DE69512659T2 - Bildschirmanzeigevorrichtung für system zum verarbeiten eines digitalen videosignals - Google Patents

Description

• Die vorliegende Anmeldung bezieht sich auf die US-Patentanmeldung mit der Serial Number RCA 87,686, veröffentlicht als WO-A-9535626 am 28.12.95, mit dem Titel "On Screen Display Arrangement for a Digital Video Signal Processing System", angemeldet auf den Namen von B. W. Beyers, Junior, am selben Tage wie die vorliegende Anmeldung und auf denselben Anmelder.
• Die Erfindung betrifft eine Bildschirmanzeigevorrichtung (OSD = on screen display) für ein System zum Verarbeiten eines digitalen Videosignals.
• Bildschirmanzeige- oder sogenannte OSD-Vorrichtungen, wie sie in Video-Verarbeitungssytemen angewendet werden, enthalten ein Schalt (oder "Multiplexing")- Netzwerk zur Umschaltung zwischen Schriftbilder darstellenden Signalen und normalen Videosignalen, so daß ein Schriftbild auf dem Bildschirm einer Bildwiedergabeeinheit entweder anstelle des durch die Videosignale dargestellten Bildes oder zusammen mit dem Bild (eingefügt in das Bild) wiedergegeben werden kann. Das Schriftbild kann die Form von alphanumerischen Symbolen oder Bildgraphiken aufweisen und kann dazu dienen, Zustandsinformationen anzuzeigen, wie zum Beispiel Kanalziffern oder die Zeit oder Bedienungshinweise.
• In einer OSD-Vorrichtung zur Anwendung in einem System zum Verarbeiten eines analogen Videosignals arbeitet das Multiplexnetzwerk im allgemeinen derart, daß es in Werten entsprechend der gewünschten Intensität der jeweiligen Zeile des Schriftbildes zu einer Zeit umschaltet, während der die Schriftbildteile wiedergegeben werden sollen. In einer derartigen Anordnung haben die das Schriftbild darstellenden Signale die Form von Taktimpulsen, die jeweils dann auftreten, wenn die Schriftbildteile wiedergegeben werden sollen, und dienen zur Steuerung des Multiplexnetzwerks. Eine derartige analoge OSD-Anordnung kann auch in einem System zum Verarbeiten eines digitalen Videosignals eingesetzt werden, erfordert jedoch, daß die Videosignale zunächst in eine analoge Form umgesetzt werden. Während Systeme zum Verarbeiten eines digitalen Videosignals im allgemeinen einen Digital/Analog-Konverterbereich enthalten, in dem die digitalen Videosignale in eine analoge Form umgesetzt werden, könnte es für die OSD- Vorrichtung kostengünstiger sein, wenn sie als ein integrierter Bestandteil in dem Verarbeitungsbereich für das digitale Videosignal enthalten ist.
• Das Dokument WO93/21623 betrifft einen Aufbau für einen Vollbild-Pufferspeicher zum Speichern und Wiedergeben von Schrift- und Videodaten, indem die Schrift- und Videodaten jeweils gemäß einem ersten und einem zweiten Datenformat gespeichert werden.
• Die Erfindung betrifft eine digitale OSD-Vorrichtung für ein System zum Verarbeiten eines digitalen Videosignals und insbesondere eine Vorrichtung für ein System zum Verarbeiten eines digitalen Videosignals, in dem die digitalen Videosignale die Bildinformationen in komprimierter Form darstellen.
• Im einzelnen betrifft die Erfindung eine OSD-Vorrichtung für ein System zum Verarbeiten eines digitalen Videosignals mit einer Quelle für eine Folge von digitalen Wörtern, die jeweiligen Komponenten eines Videobildes darstellen. Die die Videobildkomponente darstellenden digitalen Wörter sind in Gruppen organisiert, die in einer komprimierten Form mehr als einem Bildelement entsprechen. Zum Beispiel können die Gruppen zwei Bildelementen entsprechen und erste und zweite Luminanzkomponenten enthalten, die jeweils einem von zwei Bildelementen und zwei Farbdifferenzsignalen entsprechen, die jedem der Bildelemente entsprechen. Ein Speicher speichert digitale Wörter, die jeweiligen Komponenten eines Schriftbildes entsprechen. Die die Schriftbildkomponente darstellenden digitalen Wörter sind in Gruppen organisiert, die in einer nicht-komprimierten Form jeweiligen Bildelementen entsprechen. Zum Beispiel können die Gruppen die Luminanz und ein Paar von Farbdifferenzkomponenten entsprechend den jeweiligen Bildelementen enthalten. Ein Konverter konvertiert die in dem Speicher gespeicherten, die Schrift darstellenden Bildgruppen in neue Gruppen von das Schriftbild darstellenden Gruppen, die dieselbe Form haben wie die das Videobild darstellenden Gruppen, um es zu ermöglichen, die das Videobild darstellenden Gruppen und die das Schriftbild darstellenden Gruppen zu multiplexen. Zum Beispiel erzeugt der Konverter neue, die Schrift darstellende Gruppen, die erste und zweite Luminanzkomponenten entsprechend jeweils einem der beiden Bildelemente und ein Paar von Farbdifferenzsignalen entsprechend jedem der beiden Bildelemente enthalten. Ein Multiplexer wählt entweder die das Videobild darstellenden Gruppen oder die das Schriftbild darstellenden Gruppen aus, um eine resultierende Folge von das Bild darstellenden Gruppen zu erzeugen.
