CN1051894C - 自动频道取样画中画电路 - Google Patents

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Abstract

一种包含电视信号调谐器的自动频道取样器装置，每当接收机打开时在显示屏上显示插入图象阵列。每个插入图象是通过调谐频道扫描表中每频道而选择的静止视频图象。随工作电源的形成而开始自动频道取样并在显象管预热期间显象管为暗时进行。可为自动频道取样功能、手动启动的频道取样功能或二者提供分离的用户可进入扫描表。可对该分离扫描表进行编程以便仅包含收视者经常观看的那些频道。

Description

自动频道取样画中画电路
本发明涉及具有画中画能力的电视接收机领域。
多数现代电视接收机具备画中画(“PIP”，或“PIX-IN-PIX”)能力，亦即，将两个来自不同信号源的视频信号结合以产生包含有显示在主视区内的第一节目以及显示在相同显示屏幕的辅助(插入)视区内的第二节目的信号的能力。
通过产生小的静止(即，停帧)画面的3×3或3×4矩阵而形成多画面显示在本领域中是已知的。这些小静止画面是通过存储一系列“快照似的”(“Snap-shot-like”)静止图象而产生以便形成具有固定的帧间时间间隔的显示图象。
另外已知可利用多画面技术实现“频道指示”或“频道取样”特性，该特性显示出用于表示包含存储在存储器的预选频道扫描表(即“扫描”表)中每频道上的节目的静止插入图象阵列。产生这些显示是通过以下方式实现的，即开始调谐频道，在调谐器进行调谐操作的同时等待一段预定的时间，存储来自该频道的一帧图象，和调谐来自扫描表的下一频道，等等。在图3的现有技术中示出了从12个电视频道俘获的这种类型图象的3×4矩阵。除了相应于电视节目的图象之外，还显示出各频道号。这种系统可从由Indiana，Indianapolis的汤姆森消费电子公司所售的RCA VPT-695盒式录象机获知。
本发明的目的是提供一种能够实现自动频道取样的视频处理装置。当用户打开接收机时，本发明的装置自动启动“频道指示”工作模式，使用户节省了接收机“预热”之后等待频道指示显示所用的时间。
根据本发明的一种视频处理装置，包含：
信号选择装置，用于响应于一控制信号以选择多个视频信号的其中之一；
处理装置，耦合于所述选择装置，用于接收所述已选择的视频信号，并存储所述选择的信号的一部分，并用于产生具有与所存储的视频信号有关的插入图象部分的显示信号；以及
控制装置，用于控制所述选择装置和所述处理装置，所述控制装置产生所述控制信号，
所述控制装置响应于所述视频处理装置的开启，自动地使所述选择装置从可选的视频信号清单中选择第一信号，自动地使所述处理装置存储所述选择的信号的一部分，并自动地产生所述插入图象部分；
所述控制装置对所述可选的视频信号清单中的各个视频信号重复所述选择、存储和产生功能，并在完成所述功能时产生一个多图象信号；和
所述控制装置建立一个时间周期以选择所述可选的视频信号中的一个信号，并使所述选择装置在所述时间周期的终止时选择最后一个可选的视频信号。
这里认识到对于用户打开接收机时自动启动“频道指示”工作模式而言，按照本发明的装置由于若干理由具有很大优点。常常，用户可能不知道当前什么节目是可收视的，而自动频道指示特性避免不得不顺序扫描频道的必要。由于当接收机正“预热”时，几秒时间内不能获得可视图象，该时间用来累积和存储将在频道指示阵列中显示的各频道视频图象。因此，用户在“预热”之后不需为频道指示显示等待额外的时间，这正如“预热”之后获得可视图象时用户手动启动频道指示操作的情形。本发明的这些特征及其它特征以下参照最佳实施例进行说明。
图1示出本发明一个实施例的方框图。
图3示出从现有技术已知、但有益于理解本发明的图象的3×4矩阵。
图2、4和5示出表明图1微计算机控制程序部分的流程图。
参照图1，射频(RF)信号加于调谐器组件102的射频输入端100。调谐器组件102在调谐器控制单元104的控制下选择特定的射频信号，所述调谐器控制单元104通过导线103将调谐控制信号加于调谐器组件102，并通过控制总线103′施加波段转换信号。由控制器110控制调谐器控制单元104。可以是微处理器或微计算机的控制器110包括中央处理器(CPU)112，只读存储器(ROM)114，以及随机存取存储器116。控制器110从本机键盘120和红外接收器122接收用户输入的控制信号。红外接收器122接收并解码由遥控器125发送的遥控信号。
