4中所示的電路370進(jìn)行的清晰度處理。例如電路370可以是一個高頻振動電路，而電路357可以是去高頻振動電路。
參照圖4和5，輔助視頻輸入數(shù)據(jù)用640fH速率取樣并存儲在視頻RAM350中。從視頻RAM350中讀出的輔助數(shù)據(jù)標(biāo)識為VRAM-OUT。PIP處理器320還有通過水平和垂直而且不對稱的相等整數(shù)因子減少輔助圖象的能力。輔助頻道數(shù)據(jù)被4比特至8比特的電路352緩沖并同步到主要頻道數(shù)字視頻。電路352包含4比特的鎖存電路352A和352B，輔助的FIFO354，定時電路369和同步電路368。用多路分解器355將VRAM-OUT數(shù)據(jù)存儲在Y(luminance亮度)，U，V(Color Componenet色度分量)，和FSW-DAT(快速開關(guān)數(shù)據(jù))中。該FSW-DAT表明寫入視頻RAM的場的類型。該PIP-FSW信號直接從PIP電路接收并加到輸出MUX控制電路321，以確定那一場從RAM中讀出并在小的圖象模式期間顯示出來。
當(dāng)主要頻道信號用1024fH頻率取樣時，輔助頻道信號用640kfH頻率取樣。輔助頻道FIFO354將數(shù)據(jù)從輔助頻道取樣頻率轉(zhuǎn)換成主要頻道時鐘頻率。在這個過程，視頻信號經(jīng)受一個8/5(1024/640)的壓縮。這大于為正確地顯示輔助頻道信號所必須的4/3的壓縮。因此，輔助頻道必須由內(nèi)插器359進(jìn)行擴(kuò)展以正確地顯示4×3的小圖象。內(nèi)插器359被WSP μp340直接或不直接控制。所需的內(nèi)插擴(kuò)展量是5/6。這個擴(kuò)展系數(shù)X由下面公式確定。
X＝(640/1024)＊(4/3)＝5/6色度分量U-PIP和V-PIP由電路367延時一個取決于亮度分量內(nèi)插性質(zhì)的時間長度，產(chǎn)生信號U-AUX和V-AUX作為輸出。通過控制讀出的FIFO354，356和358的起動信號，主要信號和輔助信號各自的Y，U和V分量在輸出信號通路312中的各自復(fù)用器315，317和319中進(jìn)行組合。復(fù)用器315，317和319響應(yīng)輸出復(fù)用器控制電路312。輸出復(fù)用器控制電路321響應(yīng)一個時鐘信號，一個行信號的開始，一個水平行計數(shù)器信號，垂直消隱復(fù)位信號和來自PIP處理器及WSPμp340的快速開關(guān)輸出信號。復(fù)用的亮度和色度分量Y-MX，U-MX和V-MX分別加到各自的數(shù)/模轉(zhuǎn)換器360，362和364。數(shù)模轉(zhuǎn)換器隨后分別接上低通濾波器361，363和365。PIP處理器，門陣列和數(shù)據(jù)減少電路的不同的功能由WSPμp340控制。WSPμp340響應(yīng)通過串行總線連接到其上的TVμp216。串行總線可以是如圖示的4條線，有數(shù)據(jù)線，時鐘信號、起動信號和復(fù)位信號線。通過WSPμp310讀WSPμp340和門陣列的不同的電路通信。
在一種情況中，必須用4/3的系數(shù)壓縮4×3的NTSC視頻，以避免顯示圖象的寬高比的失真。在其它情況中，視頻可以進(jìn)行擴(kuò)展以實現(xiàn)通常伴隨有垂直變焦的水平變焦操作。通過將壓縮降低到少于4/3，就可以完成高達(dá)33%的水平變焦操作。用一個取樣內(nèi)插器再計算進(jìn)入的視頻到一個新的象素位置，這是由于對于S-VHS格式高達(dá)5.5MHZ的亮度視頻帶寬占據(jù)了奈奎斯特(Nyquist)折疊頻率的很大的百分比，對于1024fH時鐘來說它是8MHZ。
