DE69326355T2

DE69326355T2 - Anordnung und Verfahren zur Steuerung einer Videoanzeigevorrichtung

Info

Publication number: DE69326355T2
Application number: DE69326355T
Authority: DE
Inventors: Greg Kranawetter; Timothy Saeger; Donald Willis
Original assignee: Thomson Consumer Electronics Inc
Current assignee: Technicolor USA Inc
Priority date: 1993-02-17
Filing date: 1993-02-17
Publication date: 1999-12-30
Anticipated expiration: 2013-02-18
Also published as: EP0685142B1; KR960701561A; DE69326355D1; WO1994019911A1; EP0685142A4; JPH10513015A; JP3594596B2; ES2136656T3; KR100276575B1; EP0685142A1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Steuersystem für eine Video-Anzeigevorrichtung, z. B. in Fernsehempfängern und auf ein Verfahren zur Steuerung der Video-Anzeige.
Aus der veröffentlichten internationalen Patentanmeldung WO 91/19390 ist ein Video-Steuersystem bekannt, das einen Letterbox-Detektor und einen Steuerabschnitt für die vertikale Anzeige aufweist. Die automatische Letterbox-Detektorschaltung kann automatisch einen vertikalen Zoom oder eine vertikale Ausdehnung eines Signals mit einem 4 · 3-Bildseitenverhältnis ausführen, die ein 16 · 9-Bildseitenverhältnis einschließt,
Die Erfindung bezieht sich auf Fernsehempfänger, die eine Betrachtungsfläche mit einem bestimmten Anzeigeformat oder Bildseitenverhältnis einschließlich einer Steuereinheit haben, um den aktiven Videoteil eines Signals zu bestimmen und adaptiv den aktiven Videoteil so anzuzeigen, daß voller Gebrauch von der vertikalen Betrachtungsfläche gemacht wird. Das Bild kann vertikal und horizontal gezoomt werden. Sofern der Zoom so ist, daß die horizontale Abmessung nicht der horizontalen Bildschirm- Abmessung entspricht, wird das Bild horizontal abgeschnitten oder mit vertikalen Seitenbalken angezeigt. Die Erfindung spricht adaptiv auf Änderungen des Bildseitenverhältnisses des aktiven Videoteils an, um wahlweise den Anteil der Kompression oder Expansion (Zoom) und des Schwenkens einzustellen, um die gesamte Betrachtungsfläche oder die Betrachtungsfläche vertikal mit dem aktiven Videoteil des empfangenen Signals auszufüllen. Die Auswahl kann von der Vorliebe des Betrachters abhängen oder im voraus programmiert werden. Bei einer Alternative schaut der Betrachter auf ein Bild, das auf Kosten von teilweise abgeschnittenem Informationsgehalt den Schirm ausfüllt. Bei der anderen Alternative schaut der Betrachter auf ein Bild, das einen vollständigen Informationsgehalt hat, auf Kosten der Betrachtung eines kleineren Bildes, das nicht den Schirm vollständig ausnutzt.
Die Anzeigefläche eines Fernsehempfängers hat üblicherweise entweder ein Bildseitenverhältnis von vier Einheiten in der Breite zu drei Einheiten in der Höhe (mit "4 · 3" oder "4 : 3" bezeichnet), oder ein Bildseitenverhältnis von 16 · 9 (16 : 9), was üblicherweise als "Breitschirm"- oder Kinobild-Format bezeichnet wird. Diese Verhältnisse sind weitgehend Norm, obwohl auch andere Verhältnisse bekannt sind. Empfänger mit einem bestimmten Bildseitenverhältnis sind dahingehend begrenzt, daß mit einem anderen Bildseitenverhältnis gelieferte Signale präsentiert werden können. In gleicher Weise kann, wenn mehrere Videosignale angezeigt werden sollen, ein verfügbares Bildseitenverhältnis für ein gegebenes Signal Zwänge ergeben.
Kommerzielle Sendungen sind meist in einem 4 · 3- Bildseitenverhältnis (relativ höher und/oder schmaler), so daß die volle Anzeigefläche eines üblichen 4 · 3-Empfängers von dem vollen Bild besetzt wird. Während die meisten Videoprodukte auf dem Markt dieses 4 · 3-Verhältnis haben, sind auch Breitschirm- Anzeigevorrichtungen bekannt, die beispielsweise für die Betrachtung von Breitwand-Filmen bestimmt sind. Kinofilm- Produktionen sind in sehr unterschiedlichen Bildseitenverhältnissen verfügbar, und das 16 · 9-Verhältnis (relativ kürzer und/oder breiter) ist mehr oder weniger Norm für ein Breitschirm-Format für das Fernsehen.
Viele Betrachter finden das 4 · 3-Bildseitenverhältnis weniger angenehm als das breitete Bildseitenverhältnis bei Kinofilmen. Unabhängig davon, wo der Empfänger sein mag, gibt das breitere Format den Eindruck eines Filmtheaters, während das schmalere Format ein Aussehen hat, das der Betrachter einem Heim- Fernseher zuordnet. Eine Breitformat-Anzeige verwendet ihre volle Fläche zur Anzeige des Signals mit dem vollen Kinofilm- Bildseitenverhältnis ohne die Notwendigkeit, das ursprüngliche Kinobild beispielsweise über eine Filmabtastvorrichtung, Prozessoren in dem Fernsehempfänger oder dergleichen abzuschneiden oder zu verzerren.
Um ein 4 · 3-Signal auf einer 16 · 9-Anzeigeeinheit zu zeigen, oder um ein 16 · 9-Signal auf einer 4 · 3-Anzeigeeinheit zu zeigen, wird entweder weniger als die gesamte Fläche der Anzeigeeinheit verwendet, oder die Videoinformation wird geändert. Das empfangene Bild kann gezoomt werden, um den Bildschirm in einer Dimension auszufüllen, wobei Teile in der anderen Dimension aus dem Signal entfernt werden. Beispielsweise kann der obere und der untere Teil eines 4 · 3-Signals abgeschnitten werden, während der Rest ein 16 · 9-Formatfläche ausfüllt, oder die Seitenteile eines 16 · 9-Signals können abgeschnitten werden, während der Rest eine 4 · 3-Fläche ausfüllt. Es ist das Verhältnis von Breite zu Höhe, das von Belang ist, und nicht irgendeine Notwendigkeit, das Signal im allgemeinen zu vergrößern oder zusammenzuziehen.
Anstatt einfach das Signal abzuschneiden, ist es bekannt, entweder auf- oder abwärts oder von einer Seite zur anderen zu schwenken, entweder automatisch oder durch Steuerung der Bedienungsperson eines Filmabtasters oder dergleichen, um einen Verlust an wichtiger Information in des Szene zu vermeiden. Es ist auch bekannt, das anzuzeigende Signal zu verzerren, z. B. ein 16 · 9-Signal horizontal für die Anzeige auf einer 4 · 3- Anzeigeeinheit zu komprimieren, was man oft sieht, wenn ein Vorspann von einem 16 · 9-Cinemaskopfilm in einer kommerziellen (4 · 3)-Sendung angezeigt werden. Abschneiden, Schwenken und Verzerren beeinträchtigen die Qualität und/oder den Inhalt des Bildes.
Bei Anzeige eines aktiven Videosignals mit einem Bildseitenverhältnis ohne Abschneiden oder Verzerrung auf einer Anzeigeeinheit mit einem unterschiedlichen Bildseitenverhältnis besetzt das angezeigte Signal weniger als die verfügbare Fläche auf dem Bildschirm. Die nicht benutzte Fläche auf dem Bildschirm wird ausgetastet oder veranlaßt, einen matten Farbhintergrund anzuzeigen. Dieser Grenzbereich kann jedoch auch dazu verwendet werden, ein anderes Bild gleichzeitig mit dem Hauptbild oder Textinformationen anzuzeigen.
Beim sogenannten "Letterbox-Format" wird ein Breitformat- Bild auf der vollen Breite einer Anzeigeeinheit mit schmalerem Bildseitenverhältnis wiedergegeben, und der obere und/oder untere Bereich wird - wenn überhaupt - zur Anzeige von Text wie Sturwarnungen, Vorwarn-Nachrichten usw. genutzt. Diese Funktion kann auf Wunsch des Benutzers auswählbar gemacht werden. Kinofilme im Breitformat, die kommerziell ohne Verzerrung oder Abschneiden gesendet werden sollen, werden von der Sendeanstalt in Letterbox-Format umgewandelt, um die Anzeige auf einem üblichen 4 · 3-Empfänger-Bildschirm zu ermöglichen. Die Sendeanstalt fügt wirkungsvoll leere oder matte obere und untere Begrenzungen hinzu und sendet das kombinierte Bild und die Begrenzungen in einem zusammengesetzten 4 · 3-Bildsignal. Unter der Annahme von 16 · 9- und 4 · 3-Norm-Bildseiten-Verhältnissen werden dem Haupt- Videoteil nur 181 horizontale Zeilen in jedem Halbbild gewidmet, während die restlichen Zeilen die matten, grauen oder schwarzen Begrenzungen sind. Die Begrenzungen sind einem Bild von einer zweiten Videoquelle ähnlich, das gleichzeitig mit dem Hauptbild angezeigt wird.
Es kann ein kompliziertes Problem sein, Bildseitenverhältnisse einzustellen, insbesondere wenn mehrere aktive Videoquellen sofort angezeigt werden sollen. Es kann beispielsweise erforderlich sein, passende Zeitsteuersignale aus asynchronen gleichzeitig angezeigten Quellen zu erzeugen, zwischen mehreren Quellen während der Abtastung umzuschalten, um mehrere Bildanzeigen zu erzeugen, und/oder komprimierte Anzeigen mit niedrigerer Auflösung aus Bilddatensignalen mit höherer Auflösung zu erzeugen.
Es ist eine Aufgabe der Erfindung, automatisch ein Mittel zur Anzeige eines Videoquellen-Signals so einzustellen, daß adaptiv eine Anpassung an jedes Bildseitenverhältnis innerhalb eines vorgegebenen Bereiches erfolgt, wobei der aktive Teil des Videoquellen-Signals vertikal expandiert und zentriert wird, um so den Bildschirm auszufüllen. Die Lösung dieser Aufgabe ist in dem unabhängigen Anspruch 1 beansprucht.
Es ist ein weiterer Gegenstand der Erfindung, eine erste und eine letzte Zeile des aktiven Videoteils in dem Videoquellen- Signal wiederholt festzustellen und einen Zoom-Pegel und eine Schwenkposition zu berechnen, bei dem bzw. bei der der gegenwärtige aktive Videoteil die Anzeigefläche ausfüllt, um adaptiv auf Änderungen des Bildseitenverhältnisses anzusprechen.
Es ist auch eine Aufgabe der Erfindung, eine Einstellung des Videosignals in einer Weise auszuführen, die unempfindlich für falsche Zeileninterpretationen und leere oder sonst untaugliche Bildschirme ist.
Gemäß einer erfindungsgemäßen Anordnung wird ein ankommendes Signal kontinuierlich und adaptiv von welchem aktiven Video- Bildseitenverhältnis auch immer, in ein Bildseitenverhältnis umgewandelt, das nach Auswahl des Benutzers oder durch Programmierung die gesamte verfügbare vertikale Bildschirmfläche ausnutzt. Selbst wenn sich das Bildseitenverhältnis während der Betrachtung ändert, beispielsweise wenn eine Beschriftung in den Begrenzungen erscheint oder danach in einem Letterboxformat-Signal verschwindet, oder wenn das ankommende Signal sich von Letterbox in konventionell oder umgekehrt ändert, berechnet der erfindungsgemäße Empfänger wieder die Zeitsteuer- und Anzeige- Parameter für eine Einstellung während aufeinanderfolgender Halbbilder, wobei optimaler Gebrauch von der verfügbaren Anzeigefläche gemacht wird. Die Lösung dieser Aufgabe der Erfindung ist in dem unabhängigen Anspruch 7 beansprucht. Die Erfindung liefert Einzel- und Mehrfach-Bildanzeigen mit hoher Auflösung aus einzelnen oder mehrfachen asynchronen Quellen, die gleiche oder unterschiedliche Bildseitenverhältnisse haben, und mit aus wählbaren Bildseitenverhältnissen auf einer kontinuierlichen und adaptiv fortlaufenden Grundlage.
Ein Breitschirm-Fernsehempfänger kann wie hierin beschrieben ein Bildseitenverhältnis von beispielsweise 16 · 9 haben. Die Erfindung liefert eine Gelegenheit, Signale, die im Letterbox- Format empfangen werden, mit größerer Flexibilität anzuzeigen. Signale, die ursprünglich im 16 · 9-Bildseitenverhältnis erzeugt worden sind, aber in Letterbox-Bilder umgewandelt worden sind (z. B. ein 4 · 3-Bild mit ausgetasteten oberen und unteren Begrenzungen um den aktiven Videoteil), kann gezoomt oder expandiert werden, um den Schirm mit dem aktiven Videoteil auszufüllen, während dessen ursprüngliches Bildseitenverhältnis erhalten bleibt.
Quellen, bei denen der aktive Videoteil ein Bildseitenverhältnis hat, das größer als das des Anzeigeschirms ist (z. B. eine 20 : 9-Quelle gegenüber 16 : 9-Bildschirm), füllen den Schirm vertikal aus und sind horizontal abgeschnitten. Quellen mit einem Bildseitenverhältnis, das kleiner als das des Bildschirms ist, füllen den Schirm horizontal aus und sind vertikal abgeschnitten. Jene Teile des gesendeten 4 · 3-Signals, die den matten Begrenzungen gewidmet sind, werden automatisch abgeschnitten. Die Korrektur erfolgt adaptiv, wobei das Ausmaß des Zooms und der Schwenkung neu berechnet werden kann, je nach dem, wie sich die Lage ändert.
