CN100372363C - 处理垂直消隐期数据的方法和系统及处理电视信号和消重影的方法 - Google Patents

Abstract

提供一种使用非过抽样数据执行基于主机的图文数据的消重影的方法和装置。首先使用多级纠错编码编码电视信号内的图文数据，包括使用内纠错码和外纠错码。然后使用多个信号级调制编码发送电视信号，同时符合标准图文定时。一个远程计算机系统接收包含编码图文数据的电视信号。计算机系统的调谐器/俘获系统过抽样图文数据并使用过抽样数据以重构图文数据的比特峰值。然后将图文数据经主机接口(25)提供给计算机系统的主存储器(11)作为非过抽样数据。主机处理器(10)根据非过抽样数据执行图文数据的消重影，数据分片，以及多级解码。

Description

处理垂直消隐期数据的方法和系统及处理电视信号和消重影的方法

本发明涉及电视信号处理领域。具体地说，本发明涉及用于解码并执行电视信号内的垂直消隐期的消重影。

常规的电视机和很多其它显示设备通过使用一个或多个电子枪产生其显示以照射电视屏幕上的每行。电视传输信号一般包括一个垂直消隐期，该垂直消隐期是在已照射屏幕之后将电子枪从屏幕底部重新设置到电视屏幕顶部所需的时间。常常由电视播送设备使用VBI部分以发送显示音频和视频信息所必须的控制信息。该控制信息包括，例如，视频同步信号。另外，一般保留VBI部分以用于传播为听力损伤者用的闭路字幕图文。

播送设备还使用VBI内的时间以广播广播电台自身选择的各种其它类型的数据，一般涉及图文数据。VBI扫描行一般是根据多个工业标准格式中的一个的广播节目。例如，图文扫描行常常是根据北美基本图文规范(NABTS)的广播节目。参看“用于图文北美基本图文规范(NABTS)的接合EIA/CACC推荐实施”，EIA-516，1988年5月。NABTS需要一个5.7272MHz的调制数据比特流。

用于俘获图文数据的硬件一般使用一种称为“过抽样”的技术抽样所接收的图文数据以恢复图文数据的比特峰值。附加抽样常常被定义为在高于图文数据码元率(例如，NABTS比率)的比率抽样所接收的模拟信号。例如，一般在NABTS比率的2到8倍的比率上过抽样图文数据。

与图文数据广播有关的一个问题是重影。重影常常由电视信号离开信号路径内的对象的反射引起。当经VBI传送对象时重影带来问题，因为反射信号干扰正在传送的对象。因此，被设置为接收电视信号的电视和计算机系统包括一个消重影机构。消重影机构的实例是自适应基带均衡(ABBE)滤波和查阅表(LUT)滤波。

设置为接收电视信号的计算机系统一般包括一个用于俘获电视信号的调谐器子系统，该调谐器子系统可以连接到一个扩展总线，例如，外部部件互连(PCI)总线。图文数据的解码和消重影一般由调谐器/俘获系统执行，该调谐器/俘获系统将数字形式的解码数据经扩展总线传送到主机。然而，在调谐器子系统内实现这些功能增加了调谐器子系统的成本和复杂性。另一方面，通过将过抽样数据提供给主机执行主机上的这些功能将消耗总线带宽和存储器不希望的数量。因此，所需要的是一种处理图文数据的克服这些和那些问题的技术，包括消重影。

本发明包括一种用于处理VBI数据的方法和装置。首先接收包含VBI数据的电视信号。从电视信号提取VBI数据，并且接着将其以非过抽样数据的形式提供给主机处理器。然后主机处理器根据非过抽样数据执行VBI数据的消重影。

在本发明的某实施例中，使用多个嵌套编码方案编码电视信号内的VBI数据。因此，在这样的实施例，该方法可以进一步包括根据第一纠错方案解码所接收的电视信号以产生第一解码数据，以及根据第二纠错方案解码第一解码数据以获得VBI数据。

本发明的另一个方面是一种处理包括VBI数据的电视信号的方法。首先接收并解调电视信号。接着根据第一纠错方案解码电视信号内的数据以产生第一解码数据，以及根据第二纠错方案解码第一解码数据以获得VBI数据。