如圖5所示，亮度數(shù)據(jù)Y-MN通過主要信號通路304中的內(nèi)插器337構(gòu)成路由，它在視頻的壓縮或擴(kuò)展的基礎(chǔ)上再次計算取樣值。開關(guān)或路由選擇器323和331的功能是相對于FIFO356和內(nèi)插器337顛倒主信號路徑304的分布。具體是，在需要圖象壓縮時這些開關(guān)選擇內(nèi)插器337是否前于FIFO336，或者，在圖象需要擴(kuò)展時，F(xiàn)IFO是否前于內(nèi)插器337。開關(guān)323和331響應(yīng)路由控制電路335，電路335本身響應(yīng)WSPμp340。應(yīng)記住對輔助視頻信號用行壓縮用以存儲在視頻RAM350，而只有為了特殊的目的才必須擴(kuò)展。因此，在輔助信號通路不需要類似的開關(guān)。
為了使用FIFO完成視頻壓縮，例如，每個第四個取樣被禁止寫入FIFO356。這構(gòu)成一個4/3的壓縮。再計算寫入FIFO的亮度取樣值是內(nèi)插器337的功能，所以FIFO的讀出數(shù)據(jù)是流暢的(連續(xù)的)，而不是參差不齊的?？梢杂脡嚎s的完全相反的方式完成擴(kuò)展。在壓縮的情況中，寫起動信號具有以禁止脈沖的形式附加其上的時鐘選通信息。為了擴(kuò)展數(shù)據(jù)，時鐘選通信息加到讀起動信號中。在從FIFO356中讀出時將暫停數(shù)據(jù)。在這種情況中，再計算從參差不齊流暢的取樣數(shù)據(jù)是在這個過程中跟隨在FIFO356之后的內(nèi)插器337的功能。在擴(kuò)展的情況，當(dāng)從FIFO356中讀出和當(dāng)被記錄到內(nèi)插器337時，數(shù)據(jù)必須暫停。這就不同于壓縮情況，在壓縮情況，數(shù)據(jù)連續(xù)地被記錄入內(nèi)插器337。對于壓縮和擴(kuò)展兩種情況，時鐘選通操作能容易地用同步的方式完成，那就是這種情形可能根據(jù)系統(tǒng)時鐘1024fH的上升沿而發(fā)生。
輔助信號的內(nèi)插發(fā)生在輔助信號通路306，PIP處理器320操作一個6比特Y，U，V8∶1∶1場存儲器，視頻RAM350，以存儲進(jìn)入的視頻數(shù)據(jù)。該視頻RAM350保持在多個存儲器單元的兩場視頻數(shù)據(jù)。每個存儲器單元有8比特的數(shù)據(jù)。在每個8比特存貯單元有一個6比特的亮度Y取樣(用640fH取樣)和2個其他的比特。這些兩個其他的比特有快速開關(guān)數(shù)據(jù)(FSW-DAT)或U或V的部分取樣(用80fH取樣)。該FSW-DAT值表明寫入視頻RAM的是什么類型的場。由于在視頻RAM350中存儲兩場數(shù)據(jù)，而且在顯示周期期間整個視頻RAM350被讀出。在顯示掃描期間兩場被讀出。PIP處理器320將決定哪一場從存儲器中讀出并通過使用快速開關(guān)數(shù)據(jù)顯示。PIP電路總是為克服運動圖象撕裂問題而寫入的與讀相反的場類型。如果讀出的場類型與顯示的是相反的類型，則當(dāng)場從存儲器讀出時，存儲在視頻RAM中的偶數(shù)場就能夠通過刪除場的頂端掃描線而反轉(zhuǎn)。結(jié)果是小圖象保持正確隔行掃描而沒有運動撕裂。
時鐘/同步電路322產(chǎn)生讀、寫和起動信號，這些信號是用來操作FIFO354、356和358的。用于主要和輔助頻道的FIFO能夠使數(shù)據(jù)寫入每個視頻行的這些部分?jǐn)?shù)據(jù)用的存儲器，而這些視頻行需要隨后顯示。當(dāng)需要將來自每個信號源的數(shù)據(jù)組合在相同的視頻行或顯示行上時，就從主要或輔助頻道之一而不是從二者寫入數(shù)據(jù)。輔助頻道的FIFO354和輔助視頻信號同步寫入，但是和主要視頻信號從存儲器中同步讀出。主要視頻信號分量和主要視頻信號同步地寫入FIFO356和358。并且和主要視頻同步地讀出存儲器的內(nèi)容。在主要和輔助頻道間來回切換多少時間一次的讀出功能是具體的特技效果選擇的一種功能。
