寬屏幕和非寬屏幕電視發(fā)送的兼容性的制作方法

專利名稱:寬屏幕和非寬屏幕電視發(fā)送的兼容性的制作方法
本發(fā)明涉及到為在寬屏幕和非寬屏幕兩種電視機(jī)上接收和顯示的寬屏幕電視信號的發(fā)送，名詞“寬屏幕電視機(jī)”是指顯示具有寬度對高度之比(寬高比)大于一個予定標(biāo)準(zhǔn)值的電視機(jī)。
本發(fā)明的一個目標(biāo)是使寬屏幕發(fā)送的信號能完整地顯示在一個寬屏幕顯示器上或是鄰接部分顯示在一個非寬屏幕接收機(jī)上。本發(fā)明的另一個目標(biāo)涉及到相反的操作-使一個非寬屏幕傳送的信號顯示在一個寬屏幕顯示器上，其中所顯示的圖象的寬高比是非寬屏幕顯示器的寬高比。
所有電視廣播節(jié)目的現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)均具有一個4∶3或1.333的寬高比(顯示寬度對顯示高度之比)，這個寬高比是基于在標(biāo)準(zhǔn)時間下移動圖象的做法。
在美國，加拿大和日本是按照國家電視制式委員會(NTSC)混合標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行彩色電視廣播的。在NTSC標(biāo)準(zhǔn)下，彩色視頻信號廣播要求把圖象信息分離成兩部分亮度和色度，圖1用簡單方式示出了一個幅度對頻率特性圖，一個典型的NTSC復(fù)合彩色電視信號50包括一個亮度信號52和一個色度信號54(復(fù)合電視信號是一種色度信息由付載波傳送的信號)。信號占有6MHz標(biāo)稱帶寬，其中圖象載頻56比頻帶低端高1.25MHz。亮度信息直接被調(diào)制在圖象載波56上，而色度信息調(diào)制在彩色付載波58上，彩色付載波58本身又用于調(diào)制圖象載波56。由NTSC確定的標(biāo)準(zhǔn)彩色付載波58的頻率為3.579545MHz。(音頻信息被載在位于接近頻帶上邊沿的另一付載波40上)。
作為一行掃描過程的結(jié)果而產(chǎn)生和顯示出電視信號。圖象信息是用一串接續(xù)的按時序發(fā)送的水平行來掃描的，被發(fā)送的信號是對應(yīng)行上每個點(diǎn)亮度的連續(xù)模擬信號。這樣一種信號示于圖2，從圖2中可以看出在一系列標(biāo)準(zhǔn)行中，任意兩個相鄰有效行周期(視頻信息發(fā)送期間的周期)被一個沒有發(fā)送視頻信息的周期所隔開。這后一個周期就是大家共知的行消隱周期，它使接收機(jī)中的掃描裝置恢復(fù)到行起始位置。
在NTSC標(biāo)準(zhǔn)中，有效行周期中包括一個信號，該信號同時地提供三個獨(dú)立彩色成分的瞬時值。另外，在法國使用的SECAM和歐洲其它國家主要采用的PAL復(fù)合信號具有與NTSC標(biāo)準(zhǔn)同樣的基本格式，在每個掃描中，包括一個行消隱周期和一個有效行周期。
圖1中由標(biāo)記A表示的亮度信號52和色度信號54之間重疊的區(qū)域是特別重要的。由于通過把一個頻分制復(fù)合信號濾波來實(shí)現(xiàn)亮度和色度分離的，兩個信號之間的像A這樣的重疊會引起一些問題。如果希望在接收時使亮度和色度之間完全分離，則必要的濾波過程會引起兩個信號中的某些信息丟失。另一方面，如果不允許丟失信息，則必需接受亮度和色度信號之間的相互影響。此外，由于NTSC電視信號的不同部分是以不同頻率發(fā)送的，在發(fā)送期間出現(xiàn)的相移，將對信號產(chǎn)生不同的影響而引起信號質(zhì)量下降。同樣，由于允許的彩色通帶寬度較小，而使獲得的彩色信息受到嚴(yán)格的限制。
現(xiàn)在討論其它特別適于通過衛(wèi)星和電纜傳送的，及與現(xiàn)有的標(biāo)準(zhǔn)相比能改進(jìn)圖象質(zhì)量的模擬視頻信號，這些信號是基于在掃描行的有效行周期期間，三個獨(dú)立的彩色分量是時分多路傳輸?shù)?。這些分量采用一種時間壓縮技術(shù)被順序傳送出去，而不是將三個分量編成一個使用NTSC，PAL或SECAM標(biāo)準(zhǔn)的信號代碼。這種類型的一種版本信號是已知的MAC(多路模擬量)。由時間壓縮技術(shù)產(chǎn)生的信號也遵守如同NTSC，PAL和SECAM標(biāo)準(zhǔn)的基本格式，每個掃描行包括存在的行消隱周期和有效行周期。應(yīng)該注意當(dāng)使用MAC信號時，在行消隱周期期間，數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)同樣可以被發(fā)送。
一個MAC彩色電視信號示于圖3，該圖是持續(xù)時間為63.56μs的一行視頻信號的幅度-時間圖。第一個10.9μs是水平消隱周期(HBI)62，在這期間沒有圖象信息被發(fā)送。接著(HBI)62的是色度信號64和亮度信號66，這兩個信號可以被時間壓縮。在色度信號64和亮度信號66之間是一個0.28μs的保護(hù)帶68，它有助于避免兩個信號之間的相互影響。