调谐器102产生一中频(IF)信号并将它加于含有图象中频(VIF)放大级、自动微调(AFT)电路以及视频检波器、以及伴音中频(SIF)放大级的处理单元130。处理单元130产生一基带视频信号(TV)以及一伴音载波信号。将伴音载波信号加于包含音频信号检波器和立体声解码器的音频信号处理器单元135。音频信号处理器单元135产生基带左和右音频信号并将它们加于一对放声扬声器138。处理单元130的AFT电路如下面将要详细说明的还产生由其检测AFT交叉点并通过连线132将其加于控制器110的信号。
基带视频信号(TV)耦合于产生亮度Y信号、及U和V彩色分量信号的解码器140。标以AUX IN的视频输入端142用于接收来自外部信号源的基带视频信号。外部提供的视频信号被加于也产生亮度Y信号及U和V彩色分量信号的第二解码器单元144。相应Y、U和V信号加于画中画(PIP)处理单元150的输入端口A和B。
PIP单元150包含用于处理所加视频信号的处理器单元150a和用于通过串行控制总线118与控制器110进行通信的控制总线接口单元150b。串行控制总线118耦合来自控制PIP单元150的控制器110的命令数据以产生具有主画面和插入(或从属)画面的显示图象。在控制器命令下，通过串行总线118可启动和禁止PIP功能，可在例如4个角中的第一个或在几个其它区域显示插入画面。同样在控制器命令下，通过串行总线118，可控制PIP单元150进行主电视图象与插入电视图象的互换(交换)。
PIP单元150的输出Y、U和V信号加于编码器单元152，编码器单元152将它们转换为合成视频信号以由视频信号处理单元155和显象管驱动放大器156进行进一步处理并最终显示在显示器158的显示屏幕上。视频信号还加至由其导出垂直和水平同步信号的同步分离器单元160。所导出的垂直和水平信号被加于控制器110并加到用于产生施加于显示器158的偏转线圈组件的偏转信号的偏转单元170。
PIP单元150由数据总线182耦合到视频存储单元(视频RAM)180。视频RAM 180最好足够大以便存储电视图象的一个场(即，场存储存储器)。这里所使用的术语场存储存储器表示能够存储220电视行数据的存储器，其中每电视行包含512个8位字节的数据。应注意控制器110通过在串行控制总线118上传送适当命令使PIP单元150对视频RAM180的任何单个存储单元寻址。PIP单元150具有用于从同步分离器单元160接收垂直频率同步信号的VS IN输入和接收水平频率同步信号的HS IN输入。同步分离器单元160还将水平和垂直同步信号耦合到控制器110的相应输入端。
红外接收器122接收遥控器125发送的红外信号。遥控器125包括用于输入数字0-9、用于输入“频道号增”和“频道号减”命令、总的命名为202的键以及用于将接收机打开的键204和将接收机关上的键205。遥控器125还包括总的命名为210(标为PIP控制)、含有用于将画中画功能接通和关闭的键208(标为ON/OFF)和键212(标定为MULTI)的键阵列，其操作将描述如下。遥控器125包括将由红外二极管按照所揿特定键发送的信号进行编码的电路(未示出)。
图1还包括工作电源190和备用电源195。备用电源195当电视接收机关闭时提供电源给控制器110、本机键盘120以及红外接收器122。在用户发出的命令下控制器110通过连线193启动工作电源190。指示工作电源输出的“工作电源就绪”信号通过连线192加至控制器110。工作电源就绪信号可以是仅在用户第一次打开接收机时产生的瞬时信号。另外，工作电源就绪信号可以是工作电源电压产生的稳态信号，其仅需对从低电平到高电平的转换取样。如下面将要更加详细说明的，工作电源就绪信号用于启动自动频道取样工作模式。
在描述自动频道取样操作之前，简要描述频道取样工作模式的手动启动是有帮助的。
当用户揿MULTI键212时，控制器110通过串行总线118控制PIP单元150进入上述“频道取样”模式。在频道取样工作模式下，控制器110提供波段选择和调谐信号以使调谐器102调谐存储在预先由用户在存储器中存储的扫描表中的最低频道，或调谐在由对有效频道预先启动的检索(即自动节目调谐)所确定的有效频道表中的可能的最低频道。