Ein erfindungsgemäßes Steuersystem für eine Video- Anzeigevorrichtung steuert automatisch eine Videoanzeige in Abhängigkeit von der Feststellung von Video-Eingangssignalen mit Letterbox-Format, die unterschiedliche Bildseitenverhältnisse haben. Eine Detektorschaltung stellt kontinuierlich die erste und letzte Zeile eines aktiven Videoteils in einem Videosignal fest. Ein Speicher speichert Abtastzeilen-Nummern, die der ersten und letzten Zeile des aktiven Videoteils entsprechen. Die Höhe des Bildes wird aus den Abtastzeilen-Nummern für die erste und letzte Zeile des aktiven Videoteils bestimmt. Die Bildhöhe gibt das Bildseitenverhältnis des Letterbox-Eingangs an. Eine Vergleichsschaltung vergleicht die Bildhöhe mit einem Schwellwert, der dem erwarteten breitesten Bildseitenverhältnis eines Letterbox-Eingangssignals entspricht. Eine Steuerschaltung, beispielsweise ein Mikroprozessor, arbeitet in einer ersten Betriebsart, um den Speicher in die Lage zu versetzen, kontinuierlich die gespeicherten Abtastzeilen-Nummern auf neusten Stand zu bringen, es sei denn, die Bildhöhe überschreitet den Schwellwert, und sie arbeitet in einer zweiten Betriebsart, um den Speicher in die Lage zu versetzen, die gespeicherten Abtastzeilen-Nummern auf neuesten Stand zu bringen, wenn aktive Videosignale in einer Videozeile festgestellt werden, die einer Abtastzeilen-Nummer entsprechen, die kleiner als die gespeicherte erste Zeile oder größer aus die gespeicherte letzte Zeile ist. Wenigstens die Bildgröße und das Abschneiden des Bildes auf den Anzeigemitteln wird in Abhängigkeit von der Bildhöhe gesteuert. Eine Schaltung zur Auslösung der ersten Betriebsart nach der zweiten Betriebsart kann automatisch oder manuell arbeiten. Das System kann adaptiv das Eingangs-Videosignal in der maximal verfügbaren Anzeigefläche oder mit maximaler vertikaler Höhe unabhängig von dem besonderen für die Letterbox verwendeten Bildseitenverhältnis und unabhängig von dem Ausmaß, in dem die Begrenzungen durch Text oder dergleichen besetzt sind, anzeigen. Ein Steuersystem für eine Video-Anzeigevorrichtung gemäß einer anderen erfindungsgemäßen Anordnung umfaßt eine Videoanzeige mit einem ersten Bildseitenverhältnis. Eine Bildhöhen-Schaltung bestimmt eine aktive Video-Bildhöhe aus einem Eingangssignal, das ein zweites Bildseitenverhältnis hat. Eine Detektorschaltung identifiziert Letterbox-Formate in Abhängigkeit von der aktiven Video-Bildhöhe in dem Videosignal und bestimmt ein Bildseitenverhältnis des Letterbox-Bildes. Eine Zoom-Steuerschaltung kann in einer ersten Betriebsart arbeiten, um das Bild zu vergrößern, damit es die Anzeige nahezu vollständig ausfüllt, unbeschadet eines konsequenten Abschneidens des Bildes, und sie kann in einer zweiten Betriebsart arbeiten, um das Bild zu vergrößern, damit es die Anzeige vertikal weitgehend ausfüllt, unbeschadet konsequent nicht verwendeter Teile der Anzeige. Diese Lösung ist in dem unabhängigen Anspruch 14 beansprucht. Eine Vertikal- Schwenk-Steuerschaltung zentriert automatisch das Bild in beiden Betriebsarten. Der Detektor kann das Bildseitenverhältnis des Letterbox-Format-Bildes identifizieren. Eine auf das identifizierte Bildseitenverhältnis ansprechende Schaltung steuert die Verzerrung des Bildseitenverhältnisses des vergrößerten Bildes. Ein Ablenksystem ist in der vertikalen Größe durch eine variable Vertikal-Abtastrate steuerbar, in der horizontalen Größe durch variable Horizontal-Videoexpansion und -Kompression, und in der Schwenkposition durch Änderung der vertikalen Rückstellung in der Phase. Von dem Letterbox-Videosignal kann man annehmen, daß es drei Bereiche hat (wobei angenommen wird, daß das aktive Videobild vertikal in der Mitte angeordnet ist und nicht ganz oben oder unten). Diese mit A, B und C bezeichneten Bereiche sind so, daß die Bereiche A und C kein aktives Videobild haben oder matte Farbvideo-Lumapegel, die geringer sind als ein vorgegebener Schwellwert von Luma oder Luma-Veränderlichkeit. Diese Begrenzungen entsprechen relativ dunklen oder uninteressanten Balken. Der Bereich B hat ein aktives Videobild oder wenigstens Video- Lumapegel, die mehr als der vorgegebene Luma-Schwellwert sind und üblicherweise hochvariabel entsprechend dem Bild zwischen den dunklen Balken sind. Die entsprechenden Zeitintervalle der Bereiche A, B und C sind eine Funktion des verwendeten besonderen Letterbox-Formats, das zwischen beispielsweise 5 · 3 bis 24 · 9 liegen kann, wobei ein beliebtes Verhältnis von 16 · 9 in diesen Bereich fällt.
Die Horizontalzeilen-Zeitdauer der Bereiche A und C beträgt jeweils 20 Zeilen für das 16 · 9-Letterbox-Format. Der Letterbox-Detektor zählt horizontale Zeilen, während die Lumapegel für die Bereiche A und/oder C geprüft werden. Falls aktive Videosignale oder wenigstens ein minimaler Video-Lumapegel in den Bereichen A und/oder C gefunden werden, liefert der Letterbox- Detektor ein Ausgangssignal, das die gegenwärtige horizontale Abtastzeilen-Zählung für die Neuberechnung des Umwandlungsverhältnisses speichert, das die Anfangs- und Endzeile des aktiven Videosignals an vorgegebenen Punkten auf dem Anzeigeschirm plaziert, normalerweise entweder ganz oben und ganz unten oder in entsprechenden Höhen, was dazu führt, daß die volle horizontale Breite auf dem Bildschirm besetzt wird. Der Benutzer kann vorzugsweise Optionen wählen, die das Gerät in der Anzeige bewirkt, beispielsweise, indem dem Benutzer erlaubt wird, gegebenenfalls die Darstellung von leeren Begrenzungen auszuwählen oder das Abschneiden, die Kompression oder Expansion oder Kombinationen davon.
Die Operation des Detektors wird durch proportionales Ansprechen auf eine Änderung in dem Bildseitenverhältnis des empfangenen Signals verbessert. Nachdem ein bestimmtes Bildseitenverhältnis für die Anzeige des Signals errichtet worden ist und danach aktive Videosignale außerhalb des Anzeigebereiches festgestellt werden (z. B. Text für die Anzeige in den Letterbox- Begrenzungen des ankommenden Signals, wird die Anzeige auf das neue Bildseitenverhältnis über eine Anzahl von aufeinanderfolgenden Vollbildern geändert. Vorzugsweise wird die Änderung durch schrittweises oder proportionales Ansprechen auf Änderungen in dem Bildseitenverhältnis so ausgeführt, daß das Bild in geeigneter Weise über eine Anzahl von aufeinanderfolgenden Vollbildern ausgedehnt oder zusammengezogen wird. Das Maß der schrittweisen Änderung kann auf das Maß an Korrektur bezogen werden, die erforderlich ist, um das neue Bildseitenverhältnis zu erreichen. Für die Verminderung von wahrnehmbaren Synchronisationsstörungen oder dergleichen kann eine minimale Zeilenzählschwelle errichtet werden, bevor eine Korrektur vorgenommen wird.
Die obersten und untersten aktiven Videobereiche werden vorzugsweise festgestellt, indem zwei Gradienten für jede Zeile in dem Video-Halbbild berechnet werden. Es sind vier Werte erforderlich, um die beiden Gradienten zu berechnen: Maximale und minimale Werte der gegenwärtigen Zeile und maximale und minimale Werte der vorhergehenden Zeile. Der erste Gradient, als positiver Gradient bezeichnet, wird durch Subtrahieren des minimalen Wertes der vorhergehenden Zeile von dem maximalen Wert der gegenwärtigen Zeile gebildet. Der zweite Gradient, als der negative Gradient bezeichnet, wird durch Subtrahieren des minimalen Wertes der gegenwärtigen Zeile von dem maximalen Wert der vorhergehenden Zeile gebildet. Beide Gradienten können in Abhängigkeit von dem Szeneninhalt positive oder negative Werte haben, aber die negativen Werte von beiden Gradienten können ignoriert werden. Dies ist so, weil nur ein Gradient zu einer Zeit negativ sein kann, und die Größe des Gradienten mit dem positiven Wert ist immer größer als oder gleich der Größe des Gradienten mit dem negativen Wert. Dies vereinfacht die Schaltung durch Beseitigung der Notwendigkeit, einen absoluten Wert der Gradienten zu berechnen. Wenn jeder Gradient einen positiven Wert hat, der einen programmierbaren Schwellwert überschreitet, wird angenommen, daß eine Video-Information in entweder der gegenwärtigen Zeile oder in der vorherigen Zeile vorhanden ist. Diese Werte können von einem Mikroprozessor verwendet werden, um eine Bestimmung zu machen, ob die Videoquelle im Letterbox-Format ist oder nicht, und um die entsprechenden Zeilennummern zu bestimmen. Die Berechnung kann nur für das Bild oben (oder unten) durchgeführt werden, sofern Mittel vorgesehen sind, um das Bild vertikal zu zentrieren. Während die Feststellung von aktiver Video- Information eine Funktion des Gradienten anstatt des Luma- Absolutwertes ist, stellt die Vorrichtung daher inaktive Begrenzungen mit einer vorgegebenen matten Farbe fest, selbst wenn die Begrenzungen einen nennenswerten (aber sich nicht ändernden) Lumapegel haben.
In gleicher Weise kann der äußerste horizontale aktive Bereich des Bildes durch Berechnung von Gradienten für aufeinanderfolgende Pixel oder Gruppen von Pixeln am Beginn oder Ende von aufeinanderfolgenden horizontalen Zeilen bestimmt werden. Auch dies braucht nur auf einer Seite getan zu werden, wenn das Bild zentriert wird.
Fig. 1(a) bis 1(f) veranschaulichen verschiedene Anzeige-Formate eines Breit-Bildschirm- Fernsehgerätes, wobei Fig. 1(d) bestimmte hier verwendete Begriffe veranschaulicht.
Fig. 2 ist ein Blockschaltbild eines Breit- Bildschirm-Fernsehgerätes gemäß Aspekten dieser Erfindung, das für den Betrieb mit einer 2fH-Horizontal-Abtastung angepaßt ist.
Fig. 3 ist ein Blockschaltbild einer Gate- Anordnung für die Verwendung in dem Fernsehgerät gemäß Fig. 2, das Haupt-, Hilfs- und Ausgangs - Signalwege veranschaulicht.
Fig. 4 ist eine mit Blöcken kombinierte Schaltung für die in Fig. 2 dargestellte Ablenkschaltung.
Fig. 5 und 6 sind Diagramme, die für die Erläuterung der Funktion eines automatischen Letterbox- Detektors nützlich sind.
Fig. 7 ist ein Blockschaltbild eines automatischen Letterbox-Detektors, der in Verbindung mit Fig. 5 und 6 erläutert wurde.
Fig. 8 ist ein Blockschaltbild einer alternativen Schaltung zur Ausführung eines automatischen Letterbox-Detektors.
Fig. 9 ist ein Blockschaltbild einer Steuerschaltung für die vertikale Größe einschließlich eines automatischen Letterbox-Detektors.
Fig. 10 ist ein Fließdiagramm, das nützlich zur Erläuterung der Art ist, in der die adaptive Letterbox-Anzeige gemäß einer erfindungsgemäßen Anordnung ausgeführt wird.
Fig. 11(a) ist ein Diagramm und Fig. 11(b) ist ein Fließdiagramm, die gemeinsam zur Erläuterung der Art nützlich sind, in der die adaptive Letterbox-Anzeige nach Unterbrechung neu ausgeführt wird.
Die vier Teile von Fig. 1 veranschaulichen eine Untergruppe von Bildanzeige-Formaten, die gemäß verschiedenen erfindungsgemäßen Anordnungen ausgeführt werden können. Die 16 · 9- und 4 · 3-Basis-Formate sind aufeinander überlagert als ein Beispiel für die Überlagerung von Formaten mit unterschiedlichen Bildseitenverhältnissen gezeigt. Gemäß der Erfindung brauchen die auf einander überlagerten Formate nicht auf irgendwelche besonderen Größen begrenzt zu werden, weil die erfindungsgemäße Vorrichtung automatisch das aktive Bildseitenverhältnis erfühlt und die Darstellung auf die Größe der Anzeige optimiert.
Fig. 1(a) veranschaulicht ein Fernsehgerät beispielsweise für direkte Betrachtung oder für die Projektion, das ein verhältnismäßig breites (z. B. 16 · 9)-Bildseitenverhältnis hat, auf dem ein Bild angezeigt werden kann. Wenn ein 4 · 3-Bild übertragen und angezeigt wird, wie in Fig. 1(b), erscheinen angezeigte inaktive Videobereiche als vertikale schwarze, graue oder matte Balken an den Seiten. Wenn ein 16 · 9-Bild auf einer Anzeigevorrichtung mit 4 · 3-Format, wie in Fig. 1(c) angezeigt wird, tre ten die inaktiven Videobereiche als horizontale Balken oben und unten auf. Die in Fig. 1(c) gezeigte Anordnung kann in ein Videosignal von einer Quelle kodiert werden, worauf von dem Signal allgemein gesagt wird, daß es sich im Letterbox-Format befindet. In diesem Fall ist das betrachtete Bild vertikal kleiner als die verfügbare Anzeigefläche, was notwendig ist, um die volle horizontale Zeileninformation ohne Abschneiden oder Komprimieren der Video-Information anzuzeigen. Wenn man annimmt, daß eine Quelle mit einem 16 · 9-Bildseitenverhältnis vor der Aussendung umgewandelt wird, so daß es das vertikale Ausmaß einer Betrachtungsfläche einer Anzeige mit einem 4 · 3-Format ausfüllt, wird aus Fig. 1(b) deutlich, daß die Information entweder an der linken und/oder rechten Seite abgeschnitten oder wahlweise komprimiert wird, wodurch das resultierende Bild eine Verzerrung durch relative vertikale Verlängerung (äquivalent zur relativen horizontalen Kompression) zeigt. Es ist auch möglich, das angezeigte Signal zu schwenken, was eine weitere Alternative ist. Da alle diese Alternativen entweder Eigenschaften des Signals weglassen oder verändern, findet keine besonderen Anklang.
Das automatische Letterbox-Feststellungssystem der Erfindung expandiert Letterbox-Quellen mit variablen Bildseitenverhältnissen automatisch vertikal und zentriert sie, um einen Fernseh- Bildschirm vertikal auszufüllen, während das ursprüngliche Bildseitenverhältnis erhalten bleibt. Quellen mit Bildseitenverhältnissen größer als 16 : 9 werden horizontal abgeschnitten, während solche mit Bildseitenverhältnissen kleiner als 16 : 9 mit sichtbaren Seitenbalken angezeigt werden. Der vertikale Zoom wird durch Veränderung der Vertikal-Abtastrate gesteuert; der horizontale Zoom wird durch Änderung der horizontalen Expansion/Kompression gesteuert; und das vertikale Schwenken wird durch Ändern der Phase des Vertikal-Rückstellimpulses eingestellt. Nach dem anfänglichen Zoom berechnet das System diese Parameter und bringt sie auf neuesten Stand, wenn aktive Video-Informationen in Bereichen des Bildes festgestellt werden, die nicht angezeigt werden. Die Zeilennummern von der Feststellungsschaltung werden gefiltert, um falsche Ablesungen zu beseitigen, und leere oder ungültige Schirme werden ignoriert.
