視頻信號消隱期間疊加字符碼的字符顯示電路和方法
2023-09-18 16:01:20 2
專利名稱：視頻信號消隱期間疊加字符碼的字符顯示電路和方法
技術領域：
本發明涉及具有通過在視頻信號上疊加一個字符碼來顯示一個字符功能的字符顯示電路和用於字符顯示的方法，更具體地說，涉及具有產生以視頻信號的垂直和水平信號為基準的字符顯示定時信號的功能和產生作為字符顯示定時信號部分的字符碼的功能的字符顯示電路和方法，所述字符碼與/VBI(視頻消隱周期)碼格式一致，而VBI碼格式則用來通過在視頻信號消隱期間疊加字符碼進行預定的加字幕。
按照傳統的方法，用於產生以視頻信號的垂直和水平同步信號為基準的字符顯示定時信號和用來在電視屏幕上顯示字符圖形的字符顯示電路及用於預定字幕的VBI字符編碼器是採用獨立電路形式構成的。
例如，由Mitsubishi Denki公司製造的M35040為商用的字符顯示電路，另一方面，由Sony公司製造CX-7907A可用作為字符編碼電路它如字符廣播信號一樣地利用垂直消隱周期。
在JP-A-91875中描述了利用字符廣播的技術的先有技術。
美國專利5,097,348公開了一種含有疊加功能的圖象數據記錄/重現裝置。在該裝置中將輸入字符數據疊加到輸入圖象數據的垂直回掃周期中。數據編碼器28與字符模式產生單元29是分開設置的。
在某些商用Vse的視頻錄像機中，字符顯示電路和VBI字符編碼器是分開提供的，而當用VTR進行記錄時，字幕信號則在視頻信號消隱周期時被疊加。因此，當一個預定的字幕解碼器(以後簡稱為CCD)是做在電視機內時，根據由VTR(磁帶記錄)複製的信號，可由電視機再現字幕。例如，利用疊加在視頻信號上的錄製的日期/時間，視頻記錄的日期/時間可以在電視機屏幕上隨時確認，且必要時可將字幕擦去。於是，不象直接將顯示字符疊加到圖象數據那樣，此時不會妨礙記錄圖象。
因此，為VTR提供的VBI字符編碼器是用於疊加伴隨諸如在磁帶上的絕對地址和編輯控制符這樣的記錄圖象而產生的數字數據。
但是，由於字符顯示電路和VBI字編碼器是以單獨電路構制的，從而產生了電路構成複雜的問題。
本發明的目的是為了提供一種新穎的字符顯示電路和方法，由該電路和方法可以完成除了傳統的字符顯示電路功能以外還可以完成VBI pb字符編碼器的功能以便大大簡化電路構型。
為達到上述目的，本發明提供了一種字符顯示電路，包括字符產生裝置，用於產生與一個視頻信號的垂直和水平同步信號同步的字符顯示定時信號；檢測裝置，用於在所述視頻信號的消隱周期內檢測預定的水平同步信號；編碼數據產生裝置，用於根據所述字符顯示定時信號，通過採用點模式對字符數據進行編碼，與所述被檢測到的預定水平同步信號同步，產生與一個字符廣播編碼信號的信號格式一致的字符編碼數據；以及疊加裝置，用於在所述視頻信號的消隱周期內，在所述視頻信號上疊加所述產生的字符編碼數據。
本發明還提供了一種字符顯示電路，包括字符產生裝置，用於產生與一個視頻信號的垂直和水平同步信號同步的字符顯示定時信號；檢測裝置，用於在所述視頻信號的消隱周期內檢測預定的水平同步信號；編碼數據產生裝置，用於根據所述字符顯示定時信號，與所述被檢測到的預定水平同步信號同步，產生與一個字符廣播編碼信號的信號格式一致的字符編碼數據；以及疊加裝置，用於在所述視頻信號上疊加所述產生的字符編碼數據；其中所述字符編碼數據產生裝置包括產生編碼數據的裝置，其中構成一個字符的諸點的周期的整數倍等於一比特的字符廣播編碼信號。