• Genau gesagt, betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zum Verarbeiten eines Videosignals gemäß Anspruch 1 und ein Verfahren zum Verarbeiten eines Videosignals gemäß Anspruch 8.
• Diese und andere Aspekte der Erfindung werden anhand der beigefügten Zeichnungen erläutert. In den Zeichnungen zeigen:
• Fig. 1 ein Blockschaltbild eines digitalen Satelliten-Fernsehsystems mit einem Verarbeitungsbereich für ein digitales Signal, enthaltend eine digitale OSD- Vorrichtung als integrierter Bestandteil gemäß einem Aspekt der Erfindung,
• Fig. 2 ein Blockschaltbild und Einzelheiten des Verarbeitungsbereichs für das digitale Videosignal des in Fig. 1 dargestellten digitalen Satelliten-Fernsehsystems und
• Fig. 3 ein Blockschaltbild eines in der in Fig. 2 dargestellten OSD-Vorrichtung angewendeten Konverters.
• In dem in Fig. 1 dargestellten Satelliten-Fernsehsystem sendet ein Sender 1 mit einer zugehörigen Sendeantenne 3 Fernsehsignale mit Video- und Audiokomponenten zu einem Satelliten 5 in einer geostationären Erdumlaufbahn. Der Satellit 5 empfängt die von dem Sender 1 gesendeten Fernsehsignale und sendet sie zu der Erde zurück. Die von dem Satelliten 5 gesendeten Fernsehsignale werden von einer Antennenanordnung oder sogenannten "outdoor unit" (Einheit außerhalb des Hauses) 7 empfangen. Die Antennenanordnung 7 enthält eine schüsselähnliche Antenne 9 und einen Frequenzumsetzer 11. Die Antenne 9 richtet die von dem Satelliten 5 übertragenen Fernsehsignale zu dem Frequenzumsetzer 11, der die Frequenzen aller empfangenen Fernsehsignale auf jeweils niedrigere Frequenzen umsetzt. Der Frequenzumsetzer 11 wird oft als ein "Blockkonverter" bezeichnet, da er das Frequenzband aller empfangenen Fernsehsignale als einen Block umsetzt.
• Die von dem Blockkonverter 11 erzeugten Fernsehsignale werden über ein Koaxialkabel 13 einem Satellitenempfänger 15 zugeführt. Der Satellitenempfänger 15 wird oftmals als sogenannte "indoor unit" (Einheit innerhalb des Hauses) bezeichnet, da er innerhalb eines Hauses oder einer Wohnung liegt. Der Satellitenempfänger 15 bewirkt die Abstimmung, die Demodulation und andere Vorgänge für das empfangene Fernsehsignal, wie später im Detail beschrieben wird, und erzeugt Video- und Audiosignale mit einer Norm (NTSC, PAL oder SECAM), die für die Verarbeitung durch einen konventionellen Fernsehempfänger 17 geeignet ist, dem sie zugeführt werden. Der Fernsehempfänger 17 erzeugt ein Bild auf einem Wiedergabeschirm 19 aufgrund des Videosignals und eine Tonwiedergabe durch Lautsprecher 21a und 21b aufgrund der Audiosignale.
• Das in Fig. 1 dargestellte Satelliten-Fernsehsystem ist ein digitales Fernseh- Satellitensystem, in dem die Fernsehinformationen in komprimierter Form entsprechend einer vorbestimmten digitalen Komprimiernorm wie MPEG übertragen werden. MPEG ist eine internationale Norm für die kodierte Darstellung von bewegten Bildern und zugehörigen Audioinformationen und wurde durch die Motion Pictures Expert Group entwickelt.
• In dem Sender 1 werden die analogen Videosignale und die analogen Audiosignale in jeweilige digitale Signale umgesetzt. Die digitalen Video- und Audiosignale werden gemäß der MPEG-Komprimier- und Kodiernorm komprimiert und kodiert. Das resultierende, kodierte, digitale Signal hat die Form einer Reihe oder eines Stroms von Paketen, die jeweiligen Video- und Audiokomponenten entsprechen. Der Typ des Pakets wird durch einen sogenannten Header (Kopfsignal)-Kode identifiziert. Pakete für die Steuerung und andere Daten können ebenfalls dem Datenstrom hinzugefügt werden.
• In der MPEG-Norm werden die Videoinformationen in der Form einer Luminanzkomponente (Y) und zwei Farbdifferenzkomponenten (U und V) übertragen. Zum Beispiel kann die erste Farbdifferenzkomponente die Differenz zwischen der roten Bildinformation und der Luminanzbildinformation (R-Y) und die zweite Farbdifferenzkomponente die Differenz zwischen der blauen Bildinformation und der Luminanzbildinformation (B-Y) enthalten. Zusätzlich werden die Farbinformationen komprimiert, weil die beiden Farbdifferenzkomponenten mehr als einem Bildelement entsprechen. Die Anwendung von Farbdifferenzkomponenten und die Aufteilung der Farbdifferenzkomponenten zwischen den Bildelementen verringern die Übertragungsbandbreite.
