DE69324332T2 - Automatischer Synchronisierschalter für Mehrfachbildwiedergabe - Google Patents

Description

AUTOMATISCHER SYNCHRONISIERSCHALTER FÜR EINE WIEDERGABE NEBENEINANDER
• Die Erfindung betrifft das Gebiet der Fernsehgeräte, die Bilder mit etwa gleicher Größe von unterschiedlichen Quellen nebeneinander oder Seite an Seite wiedergeben können, und insbesondere derartige Fernsehgeräte, die einen Bildschirm mit einem breiten Wiedergabeformat aufweisen. Die meisten heutigen Fernsehgeräte haben ein Wiedergabeformat, horizontale Breite zu vertikaler Höhe, von 4:3. Ein breites Wiedergabeformat entspricht mehr dem Wiedergabeformat von Kinobildern, zum Beispiel 16:9. Die Erfindung ist sowohl für Fernsehgeräte mit direkter Bildbetrachtung als auch für Projektionsfernsehgeräte anwendbar.
• Fernsehgeräte mit einem breiten Wiedergabeformat sind geeignet für eine breite Vielfalt von Wiedergabemöglichkeiten sowohl für konventionelle als auch für Signale mit einem breiten Wiedergabeformat sowie für Kombinationen davon bei einer Wiedergabe von mehreren Bildern. Jedoch bringt die Anwendung eines Schirms mit einem breiten Wiedergabeformat zahlreiche Probleme. Die Änderung des Wiedergabeformat-Verhältnisses von mehreren Signalquellen, die Gewinnung konsistenter Taktsignale von asynchronen, jedoch gleichzeitig wiedergegebenen Quellen, die Umschaltung zwischen mehreren Quellen zum Erzeugen von Wiedergaben mit mehreren Bildern und die Gewinnung von Bildern mit einer hohen Auflösung aus komprimierten Datensignalen sind allgemeine Kategorien derartiger Probleme. Ein Breitschirm-Fernsehgerät, wie es in der WO 91/19397, veröffentlicht am 12. Dezember 1991, entsprechend der PCT/US91/03746, beschrieben ist, ist in der Lage, Wiedergaben von einem einzelnen und von mehreren Bildern mit hoher Auflösung von einer einzigen und mehreren Quellen zu bilden, die ähnliche oder unterschiedliche Formatverhältnisse haben, und mit wählbaren Wiedergabeformat-Verhältnissen.
• Ein derartiges Fernsehgerät, wie es in der WO 91119397 beschrieben ist, kann mehrere Bilder gleichzeitig wiedergeben, zum Beispiel von zwei Videoquellen. Die Videoquellen können der Tuner in dem Fernsehgerät, ein Tuner in einem Videokassettenrekorder, eine Videokamera und andere Geräte sein. Ein Wiedergabemodus, der für ein Breitschirm-Fernsehgerät besonders geeignet ist, besteht in Bildern nebeneinander oder Seite an Seite etwa mit derselben Größe von unterschiedlichen Videoquellen, zum Beispiel zwei verschiedenen Kanälen. In einem Breitschirm-Fernsehgerät mit einem Wiedergabeformat (Breite zu Höhe) von 16:9, würde jedes der beiden nebeneinander wiedergegebenen Bilder mit vergleichbarer Größe bei voller Bildschirmausfüllung ein Wiedergabeformat von 8:9 aufweisen. Um ein 4:3-Bild an eine 8:9- Fläche anzupassen, muß das 4:3-Bild horizontal beschnitten oder horizontal komprimiert werden oder irgendeine Kombination von beiden.
• Um zwei Bilder nebeneinander wiederzugeben, wird zur Erleichterung die Wiedergabe auf eines der ankommenden Signale verriegelt, das als das erste Signal oder als erstes Bild bezeichnet wird. Dieses kann das linke Bild oder das rechte Bild in dem Modus mit nebeneinander liegenden Bildern sein. Jedoch kann das erste Bild funktionsunfähig werden. Zum Beispiel könnte der Fernsehempfänger auf einen freien Kanal abgestimmt sein, oder die Fernsehstation könnte die Sendung abschalten, oder die Videoquelle könnte unterbrochen sein. Wenn das erste Bild funktionsunfähig wird, geht auch die Synchronisierung für das zweite Bild verloren. Ohne eine geeignete Synchronisierung würde das zweite Bild Zeitfehler aufweisen.
• In dem Dokument JP-A-63 283281 wird ein Video-Wiedergabesystem beschrieben mit Mitteln zum gleichzeitigen Wiedergeben von Bildern, die das erste und das zweite Videosignal darstellen, und mit Mitteln zum wahlweisen Synchronisieren der Wiedergabe entweder mit dem ersten oder mit dem zweiten Videosignal.
• Aus dem Dokument DE-A-39 20 341 ist ein Video-Wiedergabesystem für eine gleichzeitige Wiedergabe mehrerer Videobilder auf einem Bildschirm bekannt, bei dem die Horizontal-Synchronisierkomponente des Haupt-Videosignals zur Erkennung der Anwesenheit eines Videosignals benutzt wird.
