DE69328824T2

DE69328824T2 - Horizontale Panoramierung für ein Breitbildschirmfernsehen

Info

Publication number: DE69328824T2
Application number: DE1993628824
Authority: DE
Inventors: Nathaniel Haluk Ersoz; Timothy William Saeger
Original assignee: Thomson Consumer Electronics Inc
Current assignee: Technicolor USA Inc
Priority date: 1993-03-15
Filing date: 1993-03-15
Publication date: 2000-10-19
Anticipated expiration: 2013-03-16
Also published as: SG80518A1; DE69328824D1

Description

Die Erfindung betrifft das Gebiet der Fernsehgeräte, die in der Lage sind, gezoomte und/oder beschnittene Bilder wiederzugeben, und insbesondere Verfahren und Vorrichtungen zum horizontalen Schwenken derartiger gezoomter oder beschnittener Bilder in Fernsehgeräten mit einem Bildschirm mit einem breiten Wiedergabeformat. Die meisten Fernsehgeräte haben heute ein Wiedergabeformat, horizontale Breite zu vertikaler Höhe, von 4 : 3. Ein breites Wiedergabeformat entspricht mehr dem Wiedergabeformat von Kinofilmen, z. B. 16 : 9. Die Erfindung ist für Fernsehgeräte mit direkter Betrachtung und für Projektionsfernsehgeräte anwendbar.
Fernsehgeräte mit einem Wiedergabeformat von 4 : 3, oft auch mit 4 · 3 bezeichnet, sind in den Möglichkeiten begrenzt, in denen eine einzige und mehrere Videosignalquellen wiedergegeben werden können. Fernsehsignalsendungen von kommerziellen Sendeanstalten werden, ausgenommen für Versuchszwecke, mit einem Bildwiedergabeformat von 4 · 3 gesendet. Viele Zuschauer empfinden das 4 · 3 Wiedergabeformat weniger ansprechend als das breitere Wiedergabeformat von Kinofilmen. Fernsehgeräte mit einem breiten Wiedergabeformat bieten nicht nur eine angenehmere. Wiedergabe, sondern sind auch geeignet, Signalquellen mit einem breiten Wiedergabeformat in einem entsprechenden breiten Wiedergabeformat darzustellen. Kinofilme sehen dann aus wie Kinofilme und nicht wie beschnittene oder verzerrte Versionen davon. Die Videoquelle muß nicht beschnitten werden, weder bei der Umsetzung von Film in Video, z. B. mit einem Lichtpunktabtaster, noch durch Fernsehsignal-Prozessoren.
Fernsehgeräte mit einem breiten Wiedergabeformat sind auch für eine weite Vielfalt von Wiedergabemöglichkeiten geeignet, sowohl für konventionelle Signale als auch für Signale mit einem breiten Wiedergabeformat, ebenso bei Kombinationen davon mit mehreren Wiedergabeformaten. Jedoch beinhaltet die Anwendung eines Schirmes mit breitem Wiedergabeformat zahlreiche Probleme. Änderungen der Wiedergabeformate einer Vielzahl von Signalquellen, die Gewinnung von konsistenten Taktsignalen von asynchronen, jedoch gleichzeitig wiedergegebenen Quellen, die Umschaltung zwischen mehreren Quellen für die Wiedergabe von mehreren Bildern und die Erzeugung von Bildern mit hoher Auflösung aus komprimierten Datensignalen stellen allgemeine Kategorien derartiger Probleme dar. Derartige Probleme werden in einem Fernsehgerät mit einem breiten Schirm gemäß der vorliegenden Erfindung gelöst. Ein Fernsehgerät mit einem breiten Schirm gemäß verschiedenen erfindungsgemäßen Anordnungen ist in der Lage, eine hohe Auflösung, Wiedergaben von einzelnen und mehreren Bildern, von einer einzigen Quelle oder von mehreren Quellen mit ähnlichen oder verschiedenen Wiedergabeformaten und mit wählbaren Wiedergabeformaten zu ermöglichen.
Fernsehgeräte mit einem breiten Wiedergabeformat können in Fernsehsystemen eingesetzt werden, die Videosignale mit basis- oder genormten Horizontalabtastraten und Mehrfachen davon wiedergeben, und zwar mit nach dem Zeilensprung verschachtelter und nicht verschachtelter Abtastung. Genormte NTSC-Videosignale z. B. werden wiedergeben, indem die aufeinanderfolgenden Halbbilder jedes Videovollbildes nach dem Zeilensprung ineinander verschachtelt sind, wobei jedes Halbbild durch einen Raster-Abtastvorgang bei der grundlegenden oder genormten horizontalen Abtastrate von ungefähr 15.734 Hz erzeugt wird. Die grundlegende Abtastrate für Videosignale wird unterschiedlich mit fH, 1fH und 1H bezeichnet. Die jeweilige Frequenz eines 1fH Signals ändert sich entsprechend den verschiedenen Videonormen. Bei Bemühungen, die Bildqualität von Fernsehgeräten zu verbessern, wurden Systeme für die Wiedergabe von Videosignalen in progressiver Form entwickelt, d. h. in einer nicht nach dem Zeilensprung verschachtelten Form. Die progressive Abtastung macht es notwendig, daß jedes wiedergegebene Bild in derselben Zeitdauer abgetastet werden muß, die der Abtastung eines der zwei Halbbilder des nicht verschachtelten Formats zugeordnet ist. Flimmerfreie AA-BB Wiedergabemittel machen es notwendig, daß jedes Halbbild zweimal nacheinander abgetastet wird. In jedem Fall muß die horizontale Abtastfrequenz das Doppelte der genormten Horizontalfrequenz betragen. Die Abtastrate derartiger progressiv abgetasteter oder flimmerfreier Wiedergabemittel wird unterschiedlich mit 2fH und 2H bezeichnet. Eine 2fH Abtastfrequenz gemäß den Normen in den Vereinigten Staaten beträgt z. B. etwa 31.468 Hz.
Für das Haupt-Videosignal ist eine nennenswerte Signalverarbeitung notwendig, um viele der Wiedergabeformate durchzuführen, die insbesondere für ein Fernsehgerät mit einem breiten Schirm geeignet sind. Die Videodaten müssen wahlweise komprimiert und expandiert werden, abhängig von dem jeweils gewünschten Format. In einem Fall ist es z. B. notwendig, das 4 · 3 NTSC- Videosignal um einem Faktor 4/3 oder 4 : 3 zu komprimieren, um eine Verzerrung des Wiedergabeformates des dargestellten Bildes zu vermeiden. In dem anderen Fall kann zum Beispiel das Videosignal expandiert werden, um horizontale Zoomvorgänge durchzuführen, die im allgemeinen durch ein vertikales Zoomen begleitet sind. Horizontale Zoomvorgänge bis zu 33% können durch Verringerung der Komprimierfaktoren von weniger als 4/3, zum Beispiel 5/4, durchgeführt werden. Es wird ein Abtastinterpolator verwendet, um das ankommende Videosignal auf neue Pixellagen umzurechnen, da die Luminanz- Videobandbreite, bis zu 5,5 MHz für das S-VHS Format, einen großen Prozentsatz der Nyquist-oder Spiegelfrequenz einnimmt, die 8 MHz für einen 1024fH Systemtakt beträgt.
Die Luminanzdaten für das Hauptsignal werden entlang eines Hauptsignalweges geführt, der einen FIFO-Zeilenspeicher zum Komprimieren (mit Pausen versehen) und Expandieren (Wiederholen) der Daten und einen Interpolator zum Neuberechnen der Abtastwerte zum Glätten der Daten enthält. Jedoch sind die relativen Lagen des FIFO und des Interpolators für die Komprimierung und die Expandierung unterschiedlich. Gemäß einer erfindungsgemäßen Anordnung kehren Schalter oder Wegwähler die Topologie des Hauptsignalweges bezüglich der relativen Lagen des FIFO's und des Interpolators um, um die Notwendigkeit von zwei Hauptsignalwegen zu umgehen, die zwei FIFO's und zwei Interpolatoren benötigen. Insbesondere wählen diese Schalter, ob der Interpolator dem FIFO vorangeht, wie es für die Komprimierung notwendig ist, oder ob der FIFO dem Interpolator vorangeht, wie es für die Expandierung notwendig ist. Die Schalter können auf eine Steuerschaltung für den Weg ansprechen, die selbst wieder auf einen Mikroprozessor anspricht.
Eine Steuerschaltung für den Interpolator erzeugt Werte für die Pixellagen, eine Wichtung für ein Interpolations-Kompensationsfilter und eine Takt- Tastinformation für die Luminanzdaten. Die Takt-Tastinformation unterbricht (dezimiert) oder wiederholt die FIFO Daten, um zu ermöglichen, daß bei einigen Takten Abtastwerte nicht geschrieben werden, um eine Komprimierung zu ermöglichen, oder einige Abtastwerte für eine Expandierung mehrfach gelesen werden. Um z. B. eine 4/3 Komprimierung durchzuführen, wobei 4/3 das Verhältnis der Anzahl von Eingangsabtastungen zu der Anzahl von Ausgangsabtastungen darstellt, kann jede vierte Abtastung daran gehindert werden, in den FIFO eingeschrieben zu werden. Die mittlere Steilheit einer Ausleserampe aus dem. Luminanz FIFO ist 33% steiler als die entsprechende Eingaberampe. Es sei bemerkt, daß 33% weniger aktive Lesezeit notwendig ist, um die Rampe zu lesen, verglichen mit dem, wie er für das Schreiben der Daten notwendig war. Das stellt die 413 Komprimierung dar. Es ist die Aufgabe des Interpolators, die Luminanzabtastungen neu zu berechnen, die in den FIFO eingeschrieben werden, so daß die aus dem FIFO gelesenen Daten geglättet und nicht zerhackt sind.
Expandierungen können genau in der entgegengesetzten Art wie die Komprimierungen durchgeführt werden. Im Falle von Komprimierungen hat das Schreib-Auslösesignal eine Takt-Tastinformation, die ihr in Form von Sperrimpulsen für das Schreiben in den Ausgangs-FIFO zugeordnet ist. Für das Expandieren von Daten wird die Takt-Tastinformation für das Lese- Auslösesignal angewendet. Diese führen in die Daten Pausen ein, wenn sie aus dem FIFO gelesen werden. Die mittlere Steilheit einer Ausleserampe aus dem Luminanz-FIFO ist 33% flacher als die entsprechende Eingangsrampe für eine 4/3 Expansion oder Zoom. In diesem Fall ist es die Aufgabe des Interpolators, der auf den FIFO folgt, die abgetasteten Daten von einer zerhackten Form in eine geglättete Form nach der Expandierung neu zu berechnen im Falle der Expandierung müssen die Daten mit Pausen versehen werden, während sie aus dem FIFO gelesen und während sie in den Interpolator eingetaktet werden. Dies ist unterschiedlich von dem Fall der Komprimierung, wo die Daten kontinuierlich durch den Interpolator getaktet werden. Für beide Fälle, die Komprimierung und die Expandierung, können die Takt-Tastvorgänge in einer synchronen Form leicht durchgeführt werden, d. h. die Vorgänge können basierend auf den ansteigenden Kanten des 1024fH Systemtaktes erfolgen.
Es gibt eine Anzahl von Vorteilen in dieser Topologie für die Luminanz-Interpolation. Die Takt-Tastvorgänge, nämlich die Datendezimierung und die Datenwiederholung, können in einer synchronen Form durchgeführt werden. Wenn eine umschaltbare Topologie für den Videodatenweg nicht angewendet würde, um die Lagen des Interpolators und des FIFO zu vertauschen, müßten die Lese- oder die Schreibtakte doppelt getaktet werden, um die Daten mit Pausen zu versehen oder zu wiederholen. Der Ausdruck doppelt getaktet" bedeutet, daß zwei Datenpunkte bei einer einzigen Taktperiode in das FIFO geschrieben oder während einer einzigen Taktperiode aus dem FIFO gelesen werden müssen. Die resultierende Schaltung kann nicht so ausgebildet sein, daß sie synchron mit dem Systemtakt arbeitet, da die Schreib- oder Lese-Taktfrequenz zweimal so hoch sein muß wie die Frequenz des Systemtaktes. Außerdem erfordert die umschaltbare Topologie nur einen Interpolator und ein FIFO, um sowohl die Komprimierungen als auch die Expandierungen durchzuführen. Wenn die hier beschriebene Umschaltanordnung für den Videoweg nicht benutzt würde, kann die Situation mit dem doppelten Takt nur dadurch umgangen werden, indem zwei FIFO's benutzt werden, um sowohl die Komprimierung als auch die Expandierung durchzuführen. Ein FIFO für die Expandierungen wäre notwendig vor dem Interpolator, und ein FIFO für die Komprimierungen wäre notwendig hinter dem Interpolator.
Die EP-A-0 343 529 zeigt eine Vorrichtung zum Umsetzen von empfangenen Videosignalen mit einem ersten Format mit einer ersten Anzahl von Horizontalzeilen in einem Halbbild oder Vollbild und einer Bildwiedergabeeinheit mit einem ersten Bild-Seitenverhältnis in Videosignale mit einem zweiten Format mit einer zweiten Anzahl von Horizontalzeilen in einem Halbbild oder einem Vollbild und einer Bildwiedergabeeinheit mit einem zweiten Bild-Seitenverhältnis, wobei ein Analog/Digital-Konverter die empfangenen Videosignale mit dem ersten Format in digitale Videosignale umsetzt. Ein Speicher enthält Adressen, bei denen wenigstens ein Halbbild der digitalen Videosignale mit dem ersten Format geschrieben wird.
Daraufhin liest eine Leseschaltung von den Speicheradressen weniger Abtastwerte der digitalen Videosignale, als sie in den Speicher geschrieben wurden, und die derart aus dem Speicher gelesenen digitalen Videosignale werden in eine analoge Form zurück umgesetzt. Eine Steuereinheit bestimmt veränderbar eine Startadresse der Adressen in dem Speicher, aus dem die Videosignaldaten gelesen werden. Für den Fall, daß das erste Bild- Seitenverhältnis größer ist als das zweite Bild-Seitenverhältnis, bestimmt die Auswahl der Startadressen einen Teil oder Teile der Bildwiedergabeeinheit mit dem ersten Bild-Seitenverhältnis, die an wenigstens einer Seite der Bildwiedergabeeinheit mit dem zweiten Bild-Seitenverhältnis unterdrückt werden.