在美国，电视频道按照三个不同标准分配相应射频。广播电视频率由联邦通信委员会(FCC)指定和调节。然而，电缆公司使用其某些电缆频道频率略为偏离FCC广播频率标准的第二标准，或其某些电缆频道频率大为偏离FCC广播频率标准的第三标准。所谓电缆(cable-ready)电视接收机使用检索算法寻找偏移电缆频道。检索算法可能花费比较长的时间(高达约1秒)。上述RCAVPT-695所使用的约1秒的调谐器稳定时间延迟考虑到所需要的最长调谐时间。因此，在该系统中，用来自不同频道的停帧图象填充3×4矩阵耗费约12秒时间，这是用户不希望等待的长时间。
美国专利4,914,516(Duffield)公开了一种在约5秒钟内用来自不同频道的停帧图象填充3×4矩阵的系统。按照Duffield的装置利用来自AFT电路的反馈信号来表示频道调谐的完成，而不用RCA VPT-695的取样时间延时。尽管美国专利4,914,516的讲授对实施本发明是不需要的，但最好是利用通过使用Duffield的说法减少调谐时间。由处理单元130的AFT部分产生的自动微调(AFT)信号通过连线132耦合于控制器110，即耦合到控制器110的输入端AFT IN。在选择好新频道之后，控制器110在调谐过程中对AFT信号取样。AFT信号呈现分别表面增长调谐频率和下降调谐频率的两状态之一。当AFT信号的幅度从一种状态变化到另一种状态时，则检测到AFT交叉点，表示中频图象载波频率接近它的标称频率(即在美国为45.75MHz)，则认为新频道的调谐完成。
当控制器110判定新频道的调谐完成时，它使PIP单元150采集来自加于其A输入(TV)的视频信号的一帧并存储在视频存储器180中。这在上述美国专利4,914,516(Duffield)中作了更为详细的描述。在发出采集命令之后，控制器110延迟50毫秒以确保存储一整帧图象。然后控制器110使调谐器102选择第二频道。利用AFT信号作为表示已完成调谐状态的反馈信号导致当取样FCC广播标准频道时能够填充在频道取样显示模式下的各个插入屏幕的系统比开环时间延迟型系统(即为调谐每频道允许延迟预定时间的系统)要快4倍。调谐电缆频道时节省的时间按照每个电缆频道偏离标称FCC广播标准频率的量值而变化。
尽管PIP单元150能够产生2×2、3×3、3×4、4×4以及6×6图象矩阵，该系统对频道取样器功能使用3×4矩阵，如图3所示。图象的3×4矩阵对频道取样器功能产生满意并有用的显示。当在电视接收机扫描表中存在多于12的有效频道时，PIP单元150通过响应键盘MULTI键212的第二次揿下从扫描表中的下面12个频道取样能够提供多频道取样图象的分开“页”。当显示后12个图象时，前面的12个图象最好不存储在存储器中，以便减少所需要的存储量。
本发明涉及频道取样工作模式的自动启动。参照图2，响应电源接通命令的检测(步骤210)，工作电源被启动，接着启动接收器。响应对“工作电源就绪”信号的检出(步骤230)，控制器110模拟接收多频道开始命令(步骤240)，并继续进行图4所示出的程序编码的部分。图2所示程序部分不重新进入除非且直到关闭电视接收机。图4程序步骤的描述是相同的，不管是根据接收机的开启模拟的多频道开始命令(MULTI)，还是实际由用户产生的命令。
图4的流程图图在步骤400从键盘解码程序进入。在步骤405判定接收的键码是否MULTI键码。若为否，该程序在步骤495退出。如果已接收到MULTI键码，则取“是”路径至判断菱形框410，检查这是否为图象第一页(即来自扫描表中前12个频道的图象)。如果如此，当前调谐频道的频道号被存储(步骤415)。将命令发送到调谐器102开始调谐扫描表中的第一频道(步骤420)。可为自动频道取样功能、手动启动的频道取样功能或二者提供分离的用户可进入扫描表。可对该分离扫描表进行编程以便仅包含收视者经常观看的那些频道，并具有以下三重优点：(1)排除对载有收视者不感兴趣节目的频道的取样，(2)以用户要求的任何次序显出已取样的图象；以及(3)通过除去对不需要频道的取样缩短完成频道取样功能所需要的时间。对这种分离、交替的扫描表的编排可借助显示在接收机显示屏幕上的菜单来完成。