本發明還提供了一種字符顯示電路，包括字符產生裝置，用於產生與一個視頻信號的垂直和水平同步信號同步的字符顯示定時信號；檢測裝置，用於在所述視頻信號的消隱周期內檢測預定的水平同步信號；編碼數據產生裝置，用於根據所述字符顯示定時信號，與所述被檢測到的預定水平同步信號同步，產生與一個字符廣播編碼信號的信號格式一致的字符編碼數據；以及疊加裝置，用於在所述視頻信號上疊加所述產生的字符編碼數據；其中所述疊加裝置包括切換裝置，用於在一個輸入視頻信號上疊加和在一個輸出視頻信號上疊加之間進行切換。
本發明還提供了一種字符顯示方法，包括如下步驟利用產生與一個視頻信號的垂直和水平同步信號同步的字符顯示定時信號的字符顯示電路，通過採用點模式對字符數據進行編碼，產生與字符廣播編碼信號的信號格式一致的字符編碼數據；在所述視頻信號的消隱周期內檢測預定的水平同步信號；以及與所述檢測到的預定水平同步信號同步，在所述視頻信號的消隱周期內，把所述編碼數據疊加到所述視頻信號上。
本發明還提供了一種字符顯示方法，包括如下步驟利用產生與一個視頻信號的垂直和水平同步信號同步的字符顯示定時信號的字符顯示電路，產生與字符廣播編碼信號的信號格式一致的字符編碼數據；在所述視頻信號的消隱周期內檢測預定的水平同步信號；以及與所述檢測到的預定水平同步信號同步，把所述編碼數據疊加到所述視頻信號上；其中所述產生字符編碼數據的步驟包括進行控制的步驟，使得構成一個字符的諸點的周期的整數倍等於一比特的字符廣播編碼信號。下面來講述本發明的字符碼產生器的原理。
原來的字符顯示功能可以通過由字符顯示電路產生的字符顯示定時信號代替原來的視頻信號實現。字符/字幕廣播也可通過編碼的字符定時信號代替特定的水平同步信號來實現。於是，用來產生字符模式的字形ROM數據的點的頻率規定為字符/字幕廣播中的時鐘，數據「0」或數據「1」的整數倍。在這種條件下，按預定的水平同步信號來排列相應於顯示字符的ROM數據。在
圖1和2中顯示了這種對應關係。
圖1示出了基於美國預定幕標準的字符廣播中的編碼部分。字符廣播數據疊加在水平同步信號的21H上，並根據503千赫茲的NR2系統被編碼。兩字符的碼被插入到一個16比特的數據部份。圖2A至2D示出了用來產生本發明的字符廣播數據的一個字符模式的例子。在該例中，一個字符是由8×8點的模式構成，一個點的頻率設為503千赫茲×8＝4.024兆赫茲。
當構成一個字符模式的一字符的頻率設成字符廣播中的時鐘頻率時，一個字符相應於字符廣播數據的一個比特且控制也最簡易。
如果在構成一字符模式的一字符的頻率與字符廣播中的時鐘頻率之比設定為整數關係，則可用一個字符來代表幾個比特，反之可用幾個字符來代表一比特。於是，即使當如上那樣對字符顯示附加限制，每行的顯示字符數可在某種程度上自由設定。
圖1是美國字符廣播用的編碼格式；圖2A至2D示出了字符廣播中一個比特的長度等於在一字符顯示電路中的一個字符的時間時的可設計的字符模式的例子；圖3示出了當在字符廣播中的4比特長度等於在字符顯示器中的三字符時的可設計的字符模式的例子；圖4是本發明的字符顯示電路的方框圖；圖5是存儲在一個字符字形ROM中的字符模式；圖6示出了編碼一個字幕信號的處理過程的流程圖；圖7A至7D示出了被編碼的字符的例子；圖8是採用本發明字符顯示電路的VCR的方框圖9A是顯示在圖8的VCR中編碼過程的流程圖；圖9B是顯示在圖8的VCR中再生過程的流程圖；圖10A示出了在電視屏幕上顯示的要編碼的數據；圖10B示出了圖10A的已編碼的數據；圖11示出了OSD(屏幕顯示)字符字形串的例子；圖12示出了在圖10A和10B使用的OSD字符字模式與已編碼的數據間的對應關係；現參閱圖2B，2C及2D，圖中示出了當在基於USA EIA-608的字符廣播中的一比特長度D＝1/503,488赫茲等於在字符顯示電路中的一個字符的周期時可提供的字符模式的例子。