• Das erste Bildsignal wird überwacht, um den Verlust der Synchronisierung der Wiedergabe zu vermeiden, wenn das erste Bildsignal verlorengegangen ist. Ein Wiedergabesystem für Bilder nebeneinander gemäß einer erfindungsgemäßen Anordnung, wie es im Anspruch 1 angegeben ist, enthält eine erste Schaltung zum Trennen eines ersten zusammengesetzten Synchronsignals von einem ersten Videosignal mit einem konventionellen Wiedergabeformat und eine zweite Schaltung zum Trennen eines zweiten zusammengesetzten Synchronsignals von einem zweiten Videosignal, das dasselbe konventionelle Wiedergabeformat aufweist. Eine Detektierschaltung ermittelt die Anwesenheit des ersten Videosignals durch Überwachung seiner Horizontal-Synchronkomponente. Eine Videowiedergabe-Steuerschaltung hat einen Betriebsmodus, in dem das erste und das zweite Videosignal darstellende Bilder nebeneinander und im wesentlichen ohne eine Verzerrung des Bildseitenverhältnisses wiedergegeben werden. Ein Synchronisierschalter wählt das erste oder das zweite zusammengesetzte Synchronsignal für die Synchronisierung der Videowiedergabe aus. Es wird automatisch das zweite zusammengesetzte Synchronsignal ausgewählt, wenn keine Horizontal-Synchronkomponente des ersten Videosignals detektiert wird.
• Die Detektierschaltung enthält eine Trennstufe für die Synchronkomponente, ein Bandpaßfilter und einen Detektor. Wenn das erste Videosignal anwesend ist, wird das Horizontal-Synchronsignal abgetrennt und überwacht. Die Detektierschaltung erzeugt ein Ausgangssignal, das anzeigt, ob eine ausreichende Horizontal- Synchronkomponente vorliegt. Die Erfindung enthält außerdem einen Mikroprozessor, der mit der Detektierschaltung und dem automatischen Synchronisierschalter verbunden ist. Der Mikroprozessor steuert den Ausgang des automatischen Synchronisierschalters so, daß er das zweite zusammengesetzte Synchronsignal liefert, wenn durch die Detektierschaltung kein erstes Videosignal detektiert wird.
• Die Erfindung enthält außerdem erste Signal-Verarbeitungsmittel zum Beschleunigen des ersten Videosignals, Video-Wiedergabemittel, die mit dem Ausgang des automatischen Synchronisierschalters synchronisiert sind, Mittel zur Vertikal- Synchronisierung des zweiten Videosignals mit dem ersten Videosignal und den Video- Wiedergabemitteln, und zweite Signal-Verarbeitungsmittel zum Beschleunigen des zweiten Videosignals und Mittel zum Kombinieren des ersten und des zweiten verarbeiteten Videosignals für eine Wiedergabe nebeneinander. Die ersten und die zweiten Signal-Verarbeitungsmittel können die Bildgröße beschneiden und verringern, so daß das erste und das zweite Bild auf einer Breitschirm-Wiedergabeeinheit dargestellt werden können.
• Auf diese Weise kann das zweite Bild auf einer Wiedergabeeinheit für eine Wiedergabe nebeneinander trotz des Verlustes des ersten Bildes wiedergegeben werden.
• Fig. 1 ist ein Blockschaltbild eines automatischen Synchronisierschalters in einem Breitschirm-Fernsehgerät.
• Fig. 2 ist ein Zeitdiagramm des zusammengesetzten Videosignals, das durch die in Fig. 1 dargestellte Detektierschaltung verarbeitet wurde.
• Fig. 3 ist ein Schaltbild einer Synchronsignal-Abtrennstufe und eines Bandpaßfilters für eine Anwendung in der Detektierschaltung.
• Fig. 4 ist ein Schaltbild eines Detektors mit Hysterese für eine Anwendung in der Detektierschaltung.
• Fig. 5 ist ein Blockschaltbild des Bandpaßfilters zur Anwendung in der Detektierschaltung.
• Fig. 6 zeigt die Kennlinie des Bandpaßfilters der Fig. 3 und 5.
• Fig. 7 ist ein Blockschaltbild eines Breitschirm-Fernsehgeräts für einen Betrieb mit einer Horizontalabtastung mit 2fH.
• Fig. 8 ist ein Blockschaltbild der Toranordnung oder des sogenannten Gate Array von Fig. 7 und zeigt die Wege für das Hauptsignal, das zusätzliche Signal und das Ausgangssignal.
• Ein Gesamt-Blockschaltbild für ein Fernsehgerät mit breitem Schirm gemäß der WO 91/19397, vorgesehen für einen Betrieb mit 2fH- Horizontalabtastung, ist in Fig. 7 dargestellt und allgemein mit 10 bezeichnet. Das Fernsehgerät 10 enthält im wesentlichen einen Videosignal-Eingangsbereich 20, einen Chassis-oder Fernseh- Mikroprozessor (TV uP) 216, einen Breitschirm-Prozessor 30, einen Umsetzer 40 von 1fH auf 2fH, eine Ablenkschaltung 50, eine RGB-Schnittstelle 60, einen Umsetzer 240 von YUV auf RGB, Bildrohrtreiber 242, Bildröhren 244 für direkte Betrachtung oder Projektion und eine Stromversorgungsschaltung 70. Der Umsetzer 240 von YUV auf RGB kann ein handelsüblicher Typ TA7730 sein. Die Gruppierung verschiedener Schaltungen in unterschiedliche Funktionsblöcke erfolgt zur Erleichterung der Beschreibung und soll die räumliche Lage dieser Schaltungen zueinander nicht einschränken.
