專利名稱：視頻信號寬高比轉(zhuǎn)換裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用來變換電視圖象寬高比的視頻信號寬高比轉(zhuǎn)換技術(shù)，尤其涉及根據(jù)加到視頻圖象信號中的識別信號來變換寬高比的技術(shù)。
視頻圖象的寬高比是指圖象的寬度和高度之比。在不同的視頻圖象系統(tǒng)中，圖象的寬高比不同。例如，用于NTSC制式的電視機，圖象的高度比為4∶3。所以，顯示屏近似是方的，寬度僅是高度的1.34倍。
相比之下，電影畫面的寬高比通常是16∶9的長方形，比NTSC制式中的寬高比大得多。這種畫面稱之為寬屏幕畫面，看起來比近似方形的4∶3的畫面滿意得多。因為人們對于周圍環(huán)境的感受，通常在寬的方向比高的方向更敏感。
近來，也有了寬屏幕的電視，即寬高比為16∶9的電視，使人們在自己家里就能觀看錄制的電影，享受到在電影院里看電影的樂趣。正如NTSC制式的電視機接收所謂的4∶3電視信號那樣，寬屏幕電視機接收的是寬屏幕電視信號。
但是，當(dāng)一個NTSC制的4∶3的電視接收機接收寬屏幕16∶9的電視信號時就會出現(xiàn)問題，因為寬屏幕的電視信號的水平行數(shù)與NTSC電視機的水平行數(shù)不同。寬屏幕視頻信號的水平行數(shù)是360行，而NTSC電視信號有525行。結(jié)果，如

圖16C所示，如果在這種NTSC電視機上顯示寬屏幕電視畫面，就會出現(xiàn)圖象的上面和下面部分是消隱的情況。這種畫面看起來不舒服，因為它象是被“壓扁”了。而且寬屏幕畫面的左邊和右邊部分被截去。尤其是當(dāng)截去的部分包含有重要畫面信息時，問題更突出，會導(dǎo)致觀眾看不到視頻圖象的重要部分。
同樣，如果在16∶9的寬屏幕電視機上顯示一個4∶3的畫面，電視畫面的左邊和右邊是消隱的。這是因為4∶3視頻畫面的寬度比寬屏幕電視機窄。與在NTSC電視機上顯示寬屏幕電視畫面的情況類似，原來的4∶3電視畫面的頂部和底部都被切掉，如圖17d所示。
在4∶3在電視機上顯示16∶9的寬屏幕視頻信號的另一個問題是顯示圖象的分辨率下降。因為寬屏幕視頻信號在垂直方向上有效掃描行數(shù)是360行，而4∶3電視是525行。即使用內(nèi)插的辦法把寬屏幕視頻信號的掃描行數(shù)增加到480行，仍然不能得到和原始畫面一樣的分辨率。這是因為可能經(jīng)過抽樣從480行的視頻信號產(chǎn)生360行的寬屏幕視頻信號在處理過程中將使垂直分辨率受到部分損失。
圖18a-d給出一種在4∶3電視機上送入寬屏幕視頻信號的技術(shù)方案。圖18a所示的原始畫面在垂直方向上被拉長成為圖18b所示的NTSC視頻畫面。但是，對于觀察者來說，垂直方向上被拉長的畫面，顯然是不正常，也是不希望的。
因此，本發(fā)明的目的是提供一種視頻信號寬高比轉(zhuǎn)換裝置，該裝置可以把寬屏幕圖象按NTSC格式傳送，而且畫面上不產(chǎn)生消隱區(qū)。
本發(fā)明的另一個目的是提供一種可以把寬屏幕視頻信號傳送到4∶3的電視機上顯示、并且不使原來圖象失真的視頻信號寬高比轉(zhuǎn)換裝置。
本發(fā)明的進一步的目的是提供一種視頻圖象寬高比轉(zhuǎn)換裝置，該裝置能夠在原始畫面上指定不同的局部畫面給予顯示。
本發(fā)明的其它目的、特點和優(yōu)點，通過下面的詳細敘述將會更明了。
根據(jù)上述目的，本發(fā)明由一個視頻信號寬高比轉(zhuǎn)換裝置來實現(xiàn)，其中的解碼器從輸入電視信號中解碼出包含有局部畫面信息的標(biāo)志信號。一個存儲器，存儲輸入的視頻信號，以及一個讀地址發(fā)生器，根據(jù)包含在解碼出的標(biāo)志信號中的局部畫面信息，把一個地址送到存儲器，使得局部畫面信息作為輸出視頻信號輸出。
