JP3560657B2 - デジタルテレビ受像機用グラフィックデータユニットおよびデジタルテレビ受像機を使用する方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、テレビ受像機に関し、より詳細には、テレビディスプレイスクリーン上でグラフィックをディスプレイすることに関する。
【０００２】
【従来技術】
今日のテレビ受像機は、クローズドキャプションおよびオンスクリーンディスプレイのような特殊なグラフィック機能を発揮する可能性が大きくなっている。クローズドキャプション用情報は、標準テレビ放送信号の一部、例えばＮＴＳＣ信号のライン２１にあり、オンスクリーンディスプレイ用の情報は、ユーザーが作動パラメータ、例えばチャンネルおよび音量を調節する際に使用するハンドヘルドリモコンユニットによって発生される。リモコンユニットは、赤外線信号を送信し、テレビ受像機はこの信号を検出してディスプレイのスクリーン上にチャンネルおよびその他制御に関連した情報をディスプレイする。
【０００３】
現在のテレビ受像機では、クローズドキャプションおよびオンスクリーンディスプレイ情報を検出するための装置が、アナログ出力信号を発生するようになっている。これら装置は、アナログディスプレイ、例えば陰極線管に適している。しかしながら、これらアナログ出力信号は、デジタルディスプレイデータによりアドレス指定されるピクセル素子のアレイを有するデジタルディスプレイ、例えば空間光変調器（ＳＬＭ）には適していない。ＳＬＭに対しては、アナログのクローズドキャプション信号およびオンスクリーンディスプレイ信号をデジタル信号に変換しなければならない。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ＳＬＭの別の特徴は、ピクセル素子を正方形のグリッドパターンに配置しないで、ピクセルアレイをスタガー状パターンにして使用していることである。これらスタガー状パターンは、画質全体の点で有利である。しかしながら、像に垂直ラインがある場合、ラインがぎざぎざに見えることがあり、この効果はクローズドキャプションおよびオンスクリーンディスプレイで使用されている文字で特に顕著である。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明の特徴は、スタガー状のピクセルのレイアウトを備えた空間光変調器を有する、デジタルテレビ受像機用グラフィックデータユニットにある。クローズドキャプション検出器は、テレビ信号のうちのクローズドキャプション成分を検出し、これをクローズドキャプションデータに変換する。グラフィックプロセッサはクローズドキャプションデータを受信し、どんな文字を発生すべきかを決定する。グラフィックプロセッサとデータ通信をするようになっているキャラクタ発生器は、これら文字を示すピクセルデータを発生する。キャラクター発生器とデータ通信するキャラクタメモリは、スタガー状のピクセルレイアウトの効果のために垂直ラインを補償するように、前記文字を示すピクセルパターンを記憶する。
【０００６】
本発明のその他の特徴としては、グラフィックデータの垂直ラインおよび受信ビデオ信号における垂直ラインを補償する機能が挙げられる。グラフィックデータに対しては、グラフィックプリミティブメモリは、スタガー状ピクセルのレイアウトの効果を垂直ラインで補償するライン描画用プリミティブを記憶する。グラフィックプロセッサは、ビデオ信号に対してはエッジを検出し、これらエッジを補償すべきかどうかを決定する。
【０００７】
【発明の効果】
本発明の利点は、付加的なアナログ／デジタルコンバータを不要にするクローズドキャプションおよびオンスクリーンディスプレイ用のグラフィックプロセッサを使用することである。
【０００８】
クローズドキャプションおよびオンスクリーンディスプレイの外に、テレビ放送ディスプレイ上にその他のグラフィックディスプレイを容易に重ねたり、放送ディスプレイと置換することも可能である。例えばユーザーは、従来の入力装置によってピクチャーインピクチャータイプのグラフィックサブディスプレイを発生できる。
【０００９】
ＳＬＭはグラフィックディスプレイの正確な表示と妥協することなく、スタガー状のピクセル素子のアレイを有することができる。アルファニューメリックキャラクタは、垂直ラインを有する他のタイプのグラフィック像と同様に、視覚的により強いアピール力がある。
【００１０】
【実施例】
図１は、デジタルテレビ受像機１０のある部品を示す。ここでは出力ピクセルデータを得るのに使用される部品しか示さず、同期化およびオーディオ信号処理等の機能に使用される部品については図示されていないと理解すべきである。
【００１１】
本発明は、本発明に係わるグラフィックデータユニット１７を有する受像機１０に関するものである。他の部品およびＳＬＭに基づくデジタルテレビシステムの全体の動作のより完全な説明は、「標準独立デジタル化ビデオシステム」を発明の名称とする米国特許第５，０７９，５４４ 号、および「デジタルテレビシステム」を発明の名称とする米国特許出願第０８／１４７，２４９号（代理人整理番号第ＴＩ−１７８５５）（いずれもテキサスインスツルメント社に譲渡されている）に記載されている。これら特許および特許出願を本明細書では参考例として引用する。
【００１２】
「パルス幅変調ディスプレイシステムで使用するためのＤＭＤアーキテクチャおよびタイミング」を発明の名称とする米国特許出願第０７／６７８，７６１号は、ＤＭＤに基づくディスプレイシステムと共に使用するためのビデオデータをフォーマット化する方法およびピクセル輝度を可変とするためビット平面を変調する方法について述べている。「白色光増加カラーフィールド順次投射法」を発明の名称とする米国特許出願第０７／８０９，８１６号には、順次カラー像を発生するためにカラーホイールと共にＤＭＤに基づくディスプレイシステムを使用することが記載されている。これら特許出願も、テキサスインスツルメント社に譲渡されたものであり、参考例として引用する。
【００１３】
ビデオ入力信号はいずれのテレビ信号でもよく、本発明を説明するため、入力信号はクローズドキャプション成分を有しているものとする。
【００１４】
受像機１０の概略を述べると、信号インターフェース１１は、従来の信号インターフェース機能、例えばチューニングおよびフィルタリング機能を果たす。このインターフェースは本発明の要旨と関連しない機能、例えば同期信号の除去機能を果たす。
【００１５】
Ａ／ＤコンバータおよびＹ／Ｃ分離器１２は、単一のユニットとして示されている。Ａ／Ｄ変換の後にデジタルＹ／Ｃ分離を行ってもよいし、これとは異なり、アナログＹ／Ｃ分離の後にＡ／Ｄ変換を行ってもよい。いずれの場合でも、分離器１２の出力信号は、輝度データおよびクロミナンスデータのサンプルとなる。
【００１６】
処理メモリ１３は、処理中にピクセルデータを記憶する。一般に、処理メモリ１３は動き検出およびデインターレーシング等の動作を行うように、データのフィールドを記憶するためのフィールドバッファを有する。
【００１７】
主プロセッサ１４は種々のビデオ処理アルゴリズム、例えば色差信号からＲＧＢへのデジタル信号の変換、デインターレーシング化、ガンマー補正を実行する。主プロセッサ１４は、図９〜１１を参照して後に説明するような、垂直エッジ補償を行うようにプログラムすることも可能である。垂直エッジ補償を実行するためのロジックは、これら動作を行うための命令を記憶するためのリードオンリーメモリ１４ａにより、すなわち論理回路として実現できる。
【００１８】
ディスプレイメモリ１５はディスプレイレディーデータを受信し、これをフォーマット化し、ＳＬＭ１６へ送る。ＳＬＭ１６は、同時にオンオフが可能な別々にアドレス指定可能なピクセル素子を可能とする。像フレーム中でターンオンすべきピクセルをアドレス指定し、更に各ピクセル素子がオンとなっている１フレーム当たりの時間長さを制御することによって像が得られる。ＳＬＭの一例としては、テキサスインスツルメンツ社によって製造されたデジタルミラーデバイス（ＤＭＤ）がある。適当なＤＭＤの詳細は、「空間光変調器」を発明の名称とする米国特許第４，９５６，６１９ 号に記載されている。この米国特許は、テキサスインスツルメンツ社に譲渡されており、本願では参考例として引用する。
【００１９】