• Der Eingangsbereich 20 für Videosignale empfängt eine Mehrzahl von zusammengesetzten Videosignalen von unterschiedlichen Videoquellen. Die Videosignale können wahlweise für eine Wiedergabe als Hauptsignal oder als zusätzliche Videosignale umgeschaltet werden. Ein HF-Schalter 204 enthält zwei Antenneneingänge ANT1 und ANT2. Diese stellen Eingänge dar für einen Antennenempfang aus der Luft und für Kabelempfang. Der HF-Schalter 204 steuert, welcher Antenneneingang einem ersten Tuner 206 und welcher einem zweiten Tuner 208 zugeführt wird. Der Ausgang des ersten Tuners 206 ist ein Eingang zu einer One-Chip-Schaltung 202, die eine Anzahl von Funktionen bezüglich Abstimmung, horizontale und vertikale Ablenkung und Videosteuerungen ausführt. Der besondere dargestellte One-Chip trägt die Industriebezeichnung TA7777. Das Basisband-Videosignal VIDEO AUS, das in der One-Chip-Einheit erzeugt wird und aus dem Signal von dem ersten Tuner 206 resultiert, bildet einen Eingang für den Videoschalter 200 und den Eingang TV1 des Breitschirmprozessors 30. Weitere Basisband-Videoeingänge zu dem Videoschalter 200 sind mit AUX1 und AUX2 bezeichnet. Diese können für Videokameras, Laserplattenspieler, Videobandspieler, Videospiele und dergleichen verwendet werden. Der Ausgang des Videoschalters 200, der durch den Chassis-oder Fernseh- Mikroprozessor 216 gesteuert wird, ist mit GESCHALTETES VIDEO bezeichnet. Das GESCHALTETE VIDEO bildet einen weiteren Eingang zu dem Breitschirmprozessor 30.
• Ein Schalter SW1 in dem Breitschirmprozessor wählt zwischen den Signalen TV1 und GESCHALTETES VIDEO aus. Dadurch ergibt sich ein Videosignal SEL COMP AUS, das ein Eingangssignal zu einem Y/C-Dekoder 210 bildet. Der Y/C-Dekoder 210 kann als adaptives Zeilenkammfilter ausgebildet sein. Zwei weitere Videoquellen 51 und 52 bilden außerdem Eingänge zu dem Y/C-Dekoder 210. Jede der Quellen 51 und 52 stellt verschiedene S-VHS Quellen dar, und jede besteht aus getrennten Luminanz- und Chrominanzsignalen. Ein Schalter, der als Teil des Y/C-Dekoders enthalten sein kann, wie in einigen adaptiven Zeilenkammfiltern, oder der als ein getrennter Schalter ausgeführt sein kann, reagiert auf den Fernseh-Mikroprozessor 216 zur Auswahl eines Paares von Luminanzsignal und Chrominanzsignal als Ausgangssignale, die mit Y M bzw. C IN bezeichnet sind. Das ausgewählte Paar von Luminanzsignal und Chrominanzsignal wird im folgenden als das Hauptsignal angesehen und in einem Hauptsignalweg verarbeitet. Signalbezeichnungen mit M oder MN beziehen sich auf den Hauptsignalweg. Das Chrominanzsignal C IN wird durch den Breitschirmprozessor zu der One-Chip-Einheit zurückgeführt, um die Farbdifferenzsignale U M und V M zu bilden. In diesem Zusammenhang ist U eine äquivalente Bezeichnung für (R-Y), und V ist eine äquivalente Bezeichnung für (B-Y). Die Signale Y M, U M und V M werden in dem Breitschirmprozessor für die weitere Signalverarbeitung in digitale Form umgesetzt.
• Ein zweiter Tuner 208, der funktionell als Teil des Breitschirmprozessors 30 definiert ist, erzeugt ein Basisband-Videosignal TV2. Ein Schalter SW2 wählt zwischen den Signalen TV2 und GESCHALTETES VIDEO und bildet dadurch ein Eingangssignal für einen Y/C-Dekoder 220. Der Y/C-Dekoder 220 kann als adaptives Zeilenkammfilter ausgebildet sein. Schalter SW3 und SW4 wählen zwischen den Luminanz- und Chrominanzausgängen des Y/C-Dekoders 220 und den Luminanz- und Chrominanzsignalen einer externen Videoquelle, bezeichnet mit Y EXT bzw. C EXT. Die Signale Y EXT und C EXT entsprechen dem S-VHS Eingangssignal S1. Der Y/C- Dekoder 220 sowie die Schalter SW3 und SW4 können, wie in einigen adaptiven Kammfiltern, kombiniert sein. Die Ausgangsspannung der Schalter SW3 und SW4 wird im folgenden als zusätzliches Signal angesehen und in einem zusätzlichen Signalweg verarbeitet. Das ausgewählte Luminanz-Ausgangssignal ist mit Y A bezeichnet. Signalbezeichnungen, die A, AX und AUX enthalten, beziehen sich auf den zusätzlichen Signalweg. Die ausgewählte Chrominanz wird in Farbdifferenzsignale U A und V A umgesetzt. Die Signale Y A, U A und V A werden für die weitere Signalverarbeitung in digitale Form umgesetzt. Die Anordnung der Umschaltung der Videosignalquelle in dem Haupt- und zusätzlichen Signalweg maximiert die Flexibilität in der Durchführung der Quellenauswahl für die verschiedenen Teile der unterschiedlichen Bildwiedergabeformate.
• Ein zusammengesetztes Synchronsignal COMP SYNC, das Y M entspricht, wird durch den Breitschirmprozessor einer Synchronsignal-Abtrennstufe 212 zugeführt. Die horizontalen und vertikalen Synchronisierkomponenten H bzw. V bilden Eingangssignale zu einer vertikalen Abwärtszählschaltung 214. Die vertikale Abwärtszählschaltung liefert ein Signal VERTIKAL RÜCKSETZ, das in den Breitschirmprozessor 30 geführt wird. Der Breitschirmprozessor erzeugt ein internes vertikales Rücksetz-Ausgangssignal INT VERT RST OUT, das der RGB-Schnittstelle 60 zu geführt wird. Ein Schalter in der RGB-Schnittstelle 60 wählt zwischen dem internen vertikalen Rücksetz-Ausgangssignal und der vertikalen Synchronisierkomponente der externen RGB-Quelle. Die Ausgangsspannung dieses Schalters ist eine ausgewählte vertikale Synchronisierkomponente SEL VERT SYNC, die der Ablenkschaltung 50 zugeführt wird. Horizontale und vertikale Synchronsignale des zusätzlichen Videosignals werden durch die Synchronsignal-Abtrennstufe 250 in dem Breitschirmprozessor geliefert.