不同的特技效果的產(chǎn)生，象并排地截切選取圖象是通過操作行存儲器FIFO的讀和寫起動信號完成的。如圖1(d)示出的顯示格式，是一種特殊希望的，這是由于它使兩個幾乎是完全的場的圖象以一個并排的顯示格式顯示。這種顯示是特技效果而且適于對例如16×9的寬格式顯示比率的顯示。大部分NTSC信號用4×3格式顯示，這種格式當(dāng)然也對應(yīng)12×9。兩個4×3格式顯示的NTSC圖象能在相同的16×9格式上顯示，要么通過截切圖象的33%或擠壓。圖象33%，并且引入了寬高比的失真。依靠用戶的喜好，圖象截切出兩對寬高比失真的比率可以置于0%和55%限制之間的任何處。例如并排的兩個圖象可以表現(xiàn)為16.7%的擠壓和16.7%的截切圖面。
16×9顯示格式的水平顯示的時間和4×3顯示格式的相同，這是由于二者標(biāo)稱行時間長度為62.5微秒。因此，一個NTSC視頻信號必須用4/3因數(shù)進(jìn)行加速以保留一個正確的寬高比而沒有失真。4/3系數(shù)是由兩個顯示格式之比而算得4/3＝(16/9)/(4/3)根據(jù)本發(fā)明的方案，可變內(nèi)插器用以加速視頻信號。在過去，在輸入和輸出具有不同時鐘頻率的FIFO已用于完成類似的功能。用壓縮的方法，如果兩個NTSC4×3格式的顯示信號顯示在一個4×3的格式顯示上，每個圖象必須失真或截取，或者它的50%要結(jié)合。一個與寬屏幕應(yīng)用所需要的可比較的加速是不必要的。
通常，視頻顯示和偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)是同主要視頻信號同步的。主視頻信號必須加速，如前所解釋，充滿寬屏幕顯示。輔助視頻信號必須和第一個視頻信號和視頻顯示垂直同步。輔助視頻信號在一個場存儲器中被延時一個場周期的一小部分，并且隨后在一個行存儲器中擴(kuò)展。利用作用一個場存儲器的視頻RAM350實現(xiàn)輔助視頻數(shù)據(jù)和主要視頻數(shù)據(jù)同步，并且一個FIFO行存儲器裝置345擴(kuò)展該信號。
然而，讀和寫時鐘的同步性質(zhì)不必進(jìn)行避免讀/寫指針碰撞(PointerCollisions)的步驟。當(dāng)新數(shù)據(jù)有機會在寫入FIFO之前從FIFO中讀出舊數(shù)據(jù)時，就產(chǎn)生讀/寫指針碰撞?？紤]到為避免讀/寫指針碰撞的適當(dāng)需要，F(xiàn)IFO的尺寸與最小行存貯容量。
由于該顯示鎖定在主頻道視頻上，即在上一場或下一場，該被顯示的現(xiàn)時場類型將由主信號所確定。在視頻RAM350存貯器中存貯并準(zhǔn)備在主頻道場的開始讀出的場類型能或不能和顯示和場類型相同。這可能必須改變存儲在視頻RAM350中的輔助場類型以適應(yīng)主頻道顯示。
PIP處理器320和門陣列300將NTSC信號的262.5行的場量化到263行的上一場(有時稱之為偶數(shù)場。)這是由于垂直同步用表示水平同步的脈沖去取樣的事實。這由圖7圖示出。一個上/下(奇/偶)場類型指示器用值1指示上一場，用0指示下一場。上一場包括奇數(shù)行1到行263。下一場包括偶數(shù)行2至行262。圖8中，第一場類型指示器U/LMAINSIGNAL表示主要視頻頻道的場類型。信號HSYNC-AX表示輔助頻道的每一行的水平同步信號。
如果每個輔助頻道行“正常地”(normally)寫入，則場類型指示器U/L(A)表示存儲在視頻RAM350中的場類型。(normal)正常這個術(shù)語在此用以表示接收和解碼上一場時奇數(shù)行1-263寫入視頻RAM350中。場類型指示器U/L(B)表示在接收上一場期間，如果上一場的第一行未寫入視頻RAM350中存儲在視頻RAM350中的場類型。代之，該第一行實際加到下一場的最后一行(第262行)由于在該幀中行2將是顯示的第1行而且行3將是顯示的第2行，這就有效地轉(zhuǎn)換了場類型。接收的上一場現(xiàn)在變?yōu)橄乱粓霾⑶曳粗嗳?。場類型指示器U/L(C)表示在下一場的接收期間，如果上一場的最后一行加到視頻RAM350中，存儲在視頻RAM350中的場類型。由于行263將是第一個顯示行，而且行1將是第2個顯示行，這就有效地轉(zhuǎn)變了場類型。