このＳＬＭ１６の特徴は、データを「ビット平面」で受信することである。各ビット平面において、１フレームのうちのすべてのピクセルは１ビットのデータで示される。例えば各ピクセルが１フレーム当たり２４ビットで示される場合、フレームごとにＳＬＭ１６に対し２４ビット平面のデータが送られる。１ビット平面の各ピクセル素子に対し、データのそのビットは、そのビット平面に割り当てられている時間中にピクセル素子をオンとするかオフとするかを決定する。
【００２０】
グラフィックデータユニット１７は、ディスプレイメモリ１５にもデータを発生するが、このデータはビデオ像でなくてグラフィックを表示するものである。より詳細に説明すれば、グラフィックデータユニット１７は３つのタイプのグラフィックデータすなわちクローズドキャプション、オンスクリーンディスプレイおよびユーザーが発生したグラフィックを発生する。一般にクローズドキャプションおよびオンスクリーンディスプレイは、ディスプレイフレームのうちの所定のサブスペースを占める。ユーザーが描画したグラフィックはサブスペースまたはフレーム全体を占めることができる。グラフィックデータを発生するためのグラフィックデータユニット１７の特殊機能については、図２〜８を参照して、後に説明する。
【００２１】
データ入力インターフェース１９は、このグラフィックデータを受信するためのＩ／Ｏポートを有するグラフィックデータユニット１７とデータ通信するようになっている。電話またはテレビケーブルを介してグラフィックデータを受信するためのモデムを含む、像データをプロセッサに送るためのいかなるタイプの装置も使用することができる。像データはドローイングパッドまたはディスクドライブを用いてユーザーが発生できる。この像「データ」は、ピクセルデータまたは像を発生できるプログラムを含むことができる。データ入力インターフェース１９は、これらタイプのデータを分離し、ピクセルデータはプロセッサメモリ１３に送られ、主データパスに従う。グラフィックデータユニット１７にはグラフィックコードが送られる。
【００２２】
グラフィックデータユニット１７によって発生されたグラフィックデータは、ディスプレイメモリ１５に送られ、ビデオデータの処理が完了した後に、特にビデオデータに対する順次走査処理がすべて完了した後に、ディスプレイレディーデータストリーム内に挿入される。フレームメモリ１５からの出力時には、各ビット平面のデータは、ビデオデータおよび、存在する場合には適当なピクセル位置にあるグラフィックデータを含む。主ディスプレイ内でのピクチャーインピクチャーのサブディスプレイを制御するためのフレームメモリ１５については、「空間光変調器を用いたディスプレイシステム用デジタルメモリ」を発明の名称とする米国特許出願第 （代理人整理番号ＴＩ−１７４０４）に記載されている。本願ではこの特許出願も参考例をして引用する。グラフィックサブディスプレイ位置を決めるのに同様な技術を使用することができる。
【００２３】
図２は、グラフィックデータユニット１７をより詳細に示す。図示するように、グラフィックデータユニット１７はプロセッサで制御されるユニットであり、従来のリモコン機能を実行し、デコードされたコマンドデータを実行のため主プロセッサ１４へ送る特殊グラフィックプロセッサ２２を有している。グラフィックプロセッサ２２は、ピクセルデータの発生も容易とするが、ビデオデータでなくてグラフィックデータを取り扱う。主プロセッサ１４およびグラフィックプロセッサ２２は、２つの異なるプロセッサとして示されているが、本明細書に述べた特性を有していることを条件に、双方のプロセッサの代わりに一つのプロセッサを用いることができる。
【００２４】
グラフィックプロセッサ２２は、多数の市販のグラフィック用プロセッサのうちのいずれかでよく、これら市販のプロセッサはプログラム可能であり、グラフィックディスプレイを容易とする機能を特徴としている。例えば、グラフィックプロセッサ２２は、「プリミティブ」を記憶するリードオンリーメモリ２２ａを含む。これらプリミティブは、ラインおよび円のようなグラフィック属性のためのピクセルデータを即座に発生することを可能とする命令のセットである。適当なグラフィックプロセッサ２２の一例としては、テキサスインスツルメンツ社によって製造されているＴＭＳ３４０ファミリーのプロセッサが挙げられる。
【００２５】
クローズドキャプションディスプレイに対しては、クローズドキャプション検出器２１は、クローズドキャプション情報を含むビデオ信号部分を検出する。ＮＴＳＣ信号では、この情報はライン２１上にある。検出器２１は、この信号をデジタル信号に変換し、変換したデジタル信号をグラフィックプロセッサ２２へ送る。グラフィックプロセッサ２２は、どんなアルファニューメリックキャラクタをディスプレイし、これらキャラクタを像フレーム上のどこへ位置させるかを決定する。キャラクタは、これらをキャラクタメモリ２４から検索するキャラクタ発生器２３により発生される。グラフィックプロセッサ２２は、キャラクタパターンをピクセルデータと関連させ、ピクセルデータをフレーム上のメモリ１５へ送る。グラフィックディスプレイ２２は、従来どうりディスプレイスクリーン上にクローズドキャプションが表示されるように、主プロセッサ１４に同期化される。
【００２６】
グラフィックプロセッサ２２は、オンスクリーンディスプレイも発生するが、このディスプレイは必ずしもアルファニューメリックキャラクタに限られるものではない。例えば、オンスクリーンディスプレイとしては音量レベルを示す移動するバーにすることができる。オンスクリーンのための入力信号は、リモコンユニット１８により発生される赤外線信号であり、この信号は赤外線検出器２５によって検出され、デジタルコードに変換される。クローズドキャプション用キャラクタと同じように、オンスクリーンディスプレイ用のキャラクタは、キャラクタメモリ２４からの記憶パターンを用いるキャラクタ発生器２３によって発生される。
【００２７】
グラフィックプロセッサ２２の利点としては、このプロセッサは外部ソースからのグラフィック発生命令を含むグラフィックデータを受信できることが挙げられる。このデータはリモコンユニット１８を介して光学的にまたは入力装置１９を介して電子的に受信できる。
【００２８】
光学データ入力に対し、リモコンユニット１８は、標準的なコンピュータのキーボード入力装置のみならず、受信機の制御入力装置となるように変形できる。また、リモコンユニットは、ディスプレイスクリーン上で直接グラフィックをトレースすることにより、ユーザーがグラフィックを描画できるようにするポインティング装置でもよい。
【００２９】
電子データ入力に対してグラフィックプロセッサ２２は、ダウンロードされた命令およびデータを受信するための入出力ポート２９を有する。これら命令は、キャラクタ発生器２３およびキャラクタメモリ２４を用いてキャラクタ発生を要求できる。更にこれら命令は、リードオンリーメモリ２２ａに記憶されていたグラフィックプリミティブを呼び出すことができる。
【００３０】
図３および図４は、ＳＬＭ１６の一部の平面図であり、２つのタイプのピクセル素子のレイアウトを示している。図３では、ピクセル素子３１はグリッドパターンに配置されており、図４では、ピクセル素子４１はピクセルの行がピクセルの幅の半分だけ交互にずれるようなスタガー状パターンに配置されている。
【００３１】
スタガータイプのピクセルのレイアウトは、全体の画質の点で有利であるが、業界で標準的なアルファニューメリックキャラクタのフォントをディスプレイするのに使用すると、視覚的なひずみを発生することがある。例えば標準キャラクタフォントを使用してアルファベット「Ｔ」を表示すると、「Ｔ」の垂直部分がぎざぎざ状態となる。
【００３２】
スタガー状のピクセルのレイアウトを有するディスプレイでは、影響を受ける文字を補償されたフォーマットに記憶することにより、このようなぎざぎざ状の垂直ラインの発生を防止する。すなわち、視覚的なひずみを少なくするように、垂直ラインを有する文字のすべてを形成する。これらアルファニューメリックキャラクタをディスプレイすると、その結果、文字をより正確に表示できる。
【００３３】
図５は、ぎざぎざエッジ効果を防止するため、どのようにアルファベット「Ｔ」を記憶するかを示している。例として、この文字は７ｘ９個のピクセルの大きさを有するサブアレイ内でピクセルを用いることにより形成されている。ある種の業界標準のフォントは、ノンプロポーションスペース用となっており、各文字は、文字毎に一定のサイズのサブアレイ内で形成されている。また、他の業界標準フォントはプロポーションスペース用であり、この場合、文字はサイズの異なるサブアレイにより形成される。ノンプロポーションスペースに対しては、文字のパターンおよびサイズはキャラクタメモリ２４に記憶され、プロポーションスペースに対しては、パターンが記憶され、寸法はメモリ２２ａに記憶された実行時間プログラムによって決定される。本発明は、いずれのタイプのスペース用の補償フォントセットに対しても適用される。