Eine Schaltung zum Komprimieren und Expandieren von Videodaten enthält einen FIFO-Zeilenspeicher und einen Interpolator. Eine Zeitsteuer- oder Taktschaltung erzeugt Steuersignale zum Schreiben von Daten in den Zeilenspeicher und zum Lesen von Daten aus dem Zeilenspeicher, um die Daten zu komprimieren und zu expandieren. Der Interpolator glättet die in dem FIFO-Zeilenspeicher komprimierten oder expandierten Daten. Ein Schaltnetzwerk bildet wahlweise einen ersten Signalweg, in dem der Zeilenspeicher vor dem interpolator liegt, um die Expandierung der Daten durchzuführen, und einen zweiten Signalweg, in dem der Interpolator vor dem Zeilenspeicher liegt, um die Datenkomprimierung durchzuführen. Das Schaltnetzwerk wird entsprechend dem die Komprimierung oder die Expandierung erfordernden Wiedergabeformat gesteuert, zum Beispiel durch einen Mikroprozessor.
Ein Videosystem zum horizontalen Schwenken gemäß einer erfindungsgemäßen Anordnung enthält eine Video-Wiedergabeeinheit mit einem breiten Wiedergabeformat zur Wiedergabe eines Videosignals. Ein Signalprozessor enthält einen interpolator und einen FIFO (first in first out)- Zeilenspeicher mit asynchronen Schreib- und Leseanschlüssen zum wahlweisen Expandieren und Komprimieren eines durch die Daten in dem Videosignal dargestellten Bildes. Das Bild wird beschnitten, um durch eine Steuerung des Schreibvorgangs der Daten in dem Zeilenspeicher eine Teilmenge des Bildes für die Wiedergabe zu bestimmen. Ein Mikroprozessor für Steuerzwecke liefert Steuersignale mit wählbarer Zeitdauer und wählbarer Phasenlage relativ zu einer Synchronkomponente des Videosignals, um dadurch Begrenzungen der Teilmenge des Bildes für die Wiedergabe auszuwählen. Der Mikroprozessor kann die Zeitdauer und die Phasenlagen aufgrund von Steuerbefehlen durch einen Benutzer auswählen.
Die Fig. 1 (a) - 1 (i) dienen zur Erklärung der verschiedenen Wiedergabeformate eines Fernsehgerätes mit einem breiten Schirm.
Fig. 2 ist ein Blockschaltbild eines Fernsehgerätes mit einem breiten Schirm gemäß Aspekten der vorliegenden Erfindung, vorgesehen für einen Betrieb mit 2fH Horizontalabtastung.
Fig. 3 ist ein Blockschaltbild des in Fig. 2 dargestellten Prozessors für einen breiten Schirm.
Fig. 4 ist ein Blockschaltbild und zeigt weitere Details des in Fig. 3 dargestellten Prozessors für einen breiten Schirm.
Fig. 5 ist ein Blockschaltbild des in Fig. 4 dargestellten Prozessors für Bild-in- Bild.
Fig. 6 ist ein Blockschaltbild der in Fig. 4 dargestellten sogenannten Gate Array (Toranordnung) und zeigt die Wege für das Hauptsignal, das zusätzliche Signal und das Ausgangssignal.
Fig. 7 und 8 sind Zeitdiagramme zur Erläuterung der Erzeugung des in Fig. 1 (d) dargestellten Wiedergabeformats unter Verwendung von vollständig beschnittenen Signalen.
Fig. 9 ist ein Blockschaltbild und zeigt den Weg des Hauptsignals von Fig. 6 im Detail.
Fig. 10 ist ein Blockschaltbild und zeigt den Weg für das zusätzliche Signal gemäß Fig. 6 im Detail.
Fig. 11 ist ein Blockschaltbild des Bereiches für die Taktung und die Steuerung des Bild-in-Bild-Prozessors gemäß Fig. 5.
Fig. 12 ist ein Blockschaltbild einer Schaltung zum Erzeugen des internen 2fH Signals in der Umsetzung von 1fH in 2fH.
Fig. 13 ist eine Kombination eines Blockschaltbildes und eines Detailschaltbildes für die in Fig. 2 dargestellte Ablenkschaltung.
Fig. 14 ist ein Blockschaltbild der in Fig. 2 dargestellten RGB-Schnittstelle.
Fig. 15 zeigt Kurvenformen zur Erläuterung der Videokomprimierung.
Fig. 16 zeigt Kurvenformen zur Erläuterung der Videoexpandierung.
Fig. 17 dient zur Darstellung der Bildbeschneidung, die sich aus dem Zoomvorgang ergibt.
Fig. 18 und 19 sind Zeitdiagramme zur Erläuterung des horizontalen Schwenkens eines beschnittenen Videosignals.
Die verschiedenen Teile von Fig. 1 zeigen einige, aber nicht alle der verschiedenen Kombinationen von Wiedergabeformaten für ein einziges Bild oder mehrere Bilder, die gemäß den verschiedenen erfindungsgemäßen Anordnungen eingesetzt werden können. Diejenigen, die für die Darstellung ausgewählt wurden, dienen zur Erleichterung der Beschreibung von bestimmten Schaltungen enthaltend, Fernsehgeräte mit breitem Schirm gemäß den erfindungsgemäßen Anordnungen. Die erfindungsgemäßen Anordnungen sind in einigen Fällen direkt auf die Wiedergabeformate selbst gerichtet, abgesehen von einer spezifischen zugrunde- liegenden Schaltung. Zur Erleichterung der Darstellung und der Diskussion wird angenommen, daß ein konventionelles Wiedergabeformat von Breite zu Höhe für eine Videoquelle oder ein Videosignal im allgemeinen 4 · 3 beträgt, wogegen angenommen wird, daß ein Wiedergabeformat von Breite zu Höhe mit einem breiten Schirm für eine Videoquelle oder ein Videosignal im allgemeinen 16 · 9 beträgt. Die erfindungsgemäßen Anordnungen sind durch diese Angaben nicht beschränkt.
Fig. 1 (a) zeigt ein Fernsehgerät, mit direkter Betrachtung oder mit Projektion, das ein konventionelles Wiedergabeformat von 4 · 3 aufweist. Wenn ein Bild mit einem 16 · 9 Wiedergabeformat in Form eines Signales mit einem 4 · 3 Wiedergabeformat gesendet wird, erscheinen schwarze Balken am oberen und unteren Rand. Das wird allgemein als sogenanntes "Letterbox-Format" bezeichnet. In diesem Fall ist das betrachtete Bild ziemlich klein relativ zu der gesamten verfügbaren Wiedergabefläche. Alternativ wird die Quelle für das 16 · 9 Wiedergabeformat vor der Übertragung so umgesetzt, daß sie die vertikale Ausdehnung einer Betrachtungsfläche des 4 · 3 Wiedergabeformats ausfüllt. Jedoch wird dann nennenswerte Information an der linken und/ oder rechten Seite abgeschnitten. Als eine weitere Alternative kann das Letterbox-Bild vertikal, aber nicht horizontal gedehnt werden, wodurch das resultierende Bild eine Verzerrung durch Längung in vertikaler Richtung aufweist. Keine der drei Alternativen ist besonders ansprechend.
Fig. 1 (b) zeigt einen 16 · 9 Schirm. Eine Videoquelle mit einem 16 · 9 Wiedergabeformat würde vollständig wiedergegeben, und zwar ohne Beschneidung und ohne Verzerrung. Ein Letterbox-Bild mit einem 16 · 9 Wiedergabeformat, das selbst innerhalb eines Signals mit einem 4/3 Wiedergabeformat angeordnet ist, kann durch Zeilenverdoppelung oder Hinzufügung von Zeilen progressiv abgetastet werden, um auf diese Weise eine größere Wiedergabefläche mit ausreichender vertikaler Auflösung zu erzielen. Ein Fernsehgerät mit einem breiten Schirm gemäß der vorliegenden Erfindung kann ein derartiges Signal mit einem 16 : 9 Wiedergabeformat wiedergeben, und zwar für die Hauptquelle, die zusätzliche Quelle oder eine externe RGB-Quelle.
Fig. 1 (c) zeigt ein Hauptsignal mit einem 16 · 9 Wiedergabeformat, in dem ein eingefügtes Bild mit einem 4 : 3 Wiedergabeformat dargestellt wird. Wenn sowohl das Hauptvideosignal als auch das zusätzliche Videosignal von Quellen mit einem 16 · 9 Wiedergabeformat stammen, kann auch das eingefügte Bild ein 16 · 9 Wiedergabeformat aufweisen. Das eingefügte Bild kann bei vielen verschiedenen Lagen dargestellt werden.
Fig. 1 (d) zeigt ein Wiedergabeformat, bei dem das Haupt- und das zusätzliche Videosignal mit derselben Bildgröße dargestellt werden. Jede Wiedergabefläche hat ein Wiedergabeformat 8 · 9, das natürlich unterschiedlich ist sowohl von 16 · 9 als auch von 4 · 3. Um eine Quelle mit einem 4 · 3 Wiedergabeformat ohne horizontale oder vertikale Verzerrung auf einer derartigen Wiedergabefläche darzustellen, muß das Signal an der linken und/oder rechten Kante beschnitten werden. Es kann ein größerer Teil des Bildes mit geringerer Beschneidung wiedergegeben werden, wenn eine geringe Verzerrung des Wiedergabeformats durch horizontales Stauchen des Bildes toleriert wird. Eine horizontale Stauchung resultiert in einer vertikalen Verlängerung der Objekte in dem Bild. Das Fernsehgerät mit einem breiten Schirm gemäß der vorliegenden Erfindung kann jede Mischung von Beschneidung und Verzerrung des Wiedergabeformats von maximaler Beschneidung ohne Verzerrung des Wiedergabeformats bis zu keiner Beschneidung mit maximaler Verzerrung des Wiedergabeformats ermöglichen.
Beschränkungen in der Datenabtastung in dem Verarbeitungsweg für das zusätzliche Videosignal verkomplizieren die Erzeugung eines Bildes mit hoher Auflösung, das in der Abmessung so groß ist wie die Wiedergabe mit dem Haupt- Videosignal. Es können verschiedene Verfahren zur Überwindung dieser Komplikationen entwickelt werden.
Fig. 1 (e) ist ein Wiedergabeformat, bei dem ein Bild mit einem 4 · 3 Wiedergabeformat in der Mitte eines Schirmes mit einem 16 · 9 Wiedergabeformat dargestellt wird. Dunkle Balken sind an der rechten und an der linken Kante ersichtlich.
Fig. 1 (f) zeigt ein Wiedergabeformat, bei dem ein großes Bild mit einem 4 · 3 Wiedergabeformat und drei kleinere Bilder je mit einem 4 · 3 Wiedergabeformat gleichzeitig dargestellt werden. Ein kleines Bild außerhalb des Umfangs des großen Bildes wird manchmal als POP, d. h. als pictureoutside-picture, bezeichnet, im Gegensatz zu einem PIP, einem sogenannten picture-in-picture (Bild-in-Bild). Die Ausdrücke PIP oder Bild-in- Bild (picture-in-picture) werden hier für beide Wiedergabeformate verwendet. In den Fällen, in denen das Fernsehgerät mit dem breiten Schirm mit zwei Tunern ausgerüstet ist, entweder beide intern oder einer intern und einer extern, z. B. in einem Videokassettenrekorder, können zwei der dargestellten Bilder die Bewegung in Echtzeit in Übereinstimmung mit der Quelle darstellen. Die übrigen Bilder können in einem Standbild-Format dargestellt werden. Es sei noch bemerkt, daß die Hinzufügung von weiteren Tunern und zusätzlichen Verarbeitungswegen für ein zusätzliches Signal mehr als zwei bewegte Bilder ermöglichen. Es sei auch bemerkt, daß das große Bild einerseits und die drei kleinen Bilder andererseits in ihrer Lage umgeschaltet werden können, wie es in Fig. 1 (g) dargestellt ist.
Fig. 1 (h) zeigt eine Alternative, bei der das Bild mit dem 4 : 3 Wiedergabeformat in der Mitte liegt und sechs kleinere Bilder mit einem 4 · 3 Wiedergabeformat in senkrechten Spalten auf jeder Seite dargestellt werden. Wie bei dem zuvor beschriebenen Format kann ein mit zwei Tunern versehenes Fernsehgerät mit breitem Schirm zwei bewegte Bilder liefern. Die übrigen elf Bilder verbleiben dabei im Standbild-Format.
Fig. 1 (i) zeigt ein Wiedergabeformat mit einem Raster von zwölf Bildern mit einem 4 · 3 Wiedergabeformat. Ein derartiges Wiedergabeformat ist besonders geeignet für eine Kanalwahlführung, bei der jedes Bild wenigstens ein Standbild von einem unterschiedlichen Kanal ist. Wie zuvor, hängt die Zahl der bewegten Bilder von der Zahl von verfügbaren Tunern und Signalverarbeitungswegen ab.
Die verschiedenen in Fig. 1 dargestellten Formate dienen zur Erläuterung und nicht zur Einschränkung und können bei Fernsehgeräten mit breitem Schirm eingesetzt werden, wie sie in den übrigen Zeichnungen gezeigt sind und im Detail im folgenden beschrieben werden.
Ein Gesamt-Blockschaltbild für ein Fernsehgerät mit breitem Schirm gemäß erfindungsgemäßen Anordnungen, vorgesehen für einen Betrieb mit 2fH Horizontalabtastung, ist in Fig. 2 dargestellt und allgemein mit 10 bezeichnet. Das Fernsehgerät 10 enthält im wesentlichen einen Videosignal- Eingangsbereich 20, einen Chassis-oder Fernseh-Mikroprozessor 216, einen Prozessor 30 für einen breiten Schirm, einen Umsetzer 40 von 1fH auf mm, eine Ablenkschaltung 50, eine RGB-Schnittstelle 60, einen Umsetzer 240 von YUV auf RGB, Bildrohrtreiber 242, Bildröhren 244 für direkte Betrachtung oder Projektion und ein Netzteil 70. Die Gruppierung verschiedener Schaltungen in unterschiedliche funktionale Blöcke erfolgt zur Erleichterung der Beschreibung und soll die räumliche Lage dieser Schaltungen zueinander nicht einschränken.
Der Eingangsbereich 20 für Videosignale empfängt eine Vielzahl von zusammengesetzten Videosignalen von unterschiedlichen Videoquellen. Die Videosignale können wahlweise für eine Wiedergabe als Hauptsignal oder als zusätzliche Videosignale umgeschaltet werden. Ein HF-Schalter 204 enthält zwei Antennenein
Das Basisband-Videosignal VIDEO AUS, das in der one-chip-Einheit erzeugt wird und von dem Signal von dem ersten Tuner 206 resultiert, bildet einen Eingang zu dem Videoschalter 200 und den Eingang TV1 des Breitschirm- Prozessors 30. Weitere Basisband-Videoeingänge für den Videoschalter 200 sind mit AUX1 und AUX2 bezeichnet. Diese können für Videokameras, Laser-Plattenspieler, Videorekorder, Videospiele und dergleichen verwendet werden. Der Ausgang des Videoschalters 200, der durch den Chassis-oder Fernseh-Mikroprozessor 216 gesteuert wird, ist mit GESCHALTETES VIDEO bezeichnet. Das GESCHALTETE VIDEO bildet einen weiteren Eingang zu dem Breitschirmprozessor 30.