圖3的MAC彩色電視信號是從由常規(guī)產(chǎn)生的亮度和色度信號中獲得的(如為獲得NTSC或其它復(fù)合彩色電視信號時的做法)，然后分別對他們進(jìn)行采樣和貯存。亮度以亮度采樣頻率采樣并貯存在亮度存貯器中，而色度是以色度采樣頻率采樣并貯存在色度存貯器中。亮度或色度采樣信號可以在時間上被壓縮-以它們各自的采樣頻率寫入到存貯器中，而用較高的頻率把它們從存貯器中讀出。為了讀出，一個多路轉(zhuǎn)換器在有效行周期期間的適當(dāng)時間，選擇亮度存貯器或色度存貯器，這樣產(chǎn)生了如圖3的MAC信號。如果需要，音頻采樣可以在HBI期間發(fā)送;可用視頻采樣一樣的方法被多路轉(zhuǎn)換(同時可被壓縮)。這種在多路轉(zhuǎn)換的MAC信號中出現(xiàn)的所有采樣的采樣速率就叫做MAC采樣頻率。
由于采納一種新的發(fā)送標(biāo)準(zhǔn)，一種新的和改進(jìn)型電視沒施將提供一個寬的寬高比，連同其它理由，電影已經(jīng)采用寬的寬高比。例如，一般電影膠卷的寬高比為1.85∶1。電影電視工程師協(xié)會(SMPTE)贊同為電視提供16∶9標(biāo)準(zhǔn)的寬高比，這種寬高比是4∶3標(biāo)準(zhǔn)電視寬高比的平方。另一種為新的電視系統(tǒng)考慮的寬高比是5∶3。
隨著引進(jìn)寬屏幕電視接收機(jī)，為在寬屏幕上顯示圖象，在每個有效視頻行上將會出現(xiàn)更多的采樣。這樣，如果在相同的有效視頻行時間內(nèi)要發(fā)送較多的采樣，則圖象元素的采樣率就較高。因此，在寬屏幕接收機(jī)中的采樣率也應(yīng)較高。
隨著引進(jìn)任何新的電視系統(tǒng)帶來的一個問題是與目前為大家所使用的標(biāo)準(zhǔn)4∶3寬高比接收機(jī)的兼容性問題。
實(shí)現(xiàn)兼容的一個方法是發(fā)送兩種電視信號，一種是為具有寬屏幕接收機(jī)用的寬屏幕寬高比信號，另一種是為標(biāo)準(zhǔn)屏幕接收機(jī)用的標(biāo)準(zhǔn)寬高比信號。標(biāo)準(zhǔn)寬高比電視圖象能由選擇寬屏幕圖象的一部分來產(chǎn)生。為在兩種寬高比電視上同時接收，可同時地發(fā)送兩種信號。對寬屏幕圖象選擇其一部分的方法在先有技術(shù)中是已知的。例如，授予Poetsch et al.的美國專利文獻(xiàn)4，476，493和授予Belmares-Sarabia et al.的美國專利文獻(xiàn)4，223，343，兩者均論述了這種在標(biāo)準(zhǔn)電視機(jī)上選擇顯示一幅寬屏幕圖象之一部分的方法。但是這個方法由于對每幀圖象需要二次貯存和發(fā)送，因而代價很高。
另一種可能性是發(fā)送整個寬屏幕電視信號，讓標(biāo)準(zhǔn)寬高比電視交替跳躍采樣，以使寬屏幕圖象適于在標(biāo)準(zhǔn)顯示器上顯示。這種方法在授予Hurst的美國專利文獻(xiàn)4，134，128中作了描述。但是，這種方法會使標(biāo)準(zhǔn)顯示器上的圖象產(chǎn)生幾何失真。
另一種可能方法是在標(biāo)準(zhǔn)顯示器上顯示寬屏幕圖象，使寬屏幕圖象的寬度壓縮到標(biāo)準(zhǔn)顯示器的寬度，而要顯示的高度僅是標(biāo)準(zhǔn)顯示器高度的一部分，以便起到一個模仿寬屏幕寬高比的作用，這個方法是在授予Kobayashi的美國專利4，394，690中所構(gòu)想的。但是這個方法，存在圖象的幾何變形，再者，不能完全利用顯示屏幕。
引進(jìn)任何新的電視系統(tǒng)的另一問題是廣播或家用記錄形式的4∶3寬高比的電視信號不能與新型寬屏幕電視接收機(jī)兼容。
因此，本發(fā)明的一個目的是發(fā)送一種能在寬屏幕接收機(jī)和非寬屏幕接收機(jī)上均能顯示而不引入幾何失真的寬屏幕電視信號。
本發(fā)明的另一個目的是發(fā)送一種在非寬屏幕接收機(jī)上顯示的寬屏幕電視信號，在屏幕上顯示寬屏幕信號的相鄰部分。
本發(fā)明的另一個目的是發(fā)送一種在寬屏幕和非寬屏幕接收機(jī)上均能以NTSC或MAC制式接收的寬屏幕電視信號，并且是在與發(fā)送通常用于非寬屏幕接收機(jī)的NTSC信號同樣時間內(nèi)來發(fā)送這種電視信號。
本發(fā)明的另一個目的是在寬屏幕顯示器上顯示非寬屏幕電視圖象，而不產(chǎn)生幾何失真。
本發(fā)明的這些和其它的目的是通過用較高采樣率對寬屏幕電視圖象采樣，以便使所有的信息適應(yīng)現(xiàn)有的52.5μs有效視頻行時間來實(shí)現(xiàn)的。寬屏幕圖象信號還兼有一個選擇信號，以便使非寬屏幕電視接收機(jī)無幾何失真地顯示寬屏幕圖象的相鄰部分。寬屏幕電視信號以MAC或?qū)捚聊籒TSC兩種制式發(fā)送，并由解調(diào)器接收。解調(diào)器使整個寬屏幕圖象在寬屏幕接收機(jī)上顯示，并利用選擇信號在標(biāo)準(zhǔn)接收機(jī)上無幾何失真地顯示所選擇的圖象部分。在另一個實(shí)施例中，解調(diào)器使具有標(biāo)準(zhǔn)寬高比的電視信號無幾何失真地在具有寬屏幕寬高比的接收機(jī)上顯示。