• Der Umsetzer 40 von 1fH auf 2fH dient dazu, die nach dem Zeilensprung verschachtelten Videosignale in progressiv abgetastete, nicht verschachtelte Signale umzusetzen, zum Beispiel in ein solches Signal, bei dem jede horizontale Zeile zweimal wiedergegeben oder ein zusätzlicher Satz von horizontalen Zeilen durch Interpolation angrenzender horizontaler Zeilen desselben Halbbildes erzeugt wird. In manchen Fällen ist die Verwendung einer vorangehenden Zeile oder die Verwendung einer interpolierten Zeile abhängig von dem Betrag an Bewegung, die zwischen benachbarten Halbbildern oder Vollbildern ermittelt wird. Die Umsetzschaltung 40 arbeitet in Verbindung mit einem Video-RAM 420. Das Video- RAM kann dazu benutzt werden, ein Halbbild oder mehrere Halbbilder eines Vollbildes zu speichern, um die progressive Wiedergabe zu ermöglichen. Die umgesetzten Videodaten Y 2fH, U 2fH und V 2fH werden der RGB-Schnittstelle 60 zugeführt.
• Die RGB-Schnittstelle 60 ermöglicht die Auswahl der umgesetzten Videodaten oder der externen RGB-Videodaten für die Wiedergabe durch den Videosignal- Eingangsbereich. Es wird angenommen, daß das externe RGB-Signal ein Signal mit einem breiten Wiedergabeformat für eine 2fH-Abtastung ist. Die vertikale Synchronisierkomponente des Hauptsignals wird durch den Breitschirmprozessor als INT VERT RST OUT der RGB-Schnittstelle zugeführt und ermöglicht, daß ein ausgewähltes vertikales Synchronsignal (fVm oder fVext) für die Ablenkschaltung 50 verfügbar ist. Der Betrieb des Breitschirm-Fernsehgerätes ermöglicht dem Benutzer die Auswahl eines externen RGB-Signals durch Erzeugung eines Steuersignals INT/EXT für intern/extern. Jedoch kann in der Abwesenheit eines solchen Signals die Auswahl eines externen RGB-Eingangssignals in einem Zusammenbruch des vertikalen Rasters und einer Beschädigung der Kathodenstrahlröhre oder der Projektionsröhren resultieren. Daher detektiert die RGB-Schnittstelle ein externes Synchronsignal, um die Auswahl eines nicht existierenden, externen RGB-Eingangssignals zu umgehen. Der WSP-Mikroprozessor 340 liefert außerdem Farbsättigungs- und Farbton- Steuerspannungen für das externe RGB-Signal.
• Der Breitschirmprozessor 30 enthält einen Prozessor 320 für Bild-in-Bild für eine besondere Signalbearbeitung des zusätzlichen Videosignals. Ein Gate Array (Toranordnung) 300 kombiniert das Haupt- und das zusätzliche Videosignal in einer weiten Vielfalt von Wiedergabeformaten. Der Prozessor 320 für Bild-in-Bild und das Gate Array 300 werden durch einen Breitschirm-Mikroprozessor (WSP uP) 340 gesteuert. Der Mikroprozessor 340 reagiert über einen seriellen Bus auf den Fernseh- Mikroprozessor 216. Der serielle Bus enthält vier Signalleitungen, für Daten, Taktsignale, Freigabesignale und Rücksetzsignale. Der Breitschirmprozessor 30 erzeugt auch ein zusammengesetztes vertikales Austast/Rücksetz-Signal in der Form eines sogenannten Sandcastle-Signals mit drei Pegeln. Alternativ können die vertikalen Austast- und Rücksetzsignale als getrennte Signale erzeugt werden. Ein zusammengesetztes Austastsignal wird durch den Videosignal-Eingangsbereich der RGB- Schnittstelle zugeführt.
• Die Ablenkschaltung 50 empfängt ein vertikales Rücksetzsignal von dem Breitschirmprozessor, ein ausgewähltes 2fH horizontales Synchronsignal von der RGB- Schnittstelle 60 und zusätzliche Steuersignale von dem Breitschirmprozessor. Diese zusätzlichen Steuersignale beziehen sich auf die horizontale Phase, die Einstellung der Vertikalgröße und die Einstellung der Ost-West-Kissenkorrektur. Die Ablenkschaltung 50 liefert 2fH- Rücklaufimpulse an den Breitschirmprozessor 30, den Umsetzer 40 von 1fH auf 2fH und den Umsetzer 240 von YUV auf RGB.
• Betriebsspannungen für das gesamte Breitschirm-Fernsehgerät werden durch die Stromversorgungsschaltung 70 erzeugt, die durch ein Wechselspannungsnetz mit Energie versorgt sein kann.
• Eine Toranordnung oder ein sogenanntes Gate Array 300 dient zum Kombinieren der Videoinformationen von dem Haupt- und dem zusätzlichen Signalweg, um eine kombinierte Breitschirm-Wiedergabe durchzuführen. Das Haupt-Videosignal wird dem Breitschirmprozessor in analoger Form und im Format Y U V zugeführt, als Signale, bezeichnet mit Y M, U M und V M. Diese Hauptsignale werden durch Analog/Digital-Konverter von der analogen in die digitale Form konvertiert. Der Haupt- Signalweg 304, der Weg 306 für das zusätzliche Signal und der Weg 312 für das Ausgangssignal des Gate Array 300 sind in Form eines Blockschaltbildes in Fig. 8 dargestellt. Das Gate Array enthält außerdem eine Takt/Sync-Schaltung 320 und einen WSP-uP-Dekoder 310. Die Ausgangsleitungen mit den Daten und den Adressen von dem WSP-uP-Dekoder 310, bezeichnet mit WSP-DATEN, werden jedem der obengenannten Haupt-Schaltungen und Haupt-Wege sowie dem Bild-in-Bild- Prozessor 320 und der Schaltung 370 zur Bearbeitung der Auflösung zugeführt.