附圖的簡要說明參考以下關(guān)于附圖的詳細說明，很容易對本發(fā)明及其先進性得出更完整的評價。其中圖1是描述根據(jù)本發(fā)明的視頻信號寬高比轉(zhuǎn)換裝置的方框圖。
圖2是以本發(fā)明為依據(jù)的視頻信號寬高比變換裝置的工作流程圖；圖3a和圖3b是依據(jù)本發(fā)明實現(xiàn)寬高比轉(zhuǎn)換電路的方框圖；圖4是闡述圖3a所示的A/D變換器取樣工作過程的原理圖；圖5a到圖5d是闡述在4∶3電視機上顯示完整型圖象源的時候，在畫面水平方向上選擇的局部畫面的原理圖；圖6a到圖6c是與圖5a到圖5c在水平方向上選擇的局部畫面相對應(yīng)的存儲器的寫地址和讀地址；圖7是闡述內(nèi)插處理方法的原理圖；圖8是在4∶3的電視機上顯示16∶9的寬屏幕圖象時，在水平方向上選擇的局部畫面；
圖9是在4∶3的電視機上顯示16∶9的寬屏幕圖象時，在垂直方向上選擇的局部畫面；圖10是詳細說明在寬屏幕圖象源內(nèi)，一個任意選取的局部畫面的位置。該局部畫面在4∶3的電視機上顯示時，在垂直和水平方向上都被放大；圖11是應(yīng)用于本發(fā)明實施例中的識別標(biāo)志信號的構(gòu)成；圖12a到圖12c是圖11中識別標(biāo)志信號20bit識別碼的bit分配；圖13是一個信息的定位字段的例子，按照圖12a到12c所示的識別碼指明在水平和垂直方向上的位置；圖14是另一個信息的定位字段的實例，依據(jù)圖12a到12c所示的識別碼，說明在水平和垂直方向上的位置；圖15是一個信息的定位字段的實例，依據(jù)圖12a到12c所示的識別碼指明一個經(jīng)過放大后顯示的局部畫面；圖16a到圖16d是表明以信箱格式傳送的寬幅圖象在4∶3畫面的電視或者16∶9寬幅電視上顯示的情況；圖17a到17e說明一個傳送來的4∶3圖象在4∶3畫面的電視或者16∶9寬幅電視上的顯示情況；圖18a到18d是說明一個傳送來的、在4∶3或者16∶9寬屏幕電視上的顯示的16∶9寬屏幕圖象源的原理圖；參見附圖，其中各圖中相同或者相應(yīng)的部分用相同的數(shù)字表示。本發(fā)明的視頻信號重放裝置將參照圖1進行描述。
從記錄媒體1，例如視盤，再生一個視頻信號。視頻信號由垂直消隱和視頻數(shù)據(jù)兩部分組成，電視機(未示出)用垂直消隱信號來截止電子束，同時，電子束控制器使電子束的位置重新回到左上角。而視頻數(shù)據(jù)部分含有構(gòu)成視頻圖象的數(shù)據(jù)。
垂直消隱部分還包括一個識別標(biāo)志信號，其中最好包括該視頻信號的寬高比信息，根據(jù)這個信息，電視機在視頻圖象播送期間選擇合適的寬高比。當(dāng)輸入視頻畫面被轉(zhuǎn)換成不同的寬高比時，這個標(biāo)志信號最好還包括用來選擇被顯示的輸入視頻畫面中局部畫面的信息。例如，如果輸入視頻圖象的寬高比是16∶9，那么，具有4∶3寬高比的局部畫面被從輸入視頻圖象上“切”下來。此外，識別信號還可以包括畫面類型，錄制日期和時間、類別以及拷貝限制等這樣一些信息。
輸入視頻信號被放象機放大器2放大，并輸出到開關(guān)SW1、寬高比變換器3和視頻標(biāo)志譯碼器4。開關(guān)SW1的設(shè)置決定是把再生的視頻信號還是把經(jīng)變換過的信號輸出到電視機。N端輸出未經(jīng)轉(zhuǎn)換的視頻信號。而W端輸出經(jīng)轉(zhuǎn)換的信號。
開關(guān)SW1由微機5控制，采用微機來判定輸入視頻信號的寬高比是否與電視機(未示出)相吻合，以便決定是否把開關(guān)SW1與端點N聯(lián)結(jié)。與端點N聯(lián)結(jié)時，經(jīng)放象機放大器2放大的視頻信號直接輸出到電視機。寬高比轉(zhuǎn)換開關(guān)6相當(dāng)于是一個斷路器，當(dāng)寬高比轉(zhuǎn)換開關(guān)6被使用者關(guān)斷時，開關(guān)SW1就總是聯(lián)結(jié)到N端。相反，當(dāng)微機5判定視頻信號的寬高比與電視機的寬高比不相同，而且寬高比轉(zhuǎn)換開關(guān)6被使用者處于接通狀態(tài)時，則開關(guān)SW1轉(zhuǎn)向W端，并且輸出轉(zhuǎn)換后的寬高比信號。