在這種方法中，寬屏幕和非寬屏幕兩種電視信號在寬屏幕或非寬屏幕接收機(jī)上是完全兼容的。
本發(fā)明的精神是以這樣一種方法發(fā)送寬屏幕電視信號-該信號能在寬屏幕接收機(jī)或非寬屏幕接收機(jī)中顯示，而在兩種接收機(jī)的顯示器上都不產(chǎn)生幾何失真。電視信號能用NTSC或MAC兩種制式發(fā)送。如果采用NTSC制式，為了把較寬的電視圖象裝入相同的有效視頻行時間(52.5μs)，將使用較高的彩色付載波頻率。如果采用MAC制式，信號可以以標(biāo)準(zhǔn)的6 Fsc頻率或更高的頻率發(fā)送。不管采用什么方法來發(fā)送寬屏幕電視信號，本發(fā)明還提供一種裝置，用來接收所發(fā)送的和時間壓縮的信號以顯示在寬屏幕或非寬屏幕顯示器上。
圖1是以簡單形式示出了一個典型的NTSC彩色電視信號的幅度-頻率圖。
圖2是一個典型的NTSC彩色電視信號的幅度-時間圖。
圖3是一個典型MAC彩色電視信號的一個視頻行的幅度-時間圖。
圖4是本發(fā)明的解調(diào)器的簡化方塊圖，其中被發(fā)送的MAC寬屏幕彩色電視信號是為顯示在寬屏幕和標(biāo)準(zhǔn)屏幕顯示器上的信號。
圖5是圖4解調(diào)器所需的時鐘頻率產(chǎn)生電路的簡化方塊圖。
圖6是本發(fā)明解調(diào)器的簡化方塊圖，其中被發(fā)送的NTSC寬屏幕電視信號是為了顯示在寬屏幕和標(biāo)準(zhǔn)屏幕顯示器上的信號。
圖7是本發(fā)明解調(diào)器的簡化方塊圖，其中一個普通的NTSC電視信號能在寬屏幕顯示器上顯示。
現(xiàn)在轉(zhuǎn)向圖4，詳述用來接收MAC發(fā)送的寬屏幕彩色電視信號的解調(diào)器400。MAC發(fā)送的信號由天線(沒示出)接收，送到由控制器415控制的開關(guān)410。控制器415控制開關(guān)410直接把MAC亮度信號加到開關(guān)412，把色度信號加到開關(guān)414，把接收到的其余信號加到控制器415。連接到解調(diào)器400的一個用戶控制開關(guān)422把關(guān)于要顯示的尺寸通知控制器。
MAC信號是以模擬量成串地發(fā)送的，因此，為了接收MAC發(fā)送的信號，需要一個采樣一保持和模/數(shù)轉(zhuǎn)換器(沒示出)。采樣頻率將是發(fā)送前原來被壓縮的采樣頻率。(在采用足夠帶寬，以致被時間壓縮的分量可以用數(shù)字方式來發(fā)送的場合，采樣-保持和模/數(shù)轉(zhuǎn)換器將不是必需的)。
亮度數(shù)據(jù)以采樣頻率寫入亮度行存貯器402并以一個較低的頻率讀出，(在下面說明)。同樣地，色度數(shù)據(jù)以采樣頻率寫入色度行存貯器406，而以一個較低頻率讀出(也在下面說明)。由于亮度和色度數(shù)據(jù)必須要介壓，為每個分量提供了兩個行存貯器。一個行存貯器(如402或406)被寫入而另一個行存貯器(404或408)被讀出。分別由開關(guān)412和414控制讀/寫，而開關(guān)416和418控制寫/讀，它們本身又由控制器415控制，以變換每個有效行周期。
行存貯器最好可任意存取，諸如RAM，也可以是先進(jìn)先出(FIFO)型的諸如電荷耦合器件(CCD)。
在第一次設(shè)置電視接收機(jī)的解調(diào)器時，用戶所選擇的電視機(jī)顯示的寬高比由開關(guān)422通知控制器415。如果開關(guān)422設(shè)置在“寬屏幕”位置，行存貯器的所有貯存單元均被顯示器用來顯示寬屏幕圖象。這些時間介壓分量被送到轉(zhuǎn)換器420，以便在寬屏幕顯示器上顯示。轉(zhuǎn)換器420是本領(lǐng)域的專業(yè)人員所共知的;不是分別把亮度和色度信號轉(zhuǎn)換成PAL，SECAM或NTSC等型的寬屏幕接收機(jī)的PAL，SECAM或NTSC制式，就是把亮度和色度信號矩陣轉(zhuǎn)換成RGB寬屏幕接收機(jī)的紅，綠和藍(lán)彩色成分。
如果開關(guān)422設(shè)置在“標(biāo)準(zhǔn)”位置，行存貯器中的亮度和色度分量并不全部裝在顯示器中。選擇信號與寬屏幕電視信號最好一起送到控制器，該控制器用于選擇最終要顯示的存貯單元。
寬屏幕電視信號在發(fā)送前是被監(jiān)視的，操作員手動地選擇感興趣畫面的中點(diǎn)，由此產(chǎn)生一個信號，該信號與圖象一起被發(fā)送。選擇感興趣畫面中點(diǎn)及產(chǎn)生選擇信號的方法是本領(lǐng)域的專業(yè)人員共知的，例如，由美國專利文獻(xiàn)4，476，493和4，223，343(上面已詳述)所指出的。選擇信號可表示成(例如)距16∶9和4∶3顯示器中點(diǎn)之間的位移或表示成與貯存在存貯器中被選擇部分的第一個或最后一個存貯單元的位移(右邊或左邊的位移)，在最佳實(shí)施例中，這個選擇信號是在幀消隱期間被傳送的。若選擇信號不隨寬屏幕電視信號一起發(fā)送，則解調(diào)器會產(chǎn)生一個錯誤的選擇信號。