通过附图和下面的详细描述本发明的其它特征将变得显而易见。

以实例方式给出本发明并且本发明不限于附图内的图形，其中相同的标记表示类似部件，其中：

图1示出实现本发明特征的一个计算机系统。

图2示出经一个主机接口耦合到主存储器的电视调谐器/俘获子系统。

图3A示出根据本发明一个实施例，图2的子系统的调谐器/俘获子系统的VBI提取单元。

图3B示出根据本发明第二实施例，图2的子系统的调谐器/俘获子系统的VBI提取单元。

图4示出用于接收和解码包括图文数据的电视信号的软件环境。

图5是示出用于编码和发送一个包括图文数据的电视信号的程序的流程图。

图6是示出用于接收和解码包括图文数据的电视信号的程序的流程图。

描述一种用于使用非过抽样数据执行图文数据的基于主机的消重影的方法和装置。在下面的描述中，为解释起见，列出多个具体的细节以提供对本发明的充分了解。然而，本发明可以脱离这些具体细节实施，这对本领域技术人员来说是显而易见的。在其它情况下，以方框图或其它符号形式示出公知的结构和设备以便于本发明的描述。

如下面所进一步描述的，本发明提供通过计算机系统的主处理器，而不是专用硬件(例如，调谐器/俘获子系统)执行图文VBI的消重影。另外，在调谐器/俘获子系统执行比特峰值重构，以便不需要提供从俘获子系统到主机的过抽样数据。因此，本发明提供显著降低与计算机系统内俘获VBI数据有关的总线带宽消耗同时保留与当前图文定时标准的兼容。与基于硬件的处理不同，这种基于主机处理还提供VBI数据的更为稳定的接收同时降低与基于硬件的消重影有关的成本。另外，本发明的技术允许通过软件升级进行消重影算法的升级，而不增加基于硬件的程序存储器的成本。进一步，本发明的技术避免在主机执行时钟恢复和比特峰值重构滤波(抽取/内插)的必要性。

如下面进一步描述的，通过使用数据压缩，多信号级调制编码，以及使用嵌套的内和外纠错编码实现所发送的图文数据的增加的带宽容量。当使用1∶1抽样(非过抽样)时保留与标准图文信号的定时兼容性以提供VBI俘获硬件级上的透明的灵活性。

根据本发明，使用两种形式的编码在用于纠错的传输点首先编码图文数据。具体地，不但使用“内”纠错码而且使用“外”纠错码编码图文数据。然后使用多个信号级编码调制电视信号同时符合标准图文定时并广播电视信号。在远程位置，一个计算机系统接收包含编码图文数据的电视信号。解调电视信号，并且在计算机系统的调谐器/俘获子系统提取图文数据。然后将非过抽样图文数据经一个主机接口提供给计算机系统的主存储器，该主机接口可以包括一个PCI总线或类似总线。还可以将俘获的视频数据提供给主存储器或另一个适当的目的地，例如显示设备。主机处理器对非过抽样图文数据执行消重影，限幅图文数据，以及解码图文数据，包括上述的解码双纠错编码。

从前面所述显然可以看到，可以以软件体现本发明的确定方面。即，响应执行存储器内包含的指令序列的其处理器可以在一个计算机系统完成本发明。例如，可以从存储器执行指令，以及可以从一个持久存储器，例如一个海量存储设备和/或从一个或多个其它的远程计算机系统加载指令。然而，在本发明的各种实施例，硬件电路可用于取代，或与软件指令组合以实现本发明的这些方面。

现在参照图1，示出计算机系统1的方框图，根据本发明该计算机系统1可用于接收包括图文数据的电视信号，以解码图文数据，并执行消重影以及图文数据的其它处理。在不脱离本发明的范围的情况下注意到所示出的结构的各种变化是可能的。计算机系统1包括处理器10，处理器10可以是一个常规的微处理器并且可以通过系统总线12连接到主存储器11。主存储器11包括随机存取存储器(RAM)并且还包括只读存储器(ROM)。系统总线12经主机桥接器14耦合到外围总线13。主机桥接器14包括任意数目的公知桥接器，控制器，和/或链接总线12和13，以及启动计算机系统1的部件以相互通信的适配器。外围总线13可以是任意数目的公知扩展总线，例如PCI总线。多个部件连接到外围总线13，包括键盘15，指向设备16，海量存储设备17，显示设备18，通信设备19，以及电视(TV)调谐器/俘获子系统20。