圖象轉(zhuǎn)換器3把視頻信號的寬高比轉(zhuǎn)換為電視機的寬高比(如下面用圖3說明)。視頻識別標(biāo)志(Video-ID)解碼器4對包含在視頻信號中垂直消隱部分中的識別標(biāo)志信號進行解碼，并把寬高比信息送到微機5。微計算機5按照識別標(biāo)志信號中的寬高比信息控制寬高比轉(zhuǎn)換器3。接著，視頻識別標(biāo)志編碼器7把該識別標(biāo)志信號改寫，并輸出到累加器8，該累加器把經(jīng)過轉(zhuǎn)換的視頻信號和改寫后的識別標(biāo)志信號復(fù)合，最終輸出到開關(guān)SW1的W端上。
下面結(jié)合圖2中的流程圖，闡述一個視頻放象機工作實例。開始時，從視盤1取出視頻信號并由放象機的放大器2進行放大。
當(dāng)以下兩個條件得到滿足時，微計算機5將在步驟S1判定是否需要進行圖象寬高變換(1)操作人決定把視頻畫面的寬高比轉(zhuǎn)換，并接通開關(guān)6；(2)微計算機5判定輸入視頻信號的寬高比與電視機(未示出)不相符。例如，當(dāng)微計算機確定輸入視頻信號的寬高比為4∶3而電視機的寬高比為16∶9時，就滿足了第二個條件。當(dāng)以上兩個條件都得到滿足時，從圖象寬高比轉(zhuǎn)換器3輸出經(jīng)過轉(zhuǎn)換的視頻信號。如果不需要進行此變換時，在步驟S2把開關(guān)SW1置位到端點N，輸入的視頻信號就直接(即就象是直接)輸出到電視機。
如果微機5確定需要進行圖象寬高比轉(zhuǎn)換，視頻識別標(biāo)志(Vid-eo-ID)解碼器4就在步驟3從放大的視頻信號中解出識別信號，并把圖象寬高比信息送給微機5。微計算機5調(diào)整寬高轉(zhuǎn)換比，例如，將輸入的寬高比4∶3轉(zhuǎn)變成輸出寬高比為16∶9。在步驟S4，寬高比轉(zhuǎn)換器3將寬高比為4∶3的視頻信號轉(zhuǎn)換成電視機(示未出)16∶9的圖象信號。在步驟S5，視頻識別信號被改寫，在步驟S6，轉(zhuǎn)換開關(guān)SW1被置于W端。累加器8將轉(zhuǎn)換后的視頻信號和改寫后的識別信號疊加后通過W端輸出到16∶9的電視機。
識別信號之所以在步驟S5被改寫，是因為電視機可能識別不了經(jīng)過轉(zhuǎn)換的視頻信號。在那種情況下，電視機會對視頻信號進行常規(guī)的寬高比變換。為了防止電視機對視頻信號進行第二次轉(zhuǎn)換，本發(fā)明對識別信號進行了改寫，使電視機能判定視頻信號已經(jīng)進行過變換，從而不再進行另一次變換。
下面，我們參照圖3a和圖3b對寬高比轉(zhuǎn)換器3進行論述，該轉(zhuǎn)換器用來變換視頻信號的寬高比。視頻信號輸入到圖象寬高比轉(zhuǎn)換器3后，被亮度/色度(Y/C)信號分離器11接收。亮度/色度分離器11將視頻信號分成亮度信號Y和色度信號C。來自亮度/色度(Y/C)信號分離器的亮度信號輸出到模-數(shù)轉(zhuǎn)換器12，該模-數(shù)轉(zhuǎn)換器將模擬亮度信號Y轉(zhuǎn)變成數(shù)字信號，數(shù)字亮度信號Y是以每行910個采樣點被采出，并存儲于行存儲器15。
色度信號C從亮度/色度(Y/C)信號分離器11輸出到色解碼器13，該解碼器解出色度信號C的色差信號U和V再通過轉(zhuǎn)換開關(guān)SW2輸?shù)紸/D變換器14。數(shù)字化的色差信號被送到存儲器16，按照每行455個采樣點儲存。