控制器415接收包括來自開關(guān)410的選擇信號數(shù)據(jù)，恢復(fù)選擇信號數(shù)據(jù)和通到電視接收機(jī)的其余數(shù)據(jù)(沒示出)。選擇信號由控制器415介調(diào)，并用來產(chǎn)生起始和結(jié)束地址，以便從行存貯器讀出亮度和色度分量。
雖然上述說明已假設(shè)使用隨機(jī)存取存貯器作為行存貯器，但在最佳實(shí)施例中打算用先進(jìn)先出(FIFO)存貯器來替換。四個行存貯器(兩個亮度和兩個色度)中的每一個必需有足夠的存貯單元來貯存整個寬屏幕各自的有效視頻行采樣(亮度為572，色度為376)。然后可以用選擇信號控制采樣寫入行存貯器或從存貯器讀出采樣。
如果選擇信號是在控制采樣寫入，一般是轉(zhuǎn)換實(shí)際視頻行的采樣信號和零信號之間的FIFO的輸入。例如，如果要在一個非寬屏幕顯示器上顯示寬屏幕圖象的最左邊部分，則選擇信號首先使實(shí)際的圖象信號寫入到FIFO中。當(dāng)被寫入的圖象信號足以充滿一個非寬屏幕行(564)時，則選擇信號將以零信號去填充剩下的FIFO。一旦讀出時，零信號被簡單地除去。
當(dāng)選擇信號是在控制采樣讀出時，首先整個寬屏幕行被寫入到FIFO，然后選擇信號要么把FIFO的輸出連到顯示器，要么不連。再次假設(shè)寬屏幕有效視頻行的最左邊部分要被顯示在非寬屏幕顯示器上，選擇信號將在第一個564個采樣讀出期間使FIFO連到顯示器上，而在其余的讀出期間不連到顯示器(將再次被除去)。
現(xiàn)在對為了達(dá)到時間壓縮，亮度和色度分量從它們各自的行存貯器寫入和讀出的速率加以詳述。寫入時鐘速率即是采樣頻率-在最佳實(shí)施例中，它是6倍的彩色付載波頻率(6 Fsc)。亮度讀出時鐘速率最好是采樣頻率的三分之二(4 Fsc)，色度讀出時鐘速率通常為亮度讀出時鐘值的一半(2 Fsc)。對這些分量介壓以使它們能在標(biāo)準(zhǔn)寬高比顯示器上顯示。標(biāo)準(zhǔn)屏幕的讀出時鐘速率由下式確定
RCSL＝ (標(biāo)準(zhǔn)寬高比)/(寬屏幕寬高比) RCWL
RCSC＝RCSL/2
式中
RCSL＝標(biāo)準(zhǔn)屏幕的亮度讀出時鐘
RCWL＝寬屏幕亮度讀出時鐘
RCSC＝標(biāo)準(zhǔn)屏幕色度讀出時鐘
現(xiàn)描述例1
一個寬高比為1.85∶1的寬屏幕電視信號的采樣以6FSC發(fā)送。因此，在接收機(jī)中，亮度和色度寫入時鐘將同樣為6 Fsc。為了在1.85∶1寬高比的顯示器上顯示，亮度讀出時鐘將為4 Fsc，而色度讀出時鐘將為2 Fsc。為在標(biāo)準(zhǔn)(4/3)寬高比電視機(jī)上顯示，亮度讀出時標(biāo)將為 (4/3)/1.85 ×4 Fsc＝2.88 Fsc，而色度讀出時鐘將為1.44 Fsc。
現(xiàn)描述例2
一個16∶9寬高比的寬屏幕電視信號的采樣以6 Fsc發(fā)送。因此，在接收機(jī)中，亮度和色度寫入時鐘將同樣為6 Fsc。為了在16∶9寬高比電視機(jī)上顯示，亮度讀出時鐘將為4 Fsc，而色度讀出時鐘將為2 Fsc。為在標(biāo)準(zhǔn)(4∶3)寬高比電視機(jī)上顯示，亮度讀出時鐘將為
(4/3)/(16/9) ×4 Fsc＝3 Fsc
而色度讀出時鐘將為1.5 Fsc。
通過以上兩例，可以看到，接收機(jī)的寬高比對發(fā)送信號之比決定了正確的寫入時鐘速率。不管被發(fā)送的采樣頻率如何都是這樣。例如，MAC制式的16∶9寬高比的采樣信號以8 Fsc發(fā)送，為了在16∶9寬高比的顯示器上顯示，亮度讀出時鐘將為4 Fsc而色度讀出時鐘將為2 Fsc;為了在一個標(biāo)準(zhǔn)(4∶3)寬高比的顯示器上顯示，亮度讀出時鐘將為((4/3)/(16/9))×4Fsc＝3Fsc，
同時色度讀出時鐘變?yōu)?.5Fsc。
圖5表示為圖4解調(diào)器所用的時鐘頻率發(fā)生器電路的簡化方塊圖。作為標(biāo)準(zhǔn)的B-MAC，一個壓控振蕩器510工作在12Fsc，并其頻率鎖定在跟隨數(shù)據(jù)、并在每行的色度信號之前的脈沖串。振蕩器510驅(qū)動兩個分頻器512和514，這兩個分頻器分別產(chǎn)生6 Fsc的寫入時鐘和4 Fsc的寬屏幕亮度讀出時鐘。分頻器512驅(qū)動產(chǎn)生3 Fsc的非寬屏幕亮度讀出時鐘的分頻器516，分頻器518把亮度讀出時鐘除以2，產(chǎn)生色度讀出時鐘。兩個讀出時鐘頻率由開關(guān)422控制，開關(guān)422與圖4中所示的開關(guān)相同。