• Vorwärts-Fehlerkorrektur (FEC = forward error correction)-Daten werden den Paketen hinzugefügt, um eine Fehlerkorrektur aufgrund von Störungen innerhalb des Übertragungsweges zu ermöglichen. Es können sowohl der bekannte Viterbi- als auch der Reed-Solomon-Typ einer Vorwärts-Fehlerkorrektur-Kodierung vorteilhaft angewendet werden. Die digitalen Informationen, die sich aus der Komprimierung, der Kodierung und der Fehlerkorrektur ergeben, werden einem Träger in einer Weise aufmoduliert, die auf dem Gebiet der digitalen Übertragung als sogenannte QPSK (Quaternary Phase Shift Keying)-Modulation bekannt ist.
• Der Satellitenempfänger 15 enthält einen Tuner 1501 mit einem (nicht dargestellten) Überlagerungsoszillator und einem Mischer zur Auswahl des jeweiligen Trägersignals aus der Vielzahl der von der Antennenanordnung 7 empfangenen Signale und zum Umsetzen der Frequenz des ausgewählten Trägers auf eine niedrigere Frequenz zur Bildung eines Zwischenfrequenz (ZF)-Signals. Das ZF- Signal wird durch einen QPSK-Demodulator 1503 demoduliert, um ein demoduliertes digitales Signal zu erzeugen. Ein FEC-Dekoder 1505 dekodiert die in dem demodulierten digitalen Signal enthaltenen Fehlerkorrekturdaten und korrigiert durch die Fehlerkorrekturdaten die demodulierten Pakete, die die Video- und Audio- und andere Informationen darstellen. Zum Beispiel kann der FEC-Dekoder 1505 gemäß dem Viterbi- und Reed-Solomon-Fehlerkorrekturalgorithmus arbeiten, wenn in dem Sender 1 eine Viterbi- und Reed-Solomon-Fehlerkorrekturkodierung angewendet wird. Der Tuner 150', der QPSK-Demodulator 1503 und der FEC-Dekoder 1505 können in einer Baueinheit enthalten sein, die von Hughes Network Systems of Germantown, Maryland oder von Comstream Corp. San Diego California verfügbar ist.
• Eine Transporteinheit 1507 ist ein Demultiplexer, der die Videopakete des fehlerkorrigierten Signales einem Videodekoder 1509 und die Audiopakete einem Audiodekoder 1511 über einen Datenbus entsprechend den in den Paketen enthaltenen Header-Informationen zuführt.
• Der Videodekoder 1509 arbeitet mit einem Speicher mit Zufallszugriff, einem sogenannten RAM 513, zusammen, zum Beispiel in der Form eines dynamischen RAM (DRAM), und dekodiert und dekomprimiert oder expandiert die Videopakete zum Bilden eines Stroms oder einer Folge von digitalen Wörtern, die die jeweilige Luminanz (Y)- und Farbdifferenz (U und V)-Komponenten darstellen. Die Folge der die Videokomponente darstellenden digitalen Wörter wird einem Fernsehkoder 1515 zugeführt, der die die Komponente darstellenden digitalen Wörter in eine Folge von digitalen Wörtern umsetzt, die die Luminanzinformationen (Y) darstellen, und in eine Folge von digitalen Wörtern umsetzt, die den Chrominanzinformationen (C) entsprechend dem Zeilen- und Halbbild-Rasterabtastformat einer konventionellen Fernsehnorm wie NTSC, PAL oder SECAM entsprechen. Der Fernsehsignal-Koder 1515 erzeugt zeilenfrequente (H) und halbbildfrequente (V) Signale und ein Taktsignal (P) für ein Bildelement (Pixel), die einem Videodekoder 1509 zugeführt werden und die die Komponente darstellende Folge von digitalen Wörtern synchronisiert. Die die Luminanz und die Chrominanz darstellenden digitalen Wörter werden durch jeweilige Bereiche eines Digital/Analog-Konverters (DAC) 1517 in analoge Luminanz- und Chrominanzsignale umgesetzt.
• Der Audiodekoder 1511 dekodiert und dekomprimiert oder expandiert die Audiopakete, und das resultierende digitale Audiosignal wird durch einen DAC 1519 in ein analoges Basisband-Audiosignal umgesetzt. Wenngleich in Fig. 1 nur ein einziger Audiokanal dargestellt ist, wird angenommen, daß in der Praxis einer oder mehrere zusätzliche Audiokanäle, zum Beispiel für eine Stereowiedergabe, vorgesehen sein können, wie es durch die Lautsprecher 21a und 21b dargestellt ist.
• Das analoge Videosignal und das analoge Audiosignal im Basisband werden über entsprechende Basisbandleitungen dem Fernsehempfänger 17 zugeführt. Das analoge Videosignal und das analoge Audiosignal im Basisband werden außerdem einem Modulator 1521 zugeführt, der die analogen Signale entsprechend einer konventionellen Fernsehnorm wie NTSC, PAL oder SECAM auf einen Hochfrequenz (HF)-Träger moduliert und sie dem Antenneneingang eines Fernsehempfängers ohne Basisband-Eingänge zuführt.
• Ein Mikroprozessor 1523 liefert Steuerdaten für die Frequenzwahl an den Tuner 1501 zur Steuerung des Betriebs des Tuners 1501 für die Abstimmung auf einen durch den Benutzer gewählten Kanal. Der Mikroprozessor 1523 arbeitet außerdem mit dem Transportprozessor 1507 zusammen und bewirkt das Weiterleiten der Datenpakete. Der Mikroprozessor 1523 liefert über einen Steuerbus zusätzlich Steuerdaten an den Videodekoder 1509 und den Audiodekoder 1511.