Gemäß Fig. 1(d) wird die erste Zeilennummer (die erste Zeile von in dem gegenwärtigen Halbbild festgestellter aktiver Video- Information) aus einem Register in der Letterbox- Feststellungsschaltung gewonnen wie auch die letzte Zeilennummer. In gleicher Weise werden auch die Video-Anfangszeile (die Zeilennummer zwischen dem oberen Letterbox-Bereich und dem aktiven Videobereich) und die Video-Endzeile (die den unteren Letterbox-Bereich begrenzt) gewonnen. Die Szenenhöhe kann dann als Differenz zwischen der Endzeilennummer und der Anfangs- Zeilennummer berechnet werden, und die mittlere Zeilennummer wird als Durchschnitt der beiden berechnet. Die Bildschirmmitte ist die Zeilennummer in der Mitte des Schirms und vorzugsweise die Stelle, an der die mittlere Zeilennummer angezeigt wird.
Um Fehler zu beseitigen, wird die Höhe der Szene mit einem minimalen Höhen-Schwellwert entsprechend dem größten Bildseitenverhältnis verglichen, dessen Auftreten erwartet wird (üblicherweise 24 : 9). Wenn dieser Schwellwert überschritten wird, wird angenommen, daß die gegenwärtige Szene leer ist oder die gegenwärtigen Zeilennummern ungültig sind, und auf der Basis der Werte wird keine Einstellung vorgenommen.
Zur Beseitigung von Synchronisationsfehlern wird die Differenz zwischen dem gegenwärtigen und dem vorhergehenden Wert der Bildschirm-Parameter mit einem Änderungs-Schwellwert verglichen. Wenn die Differenz kleiner als der Schwellwert ist, garantiert die resultierende Änderung nicht die Aktualisierung der Parameter. Wenn aktualisierte Werte für die erste und letzte Zeilennummer eines aktiven Videosignals benötigt werden, werden die Letterbox-Detektorregister abgetastet. Dies erfolgt nicht mehr als einmal pro Vollbild für mehrere Vollbilder. Die Ergebnisse werden gefiltert, z. B. über ein Zweistufen-Medianfilter und dazu verwendet, die Begrenzungen zwischen dem aktiven Videobereich und den Letterbox-Bereichen zu bestimmen.
Das System wird von dem Benutzer aktiviert, wenn eine Letterbox-Videoquelle vorhanden ist und es erwünscht ist, den Schirm vertikal mit aktiven Video-Informationen auszufüllen. Nach der Aktivierung wird die Höhe und die Mitte der Szene aus der ersten und letzten Zeilennummer der gegenwärtigen Szene berechnet. Wenn die Szenenhöhe kleiner als der minimale Höhen- Schwellwert ist, setzt das System die Aktualisierung der Szenenhöhe fort, bis der Schwellwert überschritten wird. Dies bewirkt, daß das System leere Szenen und fehlerhafte erste und letzte Zeilennummern ignoriert.
Ein Vergleich von Fig. 1(e) und 1(f) zeigt den praktischen Effekt der Erfindung. In Fig. 1(e) ist das aktive Letterboxguellensignal um das erforderliche Maß gezoomt worden, um den Schirm einer Breitformat-Anzeige auszufüllen. In der dargestellten Ausführungsform ist der Zoom in den horizontalen und vertikalen Abmessungen (die proportional gleich sind, um so das Bildseitenverhältnis des aktiven Videosignals aufrechtzuerhalten) so, um genau eine Anpassung an die Abmessungen der Breitschirm- Anzeigefläche zu bewirken. Es ist auch möglich, daß ein aktives Videosignal mit einem Bildseitenverhältnis, das größer als das der Anzeigefläche ist, empfangen werden könnte, wobei in diesem Fall das Ausfüllen der vertikalen Fläche bewirken würde, daß die Ränder des horizontalen Bildes abgeschnitten werden.
Sollte eine aktive Video-Information in dem Letterbox- Bereich erscheinen, z. B. die in Fig. 1(f) dargestellte Sturmwarnung, ändert sich die Letzte Zeilennummer des aktiven Videosignals. Als Ergebnis aktualisiert das System die mittlere Zeilennummer und das Ausmaß des Zooms so, daß die neue letzte Videozeile unten in der Anzeigefläche erscheint. Diese Operation unterscheidet sich von dem einfachen Umschalten von einem Bildseitenverhältnis zu einem anderen weil - wie in Fig. 1(f) dargestellt ist - der Zoom und die Positionierung adaptiv vorgenommen werden und der Anzeigeschirm vollständig ausgefüllt wird, wie es zur Anpassung an sich ändernde Umstände notwendig ist. Die Wirkung des zusätzlichen Bereichs an aktiver Video-Information, die durch den Text geliefert wird, ist die Änderung des Bildseitenverhältnisses des aktiven Videosignals so, daß das Verhältnis kleiner als das Verhältnis der Anzeige ist. Im Ergebnis wird das vertikal volle Signal mit Seitenbalken angezeigt.
Ein Letterbox-Bild mit einem 16 · 9-Bildseitenverhältnis, das in einem Signal mit einem 4 · 3-Bildseitenverhältnis enthalten ist, kann progressiv durch Zeilenverdoppelung oder Zeilenhinzufügung abgetastet werden, um somit eine größere Anzeige mit ausreichender vertikaler Auflösung vorzusehen. Ein Breit- Bildschirm-Fernsehempfänger kann gemäß der Erfindung ein solches Signal mit einem 16 · 9-Bildseitenverhältnis von einer Haupt quelle, von einer oder mehreren Hilfsquellen, oder von einer externen RGB-Quelle anzeigen.
Es ist möglich, unterschiedlichen Gebrauch von inaktiven Videobereichen in einer Anzeige zu machen. Beispielsweise werden die inaktiven Bereiche manchmal für Textinformationen wie Wetter oder Nachrichten verwendet, die in Letterbox-Format-Sendungen berichtet werden. Die inaktiven Bereiche können ein hinzugefügtes überlagertes Bild haben, z. B. für die Vorschau eines anderen Kanals. Die Erfindung betrifft nicht so sehr das Gebrauchmachen von inaktiven Videobereichen als die Größe des Bereichs, die durch den Fernsehempfänger inaktiv gemacht wird, indem eine Quelle mit inaktiven Bereichen für eine Anzeige eingestellt wird.
Daten-Abtastbegrenzungen in dem Hilfs-Videosignal- Verarbeitungsweg komplizieren die Erzeugung eines Bildes mit hoher Auflösung, das so groß ist wie die Anzeige von dem Haupt- Videosignal. Verschiedene Verfahren können zur Überwindung dieser Komplikationen entwickelt werden.
Ein Gesamt-Blockschaltbild für ein Breit-Bildschirm- Fernsehgerät gemäß erfindungsgemäßen Anordnungen, das mit einer 2fH-Horizontal-Abtastung arbeitet, ist in Fig. 2 dargestellt und allgemein mit 10 bezeichnet. Das Fernsehgerät 10 hat allgemein einen Videosignal-Eingangsabschnitt 20, einen TV-Mikroprozessor 216, einen Breit-Bildschirm-Prozessor 30 mit einem Breit- Bidschirm-Prozessor 309, einen 1fH-in-2fH-wandler 40, eine Ablenkschaltung 50, eine RGB-Schnittstelle 60, einen Wandler 240 von YUV in RGB, Bildröhren-Ansteuerschaltungen 242, Röhren 244 für unmittelbare Betrachtung oder Projektionsröhren, und eine Stromversorgung 70. Die Gruppierung der verschiedenen Schaltungen in unterschiedliche funktionelle Blöcke erfolgt aus Gründen der Vereinfachung der Beschreibung und soll nicht die physikalische Position, die Paketierung oder die besondere Kopplung solcher Schaltungen relativ zueinander begrenzen.
Der Videosignal-Eingangsabschnitt 20 dient zum Empfang einer Vielzahl von zusammengesetzten Videosignalen von verschiedenen Videoquellen. Die Videosignale können wahlweise für die Anzeige als Haupt- und Hilfs-Videosignale umgeschaltet werden. Ein HF- Schalter 204 hat zwei Antenneneingänge ANT1 und ANT2. Diese stellen Eingänge für Antennenempfang durch die Luft und Kabelempfang dar. Der HF-Schalter 204 steuert, welcher Antenneneingang einem ersten Tuner 206 und einem zweiten Tuner 208 zugeführt wird. Der Ausgang des ersten Tuners 206 dient als Eingang zu einer Ein-Chip-Steuereinheit 202, die eine Anzahl von Funktionen ausführt wie Abstimmung, Horizontal- und Vertikal- Ablenkung und Video-Steuerungen. Der dargestellte besondere Ein- Chip ist der industriell bezeichnete Typ TA7777. Das Basisband- Videosignal VIDEO OUT, das in dem Ein-Chip erzeugt wird und von dem Signal von dem ersten Tuner 206 herrührt, dient als Eingang sowohl zu dem Video-Schalter 200 als auch zu dem TV1-Eingang des Breit-Bildschirmprozessors 30. Andere Basisband-Video-Eingänge zum Video-Schalter 200 sind mit AUX1 und AUX2 bezeichnet. Diese können für Video-Kameras, Laser-Plattenspier, Video-Bandspieler, Videospiele und dergleichen verwendet werden. Der Ausgang des Video-Schalters 200, der durch den TV-Mikroprozessor 216 gesteuert wird, ist mit SWITCHED VIDEO bezeichnet. SWITCHES VIDEO ist ein weiterer Eingang zum Breit-Bildschirmprozessor 30.
Ein Schalter SW1 des Breit-Bildschirmprozessors wählt zwischen den Signalen TV1 und SWITCHED VIDEO, um die Quelle für das SELECTED COMP OUT-Videosignal auszuwählen, das den Eingang zu einem Y/C-Dekoder 210 bildet. Der Y/C-Dekoder 210 kann als adaptives Zeilen-Kammfilter ausgeführt werden. Zwei weitere Videoquellen S1 und S2 sind auch Eingänge zu dem Y/C-Dekoder 210. Die beiden Videoquellen S1 und S2 stellen unterschiedlichen S-VHS- Quellen dar, und jede besteht aus getrennten Luminanz- und Chrominanzsignalen. Ein Schalter, der als Teil in den Y/C-Dekoder einbezogen sein kann, wie in einigen adaptiven Zeilen- Kammfiltern, oder der als getrennter Schalter ausgeführt sein kann, spricht auf den TV-Mikroprozessor 216 an, um ein Paar von Luminanz- und Chrominanzsignalen als Ausgänge auszuwählen, die als Y_M bzw. C_IN bezeichnet sind. Das ausgewählte Paar von Luminanz- und Chrominanzsignalen wird anschließend als Haupt- Signal betrachtet und entlang eines Haupt-Signalweges verarbeitet. Signalbezeichnungen _M und _MN beziehen sich auf den Haupt- Signalweg. Das Chrominanzsignal C_IN wird durch den Breit- Bildschirn-Prozessor zurück zu dem Ein-Chip 202 geleitet, um Farbdifferenz-Signale U_M und V_M zu erzeugen. In dieser Hinsicht ist U eine äquivalente Bezeichnung für (R-Y) und V ist eine äquivalente Bezeichnung für (B-Y). Die Y_M-, U_M- und V_M- Signale werden in dem Breit-Bildschirm-Prozessor für weitere Signalverarbeitung in digitale Form umgewandelt.
Der zweite Tuner 208, der funktionell als Teil des Breitschirm-Prozessors 30 definiert ist, erzeugt ein Basisband- Videosignal TV2. Ein Schalter SW2 wählt zwischen den Signalen TV2 und SWITCHED VIDEO als Eingang zu einem Y/C-Dekoder 220. Der Y/C-Dekoder 220 kann als adaptives Zeilen-Kammfilter ausgeführt werden. Die Schalter SW3 und SW4 wählen zwischen dem Luminanz- und Chrominanz-Ausgang des Y/C-Dekoders 220 und den Luminanz- und Chrominanz-Signalen einer externen Videoquelle, die mit Y_EXT bww. C_EXT bezeichnet ist. Die Y_EXT- und C_EXT-Signale entsprechen dem S-VHS-Eingang S1. Der Y/C-Dekoder 220 und die Schalter SW3 und SW4 können wie in einigen adaptiven Zeilen- Kammfiltern kombiniert werden. Der Ausgang der Schalter SW3 und SW4 wird anschließend als das Hilfs-Signal betrachtet und in einem Hilfs-Signalweg verarbeitet. Der ausgewählte Luminanz- Ausgang ist mit YA bezeichnet. Signalbezeichnungen A, AX und AUX beziehen sich auf den Hilfs-Signalweg. Das ausgewählte Chrominenz-Signal wird in Farbdifferenz-Signale U_A und V_A umgewandelt. Die Y_A-, U_A- und V_A-Signale werden für weitere Signalverarbeitung in digitale Form umgewandelt. Die Anordnung der Umschaltung der Video-Signalquelle in dem Haupt- und Hilfs- Signalweg maximiert die Flexibilität bei der Handhabung der Quellenauswahl für die verschiedenen Teile der verschiedenen Bildanzeige-Formate.
Ein zusammengesetztes Synchronsignal COMP SYNC, das Y_M entspricht, wird von dem Breitschirm-Prozessor einer Synchronsignal-Abtrennschaltung 212 zugeführt. Die Horizontal- und Vertikal-Synchronkomponenten H bzw. V sind Eingänge für eine Vertikal-Abwärts-Zählschaltung 214. Die Vertikal-Abwärts- Zählschaltung erzeugt ein VERTICAL RESET-Signal, das dem Breitschirm-Prozessor 30 zugeführt wird. Der Breitschirm-Prozessor erzeugt ein internes Vertikal-Rückstell-Ausgangssignal INT VERT RST OUT, das der RGB-Schnittstelle 60 zugeführt wird. Die RGB- Schnittstelle 60 enthält Schaltmittel, die zwischen dem internen Vertikal-Rückstell-Ausgangssignal und der Vertikal- Synchronkomponente der externen RGB-Quelle wählen, um eine ausgewählte Vertikal-Synchronkomponente SEL_VERT_SYNC zu erzeugen, die der Ablenkschaltung 50 zugeführt wird. Horizontal- und Vertikal-Synchronsignale des Hilfs-Videosignals werden durch die Synchronsignal-Abtrennschaltung 250 in dem Breitschirm-Prozessor erzeugt.