【００３４】
図５に示すように、「Ｔ」の水平部分は、ピクセルの行のうちの中心ピクセルに対してセンタリングされた業界標準のＴとして形成されるが、「Ｔ」の垂直部分はライン一つおきに追加ピクセルを用いることによって形成されている。水平部分が奇数のライン上にある場合、各奇数ラインは中心ピクセルを有し、各偶数ラインは中心の境界部を有することになる。垂直ラインを形成するには、奇数行のうちの中心ピクセルを使用し、偶数行のうちの中心境界部に隣接する２つピクセルを使用することになる。水平部分が偶数ライン上にある場合、各偶数ラインは中心ピクセルを有し、各奇数ラインは中心境界部を有することになる。この場合、偶数行の中心ピクセルおよび偶数行のうちの中心境界部に隣接する２つのピクセルを使用することになる。
【００３５】
図６は、アルファベット「Ｈ」を形成するための同様な方法を示す。この場合、水平部分は従来のフォントを用いて同じように形成され、垂直部分はピクセルの行とピクセルの対を交互に使用することにより形成する。
【００３６】
垂直ラインを有する各アルファニューメリックキャラクタに対しては、最もアピール力のあるパターンのピクセルを選択する。所定のキャラクタに対しては、２つ以上のパターンが可能となる。例えば図７は、文字「Ｈ」に対する別のパターンを示す。しかしながら補償された文字の共通する特徴は、単一ピクセルの行とピクセル対の行とを交互にすることにより垂直ラインを形成することである。交互に配置された列の一組は、ラインを表示するシングルピクセルを有する。次の行の他の組は、その上下にある単一ピクセルの中心に位置する一対のピクセルを有する。
【００３７】
所望する場合、ピクセル対は単一ピクセルよりも若干強度を弱くすることが可能である。これにより、垂直ラインは、より真っすぐに見え易くなるようにピクセルが平均化される。
【００３８】
一般に図５〜７に示すように、１ピクセル幅のピクセルの単一ラインを用いることにより文字を形成する。しかしながら本願に述べた原理は、より太い垂直ラインにも適用され、この場合、１行おきに追加ピクセルが加えられることになる。
【００３９】
再度図２を参照すると、グラフィックプロセッサ２２は他のグラフィックディスプレイ用に同じような垂直ラインの補償を行うようにプログラムされている。グラフィックプロセッサ２２が垂直ラインの描画を要求するコードを受信すると、このプロセッサは、上記文字の垂直ラインと同じように、ライン一つおきに追加ピクセルを加えて垂直ラインを描くようにプログラムされているグラフィックプリミティブを呼び出す。この垂直ラインプリミティブは種々のタイプの論理回路、例えばプロセッサ２２により実行するよう、メモリ２２ａに記憶されているような論理回路またはプログラムされた論理装置により実行できる。この補償は、ラインを描く際に実行される。
【００４０】
図８は、グラフィックプロセッサ２２により描かれる補償された垂直ラインの一例を示す。各行の第１ピクセルが示すように、ピクセルは右側にスタガー状に配置されている。補償されないラインは、行ｊ〜ｊ＋ｎのうちのｋ番目のピクセルで描かれていたはずである。図示するように、交互に配置されたラインのｋ番目のピクセルは、その上下のｋ番目のピクセルからずれている。このような方法を用いない場合に、行ｊ＋１、ｊ＋３、．．．．ｊ＋ｎに生じるはずのぎざぎざ状のラインを補償するため、ピクセルｋ−１も使用してラインを描いている。これとは異なり、行ｊ、ｊ＋２、．．．．ｊ＋ｎ−１にてピクセルｋ＋１を用いてラインを描くこともできる。キャラクタの場合と同じように、追加ピクセルを有する行上のピクセルを弱い強度にすることも可能である。
【００４１】
再度、図１を参照すると、主プロセッサ１４は、ビデオデータの垂直エッジ補償を行うようにプログラムできる。この補償は、垂直エッジが検出される各フレームの間の「フライ」上で実行される。
【００４２】
垂直ラインの補償に対しては、主プロセッサ１４は最初に、受信ピクセルデータが垂直エッジを表示していることを検出する。これらエッジを検出するには、公知のエッジ検出技術を使用できる。
【００４３】
図９は、ピクセルが補償されていない右側垂直エッジを示している像部分を示している。例えば、この像部分は都市のスカイライン像のうちの高いビルのエッジでよい。ピクセルのレイアウトをスタガー状にした結果、エッジがぎざぎざ状となる。行ｊ〜ｊ＋ｎのうちのｋ番目のピクセルは、ピクセルデータによって示されるような真のエッジを表示している。この真のエッジはプロセッサ１４を用いることにより検出され、値が隣接する列（列ｋ＋１）のピクセルにより、高いコントラストを有する列（列ｋ）内の、同じような値のピクセルのセグメントがあることを判別する。
【００４４】
垂直エッジが検出される場合、主プロセッサ１４はこのエッジを補償すべきかどうかを判断する。図１０〜図１１は、補償されていない垂直ラインの太さによってどのようにぎざぎざエッジ効果が大きくなるかを示している。図１０において、ラインの太さは１ピクセル幅であり、ラインは１／２ピクセル幅である太さｄを有する垂直部分を有している。ぎざぎざ部分は垂直部分の片側における１／２ピクセル幅である太さｅを有している。従って、垂直部分の太さｄに対するぎざぎざ部分の太さｅの比は、１／２〜１／２（１：１）となる。ラインを補償し、１ラインごとに次に隣接するピクセルを加えることにより、この比は１／２〜１（１：２）に変わり、５０％少なくなる。図１１では、ラインの太さは２ピクセル幅である。直線部分の太さ（ｄ）に対するぎざぎざ部分の太さ（ｅ）の比は１／２〜３／２（１：３）であり、ラインを補償することにより、この比は１／２〜４／２（１：４）となり、８． ３％少なくなる。従って、ラインが細くなればなるほど、ぎざぎざエッジ効果が大きくなり、更に、補償に対する要求も大きくなる。
【００４５】
従って、主プロセッサ１４はエッジを検出し、これらエッジを補償すべきかどうかを判断する命令を記憶するリードオンリーメモリ１４ａを有する。一例として、デジタルフィルタリング技術を用いてエッジ検出を行う場合、バンドパスは補償を望むラインの幅に従って変えることができる。これと異なり、これら機能はプログラムした論理回路によっても実行できる。
【００４６】
更に、グラフィックデータの場合と同じように、主プロセッサ１４は、補償ラインに対して追加ピクセルを有する行の強度を変えるようにプログラムできる。より太いラインのエッジに対しては、追加ピクセルを加える代わりにスティックアウトするピクセルの強度を変えることにより補償を行うことができる。
【００４７】
図１に示していないが、グラフィックデータユニット１７は、ＳＬＭ１６でなくてＣＲＴディスプレイを有する受像機１０と共に用いることができる。かかる受像機に対しては、ＳＬＭ１６に対してフォーマット化して送る代わりに、アナログ信号に戻し、ＣＲＴへ走査する。
【００４８】
他の実施例
以上で特定の実施例を参照して本発明について説明したが、この説明は限定的に解すべきではない。当業者には開示した実施例の種々の変形のみならず、別の実施例が明らかであろう。従って特許請求の範囲は発明の真の範囲内にあるこれらすべての変形例をカバーすると解される。
【００４９】
以上の説明に関して更に以下の項を開示する。
（１）スタガー状ピクセルのレイアウトを備えた空間光変調器を有するデジタルテレビ受像機用グラフィックデータユニットにおいて、
テレビ信号のクローズドキャプション成分を検出し、前記信号をクローズドキャプションデータに変換するためのクローズドキャプション検出器と、
前記クローズドキャプションデータを受信し、どんなキャラクタを発生すべきかを判断するためのグラフィックプロセッサと、
前記グラフィックプロセッサとデータ通信し、前記キャラクタを表示するピクセルデータを発生するためのキャラクタ発生器と、
前記キャラクタ発生器とデータ通信し、前記キャラクタを表示するピクセルパターンを記憶するためのキャラクタメモリとを備え、
前記メモリは、前記スタガー状ピクセルのレイアウトの効果のために垂直ラインを補償するようなフォームに前記キャラクタを記憶する、デジタルテレビ受像機用グラフィックデータユニット。