要發(fā)送一個載有全部寬屏幕電視信號信息的類似-NTSC信號也 可能的。但是，為了在相同的52.5μs的有效視頻行中得到全部信息，須對信號進(jìn)行時間壓縮。和NTSC一樣，類似的復(fù)合信號是模擬信，時間壓縮是通過把寬屏幕彩色信息調(diào)制到一個較高付載波頻率上來實(shí)現(xiàn)的。這個新的付載波頻率(F′sc)根據(jù)下式確定
(寬屏幕寬高比)/(非寬屏幕寬高比) 非寬屏幕付載波＝F′sc
其中
非寬屏幕寬高比＝4.3
非寬屏幕付載波＝3.579545MHz
因此，如果寬屏幕寬高比選為1.85∶1，則寬屏幕信號的彩色付載波 約為4.9667MHz。同樣地，當(dāng)寬高比為16∶9時，新的彩色付載波將 為4.7727MHz。當(dāng)寬高比為5∶3時，則調(diào)制付載波將約為4.4744 Hz。
當(dāng)這些頻率不是原來的數(shù)字時，可以簡化新的發(fā)生器設(shè)計(jì)。另外，在實(shí)際發(fā)送的信號的寬高比中，也能使用其它一些在奇整數(shù)附近帶有非常小變化的值，大家也知道，寬高比有小的不同，觀眾是察覺不到的。
現(xiàn)在轉(zhuǎn)向圖6，對發(fā)送的復(fù)合寬屏幕信號顯示在寬屏幕和標(biāo)準(zhǔn)(NTSC)顯示器上的本發(fā)明的解調(diào)器加以論述。從電視接收機(jī)的前級(沒示出)接收基帶信號并經(jīng)解調(diào)器1010作如下處理。開關(guān)1012由用戶設(shè)置，解調(diào)器被連接成由傳到解調(diào)器1010的設(shè)置值所確定的顯示高寬比。如果開關(guān)1012設(shè)置在“寬屏幕”，整個寬屏幕信號就直接通過介調(diào)器進(jìn)入雙用電視機(jī)1045。
如果開關(guān)1012設(shè)置在“標(biāo)準(zhǔn)”，模擬信號由采樣一保持電路1020和模/數(shù)轉(zhuǎn)換器1025變換成數(shù)字信號。這個數(shù)字信號以第一時鐘速率寫入存貯器，而以第二時鐘速率(較低)讀出，由時間介壓器和選擇器1030選擇采樣讀出的一部分用于顯示。時間介壓器需要兩個存貯器，一個用于寫入而另一個用于讀出。采樣讀出(如果是隨機(jī)存取存貯器)或?qū)懭?如果是FIFO存貯器件)的部分是根據(jù)前述參照圖4的選擇信號來選擇的。如果沒有出現(xiàn)選擇信號，則解調(diào)器就產(chǎn)生一個錯誤的位置信號。存貯器的控制和選擇與圖4的說明相同。選擇的寬屏幕信號部分由數(shù)/模轉(zhuǎn)換器1035變換回模擬信號，然后被選擇的部分送到雙用電視機(jī)1045。如果打算讓非寬屏幕電視接收NTSC信號，則被介壓的信號將包含有一個3.579545MHz的彩色付載波。
對用于使寬屏幕發(fā)送與非寬屏幕接收兼用的解調(diào)器已經(jīng)作了說明。由電視臺發(fā)送或貯存在家庭錄象帶上所得到的是大量非寬屏幕圖象，有必要使寬屏幕接收機(jī)與這些非寬屏幕信號兼容?，F(xiàn)轉(zhuǎn)向圖7，將對為在一個寬高比為16∶9的寬屏幕顯示器上顯示標(biāo)準(zhǔn)電視信號的解調(diào)器予以論述。
NTSC復(fù)合基帶視頻信號在解調(diào)器的輸入口1105上輸入，經(jīng)過一個任選的低通濾波器1110，并由采樣-保持和模/數(shù)轉(zhuǎn)換器1115變換成數(shù)字信號。數(shù)字采樣信號需要經(jīng)過時間壓縮，以便無失真地裝到寬屏幕顯示器中。為此，信號分離器1125和1130通過行存貯器1145～1160與多路轉(zhuǎn)換器1135和1140一道對采樣信號進(jìn)行時間壓縮。被壓縮的圖象并不占滿全部寬屏幕顯示器，而是被記數(shù)器1165和讀允許門1170延時，通過延時最好使被顯示的圖象顯示在寬屏幕顯示器的中間。注意亮度和色度信號是以3 Fsc寫入到各自的行存貯器，并以4 Fsc讀出。這種時間壓縮比(4∶3)是寬屏幕寬高比(16∶9)對標(biāo)準(zhǔn)屏幕寬高比(4∶3)的比例。別的讀寫比例也可根據(jù)寬屏幕寬高比來選擇。
被壓縮的色度分量由信號分離器1175分離成R-Y和B-Y分量。亮度和R-Y，B-Y色度分量由數(shù)/模轉(zhuǎn)換器1180，1185和1190分別變換成模擬信號-它們分別由低通濾波器1195a，b和c濾波，由變換器1200變換成可顯示的信號。變換器1200或是把信號變換成NTSC，PAL或SECAM，或是用于在RGB顯示器上顯示的矩陣信號。
雖然對本發(fā)明的示意性實(shí)施例已參照附圖作了詳細(xì)說明，但應(yīng)該知道，本發(fā)明并不限于這些具體的實(shí)施例，在不脫離本發(fā)明范圍或精神的情況下，本領(lǐng)域的技術(shù)人員所作的各種變化和改進(jìn)均屬本發(fā)明范圍。
權(quán)利要求