在模式B和C中的行的加和減不使輔助頻道的圖象劣變，這是由于這些行是發(fā)生在回掃或過掃描期間，行的顯示順序如圖10所示，實線表示上一場的行，點線表示下一場的行。
在主要和輔助頻道信號進(jìn)動時，該U/LMAINSIGNAL將移動到相對輔助頻道U/L(A，B，C)場類型指示器的左或右。在圖中所示的位置由于判定邊緣在區(qū)域A，所以，數(shù)據(jù)應(yīng)當(dāng)使用模式A寫入視頻RAM350。模式A是適合的，是由于當(dāng)PIP處理器接收垂直同步時，它將為相同的場類型于視頻RAM350，就象通過顯示V-SYNC-MN(主頻道垂直同步)一起開始的視頻RAM350讀出的顯示所需要的一樣。在信號進(jìn)動時，模式根據(jù)它們的相對位置而變化。在圖8的頂部和圖9的表中圖示了有效的模式。在模式B和C之間有一個重迭，由于B模式大部分時間是有效的，模式C也有效，反之亦然。這結(jié)262行中除去兩行的所有行是真實的。當(dāng)二者都有效時，或者利用模式B或者能夠利用模式C。
用于根據(jù)本發(fā)明設(shè)置維持隔行掃描完整性的電路700的方框圖示于圖12。電路700的輸出信號是用于視頻RAM350，在輔助信號通路中的FIFO354和在主要信號通道中的FIFO356的寫及讀復(fù)位控制信號，如圖9所示。由一對信號，VSYNC-MNANDHSYNC-MN確定主要視頻信號的場類型。由對應(yīng)的一對信號VSYNC-ANANDHSYNC-AN確定輔助視頻信號的場類型。每一對信號在門陣列中被置于一個預(yù)先確定的相位關(guān)系。圖11(a)至圖11(f)所示的這個相位關(guān)系應(yīng)用于兩對信號。在每種情形中，HSYNC是一個方波，它是上升沿對應(yīng)于各自的信號的水平行起點。在每種情形中，VSYNC每場僅有一個上升沿，它對應(yīng)各自的信號垂直場的起點。各自信號對的上升沿間的關(guān)系由電路700檢測，以確定那些步驟(若有的話)必須使輔助信號的場類型與主信號的場類型匹配。為了防止模糊，信號主要對的前沿永遠(yuǎn)不要近于水平行周期的1/8。信號的輔助對的前沿永遠(yuǎn)不要近于水平行周期的1/10。這就防止了相對另一個前沿的抖動。這種關(guān)系通過門陣列中的定時電路保證。
主要信號對VSYNC-MN和HSYNC-MN輸入到第一場類型檢測電路702，該電路包含兩個D-型觸發(fā)器。在一種情形中，HSYNC-MN由VSYNC-MN取樣，這就是VSYNC-MN是時鐘輸入。這個觸發(fā)器的輸出是用于主要信號的一個上/下場指示符，它可以將邏輯H1與上一場類型以及將邏輯LO用于下一場類型，雖然這是任意的。在其他情形，VSYNC-MN由HSYNC-MN取樣。這提供一個輸出VH，這是對水平的垂直同步。
輔助信號對VSYNC-AN和HSYNC-AN輸入到第二個場類型檢測電路710，該電路也包含兩個D型觸發(fā)器。在一種情形，HSYNC-AX由VSYNC-AX取樣，這就是VSYNC-AX是時鐘輸入。這個觸發(fā)器的輸出是用于輔助信號的一個上/下場指示符UL/AX，它能是邏輯H1用于上一場類型，邏輯LO用于下一場類型，雖然是任意的。在其他情形，VSYNC-AX是由HSYNC-AX取樣。這就提供了一個輸出VH，它垂直同步到水平上。
如果場邊沿的上升起點出現(xiàn)在水平行周期的前一半，該場是下一場，即偶數(shù)場的類型示于圖11(b)。如果場邊沿的上升起點在水平行周期的后一半，該場是上一場，即奇數(shù)場的類型如圖11(c)所示。