（２）前記グラフィックプロセッサは、前記スタガー状ピクセルのアレイの効果を補償するよう、垂直ライン描画命令を記憶するよう、メモリとデータ通信するようになっている、第１項記載のグラフィックデータユニット。
（３）リモコンユニットからの赤外線信号を受信し、更にグラフィック像を発生するためのプログラムに前記受信信号をデコードするための赤外線検出器を含み、前記グラフィックプロセッサは前記垂直ライン描画命令を用いて前記プログラムを実行する第２項記載のグラフィックデータユニット。
（４）前記グラフィックプロセッサは、外部ソースからデータを電子的に受信するための入出力ポートを有し、前記リードオンリーメモリは前記像データをデコードし、前記像データと前記垂直ライン描画命令とを関連させるプログラムとを記憶する、第２項記載のグラフィックデータユニット。
【００５０】
（５）スタガー状のピクセル素子を有するテレビディスプレイ上に垂直ラインをディスプレイするようデジタルテレビ受像機を使用する方法において、
垂直ラインにおける前記スタガー状ピクセルのレイアウトの垂直効果が補償されたフォントの組を記憶し、
クローズドキャプション信号を受信し、
前記クローズドキャプション信号をデコードして、どんなキャラクタをディスプレイすべきかを決定し、
前記フォントの組からディスプレイすべき前記キャラクタを評価し、
前記キャラクタを補償されたフォーマットにディスプレイする工程を備えたデジタルテレビ受像機を使用する方法。
（６）前記フォントの組を記憶する前記工程は、前記垂直ラインの交互の行に追加ピクセルを加えることにより実行される、第５項記載の方法。
（７）前記フォントの組を記憶する前記工程は、前記交互の行上の垂直ラインのピクセルの強度を変えることによって更に実行される、第６項記載の方法。
（８）前記スタガー状ピクセルのアレイの効果を補償する命令を含む垂直ライン描画命令を記憶し、
前記垂直ライン描画命令を呼び出すグラフィックコマンドを受け、
少なくとも１本の垂直ラインを補償されたフォーマットでディスプレイする工程を更に含む第５項記載の方法。
（９）前記垂直ライン描画命令を記憶する工程は、前記垂直ラインの交互の行に追加ピクセルを加えるための命令を記憶することにより実行される、第８項記載の方法。
（１０）受信ビデオデータのエッジを検出するための命令の組を記憶し、
前記エッジにおける前記スタガー状のピクセルのアレイの効果を補償するための命令を記憶し、
前記受信ビデオデータにより表示される像の少なくとも１本の垂直ラインを補償されたフォーマットでディスプレイする工程を更に含む、第５項記載の方法。
（１１）エッジを補償する命令を記憶する前記工程は、前記エッジの交互のラインに追加ピクセルを加えるための命令を記憶することにより実行される、第１０項記載の方法。
【００５１】
（１２）スタガー状のピクセルのレイアウトを備えた空間光変調器を有するデジタルテレビ受像機用グラフィックデータユニットにおいて、
リモコンユニットから赤外線信号を受信し、更にグラフィック像を発生するためのプログラムに前記受信信号をデコードするための赤外線検出器と、
グラフィック像を発生するためのプログラムを受信するための入出力ユニットと、
前記スタガー状ピクセルアレイの効果を補償する垂直ライン描画命令を記憶するためのメモリを有する、前記プログラムを実行するためのグラフィックプロセッサとを備えたグラフィックデータユニット。
（１３）前記垂直ライン描画命令は、前記垂直ラインの交互のピクセルに隣接する追加ピクセルを加えるための命令を含む、第１２項記載のグラフィックデータユニット。
【００５２】
（１４）ビデオデータおよびグラフィックデータの双方をディスプレイするためのデジタルテレビ受像機であって、
ビデオデータを処理するための主プロセッサと、
外部ソースからグラフィックプログラムを受信するための入出力ユニット、前記命令を実行するためのグラフィックプロセッサ、およびグラフィックプリミティブを記憶するためのメモリを有するグラフィックデータユニットと、
前記主プロセッサからの処理されたビデオデータ、および前記グラフィックプロセッサ用の処理されたグラフィックデータを受信し、前記処理されたビデオデータおよび前記処理されたグラフィックデータをビット平面データにフォーマット化するためのディスプレイメモリと、
前記ビット平面データを受信し、前記ビデオデータおよび前記グラフィックデータに従って像を発生するための空間光変調器とを備えたデジタルテレビ受像機。
（１５）前記グラフィックデータユニットはリモコンユニットから赤外線信号を受信するための赤外線検出器を有する第１４項記載のデジタルテレビ受像機。
（１６）前記空間光変調器はスタガー状のピクセルのレイアウトを有する第１４項記載のデジタルテレビ受像機。
（１７）前記グラフィックプロセッサとデータ通信し、前記スタガー状のピクセルのレイアウトの効果のために垂直ラインを補償するフォーマットでキャラクタフォントを記憶するためのキャラクタメモリを更に含む第１６項記載のデジタルテレビ受像機。
（１８）前記論理回路は、スタガー状ピクセルのアレイの効果を補償する垂直ライン描画命令を実行する第１６項記載のデジタルテレビ受像機。
（１９）前記主プロセッサは、エッジ検出命令および前記スタガー状ピクセルアレイの効果のためにエッジを補償するための命令を実行する論理回路を有する、第１６項記載のデジタルテレビ受像機。
【００５３】
（２０）空間光変調器（１６）を使用するデジタルテレビ受像機（１０）のためのグラフィックデータユニット（１７）であって、このグラフィックデータユニット（１７）は、主プロセッサ（１４）から、例えばクローズドキャプションおよびオンスクリーンディスプレイのためのグラフィック処理タスクをオフロードするグラフィックプロセッサ（２２）を有する。グラフィックデータユニット（１７）はクローズドキャプションおよびオンスクリーンディスプレイキャラクタのためのフォントを記憶するキャラクタメモリ（２４）も有する。リードオンリーメモリ（２２ａ）は、グラフィックプリミティブを記憶しており、キャラクタフォントおよびグラフィックプリミティブは、空間光変調器（１６）のスタガー状ピクセルのレイアウトを補償するようになっている。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係わるグラフィックユニットを有するデジタルテレビ受像機のブロック図である。
【図２】図１のグラフィックユニットのブロック図である。
【図３】グリッド状のピクセルのレイアウトを示す図である。
【図４】スタガー状のピクセルのレイアウトを示す図である。
【図５】グラフィックキャラクタにおいてどのようにスタガー状のピクセルのレイアウトを補償するかを示す図である。
【図６】グラフィックキャラクタにおいてどのようにスタガー状のピクセルのレイアウトを補償するかを示す図である。
【図７】グラフィックキャラクタにおいてどのようにスタガー状のピクセルのレイアウトを補償するかを示す図である。
【図８】グラフィック像におけるラインにおいて、スタガー状のピクセルレイアウトをどのように補償するかを示す図である。
【図９】受信ビデオデータによって表示される垂直エッジをどのように検出し、スタガー状のピクセルレイアウトを補償する必要性を判断するためにどのように評価するかを示す図である。
【図１０】受信ビデオデータによって表示される垂直エッジをどのように検出し、スタガー状のピクセルレイアウトを補償する必要性を判断するためにどのように評価するかを示す図である。
【図１１】受信ビデオデータによって表示される垂直エッジをどのように検出し、スタガー状のピクセルレイアウトを補償する必要性を判断するためにどのように評価するかを示す図である。
【符号の説明】
１０ デジタルテレビ受像機
１４ 主プロセッサ
１６ 空間光変調器
１７ グラフィックデータユニット
２２ グラフィックプロセッサ
２２ａ リードオンリーメモリ
【産業上の利用分野】
本発明は、テレビ受像機に関し、より詳細には、テレビディスプレイスクリーン上でグラフィックをディスプレイすることに関する。
【０００２】
【従来技術】
今日のテレビ受像機は、クローズドキャプションおよびオンスクリーンディスプレイのような特殊なグラフィック機能を発揮する可能性が大きくなっている。クローズドキャプション用情報は、標準テレビ放送信号の一部、例えばＮＴＳＣ信号のライン２１にあり、オンスクリーンディスプレイ用の情報は、ユーザーが作動パラメータ、例えばチャンネルおよび音量を調節する際に使用するハンドヘルドリモコンユニットによって発生される。リモコンユニットは、赤外線信号を送信し、テレビ受像機はこの信号を検出してディスプレイのスクリーン上にチャンネルおよびその他制御に関連した情報をディスプレイする。