1、一種把發(fā)送的具有第一寬高比的電視信號在具有第一寬高比的電視接收機(jī)和具有第二寬高比的電視接收機(jī)上均能顯示的方法，其中所發(fā)送的信號包括亮度信號分量，該方法包括下列步驟
--以第一時鐘速率把亮度信號分量寫入第一存貯器；
--以第二時鐘速率或以第三時鐘速率讀出亮度信號分量，第二時鐘速率代表為在具有第二寬高比的電視接收機(jī)上顯示電視信號的時鐘速率，而第三時鐘速率相當(dāng)于第二時鐘速率和第一寬高比對第二寬高比之比值的乘積；和
--在各自的接收機(jī)上選擇性地顯示從第一存貯器中讀出的信號分量。
2、權(quán)利要求
1的方法，其中發(fā)送的信號還包括色度分量，其中該方法還包括以下步驟
-以第四時鐘速率把色度信號分量寫入第二存儲器;
-以第五時鐘速率或以第六時鐘速率讀出貯存在第二存貯器中的色度信號分量，第五時鐘速率代表在具有第二寬高比的電視接收機(jī)上顯示電視信號的時鐘速率，第六時鐘速率相當(dāng)于第五時鐘速率和第一高寬比對第二寬高比之比值的乘積;和
-在各自的接收機(jī)上選擇性地顯示從第二存貯器中讀出的信號分量。
3、權(quán)利要求
2的方法，其中第四時鐘速率等于第一時鐘速率。
4、權(quán)利要求
3的方法，其中為在具有第二寬高比的電視接收機(jī)上顯示所選擇的部分電視信號，分別從所述第一存貯器和所述第二存貯器讀出被選擇部分已存貯的亮度和色度信號分量。
5、一個把發(fā)送的寬屏幕電視信號在寬屏幕接收機(jī)和非寬幕接收機(jī)上顯示的方法，其中所發(fā)送的信號包括獨(dú)立的亮度和色度信號分量，該方法包括以下步驟
-以第一時鐘速率把亮度信號分量寫入第一存貯器;
-以第二時鐘速率把色度信號分量寫入第二存貯器;
-以第三時鐘速率或以第四時鐘速率讀出貯存于第一存貯器的亮度信號分量，第三時鐘速率對應(yīng)于為在非寬屏幕接收機(jī)上顯示電視信號的時鐘速率，第四時鐘速率相當(dāng)于第三時鐘速率和寬屏幕接收機(jī)對非寬屏幕接收機(jī)寬高比的比值的乘積;
-以第五時鐘速率或以第六時鐘速率讀出貯存于第二存貯器的色度信號分量，第五時鐘速率對應(yīng)于為非寬屏幕接收機(jī)上顯示電視信號的時鐘速率，第六時鐘速率相當(dāng)于第五時鐘速率和寬屏幕接收機(jī)對非寬屏幕接收機(jī)寬高比的比值的乘積;和
-在各自的接收機(jī)上選擇性地顯示從第一和第二存貯器中讀出的信號。
6、權(quán)利要求
5的方法，其中第二時鐘速率等于第一時鐘速率。
7、權(quán)利要求
5的方法，其中為在非寬屏幕接收機(jī)上顯示電視信號的預(yù)定部分，從第一和第二存貯器中讀出所貯存的亮度和色度信號分量的預(yù)定部分。
8、權(quán)利要求
7的方法，其中從存貯器讀出的亮度和色度信號分量部分是由選擇信號決定的。
9、權(quán)利要求
8的方法，其中選擇信號是與所發(fā)送的電視信號一起發(fā)送的。
10、權(quán)利要求
8的方法，其中選擇信號代表了從存貯器中讀出的信號分量部分的圖象元素。
11、權(quán)利要求
10的方法，其中圖象元素是第一個圖象元素。
12、權(quán)利要求
10的方法，其中圖象元素是最后一個圖象元素。
13、權(quán)利要求
10的方法，其中圖象元素是中間圖象元素。
14、權(quán)利要求
8的方法，其中選擇信號代表了每個存貯器的一個地址。
15、權(quán)利要求
7的方法，其中從存貯器讀出的信號分量所確定的部分是相鄰的。
16、一種發(fā)送寬屏幕電視信號的方法，以便把寬屏幕電視信號的一部分無幾何失真地在非寬屏幕電視機(jī)上顯示，該方法包括以下步驟
-選擇部分寬屏幕電視信號;
-產(chǎn)生代表選擇部分的選擇信號;和
-與選擇信號一起發(fā)送整個寬屏幕電視信號。
17、一種顯示一行由寬屏幕行一幀掃描的電視信號的方法，以便在寬屏幕接收機(jī)的顯示器上顯示整個行，而在一個非寬屏幕接收機(jī)的顯示器上顯示整個行的一部分，該方法包括下列步驟
-選擇行的一部分;
-產(chǎn)生代表選擇部分的選擇信號;
-發(fā)送誤行;
-發(fā)送選擇信號;
-在寬屏幕接收機(jī)中接收整個行;
-在寬屏幕接收機(jī)的顯示器上顯示整個行;
-在非寬屏幕接收機(jī)中接收整個行和選擇信號;
-根據(jù)選擇信號，在非寬屏幕接收機(jī)的顯示器上顯示行的一部分。
18、權(quán)利要求
17的方法，其中選擇信號是在寬屏幕信號垂直消隱期間與整個寬屏幕信號一起發(fā)送的。
19、一種發(fā)送和接收一個NTSC電視信號的方法，該信號具有在具有第一寬高比的接收機(jī)和具有第二寬高比的接收機(jī)上均能顯示的第一寬高比，該方法包括的步驟是
-在一個與第一寬高比對第二寬高比的比值和水平掃描頻率的乘積成比例的付載波上發(fā)送NTSC信號;
-接收發(fā)送的TNSC信號和由于下列任一方式有選擇性地顯示所接收的信號
(a)為了在具有第一寬高比的接收機(jī)上顯示，以和發(fā)送的付載波相同的頻率對接收的信號解調(diào);或