• Das Gate Array dient zum Expandieren, Komprimieren und Beschneiden der Videodaten des Kanals für das Haupt-Videosignal und, sofern notwendig, um verschiedene Wiedergabeformate durchzuführen. Die Luminanzkomponente Y MN wird in einem First-In-First-Out (FIFO)- Zeilenspeicher 356 für eine Zeitdauer gespeichert, die abhängig ist von der Art der Interpolation der Luminanzkomponente. Die kombinierten Chrominanzkomponenten U/V MN werden in dem FIFO 358 gespeichert. Die zusätzlichen Signal-Luminanz- und Chrominanzkomponenten Y PIP, U PIP und V PIP werden durch den Demultiplexer 355 gebildet. Die Luminanzkomponente unterliegt, falls erwünscht, einer Auflösungsbehandlung in der Schaltung 357 und wird, wenn notwendig, durch den Interpolator 359 expandiert, der als Ausgang ein Signal Y AUX erzeugt.
• In manchen Fällen wird die zusätzliche Wiedergabe genauso groß sein wie die Wiedergabe des Hauptsignals. Die mit dem Bild-in-Bild-Prozessor und dem Video-RAM 350 zusammenhängenden Speicherbegrenzungen können eine ungenügende Zahl von Datenpunkten oder Pixeln bewirken, um eine derart große Wiedergabefläche auszufüllen. In diesen Fällen kann die Auflösungs-Bearbeitungsschaltung 357 dazu verwendet werden, für das zusätzliche Videosignal Pixel zu restaurieren und damit diejenigen zu ersetzen, die bei der Datenkomprimierung oder Datenreduktion verlorengegangen sind. Zum Beispiel kann die Schaltung 357 eine Dedithering-Schaltung sein, wenn das Videosignal vorher gedithert wurde.
• Die zusätzlichen Videoeingangsdaten werden mit einer Rate von 640fH abgetastet und in dem Video-RAM 350 gespeichert. Die aus dem Video-RAM 350 gelesenen zusätzlichen Daten sind mit VRAM OUT bezeichnet. Die PIP-Schaltung 301 ist außerdem in der Lage, das zusätzliche Bild um gleiche ganzzahlige Faktoren horizontal und vertikal und auch asymmetrisch zu reduzieren. Die zusätzlichen Kanaldaten werden zwischengespeichert und durch die 4-Bit-Latche 352, das zusätzliche FIFO 354, und die Takt/Synchonisierschaltung 320 mit dem digitalen Videosignal des Hauptkanals synchronisiert. Die VRAM OUT Daten werden durch den Demultiplexer 355 sortiert in Y (Luminanz), U, V (Farbkomponenten) und FSW DAT (Daten für schnellen Schalter). Die Daten FSW DAT zeigen an, welcher Halbbildtyp in das Video-RAM geschrieben wurde. Das Signal PIP FSW wird direkt von der PIP- Schaltung empfangen und der Ausgangs-Steuerschaltung 321 zugeführt, um zu bestimmen, welches aus dem Video-RAM gelesene Halbbild während der Modi mit kleinem Bild wiedergegeben werden soll.
• Der zusätzliche Kanal wird mit einer Rate von 640fH abgetastet, während der Hauptkanal mit einer Rate von 1024fH abgetastet wird. Das zusätzliche Kanal-FIFO 354 setzt die Daten von der Abtastrate des zusätzlichen Kanals in die Taktrate des Hauptkanals um. In diesem Vorgang unterliegt das Videosignal einer Komprimierung von 8/5 (1024/640). Dies ist mehr als die 4/3-Komprimierung, die notwendig ist, das Signal des zusätzlichen Kanals richtig wiederzugeben. Daher muß der zusätzliche Kanal durch den Interpolator 359 expandiert werden, um ein kleines 4·3 Bild richtig wiederzugeben. Der Interpolator 359 wird durch die Interpolator-Steuerschaltung 371 gesteuert, die selbst durch den WSP uP 340 gesteuert wird. Der Betrag der erforderlichen Interpolatorexpansion beträgt 5/6. Der Expansionsfaktor X ist wie folgt bestimmt:
• X = (640/1024) * (4/3) = 5/6
• Die Chrominanzkomponenten U PIP und V PIP werden durch die Schaltung 367 um eine Zeitdauer verzögert, die von der Eigenschaft der Interpolation der Luminanzkomponente abhängig ist, die als Ausgangssignale die Signale U AUX und V AUX erzeugt. Die jeweiligen Komponenten Y, U und V des Haupt- und des zusätzlichen Signals werden in dem Weg 312 des Ausgangssignals in Multiplexern 315, 317 bzw. 319 kombiniert, indem die Lese-Freigabesignale der FIFO's 354, 356 und 358 gesteuert werden. Die Multiplexer 315, 317 und 319 sprechen auf den Ausgang der Multiplexer-Steuerschaltung 321 an. Die Steuerschaltung 321 für den Ausgangs- Multiplexer spricht auf das Taktsignal CLK, den Start des Zeilensignals SOL, das Signal H COUNT, das vertikale Austast-Rücksetzsignal und die Ausgangsspannung des schnellen Schalters von dem Bild-in-Bild-Prozessor und dem WSP uP 340 an. Die gemultiplexten Luminanz- und Chrominanzkomponenten Y MX, U MX und V MX werden jeweiligen Digital/Analog-Konvertern 360, 362 bzw. 364 zugeführt. Auf die Digital/Analog-Konverter folgen Tiefpaßfilter. Die verschiedenen Funktionen des Bild-in-Bild-Prozessors, das Gate Array und die Datenreduktionsschaltung werden durch den WSP uP 340 gesteuert. Der WSP uP 340 reagiert auf den TV uP 216, der damit über einen seriellen Bus verbunden ist. Der serielle Bus kann, wie dargestellt, ein Bus mit vier Leitungen sein, enthaltend Leitungen für Daten, Taktsignale, Freigabesignale und Rücksetzsignale. Der WSP uP 340 kommuniziert mit den verschiedenen Schaltungen des Gate Array über einen WSP uP Dekoder 310.