亮度信號Y也被加到同步分離器17上，例如，該同步分離器從包含在亮度信號里的水平同步信號中提取同步信號，同步信號被用于時鐘發(fā)生器18，使兩個模數(shù)轉(zhuǎn)換器12、14、行存儲器15和16以及開關(guān)SW2同步工作。該開關(guān)按照時分原則在對應(yīng)于色差信號U和V的端點U和V之間切換。
行存儲器16實際上按照每行910個采樣點進行存儲，但是由于轉(zhuǎn)換開關(guān)SW2按照時分原則在U，V兩個色差信號之間轉(zhuǎn)換，所以在總共910個采樣點中，存儲器16中存儲的是455個U色差信號和455個V色差信號(如圖4所示)。因此，亮度信號Y是每行采樣910次，U色差信號和V色差信號是每行采樣455次。這樣，Y∶U∶V信號之比為4∶2∶2(910∶455∶455)，由采樣得到的視頻圖象稱之為4∶2∶2視頻圖象。
輸入視頻信號以數(shù)字視頻圖象的方式存儲在行存儲器15，16中，為寬高比轉(zhuǎn)換作好了準(zhǔn)備。由于在行寄存器內(nèi)存儲的只是數(shù)字化了的輸入視頻信號，所以這個數(shù)字視頻圖象的寬高比與輸入視頻信號相同。在本發(fā)明中，是從行存儲器15和16按照希望的寬高比所存的數(shù)字視頻圖象中輸出一個局部畫面，完成所存儲的數(shù)字視頻畫面寬高比的轉(zhuǎn)換。也就是說，這個局部畫面是從整個輸入視頻畫面中“切”下一部分。因此具有不同的圖象寬高比。
圖象寬高比和局部畫面的位置可以從識別信號中獲得。視頻識別標(biāo)志解碼器19將輸入視頻信號中的識別信號解碼并同時分離出關(guān)于局部畫面的信息。此局部畫面信息對應(yīng)于整個畫面中被視頻圖象的作者、編輯、導(dǎo)演或者其他創(chuàng)作人員認(rèn)為是最重要的部分。例如，演員也許會位于寬屏幕視頻畫面的左側(cè)，這樣，我們就有可能認(rèn)為這幅視頻畫面的左側(cè)是最重要的。然后，視頻識別標(biāo)志解碼器19輸出一關(guān)于局部畫面的信息到讀地址發(fā)生器20，后者把對應(yīng)于局部畫面信息的地址送到行存儲器15和16，行存儲器電路讀出存在這些地址的采樣值，構(gòu)成具有適當(dāng)寬高比的局部畫面，用這種方式，輸入視頻信號的寬高比就被轉(zhuǎn)換成所希望的輸出寬高比。
組成此局部畫面的采樣值被輸入到由時鐘發(fā)生器18控制同步的亮度信號內(nèi)插電路21和U/V信號內(nèi)插電路22中，按照從行存儲器15、16存儲的樣本得來的輸出寬高比，重組視頻圖象。重組后的亮度信號加到數(shù)-模(D/A)轉(zhuǎn)換器23變回成模擬信號。與此類似，重組后的色差信號U/V被加到數(shù)-模(D/A)轉(zhuǎn)換器24變回成模擬信號。得到的模擬亮度信號Y在混合器或者加法器25中，與從視頻識別標(biāo)志解碼器26輸出的、經(jīng)過重寫的識別信號混合。模擬色差信號U/V通過轉(zhuǎn)換開關(guān)SW3耦合到色度信號編碼器28，SW3受讀地址發(fā)生器20的控制交替切換，產(chǎn)生分離的色差信號U和V。色度信號編碼器把色差信號U和V編入到色度信號C中。加法器27把亮度信號Y(與改寫過的識別標(biāo)志信號一起)和色度信號C混合，并把所得到的具有輸出寬高比的視頻信號送到電視機(未示出)。
下面，參照圖5a至5d、圖6a至6c和圖7，結(jié)合實例敘述寬高比的轉(zhuǎn)換。圖5a至5c分別表示一幅4∶3的輸出視頻圖象，圖5d是一幅16∶9的輸入視頻圖象。圖5d所示的16∶9圖象先輸入到圖1所示的圖象寬高比轉(zhuǎn)換器13，并在行存儲器15和16中存為數(shù)字化信號。視頻識別標(biāo)志解碼器從中解出識別信號并獲得局部畫面信息。如前所述，這個信息指出16∶9視頻畫面中那一部分將按4∶3輸出。例如，局部畫面信息可能指出，圖5a中16∶9畫面的左邊被認(rèn)為最重要的。這個局部畫面信息被耦合到讀地址發(fā)生器20，它產(chǎn)生與16∶9視頻畫面左面部分相對應(yīng)的地址，根據(jù)這些地址所儲存的左部畫面的樣本被讀出。