Wieder bezugnehmend auf Fig. 3, wählt ein Schalter SW1 des Breitschirm- Prozessors zwischen den Signalen TV1 und GESCHALTETES VIDEO aus. Dadurch ergibt sich ein Videosignal SEL COMP AUS, das ein Eingangssignal für einem Y/C Dekoder 210 bildet. Der Y/C Dekoder 210 kann als adaptives Zeilenkammfilter ausgebildet sein. Zwei weitere Videoquellen S1 und S2 bilden außerdem Eingänge zu dem Y/C Dekoder 210. Jede der Quellen S1 und S2 stellt verschiedene S-VHS Quellen dar, und jede besteht aus getrennten Luminanzsignalen und Chrominanzsignalen. Ein Schalter, der als Teil des Y/C Dekoders enthalten sein kann, wie in einigen adaptiven Zeilenkammfiltern, oder der als ein getrennter Schalter ausgebildet sein kann, reagiert auf den Fernseh- Mikroprozessor 216 zur Auswahl eines Paares von Luminanzsignal und Chrominanzsignal als Ausgangssignale, die mit Y M bzw. C IN bezeichnet sind. Das ausgewählte Paar von Luminanzsignal und Chrominanzsignal wird im folgenden als das Hauptsignal angesehen und in einem Hauptsignalweg verarbeitet. Signalbezeichnungen mit M oder MN beziehen sich auf den Hauptsignalweg. Das Chrominanzsignal C IN wird durch den Breitschirm- Prozessor zu der one-chip-Einheit zurückgeführt, um die Farbdifferenzsignale U M und V M zu bilden. In dieser Beziehung ist U eine äquivalente Bezeichnung für (R-Y), und V ist eine äquivalente Bezeichnung für (B-Y). Die Signale Y M, U M und V M werden in dem Breitschirm- Prozessor für die weitere Signalverarbeitung in eine digitale Form umgesetzt.
Der zweite Tuner 208, der funktionell als Teil des Breitschirm-Prozessors 30 definiert ist, erzeugt ein Basisband-Videosignal TV2. Ein Schalter SW2 wählt zwischen den Signalen TV2 und GESCHALTETES VIDEO und bildet dadurch ein Eingangssignal für einen Y/C Dekoder 220. Der Y/C Dekoder 220 kann als adaptives Zeilenkammfilter ausgebildet sein. Schalter SW3 und SW4 wählen zwischen den Luminanz- und Chrominanzausgängen des Y/C Dekoders 220 und den Luminanz- und Chrominanzsignalen einer externen Videoquelle, bezeichnet mit Y EXT bzw. C EXT. Die Signale Y EXT und C EXT entsprechen dem S-VHS Eingangssignal 51. Der Y/C Dekoder 220 und die Schalter SW3 und SW4 können, wie in einigen adaptiven Kammfiltern, kombiniert sein. Die Ausgangsspannung der Schalter SW3 und SW4 wird im folgenden als zusätzliches Signal bezeichnet und in einem zusätzlichen Signalweg verarbeitet. Das ausgewählte Luminanz- Ausgangssignal ist mit Y A bezeichnet. Signalbezeichnungen, die A, AX und AUX enthalten, beziehen sich auf den zusätzlichen Signalweg. Die ausgewählte Chrominanz wird in Farbdifferenzsignale U A und V A umgesetzt. Die Signale Y A, U A und V A werden für die weitere Signalbearbeitung in digitale Form umgesetzt. Die Anordnung der Umschaltung der Videosignalquelle in dem Haupt- und dem zusätzlichen Signalweg maximiert die Flexibilität in der Durchführung der Quellenauswahl für die verschiedenen Teile der unterschiedlichen Bildwiedergabeformate.
Ein kombiniertes Synchronsignal COMP SYNC, das Y M entspricht, wird durch den Breitschirm-Prozessor einer Synchronsignal-Abtrennstufe 212 zugeführt. Die horizontalen und vertikalen Synchronisierkomponenten H bzw. V bilden Eingänge zu einer vertikalen Abwärtszählschaltung 214. Die vertikale Abwärtszählschaltung liefert ein Signal VERTICAL RESET, das in den Breitschirm-Prozessor 30 geführt wird. Der Breitschirm-Prozessor erzeugt ein internes vertikales Rücksetz-Ausgangssignal INT VERT RST OUT, das der RGB-Schnittstelle 60 zugeführt wird. Ein Schalter in der RGB- Schnittstelle 60 wählt zwischen dem internen vertikalen Rücksetz- Ausgangssignal und der vertikalen Synchronisierkomponente der externen RGB-Quelle. Die Ausgangsspannung dieses Schalters ist eine ausgewählte vertikale Synchronisierkomponente SEL VERT SYNC, die der Ablenkschaltung 50 zugeführt wird. Horizontale und vertikale Synchronsignale des zusätzlichen Videosignals werden von der Synchronsignal-Abtrennstufe 250 indem Breitschirm-Prozessor geliefert.
Der Umsetzer 40 von 1fH auf 2fH dient dazu, die nach dem Zeilensprung verschachtelten Videosignale in progressiv abgetastete, nicht verschachtelte Signale umzusetzen, z. B. in ein solches Signal, bei dem jede horizontale Zeile zweimal wiedergegeben oder ein zusätzlicher Satz von horizontalen Zeilen durch Interpolation angrenzender horizontaler Zeilen desselben Halbbildes erzeugt wird. In manchen Fällen ist die Verwendung einer vorangehenden Zeile oder die Verwendung einer interpolierten Zeile abhängig von dem Betrag an Bewegung, die zwischen angrenzenden Halbbildern oder Vollbildern detektiert wird. Die Umsetzschaltung 40 arbeitet in Verbindung mit einem Video RAM 420. Das Video RAM kann dazu benutzt werden, ein Halbbild oder mehrere Halbbilder eines Vollbildes zu speichern, um die progressive Wiedergabe zu ermöglichen. Die umgesetzten Videodaten Y 2fH, U2fH und V 2fH werden der RGB-Schnittstelle 60 zugeführt.
Die RGB-Schnittstelle 60, die im Detail in Fig. 14 dargestellt ist, ermöglicht die Auswahl der umgesetzten Videodaten oder der externen RGB- Videodaten für die Wiedergabe durch den Videosignal-Eingangsbereich. Es wird angenommen, daß das externe RGB-Signal ein Signal mit einem breäten Wiedergabeformat für eine 2fH-Abtastung ist. Die vertikale Synchronisierkomponente des Hauptsignals wird durch den Breitschirm- Prozessor als INT VERT RST OUT der RGB-Schnittstelle zugeführt, um zu ermöglichen, daß ein ausgewähltes vertikales SYNC-Signal (fVm oder fVext) für die Ablenkschaltung 50 verfügbar ist. Die Wirkungsweise des Breitschirm- Fernsehgerätes ermöglicht dem Benutzer die Auswahl eines externen RGB- Signals durch Erzeugung eines Steuersignals INT/EXT für intern/extern.
Jedoch kann in der Abwesenheit eines solchen Signals die Auswahl eines externen RGB-Eingangssignals in einem Zusammenbruch des vertikalen Rasters und einer Beschädigung der Kathodenstrahlröhre oder der Projektionsröhren resultieren Daher detektiert die RGB-Schnittstelle ein exter für die Hauptquelle d i e zusätzliche Quelle oder eine externe RGB-Quelle. Fig. 1(c) zeigt ein Hautsinsignal mit einem 16 · 9 Wiedergabeformat, in dem ein eingefügtes Bild mit einem 4 :3 Wiedergabeformat dargestellt wird. Wenn sowohl das Hauptvideosignal als zusätzliche Videosignal in einer weiten Vielfalt von Wiedergabeformaten, wie durch die Beispiele von Fig. 1 (b) bis 1 (i) dargestellt. Der Prozessor 320 für Bild-in-Bild und das Gate Array 300 werden durch einen Breitschirm-Mikroprozessor (WSP uP) 340 gesteuert. Der Mikroprozessor 340 reagiert über einen Serienbus auf den Fernseh-Mikroprozessor 216. Der Serienbus enthält vier Signalleitungen, für Daten, Taktsignale, Auslösesignale und Rücksetzsignale. Der Breitschirm- Prozessor 30 erzeugt auch ein kombiniertes vertikales Austast/Rücksetz- Signal in der Form eines sogenannten Sandcastle-Signals mit drei Pegeln. Alternativ können die vertikalen Austast- und Rücksetzsignale als getrennte Signale erzeugt werden. Ein kombiniertes Austastsignal wird durch den Videosignal-Eingangsbereich der RGB-Schnittstelle zugeführt.
Die Ablenkschaltung 50, die in Fig. 13 im Detail dargestellt ist, empfängt ein vertikales Rücksetzsignal von dem Breitschirm-Prozessor, ein ausgewähltes 2fH horizontales Synchronsignal von der RGB-Schnittstelle 60 und zusätzliche Steuersignale von dem Breitschirm-Prozessor. Diese zusätzlichen Steuersignale beziehen sich auf die horizontale Phase, die Einstellung der Vertikalgröße und die Einstellung der Ost-West- Kissenkorrektur. Die Ablenkschaltung 50 liefert 2fH Rücklaufimpulse an den Breitschirm-Prozessor 30, den Umsetzer 40 von 1fH auf 2fH und den Umsetzer 240 von YUV auf RGB.
Betriebsspannungen für das gesamte Breitschirm-Fernsehgerät werden durch das Netzteil 70 erzeugt, das durch ein Wechselspannungsnetz mit Energie versorgt sein kann.
Der Breitschirm-Prozessor 30 ist im Detail in Fig. 3 dargestellt. Die wichtigsten Komponenten des Breitschirm-Prozessors sind ein Gate Array 300, eine Schaltung 301 für Bild-in-Bild, Analog/Digital- und Digital/Analog- Wandler, der zweite Tuner 208, ein Breitschirm-Prozessor-Mikroprozessor 340 und ein Breitschirm-Ausgangskoder 227. Weitere Details des Breitschirm-Prozessors, die den 1fH und 2fH Chassis gemeinsam sind, z. B. die PIP-Schaltung, sind in Fig. 4 dargestellt. Ein Prozessor 320 für Bild-in- Bild, der einen wichtigen Teil der PIP-Schaltung 301 bildet, ist im Detail in Fig. 5 dargestellt. Das Gate Array 300 ist im Detail in Fig. 6 dargestellt. Eine Anzahl von in Fig. 3 dargestellten Komponenten, die Teile des Haupt- und zusätzlichen Signalweges bilden, wurden bereits im Detail beschrieben.
Dem zweiten Tuner 208 sind eine ZF-Stufe 224 und eine Audio-Stufe 226 zugeordnet. Der zweite Tuner 208 arbeitet auch in Verbindung mit dem WSP uP 340. Der WSP uP 340 enthält einen Eingangs/Ausgangs- I/O-Bereich 340A und einen analogen Ausgangsbereich 3408. Der I/O- Bereich 340A liefert Steuersignale für Farbton und Farbsättigung, das Signal INT/EXT zur Auswahl der externen RGB-Videoquelle und Steuersignale für die Schalter SW1 bis SW6. Der Bereich I/O überwacht auch das Signal EXT SYNC DET von der RGB-Schnittstelle zum Schutz der Ablenkschaltung und der Kathodenstrahlröhre(n). Der analoge Ausgangsbereich 3408 liefert über jeweilige Schnittstellen 254, 256 bzw. 258 Steuersignale für die vertikale Größe, die Ost/West-Einstellung und die horizontale Phase.
Das Gate Array 300 dient dazu, die Videoinformation von dem Haupt- und dem zusätzlichen Signalweg zu kombinieren, um eine kombinierte Wiedergabe mit breitem Schirm zu bewerkstelligen, z. B. eine derjenigen, die in den verschiedenen Teilen von Fig. 1 dargestellt sind. Die Taktinformation für das Gate Array wird von der phasenverkoppelten Schleife 374 geliefert, die in Verbindung mit einem Tiefpaßfilter 376 arbeitet. Das Haupt- Videosignal wird dem Breitschirm-Prozessor in analoger Form und im Y U V Format als Signale geliefert, die mit Y M, U M und V M bezeichnet sind. Diese Hauptsignale werden durch Analog/Digital-Wandler 342 und 346, die im Detail in Fig. 4 dargestellt sind, von analoger Form in digitale Form umgesetzt.
Die Farbkomponenten-Signale sind mit den allgemeinen Bezeichnungen U und V versehen, die entweder Signale R-Y oder B-Y oder Signale 1 und Q darstellen können. Die abgetastete Luminanz-Bandbreite ist auf 8 MHz begrenzt, da die System-Taktrate 1024fH beträgt, was etwa gleich 16 MHz ist. Es können ein einziger Analog/Digital-Wandler und ein analoger Schalter venrrendet werden, um die Farbkomponenten-Daten abzutasten, da die Signale U und V auf 500 kHz oder auf 1,5 MHz für breiten Schirm begrenzt sind. Die Auswählleitung UV MUX für den analogen Schalter oder den Multiplexer 344 führt ein 8 MHz-Signal, das durch Teilung des Systemtaktes durch 2 gewonnen wird. Ein Impuls mit einem Takt für den Beginn des Breitbandes der Leitung SOL setzt synchron dieses Signal zu Beginn jeder horizontalen Videozeile auf null. Die Zeile UV MUX kippt (toggles) dann die horizontale Zeile hindurch bei jedem Taktzyklus in ihren Zustand um. Da die Zeilenlänge eine ganzzahlige Vielzahl von Taktperioden ist, wird der Zustand des UV MUX, wenn er einmal ausgelöst ist, ohne Unterbrechung ständig zwischen 0, 1, 0, 1, ... umkippen (toggle). Die Datenströme für Y und UV aus den Analog/Digital-Wandlern 342 und 346 werden verschoben, da von den Analog/Digital-Wandlern jeder eine Verzögerung von 1 Taktperiode aufweist.
Zur Anpassung an diese Datenverschiebung muß die Takt-Tast-Information von der Interpolator-Steuerschaltung 349 des Verarbeitungsweges 304 für das Hauptsignal ähnlich verzögert werden. Würde die Takt-Tast-Information nicht verzögert, wären die UV-Daten bei ihrer Unterdrückung nicht richtig zueinander gepaart. Dies ist wichtig, weil jedes UV-Paar einen Vektor darstellt. Ein Element U von einem Vektor kann nicht mit einem Element V eines anderen Vektors gepaart werden, ohne eine Farbverschiebung zu verursachen. Stattdessen würde ein Abtastwert V von einem vorangehenden Paar zusammen mit der laufenden Abtastung U unterdrückt. Das Verfahren des UV- Multiplexing wird mit 2 : 1 : 1 bezeichnet, da es für jedes Paar von Abtastwerten für die Farbkomponenten (U, V) zwei Luminanz-Abtastwerte gibt. Die Nyquist-Frequenz sowohl für U als auch für V wird effektiv auf die Hälfte der Luminanz-Nyquist-Frequenz verringert. Daher beträgt die Nyquist- Frequenz der Ausgangsspannung des Analog/Digital-Wandlers für die Luminanz-Komponente 8 MHz, während die Nyquist-Frequenz der Ausgangsspannung des Analog/Digital-Wandlers für die Farbkomponenten 4 MHz beträgt.