Der 1fH-in-2fH-Wandler 40 ist verantwortlich für die Umwandlung von Zeilensprung-Videosignalen in progressiv abgetastete Nicht-Zeilensprung-Signale, beispielsweise eines, bei dem jede horizontale Zeile zweimal angezeigt wird, oder bei dem eine zusätzliche Gruppe von horizontalen Zeilen durch Interpolation von benachbarten horizontalen Zeilen desselben Halbbildes erzeugt wird. In einigen Fällen hängt die wahlweise Verwendung einer vorhergehenden Zeile oder einer interpolierten Zeile von dem Bewegungspegel ab, der zwischen benachbarten Halbbildern oder Vollbildern festgestellt wird. Die Wandlerschaltung 40 arbeitet in Verbindung mit einem Video-RAM 420. Der Video-RAM kann dazu verwendet werden, ein oder mehrere Halbbilder eines Vollbildes zu speichern, um die progressive Anzeige zu ermöglichen. Die umgewandelten Video-Daten, die in Fig. 2 als Y_2fH-, U_2fH- und V_2fH-Signale dargestellt sind, werden der RGB-Schnittstelle 60 zugeführt.
Die RGB-Schnittstelle 60 ermöglicht die Auswahl der umgewandelten Video-Daten oder der externen RGB-Video-Daten zur Anzeige durch den Videosignal-Eingangsabschnitt. Von dem externen RGB- Signal wird angenommen, daß es ein Signal für Breitformat- Bildseitenverhältnis ist, das für eine 2fH-Abtastung angepaßt ist. Die Vertikal-Synchron-Komponente des Haupt-Signals wird der RGB-Schnittstelle durch den Breitschirm-Prozessor als INT VERT RST OUT zugeführt, wodurch es möglich ist, daß ein ausgewähltes Vertikal-Synchronsignal, das dem Haupt-Videosignal oder dem ex ternen Videosignal entspricht, für die Ablenkschaltung 50 verfügbar ist. Der Betrieb des Breitschirm-Fernsehgerätes ermöglicht dem Benutzer die Auswahl eines externen RGB-Signals durch Erzeugung eines internen/externen Steuersignals INT/EXT. Die Auswahl eines externen RGB-Signaleingangs kann bei Fehlen eines solchen Signals jedoch zu einem vertikalen Zusammenbruch des Rasters führen und die Kathodenstrahlröhre oder die Projektionsröhre beschädigen. Daher stellt die RGB-Schnittstelle das Vorhandensein eines externen Synchronsignals fest, um sich über die Auswahl eines nicht vorhandenen RGB-Eingangs hinwegzusetzen und einen solchen Schaden zu vermeiden. Der WSP-Mikroprozessor (WSP uP 309) sorgt auch für die Farb- und Farbtonsteuerung für das externe RGB-Signal.
Der Breitschirm-Prozessor 30 kann einen Bild-in-Bild- Prozessor 301 für spezielle Signalverarbeitung des Hilfs- Videosignals enthalten. Der Begriff Bild-in-Bild wird auch abgekürzt als PIP oder pix-in-pix bezeichnet. Für diese Funktion kombiniert eine Gate-Anordnung 300 die Haupt- und Hilfs- Videosignal-Daten in einer breiten Vielfalt von Anzeigeformaten, beispielsweise mit dem auf einem Bereich der Haupt-Anzeige oder in den inaktiven Video-Begrenzungsbereichen angezeigten Hilfs- Signal. Der Bild-in-Bild-Prozessor 320 und die Gate-Anordnung 300 werden von dem Breitschirm-Mikroprozessor (WSP uP) gesteuert. Der WSP-Mikroprozessor spricht auf den TV-Mikroprozessor 216 über einen seriellen Bus an. Der serielle Bus enthält Signalwege für Daten, Taktsignale, Auslösesignale und Rückstellsignale. Der Breitschirm-Prozessor 30 erzeugt auch ein zusammengesetztes Vertikal-Austast-Rückstellsignal als ein Drei-Pegel- Sandburg-Signal. Alternativ können die Vertikal-Austastsignale und die Rückstellsignale als getrennte Signale erzeugt werden.
Ein zusammengesetztes Ausgangssignal wird der RGB-Schnittstelle durch den Videosignal-Eingangsabschnitt zugeführt.
Die in größeren Einzelheiten in Fig. 4 dargestellte Ablenkschaltung 50 empfängt ein Vertikal-Rückstellsignal von dem Breitschirm-Prozessor, ein ausgewähltes 2fH-Horizontal-Synchronsignal von der RGB-Schnittstelle 60 und zusätzliche Steuersignale von dem Breitschirm-Prozessor. Diese zusätzlichen Steuersignale beziehen sich auf horizontalen Phasenabgleich, Einstellung der vertikalen Größe und Einstellung der Ost-West-Kissenverzerrung. Die Ablenkschaltung 50 führt 2fH-Rücklaufimpulse dem Breitschirm- Prozessor 30, dem 1fH-in-2fH-Wandler 40 und dem YUV-in-RGB- Wandler 240 zu.
Die Betriebsspannungen für das gesamte Breitschirm- Fernsehgerät werden von einem Netzteil 70 erzeugt, das von einer Netz-Wechselspannungsquelle gespeist werden kann.
Gemäß Fig. 2 sind die prinzipiellen Komponenten des Breitschirm-Prozessors eine Gate-Anordnung 300, eine Bild-in-Bild- Schaltung 301, Analog/Digital- und Digital/Analog-Wandler, der zweite Tuner 208, ein Breitschirm-Prozessor-Mikroprozessor und ein Breitschirm-Ausgangs-Kodierer. Die Gate-Anordnung 300 und die eingeschlossenen Signalwege und Funktionen sind in größeren Einzelheiten in Fig. 3 dargestellt. Die Gate-Anordnung 300 ist verantwortlich für die Kombination der Video-Information von den Haupt- und Hilfs-Signalwegen, um eine zusammengesetzte Breitschirm-Anzeige auszuführen, beispielsweise eine von denen, die eine Bild-in-Bild- oder eine andere Formatierung von mehreren Quellen zur Anzeige auf dem Schirm haben. Die Taktinformation für die Gate-Anordnung wird von einer phasenverkoppelten Schlei fe geliefert, die dem 1fH-Signal der ausgewählten Quelle folgt. Das Haupt-Videosignal wird dem Breitschirm-Prozessor in analoger Form und im YUV-Format als mit Y_M, U_M und V_M bezeichnete Signale von dem Y/C-Dekoder 210 und dem Ein-Chip 202, wie in Fig. 2 dargestellt, zugeführt. Diese Signale werden von analoger in digitale Form für die digitale Manipulation wie notwendig zugeführt und später von digitaler in analoge Form für die Auslesung der benötigten Video-Information in bekannter Weise unter Verwendung von A/D- und D/A-Wandlern (nicht dargestellt) umgewandelt.
Die Farbkomponenten-Signale sind allgemein mit U und V bezeichnet, wobei diese Bezeichnungen entweder R-Y- oder B-Y- Signalen oder I- und Q-Signalen zugeordnet werden können. Die abgetastete Luminanz-Bandbreite ist auf 8 MHz beschränkt, weil die System-Taktrate 1024fH ist, was etwa 16 MHz entspricht. Es kann ein einzelner Analog/Digital-Wandler und ein Analog- Schalter gemultiplext werden, um die Farbkomponenten-Daten abzutasten, weil die U- und V-Signale auf 500 kHz oder 1,5 MHz für breites I beschränkt sind. Ein Start des Zeilenimpulses kann erzeugt werden, um die Multiplexanordnung am Beginn jeder horizontalen Videozeile zu synchronisieren, worauf während der horizontalen Zeile hin- und hergeschaltet wird, wobei die Y- und UV- Datenströme verschoben werden, um die Abtastungen richtig zu paaren- Jedes UV-Paar stellt einen Vektor dar und muß mit dem entsprechenden V-Element desselben Vektors gepaart werden, um eine Farbverschiebung zu verhindern.
Die PIP-Schaltung und/oder die Gate-Anordnung kann auch Mittel zur Verbesserung der Auflösung der in dem Bild zu überlagernden Hilfs-Daten ungeachtet der Datenkompression enthalten.
Es sind eine Reihe von Schemata zur Datenverminderung und Datenwiederherstellung einschließlich beispielsweise der Kompression gepaarter Pixel und Dithering und Dedithering entwickelt worden. Ferner werden unterschiedliche Dithering-Sequenzen mit unterschiedlichen Bit-Zahlen und unterschiedlichen Kompressionen gepaarter Pixel mit unterschiedlichem Bit-Zahlen in Betracht gezogen. Aus einer Anzahl von bestimmten Daten-Verminderungs- und Daten-Wiederherstellungs-Schemata kann eines durch den WSP uP 309 ausgewählt werden, um die Auflösung des angezeigten Videosignals für jede Art von Bildanzeige-Format zu maximieren.
Die Gate-Anordnung enthält Interpolatoren, die in Verbindung mit Zeilenspeichern arbeiten, die als FIFOs 356 und 358 ausgebildet sein können. Der Interpolator und die FIFOs dienen gegebenenfalls zur erzeugten Abtastung des Haupt-Signals. Ein zusätzlicher Interpolator kann das Hilfs-Signal erneut abtasten. Takt- und Synchronisations-Schaltungen in der Gate-Anordnung steuern die Datenmanipulation sowohl der Haupt- als auch der Hilfs- Signale einschließlich deren Kombination in ein einzelnes Video- Ausgangssignal, das Y_MX-, U_MX- und V_MX-Komponenten hat. Diese Ausgangskomponenten werden durch Digital/Analog-Wandler (nicht dargestellt) in Verbindung mit dem 1fH-in-2fH-Wandler 40 in analoge Form umgewandelt. Die mit Y, U und V bezeichneten analogen Signale werden durch den 1fH-in-2fH-Wandler 40 in Nicht- Zeilensprung-Abtastung umgewandelt.
Um für die Einstellung des Bildseitenverhältnisses des angezeigten Signals die verfügbare vertikale oder horizontale Anzeige-Spannweite gemäß den Erfordernissen des Benutzers auszunutzen, wird die Operation der Ablenkschaltung nach Bedarf eingestellt. Die Ablenkschaltung 50 ist in Fig. 4 in größeren Einzel heiten dargestellt. Eine Schaltung 500 dient zur Einstellung der vertikalen Größe des Rasters gemäß einer gewünschten Menge an vertikaler Überabtastung, die zur Ausführung verschiedener Anzeige-Formate erforderlich ist. Wie schematisch dargestellt ist, liefert eine Konstant Stromquelle 502 einen konstanten Strom IRAMP, der den Vertikal-Rampen-Kondensator 504 auflädt. Ein Transistor 506 liegt parallel zum Vertikal-Rampen-Kondensator und entlädt den Kondensator periodisch in Abhängigkeit von dem Vertikal-Rückstellsignal. Bei Fehlen einer Einstellung liefert der Strom IRAMP die maximal verfügbare vertikale Größe für das Raster. Dies kann dem Maß der vertikalen Überabtastung entsprechen, die benötigt wird, um die Breitschirm-Anzeige durch eine Signalquelle mit expandierten 4 · 3-Bildseiten-Format auszufüllen. Sollte weniger vertikale Rastergröße erforderlich sein, leitet eine einstellbare Stromquelle 508 eine veränderbare Strommenge IADJ von IRAMP ab, so daß der Vertikal-Rampen-Kondensator 504 sich langsamer und auf einen geringeren Spitzenwert auflädt. Die veränderbare Stromquelle 508 spricht auf ein Einstellsignal für die vertikale Größe an. Dieses Signal wird in analoger Form präsentiert und durch die in Fig. 9 dargestellte Steuerschaltung 1030 für die vertikale Größe erzeugt, wobei die vertikale Größe automatisch in einem kontinuierlichen Bereich eingestellt wird und nicht abrupt von einer Größe zu einer anderen umgeschaltet wird. Die vertikale Größeneinstellung 500 ist unabhängig von einer manuellen vertikalen Größeneinstellung 510, die durch ein Potentiometer oder einen Einstellknopf an der Rückwand ausgeführt werden kann. In jedem Fall empfängt die Vertikal-Ablenkspule(n) 512 Ansteuer-Strom mit der richtigen Größe. Die Einstellung der Horizontal-Ablenkung wird ebenso vorgenommen. Die horizontale Größe wird durch die Phasen-Einstellschaltung 518, die Ost-West- Kissenverzerrungs-Korrekturschaltung 514, eine 2fH-phasen phasenverkoppelte Schleife 520 und die Horizontal- Ausgangsschaltung 516 geändert.
Die RGB-Schnittstellen-Schaltung 60 ist allgemein in Fig. 2 dargestellt. Das schließlich anzuzeigende Signal wird zwischen dem Ausgang des 2fH-in-2fH-Wandlers 40 und einem externen RGB- Eingang ausgewählt. Für Zwecke des hier beschriebenen Breitschirm-Fernsehempfängers wird von dem externen RGB-Eingang angenommen, daß er eine progressiv abgetastete Quelle mit Breitformat-Bildseitenverhältnis ist. Ein zusammengesetztes Austastsignal ist auch von dem Videosignal-Eingangsabschnitt 20 verfügbar. Das externe zusammengesetzte 2fH-Synchronsignal für das externe RGB-Signal wird durchverbunden, um ein externes Synchronsignal-Feststellungssignal zu erzeugen, das dem Breitschirm- Prozessor 30 zugeführt wird. Die Auswahl von interner oder externer Synchronisation wird durch den WSP uP 309 erzeugt und der RGB-Schnittstelle über die INT/EXT-Leitung zugeführt. Die Auswahl von internen oder externen Videoquellen erfolgt durch den Benutzer. Wenn jedoch ein Benutzer unabsichtlich eine externe RGB-Quelle auswählt, wenn eine solche Quelle tatsächlich nicht arbeitet, verhindert ein Übersteuerungs-Steuersignal die Auswahl der externen RGB-Quelle. Die RGB-Schnittstelle 60 empfängt auch Farbton- und Farbsteuer-Signale von dem WSP uP 309.
Das Breit-Bildschirm-Fernsehgerät kann so ausgebildet werden, daß als eine vom Benutzer auswählbare Option das Videosignal expandiert oder komprimiert wird, und daß auch das Bild- Seitenverhältnis durch Wahl eines Maßes an Überabtastung eingestellt wird. In gleicher Weise werden spezielle Effekte, z. B. Bild-in-Bild-Effekte, die eine Einstellung der Video-Auflösung erfordern, bewirkt werden. Der Bild-in-Bild-Prozessor enthält Analog/Digital-Umwandlungsmittel, Zeitsteuer- und Steuerschaltungen und einen Digital/Analog-Wandler-Abschnitt für Einstellungen der Auflösung, die zusammen mit entsprechenden Ablenkeinstellungen ausgeführt wird, um eine gewünschte Wirkung zu erzielen.