用于主要信號的VH和HSYNC-MN輸入到延時電路704，706和708，它們提供水平行周期的延遲，以保證WR-RST-FIFO-MN，RD-RST-FIFO-MN和RD-RST-FIFO-AX輸出信號的適當(dāng)?shù)南辔魂P(guān)系。通過D觸發(fā)器完成延遲操作。在寫和讀指針之間有2至3個水平行周期的延遲。
上/下場類型指示符UL-MN對應(yīng)圖8頂部所示的U/LMAINSIGNAL，并且是UL-SEL比較器714的一個輸入信號。輸入到比較器714的其它信號由UL-AX測試發(fā)生器712提供。該發(fā)生器712具有作為輸入信號的UL-AX場指示符，以及作為時鐘輸入的HSYNC-AX。發(fā)生器712對應(yīng)于三種可能的模式A，B和C提供示于圖8底部的信號U/L(A)，U/L(B)和U/L(C)。每一個U/L(A)，U/L(B)和U/L(C)信號在圖8所示的U/L-MN的判定沿時刻和UL-MN相比較。如果UL-MN與UL(A)匹配，則場類型匹配，而且保持隔行掃描完整性的操作是不必要的。如果UL-MN與U/L(B)匹配，則該場類型不匹配，它必須延遲一行寫入上一行以保持隔行掃描的完整性。如果UL-MN與U/L(C)匹配，則該場類型不匹配，必須超前一行寫入下一場以保持隔行掃描的完整性。
這個比較的結(jié)果輸入到RST-AX-SEL選擇器電路718。其他的輸入是三個垂直同步信號RST-A，RST-B和RST-C，它們由RST-AX-GEN發(fā)生器716產(chǎn)生。三個垂直同步信號RST-A，RST-B和RST-C相互具有不同的相位關(guān)系，以便完成校正作用或者沒有校正作用，從而根據(jù)比較器714的輸出保持隔行掃描的完整性。延遲電路722使選擇的垂直同步信號與輔助視頻輸入信號再同步，以便使產(chǎn)生WR-RST-VRAM-AX。延遲電路720執(zhí)行類似的功能以產(chǎn)生RD-RST-VRAM-AX和WR-RST-FIFO-AX。如從圖8中可見到，模式B和C迭加時間最多。實際上，每525個比較中僅有兩個輸出將僅需要模式B或C的一種而不是兩者，當(dāng)兩種模式都有效時，比較器714將優(yōu)先安排模式C而不是B。這種選擇是任意的，或者是基于其他電路考慮。
當(dāng)主要視頻信號源是非隔行掃描信號源，例如在某些電視游戲機和計算機的情況中，而輔助視頻信號源是隔行掃描的信號源，還由于顯示鎖定于主要信號，則就可能產(chǎn)生一個問題。一個非隔行掃描的顯示將不顯示在交替隔行掃描的位置中的交替場。那就是，各自場的行是空間間置并且彼此處在另一個的中間。根據(jù)一個發(fā)明方案，來自在主要圖象頻道的非隔行掃描視頻信號源出現(xiàn)的信號被檢測。通過檢測具有相同場類型的相繼的場來完成這種檢測。
一個來自一個非隔行掃描信號源的信號的出現(xiàn)能夠用來改變一個視頻RAM和一個相關(guān)聯(lián)的控制電路的工作模式。在一種模式中，可以用視頻RAM存儲輔助視頻信號的連續(xù)場。當(dāng)主要圖象頻道是一個隔行掃描信號時，這些場能順序地讀出。
當(dāng)主要信號是非隔行掃描時，視頻RAM和控制電路能工作于另一種模式。這里僅每隔一場輔助信號從視頻RAM讀出并和主要信號結(jié)合，即使所有的場能繼續(xù)寫入視頻RAM。另外，僅每隔一場能寫入視頻RAM，并且隨后從該視頻RAM讀出。在兩種情形中，只有上一場(奇數(shù)場)或僅下一場(偶數(shù)場)將從該視頻RAM中讀出。這些場的每一個將在相同的垂直位置被讀出和顯示兩次。
一個微處理器能監(jiān)視非隔行掃描信號源檢測器，并且根據(jù)檢測或沒有檢測的情況，置定視頻RAM和關(guān)聯(lián)控制電路的工作模式，以提供輔助視頻信號的所有的場或輔助視頻信號的僅上一場或僅下一場到結(jié)合該信號用以同時顯示的電路。
參照圖13，V-SYNC是一處理過的垂直同步脈沖，它的上升沿對應(yīng)視頻信號垂直同步的開始。H-SYNC信號是處理過的水平同步脈沖，它的上升沿對應(yīng)著視頻信號的水平同步脈沖的前沿。如圖11(c)所示，當(dāng)V-SYNC發(fā)生在H-SYNC的上升沿的前一瞬，可以檢測到奇數(shù)型場。當(dāng)V-SYNC發(fā)生在H-SYNC的上升沿前的多半半行時可以檢測到一偶數(shù)場，如圖11(b)所示。