Die PIP-Schaltung und/oder das Gate Array können auch Mittel zur Erhöhung der Auflösung der zusätzlichen Daten enthalten, und zwar ungeachtet der Datenkomprimierung. Es wurde eine Vielzahl von Schemata für eine Datenreduktion und Datenrestauration entwickelt, enthaltend z. B. gepaarte Pixel-Komprimierung und Dithering und Dedithering. Außerdem werden verschiedene Dithering-Folgen mit unterschiedlichen Anzahlen von Bits und unterschiedlichen Komprimierfaktoren für gepaarte Pixel mit unterschiedlichen Anzahlen von Pixeln in Betracht gezogen. Eine aus einer Vielzahl von Möglichkeiten für eine besondere Datenreduktion und Datenrestauration kann durch den WSP uP 340 ausgewählt werden, um für jede besondere Art von Wiedergabeformat eine maximale Auflösung für das wiedergegebene Bild zu erzielen.
Das Gate Array enthält Interpolatoren, die in Verbindung mit den Zeilenspeichern arbeiten, die als FIFO's 356 und 358 ausgebildet sein können. Der Interpolator und die FIFO's werden dazu benutzt, das Hauptsignal wie gewünscht erneut abzutasten. Ein zusätzlicher Interpolator kann das zusätzliche Signal erneut abtasten. Takt- und Synchronisierschaltungen in dem Gate Array steuern die Datenmanipulation sowohl des Hauptsignals als auch des zusätzlichen Signals, einschließlich deren Kombination zu einem einzigen Ausgangsvideosignal mit den Komponenten Y MX, U MX UND V MX. Diese Ausgangskomponenten werden durch Digital/Analog-Wandler 360, 362 und 364 in analoge Form umgesetzt. Die Signale in analoger Form, bezeichnet mit Y, U und V, werden dem Umsetzer 40 von 1fH auf 2fH für eine Umsetzung auf die nicht nach dem Zeilensprung verschachtelte Abtastung zugeführt. Die Signale Y, U und V werden außerdem durch den Koder 227 in ein Y/C-Format kodiert, um ein Ausgangssignal Y OUT EXT/C OUT EXT für ein breites Wiedergabeformat zu bilden, das an den Platinenklemmen verfügbar ist. Der Schalter SW5 wählt ein Synchronsignal für den Koder 227 entweder von dem Gate Array, C SYNC MN, oder von PIP-Schaltung, C SYNC AUX. Der Schalter SW6 wählt als Synchronsignal für den Breitschirm-Ausgang zwischen Y M und C SYCNC AUX.
Teile der Horizontal-Synchronisierschaltung sind im Detail in Fig. 12 dargestellt. Die Phasenvergleichsstufe 228 ist ein Teil einer phasenverkoppelten Schleife mit einem Tiefpaßfilter 230, einem spannungsgesteuerten Oszillator 232, einem Teiler 243 und einem Kondensator 236. Der spannungsgesteuerte Oszillator 232 arbeitet mit einem keramischen Resonator oder dergleichen 238 bei 32fH. Die Ausgangsspannung des spannungsgesteuerten Oszillators wird durch 32 geteilt, um ein zweites Eingangssignal geeigneter Frequenz für die Phasenvergleichsstufe 228 zu bilden. Die Ausgangsspannung des Teilers 234 ist ein 1fH REF Taktsignal. Die Taktsignale 32fH REF und 1fH REF werden einem durch 16 teilenden Zähler 400 zugeführt. Eine 2fH Ausgangsspannung wird einer Impulsbreiten-Schaltung 402 zugeführt. Die Voreinstellung des Teilers 400 durch das Signal 1fH REF stellt sicher, daß der Teiler synchron mit der phasenverkoppelten Schleife des Eingangsbereiches für die Videosignale arbeitet. Die Impulsbreiten-Schaltung 402 stellt sicher, daß ein Signal 2fH-REF eine richtige Impulsbreite hat, um ein geeignetes Arbeiten der Phasenvergleichsstufe 404, z. B. vom Typ CA1391, zu gewährleisten, die Teil einer zweiten phasenverkoppelten Schleife mit einem Tiefpaßfilter 406 und einem mit 2fH schwingenden spannungsgesteuerten Oszillator 408 bildet. Der spannungsgesteuerte Oszillator 408 erzeugt ein internes 2fH-Taktsignal, das zur Steuerung der progressiv abgetasteten Wiedergabeeinheit dient. Das andere Eingangssignal zu der Phasenvergleichsstufe 404 sind die 2fH-Rücklaufimpulse oder ein damit in Beziehung stehendes Taktsignal. Die Anwendung der zweiten phasenverkoppelten Schleife mit der Phasenvergleichsstufe 404 dient dazu, sicherzustellen, daß jede 2fH Abtastperiode symmetrisch innerhalb jeder Periode 1fH des Eingangssignals liegt. Anderenfalls könnte die Wiedergabeeinheit eine Aufspaltung des Rasters auslösen, z. B., bei der die Hälfte der Videozeilen nach rechts und die andere Hälfte der Videozeilen nach links verschoben ist.
Die Ablenkschaltung 50 ist im Detail in Fig. 13 dargestellt. Es ist eine Schaltung 500 vorgesehen für die Einstellung der vertikalen Größe des Rasters in Übereinstimmung mit einem gewünschten Maß an vertikaler Überabtastung, die notwendig ist, um verschiedene Wiedergabeformate durchzuführen. Wie schematisch dargestellt, liefert eine Konstantstromquelle 502 einen konstanten Betrag eines Stromes IRAMP, der einen Kondensator 504 für eine Vertikalrampe auflädt. Ein Transistor 506 ist parallel zu dem Kondensator für die Vertikalrampe geschaltet und entlädt den Kondensator periodisch aufgrund des vertikalen Rücksetz-Signals. Ohne jede Einstellung bewirkt der Strom IRAMP die maximal verfügbare vertikale Größe des Rasters. Diese könnte dem Ausmaß an vertikaler Überabtastung entsprechen, die notwendig ist, um den breiten Wiedergabeschirm durch eine Signalquelle mit einem ausgedehnten 4 · 3 Wiedergabeformat auszufüllen, wie in Fig. 1 (a) dargestellt. In dem Maße, wie eine geringere Größe des vertikalen Rasters gefordert wird, leitet eine einstellbare Stromquelle 508 einen veränderbaren Betrag des Stromes von dem Strom IRAMP ab, so daß sich der Kondensator 504 für die Vertikalrampe IADJ langsamer und auf einen kleineren Spitzenwert auflädt. Eine variable Stromquelle 508 reagiert auf ein Einstellsignal für die vertikale Größe, z. B. in analoger Form, das durch eine Steuerschaltung für die vertikale Größe erzeugt wird. Die Einstellmittel 500 für die vertikale Größe sind abhängig von einem manuellen Einstellmittel 510 für die vertikale Größe, das durch ein Potentiometer oder einen Einstellknopf an der Rückseite des Gehäuses gebildet sein kann. In jedem Falle erhält die Ablenkspule 512 oder erhalten die Ablenkspulen 512 Steuerströme geeigneter Größe. Für die Horizontalablenkung sind eine Phaseneinstellschaltung 518, eine Ost/West- Kissenkorrekturschaltung 514, eine 2fH phasenverkoppelte Schleife 520 und eine Horizontalausgangsschaltung 516 vorgesehen.
Die RGB-Schnittstellenschaltung 60 ist im Detail in Fig. 14 dargestellt. Das letzlich wiederzugebende Signal wird zwischen dem Ausgang des Umsetzers 40 von 1fH auf 2fH und einem externen RGB-Eingang gewählt. Für die Zwecke des hier beschriebenen Fernsehgerätes mit breitem Schirm wird angenommen, daß der externe RGB-Eingang eine progressiv abgetastete Quelle mit einem breiten Wiedergabeformat ist. Die externen RGB-Signale und ein zusammengesetztes Austastsignal von dem Eingangsbereich 20 für die Videosignale bilden Eingangsspannungen für einen Umsetzer 610 von RGB auf Y U V. Das externe zusammengesetzte Synchronsignal 2fH für das externe RGB-Signal bildet eine Eingangsspannung für eine externe Synchronsignal-Abtrennstufe 600. Die Abtrennung des Vertikalsynchronsignals erfolgt durch einen Schalter 608.
Die Abtrennung des Horizontalsynchronsignals erfolgt durch einen Schalter 604. Die Abtrennung des Videosignals erfolgt durch einen Schalter 606. Jeder der Schalter 604, 606 und 608 reagiert auf ein Steuersignal intern/extern, das durch den WSP uP 340 erzeugt wird. Die Auswahl zwischen der internen oder der externen Videoquelle unterliegt dem Benutzer. Wenn jedoch ein Benutzer unbeabsichtigt eine externe RGB- Quelle auswählt, wenn eine derartige Quelle nicht angeschlossen oder nicht eingeschaltet ist oder wenn die externe Quelle ausfällt, wird das Vertikalraster zusammenbrechen, und es kann daraus eine ernsthafte Beschädigung der Kathodenstrahlröhre(n) resultieren. Daher überprüft ein externer Synchrondetektor 602 die Anwesenheit eines externen Synchronsignals. In der Abwesenheit eines derartigen Signals wird ein Schalter-Sperrsignal an jeden der Schalter 604, 606 und 608 übertragen, um eine Auswahl der externen RGB-Quelle zu vermeiden, wenn deren Signal nicht vorhanden ist. Der Umsetzer 610 von RGB auf YUV empfängt außerdem Steuersignale für Farbton und Farbsättigung von dem WSP uP 340.
Ein Fernsehgerät mit breitem Schirm gemäß den erfindungsgemäßen Anordnungen kann auch mit 1fH-Horizontalabtastung anstelle von 2fH- Horizontalabtastung arbeiten, wenngleich eine derartige Schaltung nicht dargestellt ist. Eine 1fH-Schaltung würde den Umsetzer von 1fH auf 2fH und die RGB-Schnittstelle nicht benötigen. Daher wären auch keine Maßnahmen vorhanden für die Wiedergabe eines externen RGB-Signals mit einem breiten Wiedergabeformat bei einer Abtastrate mit 2fH. Der Breitschirm- Prozessor und der Prozessor für Bild-in-Bild für eine 1fH-Schaltung wären sehr ähnlich. Das Gate Array könnte im wesentlichen identisch sein, wenngleich nicht alle der Eingänge und Ausgänge benutzt würden. Die hier beschriebenen verschiedenen Möglichkeiten für die Verbesserung der Auflösung können grundsätzlich auch angewendet werden ohne Rücksicht darauf, ob das Fernsehgerät mit einer Abtastung mit 1fH oder 2fH arbeitet.
Fig. 4 ist ein Blockschaltbild und zeigt weitere Details der in Fig. 3 dargestellten Breitschirm-Prozessoren 30, die für ein 1fH und ein 2 fH-Chassis dieselben wären. Die Signale Y A, U A und V A bilden einen Eingang zu dem Prozessor 320 für Bild-in-Bild, der eine Schaltung 370 zur Bearbeitung der Auflösung enthalten kann. Das Fernsehgerät mit einem breiten Schirm gemäß Aspekten der vorliegenden Erfindung kann das Videosignal expandieren und komprimieren. Die speziellen Effekte innerhalb der verschiedenen, teilweise in Fig. 1 dargestellten kombinierten Wiedergabeformate werden durch den Prozessor 320 für Bild-in-Bild erzeugt, der in der Auflösung bearbeitete Datensignale Y RP, U RP und V RP von der Schaltung 370 für die Bearbeitung der Auflösung empfangen kann. Eine Bearbeitung der Auflösung wird nicht immer benötigt, jedoch während ausgewählter Wiedergabeformate. Der Prozessor 320 für Bild-in- Bild ist im Detail in Fig. 5 dargestellt. Die wichtigsten Komponenten des Prozessors für Bild-in-Bild sind ein Bereich 322 mit einem Analog/Digital- Wandler, ein Eingangsbereich 324, ein schneller Schalter (FSW = fast switch) und ein Busbereich 326, ein Bereich 328 für Taktung und Steuerung und ein Bereich 330 mit einem Digital/Analog-Wandler. Der Bereich 328 für die Taktung und die Steuerung ist im Detail in Fig. 11 dargestellt.
Der Prozessor 320 für Bild-in-Bild kann als verbesserte Abwandlung des von Thomson Consumer Electronics, Inc. entwickelten grundlegenden CPIP-Chip ausgebildet sein. Der grundlegende CPiP-Chip ist näher beschrieben in einer Veröffentlichung mit dem Titel "The CTC 140 Picture in Picture (CPIP) Technical Training Manual", verfügbar von Thomson Consumer Electronics, Inc. Indianapolis, Indiana. Es ist eine Vielzahl von speziellen Merkmalen oder speziellen Effekten möglich, wobei die folgenden zur Erläuterung dienen. Der grundlegende spezielle Effekt ist ein großes Bild mit einem kleinen Bild, das, wie in Fig. 1 (c) gezeigt, einen Teil davon überdeckt. Das große und das kleine Bild können von demselben Videosignal resultieren, ebenso von verschiedenen Videosignalen und können ausgetauscht oder vertauscht sein. Allgemein gesagt, wird das Audiosignal derart geschaltet, daß es immer zu dem großen Bild gehört. Das kleine Bild kann in jede Lage auf dem Schirm bewegt werden oder sich schrittweise über eine Vielzahl von vorbestimmten Lagen bewegen. Ein Zoom-Merkmal vergrößert oder verringert die Abmessung des kleinen Bildes, z. B. auf eine einer Vielzahl von vorher festgelegten Größen. In einem Fall, z. B. bei dem in Fig. 1(d) dargestellten Wiedergabeformat, haben das große und das kleine Bild in Wirklichkeit dieselbe Größe.
In einem Modus mit einem einzigen Bild, z. B. dem in den Fig. 1 (b), 1 (e) oder 1 (f) gezeigten, kann der Benutzer den Inhalt des einzigen Bildes zoomen, z. B. in Schritten von einem Verhältnis von 1,0 : 1 bis 5,0 : 1. Im Zoom-Modus kann der Benutzer einen Suchvorgang durch den Bildinhalt oder eine Schwenkbewegung durch den Bildinhalt durchführen und so ermöglichen, daß das Bild des Bildschirms sich über verschiedene Bereiche des Gesamtbildes erstreckt. In jedem Fall können das kleine Bild oder das große Bild oder das gezoomte Bild als Standbild dargestellt werden. Diese Funktion ermöglicht ein Strobe-Format, bei dem die letzten neun Vollbilder des Videosignals auf dem Schirm wiederholt werden können. Die Bildwiederholungsrate kann von 30 Bildern pro Sekunde bis 0 Bildern pro Sekunde geändert werden.