在該例子中，一字符的字形是由8點×8行組行的，如圖2B至2D所示。即此時，在該字符廣播中的一比特由8點組成。於是，字符顯示電路中的點頻率要求等於字符廣播中的時鐘頻率的八倍，即(1/D)×8＝4.024兆赫茲。圖2B示出了時鐘部分的字符模式。在同一行中排列了7個字符模式，由此組成了圖1所示的字符廣播中的時鐘信號。圖2C中示出了數據「0」，圖2D中示出了數據「1」。數據片按照廣播字符中的數據串被排列同一行上，由此產生字符廣播信號。
圖3示出了當字符廣播中的4比特(4D)長度等於字符廣播顯示電路中的字符時可提供的字符模式設計。當一個字符是如圖2所示的情況由8點×8行組成時，則D由6點組成和點頻率必須為(1/D)×6＝3.018兆赫茲。如圖3①至⑩所示，必須預備10類字符模式。通過按照一字符廣播數據串特字符模式排列在同一行中，可以產生一個字符廣播信號。一個公知的電路可用作為在顯示單元上顯示字符信號的電路。
現參閱圖4至6描述利用電路編碼幕信號的專門的處理過程。參考數1用來表指字符顯示電路。在字符字形ROM2中存儲了如圖5所示的字符圖形。左上方的被括連的十六制碼表示在顯示數據存儲器3中的字符碼。碼「2D」、「2E」及「2F」用來指定那些本發明專門備制用於編碼字幕信號的模式。
因在本實施例中，一個字符由12點組成，點頻率是美國的字幕信號比特頻率的12倍，即，(1/D)×12＝6.042兆赫茲。
圖4中所示的攝象機17，VCR(盒式錄音機)18或LDP(雷射唱機)19用來作疊加字幕信號的視頻信號源。在字符顯示電路1中，由視頻信號源輸入的視頻信號被視頻信號處理器10處理並用來使顯示控制電路7送出一基於由同步分離電路9產生的垂直和水平同步信號的字符顯示定時信號。顯示位置控制電路6接收來自顯示數據存儲器3的待顯示的字符碼在根據垂直位置寄存器4和水平位置寄存器5指定的基準點確定的顯示位置上設置相應的字符字形ROM數據，ROM數據以字符點數據的形式經由移位寄存器8被送出並利用混合電路11將其疊加在視頻信號中。
顯示字符控制器12用來產生存儲在顯示數據存儲器3中的數據並執行該數據的通信。
顯示位置控制器13用來產生存儲在垂直位置寄存器4和水平位置寄存器5中的數據並與字進行通信。字符信號編碼數據產生器15指派在視頻信號消隱期間要疊加的字符並產生表示該字符的數據。字符顯示數據輸入單元16產生相應於以視頻信號的垂直和水平同步信號為基準的字符顯示定時信號的字符顯示數據。該字符顯示定時信號是無須解碼而可被顯示在電視屏上且能被人辨認的字符。顯示數據編碼器14有一個轉換表，用於分別給「時鐘」、字幕編碼的數據「1」和數據「0」指配「2D」、「2E」和「2F」，如圖5所示，給每個字符顯示數據指配「00」至「2C」，並將由字符信號編碼數據產生器15產生的數據和由字符顯示數據輸入單元16所產生的數據轉換成與字符顯示電路相一致的顯示數據編碼。
此外，顯示字符控制器12，顯示位置控制器13和顯示數據編碼器14也可以做成微處理機的一部分。
下面，參考圖6描述編碼控制過程。步驟51至54是在顯示數據編碼器14上實現的。