場類型檢測器800包括一個脈沖發(fā)生器802和一個D觸發(fā)器810。該脈沖發(fā)生器802包含兩個選通的觸發(fā)器804和806，和一個與門808。該V-SYNC信號是一個輸入到觸發(fā)器804的信號。觸發(fā)器804的Q輸出是一個加到觸發(fā)器806的輸入和加到與門808的輸入。觸發(fā)器806的翻轉(zhuǎn)的Q輸出是與門808的另一個輸入。觸發(fā)器804，806和810是由1024fH進(jìn)行鐘控的。脈沖發(fā)生器的Q輸出是發(fā)生在垂直同步開始的一個時鐘寬度的脈沖。這一個時鐘寬度脈沖是觸發(fā)器810的起動(EN)輸入。在觸發(fā)器810的D輸入端上，脈沖取樣H-SYNC信號。觸發(fā)器810的Q輸出是上/下(U/L)均類型指示符。
檢測隔行和非隔行信號的電路820。示于圖14電路820包括場類型指示器800，D型觸發(fā)器822和異或(XOR)門824。觸發(fā)器810的反轉(zhuǎn)Q輸出是觸發(fā)器822的D輸入，它是由觸發(fā)器802的Q輸出起動的(EN)。觸發(fā)器810的反轉(zhuǎn)Q輸出是U/L場類型指示符。觸發(fā)器810的反轉(zhuǎn)Q輸出和觸發(fā)器822的Q輸出是異或門XOR824的輸入。觸發(fā)器822的目的是存儲先前場的場類型。該XOR門824將現(xiàn)時場的場類型與先前存儲的場類型進(jìn)行比較。如果場類型是相同的，XOR門824的輸出將是LO，表示非隔行掃描的視頻信號源。如果場類型是不同的，XOR門824的輸出將是HI，表示隔行掃描信號源。
TV微處理器216讀在串行TV總線上的隔行掃描輸出信號的狀態(tài)。一般在改變到新頻道以后，該微處理器能夠決定該主要視頻信號(與其同步顯示)是隔行掃描的或者不是隔行掃描的。如果主要視頻信號是隔行掃描的，則通過讀和寫輔助視頻信號的每一場指示PIP處理器320進(jìn)行操作。如結(jié)合圖7-11解釋的隔行掃描完整性就能保持。如果微處理器確定主要視頻信號是非隔行掃描的，可指令PIP處理器320僅隔一場寫入視頻RAM350。由于只有一個場類型被寫，則僅有一個場類型能讀出。每個場被讀出兩次。因此輔助頻道轉(zhuǎn)換到非隔行掃描。這種非隔行掃描的視頻信號導(dǎo)致在非隔行顯示狀態(tài)下的輔助圖象將此隔行掃描的輔助圖象更令人希望的圖象。
權(quán)利要求
1.一個裝置具有用第一個視頻信號(Y-MN，U-MN，V-MN)同步的視頻顯示裝置(244)；用于將第二視頻信號(Y-AUX，U-AUX，V-AUX)和所說的第一視頻信號結(jié)合同時顯示在所說的視頻顯示裝置的裝置(300)；所說的第二視頻信號有多于一種場類型，其特征在于裝置(820)用于檢測是否第一視頻信號有多于一種場類型(U/L)；和視頻信號處理裝置(320)響應(yīng)所說的檢測裝置(820)，當(dāng)所說的第一視頻信號有多于一種的場類型時，它具有第一種工作模式，在該種場類型中，第二視頻信號的所有的場是一個加到結(jié)合裝置(300)用以同時顯示的輸出，當(dāng)所說的第一視頻僅有一種場類型時，它具有第二種工作模式，在其中第二視頻信號的僅一種場類型是一個加到結(jié)合裝置300用以所說的同時顯示的輸出。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所說的裝置，其特征在于在第一模式工作期間，借助裝置(700)的操作用所說的顯示裝置(244)保持第二視頻信號的隔行掃描的完整性。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所說的裝置，其特征在于視頻信號處理裝置(320)將第二視頻信號與第一視頻信號同步。