【０００３】
現在のテレビ受像機では、クローズドキャプションおよびオンスクリーンディスプレイ情報を検出するための装置が、アナログ出力信号を発生するようになっている。これら装置は、アナログディスプレイ、例えば陰極線管に適している。しかしながら、これらアナログ出力信号は、デジタルディスプレイデータによりアドレス指定されるピクセル素子のアレイを有するデジタルディスプレイ、例えば空間光変調器（ＳＬＭ）には適していない。ＳＬＭに対しては、アナログのクローズドキャプション信号およびオンスクリーンディスプレイ信号をデジタル信号に変換しなければならない。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ＳＬＭの別の特徴は、ピクセル素子を正方形のグリッドパターンに配置しないで、ピクセルアレイをスタガー状パターンにして使用していることである。これらスタガー状パターンは、画質全体の点で有利である。しかしながら、像に垂直ラインがある場合、ラインがぎざぎざに見えることがあり、この効果はクローズドキャプションおよびオンスクリーンディスプレイで使用されている文字で特に顕著である。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明の特徴は、スタガー状のピクセルのレイアウトを備えた空間光変調器を有する、デジタルテレビ受像機用グラフィックデータユニットにある。クローズドキャプション検出器は、テレビ信号のうちのクローズドキャプション成分を検出し、これをクローズドキャプションデータに変換する。グラフィックプロセッサはクローズドキャプションデータを受信し、どんな文字を発生すべきかを決定する。グラフィックプロセッサとデータ通信をするようになっているキャラクタ発生器は、これら文字を示すピクセルデータを発生する。キャラクター発生器とデータ通信するキャラクタメモリは、スタガー状のピクセルレイアウトの効果のために垂直ラインを補償するように、前記文字を示すピクセルパターンを記憶する。
【０００６】
本発明のその他の特徴としては、グラフィックデータの垂直ラインおよび受信ビデオ信号における垂直ラインを補償する機能が挙げられる。グラフィックデータに対しては、グラフィックプリミティブメモリは、スタガー状ピクセルのレイアウトの効果を垂直ラインで補償するライン描画用プリミティブを記憶する。グラフィックプロセッサは、ビデオ信号に対してはエッジを検出し、これらエッジを補償すべきかどうかを決定する。
【０００７】
【発明の効果】
本発明の利点は、付加的なアナログ／デジタルコンバータを不要にするクローズドキャプションおよびオンスクリーンディスプレイ用のグラフィックプロセッサを使用することである。
【０００８】
クローズドキャプションおよびオンスクリーンディスプレイの外に、テレビ放送ディスプレイ上にその他のグラフィックディスプレイを容易に重ねたり、放送ディスプレイと置換することも可能である。例えばユーザーは、従来の入力装置によってピクチャーインピクチャータイプのグラフィックサブディスプレイを発生できる。
【０００９】
ＳＬＭはグラフィックディスプレイの正確な表示と妥協することなく、スタガー状のピクセル素子のアレイを有することができる。アルファニューメリックキャラクタは、垂直ラインを有する他のタイプのグラフィック像と同様に、視覚的により強いアピール力がある。
【００１０】
【実施例】
図１は、デジタルテレビ受像機１０のある部品を示す。ここでは出力ピクセルデータを得るのに使用される部品しか示さず、同期化およびオーディオ信号処理等の機能に使用される部品については図示されていないと理解すべきである。
【００１１】
本発明は、本発明に係わるグラフィックデータユニット１７を有する受像機１０に関するものである。他の部品およびＳＬＭに基づくデジタルテレビシステムの全体の動作のより完全な説明は、「標準独立デジタル化ビデオシステム」を発明の名称とする米国特許第５，０７９，５４４ 号、および「デジタルテレビシステム」を発明の名称とする米国特許出願第０８／１４７，２４９号（代理人整理番号第ＴＩ−１７８５５）（いずれもテキサスインスツルメント社に譲渡されている）に記載されている。これら特許および特許出願を本明細書では参考例として引用する。
【００１２】
「パルス幅変調ディスプレイシステムで使用するためのＤＭＤアーキテクチャおよびタイミング」を発明の名称とする米国特許出願第０７／６７８，７６１号は、ＤＭＤに基づくディスプレイシステムと共に使用するためのビデオデータをフォーマット化する方法およびピクセル輝度を可変とするためビット平面を変調する方法について述べている。「白色光増加カラーフィールド順次投射法」を発明の名称とする米国特許出願第０７／８０９，８１６号には、順次カラー像を発生するためにカラーホイールと共にＤＭＤに基づくディスプレイシステムを使用することが記載されている。これら特許出願も、テキサスインスツルメント社に譲渡されたものであり、参考例として引用する。
【００１３】
ビデオ入力信号はいずれのテレビ信号でもよく、本発明を説明するため、入力信号はクローズドキャプション成分を有しているものとする。
【００１４】
受像機１０の概略を述べると、信号インターフェース１１は、従来の信号インターフェース機能、例えばチューニングおよびフィルタリング機能を果たす。このインターフェースは本発明の要旨と関連しない機能、例えば同期信号の除去機能を果たす。
【００１５】
Ａ／ＤコンバータおよびＹ／Ｃ分離器１２は、単一のユニットとして示されている。Ａ／Ｄ変換の後にデジタルＹ／Ｃ分離を行ってもよいし、これとは異なり、アナログＹ／Ｃ分離の後にＡ／Ｄ変換を行ってもよい。いずれの場合でも、分離器１２の出力信号は、輝度データおよびクロミナンスデータのサンプルとなる。
【００１６】
処理メモリ１３は、処理中にピクセルデータを記憶する。一般に、処理メモリ１３は動き検出およびデインターレーシング等の動作を行うように、データのフィールドを記憶するためのフィールドバッファを有する。
【００１７】
主プロセッサ１４は種々のビデオ処理アルゴリズム、例えば色差信号からＲＧＢへのデジタル信号の変換、デインターレーシング化、ガンマー補正を実行する。主プロセッサ１４は、図９〜１１を参照して後に説明するような、垂直エッジ補償を行うようにプログラムすることも可能である。垂直エッジ補償を実行するためのロジックは、これら動作を行うための命令を記憶するためのリードオンリーメモリ１４ａにより、すなわち論理回路として実現できる。
【００１８】
ディスプレイメモリ１５はディスプレイレディーデータを受信し、これをフォーマット化し、ＳＬＭ１６へ送る。ＳＬＭ１６は、同時にオンオフが可能な別々にアドレス指定可能なピクセル素子を可能とする。像フレーム中でターンオンすべきピクセルをアドレス指定し、更に各ピクセル素子がオンとなっている１フレーム当たりの時間長さを制御することによって像が得られる。ＳＬＭの一例としては、テキサスインスツルメンツ社によって製造されたデジタルミラーデバイス（ＤＭＤ）がある。適当なＤＭＤの詳細は、「空間光変調器」を発明の名称とする米国特許第４，９５６，６１９ 号に記載されている。この米国特許は、テキサスインスツルメンツ社に譲渡されており、本願では参考例として引用する。
【００１９】
このＳＬＭ１６の特徴は、データを「ビット平面」で受信することである。各ビット平面において、１フレームのうちのすべてのピクセルは１ビットのデータで示される。例えば各ピクセルが１フレーム当たり２４ビットで示される場合、フレームごとにＳＬＭ１６に対し２４ビット平面のデータが送られる。１ビット平面の各ピクセル素子に対し、データのそのビットは、そのビット平面に割り当てられている時間中にピクセル素子をオンとするかオフとするかを決定する。
【００２０】
グラフィックデータユニット１７は、ディスプレイメモリ１５にもデータを発生するが、このデータはビデオ像でなくてグラフィックを表示するものである。より詳細に説明すれば、グラフィックデータユニット１７は３つのタイプのグラフィックデータすなわちクローズドキャプション、オンスクリーンディスプレイおよびユーザーが発生したグラフィックを発生する。一般にクローズドキャプションおよびオンスクリーンディスプレイは、ディスプレイフレームのうちの所定のサブスペースを占める。ユーザーが描画したグラフィックはサブスペースまたはフレーム全体を占めることができる。グラフィックデータを発生するためのグラフィックデータユニット１７の特殊機能については、図２〜８を参照して、後に説明する。
