CN1299215A - 解码和显示数字广播信号的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种解码和存储数字广播信号的方法,该方法能够根据屏幕上显示的视频窗口的位置和尺寸通过防止可能发生的解码数据的存储和取出定时之间的帧缓存器冲突而自由地调节广播视频窗口的尺寸和位置,而不用扩大存储器或升级解码器的速度。

Description

解码和显示数字广播信号的方法

本发明涉及一种解码和显示数字广播信号的方法，更具体地讲，涉及一种在解码和显示数字广播信号中为了防止帧缓存器冲突不考虑屏幕上显示窗口的位置和大小来存储解码图像的方法。

美国从1998年开始数字电视(DTV)广播。在开发接收数字电视信号的DTV机和机顶盒方面进行了大量的工作。最近，出现了一种交互式机顶盒，交互式机顶盒在用户观看电视节目的同时通过在电视屏幕上显示小窗口提供基于网络(web)的通信服务。

但是，由于DTV机对于普通消费者是相当贵的，因此十分注意开发低价机顶盒。PC(个人计算机)附加卡是DTV观看的另一种经济的解决方案，因为PC平台提供了强大的开发环境和用户界面。利用局部总线或视频信号接口，例如，视频接口端口(VIP1.1)，可以把标准清晰度(SD)图像从DTV接收卡发送到图形卡。因此，可以在监视器上把DTV与其它图形窗口放在一起。

如果广播视频是HD,(高清晰度(HighDefinition)节目，那么必须把HD视频信号输出到支持VIP2.0这样的新视频信号接口标准的图形控制器。但是，由于像VIP2.0这样的高带宽视频信号接口尚未普及，并且它对局部总线造成大的负载，因而不容易把HD视频信号传送到图形控制器。因此，难于在图形控制器内叠加HD节目。

在PC监视器上观看HD视频的另一种替代方法是在模拟域把视频与其它图形重叠。模拟重叠器件的一个输入是来自DTV接收卡的解码视频信号，另一个输入来自带有一个用于要显示的DTV视频的空窗口的图形卡。因此，用户可以在PC监视器的一个窗口中观看HD节目。对于数字视频广播，高级电视制式委员会(ATSC)采用了MPEG-2(活动画面专家组2)视频压缩技术。利用MPEG-2视频压缩算法，可以通过与(美国)全国电视制式委员会(NTSC)规定相同带宽的频道发送四至六个SD节目，或一个HD节目。

MPEG-2的一个技术是利用暂时冗余度压缩视频信号。可以用帧内模式(I-帧)，预测模式(P-帧)，或双向预测模式(B-帧)编码每个帧。为了解码B图像，需要至少有三个帧缓存器。两个用于参考帧，一个用于解码帧。图1是说明带有三个帧缓存器的通用编码和显示装置的方框图。装置可以具有多于三个帧缓存器，但是这将导致材料成本的增加。对于1920×1080图像，一个帧缓存器等于3.1兆字节。

如图1中所示，解码器1解码DTV信号，并把图像数据存储在缓冲存储器2中。显示设备3取出并显示存储在缓冲存储器2中的数据。

由于有用于I或P帧的两个缓存器，因而对于同时解码和显示I或P图像没有缓存冲突。也就是说，当同时解码和显示I或P图象时，显示I或P缓存器之一中的图像，另一个用于存储新图像。

但是，在一行中有两个以上的图像，比如说有图像B1和B2，一个B帧缓存器必须同时照顾解码和显示图像。也就是说，在B1数据取出之前，不能存储B2图像数据，并且在B2数据存储之前，不能进行B2的取出操作。

因此，现在参考附图2和3详细说明数据存储和取出操作中的B-帧缓存器的共价处理(covalent process)。

首先，图2示出了在隔行监视器上显示隔行图像时的用于比较数据存储时间和数据取出时间的定时图。此外，假设显示窗口的尺寸与整个显示屏的尺寸相同。

如图2中所示，解码和显示处理间隔半个帧时间。对于B图像，在开始解码B1图像之后显示半个帧时间的B1图像的上半帧(B1t)，并且在显示B1图像的下半帧(B1b)时，开始解码B2图像。

图3是说明帧图像的数据存储和取出处理的内存映像。以W1的顺序存储上和下半帧数据。

当显示上半帧时，以R1的顺序取出上半帧数据(top_line(0)～top_line(N-2))。R2表示显示下半帧的取出顺序。

只要能够在一个帧时间中解码一个图像，上半帧数据将在其显示之前被存储，并且下半帧数据将在存储一个新图像之前被取出。因此，当把视频显示在监视器的整个屏幕上时，在存储和取出数据中不发生缓冲存储器冲突。

但是，在如图4A中所示的4∶3监视器上的16∶9图像的信箱模式，或在如图4B所示的模拟重叠模式，存在视频没有显示在屏幕的上或下部分的T-间隙或B-间隙。在显示的取出时间缩短时，影响解码时间。