• In dem einem Fall ist es notwendig, das 4·3 NTSC-Videosignal um einen Faktor von 4/3 zu komprimieren, um eine Verzerrung des Wiedergabeformats des dargestellten Bildes zu vermeiden. In dem anderen Fall kann das Videosignal expandiert werden, um horizontale Zoomvorgänge durchzuführen, die im allgemeinen von einem vertikalen Zoomvorgang begleitet sind. Es können horizontale Zoomvorgänge bis zu 33 % erreicht werden, indem die Komprimierung auf weniger als 4/3 verringert wird. Es wird ein Abtast-Interpolator verwendet, um das ankommende Videosignal auf neue Pixellagen neu zu berechnen, da die Bandbreite des Luminanz-Videosignals, bis zu 5.5 MHz für das S-VHS-Format, einen großen Prozentsatz der Nyquist- Spiegelfrequenz einnimmt, die für einen Takt von 1024fH 8 MHz beträgt.
• Die Luminanzdaten Y MN werden über einen Interpolator 337 in dem Haupt- Signalweg 304 weitergeleitet, der Abtastwerte neu berechnet, die auf der Komprimierung oder der Expandierung des Videosignals beruhen. Die Funktion der Schalter der Leitweg-Wähler 323 und 331 besteht darin, die Topologie des Haupt- Signalweges 304 bezüglich der relativen Lagen des FIFO 356 und des Interpolators 337 umzukehren. Insbesondere wählen diese Schalter, ob der Interpolator 337 dem FIFO 356 vorausgeht, wie es für eine Komprimierung notwendig ist, oder ob der FIFO 356 dem Interpolator 337 vorausgeht, wie es für eine Expandierung erforderlich ist. Die Schalter 323 und 331 reagieren auf eine Leitweg-Steuerschaltung 335, die selbst wiederum auf den WSP uP 340 reagiert. Während Modi mit einem kleinen Bild wird das zusätzliche Videosignal für eine Speicherung in dem Video-RAM 350 komprimiert, und eine Expansion ist nur für praktische Zwecke notwendig. Daher ist keine vergleichbare Umschaltung in dem zusätzlichen Signalweg erforderlich.
• Fig. 1 zeigt ein Video-Wiedergabesystem mit einem automatischen Synchronisierschalter, der in einem Breitschirm-Fernsehgerät eingesetzt werden kann, wie es in der WO 91/19397 beschrieben ist. Ein erstes Videosignal für ein erstes Bild oder Haupt-Videosignal wird durch ein Kammfilter 734 in die Komponenten für die Luminanz Y und die Farbe oder Chrominanz C getrennt. Eine erste Abtrennstufe 732 für das zusammengesetzte Synchronsignal liefert ein erstes zusammengesetztes Synchronsignal aus der Komponente Y des ersten Videosignals. Dieses erste zusammengesetzte Synchronsignal wird dem ersten Eingang 704 eines automatischen Synchronisierschalters 700 zugeführt, der vom handelsüblichen Typ TA7348 sein kann.
• Ein Videosignal für ein zweites Bild- oder zusätzliches Videosignal wird durch ein Kammfilter 724 in die Komponenten Y und C getrennt. Eine zweite Trennstufe 726 für das zusammengesetzte Synchronsignal leitet aus der Komponente Y des zweiten Videosignal ein zweites zusammengesetztes Synchronsignal ab. Die Trennstufe 721 für die Synchronkomponente erzeugt Horizontal- und Vertikal-Synchronsignale aus dem zweiten Videosignal. Die Horizontal- und Vertikal-Synchronsignale werden einer Horizontal-Phasenverkoppelten Schleife (PLL) und einer Vertikal- Abwärtszählschaltung, einer sogenannten Countdown-Schaltung 23, und dann dem Pix-in-Pix-Prozessor 725 zugeführt. Der Pix-in-Pix-Prozessor arbeitet in Verbindung mit einem Digital/Analog-Konverter 720 und einem Halbildspeicher-Video-RAM 718. Ein Ausgangssignal mit einem zusammengesetzten Synchronsignal von dem Pix-in- Pix-Prozessor wird dem zweiten Eingang 702 des Synchronisierschalters 700 zugeführt.
• Der Ausgang 706 des automatischen Synchronisierschalters ist mit der Trennstufe 712 für die Synchronkomponente, der Horizontal-PLL und der Vertikal- Countdownschaltung 714 verbunden. Die Schaltung 714 erzeugt horizontale und vertikale Treibersignale zur Synchronisierung der Ablenk- und Wiedergabemittel. Die digitalen Komponenten Y und C werden ebenfalls für das erste und das zweite Vi deosignal erzeugt. Der mit dem Demodulator 730 verbundene Haupt-Analog/Digital- Konverter 728 liefert ein digitalisiertes erstes Videosignal zu dem Breitschirmprozessor 30. Der zweite Analog/Digital-Konverter 720 und der Halbbildspeicher 718 liefern ein digitalisiertes zweites Videosignal zu dem Breitschirmprozessor 30. Der Demodulator 722 liefert zweite Chromasignale (R-Y) und (B-Y) zu dem Konverter 720. Der Breitschirmprozessor 30 setzt das erste und das zweite Bild zusammen, zum Beispiel als Bilder nebeneinander oder Seite an Seite. Das zusammengesetzte Bild wird durch einen Digital/Analog (D/A)-Konverter 731 wieder auf analoge Signale Y, U und V zurückkonvertiert.