• Weiterhin erzeugt der Mikroprozessor 1523 Steuerdaten zur Bildung von Schriftbildern, wie alphanumerische Schriftzeichen und/oder Bildgraphiken, die zum Beispiel Informationen über den Zustand und Bedienungsanleitungen darstellen, die auf dem Schirm 19 des Fernsehempfängers 17 wiedergegeben werden sollen. Die Schriftdaten bestimmen die Farbe und die Lage jedes Bildelements (Pixel) der Schriften, die dargestellt werden sollen. Die Schriftdaten bilden eine Abbildung Pixel für Pixel oder sogenannte "bit map" des Schriftbildes.
• In vorteilhafter Weise ist der übrige Teil der Bildwiedergabe (OSD)-Anordnung in dem Videodekoder 1509 integriert und dem Video-RAM 1513 zugeordnet, die in erster Linie für die Dekodierung und Dekomprimeirung oder Expandierung der Video-Datenpakete verwendet werden. Die Schriftdaten werden über den Steuerbus dem Videodekoder 1509 zugeführt. Als ein Ergebnis der aufgeteilten Anwendung des Videodekoders 1509 und des zugehörigen Video-RAM 1513 wird eine getrennte OSD-Anordnung nicht benötigt. Einzelheiten der OSD-Anordnung werden anhand der Fig. 2 beschrieben.
• Der Videodekoder 1509 ist in einer einzigen integrierten Schaltung (IC) enthalten. Ähnliche ICs für die Dekodierung und Dekomprimierung des Videosignals, mit Ausnahme der später beschriebenen OSD-Mittel, sind handelsüblich. Zum Beispiel ist ein MPEG-Dekodier- und Dekomprimier-Icmit der Bauteilnummer ST3240, von SGS Thomson of France verfügbar. Wenngleich die Einzelheiten der Teile des Videodekoders 1509 bezüglich der Dekodierung und Dekomprimierung der Video- Datenpakete für das Verständnis der OSD-Mittel nicht notwendig sind, ist die folgende Kurzbeschreibung dieser Teile hilfreich.
• Der Videodekoder 1509 enthält einen FIFO (first in, first out)-Pufferspeicher 1509-1, der auf Anforderung Video-Datenpakete in relativ kleinen Segmenten von dem Transprotprozessor 1507 empfängt und sie in relativ größeren Segmenten über eine Speicher-Steuereinheit 1509-3 einem Bereich 1513-1 des RAM 1513 zuführt, der für die Dekodierung und die Dekomprimierung reserviert ist. Das Video-RAM 1513 wird unter Steuerung durch die Speicher-Steuereinheit 1509-3 adressiert. Der Bereich 1513-1 des RAM 1513 für die Dekodierung und Dekomprimierung enthält einen Raten-Pufferbereich 1513-1-3 zum Speichern der empfangenen Video-Datenpakete und einen Bereich 1513-1-2 für eine Vollbildspeicherung zum Speichern von Vollbildern der Videoinformationen während der Dekodierung und der Dekomprimierung. Eine Video-Bildwiedergabeeinheit 1509-5 dekodiert und dekomprimiert die gespeicherten Video-Datenpakete und bildet die Folge von die Video-Bildkomponente darstellenden digitalen Wörtern (Y, U, V). Zu diesem Zweck fordert die Video-Wiedergabeeinheit 1509-5 Daten von dem Dekodier- und Dekomprimier-Bereich 1513-1 des Video-RAM 1513 in der benötigten Weise über eine Speicher-Steuereinheit 1509-3 an. Die Erzeugung der die Komponente darstellenden digitalen Wörter ist mit dem durch den Fernsehsignal-Koder 1515 erzeugten Signalen mit der Halbbildfrequenz (V), der Zeilenfrequenz (H) und der Pixelfrequenz (PC) synchronisiert. Durch den Mikroprozessor 1523 erzeugte Steuerdaten werden durch eine Mikroprozessor-Schnittstelleneinheit 1509-7 empfangen und über einen internen Steuerbus verschiedenen Teilen des Videodekoders 1509 zugeführt.
• Die Anzahl an Bits, die in den die Video-Bildkomponente darstellenden digitalen Wörtern enthalten sind, bestimmt die Zahl von möglichen Pegeln und somit die Auflösung der jeweiligen Komponenten. Für Wörter mit n Bit gibt es 2n mögliche Werte entsprechend den 2n möglichen binären Zuständen. Als Beispiel enthält in der vorliegenden Ausführungsform das die Video-Bildkomponente darstellende Wort acht Bit, und daher kann jede Komponente 28 oder 256 mögliche Werte aufweisen. Die Folge der die Videobildkomponente darstellenden digitalen Wörter ist in Gruppen von Komponenten organisiert, in denen jede Gruppe mehreren Pixeln in einer unterabgetasteten oder komprimierten Form entspricht: Im einzelnen entsprechen in der vorliegenden Ausführungsform die das Videobild darstellenden Gruppen zwei Pixeln, von denen jedes ein erstes, die Luminanz darstellendes digitales Wort (Y1) entsprechend einem ersten Pixel; ein zweites, die Luminanz darstellendes digitales Wort (Y2) entsprechend einem zweiten Pixel und ein einziges Paar von die Farbdifferenz darstellenden digitalen Wörtern (U1,2 und V1,2) entsprechend dem ersten und dem zweiten Pixel enthält. Dies wurde auf dem Gebiet der digitalen Videosignalverarbeitung mit "4 : 2 : 2"-Format bezeichnet. Die Unterabtastung oder die Komprimierung der Farbdifferenzsignale bezieht sich auf die Komprimierung der Bilddaten, die in dem Sender 1 zur Verringerung der Übertragunsbandbreite erfolgt. Im einzelnen sind die übertragenen Bilddaten so organisiert, wie es als 4 : 2 : 0 Format, bekannt ist, in dem die das Bild darstellenden Wörter vier Pixeln entsprechen, in denen vier die Luminanz darstellende Wörter entsprechend zu jeweiligen Pixeln von vier Pixeln und ein einziges Paar von die Farbdifferenz darstellenden Wörtern entsprechend jedem der vier Pixel vorliegen. Die 4 : 2 : 0, das Bild darstellenden Gruppen werden durch Interpolation in der Videowiedergabeeinheit 1509-5 in 4 : 2 : 2, das Bild darstellende Gruppen umgesetzt. Ein vollständiger Satz (4 : 4 : 4) von Komponenten für jedes Pixel wird durch Interpolation in dem Fernsehsignal-Koder 1515 erzeugt.