步驟51將要編碼成字幕信號的字符轉變成二進位數。例如，在「AB」情況下，轉換成「0100000101000010」。(圖7A)步驟52加上用於STOP(停止)的2比特和用於START(起動)的一比特。(圖7B)步驟53加Clock(時鐘)7比特。(圖7C)步驟54利用轉換表數據被編碼成為相成的字形。在本例中，時鐘、「1」和「0」被分別轉換成「2D」、「2E」及「2F」。
步驟55利用顯示位置控制器13在水平和垂直位置寄存器5和4中設定預定值。在美國的字幕標準時，水平位置設定為10.5μS，垂直位置設至21H行。
步驟56利用顯示字符控制器12將步驟54中編碼的總共有26比特的數據傳送到顯示字符數據存儲器中。(圖7D)步驟57同步分離電路9檢測從要被疊加字幕信號的視頻信號中分離出來的垂直同步信號。顯示位置控制電路6將水平同步信號從垂直同步信號中分開，並傳送表示在21H行處的字符的輸出信號。
步驟58用混合電路11將以字符顯示定時信號形式送出的編碼數據疊加到視頻信號上。
步驟5921H行等待傳送。當21H行結束時，字幕信號疊加亦隨之結束。
作為本發明的實施例，將描述視頻記錄數據作為閉路字幕數據記錄在VCR上的例子，其優點在於視頻記錄的數據只在重現期間需要時才被顯示，因而當欣賞原來的視頻時，不會干擾屏幕。
圖8是顯示VCR結構的方框圖。在視頻信號處理器31中，進行與記錄和再現視頻信號有關的信號處理。當字幕編碼在21H行上疊加到調諧器21的視頻輸出的同時，記錄在磁帶上要記錄的視頻信號。當轉換電路23被轉到觸點A時，由疊加器29把由本發明的字符顯示電路22送出來的字幕碼疊加到視頻信號上。
圖9B示出了在再現期間的流程圖。
在再現期間，在同步分離電路26中將一個同步信號從VTR輸出信號中分離出來，字幕碼解碼器24分開垂直和水平同步信號，以檢測出被再生的視頻信號的21H行(步驟71)，而被再生的視頻信號被解碼並傳送到控制器25(步驟72)。解碼結果被控制器25轉換字符碼，字符碼又被送至字符顯示電路22(步驟73)。字符顯示電路22響應於輸入的字符碼產生代表常規字符模式的字符顯示定時信號(步驟74)。所產生的字符顯示定時信號通過一個切換電路23的觸點B，由疊加器30疊加在被再現的視頻信號上(步驟75)，並經過一個射頻轉換器32送至電視機(步驟76)。
在記錄字幕期間的編碼數據，例如日期/時間數據由定時器電路27的輸出數據準備好。由顯示ON/OFF開關28進行選擇是否在再現期間顯示字幕數據。
在字幕碼編碼OSD(屏上顯示)字形中，一個字符由8點組成，而在下面要描述的一個例子中，字幕碼是由6點組成的。
為具體起見，下面結合圖9A，10A和10B來描述將日期/時間數據編碼成字幕碼的過程。在步驟61中，在視頻記錄開始以後，代表定時器電路27的輸出信號的日期/時間數據被轉換成ASCII的十六進位碼。例如字符「0」用十六進位碼表示為「30」(00110000)。
在步驟62，由控制器25加上一個控制碼。在圖10A的例子中，為了在第15行提供白字符的顯示，加上一個「1460」碼。如圖10B所示，在解碼側的允諾下，附加控制碼被重複兩次。
在步驟63，十六進位碼被控制器25轉換成如圖11所示的OSD字符形串。該字形串按照諸如EIA-608這種標準確定，按照該標準每1H行將7比特時鐘，2比特停止及1比特起動加到16比特數據字形上。圖10B所示的(G)(H)(I)字形模式相應於附加的比特。在圖10B的例子中，由OSD字形的3字符準備4-比特數據，而4-比特數據(U)至(F)與3-字符字形Clock(時鐘)STOP(停止)及START(起動)的組合則示於圖12。在圖12中，加括號的數字或字母表示一個十六進位數字。於是，例如，在圖10A所示的日期/時間數據的情形時，在圖10B的OSD字形串所示的比OSD字形數據已被預備好。