• Der Ausgang 706 des automatischen Synchronisierschalters wird durch eine Detektierschaltung 710 für ein Videosignal/Synchronsignal und einen Mikroprozessor 708 gesteuert. Die Detektierschaltung 710 ermittelt durch Abtrennen und Überwachen der Horizontal-Synchronkomponente des ersten Videosignals das Vorhandensein des ersten Videosignals. Wenn die Detektierschaltung 710 das Vorhandensein des ersten Videosignals detektiert, ist der automatische Synchronisierausgang 706 das erste zusammengesetzte Synchronsignal. Wenn die Video/Sync-Abtastschaltung 710 kein Vorhandensein des ersten Videosignals oder des ersten zusammengesetzten Synchronsignals detektiert, ist der Ausgang 706 des automatischen Synchronisierschalters das zweite zusammengesetzte Synchronsignal. Daher kann das zweite Videobild ohne Störung durch Zeitfehler wiedergegeben werden, selbst wenn das erste Videobild fehlt. Die Quelle der Synchronsignale zum Steuern der Breitschirm-Wiedergabeeinheit wird automatisch auf das zweite Videosignal umgelegt, wenn das erste Videosignal fehlt oder die Synchronisierkomponente des ersten Videosignals nicht ausreichend ist. Es wird eine Hysterese in der Umschaltung eingeführt, um ein unnützes Schalten des Synchronisierschalters aufgrund von vorübergehenden Bedingungen zu vermeiden, die die Detektion oder die Unzulänglichkeit der Horizontalsynchronkomponente in dem ersten Videosignal beeinflussen.
• Der Mikroprozessor 708 kann einen Chip vom Typ Motorola MC 68HC05T2 enthalten, der auch als Telekat bekannt ist und auf das Ausgangssignal der Video/Sync- Abtastschaltung 710 anspricht, die die Anwesenheit oder die Abwesenheit des ersten Videosignals anzeigt. Wenn das Wiedergabesystem nur in dem Modus mit dem Hauptbild arbeitet, kann der Mikroprozessor 708 zum Beispiel ein blaues Wiederga behalbbild und die Zeichen "KEIN SIGNAL" erzeugen, wenn das Haupt-Bildsignal nicht detektiert wird. Wenn das Wiedergabesystem in dem Modus PIP oder POP oder Seite an Seite arbeitet, steuert der Mikroprozessor 708 den automatischen Synchronisierschalter 700 so, daß er als Ausgang 706 das zweite Synchronsignal erzeugt. Somit steuert das zusätzliche, zweite Signal die Wiedergabe- Synchronisierung, wenn das Haupt- oder erste Videosignal nicht detektiert wird, so daß dadurch Zeitfehler in dem zweiten Bild vermieden werden.
• Die Fig. 3 und 4 sind detaillierte Schaltbilder der Detektierschaltung. Fig. 3 zeigt die Trennstufe 801 für die Synchronkomponente mit Abschneidung und das Bandpaßfilter 803 der Detektierschaltung 710. Das erste Videosignal wird über den Kondensator 802 mit 0,1 Mikrofarad (uF) empfangen. Die Vorspannung des Transistors Q1 erfolgt durch Widerstände 804 und 806. Der Transistor Q1 unterdrückt das gesamte aktive Videosignal oberhalb VBE, wie in Fig. 2 dargestellt ist. Auf diese Weise wird das Synchronsignal an dem Ausgang 805 erzeugt. Der Ausgang 805 der Abtrennstufe 801 für die Synchronkomponente ist über einen Widerstand 808 mit dem Eingang des Bandpaßfilters 803 verbunden. Das in den Fig. 3 und 5 dargestellte Zwillings-T-Bandpaßfilter 803 ist ein aktives Filter. Der Transistor Q2 in Fig. 3 und der Operationsverstärker 819 in Fig. 5 bilden die invertierende Verstärkung für das aktive Filter 803. Das Bandpaßfilter 803 enthält weiterhin einen Widerstand 808 mit 47 kOhm, zwei Kondensatoren 810, 814 je mit 100 Pikofarad (pF), einen Kondensator 812 mit 200 pF und zwei Widerstände 816, 818 je mit 100 kOhm. Wie Fig. 6 zeigt, werden nur Horizontal-Synchronkomponenten in der Nähe der Mittenfrequenz von 15,7 kHz durch das Bandpaßfilter 803 durchgelassen. Die invertierten Horizontal-Synchronkomponenten von dem Bandpaßfilter 803 werden dem Detektor 807 zugeführt. Die Hysterese wird durch einen Kondensator 824 von 1uF gebildet. Wenn eine ausreichende Synchronsignal-Komponente vorliegt, schaltet der Transistor Q3 ein und lädt den Kondensator 834 mit 2,2 uF. Dadurch wird der Transistor Q4 eingeschaltet und zeigt an, daß die Abtastleitung 840 auf "1" gegangen ist. Die Hysterese von dem Widerstand 836 mit 1Mohm hält den Transistor Q3 leitend und verhindert, daß der Transistor Q4 abgeschaltet wird. Somit befindet sich die Abtastleitung 840 auf dem hohen Pegel "1 ", wenn das erste Videosignal ermittelt wird, und auf einem niedrigen Pegel "0" wenn das erste Videosignal nicht ermittelt wird. Das Ausgangssignal von der Detektierschaltung 710 wird einem Mikroprozessor 708 zugeführt, der daraufhin den Betrieb des automatischen Synchronisierschalters 700 steuert. Durch Anwendung des Synchronsignals des zweiten Videosignals zur Steuerung der Wiedergabeablenkung, wenn das erste Videosignal fehlt, wird das zweite Bild ohne Störung wiedergegeben. Ein derartiger automatischer Synchronisierschalter kann bei Formaten mit Bild-in-Bild (PIP) und Bild-außerhalb-Bild (POP) benutzt werden sowie auch bei Formaten mit Bildern nebeneinander oder Seite an Seite.