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所說的裝置，還有特征是借助于存儲第二視頻信號的裝置(350)，在第二工作模式期間僅有一種所說的視頻信號場類型從所說的存儲裝置寫入和讀出。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所說的裝置，其特征是在第二種工作模式期間，寫入存儲裝置(350)中的第一場讀出兩次給所說的結(jié)合裝置。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所說的裝置，進(jìn)一步的特征是借助于存儲第二視頻信號的裝置(350)，在第二種工作模式期間所說視頻信號的一種場類型一旦寫入存儲裝置，從所說的存儲裝置中讀出兩次。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所說的裝置，其特征在于顯示裝置(244)有寬格式的顯示比率。
8.一個裝置具有用第一視頻信號(Y-MN，U-MN，V-MN)同步的視頻顯示裝置(244);用以將第二視頻信號(Y-AUX，U-AUX，V-AUX)同第一視頻信號結(jié)合并同時顯示在視頻顯示裝置上的裝置(300);和第二視頻信號具有奇數(shù)和偶數(shù)隔行掃描的場，特征在于裝置(820)用以檢測第一視頻信號是隔行掃描的或者是非隔行掃描的;和視頻信號處理裝置(320)響應(yīng)所說的檢測裝置(820)，當(dāng)?shù)谝灰曨l信號是隔行掃描的，具有第一工作模式，其中第二視頻信號的奇數(shù)場和偶數(shù)場二者都是輸出到結(jié)合裝置(300)用以同時顯示的信號，當(dāng)?shù)谝灰曨l信號是非隔行掃描的，具有第二種工作模式，其中，第二視頻信號的僅所有的偶數(shù)場或僅有奇數(shù)場是一個輸出到結(jié)合裝置(300)用以同時顯示的信號。
9.根據(jù)權(quán)利要求8的裝置，其特征是借助于裝置(700)的操作在第一種工作模式期間用顯示裝置(244)保持第二視頻信號的隔行掃描的完整性。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所說的裝置，其特征在于視頻信號處理裝置(320)將第二視頻信號與第一視頻信號同步。
11.根據(jù)權(quán)利要求8所說的裝置，進(jìn)一步的特征是借助于存儲第二視頻信號的裝置(350)，在第二工作模式期間僅每隔一場的視頻信號從存儲裝置寫入和讀出。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所說的裝置，其特征在于在第二種工作模式，寫入存儲裝置(350)的每場讀出兩次給結(jié)合裝置(300)。
13.根據(jù)權(quán)利要求8所說的裝置，進(jìn)一步特征是借助于存儲第二視頻信號的裝置(350)，在第二種工作模式工作期間，一旦每隔一場的視頻信號寫入存儲裝置，從存儲裝置中讀出兩次。
14.根據(jù)權(quán)利要求8所說的裝置，其特征在于顯示裝置(244)具有寬格式顯示比率。
全文摘要
一種視頻顯示單元和偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)與第一視頻信號同步。視頻顯示單元有寬格式顯示比。檢測電路(820)確定是否第一視頻信號有多于一種的場類型(U/L)。第二視頻信號有多于一種的場類型。一多路復(fù)用器將第一和第二視頻信號結(jié)合用于同時的視頻顯示。一個視頻信號處理器響應(yīng)檢測電路并有兩種工作模式。
文檔編號H04N5/45GK1089071SQ9311826
公開日1994年7月6日 申請日期1993年8月20日 優(yōu)先權(quán)日1992年8月21日
發(fā)明者N·H·艾爾索茲, T·W·西格 申請人:湯姆森消費電子有限公司