在步驟64，與來自字符信號產生器22的垂直同步信號(幀)同步地以OSD字形串的一行的速率傳送所述數據，以便記錄在2H行的奇數場。
在步驟65，檢測傳送是否結束。
在步驟66，只要繼續在進行視頻記錄，在更新日期/時間數據的同時執行步驟61至65中的編碼處理。
通過上述程序，視頻記錄的日期和時間可以作為預定字幕碼記錄。Nikkei Electronics，1991.9.30(No.539)，PP149-158中和MotorolaSemiconductor TECHNICAL DATA MC144143中描述了再現預定字幕碼的原理並在此將上述文獻收作參考資料。
權利要求
1.一種字符顯示電路，包括字符產生裝置，用於產生與一個視頻信號的垂直和水平同步信號同步的字符顯示定時信號；檢測裝置，用於在所述視頻信號的消隱周期內檢測預定的水平同步信號；編碼數據產生裝置，用於根據所述字符顯示定時信號，與所述被檢測到的預定水平同步信號同步，產生與一個字符廣播編碼信號的信號格式一致的字符編碼數據；以及疊加裝置，用於在所述視頻信號上疊加所述產生的字符編碼數據；其中所述字符編碼數據產生裝置包括產生編碼數據的裝置，其中構成一個字符的諸點的周期的整數倍等於一比特的字符廣播編碼信號。
2.根據權利要求1的字符顯示電路，其中所述編碼數據產生裝置包括用於產生一個模式的裝置，在該模式中，一個字符的周期等於一比特字符廣播編碼信號，而字符字形相應於字符廣播編碼信號的「時鐘」、數據「0」和數據「1」。
3.根據權利要求1的字符顯示電路，其中所述編碼數據產生裝置包括一個ROM。
4.一種字符顯示電路，包括字符產生裝置，用於產生與一個視頻信號的垂直和水平同步信號同步的字符顯示定時信號；檢測裝置，用於在所述視頻信號的消隱周期內檢測預定的水平同步信號；編碼數據產生裝置，用於根據所述字符顯示定時信號，與所述被檢測到的預定水平同步信號同步，產生與一個字符廣播編碼信號的信號格式一致的字符編碼數據；以及疊加裝置，用於在所述視頻信號上疊加所述產生的字符編碼數據；其中所述疊加裝置包括切換裝置，用於在一個輸入視頻信號上疊加和在一個輸出視頻信號上疊加之間進行切換。
5.一種字符顯示方法，包括如下步驟利用產生與一個視頻信號的垂直和水平同步信號同步的字符顯示定時信號的字符顯示電路，產生與字符廣播編碼信號的信號格式一致的字符編碼數據；在所述視頻信號的消隱周期內檢測預定的水平同步信號；以及與所述檢測到的預定水平同步信號同步，把所述編碼數據疊加到所述視頻信號上；其中所述產生字符編碼數據的步驟包括進行控制的步驟，使得構成一個字符的諸點的周期的整數倍等於一比特的字符廣播編碼信號。
6.根據權利要求5的字符顯示方法，其中所述產生字符編碼數據的步驟包括進行控制的步驟，使得一個字符的周期等於字符廣播編碼信號的一比特。
全文摘要
一種字符顯示電路,在該電路中,用於產生同步於垂直和水平同步信號的字符顯示定時信號如此控制構成一字符字形的諸點的頻率:即使該頻率的整數倍等於一字幕碼的比特數。在視頻信號的消隱周期內與預定水平同步信號同步地產生與該字幕碼格式一致的字符碼。
文檔編號H04N5/445GK1264246SQ0010119
公開日2000年8月23日 申請日期2000年1月25日 優先權日1993年5月21日
發明者大野昭二 申請人:株式會社日立製作所