Ein bekannter Bild-in-Bild-Prozessor ist der CPIP-Chip, der von Thomson Consumer Electronics, Inc. entwickelt wurde und in einer Veröffentlichung mit dem Titel beschrieben wurde "The CTC 140 Picture in Picture (CPIP) Technical Training Manual", erhältlich von Thomson Consumer Electronics, Inc., Indianapolis, Indiana. Bei einer Betriebsart mit einem einzelnen Bild oder bei einer Bild-in-Bild-Betriebsart ist es möglich, den Benutzer in die Lage zu versetzen, die relativen Größen einer Vielzahl von angezeigten Bildern beispielsweise schrittweise durch Zoom eines ausgewählten Teils eines einzelnen Bildes zu ändern. Während der Zoom-Betriebsart kann ein Benutzer durch das Bild suchen oder schwenken, das kleine, große oder gezoomte Bild als Standbild anzeigen usw.
Der Bild-in-Bild-Prozessor kann asymmetrisch Video-Daten in einer von mehreren auswählbaren Anzeige-Betriebsarten komprimieren. Bei einer Betriebsart werden die Bilder beispielsweise 4 : 1 in der horizontalen Richtung und 3 : 1 in der vertikalen Richtung komprimiert. Eine asymmetrische Kompression erzeugt natürlich Bilder mit einem verzerrten Bild-Seitenverhältnis, die in dem Video-RAM gespeichert werden. Wenn diese Bilder jedoch normal, beispielsweise in der Kanal-Abtast-Betriebsart für die Anzeige eines 16 · 9-Bildseitenverhältnisses ausgelesen werden, erscheinen die Bilder korrekt. Das Bild füllt den erforderlichen Bereich des Bildschirms aus, und es ist keine Verzerrung des Bild seitenverhältnisses vorhanden. Eine asymmetrische Kompression durch den Bild-in-Bild-Prozessor macht es möglich, die speziellen Anzeige-Formate auf einem 16 · 9-Bildschirm ohne externe Beschleunigungs-Schaltung zu erzeugen. Für die Expansion und Kompression einschließlich Einstellung der Ablenkschaltung und der Auflösung in Verbindung mit einem Haupt- und Hilfs-Signal (z. B. PIP) sind der Haupt-Signalweg 304, der Hilfs-Signalweg 306 und der Ausgangs-Signalweg 312 der Gate-Anordnung 300 in Fig. 3 in Form eines Blockschaltbildes dargestellt. Die Gate-Anordnung umfaßt auch eine Takt/Synchron-Schaltung 320 und einen WSP uP- Dekoder 310. Daten- und Adressen-Ausgangsleitungen des WSP uP- Dekoders 310, die mit WSP DATA bezeichnet sind, werden allen oben beschriebenen Haupt-Schaltungen und Wegen wie auch dem Bild-in-Bild-Prozessor und den Auflösungs- Verarbeitungsschaltungen zugeführt. Bei dem in Fig. 2 dargestellten Beispiel sind die PIP-Schaltung 301 und andere Elemente getrennt von der Gate-Anordnung 300 in dem Breit-Bildschirm- Prozessor 30 dargestellt. Es sei hervorgehoben, daß es weitgehend eine Sache der Bequemlichkeit für die erleichterte Erläuterung der erfindungsgemäßen Anordnung ist, ob bestimmte Schaltungen als Teil der Gate-Anordnung definiert sind oder nicht, weil es leicht möglich ist, entweder zusätzliche Funktionen in eine Gate-Anordnung einzubeziehen oder bestimmte Funktionen durch Schaltungen außerhalb der Gate-Anordnungen auszuführen.
Die Gate-Anordnung ist verantwortlich für das Expandieren, das Komprimieren und das Abschneiden von Video-Daten des Haupt- Videokanals und gegebenenfalls zur Ausführung verschiedener Bildanzeige-Formate. Gemäß Fig. 3 wird die Luminanzkomponente Y_MN in einem First-in-first-out-(FIFO)-Zeilenspeicher 356 während einer Zeilendauer gespeichert, die von der Eigenschaft der Interpolation der Luminanzkomponente abhängt. Die kombinierten Chrominanzkomponenten U/V_MN werden im FIFO 358 gespeichert. Hilfs-Signal-Luminanz- und Chrominanzkomponenten Y_PIP, U_PIP und V_PIP werden durch den Demultiplexer 355 erzeugt. Die Luminanzkomponente wird wie gewünscht und wie oben beschrieben einer Auflösungs-Verarbeitung in der Schaltung 337 unterworfen und in der notwendigen Weise durch den Interpolator 359 expandiert, wobei das Signal Y_AUX als Ausgang erzeugt wird.
In einigen Fällen ist die Hilfs-Anzeige so groß wie die Haupt-Signalanzeige. Die mit dem Bild-in-Bild-Prozessor und dem Video-RAM 350 zusammenhängenden Speicherbegrenzungen können zu einer unzureichenden Zahl von Datenpunkten oder Pixeln zum Ausfüllen eines großen Anzeigebereichs führen. In diesen Fällen kann die Auflösungs-Verarbeitungsschaltung 357 dazu verwendet werden, Pixel für das Hilfs-Videosignal wiederherzustellen, d. h. Pixel für diejenigen einzusetzen, die bei der Datenkompression oder -reduktion verloren gingen. Eingefügte Pixel können wiederholt oder durch die Werte für mehrere benachbarte Pixel definiert werden. Dithering/Dedithering-Anordnungen können ebenfalls vorgesehen sein.
Der Hilfs-Kanal wird mit einer 640fH-Rate abgetastet, während der Haupt-Kanal mit einer 1024fH-Rate abgetastet wird. Der Hilfs-Kanal-FIFO 354 wandelt die Daten von der Hilfs-Kanal- Abtastrate in die Haupt-Kanal-Taktrate um. Bei diesem Prozeß erfährt das Videosignal eine 8/5 · 1024/640-Kompression. Dies ist mehr als die 4/3-Kompression, die notwendig ist, um das Hilfs- Kanalsignal richtig anzuzeigen. Daher muß der Hilfs-Kanal durch den Interpolator 359 expandiert werden, um korrekt ein kleines 4 · 3-Bild anzuzeigen. Der Interpolator 359 wird durch eine Inter polator-Steuerschaltung 371 gesteuert, die selbst auf WSP uP 340 anspricht. Das erforderliche Maß der Interpolator-Expansion ist 5/6. Der Expansions-Faktor X wird wie folgt bestimmt:
X = 640/1024 * 4/3 = 5/6.
Die Chrominanzkomponenten U_PIP UND V_PIP werden durch die Schaltung 367 für eine Zeitdauer verzögert, die von der Eigenschaft der Interpolation der Luminanzkomponente abhängt, wobei als Ausgänge Signale U_AUX und V_AUX erzeugt werden. Die entsprechenden Y-, U- und V-Komponenten der Haupt- und Hilfs- Signale werden in entsprechenden Multiplexern 315, 317 und 319 in dem Ausgangs-Signalweg 312 durch Steuerung der Lese- Auslösesignale der FIFOs 354, 356 und 358 kombiniert. Die Multiplexer 315, 317 und 319 sprechen auf die Ausgangs-Multiplexer- Steuerschaltung 321 an. Die Ausgangs-Multiplexer-Steuerschaltung 321 spricht auf ein Taktsignal, ein Zeilenstart-Signal, ein Horizontal-Zeilen-Zählsignal, das Vertikal-Austast-Rückstellsignal und den Ausgang 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 entsprechenden Digital/Analog-Wandlern 362 bzw. 364 zugeführt, denen Tiefpaßfilter nachgeschaltet sind. Die verschiedenen Funktionen des Bild-in-Bild-Prozessors, der Gate-Anordnung und der Daten- Reduktionsschaltung werden durch den WSP uP gesteuert. Der WSP uP spricht auf den TV uP 216 an, der mit ihm durch einen seriellen Bus verbunden ist. Der serielle Bus kann ein Vier-Leitungs- Bus - wie dargestellt - sein, der Leitungen für Daten, Taktsignale, Auslösesignale und Rückstellsignale hat. Der WSP uP kommuniziert mit den verschiedenen Schaltungen der Gate-Anordnung durch einen WSP uP-Dekoder 310.
In einem Fall ist es erforderlich, das 4 · 3-NTSC- Videosignal durch einen Faktor von 4/3 zu komprimieren, um eine Verzerrung des Bildseitenverhältnisses des angezeigten Bildes zu vermeiden. In dem anderen Fall kann das Videosignal expandiert werden, um horizontale Zoom-Operationen auszuführen, die üblicherweise von vertikalen Zoom-Operationen begleitet sind. Horizontale Zoom-Operationen bis zu 33% können durch Verminderung von Kompressionen auf weniger als 4/3 bewirkt werden. Es wird ein Abtast-Interpolator verwendet, um das ankommende Videosignal neu für neue Pixelpositionen zu berechnen, weil die Luminanz- Video-Bandbreite bis hinauf zu 5,5 MHz für S-VHS-Format einen großen Prozentsatz der Nyquist-Faltung über der Frequenz einnimmt, die 8 MHz für einen 1024fH-Takt ist.
Wie in Fig. 3 dargestellt ist, werden die Luminanz-Daten Y_MN durch einen Interpolator 337 in dem Haupt-Signalweg 304 geleitet, der Abtastwerte, die auf der Kompression oder Expansion der Videosignale beruhen, neu berechnet. Die Funktion der Schalter oder der Wegewähler 323 und 331 besteht darin, die Topologie des Haupt-Signalweges 304 in bezug auf die relativen Positionen des FIFO 356 und des Interpolators 337 umzukehren. Insbesondere wählen diese Schalter aus, ob der Interpolator 337 dem FIFO 356 - wie für eine Bildkompression erforderlich - vorangeht, oder ob der FIFO 356 dem Interpolator 337 - wie für eine Bildexpansion erforderlich - vorangeht. Die Schalter 323 und 331 sprechen auf eine Weg-Steuerschaltung 335 an, die selbst auf den WSP uP anspricht. Das Hilfs-Videosignal wird für die Speicherung in einem Video-RAM komprimiert, und eine Expansion ist nur aus praktischen Gründen notwendig. Demzufolge ist in dem Hilfs-Signalweg keine vergleichbare Umschaltung erforderlich.
Um Video-Kompressionen durch die Verwendung eines FIFOs auszuführen, kann beispielsweise jede vierte Abtastung daran gehindert werden, in den FIFO 356 eingeschrieben zu werden. Dies stellt eine 4/3-Kompression dar. Es ist die Funktion des Interpolators 337, die in den FIFO geschriebenen Luminanz-Abtastungen so neu zu berechnen, daß die aus dem FIFO ausgelesenen Daten glatt und nicht gezackt sind. Expansionen können in genau entgegengesetzter Weise wie Kompressionen durchgeführt werden. Im Falle von Kompressionen ist dem Schreib-Auslösesignal eine Takt- Steuerinformation in Form von Sperrimpulsen zugeordnet. Zum Expandieren von Daten wird die Takt-Tast-Information dem Lese- Ausgangssignal zugeführt. Dies läßt die Daten pausieren, wenn sie aus dem FIFO 356 ausgelesen werden. In diesem Fall ist es die Funktion des Interpolators 337, der dem FIFO 356 bei diesem Prozeß folgt, die abgetasteten Daten von gezackt zu glatt neu zu berechnen. Im Expansionsfall müssen die Daten pausieren, während sie aus dem FIFO 356 ausgelesen werden, und während sie in den Interpolator 337 getaktet werden. Dies ist anders als beim Kompressionsfall, wo die Daten kontinuierlich durch den Interpolator 337 getaktet werden. In beiden Fällen, der Kompression und der Expansion, können die Takt-Tast-Operationen leicht synchron durchgeführt werden, d. h. es können Ereignisse auftreten, die auf den ansteigenden Flanken des System-Takts 1024fH beruhen.
Die Interpolation des Hilfs-Signals findet in dem Hilfs- Signalweg 306 statt. Die PIP-Schaltung 301 manipuliert einen 6- Bit-Y-, U-, V-8 : 1 : 1-Halbbild-Speicher in einen Video-RAM, um ankommende Video-Daten zu speichern. Der Ausgang des Video-RAM wird einem 4- in 8-Bit-Wandler 352 in Fig. 3 zugeführt. Dieser Video-RAM hält die Video-Daten zweier Halbbilder in einer Viel zahl von Speicherplätzen. Jeder Speicherplatz hält acht Daten- Bits. In jedem 8-Bit-Platz gibt es eine 6-Bit-Y-(Luminanz)- Abtastung (abgetastet mit 640fH) und zwei weitere Bits. Diese zwei weiteren Bits können dazu verwendet werden, einen Teil einer U- oder V-Abtastung (abgetastet mit der niedrigeren Rate von 80fH) zu halten. Alternativ oder zusätzlich können die Bits zu der Anzeige verwendet werden, welcher Halbbild-Typ in den Video- RAM geschrieben wurde. Da die Daten von zwei Halbbildern in dem Video-RAM gespeichert sind und der gesamte Video-RAM während der Anzeige-Periode gelesen wird, werden beide Halbbilder während der Anzeige-Abtastung gelesen. Die PIP-Schaltung 301 kann somit bestimmen, welches aus dem Speicher ausgelesene Halbbild angezeigt werden soll. Die PIP-Schaltung liest immer den entgegengesetzten Halbbild-Typ, der geschrieben wird, um das Problem eines Bewegungssprunges zu überwinden. Wenn der gelesene Halbbild-Typ entgegengesetzt zu dem angezeigten Typ ist, dann wird das in dem Video-RAM gespeicherte gerade Halbbild durch Löschen der oberen Zeile des Halbbildes invertiert, wenn das Halbbild aus dem Speicher gelesen wird. Dies führt dazu, daß das kleine Bild richtig ohne einen Bewegungssprung verschachtelt bleibt.
Die Taktsynchronisationsschaltung 320 erzeugt Lese-, Schreib- und Auslösesignale, die zum Betrieb der FIFOs 354, 356 und 358 benötigt werden. Die FIFOs für den Haupt- und Hilfs- Kanal werden ausgelöst, um Daten in die Speicherung für diejenigen Teile jeder Videozeile einzuschreiben, die für die anschließende Anzeige benötigt werden. Daten werden wahlweise von dem Haupt- oder Hilfs-Kanal, aber nicht von beiden eingeschrieben, wie es notwendig ist, um Daten von jeder Quelle in derselben Video-Zeile oder denselben Video-Zeilen der Anzeige darzustellen. Der FIFO 354 des Hilfs-Kanals wird synchron mit dem Hilfs- Videosignal geschrieben, aber synchron mit dem Haupt-Videosignal ausgelesen. Die Haupt-Videosignal-Komponenten werden in die FIFOs 356 und 358 synchron mit dem Haupt-Videosignal eingeschrieben, und sie werden aus dem Speicher synchron mit dem Haupt- Videosignal ausgelesen. Wie oft die Lesefunktion zwischen dem Haupt- und Hilfs-Kanal hin- und hergeschaltet wird, ist eine Funktion des jeweils gewählten besonderen Effektes.
Die Erzeugung von unterschiedlichen speziellen Effekten, z. B. abgeschnittene Seite-an-Seite-Bilder, wird durch Manipulation der Lese- und Schreib-Auslöse-Steuersignale für die Zeilenspeicher-FIFOs bewirkt. Im Falle von angezeigten abgeschnittenen Seite-an-Seite-Bildern wird beispielsweise das Schreib-Auslöse- Steuersignal-FIFO 354 des Hilfs-Kanals für einen Teil der angezeigten aktiven Zeilenperiode aktiv, um ein Abschneiden zu bewirken.