Der Prozessor für Büd-in-Bild, der in einem Breitschirm-Fernsehgerät gemäß einer anderen erfindungsgemäßen Anordnung benutzt wird, unterscheidet sich von der vorliegenden Form des grundlegenden CPIP-Chip, wie oben beschrieben. Wenn der grundlegende CPIP-Chip bei einem Fernsehgerät mit einem 16 · 9 Schirm benutzt würde, und ohne eine Video- Beschleunigungsschaltung, würden die eingefügten Bilder eine Verzerrung des Wiedergabeformates aufweisen, und zwar aufgrund der wirksamen horizontalen zeitlichen Dehnung um 4/3, die sich aus der Abtastung über den breiteren 16 · 9 Schirm ergibt. Gegenstände in dem Bild wären horizontal verlängert. Wenn eine externe Beschleunigungsschaltung angewendet würde, gäbe es keine Verzerrung des Wiedergabeformats, jedoch würde das Bild nicht den gesamten Schirm ausfüllen.
Bestehende Prozessoren für Bild-in-Bild, basierend auf dem grundlegenden CPIP-Chip, wie er in konventionellen Fernsehgeräten verwendet wird, werden in einer besonderen Art betrieben, die bestimmte unerwünschte Konsequenzen zeigt. Das ankommende Videosignal wird mit einem Takt von 640fH getastet, der mit dem Horizontalsynchronsignal der Quelle für das Hauptvideosignal verkoppelt ist. In anderen Worten, die Daten, die in dem dem CPIP-Chip zugeordneten Video-RAM gespeichert sind, werden nicht orthogonal relativ zu der Quelle des ankommenden zusätzlichen Videosignals getastet. Dies ist eine grundlegende Einschränkung des grundlegenden CPIP-Verfahrens für die Bildsynchronisierung. Die nichtorthogonale Tastung des Eingangssignals resultiert in Verzerrungsfehlern der abgetasteten Daten. Die Einschränkung ist ein Ergebnis des Video-RAM, der bei dem CPIP-Chip angewendet wird, der denselben Takt für das Lesen und Schreiben der Daten benutzen muß.
Wenn Daten von dem Video-RAM, wie dem Video-RAM 350, wiedergegeben werden, erscheinen die Verzerrungsfehler als zufallsgesteuerte Zeitfehler entlang senkrechten Kanten des Bildes und werden im allgemeinen als ziemlich unangenehm empfunden.
Der Prozessor 320 für Bild-in-Bild ist, gemäß einer erfindungsgemäßen Anordnung und anders als bei dem grundlegenden CPIP-Chip, für eine asymmetrische Komprimierung der Videodaten in einem einer Vielzahl von Wiedergabemodi vorgesehen. In diesem Betriebsmodus werden die Bilder in horizontaler Richtung um 4 : 1 und in vertikaler Richtung um 3 : 1 komprimiert. Der asymmetrische Kompressionsmodus erzeugt Bilder mit einem verzerrten Bildseitenverhältnis für die Speicherung in dem Video-RAM. Gegenstände in dem Bild werden horizontal gestaucht. Wenn jedoch diese Bilder normal gelesen werden, wie z. B. in dem Kanal-Tastmodus für eine Wiedergabe auf einem Schirm mit einem 16 · 9 Wiedergabeformat, erscheinen die Bilder richtig. Das Bild füllt den Schirm aus, und es besteht keine Verzerrung des Wiedergabeverhältnisses. Der asymmetrische Komprimiermodus gemäß dieser Ausführung der Erfindung macht es möglich, die besonderen Wiedergabeformate auf einem 16 · 9 Bildschirm ohne eine externe Beschleunigungsschaltung zu erzeugen.
Fig. 11 ist ein Blockschaltbild des Takt- und Steuerbereiches 328 des Prozessors für Bild-in-Bild, z. B. eine abgeänderte Version des oben beschriebenen CPIP-Chip, der eine Dezimierschaltung 328C zur Durchführung der asymmetrischen Komprimierung als eine einer Vielzahl von wählbaren Wiedergabemodi enthält. Die übrigen Wiedergabemodi können zusätzliche Bilder mit unterschiedlichen Größen liefern. Jede der horizontalen und vertikalen Dezimierschaltungen enthält einen Zähler, der von einer Wertetabelle unter der Steuerung durch den WSP uP 340 für einen Komprimierfaktor programmiert ist. Der Wertebereich kann 1 : 1, 2 : 1, 3 : 1 usw. betragen. Die Komprimierfaktoren können symmetrisch oder asymmetrisch sein, abhängig davon, wie die Tabelle aufgebaut ist. Die Steuerung der Komprimierverhältnisse kann auch durch vollständig programmierbare Dezimierschaltungen für allgemeine Zwecke unter Steuerung des WSP uP 340 durchgeführt werden.
In PIP-Modi mit vollem Schirm erhält der Prozessor für Bild-in-Bild in Verbindung mit einem freilaufenden Oszillator 348 das Y/C- Eingangssignal von einem Dekoder, z. B. einem adaptiven Kammfilter, dekodiert das Signal in Farbkomponenten Y, U, V und erzeugt Horizontal- und Vertikal- Synchronimpulse. Diese Signale werden in dem Prozessor für Bild-in-Bild für die verschiedenen Modi mit vollem Bildschirm wie Zoom, Standbild und Kanaltastung bearbeitet. Während des Kanaltast-Modus haben z. B. die horizontalen und vertikalen Synchronsignale, die aus dem Eingangsbereich der Videosignale vorhanden sind" mehrere Ungleichmäßgkeiten, da die abgetasteten Signale (verschiedene Kanäle) nicht in fester Beziehung stehende Synchronimpulse aufweisen und im wesentlichen zu vom Zufall abhängigen Zeitpunkten geschaltet werden. Daher wird der Abtasttakt (und der Lese/ Schreib-Video-RAM-Takt) durch den freilaufenden Oszillator bestimmt. Für Standbild und Zoom-Modi ist der Abtasttakt mit dem Horizontal-Synchronsignal des ankommenden Videosignals verkoppelt, der in diesen speziellen Fällen derselbe ist wie die Taktfrequenz für die Wiedergabe.
Bezugnehmend wieder auf die Fig. 4, können die Ausgangsspannungen Y, U, V und C SYNC (zusammengesetztes Synchronsignal) von dem Prozessor für Bild-in-Bild in analoger Form durch die Kodierschaltung 366 wieder in Y/C- Komponenten kodiert werden, wobei die Schaltung 366 in Verbindung mit einem 3,58 MHz Oszillator 380 arbeitet. Dieses Y/C PIP ENC Signal kann einem nicht dargestellten Y/C Schalter zugeführt werden, der es ermöglicht, daß die neukodierten Y/C Komponenten an die Stelle der Y/C Komponenten des Hauptsignals treten. Von diesem Punkt an wären die PIP kodierten Signale Y, U, V und die Synchronsignale die Grundlage für die horizontale und vertikale Taktung in dem restlichen Teil des Chassis. Dieser Modus ist geeignet für die Durchführung eines Zoom- Modus für das PIP, basierend auf der Funktion des Interpolators und der FIFO's in dem Weg des Hauptsignals.
Weiter bezugnehmend auf Fig. 5, enthält der Prozessor 320 für Bild-in-Bild einen Analog/Digital-Wandlerbereich 322, einen Eingangsbereich 324, einen schnellen Schalter FSW und einen Bus-Steuerbereich 326, einen Takt- und Steuerbereich 328 und einen Digital/Analog-Umsetzbereich 330. Im wesentlichen digitalisiert der Prozessor 320 für Bild-in-Bild das Videosignal in Luminanz (Y) und Farbdifferenzsignale (U, V), indem die Ergebnisse wie oben beschrieben in einem 1 Megabit Video-RAM 350 unterabgetastet und gespeichert werden. Das dem Prozessor 320 für Bild-in-Bild zugeordnete Video-RAM 350 hat eine Speicherkapazität von 1 Megabit, die nicht groß genug ist, ein vollständiges Halbbild aus Videodaten mit 8 Bit-Abtastungen zu speichern. Eine erhöhte Speicherkapazität neigt dazu, teuer zu sein, und kann eine komplexere Schaltungsauslegung erfordern. Die geringere Zahl von Bits pro Abtastung in dem zusätzlichen Kanal zeigt eine Verringerung in der Quantisierauflösung oder der Bandbreite, verglichen mit dem Hauptsignal, das durchgehend mit 8 Bit-Abtastung verarbeitet wird. Diese wirksame Verringerung der Bandbreite ist im allgemeinen kein Problem, wenn das zusätzlich dargestellte Bild relativ klein ist, kann aber störend sein, wenn das susätzlich dargestellte Bild größer ist, z. B. dieselbe Größe hat wie das dargestellte Hauptbild. Die Verarbeitungsschaltung 370 für die Auflösung kann wahlweise eine oder mehrere Möglichkeiten zur Erhöhung der Quantisierungsauflösung oder der effektiven Bandbreite der zusätzlichen Videosignaldaten enthalten. Es wurde eine Anzahl von Möglichkeiten für eine Datenreduktion und eine Datenrestauration entwickelt, enthaltend z. B.. Komprimierung gepaarter Pixel und Dithering und Dedithering. Eine Dedithering-Schaltung wäre wirkungsmäßig hinter dem Video-RAM 350 angeordnet, z. B. in dem zusätzlichen Signalweg des Gate Array, wie im folgenden noch näher beschrieben wird. Darüberhinaus werden verschiedene Dithering und Dedithering-Folgen mit verschiedenen Anzahlen von Bits und verschiedenen Kompressionswerten gepaarter Pixel mit verschiedenen Anzahlen von Bits in Betracht gezogen. Eine aus einer Anzahl von besonderen Möglichkeiten für Datenreduktion und Datenrestauration kann durch den WSP uP gewählt werden, um die Auflösung des wiedergegeben Videosignals für jede besondere Art von Bildwiedergabeformat zu maximieren.
Die Luminanz und die Farbdifferenzsignale werden in einer 8 : 1 : 1 sechs-Bit Y, U, V- Form gespeichert. In anderen Worten, jede Komponente wird in sechs-Bit-Abtastungen quantisiert. Es gibt acht Luminanz-Abtastwerte für jedes Paar von Farbdifferenzabtastungen. Der Prozessor 320 für Bild-in-Bild wird in einem Modus betrieben, bei dem die ankommenden Videodaten mit einer 640fH-Taktrate getastet werden, die mit dem ankommenden zusätzlichen Videosynchronsignal
verkoppelt ist. In diesem Modus werden die in dem Video-RAM gespeicherten Daten orthogonal abgetastet. Wenn die Daten aus dem Video-Prozessor-RAM 350 für Bild-in-Bild gelesen werden, werden sie gelesen, indem derselbe mit dem ankommenden zusätzlichen Videosignal verkoppelte 640fH-Takt verwendet wird. Jedoch, selbst wenn die Daten orthogonal abgetastet und gespeichert wurden und orthogonal ausgelesen werden können, können sie nicht direkt von dem Video-RAM 350 orthogonal wiedergegeben werden, und zwar aufgrund der asynchronen Art der Quellen für das Haupt- und das zusätzliche Videosignal. Von der Haupt- und der zusätzlichen Videoquelle kann erwartet werden, daß sie nur in dem Falle synchron sind, wenn sie Wiedergabesignale von derselben Videoquelle sind.
Eine weitere Bearbeitung ist erforderlich, um den zusätzlichen Kanal, das ist der Datenausgang von dem Video-RAM 350, auf den Hauptkanal zu synchronisieren. Bezugnehmend wieder auf Fig. 4, werden zwei 4-Bit- Zwischenspeicher, sogenannte Latche, 352A und 352B benutzt, um die 8- Bif-Datenblöcke von dem Ausgang des Video-RAM 8-Bit wieder zu kombinieren. Die 4-Bit-Latche verringern außerdem die Daten-Taktrate von 1280fH auf 640fH.
Im wesentlichen wird das Videowiedergabe- und Ablenksystem mit dem Haupt-Videosignal synchronisiert. Das Haupt-Videosignal muß, wie oben beschrieben, beschleunigt werden, um den breiten Wiedergabeschirm auszufüllen. Das zusätzliche Videosignal muß vertikal mit dem ersten · Videosignal und der Videowiedergabeeinheit synchronisiert werden. Das zusätzliche Videosignal kann um einen Bruchteil einer Halbbilddauer in einem Bildspeicher verzögert und dann in einem Zeilenspeicher expandiert werden. Die Synchronisierung der zusätzlichen Videodaten mit den Haupt-Videodaten wird dadurch bewerkstelligt, daß das Video-RAM 350 afs Bildspeicher und eine sogenannte first-in-first-out (FIFO) Zeilenspeichereinrichtung 354 für die Expandierung des Signales verwendet wird. Die Größe des FIFO 354 ist 2048 · 8. Die Größe des FIFO steht in Beziehung zu der minimalen Zeilenspeicherkapazität, die vernünftigerweise notwendig erscheint, um Kollisionen zwischen den Lese/Schreib-Zeigern zu vermeiden. Kollisionen zwischen den Lese/Schreib-Zeigern treten auf, wenn alte Daten aus dem FIFO gelesen werden, bevor neue Daten die Möglichkeit haben, in den FIFO geschrieben zu werden. Kollisionen zwischen den Lese/Schreib-Zeigern entstehen auch dann, wenn neue Daten den Speicher überschreiben, bevor die alten Daten eine Möglichkeit haben, aus dem FIFO gelesen zu werden.
Die 8-Bit DATA PIP Datenblöcke von dem Video-RAM 350 werden in den 2048 · 8 FIFO 354 mit demselben 640fH-Takt des Prozessors für Bild-in-Bild geschrieben, der benutzt wurde, die Videodaten abzutasten. Das ist der 640fH-Takt, der mit dem zusätzlichen Signal und nicht mit dem Hauptsignal verkoppelt ist. Der FIFO 354 wird unter Verwendung des Wiedergabetaktes von 1024fH gelesen, der mit der horizontalen Synchronkomponente des Haupt-Videokanals verkoppelt ist. Die Anwendung eines Speichers (FIFO) für mehrere Zeilen, der voneinander unabhängige Lese- und Schreibtaktanschlüsse hat, ermöglicht es, daß Daten, die mit einer ersten Rate orthogonal abgetastet wurden, mit einer zweiten Rate orthogonal wiedergegeben werden. Die asynchrone Form der Lese- und Schreibtakte erfordert jedoch, daß Schritte unternommen werden, um Kollisionen zwischen den Lese/Schreib-Zeigern zu vermeiden.