(b)(ⅰ)以一個與第二寬高比對第一寬高比的值成比例的量，對接收的信號進(jìn)行時間解壓;
(ⅱ)對時間解壓的信號進(jìn)行解調(diào)。
20、權(quán)利要求
19的方法，其中時間解壓的步驟還包括
-以對應(yīng)于發(fā)送的付載波頻率的第一時鐘速率把接收到的信號寫入存貯器;和
-以對應(yīng)于第一時鐘速率和第二寬高比對第一高比比值的乘積的第二時鐘速率從存貯器中讀出寫入的信號。
21、權(quán)利要求
19的方法，其中對接收信號解調(diào)的步驟還包括
-以第二時鐘速率對經(jīng)時間壓縮的信號解調(diào)。
22、一個選擇由行和幀掃描發(fā)送的電視信號的一部分的方法，該信號具有為在具有第二寬高比的電視接收機(jī)上顯示的第一寬高比，該方法包括的步驟有
-以第一時鐘速率把發(fā)送信號的一行寫入存貯器;
-以第二時鐘速率從存貯器讀出所寫入行的信號;
-產(chǎn)生一個顯示允許信號，以允許從存貯器中讀出的行的相鄰部分在具有第二寬高比的電視接收機(jī)中顯示。
23、權(quán)利要求
22的方法，其中顯示允許信號允許在已讀出的存貯單元后面一個預(yù)定數(shù)目的行的相鄰部分顯示。
24、權(quán)利要求
23的方法，其中所發(fā)送的電視信號包括一個選擇信號，選擇信號表示存貯單元的預(yù)定數(shù)目。
25、權(quán)利要求
22的方法，其中第二時鐘速率對第一時鐘速率之比的比值實(shí)際上是第一寬高比對第二寬高比之間的比值。
26、一種顯示由行和幀掃描發(fā)送的電視信號的一部分的方法，該信號具有為在具有第二寬高比的電視接收機(jī)上顯示的第一寬高比，該方法包括的步驟有
-以第一時鐘速率對發(fā)送的信號采樣;
-把采樣信號分離成色度分量和亮度分量;
-以第一時鐘速率把色度分量寫入第一存貯器;
-以第一時鐘速率把亮度分量寫入第二存貯器;
-以第二時鐘速率從第一存貯裝置讀出色度分量;
-以第三時鐘速率從第二存貯裝置讀出亮度分量;
-產(chǎn)生一個顯示允許信號以允許色度分量的相鄰部分和對應(yīng)的亮度分量的相鄰部分顯示;
-根據(jù)顯示允許信號，在具有有二寬高比的顯示器上顯示色度和亮度分量的相鄰部分。
27、權(quán)利要求
26的方法，其中顯示允許信號允許分別在已讀出的第一和第二存貯單元后面一個預(yù)定數(shù)目的色度和亮度分量的相鄰部分顯示。
28、權(quán)利要求
27的方法，其中發(fā)送的信號包括一個選擇信號，選擇信號表示第一和第二存貯單元的預(yù)定數(shù)目。
29、權(quán)利要求
26的方法，其中第二時鐘速率對第一時鐘率之比實(shí)際上是第一寬高比對第二寬高比之間的比。
30、一個把行-幀掃描的NTSC視頻信號變換成在寬屏幕顯示器上顯示的信號的方法，其中所顯示的信號具有NTSC視頻帶寬，該方法包括的步驟有
-以第一時鐘速率對NTSC視頻信號采樣，從而產(chǎn)生數(shù)字采樣信號;
-把數(shù)字采樣信號分離成色度和亮度分量;
-把代表一行的數(shù)字色度分量以第一時鐘速率寫入第一存貯裝置;
-把代表一行的數(shù)字亮度分量以第一時鐘速率寫入第二存貯裝置;
-經(jīng)過一預(yù)定的延時后，以第二時鐘速率交替讀出色度和亮度分量;
-把色度和亮度分量變換成模擬量;和
-把模擬分量矩陣化，以產(chǎn)生代表彩色信號的信號，在寬屏幕顯示器上顯示。
31、一個把行-幀掃描的NTSC視頻信號變換成能在一個寬屏幕顯示器上顯示的信號的方法，其中所顯示的圖象具有NTSC視頻帶寬，該方法包括的步驟有
-以第一時鐘速率對NTSC視頻信號采樣，從而產(chǎn)生數(shù)字采樣信號;
-把數(shù)字采樣信號分離成色度和寬度分量;
-把代表一行的數(shù)字色度分量，以第一時鐘速率寫入第一存貯裝置;
-把代表一行的數(shù)字亮度分量，以第一時鐘速率寫入第二存貯裝置;
-以第二時鐘速率交替讀出色度和亮度分量，以便對這些分量加以時間壓縮;
-對交替讀出的分量延時，以清除無效的分量;
-把色度，亮度和零分量變換成模擬量;和
-對模擬色度和亮度分量矩陣化，以產(chǎn)生代表彩色信號的信號，作為圖象的元素在寬屏幕顯示器上顯示，并對零分量矩陣化，以產(chǎn)生代表邊界的信號，為圖象元素確定邊界。
32、一種發(fā)送和接收第一寬高比電視信號的方法，以用于在第一寬高比和第二寬高比兩種電視接收機(jī)上顯示，其中所發(fā)送的信號包括獨(dú)立的亮度和色度信號分量，該方法包括的步驟有
-以與第一寬高比對第二寬高比的比值成比例的采樣頻率發(fā)送電視信號;
-接收亮度和色度信號分量，并以第一時鐘速率把亮度信號分量寫入一個存貯器;
-以第二時鐘速率把色度信號分量寫入另一個存貯器;
-以第三時鐘速率或第四時鐘速率從一個存貯器中讀出所貯存的亮度信號分量，第三時鐘速率代表在所述第一寬高比電視接收機(jī)上顯示電視信號的時鐘速率，而第四時鐘速率相當(dāng)于第三時鐘速率和第二寬高比對第一寬高比之比值的乘積;