• Der OSD-Teil des Videodekoders 1509 enthält eine OSD-Steuereinheit 1509-9, die mit einem OSD-Bereich 1513-3 des Video-RAM 1513 zusammenarbeitet. Die durch den Mikroprozessor 1523 erzeugte, die Schriften darstellende bit-map ist über eine Mikroprozessor-Schnittstelleneinheit 1509-7 und eine Speicher-Steuereinheit 1509-3 für eine Speicherung mit dem OSD-Bereich 1513-3 des RAM 1513 verbunden. Für jedes Pixel des Schriftbildes gibt es ein digitales Wort, das eine Farbe für dieses Pixel darstellt. Die Anzahl an Bits, die in den die Farbe darstellenden digitalen Wörtern enthalten sind, bestimmt, wieviele unterschiedliche Farben jedes Pixel haben kann. Wenn die die Farbe darstellenden Wörter n Bit enthalten, kann jedes Pixel jede von 2n Farben aufweisen, entsprechend den 2n möglichen binären Zuständen des Farbwortes mit n Bit. Beispielsweise enthalten in der vorliegenden Ausführungsform die die Farbe darstellenden Wörter zwei Bit. Daher kann jedes Schriftpixel jede von vier Farben aufweisen entsprechend den vier möglichen binären Zuständen (00, 01, 10 und 11) des Farbwortes mit zwei Bit. Die Farbinformation für das Pixel ist in einer Komponentenform organisiert, in der es für jedes Farbwort eine einzige Gruppe von die Komponente darstellenden digitalen Wörtern gibt. Die Komponenten sind dieselben wie die Komponenten, die für die Übertragung der Videobildinformationen benutzt werden, nämlich Luminanz (Y) und ein Paar von Farbdifferenzsignalen (U und V). Die Wahl derselben Komponenten für die Videobilder und die Schriftbilder vereinfacht die OSD-Anordnung, da eine Umsetzung von einem Satz von Komponenten in einen anderen nicht erforderlich ist. Zum Beispiel besteht in der vorliegenden Ausführungsform mit Farbwörtern mit zwei Bit die folgende Beziehung zwischen den die Farbe darstellenden digitalen Wärtern und den die Gruppen von Komponenten darstellenden digitalen Wörtern:
Farbe Komponentengruppe
• 00 YA, UA, VA
• 01 YB, UB, VB
• 10 YC, UC, VC
• 11 YD, UD, VD
• Die aktuelle Farbe (dargestellt durch die Indices A, B, C und D in der Tabelle) eines Schriftpixel ist abhängig von dem Wert, der durch die die Komponente darstellenden digitalen Wörtern der jeweiligen Gruppe dargestellt wird. Beispielsweise enthalten in der vorliegenden Ausführungsform die die Schriftbildkomponente darstellenden Wörter jedes vier Bit. Die die Komponente darstellenden Wörter mit vier Bit liefern 16 mögliche Werte für jede Komponente. Die vier Bit stellen die höchstwertigen Bit (most significant bits) eines Wortes mit acht Bit dar, das möglicherweise durch die OSD-Wiedergabeeinheit 1509-9 gebildet wird, wie später noch beschrieben wird.
• Die die Schriftbildkomponente darstellenden Wörter werden einem OSD-Bereich 1513-3 des RAM 1513 zugeführt und dort von dem Mikroprozessor 1523 in Komponentengruppen gespeichert, wie es in der Tabelle in der Form eines Header für die bit-map dargestellt ist. In der vorliegenden Ausführungsform, in der jedes eine graphische Bildkomponente darstellende digitale Wort vier Bit enthält, enthält jede Gruppe 12 Bit. Die Farben eines Schriftbildes können durch Änderung der vier Bit von einem oder mehreren die Komponente darstellende Wörtern des Headers geändert werden, abhängig von dem Aufbau des wiederzugebenden Schriftbildes.
• Die OSD-Wiedergabeeinheit 1509-9 bewirkt, daß die bit-map aus dem OSD-Bereich 1313-3 des RAM 1513 gelesen wird, und setzt das die Farbe darstellende Wort für jedes Pixel in die die entsprechende Komponente darstellende Gruppe von dem Header um. Zu diesem Zweck fordert die OSD-Wiedergabeeinheit 1509-9, wie erforderlich, über die Speicher-Steuereinheit 1509-3 Daten von dem OSD-Bereich 1513-3 an. Da in der vorliegenden Ausführungsform die die Schriftbildkomponente darstellenden Wörter nur vier Bit enthalten, während die das Videobild darstellenden Wörter acht Bit enthalten, setzt die OSD-Wiedergabeeinheit 1509-9 die die Schriftbildkomponente darstellenden Wörter mit vier Bit in Wörter mit acht Bit um, indem lediglich vier binäre "0" als die letzten vier geringstwertigen