In jedem FIFO werden die Video-Daten gepuffert, um zu einem bestimmten Zeitpunkt ausgelesen zu werden. Dieser aktive Zeitbereich, in dem die Daten aus jedem FIFO ausgelesen werden können, wird durch das gewählte Anzeige-Format bestimmt. Bei der Betriebsart mit abgeschnittenen Seite-an-Seite-Bildern kann das Haupt-Kanal-Videosignal in der linken Hälfte der Anzeige und das Hilfs-Kanal-Videosignal in der rechten Hälfte der Anzeige wiedergegeben werden. Die willkürlichen Video-Teile der Wellenformen sind für den Haupt- und Hilfs-Kanal verschieden. Das Lese- Auslöse-Steuersignal des Haupt-Kanal-FIFOs ist somit während 50% der aktiven Anzeige-Zeilenperiode der Anzeige aktiv und beginnt mit dem Start des aktiven Videosignals (unmittelbar nach der Video-Schwarzschulter). Das Hilfs-Kanal-Lese-Auslöse-Steuersignal ist dann während der anderen 50% der aktiven Anzeige- Zeilenperiode aktiv und beginnt mit der fallenden Flanke des Haupt-Kanal-Auslösesignals und endet mit dem Beginn der vorderen Schwarzschulter des Haupt-Kanal-Videosignals. Die Schreib- Auslöse-Steuersignale sind vorzugsweise synchron mit ihren entsprechenden FIFO-Eingangsdaten (Haupt-Kanal oder Hilfs-Kanal), während die Lese-Auslöse-Steuersignale synchron mit dem Haupt- Kanal-Videosignal sind.
Eine Seite-an-Seite-Anzeige von zwei Signalen auf einer Anzeigevorrichtung mit Breitformat-Bildseitenverhältnis von beispielsweise 16 · 9 ist ein weiteres Beispiel. Die meisten NTSC- Signale werden in einem 4 · 3-Format angeboten, das 12 · 9 entspricht. Zwei NTSC-Bilder mit einem Bildseitenverhältnis von 4 · 3 können auf derselben Anzeige mit dem Bildseitenverhältnis von 16 · 9 dargestellt werden. Es ist notwendig, entweder die Bilder um 30% abzuschneiden oder zu quetschen. Wenn ein Abschneiden oder Quetschen in diesem Ausmaß für den Benutzer aufgrund des Bildverlustes oder der Verzerrung des Bildseitenverhältnisses nicht akzeptabel ist, kann eine Kombination mit kleineren Anteilen von Abschneiden und Verzerrung annehmbarer sein. Je nach dem, was der Benutzer durch Auswahl von Schalter-Eingängen und/oder Programmierung vorzieht, kann das Verhältnis von Abschneiden des Bildes zu Verzerrung des Bildseitenverhältnisses irgendwo in einem Bereich zwischen den Grenzen von 0% und 33% festgelegt werden, um so die gewünschten Ergebnisse in einer Kombination von beiden zu erreichen. Beispielsweise können zwei Seite-an-Seite wiedergegebene Bilder 16,7% gequetscht und 16,7% abgeschnitten sein, wodurch die ungünstigen Wirkungen von beiden minimiert werden.
Die horizontale Anzeigezeit für eine Anzeige mit einem Bildseitenverhältnis von 16 · 9 ist dieselbe die die Anzeige mit einem Bildseitenverhältnis von 4 · 3, weil beide eine nominelle Zeilenlänge von 62,5 Mikrosekunden haben. Daher muß ein NTSC- Videosignal um einen Faktor von 4/3 beschleunigt werden, um ein richtiges Bildseitenverhältnis ohne Verzerrung zu erhalten. Der 4/3-Faktor wird als Verhältnis der beiden Anzeige-Formate berechnet:
4/3 = 16/9 ÷ 4/3.
Gemäß Aspekten dieser Erfindung werden veränderbare Interpolatoren verwendet, um die Videosignale zu beschleunigen. In der Vergangenheit sind FIFOs mit unterschiedlichen Taktraten an den Eingängen und Ausgängen verwendet worden, um eine ähnliche Funktion auszuführen. Wenn vergleichsweise zwei NTSC-Signale mit einem Bildseitenverhältnis von 4 · 3 auf einer einzigen Anzeige mit einem Bildseitenverhältnis von 4 · 3 wiedergegeben werden, muß jedes Bild um 50% verzerrt oder abgeschnitten werden, oder eine Kombination davon. Eine Beschleunigung vergleichbar zu der, die für eine Breitschirm-Anwendung benötigt wird, ist nicht erforderlich.
Allgemein wird das Video-Anzeige- und -Ablenksystem mit dem Haupt-Videosignal synchronisiert. Das Haupt-Videosignal muß, wie oben erläutert, beschleunigt werden, um die Breitschirm-Anzeige auszufüllen. Das Hilfs-Videosignal muß vertikal mit dem ersten Videosignal und der Video-Anzeige synchronisiert werden. Das Hilfs-Videosignal kann um einen Bruchteil einer Halbbild-Periode in einem Halbbild-Speicher verzögert und dann in einem Zeilenspeicher expandiert werden. Die Synchronisation der Hilfs-Video- Daten mit den Haupt-Video-Daten wird durch Verwendung des Video- RAM 350 als Halbbild-Speicher und einer Erst-ein-erst-aus- (FIFO)-Zeilenspeicher-Vorrichtung 354 zum Expandieren des Signals bewirkt.
Die asynchrone Natur der Schreib- und Lesetakte erfordert jedoch, daß Schritte unternommen werden, um Lese/Schreib- Zeigerkollisionen zu vermeiden. Lese/Schreib-Zeigerkollisionen treten auf, wenn alte Daten aus dem FIFO ausgelesen werden, bevor neue Daten Gelegenheit hatten, in den FIFO eingeschrieben zu werden. Lese/Schreib-Zeigerkollisionen treten auch auf, wenn neue Daten den Speicher überschreiben, bevor die alten Daten eine Gelegenheit hatten, aus dem FIFO ausgelesen zu werden. Die Größe des FIFO ist auf die minimale Zeilenspeicher-Kapazität bezogen, von der man glaubt, daß sie angemessen notwendig ist, um Lese/Schreib-Zeigerkollisionen zu vermeiden.
Der Bild-in-Bild-Prozessor arbeitet so, daß die Hilfs-Video- Daten mit einem 640fH-Takt abgetastet werden, der mit der Horizontal-Synchronkomponente des ankommenden Hilfs-Videosignals verriegelt ist. Diese Arbeitsweise ermöglicht, daß orthogonal abgetastete Daten in dem Video-RAM gespeichert werden können. Daten müssen aus dem Video-RAM mit derselben 640fH-Rate ausgelesen werden. Die Daten können orthogonal aus dem Video-RAM nicht ohne Modifizierung aufgrund der allgemein asynchronen Natur der Haupt- und Hilfs-Videoquellen angezeigt werden. Um die Synchronisierung des Hilfs-Signals mit dem Haupt-Signal zu erleichtern, wird ein Zeilenspeicher mit unabhängigen Schreib- und Lese- Anschlußtakten im Hilfs-Signalweg hinter dem Ausgang des Video- RAM angeordnet.
Da das Lesen und Schreiben von Daten aus dem Hilfs-Kanal- FIFO asynchron ist, und die Lese-Taktrate beträchtlich schneller als die Schreib-Taktrate ist, besteht die Möglichkeit von Lese/Schreib-Zeigerkollisionen. Eine Lese/Schreib-Zeigerkollision tritt auf, wenn ein gelesenes Signal empfangen wird, bevor alte Daten, die zuvor bereits gelesen worden sind, durch neu geschriebene Daten ersetzt worden sind. Die Zeilensprung- Integrität muß ebenfalls erhalten werden. Ein ausreichend großer Speicher muß in erster Linie gewählt werden, um Lese/Schreib- Zeigerkollisionen in dem Hilfs-Kanal-FIFO zu vermeiden.
Es ist ein besonderer Vorteil von Fernsehempfängern mit Breitformat-Anzeigeverhältnis, daß Signale mit unterschiedlichen Bildseitenverhältnissen einschließlich der relativ genormten 16 · 9-Letterbox-Signale expandiert werden können, um den Anzeigeschirm mit dem Breitformat-Anzeigeverhältnis zu füllen, obwohl es notwendig sein kann, das Signal zu interpolieren, um eine zusätzliche vertikale Auflösung zu erzeugen. Gemäß einem Aspekt der Erfindung ist eine automatische und kontinuierlich veränderbare Schaltung vorgesehen, um automatisch inaktive Videobereiche festzustellen, die charakteristisch für eine Anzeige eines Bildseitenverhältnisses sind, das in einem Signal enthalten ist, das gemäß einem unterschiedlichen Bildseitenverhältnis verarbeitet wurde. Beispielsweise kann die Erfindung das Auftreten von inaktiven Videobereichen oben und unten bei einer Letterbox erfassen, die ein breites Bildseitenverhältnis (z. B. 16 · 9) in einem Signal hat, das für die Anzeige in einem schmaleren Bildseitenverhältnis (z. B. 4 · 3) gesendet oder ausgelesen wird, und automatisch eine Expansion des Signals mit dem schmaleren Bildseitenverhältnis (z. B. 4 · 3) ausführen, das die Letterbox-Anzeige mit dem breiteren Bildseitenverhältnis (z. B. 16 · 9) enthält, um so den gesamten verfügbaren Anzeigebereich gemäß der Vorliebe des Benutzers, wie oben erläutert, auszunutzen. Ebenso kann eine horizontale Expansion in der gleichen Weise bewirkt werden, wenn eine breite Anzeige verfügbar ist und ein schmaleres Signal dort gezeigt werden soll. Die Expansion kann unter Verwendung von allen diskutierten Alternativen, der Expansion, der Kompression oder des Abschneidens ausgeführt werden, wobei die beschriebene erfindungsgemäße Schaltung verwendet wird. Der automatische Letterbox-Detektor wird in Einzelheiten in Verbindung mit den Fig. 5 bis 9 beschrieben, wobei die relativ genormten 4 · 3- und 16 · 9-Bildseitenverhältnisse als nicht begrenzende Beispiele verwendet werden.
Um die vertikale Höhe eines Letterbox-Signals zu erhöhen (z. B. ein 4 · 3-Signal mit einem 16 · 9-aktiven Bereich und unbenutzten oberen und unteren Bändern), wird die Vertikal- Abtastrate des angezeigten Videosignals erhöht, so daß die schwarzen oder matten Bereiche oben und unten in dem Bild beseitigt oder wenigstens weitgehend vermindert werden. Der automatische Letterbox-Detektor beruht auf der Annahme, daß das Videosignal allgemein dem entspricht, das in Diagrammform in Fig. 5 dargestellt ist. Die Bereiche A und C haben kein aktives Videosignal oder geringste Video-Lumapegel, die kleiner als ein vorgegebener Luma-Schwellwert sind, und die beispielsweise ein schwarzes oder graues Signal oder ein sich farblich nicht änderndes mattes Signal sein können. Der Bereich B hat ein aktives Videosignal oder wenigstens Video-Lumapegel, die größer als der vorgegebene Luma-Schwellwert sind und sich allgemein nennenswert in der Luminanz, Sättigung und/oder Farbton ändern. Die entsprechenden Zeitintervalle der Bereiche A, B und C sind eine Funktion des Letterbox-Formats, das beispielsweise im Bereich von 16 · 9 bis 21 · 9 liegen kann. Die Zeitdauer der Bereiche A und C beträgt etwa jeweils 20 Zeilen für das 16 · 9-Letterbox-Format. Der Letterbox-Detektor prüft die Lumapegel für die Bereiche A und/oder C. Wenn in den Bereichen A und/oder C ein aktives Videosignal oder wenigstens ein minimaler Video-Lumapegel gefunden wird, liefert der Letterbox-Detektor ein Ausgangssignal, z. B. eine logische null, das eine NTSC-Signalquelle mit einem normalen 4 · 3-Bildseitenverhältnis anzeigt. Wenn jedoch ein Videosignal im Bereich B, aber nicht in den Bereichen A und C festgestellt wird, dann wird angenommen, daß das Videosignal eine Letterbox-Signalquelle ist. In diesem Fall würde das Ausgangssignal eine logische Eins sein.
Die Funktion des Detektors kann durch Hysterese verbessert werden, was schematisch in Fig. 6 dargestellt ist. Wenn ein Letterbox-Signal mit einem bestimmten aktiven Bildseitenverhältnis festgestellt worden ist, kann eine minimale Zahl von aufeinanderfolgenden Halbbildern eines Nicht-Letterbox-Signals -oder eines Letterbox-Signals mit einem unterschiedlichen Bildseitenverhältnis benötigt werden, bevor die Anzeige darauf geändert wird, was für die Signale mit dem neuen Bildseitenverhältnis notwendig ist. Es kann eine minimale Zahl von Halbbildern erforderlich sein, bevor die Anzeige auf eine breitere oder schmalere Bildschirm-Betriebsart umgeschaltet wird.
Eine Schaltung 1000 zur Ausführung dieser Technik ist in Fig. 7 dargestellt. Die Schaltung 1000 umfaßt einen Zeilenzähler 1004, einen Halbbildzähler 1006 und eine Detektorschaltung 1002, in der der oben beschriebene Algorithmus ausgeführt wird, um das Videosignal zu analysieren. Kurz gesagt kann die Schaltung die Szenenhöhe durch Erfassen der ersten und letzten Zeile des akti ven Videosignals bestimmen und die vom Benutzer ausgewählten Optionen für Abschneiden, Kompression, Expansion usw. im Hinblick auf festgestellte Änderungen bewirken. Unter der Annahme, daß der Gegenstand auf die volle verfügbare vertikale Höhe expandiert werden soll, wird die erste und letzte Zeilennummer bestimmt, und der Durchschnitt von den beiden definiert eine mittlere Zeilennummer. Der Letterbox-Detektor löst dann die Positionierung der mittleren Zeile in der vertikalen Mitte des voll verfügbaren Bildschirmbereichs aus und expandiert linear das Bild vertikal, um die erste und letzte Zeile am äußersten oberen und unteren Rand (oder nach anderer Wahl des Benutzers) zu plazieren. Während das Maß der Expansion durch den aktiven Videobereich bestimmt wird und nicht einfach zum Beispiel zwischen 4 · 3 und 16 · 9 geschaltet wird, paßt sich die Vorrichtung an jedes Bildseitenverhältnis an.