對應(yīng)16∶9視頻圖象左部畫面的存儲區(qū)域的實例示于圖6a。如圖所示，左部畫面寫地址的范圍是一個水平行的第1到第910個采樣點，這些采樣點延續(xù)時間為63.5微秒，左邊所述部分的寫地址是從第1至第682，同樣地，這些讀地址延續(xù)時間為63.5微秒。坐標(biāo)右部的虛線和實線表示，每個63.5微秒進行一次讀/寫操作。如果16∶9視頻圖象中間部分被認(rèn)為是重要的部分，如圖5b，則讀地址范圍變?yōu)閺牡?14至第796，如圖6b所示。如果16∶9視頻圖象右邊被視為重要的部分，如圖6c所示，讀地址變?yōu)閺牡?28采樣點到第910采樣點。所例證的只是三個特定的畫面(左部，中部和右部)，而本發(fā)明可以將整個16∶9畫面的任意部分設(shè)置為局部畫面。
在這個方法中通過指明16∶9視頻圖象的局部畫面，電影的作者、編輯、導(dǎo)演或者其他創(chuàng)作人員就可以指明視頻畫面的哪一部分是最重要的。這樣，轉(zhuǎn)換后的圖象就保存了重要的視頻信息，并且看到的節(jié)目質(zhì)量沒有下降。
一旦這個16∶9的數(shù)字視頻圖象的局部畫面被讀址器20確定后，就從行寄存器15和16中讀出視頻畫面的相應(yīng)部分，送到內(nèi)插電路21和22。該內(nèi)插電路分別對存儲的視頻圖象的數(shù)字化亮度信號和色度信號進行內(nèi)插。
由于行存儲器15和16中存儲的取樣點是代表組成整幅視頻畫面各象素值，因此，當(dāng)視頻圖象重組時，未被取樣的象素點是從已取樣的象素點重新組合出來。重新組合視頻圖象的一種技術(shù)是，用通過已取樣象素點的數(shù)值估測鄰近的未取樣象素點數(shù)值的辦法，來完成從已取樣象素點內(nèi)插出未取樣象素點的方法，重組視頻圖象。當(dāng)所有的未取樣象素點都被內(nèi)插完成時，整個視頻圖象就可以都被重組出來，并輸出到電視機上。
如圖7所示，由內(nèi)插電路21和22提供了一種優(yōu)選的內(nèi)插步驟。如圖所示，標(biāo)著D3n的三個數(shù)據(jù)采樣點從行寄存器讀出并轉(zhuǎn)換成插入的四個采樣點H4n。接下來的四個插入的數(shù)據(jù)采樣點H4n+1，是把第一組3個被讀出的抽樣點D3n倍乘1/4的乘積和第二組3個被讀出的采樣點D3n+1倍乘3/4的乘積相加得來的。再接下來的4個(或中間的)插入的數(shù)據(jù)采樣點H4n+2是把D3n+1和D3n+2都倍乘1/2后再把兩乘積相加得來的。最后4個插入后的數(shù)據(jù)采樣點H4n+3是把D3n＋2倍乘3/4和下一組3個信號D3(n+1)倍乘1/4后再把乘積相加得來的。上述由圖7表示的一系列插入過程可由以下方程式表示H4n＝D3nH4n+1＝(1/4)D3n＋(3/4)D3n+1H4n+2＝(1/2)D3n+1＋(1/2)D3n+2H4n+3＝(3/4)D3n+2＋(1/4)D3(n+1)雖然該優(yōu)選實施例使用了上述內(nèi)插處理方法，但是可以理解，任何一種適當(dāng)?shù)膬?nèi)插方法都可以使用。
以圖7所示方式產(chǎn)生的內(nèi)插亮度信號Y和U/V內(nèi)插色差信號加到D/A轉(zhuǎn)換器23和24上，這一過程已由圖3B示出。如前文所述，模擬的內(nèi)插亮度信號在累加器25中與已更新的識別信號復(fù)合，模擬內(nèi)插的色差信號U/V經(jīng)由開關(guān)SW3交替切換以后在色度編碼器28中再生色度信號C，之后在累加器27中完成亮度信號Y與色度信號C的相加。這樣，圖象寬高比的整個轉(zhuǎn)換過程就完成了。