【００２１】
データ入力インターフェース１９は、このグラフィックデータを受信するためのＩ／Ｏポートを有するグラフィックデータユニット１７とデータ通信するようになっている。電話またはテレビケーブルを介してグラフィックデータを受信するためのモデムを含む、像データをプロセッサに送るためのいかなるタイプの装置も使用することができる。像データはドローイングパッドまたはディスクドライブを用いてユーザーが発生できる。この像「データ」は、ピクセルデータまたは像を発生できるプログラムを含むことができる。データ入力インターフェース１９は、これらタイプのデータを分離し、ピクセルデータはプロセッサメモリ１３に送られ、主データパスに従う。グラフィックデータユニット１７にはグラフィックコードが送られる。
【００２２】
グラフィックデータユニット１７によって発生されたグラフィックデータは、ディスプレイメモリ１５に送られ、ビデオデータの処理が完了した後に、特にビデオデータに対する順次走査処理がすべて完了した後に、ディスプレイレディーデータストリーム内に挿入される。フレームメモリ１５からの出力時には、各ビット平面のデータは、ビデオデータおよび、存在する場合には適当なピクセル位置にあるグラフィックデータを含む。主ディスプレイ内でのピクチャーインピクチャーのサブディスプレイを制御するためのフレームメモリ１５については、「空間光変調器を用いたディスプレイシステム用デジタルメモリ」を発明の名称とする米国特許出願第 （代理人整理番号ＴＩ−１７４０４）に記載されている。本願ではこの特許出願も参考例をして引用する。グラフィックサブディスプレイ位置を決めるのに同様な技術を使用することができる。
【００２３】
図２は、グラフィックデータユニット１７をより詳細に示す。図示するように、グラフィックデータユニット１７はプロセッサで制御されるユニットであり、従来のリモコン機能を実行し、デコードされたコマンドデータを実行のため主プロセッサ１４へ送る特殊グラフィックプロセッサ２２を有している。グラフィックプロセッサ２２は、ピクセルデータの発生も容易とするが、ビデオデータでなくてグラフィックデータを取り扱う。主プロセッサ１４およびグラフィックプロセッサ２２は、２つの異なるプロセッサとして示されているが、本明細書に述べた特性を有していることを条件に、双方のプロセッサの代わりに一つのプロセッサを用いることができる。
【００２４】
グラフィックプロセッサ２２は、多数の市販のグラフィック用プロセッサのうちのいずれかでよく、これら市販のプロセッサはプログラム可能であり、グラフィックディスプレイを容易とする機能を特徴としている。例えば、グラフィックプロセッサ２２は、「プリミティブ」を記憶するリードオンリーメモリ２２ａを含む。これらプリミティブは、ラインおよび円のようなグラフィック属性のためのピクセルデータを即座に発生することを可能とする命令のセットである。適当なグラフィックプロセッサ２２の一例としては、テキサスインスツルメンツ社によって製造されているＴＭＳ３４０ファミリーのプロセッサが挙げられる。
【００２５】
クローズドキャプションディスプレイに対しては、クローズドキャプション検出器２１は、クローズドキャプション情報を含むビデオ信号部分を検出する。ＮＴＳＣ信号では、この情報はライン２１上にある。検出器２１は、この信号をデジタル信号に変換し、変換したデジタル信号をグラフィックプロセッサ２２へ送る。グラフィックプロセッサ２２は、どんなアルファニューメリックキャラクタをディスプレイし、これらキャラクタを像フレーム上のどこへ位置させるかを決定する。キャラクタは、これらをキャラクタメモリ２４から検索するキャラクタ発生器２３により発生される。グラフィックプロセッサ２２は、キャラクタパターンをピクセルデータと関連させ、ピクセルデータをフレーム上のメモリ１５へ送る。グラフィックディスプレイ２２は、従来どうりディスプレイスクリーン上にクローズドキャプションが表示されるように、主プロセッサ１４に同期化される。
【００２６】
グラフィックプロセッサ２２は、オンスクリーンディスプレイも発生するが、このディスプレイは必ずしもアルファニューメリックキャラクタに限られるものではない。例えば、オンスクリーンディスプレイとしては音量レベルを示す移動するバーにすることができる。オンスクリーンのための入力信号は、リモコンユニット１８により発生される赤外線信号であり、この信号は赤外線検出器２５によって検出され、デジタルコードに変換される。クローズドキャプション用キャラクタと同じように、オンスクリーンディスプレイ用のキャラクタは、キャラクタメモリ２４からの記憶パターンを用いるキャラクタ発生器２３によって発生される。
【００２７】
グラフィックプロセッサ２２の利点としては、このプロセッサは外部ソースからのグラフィック発生命令を含むグラフィックデータを受信できることが挙げられる。このデータはリモコンユニット１８を介して光学的にまたは入力装置１９を介して電子的に受信できる。
【００２８】
光学データ入力に対し、リモコンユニット１８は、標準的なコンピュータのキーボード入力装置のみならず、受信機の制御入力装置となるように変形できる。また、リモコンユニットは、ディスプレイスクリーン上で直接グラフィックをトレースすることにより、ユーザーがグラフィックを描画できるようにするポインティング装置でもよい。
【００２９】
電子データ入力に対してグラフィックプロセッサ２２は、ダウンロードされた命令およびデータを受信するための入出力ポート２９を有する。これら命令は、キャラクタ発生器２３およびキャラクタメモリ２４を用いてキャラクタ発生を要求できる。更にこれら命令は、リードオンリーメモリ２２ａに記憶されていたグラフィックプリミティブを呼び出すことができる。
【００３０】
図３および図４は、ＳＬＭ１６の一部の平面図であり、２つのタイプのピクセル素子のレイアウトを示している。図３では、ピクセル素子３１はグリッドパターンに配置されており、図４では、ピクセル素子４１はピクセルの行がピクセルの幅の半分だけ交互にずれるようなスタガー状パターンに配置されている。
【００３１】
スタガータイプのピクセルのレイアウトは、全体の画質の点で有利であるが、業界で標準的なアルファニューメリックキャラクタのフォントをディスプレイするのに使用すると、視覚的なひずみを発生することがある。例えば標準キャラクタフォントを使用してアルファベット「Ｔ」を表示すると、「Ｔ」の垂直部分がぎざぎざ状態となる。
【００３２】
スタガー状のピクセルのレイアウトを有するディスプレイでは、影響を受ける文字を補償されたフォーマットに記憶することにより、このようなぎざぎざ状の垂直ラインの発生を防止する。すなわち、視覚的なひずみを少なくするように、垂直ラインを有する文字のすべてを形成する。これらアルファニューメリックキャラクタをディスプレイすると、その結果、文字をより正確に表示できる。
【００３３】
図５は、ぎざぎざエッジ効果を防止するため、どのようにアルファベット「Ｔ」を記憶するかを示している。例として、この文字は７ｘ９個のピクセルの大きさを有するサブアレイ内でピクセルを用いることにより形成されている。ある種の業界標準のフォントは、ノンプロポーションスペース用となっており、各文字は、文字毎に一定のサイズのサブアレイ内で形成されている。また、他の業界標準フォントはプロポーションスペース用であり、この場合、文字はサイズの異なるサブアレイにより形成される。ノンプロポーションスペースに対しては、文字のパターンおよびサイズはキャラクタメモリ２４に記憶され、プロポーションスペースに対しては、パターンが記憶され、寸法はメモリ２２ａに記憶された実行時間プログラムによって決定される。本発明は、いずれのタイプのスペース用の補償フォントセットに対しても適用される。
【００３４】
図５に示すように、「Ｔ」の水平部分は、ピクセルの行のうちの中心ピクセルに対してセンタリングされた業界標準のＴとして形成されるが、「Ｔ」の垂直部分はライン一つおきに追加ピクセルを用いることによって形成されている。水平部分が奇数のライン上にある場合、各奇数ラインは中心ピクセルを有し、各偶数ラインは中心の境界部を有することになる。垂直ラインを形成するには、奇数行のうちの中心ピクセルを使用し、偶数行のうちの中心境界部に隣接する２つピクセルを使用することになる。水平部分が偶数ライン上にある場合、各偶数ラインは中心ピクセルを有し、各奇数ラインは中心境界部を有することになる。この場合、偶数行の中心ピクセルおよび偶数行のうちの中心境界部に隣接する２つのピクセルを使用することになる。