Bit zu den Wörtern mit vier Bit hinzugefügt werden. Die Erzeugung der die Schriftbildkomponente darstellenden digitalen Wörter durch die OSD-Wiedergabeeinheit 1509-9 ist ebenfalls mit halbbildfrequenten (V), zeilenfrequenten (H) und pixelfrequenten (PC) Signalen synchronisiert, die durch den Fernsehsignal-Koder 1515 erzeugt werden. Wie oben erwähnt, stellen die durch die Videobild-Wiedergabeeinheit 1509-5 erzeugten, die Videobildkomponente darstellenden Gruppen die Videobildinformationen in einer komprimierten Form dar, in der es für jedes zweite Pixel jeweils zwei die Luminanz darstellende Wörter und ein Paar von die Farbdifferenz darstellenden Wörtern in einem sogenannten Format 4 : 2 : 2 gibt. Andererseits stellen die die Schriftbildkomponente darstellenden Gruppen, die in dem OSD-Bereich 1513-3 des RAM 1512 gespeichert und durch die OSD- Wiedergabeeinheit 1509-9 erzeugt werden, die Schriftbildinformationen in einer nicht-komprimierten Form dar, in der es für jedes Pixel ein die Luminanz darstellendes Wort und ein Paar von die Farbdifferenz darstellenden Wörtern gibt (oder es gibt für jedes zweite Pixel zwei die Luminanz darstellende Wörter und zwei jeweilige Paare von die Farbdifferenz darstellenden Wörtern). Das letztgenannte, nicht-komprimierte Format wurde auf dem Gebiet der Verarbeitung von digitalen Videosignalen als das Format "4 : 4 : 4" bekannt. Die 4 : 4 : 4 Schriftbildfolge ist erwünscht, da sie ermöglicht, daß soviele Farben wie möglich mit einer bestimmten Zahl an Bit definiert werden können, da eine einzige Luminanzkomponente und zwei einzelne Farbdifferenzkomponente für jedes Pixel der Graphiken vorgesehen sind. Jedoch ist die 4 : 4 : 4 Schriftbild-Folge nicht kompatibel mit der 4 : 2 : 2 Videobildfolge und kann nicht ohne weiteres damit gemultiplext werden, um so ein Schriftbild in ein Videobild einzublenden.
• Zur Lösung dieses Problems enthält der Videodekoder 1509 einen OSD-Konverter 1509-11 zum Umsetzen der für die Schriftbildkomponenten anwendete 4 : 4 : 4 Folge auf die für die Videobildkomponenten anwendeten 4 : 2 : 2 Folge. Wie in Fig. 2 bildlich dargestellt, wählt der Konverter 1509-11 für jedes zweite Schriftpixel das Paar der Farbdifferenzkomponenten für das erste Pixel aus und unterdrückt das Paar für das zweite Pixel. Wie in Fig. 3 dargestellt, kann der OSD-Konverter 1509-11 einen Zwischenspeicher, ein sogenanntes Latch 1509-11-1, zum Speichern von zwei Gruppen von die Schriftbildkomponente darstellenden Wörtern und einen Multiplexer 1509-11-3 enthalten, der die geeigneten, die Komponente darstellenden Wörter nacheinander aus den in dem Latch 1509-11-1 mit der Ausgangsfrequenz gespeicherten Wörtern auswählt. Es ist erwünscht, daß die Zahl der 4 : 4 : 4 Gruppen der das Schriftbild darstellenden Komponenten je Zeile eine gerade Zahl ist, da zwei der ursprünglichen 4 : 4 : 4 Schriftbildgruppen benutzt werden, um jede neue Gruppe der 4 : 2 : 2 Schriftbildgruppen zu erzeugen.
• Wenngleich die Ausgangsfolge so dargestellt ist, daß sie in der genannten Reihenfolge eine erste Luminanz (Y)-Komponente für ein erstes Pixel von zwei Pixeln, eine erste Farbdifferenzkomponente (U) für jedes der beiden Pixel und eine zweite Farbdifferenzkomponente (V) für jedes der beiden Pixel und eine zweite Luminanzkomponente für das zweite der beiden Pixel enthält, können auch andere Ausgangsfolgen angewendet werden. Zum Beispiel kann die Ausgangsfolge in der angegebenen Reihenfolge eine erste Farbdifferenzkomponente (U) für jedes der beiden Pixel, eine erste Luminanz (Y)-Komponente für ein erstes Pixel von zwei Pixeln, eine zweite Farbdifferenzkomponente (V) für jedes der beiden Pixel und eine zweite Luminanzkomponente für das zweite der beiden Pixel enthalten.
• Ein Ausgängs-Multiplexer 1509-13 wählt entweder Gruppen von die Videobildkomponente darstellenden Wörtern von der Video-Wiedergabeeinheit 1509-5 oder Gruppen von die Schriftbildkomponente darstellenden Wörtern von den OSD-Konverter 1509-11 unter Steuerung durch die OSD-Wiedergabeeinheit 1509-9 aus. In einem Betrieb nur in dem Videobildmodus wählt der Ausgangs-Multiplexer 1509-13 nur die Videobild-Gruppen aus. In einem Betrieb nur mit dem Schriftbild- Modus wählen die Ausgangs-Multiplexer 1509-13 nur die Schriftbild-Gruppen aus. In einem Betrieb mit "Überlagerungs"-Modus, bei dem das Schriftbild in ein Videobild eingeblendet ist, wählt der Ausgangs-Multiplexer 1509-13 entweder die Videobild- Gruppen oder die Schriftbild-Gruppen auf einer Basis Pixel für Pixel aus. Die 4 : 2 : 2 Ausgangsfolge der die Komponente darstellenden Wörter, die durch den Ausgangs- Multiplexer 1509-13 erzeugt wird, wird dem Fernsehsignal-Koder 1515 zugeführt.