Der Haupt-Signalweg 304, der zusätzliche Signalweg 306 und der Ausgangs-Signalweg 312 des Gate Array 300 sind in Form eines Blockschaltbildes in Fig. 6 dargestellt. Das Gate Array enthält außerdem eine Takt-Synchron-Schaltung 320 und einen WSP uP Dekoder 310. Daten- und Adress-Ausgangsleitungen des WSP uP Dekoders 310, bezeichnet mit WSP DATA, werden jedem der oben bezeichneten Haupt-Schaltungen und -Wege zugeführt, ebenso dem Prozessor 320 für Bild-in-Bild und der Schaltung 370 für die Bearbeitung der Auflösung. Es sei bemerkt, daß, ob bestimmte Schaltungen als Teil des Gate Array bezeichnet werden oder nicht, eine Frage der Zweckmäßigkeit zur Erleichterung der Erklärung der erfindungsgemäßen Anordnungen ist.
Das Gate Array ist dafür zuständig, die Videodaten des Haupt- Videokanals zu expandieren, zu komprimieren und zu beschneiden und, wenn notwendig, unterschiedliche Bild-Wiedergabeformate auszuführen. Die Luminanzkomponente Y MN wird in einem first-in-first-out (FIFO)- Zeilenspeicher 356 für eine Zeitdauer gespeichert, die von der Art der Interpolation der Luminanzkomponente abhängig ist. Die kombinierten Chrominanzkomponenten UN MN werden in dem FIFO 358 gespeichert. Luminanz- und Chrominanzkomponenten Y PIP, U PIP und V PIP des zusätzlichen Signals werden durch den Demultiplexer 355 gebildet. Die Lurninanzkomponente unterliegt, wenn gewünscht, einer Bearbeitung der Auflösung in der Schaltung 357 und wird, wenn notwendig, durch den Interpolator 359 expandiert, der als Ausgangssignal das Signal Y AUX erzeugt.
In manchen Fällen ist die zusätzliche Bildwiedergabe so groß wie die Wiedergabe des Hauptsignals, wie zum Beispiel in Fig. 1 (d) dargestellt. Die Speicherbeschränkungen bei dem Prozessor für Bild-in-Bild und dem Video- RAM 350 können eine unzureichende Zahl von Datenpunkten oder Pixeln zum Ausfüllen einer derart großen Wiedergabefläche bewirken. In diesen Fällen kann die Bearbeitungsschaltung 357 für die Auflösung dazu benutzt werden, bei dem zusätzlichen Videosignal Pixel zu restaurieren, um die während der Datenkomprimierung oder der Datenreduktion verlorengegangenen Pixel zu ersetzen. Die Bearbeitung der Auflösung kann derjenigen Bearbeitung der Auflösung entsprechen, die durch die in Fig. 4 dargestellte Schaltung 370 vorgenommen wird. Beispielsweise kann die Schaltung 370 eine Dithering-Schaltung und die Schaltung 357 eine Dedithering-Schaltung sein.
Die zusätzlichen Video-Eingangsdaten werden mit 640fH abgetastet und in dem Video-RAM 350 gespeichert. Die aus dem Video-RAM 350 ausgelesenen zusätzlichen Daten sind mit VRAM OUT bezeichnet. Die PIP- Schaltung 301 hat außerdem die Fähigkeit, das zusätzliche Bild horizontal und vertikal und auch symmetrisch durch gleiche, ganzzahlige Faktoren zu reduzieren. Weiter bezug- nehmend auf Fig. 10, werden die Daten des zusätzlichen Kanals zwischengespeichert und durch die 4-Bit-Latche 352A und 352B, den zusätzlichen FIFO 354, die Takt-Schaltung 369 und die Synchronisierschaltung 368 auf das digitale Videosignal des Hauptkanals synchronisiert. Die Daten VRAM OUT werden in Y (Luminanz), U, V (Farbkomponenten) und FSW DAT (Daten des schnellen Schalters) durch den Demultiplexer 355 sortiert. Das FSW DAT zeigt an, welcher Halbbild- Typ in das Video-RAM geschrieben wurde. Das Signal PIP FSW wird direkt von der PIP-Schaltung empfangen und der Ausgangs-Steuerschaltung 321 zugeführt, um zu bestimmen, welches aus dem Video-RAM gelesene Halbbild während der Modi mit einem kleinen Bild dargestellt werden soll. Der zusätzliche Kanal wird mit einer Rate mit 640fH abgetastet, während der Hauptkanal mit einer Rate mit 1024fH abgetastet wird. Der FIFO 354 für den zusätzlichen Kanal setzt die Daten von der Abtastrate des zusätzlichen Kanals in die Abtastrate des Hauptkanals um. In diesem Vorgang unterliegt das Videosignal einer Komprimierung um den Faktor 8/5 (1024/640). Das ist mehr als die Komprimierung um 413, die notwendig ist, das Signal des zusätzlichen Kanals richtig wiederzugeben. Daher muß der zusätzliche Kanal durch den Interpolator 359 expandiert werden, um ein kleines 4 · 3 Bild richtig wiederzugeben. Der Interpolator 359 wird durch die Interpolator- Steuerschaltung 371 gesteuert, die selbst auf den WSP uP 340 anspricht. Der Betrag an benötigter Interpolatorexpansion ist 516. Der Expansionsfaktor X ist folgendermaßen bestimmt:
X = (640/1024)*(4/3) = 5/6
Die Chrominanzkomponenten U PIP und V PIP werden durch die Schaltung 367 für eine Zeitdauer verzögert, die von der Art der Interpolation der Luminanzkomponente abhängig ist, wobei als Ausgangssignale Signale U AUX und V AUX erzeugt werden. Die jeweiligen Y, U und V- Komponenten des Haupt- bzw. zusätzlichen Signals werden in Multiplexem 315, 317 bzw. 319 in dem Ausgangssignalweg 312 kombiniert, indem die Lese-Freigabesignale der FIFO's 354, 356 und 358 gesteuert werden. Die Multiplexer 315, 317 und 319 reagieren auf die Steuerschaltung 321 des Ausgangs-Multiplexers. Die Steuerschaltung 321 des Ausgangs-Mulitplexers reagiert auf das Taktsignal CLK, den Start des Zeilensignals SOL, das Signal H COUNT, das Vertikal-Austast-Rücksetzsignal und das Ausgangssignal des schnellen Schalters von dem Prozessor für Bild-in-Bild und den WSP uP 340. Die gemultiplexten Luminanz- und Chrominanzkomponenten Y MX, U MX und V MX werden entsprechenden Digital/Analog-Wandlern 360, 362 bzw. 364 zugeführt. Auf die Digital/Analog-Wandler folgen Tiefpaßfilter 361, 363 bzw. 365, die in Fig. 4 dargestellt sind. Die verschiedenen Funktionen des Prozessors für Bild-in- Bild, das Gate Array und die Schaltung für die Datenreduktion werden durch den WSP uP 340 gesteuert. Der WSP uP 340 reagiert auf den TV uP 216, der damit über einen Serienbus verbunden ist. Der Serienbus kann, wie dargestellt, ein Bus mit vier Leitungen sein, enthaltend Leitungen für die Daten, die Taktsignale, die Freigabesignale und die Rücksetzsignale. Der WSI uP 340 kommuniziert mit den verschiedenen Schaltungen des Gate Array über einen WSP uP Dekoder 310.
In dem einem Fall ist es notwendig, das 4 · 3 NTSC-Videosignal um einen Faktor von 413 zu komprimieren, um eine Verzerrung des Wiedergabeverhältnisses des wiedergegebenen Bildes zu vermeiden. In dem anderen Fall kann das Videosignal expandiert werden, um horizontale Zoom-Vorgänge durchzuführen, die im allgemeinen durch ein vertikales Zoomen begleitet sind. Horizontale Zoom-Vorgänge bis zu 33% können dadurch realisiert werden, indem die Komprimierfaktoren auf weniger als 4/3 verringert werden. Es wird ein Abtast-Interpolator verwendet, um das ankommende Videosignal auf neue Pixellagen umzurechnen, da die Bandbreite des Luminanz-Videosignals, bis zu 5,5 MHz für das S-VHS Format, einen großen Prozentsatz der Nyquist-Spiegelfrequenz einnimmt, die 8 MHz für einen Takt von 1024fH beträgt.
Wie in Fig. 6 gezeigt, laufen die Luminanzdaten Y MN über einen Interpolator in dem Hauptsignal-Weg 304, der Abtastwerte basierend auf der Komprimierung oder der Expandierung des Videosignals neu berechnet. Die Aufgabe der Schalter oder der Wegwähler 323 und 331 besteht darin, die Topologie des Hauptsignal- Weges 304 bezüglich der relativen Lagen des FIFO 356 und des Interpolators 337 umzukehren. Insbesondere wählen diese Schalter, ob der Interpolator 337 dem FIFO 356 vorangeht, wie es für eine Komprimierung notwendig ist, oder ob der FIFO 356 dem Interpolator 33T vorangeht, wie es für eine Expandierung notwendig ist. Die Schalter 323 und 331 sprechen auf eine Weg-Steuerschaltung 335 an, die selbst auf den WSP uP 340 anspricht. Es sei daran erinnert, daß während der Modi mit einem kleinen Bild das zusätzliche Videosignal für eine Speicherung in dem Video-RAM 350 komprimiert wird und daß eine Expandierung nur für praktische Zwecke notwendig ist. Daher wird in dem zusätzlichen Signalweg keine vergleichbare Umschaltung benötigt.
Der Haupt-Signalweg ist im Detail in Fig. 9 dargestellt. Der Schalter 323 wird durch zwei Multiplexer 325 und 327 gebildet. Der Schalter 331 wird durch den Multiplexer 333 gebildet. Die drei Multiplexer sprechen auf die Weg- Steuerschaltung 335 an, die selbst auf den WSP uP 340 anspricht. Eine horizontale Takt-Synchronisier-Schaltung 339 erzeugt Taktsignale, die das Schreiben und Lesen der FIFO's sowie Latche 347 und 351 und Multiplexer 353 steuert. Das Taktsignal CLK und der Start des Zeilensignals SOL werden durch die Takt-Synchronisier-Schaltung 320 erzeugt. Eine Steuerschaltung 369 für die Analog/Digital-Umsetzung spricht auf das Y MN, das WSP uP 340 und das Bit größter Bedeutung (most significant bit) des UV MN an.
Eine Steuerschaltung 349 für den Interpolator erzeugt Werte (K) für Zwischen-Pixellagen, eine Information CGY für die Wichtung (G) des Interpolator-Kompensationsfilters und eine Takt-Abtastinformation CGY für die Luminanz und das CGUV für die Farbkomponenten. Es ist die Takt- Abtastinformation, die die FIFO-Daten unterbricht (dezimiert) oder wiederholt, um zu ermöglichen, daß Abtastwerte bei einigen Takten nicht geschrieben werden, um eine Komprimierung durchzuführen, oder einige Abtastwerte mehrmals gelesen werden, um eine Expandierung durchzuführen.
Eine derartige Komprimierung ist in Fig. 15 dargestellt. Die Linie LUMA RAMP EIN stellt die Luminanz-Rampen-Videodaten dar, die in den FIFO geschrieben werden. Das Signal WR EN MN Y liegt auf dem hohen Pegel "1". Das bedeutet, daß, wenn dieses Signal bei "1" liegt, die Daten in den FIFO geschrieben werden. Jeder vierte Abtastwert wird an dem Schreiben in den FIFO gehindert. Die zerhackte Linie LUMA RAMP AUS stellt die Luminanz-Rampendaten dar, wie sie aus dem FIFO gelesen würden, wenn die Daten nicht zuerst interpoliert würden. Es sei bemerkt, daß die mittlere Steigung der Ausleserampe aus dem Luminanz-FIFO um 33% steiler ist als die Eingangsrampe. Ebenso sei bemerkt, daß eine um 33% geringere aktive Lesezeit für das Auslesen der Rampe benötigt wird, wie sie für das Einschreiben der Daten benötigt wurde. Das bildet die Komprimierung um 413. Die Aufgabe des Interpolators 337 besteht darin, die Luminanz-Abtastwerte neu zu berechnen, die in den FIFO geschrieben werden, so daß die aus dem FIFO ausgelesenen Daten glatt und nicht · zerhackt sind.
Die Expandierungen können genau in der entgegengesetzten Weise wie die Komprimierungen erfolgen. Im Falle von Komprimierungen ist dem Schreib- Auslösesignal eine Takt-Tastinformation in Form von Blockierimpulsen angefügt. Für eine Expandierung der Daten wird eine Takt-Tastinformation denn Lese-Auslösesignal zugefügt. Dieses unterbricht die Daten, wenn sie aus dem FIFO 356 gelesen werden, wie es in Fig. 16 dargestellt sind. Die Linie LUMA RAMP EIN stellt die Daten dar, bevor sie in das FIFO 356 geschrieben werden, und die zerhackte Linie LUMA RAMP AUS stellt die Daten dar, wie sie aus dem FIFO 356 gelesen werden. In diesem Fall ist es die Aufgabe des Interpolators, der auf das FIFO 356 folgt, die Daten von einer zerhackten in eine glatte Form nach der Expandierung neu zu berechnen. Im Falle der Expandierung müssen die Daten, während sie aus dem FIFO 356 gelesen und durch den Interpolator 337 getaktet werden, pausieren. Das ist unterschiedlich von dem Fall der Komprimierung, wo die Daten kontinuierlich durch den Interpolator 337 getaktet werden. In beiden Fällen, Komprimierung und Expandierung, können die Takt-Tast-Vorgänge einfach in einer synchronen Weise durchgeführt werden, das heißt, Ereignisse können aufgrund der ansteigenden Kanten des Systemtaktes mit 1024 fH erfolgen.
Es besteht eine Anzahl von Vorteilen in dieser Topologie für die Luminanz- Interpolation. Die Takt-Tastvorgänge, nämlich die Datendezimierung und die Datenwiederholung, können in einer synchronen Weise durchgeführt werden. Wenn keine schaltbare Videodaten-Topologie verwendet wird, um die lagen des Interpolators und des FIFO zu vertauschen, müßten die Lese- oder Schreibtakte doppelt getaktet werden, um die Daten zu unterbrechen oder zu wiederholen. Der Ausdruck "doppelt getaktet" bedeutet, daß bei einer einzigen Taktperiode zwei Datenpunkte in das FIFO geschrieben oder während einer einzigen Taktperiode aus dem FIFO gelesen werden müssen. Die resultierende Schaltung kann nicht so ausgebildet werden, daß sie synchron mit dem Systemtakt arbeitet, da die Frequenz des Schreib- oder Lesetaktes zweimal so groß sein muß wie die Frequenz des Systemtaktes. Außerdem erfordert die umschaltbare Topologie nur einen Interpolator und ein FiFO, um sowohl die Komprimierungen als auch die Expandierungen durchzuführen. Wenn die hier beschriebene Anordnung für die Videoumschaltung nicht benutzt würde, kann die Situation mit dem doppelten Takt nur durch die Aanwendung von zwei FIFOs vermieden werden, um die Funktionalität sowohl der Komprimierung als auch der Expandierung zu bilden. Ein FIFO für die Expandierungen müßte vor dem Interpolator und ein FIFO für die Komprimierungen müßte hinter dem Interpolator angeordnet sein.