指向设备16可以是适合于使用户定位显示设备18上的一个指针的任何设备，例如鼠标，跟踪球，或触摸垫。海量存储设备17可以包括适合于存储大量数据的任何设备，例如磁盘或磁带，磁光(MO)存储设备，或基于存储设备的任何多种形式的致密盘(CD)。通信设备19可以是适合于启动计算机系统1以便使数据与一个远程计算机系统通信的任何设备，例如调制解调器，以太网适配器或类似设备。显示设备18表示适合于显示图文，图形和视频的任何设备，例如一个阴极射线管(CRT)，液晶显示(LCD)，或类似设备，以及相关的控制器和存储器。

调谐器/俘获子系统20输入从天线，卫星反射器，或有线电视插孔接收的电视信号。电视信号可以符合公知的电视格式，例如全国电视制式委员会(NTSC)或逐行倒相制(PAL)。调谐器/俘获子系统20俘获并调协电视信号，将信号转换为数字数据，以及经扩展总线13和主机桥接器14提供数字数据给主存储器11(RAM)或显示设备。另外，调谐器/俘获子系统20从电视信号提取基于图文数据的VBI并将该提取图文数据经扩展总线13和主机桥接器14提供给主存储器11。

图2详细示出调谐器/俘获子系统20。如图所示，调谐器/俘获子系统20包括俘获单元31和VBI提取单元32，每个都耦合到输入所接收的电视信号。调谐器/俘获子系统20经主机接口25耦合到主存储器11。主机接口25共同表示调谐器/俘获子系统20和主存储器11之间的连接，例如扩展总线13，主机桥接器14，以及系统总线12。

如上所述，本发明提供由主机处理器10执行消重影，主机处理器执行消重影处理35。消重影处理35不需要过抽样数据。尽管一般执行过抽样用于重构图文数据的比特峰值的目的，其不必用于执行消重影的目的。本发明利用该事实。因此，由调谐器/俘获子系统20内的VBI提取单元32执行比特峰值重构，同时由处理器10执行消重影。一般地，VBI提取单元32从电视信号提取VBI数据并将VBI数据提供给主存储器11，其中主存储器11由处理器10存取以用于解码，消重影和其它处理。俘获单元31俘获并抽样输入电视信号并将表示电视信号的1∶1抽样(非过抽样)数据经主机接口25提供给主存储器11。在该上下文，“非过抽样”的含义是在标准规定的图文数据率抽样模拟信号，在一个实施例标准规定的图文数据率是NABTS的图文数据率5.7272MHz。该样本最好位于比特峰值的中心，以提高解码准确性。然后由处理器10存取存储在主存储器11的该1∶1抽样数据并用于消重影处理35以执行存储的VBI数据的消重影。

图3A根据本发明一个实施例更为详细地示出VBI提取单元32。VBI提取单元32包括一个模拟数字(A/D)转换器41，比特峰值重构单元42，以及时钟恢复单元44。输入电视信号由A/D转换器41接收并相对于NABTS比率被抽样。A/D转换器41的抽样率可以是，例如，处于NABTS比率的3到5倍的范围内。接着将抽样的数据提供给比特峰值重构单元42和时钟恢复单元44。在一个实施例，A/D转换器41的输出为8比特样本的形式。时钟恢复单元44使用抽样数据以定位图文数据内的插入时钟并将插入时钟信息提供给比特峰值重构单元42。比特峰值重构单元42使用过抽样数据以重构图文数据的比特峰值，接着将图文数据的比特峰值提供给主存储器11作为(在一个实施例)NABTS比率，即，非过抽样(1∶1)比率的8比特值。然后由主机存取主存储器11内的提取图文数据以用于进一步处理，包括消重影，数据分片，以及图文数据解码。