Claims (8)

1. Videosignal-Verarbeitungsvorrichtung mit einem Multiplexer und Mitteln zum Interpolieren von Bildelementen, gekennzeichnet durch folgende Merkmale:

eine Quelle (1) einer Folge von digitalen Wörter, die jeweilige Komponenten eines Videobildes darstellen und in aufeinanderfolgenden Gruppen von Videobildern organisiert sind, wobei jede der Gruppen von Videobildern einer Zahl N an Bildelementen entspricht, wobei N größer als eins ist, und eine Zahl N von Luminanzkomponenten (Y) enthält, die jeweils einem der N Bildelementen und zwei Farbdifferenzkomponenten (U, V) entsprechen, und wobei die beiden Farbdifferenzkomponenten allen N Bildelementen entsprechen,

einen Speicher (1513) zum Speichern einer Folge von digitalen Wörtern, die jeweiligen Komponenten (Y, U, V) eines Schriftbildes entsprechen und in aufeinanderfolgenden Gruppen von Schriftbildern organisiert sind, wobei jede der Gruppen von Schriftbildern einem Bildelement entspricht und eine dem Bildelement entsprechende, Luminanzkomponente (Y) und zwei Farbdifferenzkomponenten enthält,

einen mit dem Speicher verbunden Konverter (1509-11) zum Umsetzen der jeweiligen, in dem Speicher gespeicherten Gruppen von Schriftbildern in neue Gruppen von Schriftbildern durch Dezimierung eines Teils der einigen der N Bildelementen zugeordneten Farbdifferenzkomponenten, wobei jede der neuen Gruppen von Schriftbildern N Bildelementen entspricht und N Luminanzkomponenten (Y) enthält, die jeweiligen Elementen der N-Bildelemente und zwei aufrechterhaltenen Farbdifferenzkomponenten (U, V) entsprechen, und wobei die beiden Farbdifferenzkomponenten allen N Bildelementen entsprechen,

wobei der Multiplexer (1509-13) die Gruppen von Videobildern und die neuen Gruppen von Schriftbildern empfängt und eine der Gruppen von Videobildern und der neuen Gruppen von Schriftbildern auswählt und eine Folge von Gruppen von resultierender Bilder erzeugt, wobei jede Gruppe der resultierenden Bilder N Bildelementen entspricht und N Luminanzkomponenten (Y) enthält, die jeweiligen Elementen der N Bildelemente und zwei Farbdifferenzkomponenten (U, V) entsprechen, und wobei die beiden Farbdifferenzkomponenten allen der N Bildelemente entsprechen,