图5A是说明在存在T-间隙，即，视频没有显示在屏幕上部时的解码和显示定时的定时图。如图5A中所示，第二B图像(B2)的解码处理将被延迟到B1的下半帧(B1b)开始显示之时。

此外，图5B是说明存在B-间隙，即，视频没有显示在屏幕下部时的解码和显示定时的定时图。如图5B中所示，解码处理应当提早于B-间隙的扫描时间完成。

结果，必须控制解码处理，以避免造成上述帧缓冲存储器冲突。

为了防止上述帧缓冲存储器冲突，可以为B图像提供一个额外缓冲存储器，或可以集成一个具有更高性能的解码器。但是，这将使制造成本增加。

本发明的一个目的是要提供一种在存在视频没有显示在屏幕的上部的T-间隙时无需额外缓冲存储器的解码和存储数字广播信号的方法。

本发明的另一个目的是要提供一种即使存在视频没有显示在屏幕的下部的B-间隙也能够使解码器使用整个解码时间的解码和存储数字广播信号的方法。

为了达到上述目的，根据本发明的解码和存储数字广播信号的方法包括：一个检测视频没有显示在显示屏上的不显示区的处理过程，一个判断不显示区是否在屏幕下部的处理过程，一个当不显示区在屏幕的下部时通过把解码半帧ID移动不显示区之多的时间而把边缘定时调节到显示完成定时的处理过程，和一个轮流执行第一和第二存储器控制模式的处理过程。

图1是说明数字电视广播的通用解码和显示装置的方框图；

图2是说明当DTV窗口的尺寸与整个屏幕的尺寸相同时的解码和显示处理的定时图；

图3是一个图像的内存映像，并且说明存储和取出扫描行数据的顺序；

图4A示出了调整尺寸后的视频的显示。特别是一个4∶3监视器上的16∶9图像的信箱模式；

图4B示出了调整尺寸后的视频显示。特别是一个PC监视器上的模拟重叠模式；

图5A是说明视频没有显示在屏幕的上部时的解码和显示处理的定时图；

图5B是说明视频没有显示在屏幕的下部时的解码和显示处理的定时图；

图6A是说明本发明的第一存储器控制模式的内存映像；

图6B是说明本发明的第二存储器控制模式的内存映像；

图7是说明当调节解码半帧ID定时时的解码和显示处理的定时图；和

图8是说明如何利用本发明以占用整个解码时间的流程图。

以下对本发明的优选实施例进行更详细的说明。

首先，图6A是说明本发明的第一存储器控制模式的内存映像。以W2顺序，从第一地址(0)跳过一个地址(0,2,4,...,N-2)存储第一B帧(B1)的第一半数据。并且以W3的顺序，把B1的第二半数据存储在跳过的地址(1,3,5,...N-1)中。

也就是说，先把数据存储在偶数地址(2X，在这里X=0,1,2,...)W2，然后把数据存储在奇数地址(2X+1，在这里X=0,1,2,...)W3。

当通过第一存储器控制模式存储解码数据时，上半帧数据(top_line(0))存储在第一地址(0)，下半帧数据(bot_line(1))存储在下一个地址(2)，并且把上半帧数据(top_line(2))存储在下一个地址(4)。因此，两个连续的半帧行，即，top_line(0)和top_line(2)或bot_line(1)和bot_line(3)隔开四个地址。

为了显示B1的上半帧，以R3和R4的顺序取出图像数据。同样地，以R5和R6的顺序取出下半帧。一旦显示了上半帧，用于上半帧的存储器成为自由的。因而，即使尚未开始B1的下半帧显示，也可以把第二B图像(B2)的解码数据存储在存储器中。

图6B是说明本发明的第二存储器控制模式的内存映像。以W4顺序把第二B帧(B2)的第一半数据存储在4X和4X+1的地址，在这里X=0,1,2,...，这些地址在通过第一存储器控制模式中存储的上半帧数据的取出处理(R3和R4)后，成为空闲。

以W5顺序把第二B帧(B2)的第二半数据存储在4X+2和4X+3的地址，在这里X=0,1,2,...，这些地址在通过下半帧数据的取出处理R5和R6后，成为空闲。

为了显示B2图像，以顺序R7和R8取出上半帧的数据，以R9和R10的顺序取出下半帧数据。一旦显示了上半帧，可以用第一存储器控制模式存储第三B图像。

图7是说明在视频没有显示在屏幕的下部时解码和显示处理，从而调节了解码半帧ID的定时的定时图。

通过把解码半帧ID移动时间“C”，使数据的存储完成定时与取出完成定时一致。因此，通过把开始解码处理提早到B-间隙时间的开始时间，可以补偿解码时间的损失。

图8是说明应用本发明的步骤的流程图。

首先，检测不显示区S1，并判断该区是否是屏幕的下部S2。

在此，当利用如图6A和6B中所示第一和第二存储器控制模式存储和取出数据时，不需要检测和判断不显示区是否是屏幕的上部。

因此，当视频没有显示在屏幕的下部时，检测不显示下部上的扫描行数S3。

此后，通过把扫描行数乘以扫描时间判断把解码半帧ID的边缘定时移动到显示完成定时的定时S4。

然后，把解码半帧ID的垂直同步信号延迟输出作为移动定时S5，并把边缘时间调节到显示完成时间。

用于在屏幕上实际显示的解码半帧ID的垂直同步信号像硬件一样地固定，因此调节了解码半帧ID的垂直同步信号。

接下来，当完成了解码半帧ID的边缘定时调节时，轮流执行第一和第二存储器控制模式S6。

如上所述，根据本发明，可以有效地存储解码的B图像数据。利用两种不同存储方案，可以独立地存储和取出上和下半帧数据。因此，通过轮流使用两种方案，解码处理不必等待T-间隙，即使没有附加的帧缓存器。