图3B示出VBI提取单元32的另一个实施例，其中通过将输入电视信号直接提供给时钟恢复单元44执行时钟恢复，时钟恢复单元44的输出定时A/D转换器41。在一个实施例，A/D转换器41在NABTS比率抽样输入电视信号，与图3A的实施例相反。因此，将为非过抽样VBI数据的A/D转换器的输出经主机接25提供给主存储器11。在该实施例一个分离的比特峰值恢复单元是不必须或不需要的。

图4是一个适合于实施本发明特征的计算机系统1的软件环境的方框图。如图所示，软件实施例400包括与调谐器/俘获子系统20有关的俘获驱动器402和VBI解码器驱动器404。俘获驱动器402和VBI解码器驱动器404协同产生图象扫描行和VBI(例如，图文)扫描行。通过VBI解码器驱动器404将解码VBI扫描行置入VBI栈410。接着由VBI数据流解释器418解释存储的VBI扫描行，VBI数据流解释器418将解释的图文数据提供给应用程序416。由设备独立视频驱动器412处理图象扫描行，视频驱动器412可以是例如实现MicrosoftDirectX视频支持的Microsoft视频视窗驱动器。设备独立视频驱动器412将处理数据提供给设备独立视频服务器414，设备独立视频服务器414可以是例如Microsoft视窗视频。接着设备独立视频服务器414产生应用程序416的电视图象。

如上所述，本发明增VBI信号的带宽容量同时符合当前的图文定时标准。通过使用数据压缩和多个信号级调制编码实现，至少部分实现该目的。在该描述中，“多个”信号级调制编码含义是使用三个或多个可能的信号级的调制，与简单的二进制不同。这些程序可能引入较大的噪声敏感度。因此，还采用两个纠错编码方案，即，“外”编码和“内”编码，这两种编码的组合使用有助于补偿任何这样的作用。

图5示出根据上述技术用于发送包括VBI数据的电视信号的程序。在501初始压缩VBI数据。在502，使用“外”纠错编码方案编码压缩数据。外编码方案最好是一个块级编码(即，多个扫描行共同编码)，例如Reed-Solomon编码。在503，使用“内”纠错编码方案进一步编码被编码数据。内编码方案最好是码元级编码(即，同时几比特的编码)，在一个实施例码元级编码是部分响应编码。在504，如上所述，使用多个信号级编码调制电视信号，同时符合标准图文定时。在505，接着将调制TV信号发送给一个或多个接收站。

图6示出可在计算机系统1执行的用于解调和解码根据上述程序发送的数据的程序。在601接收TV信号并且在602由调谐器/俘获子系统20解调以提供位于VBI数据的码元中心的多比特(例如，8比特)样本。在603，主机执行VBI数据的消重影，并且在604，主机执行数据的硬或软分片。数据分片是基于上述的多信号级编码，即，多个阈值用于将一个给定样本指定给三个或多个可能输出值中的一个。在硬数据分片的情况下，数据被简单指定一个可能的输出值，而在软数据分片的情况下，产生附加比特以使输出值满足要求，例如提供一个置信量度。在数据分片之后，主机分别在605和606解码内和外纠错码，以及在607，主机解压缩解码VBI数据。

这样，已经描述了一种用于使用非过抽样数据执行基于主机的图文数据的消重影的方法和装置。尽管已经参照具体的示范实施例描述了本发明，在不脱离权利要求书所限定的本发明的较宽精神和范围的情况下对于这些实施例可以作出各种修改和变化，这是显而易见的。因此，说明书和附图被认为具有示意性质而不是限定性质。

Claims (18)

1.一种专用于接收电视信号的计算机系统的处理垂直消隐期(VBI)数据的方法，其特征在于，该方法包括：

接收包含具有垂直消隐期数据码元率的垂直消隐期数据的电视信号；

从电视信号中提取垂直消隐期数据；

以非过抽样数据的形式将垂直消隐期数据提供给主机处理器；以及

根据非过抽样数据使用主机处理器执行垂直消隐期数据的消重影，

其中，接收电视信号和提取垂直消隐期数据的功能单元不是计算机系统的主机处理器。

2.如权利要求1所述方法，其特征在于，垂直消隐期数据包括图文数据。

3.如权利要求1所述方法，其特征在于，以非过抽样数据的形式将垂直消隐期数据提供给主机处理器的步骤包括以在图文标准数据率抽样的数据形式将垂直消隐期数据提供给主机处理器。