wobei die Mittel zum Interpolieren der resultierenden Gruppen von Bildern N wiedergebbare Bildelemente erzeugen und jedes der N wiedergebbaren Bildelemente eine Luminanzkomponente (Y) und zwei Farbdifferenzkomponenten enthält.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jede der Gruppen von Videobildern aus einem ersten und zweiten Bildelement besteht und jedes der ersten und zweiten Bildelemente jeweils Luminanzkomponenten (Y1, Y2) und ein Paar von Farbdifferenzkomponenten (U1, V1) enthält, die den ersten und den zweiten Bildelementen entsprechen, und

jede der neuen Gruppen von Schriftbildern aus zwei Bildelementen mit einer einem ersten Bildelement der zwei Bildelemente entsprechenden Luminanzkomponente (Y1) und einer zweiten Luminanzkomponente (Y2), die einem zweiten Bildelement der beiden Bildelemente entspricht, und aus zwei Farbdifferenzkomponenten (U1, V1) zusammengesetzt ist, die beiden Bildelementen entsprechen.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch:

einen Dekoder (1509) zum Erzeugen der Folge von einem analogen Videosignal entsprechenden digitalen Wörtern.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, gekennzeichnet durch:

einen zweiten Konverter, der auf die Folge der resultierenden Bildgruppen anspricht und eine Folge von Gruppen von Ausgangsbildern erzeugt, in denen jeweilige resultierende Bildgruppen in jeweilige Paare von Ausgangsbildgruppen umgesetzt sind, wobei jedes der Paare von Ausgangs-Bildgruppen einem Bildelement entspricht, eine erste Ausgangs-Bildgruppe die Luminanzkompoenente (Y1) und zwei Farbdifferenzkomponenten (U1, V1) einer jeweiligen Gruppe der Gruppe von resultierenden Bildern und eine zweite Ausgangsbildgruppe die zweite Luminanzkomponente (Y2) und die beiden Farbdifferenzkomponenten (U2, V2) jeweils einer Gruppe der Gruppe von resultierenden Bildern enthält.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, gekennzeichnet durch einen Digital/Analog-Konverter (1517) zum Umsetzen der Folge von Ausgangssignalgruppen (Y, C) in entsprechende analoge Videosignalkomponenten.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß eine erste von zwei Farbdifferenzkomponenten (U1, V1) die Differenz zwischen der jeweiligen Luminanzkomponente (Y1) und der ersten Primärfarbe und eine zweite der beiden Farbdifferenzkomponenten (U2, V2) die Differenz zwischen der jeweiligen Luminanzkomponente (Y2) und der zweiten Primärfarbe darstellt.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Speicher (1513) einen Bereich (1513-1) enthält, der wirkungsmäßig mit dem Dekoder (1509) verbunden ist.

8. Verfahren zur Verarbeitung eines Videosignals, gekennzeichnet durch die folgenden Schritte:

Empfangen einer Folge von digitalen Wörter, die jeweilige Komponenten eines Videobildes darstellen und in aufeinanderfolgenden Gruppen von Videobildern organisiert sind, wobei jede der Gruppen von Videobildern einer Zahl N an Bildelementen entspricht, wobei N größer als eins ist, und eine Zahl N von Luminanzkomponenten (Y) enthält, die jeweils einem der N Bildelemente und zwei Farbdifferenzkomponenten (U, V) entsprechen, und die beiden Farbdifferenzkomponenten allen N Bildelementen entsprechen,

Speichern in einem Speicher (1513) einer Folge von digitalen Wörtern, die jeweiligen Komponenten (Y, U, V) eines Schriftbildes entsprechen und in aufeinanderfolgenden Gruppen von Schriftbildern organisiert sind, wobei jede der Gruppen von Schriftbildern einem Bildelement entspricht und eine dem Bildelement entsprechende Luminanzkomponente (Y) und zwei Farbdifferenzkomponenten enthält,

Umsetzen der jeweiligen Gruppen von Schriftbildern in neue Gruppen von Schriftbildern durch Dezimierung eines Teils der mit einigen der N Bildelementen zugeordneten Farbdifferenzkomponenten, wobei jede der neuen Gruppen von Schriftbildern N Bildelementen entspricht und N Luminanzkomponenten (Y) enthält, die jeweiligen Elementen der N-Bildelemente und zwei aufrechterhaltenen Farbdifferenzkomponenten (U, V) entspricht, und wobei die beiden Farbdifferenzkoponenten allen N Bildelementen entsprechen,

Auswählen einer der Gruppen von Videobildern und der neuen Gruppen von Schriftbildern zum Erzeugen einer Folge von Gruppen von resultierender Bildern, wobei jede Gruppe der resultierenden Bilder N Bildelementen und N Luminanzkomponenten (Y) enthält, die jeweiligen Elemente der N Bildelemente und zwei Farbdifferenzkomponenten (U, V) entspricht und die beiden Farbdifferenzkomponenten allen der N Bildelemente entsprechen, und

wobei die Mittel zum Interpolieren der resultierenden Gruppen von Bildern N wiedergebbare Bildelemente erzeugen und jedes der N wiedergebbaren Bildelemente eine Luminanzkomponente (Y) und zwei Farbdifferenzkomponenten enthält.