Der Letterbox-Detektor kann so ausgebildet sein, daß er die Zählung der ersten und letzten Zeile nur einmal pro Vollbild für mehrere Vollbilder aktualisiert. Das Maß des Aktualisierung kann durch Filtern begrenzt werden, um die Anzeige auf ein neues Bildseitenverhältnis langsam, d. h. über mehrere Vollbilder zu expandieren oder zu kontrahieren, und um Synchronisationsfehler aufgrund sich wiederholender kleiner Änderungen oder aufgrund einer Induzierung durch Rauschen zu verhindern. Um diese Filterung zu bewirken, kann die Vorrichtung eine Änderung erfordern, um den Änderungs-Schwellwert zu überschreiten, bevor irgendein Ansprechen erfolgt. Das System wird nicht durch Szenen mit flachen (verhältnismäßig leeren) Halbbildern an den seitlichen Rändern beeinträchtigt, da es nur nach aktiven Videosignalen in den A- und C-Letterbox-Bereichen Ausschau hält.
Ein eine erfindungsgemäße Anordnung veranschaulichendes Fließdiagramm zur Ausführung einer ersten Betriebsart mit maximalem Zoom gemäß einem der Kriterien zur maximalen Füllung oder zur maximalen vertikalen Füllung ist in Fig. 10 dargestellt. Während es auch möglich ist, aktive Videosignale in seitlichen Balken zu erfassen, wird die Erfassung bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel auf die oberen und unteren Bereiche des potentiell inaktiven Videosignals begrenzt. Durch Auswahl der Expansions-, der Kompressions- und Abschneide-Parameter, die die erste und letzte Zeilennummer der Vorrichtung verwenden, hat die Vorrichtung mehrere Vorteile. Wenn bei anfänglichem Zoomen in ein Bild der Zoom durch den optimalen Pegel verläuft, korrigiert sich das System prompt selbst, da nachfolgende Halbbilder ermittelt werden. Wenn Untertitel, Sturmwarnungen oder ähnliche zusätzliche Informationen in den Begrenzungsbereichen erscheinen, werden diese als aktive Videozeilen festgestellt, und das Bild wird so eingestellt, daß sie in einer zweiten Betriebsart angezeigt werden, in der das Maß des Zooms vermindert ist. Wenn die zusätzliche Information verschwindet, kann die erste Betriebsart automatisch oder manuell wieder ausgeführt werden. Die oberen und unteren Begrenzungen des aktiven Videosignals, mit oder ohne zusätzliche Informationen, sind in Fig. 11(a) dargestellt. Die festgestellten und angezeigten ersten und letzten Videozeilen sind ebenfalls dargestellt. Wie in Fig. 11(b) gezeigt ist, zoomt das System zunächst, um den Schirm mit Video-Informationen gemäß beiden Kriterien zum Ausfüllen auszufüllen. Das Bild wird dann so weit wie nötig gezoomt, um - falls festgestellt - zusätzliche Informationen anzuzeigen. Wenn die zusätzlichen Informationen während einer vorgegebenen Zeitperiode von beispielsweise 10 Sekunden nicht mehr festgestellt werden, kann die Zoom-Betriebsart erneut ausgeführt werden. Die erneute Ausführung kann erfolgen, wenn die letzte Zeile von festgestellten Videosignalen kleiner ist als die letzte Zeile von angezeigten Videosignalen (wie in Fig. 11(b) dargestellt ist), oder wenn die erste Zeile von festgestellten Videosignalen größer ist als die erste Zeile von angezeigten Videosignalen, oder beides.
Die erfaßten ersten und letzten Zeilen werden mit minimalmaximal erlaubten Werten verglichen, und das ursprüngliche Bildseitenverhältnis wird für den Fall erhalten, daß die erfaßten Werte für die erste und letzte Zeile aus dem zulässigen Bereich herausfallen. Dies vermeidet jegliches Ansprechen auf das Auftreten solcher leeren Szenen. Für das erste der Aktivierung der Vorrichtung folgende Vollbild werden die zunächst festgestellten ersten und letzten Zeilennummern einfach ohne Filterung geladen und anschließend bei angewendeter Filterung so weit notwendig, eingestellt.
Für jede Zeile in dem Video-Halbbild werden zwei Gradienten berechnet, um Zeilen mit aktiven Videosignalen zu bestimmen. Vier Werte sind zur Berechnung von zwei Gradienten erforderlich: maximale und minimale Werte der gegenwärtigen Zeile und maximale und minimale Werte der vorhergehenden Zeile. Der erste Gradient, der als positiver Gradient bezeichnet wird, wird durch Subtraktion des minimalen Wertes der vorhergehenden Zeile von dem maximalen Wert der gegenwärtigen Zeile gebildet. Der zweite Gradient, der als der negative Gradient bezeichnet wird, wird durch Subtraktion des minimalen Wertes der gegenwärtigen Zeile von dem maximalen Wert der vorhergehenden Zeile gebildet. Beide Gradienten können positive oder negative Werte in Abhängigkeit von dem Szeneninhalt haben, aber die negativen Werte von beiden Gradienten können ignoriert werden. Dies hat seinen Grund darin, daß nur ein Gradient zu einer Zeit negativ sein kann und die Größe des Gradienten mit dem positiven Wert immer größer oder gleich dem Gradienten mit dem negativen Wert ist. Dies vereinfacht die Schaltung durch Beseitigung der Notwendigkeit, den absoluten Wert der Gradienten zu berechnen. Wenn beide Gradienten einen positiven Wert haben, der einen programmierbaren Schwellwert überschreitet, wird angenommen, daß ein Videosignal entweder in der gegenwärtigen Zeile oder in der vorhergehenden Zeile vorhanden ist. Diese Werte können durch einen Mikroprozessor verwendet werden, um die erste und letzte Zeile des aktiven Videosignals zu bestimmen und dadurch das bestimmte Bildseitenverhältnis des aktiven Bereiches des Signals zu bestimmen. Diese Bestimmung definiert, ob die Videoquelle in dem Letterbox-Format ist oder nicht und ermöglicht die weitere Berechnung des Ausmaßes einer Änderung der Ablenkschaltung und der Auflösungsschaltungen, um das angezeigte Signal wie erforderlich umzuwandeln. Wie hier erwähnt wurde, kann die Umwandlung teilweise durch Auswahl des Benutzers hinsichtlich des Ausmaßes an Abschneiden oder Verzerrung oder beiden, denen das Signal ausgesetzt wird, definiert werden.
Eine Schaltung 1010 zur Ausführung dieses Verfahrens der Letterbox-Bewertung oder -Feststellung ist in Form eines Blockschaltbildes in Fig. 8 dargestellt. Die Schaltung 1010 umfaßt ein Luma-Eingangsfilter, einen Zeilen-Maximum-(max)-Detektor 1020, einen Zeilen-Minimum-(min)-Detektor 1022 und einen Ausgangs-Abschnitt 1024. Das Luma-Eingangsfilter umfaßt Stufen 1012 und 1014 mit endlichem Impulsansprechen (FIR) sowie Addierstufen 1016 und 1018. Die Letterbox-Detektorschaltung 1010 wirkt auf die digitalen Luma-Daten Y_IN von dem Breit-Bildschirm- Prozessor. Ein Eingangsfilter dient zur Verbesserung des Rauschverhaltens, und um die Feststellung zuverlässiger zu ma chen. Das Filter besteht im wesentlichen aus zwei in Kaskade geschalteten FIR-Stufen, die eine Übertragungsfunktion wie folgt haben:
H(z) = ¹/&sub4; * (1 + Z&supmin;¹) * (1 + Z&supmin;³)
Der Ausgang jeder Stufe wird auf acht Bits abgeschnitten (geteilt durch zwei), um einen Gleichstromgewinn von 1 zu erhalten.
Der Zeilen-Maximum-Detektor 1020 enthält zwei Register. Das erste Register enthält den maximalen Pixelwert (max pix) am gegenwärtigen Punkt in der Zeilenperiode. Er wird am Beginn jeder Zeilenperiode durch einen einen Takt breiten Impuls SOL (Start der Zeile) auf einen Wert von 80h initialisiert. Der Wert von 80h stellt den minimal möglichen Wert für eine 8-Bit-Zahl im Zweier-Komplement-Format dar (wobei das bedeutsamste Bit das Vorzeichen ist). Die Schaltung wird durch ein Signal LTRBX EN wirksam gemacht, das während etwa 70% der aktiven Videozeile hoch geht. Das zweite Register enthält den maximalen Pixelwert (max line) für die gesamte vorherige Zeile und wird einmal pro Zeilenperiode aktualisiert. Ankommende Luma-Daten Y_IN werden mit dem gegenwärtigen, in dem Maximum-Pixel-Register gespeicherten maximalen Pixelwert verglichen. Wenn er den Registerwert überschreitet, wird das Maximum-Pixel-Register auf den nächsten Takt-Zyklus aktualisiert. Am Ende der Videozeile enthält der maximale Pixelwert den maximalen Wert über dem gesamten Teil der Zeile, für die er wirksam gemacht wurde. Am Beginn der nächsten Videozeile wird der Wert des maximalen Pixel-Registers in das maximale Zeilenregister geladen, und das Register wird erneut mit 80h geladen.
Der Zeilen-Minimum-Detektor 1022 arbeitet in identischer Weise, mit Ausnahme, daß das minimale Zeilenregister den minimalen Pixelwert für die vorhergehende Zeile enthält. Der minimale Pixelwert wird durch einen Wert von 7fh initialisiert, der der maximal mögliche Pixelwert für eine 8-Bit-Zahl in dem Zweier- Komplement-Format ist.
Der Ausgangsabschnitt 1024 übernimmt den maximalen Zeilen- Registerwert und den minimalen Zeilen-Registerwert und speichert diese Werte in 8-Bit-Latchvorrichtungen, die einmal pro Zeile aktualisiert werden. Es werden dann zwei Gradienten berechnet, nämlich der positive Gradient und der negative Gradient. Bei der ersten Zeile in einem Halbbild, wo jeder dieser Gradienten positiv und größer als der programmierbare Schwellwert ist, wird ein Auslösesignal erzeugt, das das Laden eines Registers für die erste Zeile mit dem gegenwärtigen Zeilen-Zählwert erlaubt. In jeder Zeile, in der einer der Gradienten positiv ist und den programmierbaren Schwellwert überschreitet, wird ein anderes Auslösesignal erzeugt, das das Laden eines letzten Registers für die Zeile mit dem gegenwärtigen Zeilen-Zählwert erlaubt. Auf diese Weise enthält das Register für die letzte Zeile die letzte Zeile in dem Halbbild, wo der Schwellwert überschritten wurde. Das Auftreten dieser beiden Signale wird nur zwischen den Zeilen 24 und 250 in jedem Halbbild zugelassen. Dies vermindert falsche Feststellungen, die auf Untertitel-Informationen und auf VCR- Kopf-Schaltübergängen beruhen. Am Beginn jedes Halbbildes wird die Schaltung neu initialisiert, und die Werte in den Registern für die erste und letzte Zeile werden in entsprechende Letterbox-Endregister geladen. Die Signale LTRBX_BEG und LTRBX_END markieren den Beginn bzw. das Ende eines Letterbox-Signals.
Fig. 9 veranschaulicht einen automatischen Letterbox- Detektor als Teil einer Steuerschaltung 1030 für die vertikale Größe. Die Steuerschaltung für die vertikale Größe umfaßt einen Letterbox-Detektor 1032, eine vertikale Anzeige-Steuerschaltung 1023 und eine Drei-Zustands-Ausgangsvorrichtung 1034. Gemäß einer erfindungsgemäßen Anordnung kann die automatische Letterbox- Detektor-Schaltung automatisch je nach Bedarf einen vertikalen Zoom oder eine Expansion ausführen, um beispielsweise ein Signal mit einem 4 · 3-Bildseitenverhältnis, das das 16 · 9-Letterbox- Bildseitenverhältnis enthält, oder Signale mit anderen Bildseitenverhältnissen bei Feststellung zu expandieren. Wenn das Ausgangssignal VERTICAL SIZE ADJ aktiv wird, wird die vertikale Ablenkhöhe um das Verhältnis erhöht, das benötigt wird, um die gewünschte vertikale Höhe zu verwenden, üblicherweise die volle vertikale Höhe. Dies ermöglicht, daß der aktive 16 · 9-Videoteil des Letterbox-Teils eines 4 · 3-Signals beispielsweise einen 16 · 9 breiten Bildschirm ohne Verzerrung des Bildseitenverhältnisses ausfüllt. Sofern der Anzeigeschirm oder die entsprechenden Bildseitenverhältnisse andere spezifische Werte haben sollten, kann die Auswahl des Benutzers das Abschneiden oder die Verzerrung von Einzelheiten definieren, um die Szene wie gewünscht anzuzeigen.
Der automatische Letterbox-Detektor kann sich voll auf die Feststellung von aktiven Videozeilen verlassen, oder er kann zusätzlich eine Schaltung umfassen, um ein Code-Wort oder ein in einer Letterbox-Signalquelle enthaltenes Signal, das das Signal als Letterbox-Format identifiziert, zu dekodieren. Hierdurch kann das System genau auf genormte Letterbox-Formate ansprechen, während die Fähigkeit der Korrektur von nicht genormten Größen ebenfalls erhalten bleibt.
Das beschriebene. System kann eine ganze Anzahl von Variationen von Mehrfach-Quellen oder geänderten (abgeschnittenen, expandierten, usw.) Signalen anzeigen. Das Programmieren des WSP uP 309 kann eine Anzahl von voreingestellten Standard- Anordnungen enthalten, wobei das System Kombinationen von Signalen oder in der beschriebenen Weise geänderte Signale anzeigt. Alternativ oder zusätzlich kann der Benutzer wahlweise die Anzeige unter Verwendung von Onscreen-Programmierungsverfahren oder dergleichen formatieren, wie beispielsweise in Verbindung mit der Auswahl von individuellen Quellen für die Anzeige diskutiert wurde. Irgendeine oder alle Mehrfach-Quellen können in einem bestimmten Bildseitenverhältnis (einschließlich eines Letterbox-Formats) vorgesehen werden, das keine aktiven Videosignale mit demselben Bildseitenverhältnis einbezieht wie der Bereich, der jener Quelle in der Anzeige oder der zusammengesetzten Mehrfach-Quellen-Anzeige gewidmet ist. Der WSP uP 309 kann so ausgebildet werden, daß er dieselbe Art von Expansion, Kompression oder anderen Änderungen ausführt, die notwendig sind, um die gewünschte Anzeige für die entsprechende Quelle vorzusehen. Dies erfordert lediglich, daß die Zeilen des aktiven Videosignals für jede Quelle erfaßt und an den Anzeige-Positionen plaziert werden, die zur adaptiven Positionierung des aktiven Videosignals in dem Anzeigebereich erforderlich sind.