4.如权利要求3所述方法，其特征在于，图文标准数据率包括北美基本图文规范(NABTS)规定的图文数据率。

5.如权利要求1所述方法，其特征在于，该方法进一步包括根据至少三级调制方案使用主机处理器以分片非过抽样垂直消隐期数据。

6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，使用多个嵌套纠错编码方案编码电视信号内的垂直消隐期数据，该方法进一步包括：

使用主机处理器根据第一纠错方案解码垂直消隐期数据以产生第一解码数据；和

使用主机处理器根据第二纠错方案解码第一解码数据以获得垂直消隐期数据。

7.一种在计算机系统执行图文数据的消重影的方法，其特征在于，该方法包括：

在计算机系统的视频子系统接收包含具有数据码元率的编码图文数据的一个电视信号；

在视频子系统过抽样所述电视信号以产生表示编码图文数据的过抽样数据；

根据过抽样数据重构编码图文数据的比特峰值以产生非过抽样数据；

将非过抽样数据从视频子系统提供给计算机系统的主机处理器；以及

根据非过抽样数据使用主机处理器执行编码图文数据的消重影。

8.如权利要求7所述方法，其特征在于，该方法进一步包括根据至少三个信号级调制方案使用主机处理器对所述将电视信号进行数据分片。

9.如权利要求8所述方法，其特征在于，该方法进一步包括：

根据第一纠错编码方案解码编码图文数据以产生第一解码数据；

根据第二纠错编码方案解码第一解码数据以产生图文数据。

10.一种处理垂直消隐期(VBI)数据的系统，其特征在于，该系统包括：

主机处理器；

耦合到主机处理器的主存储器；

耦合到主存储器的主机接口；以及

通过主机接口耦合到主存储器的调谐器/俘获单元，该调谐器/俘获单元接收一个电视信号，并从该电视信号中提取具有垂直消隐期数据码元率的垂直消隐期数据，该调谐器/俘获单元经主机接口以非过抽样数据的形式将垂直消隐期数据提供给主存储器，所述主机处理器存取主存储器内的非过抽样数据并使用非过抽样数据以执行垂直消隐期数据的消重影。

11.如权利要求10所述的系统，其特征在于，垂直消隐期数据包括图文数据。

12.如权利要求11所述的系统，其特征在于，非过抽样数据包括在北美基本图文规范(NABTS)规定的图文数据率抽样的数据。

13.如权利要求10所述的系统，其特征在于，在调谐器/俘获单元接收所述电视信号之前使用至少三个信号级调制来调制电视信号，并且其中主机处理器根据所述至少三个信号级调制进一步将该电视信号分片。

14.如权利要求13所述的系统，其特征在于，在使用至少三个信号级调制来调制电视信号之前使用多个嵌套纠错编码方案完成对电视信号内垂直消隐期数据的编码，其中主机处理器根据第一纠错方案解码垂直消隐期数据以产生第一解码数据，并且主机处理器根据第二纠错方案解码第一解码数据以获得垂直消隐期数据。

15.一种专用于接收电视信号的计算机系统的处理包括具有数据码元率的编码图文数据的电视信号的方法，其特征在于，该方法包括：

接收电视信号；

解调电视信号；

根据第一纠错方案解码电视信号内的数据以产生第一解码数据；

根据第二纠错方案解码第一解码数据以产生图文数据；

产生表示图文数据的非过抽样样本；以及

根据非过抽样样本执行图文数据的消重影。

其中，接收电视信号、解调电视信号、产生图文数据以及产生非过抽样样本的功能单元不是计算机系统的主机处理器。

16.如权利要求15所述方法，其特征在于，根据至少三个信号级调制来调制电视信号，该方法进一步包括根据所述至少三个信号级调制将电视信号内的数据分片。

17.如权利要求15所述方法，其特征在于，根据第一纠错方案解码电视信号内的数据包括根据部分响应编码方案解码数据。

18.如权利要求17所述方法，其特征在于，根据第二纠错方案解码第一解码数据包括根据Reed-Solomon编码方案解码第一解码数据。

Images