【００３５】
図６は、アルファベット「Ｈ」を形成するための同様な方法を示す。この場合、水平部分は従来のフォントを用いて同じように形成され、垂直部分はピクセルの行とピクセルの対を交互に使用することにより形成する。
【００３６】
垂直ラインを有する各アルファニューメリックキャラクタに対しては、最もアピール力のあるパターンのピクセルを選択する。所定のキャラクタに対しては、２つ以上のパターンが可能となる。例えば図７は、文字「Ｈ」に対する別のパターンを示す。しかしながら補償された文字の共通する特徴は、単一ピクセルの行とピクセル対の行とを交互にすることにより垂直ラインを形成することである。交互に配置された列の一組は、ラインを表示するシングルピクセルを有する。次の行の他の組は、その上下にある単一ピクセルの中心に位置する一対のピクセルを有する。
【００３７】
所望する場合、ピクセル対は単一ピクセルよりも若干強度を弱くすることが可能である。これにより、垂直ラインは、より真っすぐに見え易くなるようにピクセルが平均化される。
【００３８】
一般に図５〜７に示すように、１ピクセル幅のピクセルの単一ラインを用いることにより文字を形成する。しかしながら本願に述べた原理は、より太い垂直ラインにも適用され、この場合、１行おきに追加ピクセルが加えられることになる。
【００３９】
再度図２を参照すると、グラフィックプロセッサ２２は他のグラフィックディスプレイ用に同じような垂直ラインの補償を行うようにプログラムされている。グラフィックプロセッサ２２が垂直ラインの描画を要求するコードを受信すると、このプロセッサは、上記文字の垂直ラインと同じように、ライン一つおきに追加ピクセルを加えて垂直ラインを描くようにプログラムされているグラフィックプリミティブを呼び出す。この垂直ラインプリミティブは種々のタイプの論理回路、例えばプロセッサ２２により実行するよう、メモリ２２ａに記憶されているような論理回路またはプログラムされた論理装置により実行できる。この補償は、ラインを描く際に実行される。
【００４０】
図８は、グラフィックプロセッサ２２により描かれる補償された垂直ラインの一例を示す。各行の第１ピクセルが示すように、ピクセルは右側にスタガー状に配置されている。補償されないラインは、行ｊ〜ｊ＋ｎのうちのｋ番目のピクセルで描かれていたはずである。図示するように、交互に配置されたラインのｋ番目のピクセルは、その上下のｋ番目のピクセルからずれている。このような方法を用いない場合に、行ｊ＋１、ｊ＋３、．．．．ｊ＋ｎに生じるはずのぎざぎざ状のラインを補償するため、ピクセルｋ−１も使用してラインを描いている。これとは異なり、行ｊ、ｊ＋２、．．．．ｊ＋ｎ−１にてピクセルｋ＋１を用いてラインを描くこともできる。キャラクタの場合と同じように、追加ピクセルを有する行上のピクセルを弱い強度にすることも可能である。
【００４１】
再度、図１を参照すると、主プロセッサ１４は、ビデオデータの垂直エッジ補償を行うようにプログラムできる。この補償は、垂直エッジが検出される各フレームの間の「フライ」上で実行される。
【００４２】
垂直ラインの補償に対しては、主プロセッサ１４は最初に、受信ピクセルデータが垂直エッジを表示していることを検出する。これらエッジを検出するには、公知のエッジ検出技術を使用できる。
【００４３】
図９は、ピクセルが補償されていない右側垂直エッジを示している像部分を示している。例えば、この像部分は都市のスカイライン像のうちの高いビルのエッジでよい。ピクセルのレイアウトをスタガー状にした結果、エッジがぎざぎざ状となる。行ｊ〜ｊ＋ｎのうちのｋ番目のピクセルは、ピクセルデータによって示されるような真のエッジを表示している。この真のエッジはプロセッサ１４を用いることにより検出され、値が隣接する列（列ｋ＋１）のピクセルにより、高いコントラストを有する列（列ｋ）内の、同じような値のピクセルのセグメントがあることを判別する。
【００４４】
垂直エッジが検出される場合、主プロセッサ１４はこのエッジを補償すべきかどうかを判断する。図１０〜図１１は、補償されていない垂直ラインの太さによってどのようにぎざぎざエッジ効果が大きくなるかを示している。図１０において、ラインの太さは１ピクセル幅であり、ラインは１／２ピクセル幅である太さｄを有する垂直部分を有している。ぎざぎざ部分は垂直部分の片側における１／２ピクセル幅である太さｅを有している。従って、垂直部分の太さｄに対するぎざぎざ部分の太さｅの比は、１／２〜１／２（１：１）となる。ラインを補償し、１ラインごとに次に隣接するピクセルを加えることにより、この比は１／２〜１（１：２）に変わり、５０％少なくなる。図１１では、ラインの太さは２ピクセル幅である。直線部分の太さ（ｄ）に対するぎざぎざ部分の太さ（ｅ）の比は１／２〜３／２（１：３）であり、ラインを補償することにより、この比は１／２〜４／２（１：４）となり、８． ３％少なくなる。従って、ラインが細くなればなるほど、ぎざぎざエッジ効果が大きくなり、更に、補償に対する要求も大きくなる。
【００４５】
従って、主プロセッサ１４はエッジを検出し、これらエッジを補償すべきかどうかを判断する命令を記憶するリードオンリーメモリ１４ａを有する。一例として、デジタルフィルタリング技術を用いてエッジ検出を行う場合、バンドパスは補償を望むラインの幅に従って変えることができる。これと異なり、これら機能はプログラムした論理回路によっても実行できる。
【００４６】
更に、グラフィックデータの場合と同じように、主プロセッサ１４は、補償ラインに対して追加ピクセルを有する行の強度を変えるようにプログラムできる。より太いラインのエッジに対しては、追加ピクセルを加える代わりにスティックアウトするピクセルの強度を変えることにより補償を行うことができる。
【００４７】
図１に示していないが、グラフィックデータユニット１７は、ＳＬＭ１６でなくてＣＲＴディスプレイを有する受像機１０と共に用いることができる。かかる受像機に対しては、ＳＬＭ１６に対してフォーマット化して送る代わりに、アナログ信号に戻し、ＣＲＴへ走査する。
【００４８】
他の実施例
以上で特定の実施例を参照して本発明について説明したが、この説明は限定的に解すべきではない。当業者には開示した実施例の種々の変形のみならず、別の実施例が明らかであろう。従って特許請求の範囲は発明の真の範囲内にあるこれらすべての変形例をカバーすると解される。
【００４９】
以上の説明に関して更に以下の項を開示する。
（１）スタガー状ピクセルのレイアウトを備えた空間光変調器を有するデジタルテレビ受像機用グラフィックデータユニットにおいて、
テレビ信号のクローズドキャプション成分を検出し、前記信号をクローズドキャプションデータに変換するためのクローズドキャプション検出器と、
前記クローズドキャプションデータを受信し、どんなキャラクタを発生すべきかを判断するためのグラフィックプロセッサと、
前記グラフィックプロセッサとデータ通信し、前記キャラクタを表示するピクセルデータを発生するためのキャラクタ発生器と、
前記キャラクタ発生器とデータ通信し、前記キャラクタを表示するピクセルパターンを記憶するためのキャラクタメモリとを備え、
前記メモリは、前記スタガー状ピクセルのレイアウトの効果のために垂直ラインを補償するようなフォームに前記キャラクタを記憶する、デジタルテレビ受像機用グラフィックデータユニット。
（２）前記グラフィックプロセッサは、前記スタガー状ピクセルのアレイの効果を補償するよう、垂直ライン描画命令を記憶するよう、メモリとデータ通信するようになっている、第１項記載のグラフィックデータユニット。
（３）リモコンユニットからの赤外線信号を受信し、更にグラフィック像を発生するためのプログラムに前記受信信号をデコードするための赤外線検出器を含み、前記グラフィックプロセッサは前記垂直ライン描画命令を用いて前記プログラムを実行する第２項記載のグラフィックデータユニット。
（４）前記グラフィックプロセッサは、外部ソースからデータを電子的に受信するための入出力ポートを有し、前記リードオンリーメモリは前記像データをデコードし、前記像データと前記垂直ライン描画命令とを関連させるプログラムとを記憶する、第２項記載のグラフィックデータユニット。
【００５０】
（５）スタガー状のピクセル素子を有するテレビディスプレイ上に垂直ラインをディスプレイするようデジタルテレビ受像機を使用する方法において、