返回图4的流程图，视频存储器180清零为空白背景(步骤425)，减弱音频(步骤430)，控制器110开始查找新频道的任务(步骤435)，然后退出该程序。开始查找新频道的任务要求设置标记，这样不论何时调谐新频道时，将执行图5流程图示出的程序段。若在步骤410判定这不是图象的第一页，则取“否”路径至步骤440。在步骤440控制器110发出命令给调谐器102开始调谐扫描表中下一组12个频道中的第一频道。在步骤445将视频存储器180清零为空白背景，然后退出该程序。
图5所示程序在频道取样器模式期间处理新频道，该程序在步骤500从新频道号程序进入。在步骤505作出是否已锁住自动微调(AFT)的判定(即，新频道是否已完全调谐？)。如果为否，则该程序循环直到锁住AFT，这时取“是”路径到步骤510。在步骤510，将采集命令送至PIP单元150，然后该程序进行到步骤520。在步骤520，显示当前调谐频道的频道号(如图3各图象右上角所示)。在步骤530执行50ms延时以确保获得一整帧图象。在步骤540作出这是否该页最后一个频道的判定。若为否，则调谐扫描表中下一频道(步骤550)。如果肯定，当前页的第一频道被调谐(步骤555)，然后在步骤595退出该程序。
从现有技术已知使被显示的多频道图象连续更新直到由收视者命令调谐频道。但是，这里认识到以下事实即希望控制器110致使图象在预定时间周期、例如30秒内更新然后使调谐器102调谐收视者以前观看的最后一个频道。
在这里还认识到最好中止频道取样器工作模式，并响应用户发出的频道变化命令立即调谐频道，而不管是否已接收或模拟多频道开始命令。
尽管利用上述实施例提出的AFT LOCK(AFT锁定)信号是最佳的，因为组合12个图象显示所需时间较短，但本发明也可以借助使用从上述RCA VPT-695 VCR得知的简单时间延迟而实施。作为AFT LOCK信号的替换，本领域技术人员会很快认识到诸如由同步信号检测电路产生的有效同步(Valid Sync)信号一类的其它信号也可用于实施本发明，因为有效同步信号也指出特定频道调谐过程的完成。
在这里还认识到许多收视者在他们的第一次打开电视接收机时不知道哪一个节目是他们想要收看的，因为他们不清楚正在发送什么节目。因此，频道取样器功能在接收机打开时是最需要的。许多收视者不知道电视接收机的调谐器在打开电视接收机的数百毫秒内是完成有效的。这些观看者认为显示图象出现表示电视接收机工作就绪。亦即，许多收视者错误地相信在改变频道之前他们必须等待图象出现。产生这种误解的收视者可能觉得他必须等待显象管预热7至12秒的时间才能用遥控器发出频道取样器命令，而在选择频道之前又要等待5秒时间以执行频道取样器功能。这12至15秒的等待周期对收视者来讲太长。
在任何情况下，本发明的优点是在显象管预热期间电视接收机屏幕为暗时进行可选频道的取样过程。因此，当显象管“点亮”(即当它开始显示图象时)，立即显示多频道图象。
所用术语“电视接收机”包含具有显示器的电视接收机(通常所知为电视机)，以及诸如盒式录象机(VCR)的无显示器电视接收机。
这里所用的术语“电视接收机旨在包括具有射频调谐器和基带信号输入电路的电视监视器(接收机)。

Claims (2)

1.一种视频处理装置，它包含：
信号选择装置(102，104，130)，用以响应于一控制信号以选择多个视频信号的其中之一；
处理装置(140、150、180)，耦合于所述选择装置，以接收所述已选择的视频信号，并存储所述选择的信号的一部分，并用于产生具有与所存储的视频信号有关的插入图象部分的显示信号；以及
控制装置(110)，用于控制所述选择装置和所述处理装置，所述控制装置产生所述控制信号，
其特征在于：
所述控制装置响应于所述视频处理装置的开启，自动地使所述选择装置从可选的视频信号清单中选择第一信号，自动地使所述处理装置存储所述选择的信号的一部分，并自动地产生所述插入图象部分；
所述控制装置对所述可选的视频信号清单中的各个视频信号重复所述选择、存储和产生功能，并在完成所述功能时产生一个多图象信号；和
所述控制装置建立一个时间周期以选择所述可选的视频信号中的一个信号，并使所述选择装置在所述时间周期的终止时选择最后一个可选的视频信号。
2.如权利要求1所述的装置，其特征在于，还包含用于显示所述显示信号的显示屏(158)，
在所述显示屏幕未显示图象时完成所述可选的视频信号清单中至少一个所述视频信号的所述选择，以及对所述被选视频信号的至少一个部分的所述存储。
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