Die Interpolation des zusätzlichen Signals erfolgt in dem zusätzlichen Signalweg 306. Die PIP-Schaltung 301 betätigt einen 6-Bit, Y, U, V 8 : 1 : 1 Bildspeicher, ein Video-RAM 350, um die ankommenden Videodaten zu speichern. Das Video-RAM 350 enthält zwei Halbbilder von Videodaten in einer Vielzahl von Speicherplätzen. Jeder Speicherplatz enthält 8 Datenbit. In jedem 8-Bit Speicherplatz befinden sich ein 6-Bit Y (Luminanz) Abtastwert (abgetastet bei 640fH) und 2 weitere Bit. Diese zwei weiteren Bit enthalten entweder Daten (FSW DAT) für einen schnellen Schalter oder einen Teil einer U oder V Abtastung (abgetastet bei 80fH). Die FSW DAT Werte zeigen an, welcher Halbbildtyp in das Video-RAM eingeschrieben wurde. Da in dem Video-RAM 350 zwei Halbbilder von Daten gespeichert sind und das gesamte Video-RAM 350 während der Wiedergabeperiode gelesen wird, werden beide Halbbilder während der Wiedergabeabtastung gelesen. Die PIP-Schaltung 301 bestimmt, welches Halbbild aus dem Speicher gelesen wird, um durch die Anwendung der Daten des schnellen Schalters wiedergegeben zu werden. Die PIP-Schaltung liest immer das entgegengesetzte Halbbild von dem, das geschrieben wird, um ein Problem mit der Bewegungsverzerrung zu vermeiden. Wenn der gelesene Halbbildtyp entgegengesetzt ist zu dem wiedergegebenen, dann wird das in dem Video- RAM gespeicherte geradzahlige Halbbild invertiert, indem die oberste Zeile des Bildes beim Auslesen des Bildes aus dem Speicher unterdrückt wird. Das Ergebnis ist, daß das kleine Bild ohne eine Bewegungsverzerrung eine richtige Verschachtelung nach dem Zeilensprung beibehält.
Die Takt/Synchronisier-Schaltung 320 erzeugt Signale für Lesen, Schreiben uncl Freigabe, die für den Betrieb der FIFO's 354, 356 und 358 benötigt werden. Die FIFO's für den Hauptkanal und den zusätzlichen Kanal werden zum Schreiben von Daten in die Speicherung für diejenigen Teile jeder Videozeile befähigt, die für die folgende Wiedergabe benötigt wird. Die Daten werden aus dem Hauptkanal oder dem zusätzlichen Kanal geschrieben, aber nicht aus beiden, wie es notwendig ist für die Kombination der Daten von jeder Quelle auf derselben Videoleitung oder Videoleitungen für die Wiedergabe. Das FIFO 354 des zusätzlichen Kanals wird synchron mit dem zusätzlichen Videosignal geschrieben, wird jedoch synchron mit dem Haupt-Videosignal aus dem Speicher gelesen. Die Haupt-Videosignal- Komponenten werden synchron mit dem Haupt-Videosignal in die FIFO's 356 und 358 gelesen und synchron mit dem Haupt-Videosignal aus dem Speicher ausgelesen. Wie oft die Lesefunktion zwischen dem Hauptkanal und dem zusätzlichen Kanal zurück- und vorangeschaltet wird, ist abhängig von dem jeweils gewählten speziellen Effekt.
Die Erzeugung verschiedener spezieller Effekte wie beschnittener Bilder nebeneinander wird bewerkstelligt durch die Behandlung der Lese- und Schreib-Freigabesteuersignale für die Zeilenspeicher-FIFO's. Der Vorgang für dieses Video-Wiedergabeformat ist in den Fig. 7 und 8 dargestellt. Im Falle von beschnittenen, nebeneinander wiedergegebenen Bildern ist das Schreib-Freigabesteuersignal (WR EN AX) für 2048 · 8 FIFO 354 des zusätzlichen Kanals für (1/2)*(5/12) = 5/12 oder ungefähr 41% der aktiven Wiedergabezeilendauer (nach der Beschleunigung) oder 67% der aktiven Zeilendauer (vor der Beschleunigung) des zusätzlichen Kanals, wie in Fig. 7 dargestellt ist. Das entspricht etwa 33% Beschneidung (ungefähr 67% aktives Bild) und der Interpolator-Expandierung des Signals um 5/6. In dem in dem oberen Teil von Fig. 6 gezeigten Kanal für das Haupt-Videosignal ist das Schreib-Freigabesteuersignal (WR EN MN Y) für die 910 · 8 FIFOs 356 und 358 für (1/2)*(4/3) = 0,67 oder 67% der für die Wiedergabe aktiven Zeilendauer aktiv. Das entspricht etwa einer Beschneidung um 33% und einem Komprimierverhältnis von 413, das in dem Videosigal des Hauptkanals durch die 910 · 8 FIFO's durchgeführt wird.
In jedem der FIFO's werden die Videodaten gepuffert zwischengespeichert, um in einem bestimmten Zeitpunkt gelesen zu werden. Der aktive Zeitbereich, in dem die Daten aus jedem FIFO gelesen werden können, ist durch das gewählte Videoformat bestimmt. In dem dargestellten Beispiel eines beschnittenen Modus mit Bildern nebeneinander wird das Videosignal des Hauptkanals auf der linken Hälfte der Wiedergabefläche dargestellt, und das Videosignal des zusätzlichen Kanals wird auf der rechten Hälfte der Wiedergabefläche dargestellt. Die beliebigen Videoteile der Kurvenformen sind unterschiedlich für den Hauptkanal und den zusätzlichen Kanal, wie dargestellt. Das Lese-Freigabesteuersignal (RD EN MN) der 910 · 8 FIFO's des Hauptkanals ist für 50% der für die Wiedergabe aktiven Zeilendauer der Wiedergabeeinrichtung aktiv, beginnend mit dem Start des aktiven Videosignals, der unmittelbar auf die Video-Schwarzschulter folgt. Das Lese- Freigabesteuersignal (RD EN AX) des zusätzlichen Kanals ist für die anderen 50% der für die Wiedergabe aktiven Zeilendauer aktiv, die mit der abfallenden Kante des Signals RD EN MN beginnt und mit dem Beginn der vorderen Schwarzschulter des Videosignals des Hauptkanals endet. Es sei bemerkt, daß die Steuersignale für die Schreibfreigabe synchron mit ihren entsprechenden FIFO Eingangsdaten (Haupt- oder zusätzlich) sind, während die Steuersignale für die Lesefreigabe mit dem Videosignal des Hauptkanals synchron sind.
Das in Fig. 1 (d) dargestellte Wiedergabeformat ist besonders erwünscht, da es die Wiedergabe von zwei nahezu vollständigen Halbbildern in einem Format nebeneinander ermöglicht. Die Wiedergabe ist besonders wirksam und geeignet für eine Wiedergabe mit einem breiten Wiedergabeformat, z. B. 16 · 9. Die meisten NTSC Signale werden in einem 4 · 3 Format dargestellt, das natürlich 12 · 9 entspricht. Zwei NTSC Bilder mit einem 4 · 3 Wiedergabeformat können auf derselben Wiedergabefläche mit einem 16 X 9 Wiedergabeformat dargestellt werden, entweder durch Beschneidung der Bilder um 33% oder durch Stauchung der Bilder um 33% und durch Einführung einer Verzerrung des Wiedergabeverhältnisses. Abhängig von den Wünschen des Benutzers kann das Verhältnis von Bildbeschneidung zu Verzerrung des Wiedergabeverhältnisses irgendwo zwischen den Grenzen von 0% und 33% gewählt werden. Als Beispiel können zwei Bilder nebeneinander, 16,7% gestaucht und 16,7%, beschnitten, dargestellt werden.
Die horizontale Wiedergabezeit für ein 16 · 9 Wiedergabeformat ist dieselbe wie für ein 4 · 3 Wiedergabeformat, da beide eine Nenn-Zeilenlänge von 62,5 Mikrosekunden aufweisen. Daher muß ein NTSC Videosignal um einen Faktor von 4/3 beschleunigt werden, um ein richtiges Wiedergabeverhältnis ohne Verzerrung zu erhalten. Der Faktor 4/3 ergibt sich rechnerisch aus dem Verhältnis der beiden Wiedergabeformate:
4/3 = (16/9) / (4/3)
Es werden verschiedene Interpolatoren gemäß Aspekten der Erfindung zur Beschleunigung der Videosignale verwendet. In der Vergangenheit wurden FIFO's mit unterschiedlichen Taktraten an den Eingängen und Ausgängen benutzt, um eine ähnliche Funktion zu erreichen. Durch Vergleich, wenn zwei NTSC Signale mit einem 4 · 3 Wiedergabeformat auf einer einzigen Wiedergabefläche mit einem 4 · 3 Wiedergabeformat wiedergegeben werden, muß jedes Bild um 50% verzerrt oder beschnitten werden oder auch um eine Kombination davon. Eine Beschleunigung, vergleichbar mit der, die für die Anwendung bei einem breiten Schirm benötigt wird, ist nicht erforderlich.
In jedem der oben beschriebenen Betriebsmodi, zum Beispiel nebeneinander oder Seite an Seite, PIP oder POP, kann das Hauptbild gezoomt, das heißt vergrößert werden, entweder horizontal oder vertikal oder beides. In jedem dieser Modi, in denen das Bild horizontal bis zu einem Punkt gezoomt wird, daß es unvermeidbar beschnitten werden muß, ist es für den Benutzer vorteilhaft, das horizontale Schwenken derart steuern zu können, daß er in der Lage ist, zu wählen, welcher Teil des Bildes er in einem bestimmten Zeitpunkt betrachten möchte. Die Steuerung des horizontalen Schwenkens ist für den Expandier-Modus (Zoomen des Hauptbildes) und den Komprimier-Modus (Bilder nebeneinander) erwünscht, wie es im Zusammenhang mit Fig. 6 im einzelnen beschrieben wurde. Die obere linke Ecke von Fig. 6 zeigt die alternativen Zusammenschaltungen des Haupt-FIFO 356 und des Haupt-Interpolators 337. Der Haupt-Signalweg ist im Detail in Fig. 9 dargestellt. Wie in diesen Figuren gezeigt, ändert sich die Topologie des Haupt-Signalweges abhängig davon, ob sich das System in dem Expandier- oder dem Komrimier-Modus befindet. Die hier beschriebene Ausführung der Schaltung für das horizontale Schwenken ist von diesen Modi unabhängig und kann in jedem Modus arbeiten. Die folgende Erläuterung bezieht sich nur aus Gründen der Vereinfachung und Bequemlichkeit auf den Haupt-Luminanzkanal. Dieselbe Ausführung des Schenkens ist ebenso für den Haupt-Chrominanzkanal (U, V) wirksam.
Es sollte natürlich verständlich sein, daß das Schwenken des Haupt- Videosignals nur dann Sinn ergibt, wenn das Hauptbild beschnitten ist, von einer Komprimierung in dem Modus mit Bildern nebeneinander oder einer Expandierung in dem Zoom-Modus. Die Wirkung des horizontalen Schwenkens ist in Fig. 17 dargestellt. Das Schwenken auf die Mitte des Bildes zeigt den größten Teil des Mannes und den größten Teil des Dinosauriers, wobei etwas an der rechten Seite des Bildes und etwas an der linken Seite des Bildes abgeschnitten ist. Das Schwenken nach rechts zeigt den größten Teil des Dinosauriers und nicht viel mehr als das hintere Bein des Mannes. Das Schwenken nach links zeigt den größten Teil des Mannes und den größten Teil des Körpers des Dinosauriers, jedoch nicht dessen Schwanz.
Die FIFOs in dem Haupt-Signalweg enthalten unabhängige Schreib- und Lese-Freigabsignale. Das macht es möglich, unabhängig voneinander sowohl zu steuern, welcher Teil des Videosignals in dem Speicher gespeichert und wann er wiedergegeben wird. Im allgemeinen kann, wenn das Signal expandiert und beschnitten ist, das Abschneiden mit dem Schreib-Freigabesignal erfolgen. Auf diese Weise wird nur das wiederzugebende Videosignal in dem FIFO gespeichert. Darüberhinaus kann das horizontale Schwenken durch einfache Manipulation des Schreib- Freigabefensters erfolgen. Das ist der Zeitraum während der aktiven Videoperiode, während dessen, das Schreiben in das FIFO stattfinden kann. Dies ist in Fig. 18 und 19 (a) - 19(c) dargestellt. Fig. 18 zeigt ein gezoomtes Videosignal, zum Beispiel entsprechend dem Bild in Fig. 17. Das Videosignal soll keine tatsächliche Kurvenform darstellen. Fig. 19(a) zeigt ein Schreib- Freigabefenster in einer zeitlichen Lage für ein horizontales Schwenken nach rechts. Fig. 19(b) zeigt ein Schreib-Freigabefenster in einer zeitlichen Lage für ein horizontales Schwenken in die Mitte. Fig. 19(c) zeigt ein Schreib- Freigabefenster in einer zeitlichen Lage für ein horizontales Schwenken nach links. Wenn das Schreiben früher freigegeben wird, ist die Wirkung ähnlich einer nach links schwenkenden Kamera, was den Anschein erweckt, daß das wiedergegebene Videosignal zur rechten Seite der Wiedergabeeinheit verschoben wird. Wenn im Gegensatz dazu das Schreiben später freigegeben wird, ist die Wirkung ähnlich einer nach rechts schwenkenden Kamera, was das Bild so erscheinen läßt, als wenn es zur linken Seite der Wiedergabeeinheit verschoben wird.
Wenn das Signal komprimiert und beschnitten ist, kann das Beschneiden mit dem Schreib-Freigabesignal oder mit der in Fig. 6 dargestellten Ausgangs- MUX-Steuerschaltung 321 erfolgen. Im Modus mit Bildern nebeneinander würde das Beschneiden durch ein Umschalten auf den zusätzlichen Kanal erfolgen. Das Schwenken des Hauptsignals kann jedoch weiterhin durch Manipulation des Schreib-Freigabefensters erfolgen, wie es oben beschrieben wurde.
Abhängig von der wiedergegebenen Lage des Haupt-Videosignals und dem Betrag der horizontalen Überabtastung der Wiedergabeeinheit kann ein begrenzter Betrag eines horizontalen Schwenkens durch Manipulation des Schreib-Freigabefensters oder eine Kombination der Lese- und Schreib- Freigabefenster erfolgen. Jedoch sollte eine Manipulation des Schreib- Freigabefensters ausreichend sein, wenn das Lese-Freigabefenster die richtige Lage hat.