上述例子闡述了如何把寬高比為16∶9的視頻圖象轉(zhuǎn)換為4∶3的電視圖象。然而，本發(fā)明不只是局限于把4∶3的視頻圖象轉(zhuǎn)換為16∶9的視頻圖象，而且可以用于轉(zhuǎn)換任何寬高比的圖象。例如，要在16∶9的寬屏幕電視機上顯示4∶3的視頻圖象時，通常是把輸入視頻信號按上述相同方法進行處理。所不同的是，要顯示的局部畫面不是在水平方向上而是在垂直方向上指定的。由于4∶3的視頻圖象比16∶9的電視機屏幕包含更多的垂直線條(見圖17e)，所以顯示的局部畫面必須在水平方向上放大。為了防止視頻圖象看上去是“壓扁”了的，圖象在垂直方向上也被放大。垂直方向超出屏幕的兩端被切掉。在垂直方向內(nèi)插電路(未示出)中的場存儲器單元(未示出)可以用來在垂直線方向上增大顯示的局部畫面。使之無畸變地充滿16∶9的寬屏幕電視機。
現(xiàn)在，我們將參照圖8-10闡述在輸入視頻圖象上的一個特定區(qū)域被作為輸出視頻信號顯示的方法，在圖8中，是在4∶3的電視上顯示16∶9的視頻圖象的情況，要顯示的局部畫面在水平方向上選取。要顯示的局部畫面在水平方向上的位置可由一個數(shù)值從0-15的4位二進制數(shù)來描述，以指示要顯示的局部面積的起始位置。在這里起始點是畫面的左上角。舉例來說，圖5a所示的局部畫面可以用數(shù)值“0000”來表示，因為“局部”畫面的起始點在16∶9圖象的起始點，類似的5b、5c所示局部畫面可用二進制數(shù)值0110、1000、1111表示其位置。
當(dāng)我們在16∶9的電視屏幕上顯示4∶3的圖象時，局部畫面在縱向位置的確定方法也與上述方法類似。如圖9所示，“部分”區(qū)域是實線所指的16∶9區(qū)域，并且在虛線所指的4∶3的輸入視頻圖象內(nèi)。正象在4∶3的電視上顯示16∶9的圖象一樣，圖9中局部畫面在縱向上的起始位置可以用4位數(shù)值范圍從0到15的二進制數(shù)來表示。它指示了從輸入信號頂端到局部畫面起點位置的距離。
如圖10所示，局部畫面在水平和垂直方向上都可以被偏置。在這種情況下，局部畫面的位置用一對坐標(biāo)X、Y表示，X、Y分別表示水平及垂直方向上的起始位置。例如，起始位置可以表示為(X0，Y0)，對應(yīng)于局部畫面的左上角。局部畫面的終點對應(yīng)于右下角，可以表示為(X1，Y1)。和以前一樣，坐標(biāo)(X0，Y0)(X1，Y1)也用二進制數(shù)值表示。由于上述方法用具體的數(shù)值來表示局部畫面的位置，所以根據(jù)位置的不同，任何數(shù)值都可能出現(xiàn)。
本發(fā)明的最佳實施例對這些數(shù)字信號進行處理。下面，參照圖11到圖15，舉例說明數(shù)字信號各位的分配。圖11給出了在輸入視頻信號的垂直消隱期間所傳輸?shù)淖R別標(biāo)志信號，該識別信號由一個參考脈沖和緊接其后的20比特信息組成。參考脈沖的作用是指明存在有識別信號并提醒視頻識別標(biāo)志解碼器19(圖3a)識別標(biāo)志信號即將到來。參考脈沖后面的20比特信號給出了有關(guān)輸入視頻信號的信息，其中包括局部畫面的信息。
圖12a所示為識別標(biāo)志信號的20比特分配圖的一個例子。頭2個比特分配給WORD0，分別指明所傳輸?shù)膶捀弑群彤嬅娓袷?。如圖12b所示，當(dāng)WORD0的比特1為二進制數(shù)值“1”時，則傳輸?shù)膶捀弑葹?∶3。當(dāng)比特2設(shè)為數(shù)值“1”時，畫面顯示格式是信箱格式(見圖16c)，當(dāng)比特2設(shè)置為數(shù)值“0”時，圖象顯示格式是正常格式?？梢?，本發(fā)明是通過識別信號的WORD0來確定傳輸?shù)膶捀弑群彤嬅骘@示格式。