垂直ラインにおける前記スタガー状ピクセルのレイアウトの垂直効果が補償されたフォントの組を記憶し、
クローズドキャプション信号を受信し、
前記クローズドキャプション信号をデコードして、どんなキャラクタをディスプレイすべきかを決定し、
前記フォントの組からディスプレイすべき前記キャラクタを評価し、
前記キャラクタを補償されたフォーマットにディスプレイする工程を備えたデジタルテレビ受像機を使用する方法。
（６）前記フォントの組を記憶する前記工程は、前記垂直ラインの交互の行に追加ピクセルを加えることにより実行される、第５項記載の方法。
（７）前記フォントの組を記憶する前記工程は、前記交互の行上の垂直ラインのピクセルの強度を変えることによって更に実行される、第６項記載の方法。
（８）前記スタガー状ピクセルのアレイの効果を補償する命令を含む垂直ライン描画命令を記憶し、
前記垂直ライン描画命令を呼び出すグラフィックコマンドを受け、
少なくとも１本の垂直ラインを補償されたフォーマットでディスプレイする工程を更に含む第５項記載の方法。
（９）前記垂直ライン描画命令を記憶する工程は、前記垂直ラインの交互の行に追加ピクセルを加えるための命令を記憶することにより実行される、第８項記載の方法。
（１０）受信ビデオデータのエッジを検出するための命令の組を記憶し、
前記エッジにおける前記スタガー状のピクセルのアレイの効果を補償するための命令を記憶し、
前記受信ビデオデータにより表示される像の少なくとも１本の垂直ラインを補償されたフォーマットでディスプレイする工程を更に含む、第５項記載の方法。
（１１）エッジを補償する命令を記憶する前記工程は、前記エッジの交互のラインに追加ピクセルを加えるための命令を記憶することにより実行される、第１０項記載の方法。
【００５１】
（１２）スタガー状のピクセルのレイアウトを備えた空間光変調器を有するデジタルテレビ受像機用グラフィックデータユニットにおいて、
リモコンユニットから赤外線信号を受信し、更にグラフィック像を発生するためのプログラムに前記受信信号をデコードするための赤外線検出器と、
グラフィック像を発生するためのプログラムを受信するための入出力ユニットと、
前記スタガー状ピクセルアレイの効果を補償する垂直ライン描画命令を記憶するためのメモリを有する、前記プログラムを実行するためのグラフィックプロセッサとを備えたグラフィックデータユニット。
（１３）前記垂直ライン描画命令は、前記垂直ラインの交互のピクセルに隣接する追加ピクセルを加えるための命令を含む、第１２項記載のグラフィックデータユニット。
【００５２】
（１４）ビデオデータおよびグラフィックデータの双方をディスプレイするためのデジタルテレビ受像機であって、
ビデオデータを処理するための主プロセッサと、
外部ソースからグラフィックプログラムを受信するための入出力ユニット、前記命令を実行するためのグラフィックプロセッサ、およびグラフィックプリミティブを記憶するためのメモリを有するグラフィックデータユニットと、
前記主プロセッサからの処理されたビデオデータ、および前記グラフィックプロセッサ用の処理されたグラフィックデータを受信し、前記処理されたビデオデータおよび前記処理されたグラフィックデータをビット平面データにフォーマット化するためのディスプレイメモリと、
前記ビット平面データを受信し、前記ビデオデータおよび前記グラフィックデータに従って像を発生するための空間光変調器とを備えたデジタルテレビ受像機。
（１５）前記グラフィックデータユニットはリモコンユニットから赤外線信号を受信するための赤外線検出器を有する第１４項記載のデジタルテレビ受像機。
（１６）前記空間光変調器はスタガー状のピクセルのレイアウトを有する第１４項記載のデジタルテレビ受像機。
（１７）前記グラフィックプロセッサとデータ通信し、前記スタガー状のピクセルのレイアウトの効果のために垂直ラインを補償するフォーマットでキャラクタフォントを記憶するためのキャラクタメモリを更に含む第１６項記載のデジタルテレビ受像機。
（１８）前記論理回路は、スタガー状ピクセルのアレイの効果を補償する垂直ライン描画命令を実行する第１６項記載のデジタルテレビ受像機。
（１９）前記主プロセッサは、エッジ検出命令および前記スタガー状ピクセルアレイの効果のためにエッジを補償するための命令を実行する論理回路を有する、第１６項記載のデジタルテレビ受像機。
【００５３】
（２０）空間光変調器（１６）を使用するデジタルテレビ受像機（１０）のためのグラフィックデータユニット（１７）であって、このグラフィックデータユニット（１７）は、主プロセッサ（１４）から、例えばクローズドキャプションおよびオンスクリーンディスプレイのためのグラフィック処理タスクをオフロードするグラフィックプロセッサ（２２）を有する。グラフィックデータユニット（１７）はクローズドキャプションおよびオンスクリーンディスプレイキャラクタのためのフォントを記憶するキャラクタメモリ（２４）も有する。リードオンリーメモリ（２２ａ）は、グラフィックプリミティブを記憶しており、キャラクタフォントおよびグラフィックプリミティブは、空間光変調器（１６）のスタガー状ピクセルのレイアウトを補償するようになっている。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係わるグラフィックユニットを有するデジタルテレビ受像機のブロック図である。
【図２】図１のグラフィックユニットのブロック図である。
【図３】グリッド状のピクセルのレイアウトを示す図である。
【図４】スタガー状のピクセルのレイアウトを示す図である。
【図５】グラフィックキャラクタにおいてどのようにスタガー状のピクセルのレイアウトを補償するかを示す図である。
【図６】グラフィックキャラクタにおいてどのようにスタガー状のピクセルのレイアウトを補償するかを示す図である。
【図７】グラフィックキャラクタにおいてどのようにスタガー状のピクセルのレイアウトを補償するかを示す図である。
【図８】グラフィック像におけるラインにおいて、スタガー状のピクセルレイアウトをどのように補償するかを示す図である。
【図９】受信ビデオデータによって表示される垂直エッジをどのように検出し、スタガー状のピクセルレイアウトを補償する必要性を判断するためにどのように評価するかを示す図である。
【図１０】受信ビデオデータによって表示される垂直エッジをどのように検出し、スタガー状のピクセルレイアウトを補償する必要性を判断するためにどのように評価するかを示す図である。
【図１１】受信ビデオデータによって表示される垂直エッジをどのように検出し、スタガー状のピクセルレイアウトを補償する必要性を判断するためにどのように評価するかを示す図である。
【符号の説明】
１０ デジタルテレビ受像機
１４ 主プロセッサ
１６ 空間光変調器
１７ グラフィックデータユニット
２２ グラフィックプロセッサ
２２ａ リードオンリーメモリ
Claims (2)
- スタガー状ピクセルのレイアウトを備えた空間光変調器を有するデジタルテレビ受像機用グラフィックデータユニットにおいて、
テレビ信号のクローズドキャプション成分を検出し、前記信号をクローズドキャプションデータに変換するためのクローズドキャプション検出器と、
前記クローズドキャプションデータを受信し、どんなキャラクタを発生すべきかを判断するためのグラフィックプロセッサと、
前記グラフィックプロセッサとデータ通信し、前記キャラクタを表示するピクセルデータを発生するためのキャラクタ発生器と、
前記キャラクタ発生器とデータ通信し、前記キャラクタを表示するピクセルパターンを記憶するためのキャラクタメモリとを備え、
前記メモリは、前記スタガー状ピクセルのレイアウトの効果のために垂直ラインを補償するようなフォームに前記キャラクタを記憶する、デジタルテレビ受像機用グラフィックデータユニット。 - スタガー状のピクセル素子を有するテレビディスプレイ上に垂直ラインをディスプレイするようデジタルテレビ受像機を使用する方法において、
垂直ラインにおける前記スタガー状ピクセルのレイアウトの垂直効果が補償されたフォントの組を記憶し、
クローズドキャプション信号を受信し、
前記クローズドキャプション信号をデコードして、どんなキャラクタをディスプレイすべきかを決定し、
前記フォントの組からディスプレイすべき前記キャラクタを評価し、
前記キャラクタを補償されたフォーマットにディスプレイする工程を備えたデジタルテレビ受像機を使用する方法。
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