Claims (8)

1. Video-Wiedergabesystem, enthaltend:

Video-Wiedergabemittel (244),

- erste Mittel (732) zum Trennen eines ersten Synchronsignals von einem ersten Videosignal,

- zweite Mittel (726) zum Trennen eines zweiten Synchronsignals von einem zweiten Videosignal,

- Mittel (710) zum Abtasten einer Synchronkomponente des ersten Videosignals,

- Schaltmittel (700), die das erste und das zweite Synchronsignal als Eingänge empfangen und wahlweise das erste oder das zweite Synchronsignal den Video- Wiedergabemitteln zuführen,

gekennzeichnet durch

- Mittel (700), die in einem ersten Betriebsmodus arbeiten, zum Durchführen einer Wiedergabe mit einem einzigen Bild durch Zuführen des ersten Videosignals zu den Video-Wiedergabemitteln, und in einem zweiten Betriebsmodus arbeiten zum Durchführen einer Wiedergabe mit mehreren Bildern durch Zuführen eines Teiles des ersten und des zweiten Videosignals zu den Video-Wiedergabemitteln,

- Steuermittel (708), die auf die Abtastmittel (710) ansprechen und den Betrieb der die Wiedergabe bewirkenden Mittel in dem ersten oder dem zweiten Betriebsmodus anzeigen und in dem ersten Betriebsmodus arbeiten, um den Video- Wiedergabemitteln eine Bildschirmwiedergabe zuführen, die einen Verlust des Signals anzeigt, wenn keine Horizontalkomponente der Synchronkomponente des ersten Videosignals abgetastet wird, und in dem zweiten Betriebsmodus arbeiten und die Schaltmittel (700) so betätigen, daß die Horizontalkomponente des ersten Synchronsignals den Video-Wiedergabemitteln zugeführt wird, wenn die Synchronkomponente des ersten Videosignals abgetastet wird, und anderenfalls die Schaltmittel (700) so betätigen, daß das zweite Synchronsignal den Video-Wiedergabemitteln zugeführt wird.

2. Video-Wiedergabesystem nach Anspruch 1, wobei das erste und das zweite Synchronsignal zusammengesetzte Synchronsignale sind.

3. Video-Wiedergabesystem nach Anspruch 1, wobei die Abtastmittel (710) ein aktives Filter (803) enthalten.

4. Video-Wiedergabesystem nach Anspruch 1, wobei die Abtastmittel (710) ein Bandpaßfilter (803) enthalten.

5. Video-Wiedergabesystem nach Anspruch 1, wobei die Abtastmittel (710) ein aktives Bandpaßfilter (803) enthalten.

6. Video-Wiedergabesystem nach Anspruch 1, wobei die Abtastmittel folgendes enthalten:

- Mittel (801) zum Erzeugen eines die Horizontal-Synchronkomponente enthaltenden Zwischensignals aus dem ersten Videosignal,

- ein Filter (803) zum Extrahieren der Horizontal-Synchronkomponente aus dem Zwischensignal.

7. System nach Anspruch 1, wobei die Videosignale Wiedergabeformate und die Video-Wiedergabemittel (244) ein Wiedergabeformat aufweisen, das breiter ist als die Wiedergabeformate der Videosignale, und die Bilder nebeneinander wiedergegeben werden.

8. System nach Anspruch 7, wobei die Bilder etwa die gleiche Größe aufweisen.