比特3至6分配給WORD1，并用來定義WORD2中傳輸?shù)膬?nèi)容。如圖12c所示，WORD1對WORD2作了16種不同的定義。例如，WORD1為0100時，WORD2表示的是局部畫面的信息。如圖13所示，比特7到比特10表示局部畫面的水平方向位置，比特11到比特14表示局部畫面的垂直方向位置，如上所述，比特7到比特10這四位數(shù)據(jù)編碼代表當(dāng)4∶3的輸入視頻圖象轉(zhuǎn)換為16∶9的電視機圖象時，其局部畫面在水平軸上的位置。與此類似，比特11到比特14這四位數(shù)據(jù)編碼代表當(dāng)16∶9的輸入視頻圖象轉(zhuǎn)換成4∶3的電視機圖象時，其局部畫面在垂直軸上的位置。如圖10所示，當(dāng)局部畫面用一對坐標(biāo)(X，Y)表示水平與垂直坐標(biāo)時，用來表示水平位置的比特7到10及用來表示垂直位置的比特11到14都會被用到。
本發(fā)明不只局限于上面所述的比特分配方式，也可以使用其它比特分配方式。例如，圖14給出了另一種比特分配方式的WORD2。在那個圖中，比特(bit)7沒有定義，比特8定義為場景尺寸(其中，0＝16∶9，1＝CINESCO)，比特9和比特10定義了字幕位置(其中，00＝?jīng)]有字幕，01＝?jīng)]有圖像上部分，10＝?jīng)]有圖像下部，11＝在圖像里面)，比特11和比特12定義了水平位置(其中，00＝未定義，01＝左邊，10＝中間，11＝右邊)，比特13和比特14定義了垂直位置(其中，00＝未定義，01＝上邊，10＝中間，11＝下邊)。
當(dāng)一個16∶9的圖象要在4∶3的電視屏幕上顯示時，16∶9的局部畫面在水平及垂直方向上都加以放大，這時可以使用比特分配如圖15所示。比特7用來指示比特8到14所指示的是水平方向還是垂直方向。如圖10所示，比特8到14指示的是局部畫面的終點坐標(biāo)(X1、Y1)，比特11到14為局部畫面的起始點坐標(biāo)(X0、Y0)。局部畫面在水平方向上和垂直方向上都被加以放大，這樣，局部畫面得以無畸變地充滿整個4∶3的屏幕。
根據(jù)上述發(fā)明，盡管輸入視頻圖象寬高比和電視機顯示屏不同，輸入視頻圖象仍然可以在電視屏幕上顯示，并且從本發(fā)明得到的視頻圖象不會象傳統(tǒng)技術(shù)那樣，在垂直方向上被拉長或者變形。在本發(fā)明中，所選擇的原始畫面的部分區(qū)域，也就是畫面的基本部分，在經(jīng)過寬高比轉(zhuǎn)換后被保留下來。這樣，在本發(fā)明中，圖象的質(zhì)量和完整性都保留了下來。而且，本發(fā)明得到的視頻圖象沒有消隱區(qū)，這種消隱區(qū)看起來是很不舒服的。本發(fā)明同樣可以用于那些裝置了傳統(tǒng)寬高比轉(zhuǎn)換功能的電視系統(tǒng)，通過重寫識別標(biāo)志信號來提醒電視系統(tǒng)輸入信號已經(jīng)轉(zhuǎn)換過了。
雖然用來描述這項發(fā)明的只是一些特定寬高比的例子，但是本發(fā)明不只限于特定的寬高比，它可以用于轉(zhuǎn)換任何寬高比，預(yù)期本發(fā)明可有許多修改和變動。從上面的介紹可以知道，輸出視頻信號被直接送往電視機。然而，本發(fā)明也可以把轉(zhuǎn)換的視頻信號輸出到任何其它設(shè)備，如錄象機，發(fā)射機。因此，在附后的權(quán)利要求范圍內(nèi)，本發(fā)明當(dāng)然可有不同于本說明書具體說明的實踐方式。
權(quán)利要求