Claims

1. Steuersystem für eine Video-Anzeigevorrichtung umfassend:

- Video-Anzeigemittel mit einem ersten Bildseitenverhältnis;

- Mittel (1002, 1032), die auf ein Videosignal mit einem zweiten Bildseitenverhältnis ansprechen, um zu identifizieren, wenn das Videosignal ein Letterbox-Format hat, in dem ein Bild mit einem dritten Bildseitenverhältnis durch einen aktiven Videoteil dargestellt wird und obere und untere das Bild begrenzende Bereiche durch im wesentlichen inaktive Videoteile dargestellt werden; gekennzeichnet durch:

- Mittel (1004) zur Bestimmung des dritten Bildseitenverhältnisses, wenn das Letterbox-Format identifiziert wird;

- Mittel (1034) zum Vergrößern des Bildes um einen Faktor, der auf das erste und dritte Bildseitenverhältnis bezogen ist, wenn das Letterbox-Format identifiziert wird; und

- Mittel (1004) zur Steuerung der vertikalen Zentrierung des vergrößerten Bildes auf den Video-Anzeigemitteln gemäß einer Asymmetrie zwischen dem oberen und unteren Bereich.

2. Steuersytem für eine Video-Anzeigevorrichtung nach Anspruch 1, bei dem die Mittel zur Steuerung der vertikalen Zentrie rung des Bildes Mittel zur Identifizierung der ersten und letzten Abtastzeile des das Bild definierenden aktiven Videoteils umfassen.

3. Steuersystem für eine Video-Anzeigevorrichtung nach Anspruch 2, bei dem die Mittel zur Steuerung der vertikalen Zentrierung des Bildes ferner Mittel zur Bestimmung einer Abtastzeile umfassen, die in dem Bild zu der identifizierten ersten und letzten Abtastzeile vertikal zentriert ist.

4. Steuersystem für eine Video-Anzeigevorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei dem sich das erste Bildseitenverhältnis von dem zweiten Bildseitenverhältnis unterscheidet.

5. Steuersystem für eine Video-Anzeigevorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, bei dem das erste und das dritte Bildseitenverhältnis größer ist als das zweite Bildseitenverhältnis.

6. Steuersystem für eine Video-Anzeigevorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, bei dem die Vergrößerungsmittel (1034), wenn das dritte Bildseitenverhältnis in Abhängigkeit von einer Änderung in dem Letterbox-Format veränderbar ist, das Bildformat um einen Faktor ändern, der auf das erste und auf das dritte veränderbare Bildseitenverhältnis bezogen ist.

7. Steuersystem für eine Video-Anzeigevorrichtung umfassend:

- Video-Anzeigemittel (224) mit einem ersten Bildseitenverhältnis;

- Mittel (1002, 1032), die auf ein Videosignal (Y_IN) ansprechen, um zu identifizieren, wenn das Videosignal ein Letterbox-Format hat, in dem ein Bild durch einen aktiven Videoteil dargestellt wird und obere und untere das Bild begrenzende Bereiche durch im wesentlichen inaktive Videoteile dargestellt werden; gekennzeichnet durch:

- Mittel (1004) zur Bestimmung eines zweiten Bildseitenverhältnisses, wenn das Letterbox-Format identifiziert wird;

- Mittel (1034) zur Vergrößerung des Bildes derart, daß die Anzeigemittel im wesentlichen vollständig ausgefüllt werden, wobei die Vergrößerungsmittel in einer ersten Betriebsart betreibbar sind, in der die Anzeigemittel um einen Faktor gefüllt werden, der auf das erste und zweite Bildseitenverhältnis bezogen ist; und

- Wenn das Letterbox-Format-Bild manchmal zusätzliche Informationen enthält, die bei Auftreten in dem oberen oder unteren Bereich positioniert sind, das Letterbox-Format-Bild mit den zusätzlichen Informationen ein zusätzliches Bildseitenverhältnis hat, wobei die Vergrößerungsmittel des Bildes in einer zweiten Betriebsart betreibbar sind, um die Anzeigemittel um einen Faktor zu füllen, der auf das erste und das dritte Bildseitenverhältnis bezogen ist.

8. Steuersystem für eine Video-Anzeigevorrichtung nach Anspruch 7 umfassend:

- Mittel (1004) zur Steuerung der vertikalen Zentrierung des vergrößerten Bildes auf den Anzeigemitteln (224) gemäß einer Asymmetrie zwischen dem oberen und unteren Bereich in der ersten oder zweiten Betriebsart.

9. Steuersystem für eine Video-Anzeigevorrichtung nach Anspruch 8, bei dem die Mittel zur Steuerung der vertikalen Zentrierung des Bildes Mittel umfassen, um die das Bild definierende erste und letzte Zeile des aktiven Videoteils zu identifizieren.

10. Steuersystem für eine Video-Anzeigevorrichtung nach Anspruch 8 oder 9, bei dem die Mittel zur Steuerung der vertikalen Zentrierung des Bildes ferner Mittel umfassen, um eine zu der identifizierten ersten und letzten Abtastzeile vertikal zentrierte Abtastzeile in dem Bild zu bestimmen.

11. Steuersystem für eine Video-Anzeigevorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 10, bei dem das erste Bildseitenverhältnis sich von dem zweiten Bildseitenverhältnis unterscheidet.

12. Steuersystem für eine Video-Anzeigevorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 11, bei dem das erste und dritte Bildseitenverhältnis größer als das zweite Bildseitenverhältnis ist.

13. Steuersystem für eine Video-Anzeigevorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 12, bei dem die Vergrößerungsmittel (1034), wenn das dritte Bildseitenverhältnis in Abhängigkeit von einer Änderung in dem Letterbox-Format veränderbar ist, das Bildformat um einen Faktor ändern, der auf das erste und auf das dritte veränderbare Bildseitenverhältnis bezogen ist.

14. Steuersystem für eine Video-Anzeigevorrichtung umfassend:

- Video-Anzeigemittel mit einem ersten Bildseitenverhältnis;

- Mittel (1002, 1032), die auf ein Videosignal ansprechen, um zu identifizieren, wenn das Videosignal ein Letterbox-Format hat, in dem ein Bild durch einen aktiven Videoteil dargestellt wird, und obere und untere das Bild begrenzende Bereiche durch im wesentlichen inaktive Videoteile dargestellt werden; gekennzeichnet durch:

- Mittel (1004) zur Bestimmung eines Bildseitenverhältnisses des Bildes, wenn das Letterbox-Format identifiziert wird;

- Mittel (1034), die auf das bestimmte Bildseitenverhältnis ansprechen und in einer ersten Betriebsart zur Vergrößerung des Bildes betreibbar sind, um die Anzeigemittel (224) im wesentlichen vollständig unbeschadet von konsequentem Abschneiden des Bildes zu füllen, und die in einer zweiten Betriebsart zur Vergrößerung des Bildes betreibbar sind, um die Anzeigemittel (224) vertikal weitgehend unbeschadet von konsequent nicht benutzten Teilen der Anzeigemittel zu füllen; und

- Mittel zum Auswählen der ersten oder zweiten Betriebsart, wenn das Letterbox-Format identifiziert wird.

15. Steuersystem für eine Video-Anzeigevorrichtung nach Anspruch 14, umfassend Mittel zum Zentrieren des Bildes auf den Anzeigemitteln bei beiden Betriebsarten.

16. Steuersystem für eine Video-Anzeigevorrichtung nach Anspruch 14 oder 15, bei dem die auf ein Videosignal ansprechenden Mittel zur Identifizierung, wenn das Videosignal ein Letterbox-Format hat, Mittel umfassen, um die erste und letzte Abtastzeile des das Bild definierenden aktiven Videoteils, aus dem eine Bildhöhe bestimmt werden kann, zu identifizieren, wobei das Bildseitenverhältnis des Letterbox-Format-Bildes auf die Bildhöhe bezogen ist.

17. Steuersystem für eine Video-Anzeigevorrichtung nach einem der Ansprüche 14 bis 16, bei dem das Bild in der ersten und zweiten Betriebsart durch entsprechende Faktoren vergrößert wird, wobei jeder der Faktoren auf das Bildseitenverhältnis des Bildes bezogen ist.

18. Verfahren zur Steuerung einer Video-Anzeigevorrichtung umfassend die Schritte:

- Bestimmung des Bildseitenverhältnisses einer Video- Anzeigevorrichtung (224);

- Feststellung, wenn ein Videosignal (Y_IN) ein Letterbox- Format hat, in dem ein Bild durch einen aktiven Videoteil dargestellt wird, der durch einen oberen und unteren Bereich begrenzt wird; gekennzeichnet durch die Schritte:

- Bestimmung des Bildseitenverhältnisses eines Letterbox- Format-Bildes mit zusätzlichen, in dem oberen oder unteren Bereich positionierten Informationen, wobei das Letterbox- Format-Bild mit den zusätzlichen Informationen ein zweites Bildseitenverhältnis bestimmt;

- Vergrößern des Bildes gemäß dem zweiten Bildseitenverhältnis, wenn das Letterbox-Format identifiziert wird, und

- Steuerung der Zentrierung des vergrößerten Bildes, wenn gewisse zusätzliche Informationen in dem oberen oder unteren Bereich positioniert sind.

19. Verfahren zur Steuerung einer Video-Anzeigevorrichtung umfassend die Schritte:

- Feststellung, wenn ein Videosignal (Y_IN) ein Letterbox- Format hat, in dem ein Bild durch einen aktiven Videoteil dargestellt wird, der durch obere und untere Bereiche begrenzt wird, die durch im wesentlichen inaktive Videoteile dargestellt werden; gekennzeichnet durch die Schritte:

- Bestimmung des Bildseitenverhältnisses eines Letterbox- Format-Bildes, wobei das Letterbox-Format-Bild ein zweites Bildseitenverhältnis bestimmt;

- Änderung der Größe des Bildes um einen Faktor, der auf das erste und das zweite Bildseitenverhältnis bezogen ist;

- wenn das zweite Bildseitenverhältnis des Bildes in Abhängigkeit von einer Änderung in dem Letterbox-Format des Videosignals veränderbar ist, Vergrößern des Bildes veränderbar durch einen Faktor, der auf das erste Bildseitenverhältnis und auf das zweite veränderbare Bildseitenverhältnis bezogen ist.