Claims

1. System zum horizontalen Schwenken für ein Fernsehgerät, enthaltend:

Mittel (244) mit einem breiten Wiedergabeformat zur Wiedergabe eines verarbeiteten Videosignals, gekennzeichnet durch

Signal-Verarbeitungsmittel (304) zum Erzeugen des verarbeiteten Videosignals durch Manipulation der Daten in wenigstens einem ein Bild darstellenden Eingangsvideosignal (Y MN), wobei die Signal- Verarbeitungsmittel Speichermittel (356) mit asynchronen Schreib- und Lesanschlüssen zum wahlweisen Beschneiden des Bildes in wenigstens einem Wiedergabemodus aufweisen, in dem ein erster Bereich des Bildes abgeschnitten und ein zweiter Bereich des Bildes in dem verarbeiteten Videosignal dargestellt wird, und

Mittel (339) zum Erzeugen von Schreib-Steuersignalen (WR EN MN Y, WR EN MN UV) für die Speichermittel (356), wobei die Schreib- Steuersignale eine wählbare Phase relativ zu einer Synchronisierkomponente des wenigstens einen Eingangs-Videosignals und wählbare Zeitdauerwerte aufweisen zum Beschneiden des Bildes zum Bilden des zweiten Bereiches in dem wenigstens einen Wiedergabemodus.

2. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Signal- Verarbeitungsmittel (304) folgendes enthalten:

einen Signal-Verarbeitungsweg mit einem Interpolator (337) und einem Zeilenspeicher (356) und

Mittel (323, 331, 336) zum wirkungsmäßigen Vertauschen des Interpolators und des Zeilenspeichers in dem Weg zum wahlweisen Komprimieren und Expandieren der Daten.

3. System nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Zeilenspeicher (350) eine FIFO (first in first out)-Einheit ist.

4. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel zum Erzeugen der Steuersignale einen Mikroprozessor (310) enthalten.

5. System nach Anspruch 4, enthaltend Mittel zum Fernbedienen des Mikroprozessors.

6. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Wiedergabemittel (244) eine bestimmte Größe aufweisen und der wenigstens eine Wiedergabemodus einen ersten Wiedergabemodus aufweist, in dem das Bild vergrößert und beschnitten wird, und daß der zweiten Bereich einen vergrößerten Teil des Bildes entsprechend der bestimmten Größe darstellt, und einen zweiten Wiedergabemodus aufweist, in dem das Bild beschnitten wird, um einen Teil der Wiedergabemittel auszufüllen, der kleiner ist als die bestimmte Größe.

7. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Wiedergabemittel (244) eine Kathodenstrahlröhre mit Direktbetrachtung enthalten.

8. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Wiedergabemittel (244) eine Projektions-Kathodenstrahlröhre enthalten.

9. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Wiedergabemittel (244) eine Flüssigkristall-Wiedergabeeinheit enthalten.

10. System zum horizontalen Schwenken für ein Fernsehgerät, enthaltend:

Wiedergabemittel (244) mit einem breiten Wiedergabeformat und mit einer bestimmten Größe zur Wiedergabe eines verarbeiteten Videosignals, gekennzeichnet durch

Signal-Verarbeitungsmittel (304) mit Speichermitteln (356) zum Erzeugen des verarbeiteten Videosignals durch wahlweises Beschneiden eines Bildes, das durch die Daten in wenigstens einem Eingangs-Videosignal (YMN) dargestellt wird, zum Bestimmen einer Teilmenge des Bildes zur Durchführung mehrerer Wiedergabemodi, enthaltend einen ersten Wiedergabemodus, in dem das Bild vergrößert und beschnitten wird, wobei die Teilmenge einen vergrößerten Teil des der bestimmten Größe entsprechenden Bildes darstellt und enthaltend einen zweiten Wiedergabemodus, in dem das Bild beschnitten wird, wobei die Teilmenge einen Teil der Wiedergabemittel ausfüllt, der kleiner ist als die bestimmte Größe, und

einen Mikroprozessor (310) zum Liefern von Steuersignalen, enthaltend Schreib-Steuersignale für die Speichermittel, zu den Signal- Verarbeitungsmitteln, wobei die Steuersignale wählbare Phasenlagen relativ zu einer Synchronisierkomponente des wenigstens einen Videosignals und eine wählbare Zeitdauer haben, zum Bestimmen, welche Teilmenge des Bildes in dem verarbeiteten Videosignal dargestellt wird, wenn nicht das gesamte Bild in dem verarbeiteten Videosignal dargestellt wird.

11. System nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Mikroprozessor (310) aufgrund von Befehlen von dem Benutzer wählt, welcher Teil des Bildes die Teilmenge bildet.

12. System nach Anspruch 1, wobei die Signal-Verarbeitungsmittel (304) das verarbeitete Videosignal durch Vergrößerung des Bildes erzeugen, um einen Bereich auszufüllen, der größer ist als die Wiedergabemittel, und zum horizontalen Beschneiden des Bildes, gekennzeichnet durch Steuermittel (310, 339, 356) für das Schwenken zum Auswählen verschiedener Teile des Bildes zum Bilden des verarbeiteten Videosignals, wobei die Wiedergabemittel (244) horizontal über das vergrößerte Bild schwenken, wenn die verschiedenen Teile ausgewählt werden.

13. System nach Anspruch 1, enthaltend:

Mittel (20) zum Empfangen eines ersten und eines zweiten Eingangs- Videosignals (Y MN, Y AUX), die das erste beziehungsweise das zweite Bild darstellen,

dadurch gekennzeichnet, daß die Signal-Verarbeitungsmittel Mittel (354, 356) zum horizontalen Beschneiden des ersten und des zweiten Bildes und Mittel (312) zum Kombinieren des ersten und des zweiten beschnittenen Bildes für eine Wiedergabe nebeneinander auf den Wiedergabemitteln enthalten, gekennzeichnet durch

Steuermittel (310) zum Auswählen verschiedener Teile des ersten bzw. des zweiten Bildes für eine Kombination miteinander, wobei jede seitliche Hälfte der Wiedergabemittel horizontal über das erste und das zweite Bild schwenkt, wenn die verschiedenen jeweiligen Teile ausgewählt werden.