1.用來轉(zhuǎn)換輸入視頻信號寬高比的裝置，輸入視頻信號含有代表所述輸入視頻信號寬高比的視頻圖象局部畫面的信息，該輸入視頻信號還定義了具有轉(zhuǎn)換后寬高比的視頻圖象，所述裝置包括解碼器，用于從所述的視頻信號中解出所述局部畫面信息；可編址存儲器，用于存儲所述的輸入視頻信號的采樣值；讀地址發(fā)生器，它響應(yīng)解碼后的所述局部畫面信息，用于產(chǎn)生在所述存儲器存儲的、構(gòu)成所述局部畫面的采樣值的那些存儲單元的地址，以便讀出所述的局部畫面采樣值；處理器，用于處理所述的局部畫面的采樣值，以便形成所述經(jīng)過轉(zhuǎn)換的寬高比的輸出信號。
2.如權(quán)利要求1所述的裝置，其中所述的輸入視頻信號含有一個指明所述輸入視頻信號寬高比的識別標(biāo)志信號，所述裝置進一步包括一個響應(yīng)所述識別標(biāo)志信號的微計算機，以有選擇地控制產(chǎn)生具有所述轉(zhuǎn)換后寬高比的輸出視頻信號。
3.如權(quán)利要求2所述的裝置，進一步包括一個與微計算機耦合的寬高比轉(zhuǎn)換開關(guān)，用來禁止生成具有所述經(jīng)過轉(zhuǎn)換的寬高比的所述輸出視頻信號。
4.如權(quán)利要求1所述的裝置，其中所述的處理裝置包括用來把識別標(biāo)志信號重新寫入所述輸出視頻信號的裝置，以指示所述輸出視頻信號的經(jīng)過轉(zhuǎn)換的寬高比。
5.如權(quán)利要求1所述的裝置，進一步包括Y/C分離器裝置，用來把輸入視頻信號分離成為一個亮度信號和一個色度信號，還包括把上述亮度和上述色度信號采樣值提供給所述存儲器的裝置。
6.如權(quán)利要求5所述的裝置，其中所述的提供采樣值的裝置包括連接到Y(jié)/C分離器的色度解碼器裝置，用來把色度信號分離成色差信號U和V，并把信號U的采樣值和V的采樣值送到所述的存儲器。
7.如權(quán)利要求6所述的裝置，其中所述的存儲器包括一個亮度存儲器，用來存儲每次采樣一行的所述亮度的采樣值，和一個色度存儲器用來存儲每次采樣一行的所述色差信號U和Y。
8.如權(quán)利要求7所述的裝置，其中所述的提供采樣值的裝置進一步包括一個開關(guān)，用來在色差信號U和V之間切換并交替地輸出色差信號U和V的色度存儲器，從而使在亮度存儲器中存儲的亮度采樣值與色度存儲器中存儲的U和V采樣值形成4∶2∶2的比例關(guān)系。
9.如權(quán)利要求8所述的裝置，其中所述的處理裝置包括亮度信號內(nèi)插裝置，用來接收從亮度存儲器讀取的亮度采樣值并對其進行內(nèi)插；以及U/V信號內(nèi)插裝置，用來接收從色度存儲器讀取的色度采樣值并對其進行內(nèi)插。
10.如權(quán)利要求9所述的裝置，其中所述的處理裝置進一步包括所述的色度編碼器裝置，用來重組來自U/V信號內(nèi)插裝置的經(jīng)過內(nèi)插的色差信號U和V。
11.一種利用垂直消隱間隔的輸入視頻信號寬高比的轉(zhuǎn)換方法，所述的垂直消隱間隔含有表示具有所述的輸入視頻信號寬高比的視頻圖象局部畫面的局部畫面信息，并定義了具有轉(zhuǎn)換后寬高比的視頻圖象，包括以下步驟存儲所述輸入視頻信號的采樣值；只讀出包含在所述局部畫面內(nèi)的那些存儲采樣值；內(nèi)插這些讀出的采樣值，產(chǎn)生具有所述轉(zhuǎn)換后寬高比的輸出視頻信號采樣值。
12.如權(quán)利要求11所述的方法，其中所述的局部畫面提供了由所述的輸入視頻信號提供的視頻圖象的主要信息。
全文摘要
寬高比轉(zhuǎn)換器把一種輸入視頻信號的寬高比轉(zhuǎn)換為一種輸出寬高比。輸入視頻信號中包括局部畫面信息，該信息代表基本上全部構(gòu)成具有所希望的輸出寬高比的視頻畫面的輸入視頻信號的一部分。輸入視頻信號存儲于可編址的存儲器中，并從對應(yīng)于輸入視頻信號局部畫面的那些地址中被讀出。
文檔編號H04N7/08GK1132981SQ9512154
公開日1996年10月9日 申請日期1995年12月6日 優(yōu)先權(quán)日1994年12月6日
發(fā)明者郡照彥, 江崎正, 平井純 申請人:索尼公司