也如上面所述，根据本发明，即使具有B-间隙，解码器也可以利用整个解码时间。通过把解码半帧ID向前移动B-间隙之多，可以把解码处理的开始提早到B-间隙的开始时间。因此，即使存在B-间隙，解码时间也不会减少。

上述实施例和优点只是说明性的，并不构成对本发明的限制。本发明的说明可以容易地应用到其它类型的装置。本发明的说明书是解释性的，并不限制权利要求的范围。熟悉本领域的人员应当知道可以有各种替代、修改和改变。

Claims (15)

1．一种解码和存储数字广播信号的方法，包括：

检测广播视频没有被显示在屏幕上的不显示区；

判断不显示区是否在屏幕的下部；

当视频没有显示在屏幕的下部时通过把解码半帧ID移动不显示区之多的时间将边缘定时调节到显示完全定时；和

轮流执行第一存储器控制模式和第二存储器控制模式，以便防止要显示的数据的取出定时与解码数据的存储定时之间的冲突。

2．根据权利要求1所述的解码和存储数字广播信号的方法，其中可以通过检测不显示区中的扫描行数并把它乘以扫描时间计算解码半帧ID的移动定时。

3．根据权利要求2所述的解码和存储数字广播信号的方法，其中可以从PC的操作***容易地获得扫描行数之类的广播视频窗口的尺寸和位置信息。

4．根据权利要求1所述的解码和存储数字广播信号的方法，其中当不显示区在上部时，不管该区的尺寸轮流执行第一存储器控制模式和第二存储器控制模式。

5．根据权利要求1所述的解码和存储数字广播信号的方法，其中当广播视频没有被显示在屏幕的上和下部部分中时，该方法包括：

通过把解码半帧ID移动对应于下部不显示部分的显示时间把边缘定时调节到显示完成时间；和

轮流地执行第一和第二存储器控制模式。

6．根据权利要求1所述的解码和存储数字广播信号的方法，其中第一存储器控制模式按顺序把解码半帧ID的第一半周期的解码数据存储在偶数地址2X，这里X=0,1,2,...，并且按顺序把下一半周期的解码数据存储在奇数地址2X+1，这里X=0,1,2,...。

7．根据权利要求6所述的解码和存储数字广播信号的方法，其中可以首先把解码数据存储在奇数地址2X+1，这里X=0,1,2,...，然后是偶数地址2X，这里X=0,1,2,...。

8．根据权利要求1所述的解码和存储数字广播信号的方法，其中第二存储器控制模式按顺序把解码半帧ID的第一半周期的解码数据存储在地址4X，4X+1，这里X=0,1,2,...，并且按顺序把下一半周期的解码数据存储在地址4X+2,4X+3，这里X=0,1,2,...。

9．根据权利要求1所述的解码和存储数字广播信号的方法，其中四个地址的差发生在第一和第二存储器控制模式存储的每个连续半帧数据上。

10．根据权利要求1所述的解码和存储数字广播信号的方法，其中当显示第一存储器控制模式存储的数据时，首先上半帧数据取出地址4X上的数据，这里X=0,1,2,...，并且顺序地取出和显示地址4X+1上的数据，这里X=0,1,2,...。

11.根据权利要求1所述的解码和存储数字广播信号的方法，其中当显示第一存储器控制模式存储的数据时，首先下半帧数据取出地址4X+2上的数据，这里X=0,1,2,...，并顺序地取出和显示地址4X+3上的数据，这里X=0,1,2,...。

12．根据权利要求1所述的解码和存储数字广播信号的方法，其中当显示第二存储器控制模式存储的数据时，首先上半帧数据取出地址4X上的数据，这里X=0,1,2,...，并顺序地取出和显示地址4X+2上的数据，这里X=0,1,2,...。

13．根据权利要求1所述的解码和存储数字广播信号的方法，其中当显示第二存储器控制模式存储的数据时，首先下半帧数据取出地址4X+1上的数据，这里X=0,1,2,...，并顺序地取出和显示地址4X+3上的数据，这里X=0,1,2,...。

14．根据权利要求1所述的解码和存储数字广播信号的方法，其中解码数据是B-帧数据。

15．根据权利要求14所述的解码和存储数字广播信号的方法，其中通过一个缓冲存储器执行存储或取出B-帧数据的处理过程。

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