-以第五時鐘速率或第六時鐘速率從另一個存貯器中讀出所貯存的色度信號分量，第五時鐘速率代表在所述第一寬高比電視接收機(jī)上顯示電視信號的時鐘速率，而第六時鐘速率相當(dāng)于第五時鐘速率和第二高寬比對第一寬高比之比值的乘積;和
-在各自的接收機(jī)中有選擇性地顯示從所述的一個和所述的另一個存貯器中讀出的信號。
33、權(quán)利要求
32的方法，其中所述的第一時鐘速率和所述的第二時鐘速率等于所發(fā)送的采樣頻率。
34、一種用于接收包含以第一頻率出現(xiàn)的亮度和色度分量的寬屏幕電視信號的裝置，并分別以第二和第三頻率輸出亮度和色度分量，所述的裝置包括
-一個第一存貯器，用于以第一頻率貯存一行亮度分量;
-一個第二存貯器，用于以第一頻率貯存一行亮度分量;
-第一輸入開關(guān)裝置，用于接收亮度分量并直接把亮度分量貯存到所述第一和第二存貯器;
-一個第三存貯器，用于以第一頻率貯存一行色度分量;
-一個第四存貯器，用于以第一頻率貯存一行色度分量;
-第二輸入開關(guān)裝置，用于接收色度分量并交替地直接把色度分量貯存到所述第三和第四存貯器;
-第一輸出開關(guān)裝置，用于以第二頻率從所述第一和第二存貯器交替地取回并輸出亮度分量;和
-第二輸出開關(guān)裝置，用于以第三頻率從所述第三和第四存貯器交替地取回并輸出色度分量。
35、權(quán)利要求
34的裝置還包括
-用于控制所述第一輸入開關(guān)裝置和所述第一輸出開關(guān)裝置的控制裝置，以使所接收的亮度分量被直接加到所述第一和第二存貯器之一，而亮度分量被從所述第一和第二存貯器中的另一個取回。
36、權(quán)利要求
34的裝置進(jìn)一步包括
-用于控制所述第二輸入開關(guān)裝置和所述第二輸出開關(guān)裝置的控制裝置，以使所接收的色度分量被直接加到所述第三和第四存貯器之一，而色度分量分量被從所述第三和第四存貯器中的另一個取回。
37、權(quán)利要求
34的裝置，其中第二頻率是第三頻率的兩倍。
38、權(quán)利要求
34的裝置，其中第一頻率一第二頻率的兩倍。
39、權(quán)利要求
34的裝置，其中第一頻率是第三頻率的三倍。
40、一種把一個非寬屏幕復(fù)合彩色電視信號變換成用于在寬屏幕顯示器上顯示的信號，所述的裝置包括
-模/數(shù)轉(zhuǎn)換裝置，以第一頻率對非寬屏幕信號采樣，從而產(chǎn)生數(shù)字采樣信號;
-濾波裝置，把數(shù)字視頻采樣信號分離成色度和亮度分量采樣信號;
-貯存裝置，以第一頻率貯存色度和亮度分量采樣信號，
-選擇讀出裝置，以高于第一頻率的第二頻率從所述存貯裝置中有選擇性地讀出色度和亮度分量采樣信號塊;
-延時裝置，用于對從所述存貯裝置中輸出的采樣信號塊延時一預(yù)定時間;
-數(shù)/模轉(zhuǎn)換裝置，用于接收來自所述存貯裝置的色度和亮度分量采樣信號，從而產(chǎn)生模擬信號;和
-矩陣變換裝置，把亮度和色度模擬信號變換成適合于在寬屏幕顯示器上顯示的形式。
41、一種用于把發(fā)送的具有第一寬高比的電視信號在具有第一高寬比和第二寬高比的兩種電視接收機(jī)上顯示的裝置，其中所發(fā)送的信號包括亮度信號分量，所述裝置包括
-寫入裝置，用于把亮度信號分量以第一時鐘速率寫入第一存貯器;
-讀出裝置，以第二時鐘速率或第三時鐘速率讀出亮度信號分量，第二時鐘速率代表在具有第二寬高比的電視接收機(jī)上顯示電視信號的時鐘速率，第三時鐘速率相當(dāng)于第二時鐘速率和第一寬高比對第二寬高比之比值的乘積;和
-顯示裝置，在各自的接收機(jī)上有選擇性地顯示從第一貯器讀出的信號分量。
42、一種發(fā)送寬屏幕電視信號的裝置，以便在非寬屏幕電視機(jī)上，無幾何失真地顯示部分寬屏幕電視信號，所述裝置包括
-選擇裝置，用于選擇部分寬屏幕電視信號;
-信號產(chǎn)生裝置，用于產(chǎn)生代表所選部分的選擇信號;和
-發(fā)送裝置，用于與選擇信號一起發(fā)送整個寬屏幕電視信號。
專利摘要
對寬屏幕電視圖象以較高的采樣率采樣，以使全部信息占用52.5μs。寬屏幕圖象信號還有一個選擇信號使非寬屏幕電視機(jī)無幾何失真地顯示寬屏幕圖象的相鄰部分。寬屏幕電視信號或以MAC或以寬屏幕NTSC制式發(fā)送，并由介調(diào)器接收。介調(diào)器使整個寬屏幕圖象能在寬屏幕接收機(jī)中顯示，而利用選擇信號在標(biāo)準(zhǔn)接收機(jī)中無幾何失真地顯示所選擇的圖象部分。或者，介調(diào)器使具有標(biāo)準(zhǔn)高寬比的電視信號能在具有寬屏幕高寬比的接收機(jī)中無幾何失真地顯示。
文檔編號H04N5/44GK86101825SQ86101825
公開日1986年11月12日 申請日期1986年3月18日
發(fā)明者查爾斯·羅茲, 約翰·勞里 申請人:亞特蘭大科研公司導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan